DE3501684A1

DE3501684A1 - Verfahren und vorrichtung zum inertisieren der oberflaeche einer materialbahn

Info

Publication number: DE3501684A1
Application number: DE19853501684
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 2162 Steinkirchen Blaudszun; Bernd 3105 Faßberg Dittmar; Timothy T. Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Thexton
Original assignee: AGA Gas GmbH
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1985-01-19
Filing date: 1985-01-19
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE3501684C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Inerti- j

sieren der Oberfläche einer durch eine Behandlungs- !

station geförderten Materialbahn, bei dem die Mate- j

rialbahn über einen Eintrittsschlitz in eine ge- ^!

schlossene Kammer geleitet wird, in der vor und ggf. \

hinter der Behandlungsstation über die Breite der Materialbahn Inertgas gegen einen begrenzten Bereich der Oberfläche geblasen wird und in der Kammer befindliches Gemisch aus Luft und Inertgas abgezogen wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges gattungsmäßes Verfahren ist nach der DE-OS 30 38 791 bekannt. Vor dem Eintritt einer Bahn in eine Trocknungskammer, in die mit Lösungsmittel benetzte Gegenstände transportiert werden, durchläuft sie eine Vorkammmer, die auf beiden Seiten der Bahn Schlitzdüsen enthält. Mit Hilfe der Schlitzdüsen wird Inertgas, ζ. Β. Stickstoff, gegen die Oberfläche der Bahn in einem Winkel geblasen, so daß in der Kammer eine Kreisströmung entsteht. Auf der den Düsen abgewandten Seite wird Medium aus der Kammer abgesaugt. Das bekannte Verfahren soll verhindern, daß Luft in den Trocknungsraum tritt, in dem ebenfalls Inertgas eingegeben wird.

Es ist bekannt, mit Lack oder einem Kunststoff beschichtete Bahnen durch ionisierende Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, zu vernetzen. Hierbei wird im Bereich des Strahlungsgerätes eine sauerstoffarme Atmosphäre erzeugt, indem auf beiden Seiten der Auftreffläche der Strahlen auf die Bahn Stickstoff geblasen wird. Dadurch kann im Bestrahlungsbereich eine Sauerstoffkonzentration von 200 ppm und weniger erzielt werden. Dieses ist aber mit einem wirtschaftlich vertretbaren Stickstoffverbrauch von

m3N2/lfdm Materialbahn nur gewährleistet, sofern die Bahnbreite maximal 1200 mm und die Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn maximal 300 m/min beträgt. Wird die Bahngeschwindigkeit über 300 m/min gesteigert, steigt der für die vorgegebene Sauerstoffkonzentration notwendige Stickstoffbedarf überproportional an, so daß das Verfahren unwirtschaftlich wird. Dies ist auch der Fall, wenn z.B. die Bahnbreiten vergrößert werden. Das Eingangs genannte bekannte Verfahren schafft keine Abhilfe, weil damit die gewünschte Sauerstoffkonzentration nicht erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Inertisieren von Oberflächen von bahnförmigem Material zu schaffen, mit dem bei geringem Bedarf an Inertgas auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten der Materialbahn und großen Bahnbreiten die gewünschte Inertisierung erreicht wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß die an der Materialbahn gehäuseeintrittsseitig anliegende von außen eingetragene Grenzgasschicht quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn abgelenkt und mit dem in der Kammer befindlichen Gemisch aus Luft und Inertgas abgezogen wird.

Hierdurch werden die Schwierigkeiten einer Inertisierung bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten vermieden, die normalerweise dadurch entstehen, daß die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Materialbahn einen Pumpeneffekt zur Folge hat, durch den nicht unerhebliche Luftmengen in die Behandlungszone eingetragen werden. Um diesem Effekt wirksam entge-

genzutreten, werden neben der bereits genannten Lösung nach den weiteren Merkmalen der Erfindung mehrere Maßnahmen ergriffen. Durch die mechanisch berührungslose Ablenkung der Grenzgasschicht wird verhindert, daß durch die Fortbewegung der Materialbahn zusätzlich Luft und damit Sauerstoff mitgerissen werden. In einer zweiten Stufe kann entgegen der Arbeitsrichtung eine Strömung entlang der Materialbahn erzeugt werden, die zu einer weiteren Reduzierung der Sauerstoffkonzentration führt. Diese Strömung wird nach einer gewissen Strecke abgesaugt und erneut wieder zugeführt, jedoch zusammen mit aus einer Inertgasquelle stammendem frischem Gas. Auf diese Weise wird die Sauerstoffkonzentration bereits erheblich herabgesetzt. Die endgültige Inertisierung erfolgt durch ein Druckpolster, das vorzugsweise unmittelbar vor dem Behandlungsbereich über die Breite der Materialbahn mit gleichmäßigem Druckprofil aufgebaut wird. Da der Druck des Druckpolsters größer ist als der des in Arbeitsrichtung davor aufgetragenen Gasstrahls, wird weitgehend verhindert, daß Anteile der Atmosphäre in der davor angeordneten Inertisierungsstufe in die letzte Inertisierungsstufe gelangen und gar in den Behandlungsbereich.

