DE69802456T2

DE69802456T2 - Beschichtungsstrasse für leitende Drähte

Info

Publication number: DE69802456T2
Application number: DE69802456T
Authority: DE
Inventors: Raymond Andre; Michel Debray; Pierre-Yves Le Tiec
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Essex Europe SAS
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: CA2234823A1; DE69802456D1; FR2762860A1; EP0875299A1; ES2163846T3; JPH10312719A; FR2762860B1; EP0875299B1; CA2234823C; ATE208660T1; US6186089B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungsstraße für einen leitenden Draht, mit einem Firnis-Auftrag auf den Draht und einem Einbrennofen, durch die der Draht läuft.
Das Dokument US-A-5,291,670 offenbart einen Einbrennofen für leitende Drähte, die mit einer Schicht aus in Lösungsmitteln gelösten Kunstharzen (oder Firnis) beschichtet sind. Der Ofen umfasst eine Hauptkammer, die horizontal ist und eine länglich Form aufweist, eine Zusatzanordnung zur Belüftung und zur Bearbeitung der Lösungsmitteldämpfe, folgend auf die Hauptkammer und ein System zur Warmluftkonvektion in derselben.
Die Hauptkammer des Ofens ist in eine Verdampfungszone der Lösungsmittel der Kunstharzschicht auf den Drähten und eine Polymerisations- und Vernetzungszone des Kunstharzes unterteilt. Sie ist mit einer horizontalen Reihe von elektrischen Widerständen versehen, die im Inneren der Kammer angeordnet sind und Wärmetauschern, die zwei der gegenüberliegenden Längswände der Hauptkammer definieren.
Die Zusatzanordnung umfasst Belüftungseinrichtungen, um einen Strom aus Luft und den Lösungsmitteldämpfen der Hauptkammer zwischen den zwei Zonen derselben zu erzeugen. Sie umfasst darüber hinaus Heizeinrichtungen, um den Luftstrom zu bearbeiten. Sie ist an einem der Enden mit Tauschern für ihre Versorgung mit Warmluft gekoppelt, sichergestellt durch den bearbeiteten Strom.
Das Konvektionssystem der Warmluft umfasst eine Leitung, die das andere Ende des Wärmetauschers mit dem einen der Enden der Hauptkammer koppelt. Es sichert so eine Rezyklierung des bearbeiteten Stromes, der in die Hauptkammer wieder eingeführt wird, nachdem er in den zwei Wärmetauschern entlang der Wärmekammer zirkuliert ist.
In der Hauptkammer des Einbrennofens wird die Verdampfungskammer der Lösungsmittel zwischen 150ºC und 350ºC gehalten und die Polymerisations- und Vernetzungszone des Kunstharzes zwischen 400ºC und 550ºC. Der eingeblasene Strom der Hauptkammer wird bei einer Temperatur um die 700ºC bis 750ºC in der Zusatzanordnung bearbeitet. Jede der zwei Zonen der Hauptkammer wird auf der gewünschten Temperatur durch die Wärmezufuhr der inneren elektrischen Widerstände gehalten, jedoch auch großteils aufgrund der Wärmetauscher wie auch des Konvektionssystemes.
Der Einbrennofen nutzt in maximaler Weise den Wärmeaustausch zwischen dem Strom aus Luft und den bearbeiteten Lösungsmitteln und den zu beschichtenden Drähten. Er hat somit eine komplexe Struktur und ist umfangreich.
Das Dokument JP-A-0111671 offenbart eine Anordnung zum Einbrennen einer Kunstharzschicht (oder Firnis) auf einen Metalldraht, mit zwei Heizöfen, die einer hinter dem anderen angeordnet sind und durch die der mit seiner Kunstharzschicht beschichtete Draht läuft. Der erste Heizofen hat eine Luftzirkulation. Er stellt die Verdampfung des größten Teils der Lösungsmittel der Kunstharzschicht auf dem Draht sicher und hält die Vernetzung des Kunstharzes auf einem nicht ausreichenden Grad, wobei die Oxidierung des Kunstharzes und des Drahtes unterhalb eines gewissen Grades bleibt. Der zweite Heizofen sichert die Vernetzung des Kunstharzes bei hoher Temperatur, im Bereich von 500ºC und ist mit einer Innenatmosphäre versehen, die einen geringen Gehalt an Sauerstoff hat, weniger als 5%, als Hindernis der Oxidation des Kunstharzes und des Drahtes. Diese Einbrennanordnung benötigt eine Bearbeitungseinheit der Lösungsmitteldämpfe, folgend auf den ersten Heizofen, wenn man Abgasprobleme vermeiden möchte.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die Nachteile der vorgenannten, bekannten Lösungen zu vermeiden.
