WO2007121499A1 - Vorrichtung zum einbrennen einer lackschicht sowie verfahren zur steuerung der temperatur - Google Patents

Vorrichtung zum einbrennen einer lackschicht sowie verfahren zur steuerung der temperatur Download PDF

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    • B05D3/0413—Heating with air

Definitions

  • the invention relates to a device for baking a lacquer layer on a wire with a Einbrennzone having a passage for the wire, wherein a circulating air fan for generating a guided through the duct and recirculating circulating air flow and an exhaust fan for discharging an exhaust air flow from the Circulating air flow is provided. Furthermore, the invention relates to a. A method for controlling the temperature in a Einbrennzone a wire passage channel of a Lackeinbrennofens, wherein a circulating air flow is passed through the wire passage channel, which is guided while deriving an exhaust air flow in the circuit.
  • Such devices or methods for baking a still liquid lacquer layer on a wire are known as Lackeinbrennöfen of * Drahtlackieranlagen, in which the previously applied in liquid form to the bare wire coating is heated so that the solvents contained in the paint evaporate and the remaining solids forming an insulating sheath of the wire.
  • the wire is guided with the coating layer, which is still liquid at the beginning, through a passage channel which has a burn-in zone in which the functionally essential part of the wire heating is carried out.
  • thermal energy is introduced into the burn-in zone via the circulating-air flow, the circulating-air flow being circulated, resulting in a circulating-air circuit.
  • a nominal working point for example of approximately 700 °, is usually provided in the baking zone.
  • the speeds of the circulating air fan and the exhaust fan are adjusted so that the desired air flow is achieved.
  • the best possible flow conditions of the stoving zone are achieved at this particular temperature.
  • the change in the density of the circulating air will be impaired as the temperature in the stoving zone changes the air flow significantly. Consequently, optimal operation of the device for baking the lacquer layer at temperatures other than a specific nominal working temperature has hitherto not been possible.
  • a furnace device for heating wire-like products is known.
  • the air flow is controlled by four blowers, with two fans regulate the supply of fresh air, a fan sucks a partial flow from the main chamber and another blower directs the exhaust air to a chimney.
  • Thermocouples regulate the speed of the fans, which regulate the amount of exhaust air and the supply of cold air.
  • Other thermocouples regulate the speed of another blower, which introduces fresh air into the main chamber.
  • an apparatus for the production of enameled wires with hot melt resins contains, inter alia, a controllable circulating air fan and a controllable exhaust fan.
  • the circulating air quantity is regulated by the speed of the recirculation fan; the temperature is determined by means of a adjustable flap, which regulates the resistance of the circulating air, influenced.
  • the aim of the present invention is to provide a device or a method of the type mentioned, by which or for which different predetermined temperatures in the Einbrennzone the most optimal air flow for baking the paint on the wire is created.
  • a speed control of the circulating air fan or the exhaust fan is provided in response to an adjustable setpoint of the temperature in the Einbrennzone.
  • a particularly simple assignment of the temperature setpoints and the rotational speed values of the circulating air and / or the exhaust air fan is given if the mutually associated desired values of the temperature and the rotational speed values of the circulating air fan or the exhaust fan are stored on a data carrier.
  • the desired value of the temperature between 20 0 C and 1000 0 C, in particular between 50 ° C and 800 ° C, is.
  • the circulating air stream is assigned a heating device.
  • the object of the invention can be achieved with a method of the type mentioned, in which the pressure of the circulating air stream or the suction pressure of the exhaust air flow is controlled in response to an adjustable setpoint of the temperature in the baking zone.
  • the pressure of the recirculating air stream or the suction pressure of the exhaust air flow is controlled in response to an adjustable setpoint of the temperature in the baking zone.
  • the circulating air flow is directed counter to the direction of passage of the wire through the passage channel.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned view of a paint baking oven with a guided through a passage channel wire.
  • a paint baking oven 1 can be seen, which has a passage channel 2, through which a wire 3 is guided in the direction of passage 4.
  • the wire 3 enters this case at an inlet 5 in the passage channel 2 and leaves the passage channel 2 at an outlet 6.
  • inlet and outlet can thus, as outlined with arrows 5 ', 6', fresh air enter the passage channel 2, so that optimal conditions for baking the paint on the wire 3 are present in the region of a burn-in zone 8 of the passage channel 2.
  • the recirculating air stream 7 is hereby circulated in a substantially closed air guiding system 9, so that a circulating air circuit results.
  • a heating device 10 is accommodated, so that the circulating air flow 7 is supplied with the heat energy required for the evaporation of the solvent of the paint.
  • a circulating air fan 11 is provided.
  • an exhaust duct 12 is connected, via which with the aid of an exhaust fan 13, a partial flow, namely the exhaust air flow, is derived in the direction of arrow 14 from the circulating air. With the aid of the exhaust fan 13, such an amount of exhaust air is sucked off, so that at the inlet 5 and at the outlet 6, the fresh air 5 ', 6' suitable for efficient stoving of the paint flows into the through-channel 2.
  • the circulating air fan 11 and the exhaust fan 13 are controlled by a speed control 15, via the speed control 15, the respective speed values of Fans 11 and 13 depending on the desired setpoint the temperature in the region of the baking zone 8 are fixed.
  • the speed controller 15 has a table (see below) stored on a data carrier, so that a specific speed of the circulating-air fan 11 and the exhaust fan 13 are assigned to the desired temperature setpoint.