Um zu verhindern, daß aus dem Austrittsbereich der Materialbahn aus der Behandlungszone Sauerstoffeinbrüche in die Behandlungszone erfolgen, wird vorzugsweise auch an dieser Stelle eine Inertisation durchgeführt. Diese kann sämtliche drei erwähnten Stufen enthalten, oder nur eine oder zwei von diesen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn auf Werte bis zu 1000 m/min anheben und zwar auch bei

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größeren als bisher einsetzbaren Bahnbreiten. Der Verbrauch an Inertgas wird dadurch minimiert, daß das Inertgas zusammen mit dem übrigen gasförmigen Medium in der zweiten Inertisierungsstufe im Kreislauf gefördert wird. Es wird nur der Stickstoff verbraucht, der über vorhandene Undichtigkeiten und die Ein- und Austrittsspalten für die Materialbahn entweicht.

Der Druck des Inertgaspolsters ist höher als der Druck im weiteren Gasstrom. Eine solche Druckerhöhung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erreicht werden, daß die Temperatur des Inertgaspolsters höher ist als die Temperatur des weiteren Gasstromes. Das Inertgas wird daher vor dem Einleiten in die Düsenanordnung durch geeignete Vorrichtungen erhitzt. Im übrigen können auch der Druck und die Temperatur des weiteren Gasstromes geregelt werden. Ebenfalls kann der Saugdruck geregelt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens ist nach der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, die durch eine gehäuseeingangsseitig angeordnete Einrichtung zur Ablenkung der an der Materialbahn anliegenden Grenzgasschicht und eine Einrichtung zum Aufbau eines Gasvorpolsters in Bewegungsrichtung der Materialbahn vor der Inertisierungsstufe und ggf. auch in Bewegungsrichtung der Materialbahn nach der Inertisierungsstufe gekennzeichnet ist.

Die durch die Einrichtung zur Ablenkung der Grenzgasschicht entgegengesetzt der Materialbahn sich bewegende Abscherfläche verhindert, daß in nennenswertem Umfang Luft und somit auch Sauerstoff mit der Materialbahn mitgerissen werden. Die Geschwindigkeit

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der Abscherfläche wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit geregelt, und zwar dergestalt, daß die Geschwindigkeit der Abscherfläche mit der Bahngeschwindigkeit der Abscherfläche mit der Bahngeschwindigkeit zunimmt. Ferner ist eine erste Düsenanordnung vorgesehen, die auf der Oberfläche der Materialbahn ein Druckpolster von gleichmäßigem Druckprofil über die Breite der Materialbahn aufbaut. Eine zweite Düsenanordnung ist in Arbeitsrichtung vor der ersten Düsenanordnung, jedoch nach der Absaugöffnung angeordnet und mit der Austrittsrichtung schräg entgegen der Arbeitsrichtung ausgerichtet. Die zweite Düsenanordnung ist über eine Leitung und einen Ventilator mit der Absaugöffnung verbunden ist. Die Inertgasquelle ist über ein Regelventil an die Saugleitung des Ventilators angeschlossen. Der Ventilator sorgt für einen Uralauf des gegen die Materialbahn gerichteten Gasstromes, der von der Absaugöffnung wieder über die zweite Düsenanordnung eingetragen wird, und zwar unter Zumischung von frischem Inertgas. Diese Zumischung kann über ein Regelventil eingestellt werden und bestimmt den Austrittsdruck in der zweiten Düsenan-Ordnung sowie die Sauerstoffkonzentration in diesem Bereich. Um zu verhindern, daß über den Spalt zwischen Scherfläche und Bahnoberfläche in nennenswertem Umfang Inertgas entweicht, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß zwischen der Abscherfläche und der Absaugöffnung eine Vorkammer gebildet ist, die mit dem absaugend arbeitenden Ventilator verbunden ist. Die Vorkammer bildet einen engen Durchtrittsspalt für die Materialbahn hinter der Scherfläche. Mit Hilfe des weiteren Ventilators kann daher ein gezielter Druck hinter der Scher-

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fläche eingestellt werden. Außerdem kann die auf der entgegensetzten Laufseite der Scherfläche eingetragene Luft abgesaugt werden.