Ihr Gegenstand ist eine Einbrennstraße für einen leitenden Draht, mit zumindest einer Anordnung umfassend einen Firnis-Auftrag auf den Draht und einen Einbrennofen, in dem der Draht läuft, wobei der Ofen selbst einerseits zumindest eine längliche Kammer aufweist, die mit einem Eintritt des Drahtes und einem Austritt des Drahtes an ihren zwei gegenüberliegenden Enden versehen ist, und im Inneren mit Heizstrahlelementen gegenüber der Bahn des Drahtes zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Drahtes versehen ist, für die Verdampfung der Lösungsmittel des Firnis auf dem Draht und/oder dem Einbrennen des Firnis auf dem Draht, und andererseits Behandlungseinrichtungen der Lösungsmitteldämpfe, die aus dem Firnis auf dem Draht stammen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbrennofen eine einzelne Kammer umfasst, deren Innenatmosphäre einen geringen Sauerstoffgehalt hat, kontrolliert und geringer als 6%, um jeweils die Verdampfung der Lösungsmittel und das Einbrennen des Firnis auf dem Draht sicherzustellen und die Einrichtung zur Behandlung der Lösungsmitteldämpfe durch Verbrennung bei Kontakt mit den Heizstrahlelementen in der einzelnen Kammer zu bilden, ohne resultierende Flamme.
Diese Straße kann vorteilhafterweise darüber hinaus zumindest eine der folgenden zusätzlichen Eigenschaften aufweisen:
Die einzelne Kammer umfasst eine Sonde zur Messung des Sauerstoffgehaltes der Innenatmosphäre und einen Luftversorgungseingang, der nach Maßgabe der Sonde betätigt wird.
Die einzelne Kammer weist gegenüber der Außenatmosphäre einen Unterdruck auf.
Die Heizstrahlelemente sind so gewählt, um die einzelne Kammer auf eine Temperatur von zumindest 1000ºC zu halten.
Die Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, dargestellt in der beigefügten einzigen Figur.
Diese einzige Figur ist eine Schnittansicht einer Einbrennstraße gemäß der Erfindung.
Diese Einbrennstraße umfasst einen Firnis-Auftrag 1 und einen Einbrennofen 2, der in der Folge des Auftrages montiert ist und mit diesem gekoppelt ist, durch die der leitende Draht 3 in der dargestellten Ausführung horizontal hindurchläuft. Es ist offensichtlich, dass die Straße in Abwandlung auch vertikal angeordnet sein kann.
Der Firnis-Auftrag enthält den in den Lösungsmitteln aufgelösten Firnis für die Ablagerung einer Schicht dieses Firnis auf dem durch den Auftrag laufenden Draht.
Der Einbrennofen 2 umfasst eine einzelne Kammer 4, für die Verdampfung der Lösungsmittel der Firnisschicht auf dem Draht, die Behandlung der Lösungsmitteldämpfe und das Einbrennen bei hoher Temperatur des Firnis auf dem Draht, während des Durchlaufens des Drahtes durch die Kammer. Sie hat eine längliche Form und einen gleichförmig rechteckigen Querschnitt über ihre gesamte Länge und ruht auf einer Stützfläche 20.