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Abstract

Vorrichtung zum Einbrennen einer Lackschicht auf einem Draht (3) mit einem eine Einbrennzone (8) aufweisenden Durchzugskanal (2) für den Draht (3), wobei ein Umluft-Ventilator (11) zum Erzeugen eines durch den Durchzugskanal (2) geleiteten und im Kreis geführten Umluftstroms (7) sowie ein Abluft-Ventilator (13) zum Ableiten eines Abluftstroms (14) aus dem Umluftstrom (7) vorgesehen ist und eine Drehzahl-Steuerung (15) des Umluft-Ventilators (11) bzw. des Abluft-Ventilators (13) in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone (8) vorgesehen ist sowie ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur in einer Einbrennzone (8) eines Draht-Durchzugskanals (2) eines Lackeinbrennofens (1), wobei durch den Draht-Durchzugskanal (2) ein Umluftstrom (7) geleitet wird, der unter Ableitung eines Abluftstroms (14) im Kreis geführt wird, wobei der Druck des Umluftstroms (7) bzw. der Saugdruck des Abluftstroms (14) in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone (8) gesteuert wird.

Description

Vorrichtung zum Einbrennen einer Lackschicht sowie Verfahren zur
Steuerung der Temperatur
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbrennen einer Lackschicht auf einem Draht mit einem eine Einbrennzone aufweisenden Durchzugskanal für den Draht, wobei ein Umluft-Ventilator zum Erzeugen eines durch den Durchzugskanal geleiteten und im Kreis geführten Umluftstroms sowie ein Abluft-Ventilator zum Ableiten eines Abluftstroms aus dem Umluftstrom vorgesehen ist. Weiters betrifft die Erfindung ein. Verfahren zur Steuerung der Temperatur in einer Einbrennzone eines Draht-Durchzugskanals eines Lackeinbrennofens, wobei durch den Draht-Durchzugskanal ein Umluftstrom geleitet wird, der unter Ableitung eines Abluftstroms im Kreis geführt wird.
Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Einbrennen einer noch flüssigen Lackschicht auf einem Draht sind als Lackeinbrennöfen von* Drahtlackieranlagen bekannt, bei welchen der zuvor in flüssiger Form auf den blanken Draht aufgebrachte Lack so erhitzt wird, dass die im Lack enthaltenen Lösungsmittel verdampfen und die verbleibenden Festkörper eine isolierende Umhüllung des Drahtes bilden. Hierdurch wird der Draht mit der zu Beginn noch flüssigen Lackschicht durch einen Durchzugskanal geführt, welcher eine Einbrennzone aufweist, in welcher der funktionell wesentlichste Teil- der Drahterhitzung durchgeführt wird. Hierzu wird über den Umluftstrom Wärmeenergie in die Einbrennzone eingebracht, wobei der Umluftstrom im Kreis geführt wird, so dass sich ein Umfluftkreis ergibt. Aus diesem Umluftkreis wird ein Teilstrom, nämlich der Abluftstrom, abgesaugt, so dass die für das Verdampfen der Lösungsmittel bzw. das Einbrennen der verbleibenden Festkörper auf dem Draht nötige Frischluft im Einbzw. Auslauf des Durchzugskanals der Vorrichtung nachströmt.
Bei bekannten Lackeinbrennöfen ist üblicherweise ein Nennar- beitspunkt, z.B. von ca. 700°, in der Einbrennzone vorgesehen. Bezüglich dieses Nennarbeitspunktes werden die Drehzahlen des Umluft-Ventilators und des Abluft-Ventilators so eingestellt, dass die gewünschte Luftströmung erzielt wird. Somit werden möglichst optimale Strömungsbedingungen der Einbrennzone bei dieser speziellen Temperatur erzielt. Wenn jedoch die Temperatur in der Einbrennzone hoch oder heruntergefahren wird bzw. ein anderer Draht bzw. ein anderer Lack verwendet wird, so dass eine andere Temperatur in der Einbrennzone vorgesehen ist, verschlechtert sich aufgrund der Änderung der Dichte der Umluft bei veränderter Temperatur in der Einbrennzone die Luftströmung signifikant. Demzufolge ist ein optimaler Betrieb der Vorrichtung zum Einbrennen der Lackschicht bei anderen Temperaturen als einer speziellen Nennarbeitstemperatur bisher nicht möglich.
Aus der EP 0 162 941 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung der Einbrenntemperatur eines Einbrennofens für Lackdrahtherstellung bekannt. Die gewünschte ■ Einbrenntemperatur wird hierbei durch eine Drehzahländerung eines Umwälzgebläses erzielt, wobei die Drehzahl in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur in der Einbrennzone geregelt wird.