Das Druckpolster in der Inertisierungsstufe soll ein möglichst gleichmäßiges Druckprofil aufweisen. Die erste Düsenanordnung kann hierzu eine Vielzahl von gleichmäßig über die Bahnbreite verteilten einzelnen, eine Strahlkegel erzeugenden Düsen aufweisen, die mit der Inertgasquelle verbunden sind. Durch gezielte Einstellung der Inertgaszufuhr zu den einzelnen Düsen ggf. durch Höhenverstellung der einzelnen Düsen läßt sich nicht nur ein Druckprofil mit gleichen Druckwerten erzeugen, sondern darüber hinaus mit veränderlichen Druckwerten.

Die zweite Düsenanordnung kann einen Injektor bilden. Mit Hilfe eines derartigen Injektors wird das Gas aus dem Druckpolster entgegen der Bahnrichtung abgesaugt. Dadurch wird eine wirksame Grenzschichtinertisation erhalten. Durch Veränderung des Anstellwinkels der Düsen der zweiten Düsenanordnung kann der Injektoreffekt verstärkt oder verringert werden.

Maßgebend für die Einstellung der veränderlichen Größen wie Inertgasmenge, Inertgasdruck und -temperatur der einzelnen Stufen, Geschwindigkeit der Abscherfläche usw., ist die gemessene Sauerstoffkonzentration unmittelbar vor und hinter der Behandlungszone. Es wird daher zweckmäßigerweise eine automatische Regelvorrichtung vorgesehen, die bei Abweichungen vom Sollwert der Sauerstoffkonzentration eine Änderung der genannten Parameter bewirkt.

Durch geeignete apparative Vorkehrungen können auch beide Seiten einer Materialbahn inertisiert werden, sofern dies erforderlich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem

Blockschaltbild
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Fig. 2 eine Ausgestalung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht

Fig. 4 ein Fließschema einer Anlage zum Elektronenstrahlhärten mit einer erfindungemäßen Vor

richtung

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Kombination mit Merkmalen der Patentansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung zum Inertisieren der Oberfläche einer durch eine Behandlungsstation 63 zu fördernden Materialbahn aus einem gasdichten Gehäuse 13, an dem ein Eintrittsschlitz 64 und ein Austrittsschlitz 65 ausgebildet ist. Durch den Eintrittsschlitz 64 und den Austrittsschlitz 65 wird die Materialbahn 12 geführt. Im Bereich des Eintrittschlitzes 64 befindet

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sich eine Einrichtung 2, mittels derer die mit der Materialbahn 12 in das Gehäuse 13 eingetragene und an der Materialbahn 12 anliegende Grenzgasschicht abgelenkt wird. Vor der Behandlungsstation 63 befindet sich eine Inertisierungsstufe 6, über die die Materialbahn 12 mit Inertgas beaufschlagt wird. Bezogen auf die Bewegungsrichtung der Materialbahn 12 befindet sich vor der Inertisierungsstufe 6 eine Einrichtung 4, zum Aufbau eines Gasvorpolsters, auf der Materialbahn 12. Über die Einrichtung 4 wird die Oberfläche der Materialbahn 12 mit einem Gemisch aus Luft und Inertgas beaufschlagt, was dann entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Materialbahn 12 über eine Absaugöffnung 22 wieder aus den gasdichten Gehäuse 13 abgeleitet wird. Die Hintereinanderschaltung der Einrichtungen 2, 4 unterstützt hierbei in ihrer Wirkung die Funktion der Inertisierungsstufe 6, so daß im Bereich der Behandlungsstation 63 die gewünschte minimale Sauerstoffkonzentration im Bereich der Materialbahn 12 sichergestellt ist.