Der Ofen 2 hat einen Eingang 5 und einen Ausgang 6 des Drahtes in der Kammer, vorgesehen an seinen gegenüberliegenden Enden. Er ist mit Heizstrahlelementen 7 ausgestattet, die in der Kammer 4 gegenüber der Bahn des Drahtes in derselben montiert sind. Wie dargestellt werden diese Elemente von der oberen Längswand 8 der Kammer getragen und bedecken diese von innen, können aber ebensogut an einer der anderen Längswände des Ofens vorgesehen sein. Es handelt sich um elektrische Widerstände, die vorteilhafterweise so gewählt sind, dass sie die Kammer 4 auf einer Temperatur im Bereich von mehr als 1000ºC halten können. Derartige elektrische Widerstände sind als solche bekannt, wobei sie bereits insbesondere im Automobilbereich für das Einbrennen von Lack verwendet werden.
Eine der anderen Längswände des Ofens, hier die untere Wand, ist vorzugsweise aus einer Doppelwand gebildet, bezeichnet mit 9A, 9B.
Die Kammer 4 hat eine Innenatmosphäre mit einem sehr geringen Sauerstoffgehalt, kleiner als 6% und vorzugsweise im Bereich von 3%, der kontrolliert wird. Sie ist mit einer Sonde 10 zur Messung des Sauerstoffgehalts der Innenatmosphäre der Kammer 4 versehen. Ein gesteuerter Lufteintritt 11 wird durch die Sonde bedient und stellt die Aufrechterhaltung des Sauerstoffgehaltes in der Kammer auf dem gewünschten geringen Wert sicher.
Die Messsonde 10 ist in der Nähe der Bahn des Drahtes 3 montiert. Der gesteuerte Lufteintritt 11 ist vorzugsweise von ihr beabstandet. Er mündet in eine Versorgungsleitung 12, die sich entlang der Kammer erstreckt und an ihren beiden Enden in den gegenüberliegenden Endbereichen des Eingangs und des Ausgangs der Kammer mündet. Der gesteuerte Lufteintritt 11 ist durch die untere Wand des Ofens ausgeführt, insbesondere in dem zentralen Bereich derselben oder zwischen dem zentralen Bereich und dem Eingangsendbereich oder auch unmittelbar im Endbereich. Die Versorgungsleitung 12 ist vorteilhafterweise zwischen den zwei Wandungen 9A und 9B der doppelten Innenwand des Ofens definiert. Die Messsonde 10 ist als solche in dem Ausgangsendbereich der Kammer 4 montiert.
Ein Ventilator 13 ist unmittelbar am gesteuerten Lufteintritt 11 in die Versorgungsleitung 12 montiert, für eine Luftzirkulation, die durch diesen Eintritt in beide Richtungen zu den Enden der Kammer 4 eingeführt wird, wie durch die gegenüberliegenden Pfeile 12A und 12B wie auch 4A und 4B illustriert. Er mischt den eingeführten Luftstrom mit dem Strom aus Luft und Dämpfen, die in der Kammer 4 vorhanden sind.
Das Messsignal der Sonde reguliert die Luftleistung, die in die Leitung 12 eingeführt wird und so in die Kammer 4, damit der Sauerstoffgehalt in der Kammer 4 gering ist, aber ausreicht, um die vollständige Verbrennung der Lösungsmitteldämpfe in der Kammer ohne Flamme zu ermöglichen.
Die Kammer 4 wird bei leichtem Unterdruck gehalten und bleibt so dicht, um einen unkontrollierten Wiedereintritt von Luft außer durch den gesteuerten Eintritt 11 zu vermeiden. Ihr Eingang 5 ist direkt in hermetischer Weise mit dem Firnis-Auftrag 1 verbunden und ist mit einer Absaughaube 15 versehen. Ihr Ausgang 6 ist mit einer Absaugleitung 16 verbunden. Ein Ende dieser Leitung 16 endet an der Peripherie mit einer Luftzuführleitung 17 bei einem Ventilator 18, der es ermöglicht, die Abluftleistung zu regeln. Der Ausgang 6 ist ebenfalls außen mit einer Enddüse für einen Außenlufteintritt bei geringem Druck versehen, wie durch die Pfeile 19 illustriert, welche in die Absaugleitung 16 abgesaugt wird, aber die notwendige Dichtheit des Ausgans 6 um den Draht sicherstellt, wie auch die Extraktion von Verbrennungsgas.