Aus der DE 37 17 166 Al ist ein Verfahren zur Trocknung eines langgestreckten Gutes und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Hier wird ein kleiner Luftstrom vom Hauptluftstrom abgezweigt und einer Reinigungseinrichtung mit Heizeinrichtung zugeführt. Dabei reguliert ein Stellorgan den Luftstrom.
Aus der DE 38 02 476 Al ist eine Ofeneinrichtung zum Erhitzen von drahtartigen Produkten bekannt. Hier wird der Luftstrom von vier Gebläsen gesteuert, wobei zwei Gebläse die Frischluftzufuhr regeln, ein Gebläse einen Teilstrom aus der Hauptkammer absaugt und ein weiteres Gebläse die Abluft zu einem Kamin leitet. Thermoelemente regeln die Drehzahl der Gebläse, welche die Abluftmenge und die Zufuhr von Kaltluft regulieren. Weitere Thermoelemente regeln die Drehzahl eines weiteren Gebläses, welches Frischluft in die Hauptkammer einleitet.
Aus der EP 0 448 999 A2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Lackdrähten mit Schmelzharzen bekannt. Diese Vorrichtung enthält u.a. einen regelbaren Umluftventilator und einen regelbaren Abgasventilator. Die Umluftmenge wird durch die Drehzahl des Um- luftventilators geregelt; die Temperatur wird mittels einer einstellbaren Klappe, die den Widerstand der Umluft regelt, be- einflusst .
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs angeführten Art zu schaffen, durch welche bzw. welches für unterschiedliche vorbestimmte Temperaturen in der Einbrennzone eine möglichst optimale Luftströmung zum Einbrennen des Lacks auf dem Draht geschaffen wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei der Vorrichtung der eingangs angeführten Art dadurch erzielt, dass eine Drehzahl-Steuerung des Umluft-Ventilators bzw. des Abluft-Ventilators in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone vorgesehen ist. Durch die Steuerung der Drehzahl des Umluft-Ventilators und/oder des Abluft-Ventilators kann somit je nach dem, welche Temperatur in der Einbrennzone gewünscht wird, die Leistung des Umluft und/oder des Abluft-Ventilators derart eingestellt werden, dass bezüglich der veränderten Luftdichte aufgrund der veränderten Temperatur in der Einbrennzone weiterhin optimale Bedingungen zum Einbrennen der Lackschicht auf dem Draht vorliegen.
Wenn dem Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone ein Drehzahlwert des Umluft-Ventilators bzw. des Abluft-Ventilators zugeordnet ist, ergibt sich eine einfache Steuerung, bei welcher ein direkter Zusammenhang zwischen dem Temperatur-Sollwert und den Drehzahlwerten des Umluft- und/oder des Abluft-Ventilators gegeben ist.
Eine besonders einfache Zuordnung der Temperatur-Sollwerte sowie der Drehzahlwerte des Umluft- und/oder des Abluft-Ventilators ist gegeben, wenn die einander zugeordneten Sollwerte der Temperatur und die Drehzahlwerte des Umluft-Ventilators bzw. des Abluft-Ventilators auf einem Datenträger gespeichert sind.
Zum Einbrennen einer Lackschicht auf einem Draht ist es üblicherweise vorteilhaft, wenn der Sollwert der Temperatur zwischen 200C und 10000C, insbesondere zwischen 50°C und 800°C, beträgt.
Tests haben gezeigt, dass es bei den üblicherweise verwendeten Ventilatoren zur Erzielung von möglichst optimalen Strömungsbe- dingungen in der Einbrennzone bei den üblichen Temperatur-Sollwerten in der Einbrennzone günstig ist, wenn die Drehzahl des Umluft-Ventilators zwischen 2700 U/min und 5000 U/min, insbesondere zwischen 3100 U/min und 4600 U/min, beträgt. Ebenso hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Drehzahl des Abluft-Ventilators zwischen 1000 U/min und 5000 U/min, insbesondere zwischen 1500 U/min und 4500 U/min, beträgt.
Um über den Umluftstrom die zum Verdampfen der im flüssigen Lack enthaltenen Lösungsmittel erforderliche Wärmeenergie zuzuführen ist es vorteilhaft, wenn dem Umluftstrom eine Heizeinrichtung zugeordnet ist.