In Fig. 2 sind Bauelemente der Vorrichtung 1 im Detail dargestellt. Gehäuseeingangsseitig befindet sich die bereits erwähnte Einrichtung 2 zu Ablenkung der Grenzgasschicht. Die Einrichtung 2 besteht aus einem Endlosband 15, das über zwei Walzen 67 geführt ist. Die Breite des Endlosbandes 15 entspricht der Breite der Materialbahn 12. Das Untertrum des .Endlosbandes 15 wird entgegen der Bewegungsrichtung der Materialbahn 12 geführt. Oberhalb des Obertrums des Endlosbandes 15 befindet sich eine Art Vorkammer 16, die zum Endlosband 15 offen und mit einer Absaugleitung 32 verbunden ist. Vor der Bearbeitunsstation 63 ist die Inertisierungsstufe 6 angeordnet, die aus einer Düsenanordnung 19 mit einer Anzahl Düsen 60 besteht. Die Düsenanordnung 20, 21 vor der

Inertisierungstufe 6 besteht aus Schlitzdüsen 68, 69, die über Stutzen 25a mit einer Druckleitung 23a verbunden sind. Die Schlitzdüsen 68, 69 sind so ausgebildet, daß der aus diese austretende Gasstrahl oberhalb der Materialbahn 12 zur Gehäuseeintrittsseite gerichtet ist. Vor der Schlitzdüse 68 ist eine Kammer 72 ausgebildet, deren unteres Leitblech 73 zur Ausbildung eines Gasvorpolsters dient. An dem vorderen Endabschnitt des Leitblechs 73 ist ein Lochblech 70 angeordnet, das mit einem weiteren Leitblech 71 verbunden ist, welches die Kammer 72 zu einer Absaugöffnung 22 hin begrenzt. Durch das Lochblech 70 wird Gasgemisch aus dem Gasvorpolster abgezogen und durch die Absaugöffnung 22 über den Stutzen 25 in die Absaugleitung 23 geführt. Gehäuseaustrittsseitig ist eine weitere Düsenanordnung 29 vorgesehen, die aus einer Schlitzdüse 69 besteht, welche über eine Druckleitung 23b mit Inertgas oder einem Inertgasgemisch beaufschlagt wird. Die Ausströmrichtung der Schlitzdüse 69 ist etwa parallel zur Materialbahn 12 zum nicht näher dargestellten Austrittsschlitz 65 des Gehäuses 13 gerichtet. In Bewegungsrichtung der Materialbahn 12 hinter der Düsenanordnung 29 befindet sich eine eine Absaughaube aufweisende Vorkammer 30, die mit einer Absaugleitung 31 verbunden ist. Zwischen der Düsenanordnung 29 und der Düsenanordnung 21 sind Sensoren 57a, 58a angeordnet, mittels derer eine Sauerstoffanalyse im Bereich der Inertisierungsstation 6 sowie der Behandlungsstation 63 vorgenommen werden kann.

Bei geringerer Vorschubgeschwindigkeit des Materialbandes 12 kann die Vorrichtung 1 zum Inertisieren der Oberfläche einer Materialbahn auch wie in Fig. ausgebildet sein. Hier ist zur Ablenkung der Grenzgasschicht gehäuseeingangsseitig eine als

Labyrinthanordnung ausgebildete Einrichtung 3 vorgesehen. Diese besteht aus quer zur Vorschubrichtung der Materialbahn 12 angeordneten Stegen 8, die sich bis dicht über die Oberfläche der Materialbahn 12 erstrecken. Zwischen der Einrichtung 3 und der Düsenanordnung 20 die ebenfalls aus Schlitzdüsen 68 besteht ist eine Absaugkammer 74 vorgsehen, deren unterer Rand 75 zur Ausbildung eines Gasvorpolsters dient und an ihrem der Düsenanordnung 20 abgewandten Endabschnitt als Lochblech 76 ausgebildt ist. Durch die Durchbrechungen des Lochblechs 76 kann Gasgemisch aus den Gasvorpolstern mittels des Ventilators 24 über die Absaugöffnung 22 und die Absaugleitung 23 abgezogen werden. Dieses Gasgemisch wird den Schlitzdüsen 68, 69 der Düsenanordnungen 20, 21 über Druckleitungen 23a wieder zugeführt. Die Strömungsverhältnisse in der Absaugleitung 23 und den Druckleitungen 23a sind mittels Drosseln 26, 27 einstellbar. Der Ventilator 24 ist druckseitig ebnfalls mit der Druckleitung 23b des Schlitzdüsen 69 der Düsenanordnung 29 verbunden. In der Druckleitung 23b befindet sich ebenfalls eine einstellbare Drossel 32. Das aus der Düsenanordnung 29 austretende Gasgemisch kann zumindest teilweise über den Austrittsschlitz 65 in den der Vorrichtung 1 nachgeordneten Trockner 77 strömen. Die hierdurch entstehenden Gasverluste werden durch das über die Inertisierungsstufe 6 zugeführte Inertgas bzw. Inertgasgemisch kompensiert. Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 1 ist so ausgebildet, daß die Inertisierung und Behandlung der Materialbahn 12 beidseitig zu dieser erfolgen kann.