Die Abzugshaube 15 ist mit einem Kamin für das Abführen von abgesaugter Luft und von Lösungsmitteldämpfen, die aus dem Auftrag stammen, versehen. Vorteilhafterweise ist diese Absaughaube über eine Abführleitung 14 mit dem gesteuerten Lufteintritt 11 verbunden, für eine Reinigung der so abgesaugten Luft, die so direkt in der Kammer 4 durchgeführt wird. Die Abzugshaube 15 wird durch die Messsonde gesteuert, die den Strom steuert, der über die Haube abgesaugt wird und über den Eingang 11 in die Leitung 12 und die Kammer 4 eingespritzt wird.
Während des Durchlaufens des Drahtes in der Kammer 4, der mit seiner Schicht aus Firnis bedeckt ist, verdampfen die Lösungsmittel dieser Schicht aus Firnis und sie brennt durch Polymerisation und Vernetzung ein. Die Lösungsmmitteldämpfe werden sofort vollständig bei Kontakt mit den Heizstrahlelementen 7 und ohne Flamme verbrannt, aufgrund der Tatsache, dass der Sauerstoffgehalt der Innenatmosphäre der Kammer gering ist, aber hierzu ausreicht. Im Endbereich der Kammer 4, angeordnet auf der Ausgangsseite 6, ist die abgesaugte Atmosphäre total oder fast total frei von Lösungsmitteldämpfen, die vorhergehend direkt in der Kammer 4 konsumiert wurden.
Die Behandlung der Lösungsmitteldämpfe wird somit direkt in der Kammer 4 zum Einbrennen des Firnis auf dem Draht realisiert, wodurch sämtliche Abgasprobleme außerhalb, sowie andere Einrichtungen mit diesem Effekt vermieden werden können.
Vorteilhafterweise wird die Temperatur der Kammer auf 1000ºC oder mehr gehalten. Sie können über die gesamte Länge der Kammer 4 gleichförmig sein. In einer Variante wird ein Temperaturgradient über die Länge der Kammer erzeugt, der vom Eingang 5 zum Ausgang 6 ansteigt oder vorzugsweise vom Eingang zu einem mittleren Teil oder in die Nähe des Ausganges ansteigt und dann von diesem Teil zum Ausgang hin fällt.
Die Vorteile des Ofens oder der Einbrennstraße gemäß der Erfindung ergeben sich unmittelbar aus der Konzeption mit einer einzelnen Kammer für die Behandlung der Lösungsmitteldämpfe des Firnis auf dem Draht, wie auch zum Einbrennen des Firnis.
Andererseits ermöglicht die Funktion der Kammer 4 bei einer sehr hohen Temperatur, die höher ist, als die Temperaturen der bekannten Lösungen, eine deutliche Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit bei gleicher Ofenlänge. Diese Produktionsgeschwindigkeit ist zumindest doppelt so hoch für eine Kammer 4 bei 1000ºC. Wohlweislich können Ausführungsvarianten bezüglich des illustrierten und oben beschriebenen Beispiels angenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dabei können insbesondere die Heizstrahlelemente gegenüber der Bahn des Drahtes, der mit der Firnisschicht bedeckt ist, ohne weiteres an die obere Wand des Ofens versetzt werden. Ebenso kann die gesteuerte Luftversorgung der Kammer in unterschiedlicher Weise erfolgen als illustriert, indem die Versorgungsleitungen in eine der anderen Wände des Ofens integriert wird.
Es ist ebenso festzustellen, dass die Einbrennstraße mehrere Anordnungen umfassen kann, die analog zu der Anordnung sind, gebildet aus dem Auftrag 1 und dem Ofen 2, die miteinander verbunden sind, und aufeinanderfolgend montiert sind.
Darüberhinaus ist zu präzisieren, dass der Ofen über die Länge geöffnet werden kann und bezüglich der Bahn des Drahtes aufgeklappt werden kann, was das Anfahren der Straße ermöglicht, mit dem Draht außerhalb des Ofens, solange er keine ausreichende Geschwindigkeit erreicht hat, um zu vermeiden, dass der Draht schmilzt, wenn die Kammer 1000ºC hat. Der Ofen wird dann an Ort und Stelle über die Straße zurückgebracht und über dem Draht geschlossen, sobald die Geschwindigkeit des Drahtes dieses Problem vermeidet.