Ebenso kann die erfindungsgemäße Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs angeführten Art gelöst werden, bei welchem der Druck des UmluftStroms bzw. der Saugdruck des Abluftstroms in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone gesteuert wird. Durch die Änderung des Drucks des Umluftstroms bzw. des Saugdrucks des Abluftstroms kann somit die geänderte Luftdichte bei einer veränderten Temperatur in der Einbrennzone berücksichtigt werden, so dass bei unterschiedlichen Temperaturen in der Einbrennzone jeweils optimale Bedingungen vorliegen.
Hinsichtlich einer effizienten Übertragung der Wärmeenergie von dem Umluftstrom auf den Draht ist es vorteilhaft, wenn der Umluftstrom entgegen der Durchzugsrichtung des Drahtes durch den Durchzugskanal geleitet wird.
Um den lackierten Draht die für ein Verdampfen des im flüssigen Lack enthaltenen Lösungsmittels erforderliche Wärmeenergie zuzuführen ist es vorteilhaft, wenn der Umluftstrom erwärmt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch näher erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Lackeinbrennofens mit einem durch einen Durchzugskanal geführten Draht. In der einzigen Zeichnungsfigur ist ein Lackeinbrennofen 1 ersichtlich, der einen Durchzugskanal 2 aufweist, durch welchen ein Draht 3 in Durchzugsrichtung 4 geführt wird. Der Draht 3 tritt hierbei bei einem Einlauf 5 in den Durchzugskanal 2 ein und verlässt den Durchzugskanal 2 bei einem Auslauf 6. Im Bereich des Einlaufs und Auslaufs kann somit, wie mit Pfeilen 5', 6' skizziert, Frischluft in den Durchzugskanal 2 eintreten, so dass im Bereich einer Einbrennzone 8 des Durchzugskanals 2 optimale Bedingungen zum Einbrennen des Lacks auf dem Draht 3 vorliegen.
Um ein Verdampfen des im Bereich des Einlaufs 5 noch in seiner flüssigen Form auf dem Draht 3 vorgesehenen Lacks zu erzielen, so dass die verbleibenden Festkörper eine isolierende Umhüllung des Drahtes 3 bilden, wird entgegen der Durchzugsrichtung 4 des Drahtes 3 in Pfeilrichtung 7 ein erwärmter Umluftstrom durch den Durchzugskanal 2 geführt. Der Umluftstrom 7 wird hierbei in einem im Wesentlichen geschlossenen Luftführsystem 9 im Kreis geführt, so dass sich ein Umluftkreis ergibt. Im Luftführsystem 9 ist eine Heizvorrichtung 10 aufgenommen, so dass dem Umluftstrom 7 die für das Verdampfen des Lösungsmittels des Lacks erforderliche Wärmeenergie zugeführt wird. Um den Umluftstrom in Pfeilrichtung 7 durch das Luftführsystem 9 zu bewegen, ist ein Umluft-Ventilator 11 vorgesehen.
An das Luftleitsystem 9 ist zudem eine Abluftleitung 12 angeschlossen, über welche mit Hilfe eines Abluft-Ventilators 13 ein Teilstrom, nämlich der Abluftstrom, in Pfeilrichtung 14 aus dem Umluftkreis abgeleitet wird. Mit Hilfe des Abluft-Ventilators 13 wird eine solche Menge an Abluft abgesaugt, so dass am Einlauf 5 bzw. am Auslauf 6 die für ein effizientes Einbrennen des Lacks zweckmäßige Frischluft 5', 6' in den Durchzugskanal 2 nachströmt .
Um die für unterschiedliche Temperaturen im Bereich der Einbrennzone 8 des Durchzugskanals 2 jeweils optimale Luftströmung zu erzielen, sind der Umluft-Ventilator 11 sowie der Abluft-Ventilator 13 über eine Drehzahl-Steuerung 15 gesteuert, wobei über die Drehzahl-Steuerung 15 die jeweiligen Drehzahlwerte der Ventilatoren 11 und 13 in Abhängigkeit des gewünschten Sollwertes der Temperatur im Bereich der Einbrennzone 8 festgelegt sind.
Hierzu weist die Drehzahl-Steuerung 15 eine auf einem Datenträger gespeicherte Tabelle (s. unten) auf, so dass dem gewünschten Temperatur-Sollwert jeweils eine bestimmte Drehzahl des Umluft- Ventilators 11 und des Abluft-Ventilators 13 zugeordnet sind.
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Hierdurch ist zuverlässig gewährleistet, dass trotz der unterschiedlichen Luftdichte des Umluftstroms bei veränderter Temperatur in der Einbrennzone 8 jeweils optimale Bedingungen zum Einbrennen des Lacks auf dem Draht 3 vorliegen, wobei lediglich die gewünschte Temperatur eingestellt werden muss und über die Drehzahl-Steuerung 15 sodann automatisch, ohne dass hierfür Bedienpersonal spezielle Einstellungen vornehmen muss, die optima- Ie Drehzahl des Umluft-Ventilators 11 bzw. Abluft-Ventilators 13 eingestellt wird.