Fig. 4 zeigt eine Anlage 66 mit einer nach der Erfindung ausgestalteten Vorrichtung zum Inertisieren der Oberfläche einer Materialbahn 12. In

einem Gehäuse 10 der Behandlungsstation 63 ist in diesem Fall ein sogenannter Scanner 11 angeordnet, der zur Röntgenstrahlvernetzung einer Beschichtung dient, die auf eine Materialbahn 12 aufgebracht ist.

Die Beschichtung erfolgt in einem nicht näher dargestellten Auftragwerk. Das Gehäuse 10 ist in ein längliches gasdichtes Gehäuse 13 eingesetzt. Das Gehäuse 13 besteht aus mehreren Abschnitten vor und hinter der Behandlungsstation 63· In einem ersten Gehäuseabschnitt 14 ist das über zwei Walzen 67 geführte Endlosband 15 gelagert, das wie zu Fig. 2 beschrieben bewegt wird. Die Breite des Endlosbandes 15 ist mindestens gleich der Breite der Materialbahn 12. In Arbeitsrichtung hinter dem Endlosband 15 ist eine Vorkammer 16 gebildet, die nur einen kleinen Spalt 17 für den Durchtritt der Materialbahn 12 in den nächsten Gehäuseabschnitt 18 freiläßt. Im Gehäuseabschnitt 18 ist nahe dem Eintrittsspalt in das Gehäuse 10 eine erste Düsenanordnung 19 angeordnet, sie besteht aus einer Anzahl regelmäßig über die Bahnbreite verteilter Düsen 60 mit einem relativ breiten Strahlkegel. Die Düsen 60 sind in der Höhe verstellbar.

Vor der Düsenanordnung 19 ist eine weitere aus hintereinander angeordneten Schlitzdüsen 68, 69 bestehende Düsenanordnung 20, 21 ausgebildet, die eine Strahlrichtung schräg entgegen der Laufrichtung der Materialbahn 12 aufweitst. Statt der Schlitzdüsen 68, 69 können auch einzelne in Querrichtung angeordnete Düsen vorgesehen sein. Ihr Anstellwinkel ist im übrigen veränderlich. Die Anordnung der Schlitzdüsen 68, 69 ist derart, daß nur unterhalb von diesen ein Gasdurchtritt von der Düsenanordnung 19 in den vor den Schlitzdüsen 68, 69 liegenden Raum möglich ist. Dieser Raum ist über einen Stutzen 22a

mit einer Absaugöffnung 22 mit einer Absaugleigung 23 verbunden. Die Absaugleitung 23 führt zu einem Ventilator 24 und über einen Stutzen 25 zu der Düsenanordnung 20, 21. Sowohl auf der Saug- als auch auf der Druckseite der Absaugleitung 23 ist eine verstellbare Drossel 26 bzw. 27 angeordnet. Der in Arbeitsrichtung hintere Gehäuseabschnitt 28 enthält eine weitere Düsenanordnung 29 aus mehreren einzelnen über die Bahnbreite verteilten Düsen 60 mit einer Strahlrichtung z. B. schräg zur Vorschubrichtung. Hinter der Düsenanordnung 29 ist eine Vorkammer 30 gebildet, die nur einen kleinen Spalt für den Austritt der Materialbahn 12 aus dem Raum mit der Düsenanordnung 29 freiläßt. Aus der Vorkammer 30 tritt die Materialbahn 12 wieder ins Freie.

Die Vorkammer 30 ist über eine Absaugleitung 31 mit einer verstellbaren Drossel 32a mit einer Absaugleitung 32 verbunden, die zur Saugseite eines Ventilators 33 führt, mittels dem Gasgemisch ins Freie gefördert wird. In dem Leitungsabschnitt der Leitung 32, der mit der Vorkammer 16 verbunden ist, ist eine verstellbare Drossel 34 vorgesehen.