Claims

1. Beschichtungsstraße für einen leitenden Draht, mit zumindest einer Anordnung umfassend einen Firnis- Auftrag auf den Draht, sowie einen Einbrennofen, durch den der Draht läuft, wobei der Ofen selbst einerseits zumindest eine Kammer mit länglicher Form umfasst, ausgestattet mit einem Eintritt des Drahtes und einem Austritt des Drahtes an seinen zwei gegenüberliegenden Enden und intern ausgestattet mit Heizstrahlelementen gegenüber der Bahn des Drahtes zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Drahtes, zur Verdampfung der Lösungsmittel des Firnis auf dem Draht und/oder dem Brennen des Firnis auf dem Draht, und andererseits Behandlungseinrichtungen für die Lösungsmitteldämpfe, die aus dem Firnis auf dem Draht stammen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbrennofen (2) eine einzelne Kammer (4) umfasst, deren Innenatmosphäre einen geringen Gehalt an Sauerstoff hat, kontrolliert und geringer als 6%, um jeweils die Verdampfung der Lösungsmittel und das Einbrennen des Firnis auf dem Draht sicherzustellen und die Einrichtung zur Behandlung der Lösungsmitteldämpfe durch Verbrennung bei Kontakt mit den Heizstrahlelementen (7) in der einzelnen Kammer zu bilden, ohne resultierende Flamme.

2. Beschichtungsstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Kammer eine Sonde (10) zur Messung des Sauerstoffgehaltes der Innenatmosphäre umfasst und einen Luftversorgungseingang (11), der nach Maßgabe der Sonde betätigt wird.

3. Beschichtungsstraße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Kammer (4) gegenüber der Außenatmosphäre einen Unterdruck aufweist.

4. Beschichtungsstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Drahtes (5) in hermetischer Art und Weise mit dem Auftrag (1) verbunden ist, ausgestattet mit einer verbundenen Lüftereinrichtung (15) und dadurch, dass der Ausgang des Drahtes (5) mit einer Lüftungsleitung (16) verbunden ist, deren eines Ende an der Peripherie des Ausganges des Drahtes mündet und deren anderes Ende mit einer Luftzuleitung (17) mit einem Ventilator (18) verbunden ist.

5. Beschichtungsstraße nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftereinrichtung (15), die mit dem Firnis-Auftrag (1) verbunden ist, über eine Evakuierungsleitung (14) mit dem Luftversorgungseintritt (11) verbunden ist und durch die Messsonde (10) kontrolliert wird.

6. Beschichtungsstraße nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Drahtes (6) an der Außenseite mit einer Terminaleinrichtung (19) des Eintrittes von Außenluft mit geringem Druck ausgestattet ist.

7. Beschichtungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrahlelemente (7) entlang einer ersten Wand (8) des Ofens (2) montiert sind.

8. Beschichtungsstraße nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrahlelement (7) im Inneren die erste Wand des Ofens (2) bedecken.

9. Beschichtungsstraße nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftversorgungseingang (11) in einer zweiten (9A, 9B) der Wände des Ofens ausgebildet ist.

10. Beschichtungsstraße nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wand (9A, 9B) eine Doppelwand ist, mit einer Luftversorgungsleitung (12), definiert zwischen den zwei Wänden der Doppelwand und geöffnet in den zwei gegenüberliegenden Endbereichen der einzelnen Kammer, und dadurch, dass der Versorgungseingang (11) in der äußeren der beiden Wände (9A) der Doppelwand ausgebildet ist.

11. Beschichtungsstraße nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ventilator (13) umfasst, der in der Versorgungsleitung (12) montiert ist, gegenüber dem Luftversorgungseingang (11).

12. Beschichtungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrahlelemente (7) so gewählt sind, dass sie die einzelne Kammer auf eine Temperatur von zumindest gleich 1000ºC halten können.

13. Beschichtungsstraße nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrahlelemente (7) so gewählt sind, dass sie einen Temperaturgradienten entlang der einzelnen Kammer erzeugen.

14. Beschichtungsstraße nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Kammer (4) einen Temperaturgradienten hat, der vom Eingang des Drahtes (5) zu einem im wesentlichen mittleren Teil der Kammer ansteigt, und dann von dort aus zum Ausgang des Drahtes (6) abfällt.

15. Beschichtungsstraße nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen längsbeweglich ist, sowie klappbar bezüglich des Drahtweges über die gesamte Erstreckung.