Claims

Ansprüche :
1. Vorrichtung zum Einbrennen einer Lackschicht auf einem Draht (3) mit einem eine Einbrennzone (8) aufweisenden Durchzugskanal (2) für den Draht (3), wobei ein Umluft-Ventilator (11) zum Erzeugen eines durch den Durchzugskanal
(2) geleiteten und im Kreis geführten Umluftstroms (7) sowie ein Abluft-Ventilator (13) zum Ableiten eines Abluftstroms (14) aus dem Umluftström (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl-Steuerung (15) des Umluft-Ventilators (11) bzw. des Abluft-Ventilators (13) in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone (8) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone (8) ein Drehzahlwert des Umluft-Ventilators (11) bzw. des Abluft- Ventilators (13) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugeordneten Sollwerte der Temperatur und die Drehzahlwerte des Umluft-Ventilators (11) bzw. des Abluft- Ventilators (13) auf einem Datenträger gespeichert sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert der Temperatur zwischen 200C und 10000C, insbesondere zwischen 500C und 8000C, beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Umluft-Ventilators (11) zwischen 2700 U/min und 5000 U/min, insbesondere zwischen 3100 U/min und 4600 U/min, beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Abluft-Ventilators (13) zwischen 1000 U/min und 5000 U/min, insbesondere zwischen 1500 U/min und 4500 U/min, beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass dem Umluftstrom (7) eine Heizeinrichtung (10) zugeordnet ist.
8. Verfahren zur Steuerung der Temperatur in einer Einbrennzone (8) eines Draht-Durchzugskanals (2) eines Lackeinbrennofens (1), wobei durch den Draht-Durchzugskanal (2) ein Umluftstrom (7) geleitet wird, der unter Ableitung eines Abluftstroms (14) im Kreis geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Umluftstroms (7) bzw. der Saugdruck des Abluftstroms (14) in Abhängigkeit von einem einstellbaren Sollwert der Temperatur in der Einbrennzone (8) gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftstrom (7) entgegen der Durchzugsrichtung (4) des Drahtes durch den Durchzugskanal (2) geleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftstrom (7) erwärmt wird.
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