Als Inertgasquelle 35 dient ein Behälter 35^a Flüssigstickstoff, der über einen Verdampfer 36 und eine Überwachungsanordnung 37 mit einem Erhitzer 38 verbunden ist. Der Erhitzer 38 ist mit einer Ausgangsleitung 39 verbunden, die zu drei parallelen Leitungen 40, 41, 42 führt. In diesen Leitungen 40 bis 42 sind Durchflußmesser 43 angeordnet. Die Leitung 40 führt über ein Schaltventil 44 und ein Regelventil 45 zur Saugseite der Absaugleitung 23· Die Leitungen 41, 42 mit jeweils einem Schaltventil 44 und einem Druckregelventil 61 sind mit der Düsen-

anordnung 19 verbunden. Jede der Düsen 60, die im Übrigen auch in der Höhe verstellbar sind, sind mit einer eigenen Leitung mit Regelventil versehen.

Von der Ausgangsl'eitung 39 zweigt eine Leitung 47 ab, die sowohl mit allen drei Leitungen 40, 41, 42 verbunden ist als auch mit einer Parallelschaltung von zwei Leitungen 48, 49 mit jeweils einem Durchflußmesser 43, einem Schaltventil und einem Regelventil. Die beiden Leitungen 48, 49 sind über eine Leitung 50, in der eine verstellbare Drossel 51 angeordnet ist, mit der Druckseite der Abgasleitung 23 verbunden. Vor dem Erhitzer 38 führt eine Leitung 52 den Erhitzer 38 überbrückend zur Leitung 47. In der Leitung 52 ist ebenfalls ein Schaltventil angeordnet.

Die Anlage 66 arbeitet wie folgt. Die Materialbahn 12 bewegt sich etwa mit einer Geschwindigkeit von z.

B. 500 bis 600 m/min durch die durch den Bestrahlungsbereich des Scanners 11 gebildete Behandlungsstation 63 zwecks Härtens der aufgetragenen Kunststoffbeschichtung. Das Endlosband 15 wird mit mindestens gleicher, vorzugsweise jedoch höherer, Geschwindigkeit entgegensetzt angetrieben und liegt sehr nahe an der Oberfläche der Materialbahn 12 an, berührt diese jedoch nicht. Über eine Einstellung der Drossel 34 und mit Hilfe des Ventilators 33 wird in der Vorkammer 16 hinter dem Endlosband 15 ein vorgegebener Druck eingestellt. Das Endlosband 15 wirkt abscherend auf die mit der Grenzgasschicht der Materialbahn 12 mitgerissenen Luft.

Mit Hilfe der Düsenanordnung 19 wird unmittelbar vor dem Gehäuse 10 für den Scanner 11 ein über die Bahnbreite der Materialbahn 12 gleichmäßiges Über-

druckpolster aufgebaut. Hierzu wird vorzugsweise erwärmter Stickstoff verwendet, der z. B. über die Leitungen 39, 41 zugeführt wird. Das in der Leitung 41 angeordnete Druckregelventil 61 sorgt für den gewünschten Druckwert. Das Druckpolster dient als Barriere gegen den noch auf der Bahnoberfläche vorhandenen Sauerstoff. Die aus einzelnen Düsen bestehende Düsenanordnung 19 verhindert die Bildung von Kreisströmen, eine Gefahr, die bei längeren Schlitzdüsen gegeben ist. Die im Winkel verstellbaren Schlitzdüsen 68, 69 der Düsenanordnung 20, erzeugen eine Strömung in Richtung des Pfeils 53· Der Injektoreffekt führt zum einem zum Absaugen von Inertgas aus dem Bereich der Düsenanordnung 19 und zum anderen zu einem Ablösen des Sauerstoffs von der Bahnoberfläche und Ersatz der Sauerstoffmoleküle durch Stickstoffmoleküle. Im Abstand zu den Düsen 68, 69 wird das Mischgas über die Abgasöffnung 22 des Stutzens 22a vom Ventilator 24 abgesaugt und über den Stutzen 25 wieder eingetragen. Der Absaugdruck am Stutzen 22a wird durch die Drossel 23 eingestellt. Diese stellt auch den Saugdruck am Ventilator 24 ein zusammen mit dem Druck der Leitung 40 im Ansaugbereich des Ventilators. Dieser Druck kann durch das Regelventil 45 eingestellt werden. Mit Hilfe des Ventilators 33 und der Drossel 34 sowie der Drosseln 26 und 27 und des Regelventils kann in gewünschter Weise bestimmt werden unter welchem Druck frisches Inertgas zuzüglich Gasgemisch aus dem Gehäuseabschnitt 18 in die Schlitzdüsen 68, 69 der Düsenanordnung 20, 21 geleitet wird. Eine weitere Einstellmöglichkeit ist über die Drossel der Leitung 50 gegeben, über die frisches Inertgas zugeführt wird, das weniger warm als das zu der Düsenanordnung 19 geleitete.

Das Endlosband 15 und die Düsenanordnung 20, 21 bilden eine Vorinertisierungsstufe 54, die Düsenanordnung 19 die Intensivinertisierungsstufe 55 und die Düsenanordnung 29 und die Vorkammer 30 eine Naohinertisierungsstufe 56, die verhindert, daß Sauerstoff in die eigentliche Behandlungszone zurückschlägt.

Kurz vor und hinter dem Strahlungsbereich des Scanners 11 wird quer zur Materialbahn 12 bei Anschlüssen 57, 58 eine Sauerstoffanalyse vorgenommen. Wird die Mindestsauerstoffkonzentration von z. B. 200 ppm, nicht mehr erreicht, wird durch Temperaturerhöhung, höheren Druck und/oder Geschwindigkeitserhöhung des Endlosbandes 15 die Inertisierung intensiviert, bis der gewünschte Konzentrationswert wieder erreicht ist. Grundsätzlich können die für die Vorinertisierung vorgesehenen Maßnahmen auch im Bereich der Nachinertisierung eingesetzt werden. Es ist auch möglich, bei der Anlage 66 durch geeignete Ausbildung der Vorrichtung 1 beide Seiten der Materialbahn 12 zu inertisieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

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1.1 Verfahren zum Inertisieren der Oberfläche einer durch eine Behandlungsstation geförderten Materialbahn, bei dem die Materialbahn über einen Eintrittsschlitz in eine geschlossene Kammer geleitet wird, in der vor und ggf. hinter der Behandlungsstation über die Breite der Materialbahn Inertgas gegen einen begrenzten Bereich der Oberfläche geblasen wird und in der Kammer befindliches Gemisch aus Luft und Inertgas abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Materialbahn gehauseeintrittsseitig anliegende von außen eingetragene Grenzgasschicht quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn abgelenkt und mit dem in der Kammer befindlichen Gemisch aus Luft und Inertgas abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter der Behandlungsstation vor dem vor der Behandlungsstation befindlichen Inertgaspolster und hinter dem ggf. hinter der Behandlungsstation befindlichen weiteren Inertgaspolster ein weiterer Gasstrom auf die Materialbahn zur Ausbildung eines Gasvorpolsters gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das Gasvorpolster bildende Gas mit dem in

der Kammer befindlichen Gemisch aus Luft und Inertgas abgezogen wird.

¹J. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in Bezug auf die Behandlungsstation vordere Gasstrom auf die Materialbahn gegen deren Bewegungsrichtung gerichtet ist.

*■ 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der in Bezug auf die Behandlungs- * station hintere Gasstrom auf die Materialbahn in

deren Bewegungsrichtung gerichtet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Ausbildung der Gasvorpolster dienenden Gasströme aus einem Gemisch aus Inertgas aus dem Inertgaspolster und dem zwischen der Materialbahneintrittsöffnung der Kammer und dem Auftreffort des ersten Gasstroms und dem zwischen der Materialbahnaustrittsöffnung der Kammer und dem

Auftreffort des zweiten Gasstroms abgezogenen Gasgemisch bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Inertgaspolster größer

ist als der der Gasvorpolster.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Inertgaspolsters höher ist als die Temperatur der weiteren Gasströme.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzgasschicht durch eine gehäuseeintrittsseitig befindliche sich über die Breite der Materialbahn dicht über dieses erstreckendes Endlosband abgelenkt wird, dessen Bewegungsrichtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Materialbahn ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortriebsgeschwindigkeit des Endlosbandes größer ist als die Vortriebsgeschwindigkeit der Materialbahn.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der durch das End- ^

losband erzeugten Scherkräfte dessen der Material- \

bahn zugewandte Oberfläche aufgerauht ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzgasschicht durch am Eintrittsspalt der Materialbahn labyrinthartig ausgebildete, sich bis dicht über die Materialbahn erstreckende quer zu deren Bewegungsrichtung ausgerichtete Stege abgelenkt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Inertgasdruckpolsters das Inertgas in mehreren gleichmäßig über die Bahnbreite verteilten einzelnen Druck und Menge regelbaren Strahlen gegen die Oberfläche der Materialbahn

gerichtet wird. ^:

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und die Temperatur der weiteren Gasströme regelbar sind.

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugdruck aus der Kammer regelbar ist.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck hinter dem Eintrittsspalt des Gehäuses regelbar ist.

17· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einem vor einer Behandlungsstation angeordneten Inertisierungsgehäuse, in das die Materialbahn über einen Spalt eingeführt wird, mit einer mit einer Inertgasquelle verbundenen Düsenanordnung im Gehäuse, über die Inertgas über die Materialbahn geblasen wird, und einer Absaugöffnung im Gehäuse, über die ein Gemisch aus Luft und Inertgas aus dem Gehäuse abgesaugt wird, gekennzeichnet durch eine gehäuseeingangsseitig angeordnete Einrichtung (2, 3) zur Ablenkung der an der Materialbahn (12) anliegenden Grenzgasschicht und eine Einrichtung (4, 5) zum Aufbau eines Gasvorpolsters in Bewegungsrichtung der Materialbahn (12) vor der Inertisierungsstufe (6) und ggf. auch in Bewegungsrichtung der Materialbahn (12) nach der Inertisierungsstufe (6).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) durch eine Endlosfläche in Form einer Zylinderfläche, eines Endlosbandes

(15) od. dgl. gebildet ist, die nahe an der Oberfläche der Materialbahn (12) angeordnet und entgegen deren Bewegungsrichtung antreibbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Endlosbandes (15) od. dgl. in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit der Materialbahn (12) regelbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (7) des Endlosbandes (15) od. dgl. aufgerauht ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) aus quer zur Vorschubrichtung der Materialbahn (12) labyrinthartig und sich bis nahe der Oberfläche der Materialbahn ersteckenden Stegen (8) aus Blech od. dgl. besteht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) aus einer Düsenanordnung (20, 21) mit zur Inertisierungsstufe (6) abgewandt ausgerichteten Gasaustrittsrichtungen besteht, wobei das aus diesen austretende Gas aus dem Gehäuse über eine Absaugöffnung (22) absaugbar ist.

23· Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß gehäuseeingangsseitig und ggf. gehäuseausgangsseitig eine von der Materialbahn (12) durchquerte Vorkammer (16, 30) ausgebildet ist, an der Absaugleitungen (32, 31) für das in der Vorkammer (16, 30) befindliche Gasgemisch angeschlossen sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düsenanordnung (19) vorgesehen ist, mittels derer auf der Oberfläche der Materialbahn (12) ein sich über die Breite der Materialbahn

(12) erstreckendes Inertgaspolster von gleichmäßigem Druckprofil aufbaubar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (20, 21) zwischen der Düsenanordnung (19) und der Absaugöffnung (22) angeordnet und über eine Absaugleitung (23) und ein Ventilator (24) mit der Absaugöffnung (22) verbunden ist, und daß die Inertgasquelle (35) über ein Regelventil an die Saugleitung und/oder die Druckleitung des Ventilators (24) angeschlossen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (16) zwischen der Einrichtung (2) zur Ablenkung der Grenzgasschicht und der Absaugöffnung (22) angeordnet und saugseitig mit einem Ventilator (33) verbunden ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ventilator (33) in der Absaugleitung (32) eine verstellbare Drossel (34) angeordnet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (19) aus einer Vielzahl von gleichmäßig über die Breite der Materialbahn (12) verteilten einzelnen einen Strahlkegel erzeugenden Düsen (60) besteht, die mit der Inertgasquelle (35) verbunden sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (60) einzelnd in der Höhe verstellbar sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß den Düsen (60) Druckregelventile (61) vorgeschaltet sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung zwischen der Inertgasquelle (35) und der Düsenanordnung (19) ein regelbarer Erhitzer (38) angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß in der Absaugleitung (23) und/oder in der Druckleitung (23a) des Ventilators (24) eine verstellbare Drossel (26) bzw. (27) angeordnet ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (20, 21) einen Injektor bildet.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlrichtung der Düsenanordnung (20,

21) verstellbar und der Strahlwinkel in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit der Materialbahn (12) regelbar ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Materialbahn

(12) hinter der Arbeitsstation (11) ein weiteres Gehäuse (28) angeordnet ist, in dem eine Düsenanordnung (29) ausgebildet ist, die über die Breite der Materialbahn (12) ein Druckpolster mit gleichmäßigen Druckprofil aufbaut und die über ein Regelventil (62) mit der Inertgasquelle (35) verbunden ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsrichtung hinter der Düsenanordnung (29) die Vorkammer (30) angeordnet ist, die
über eine verstellbare Drossel (32a) in der Absaugleitung (31) mit der Saugleitung eines Ventilators wie z. B. des Ventilators (33) verbunden ist.