AT414041B - Ofen zum aushärten einer auf endlosmaterial aufgebrachten lackschicht - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Aushärten einer auf Endlosmaterial, insbesondere Draht, aufgebrachten Lackschicht, wobei zumindest ein Durchzugskanal für das Endlosmaterial vorgesehen ist, in den eine Luftströmung zum Aushärten der Lackschicht eingeleitet wird. 5 Bei derartigen Öfen kommt es beim Aushärten der auf einem Endlosmaterial, insbesondere einem Draht, aufgebrachten Lackschicht zum Abdampfen von Lösemittel. Demzufolge besteht die Atmosphäre im Inneren des Ofens aus einer Mischung aus Luft, Lösemitteldämpfen und Lackfeinststaub. Um diese kontaminierte Atmosphäre nicht an die Umgebung abzugeben wird diese Mischung aus Luft, Lösemitteldämpfen und Lackfeinststaub üblicherweise im Umluftprin-io zip über Heizregister und Katalysatoren geführt, so dass durch Sublimation und katalytische Reaktion die Prozessatmosphäre gereinigt wird. Das aus dem Ofen abgeführte Abgas ist demzufolge innerhalb gesetzlich festgelegter Schadstoffgrenzen als rein zu betrachten.

Problematisch sind jedoch die Ein- sowie Auslassöffnung des Ofens, da hier kontaminierte 15 Atmosphäre aus dem Ofen entweichen kann. An der Einlauföffnung des Ofens kann ein Austreten der kontaminierten Atmosphäre zuverlässig verhindert werden, indem ein Unterdrück im Ofen erzeugt wird, so dass sowohl an der Ofeneinlauf- als auch an der Ofenauslauföffnung stetig Frischluft angesaugt wird und somit zumindest am Ofeneinlauf ein Entweichen der Ofenatmosphäre verhindert wird. 20

Im Bereich des Ofenauslaufs gelingt dies jedoch nicht vollständig, da das durch den Durchzugskanal des Ofens geführte Endlosmaterial durch Adhäsion an seiner Oberfläche eine geringe Menge kontaminierter Ofenatmosphäre aus dem Ofen mitnimmt. Dies führt nach einem gewissen Zeitraum (in der Regel unter 10 Wochen) im Bereich des Ofenauslaufs zur Bildung 25 von Ablagerungen aus gehärtetem Lack vermischt mit Lösemittelkondensat, welche die Funktion des Ofens negativ beeinflussen und demzufolge Wartungsarbeiten erforderlich machen.

Bei den vorstehend beschriebenen Öfen, bei welchen die kontaminierte Atmosphäre in Umluft geführt wird, ist es bekannt so genannte Injektoren vorzusehen, bei welchen die Umluft im 30 Bereich des Ofenauslaufs durch eine Querschnittsverengung geführt wird und damit die Geschwindigkeit der in den Durchzugskanal eingeleiteten Umluft erhöht wird, wodurch ein Unterdrück am Ofenauslauf erzeugt wird, der zusätzlich zum Unterdrück durch das entnommene Abgas zum Ansaugen der Frischluft beiträgt. Insbesondere bei vertikal angeordneten Öfen ist der hiermit erreichbare Unterdrück jedoch zu gering, um die vom Draht mitgeführte Ofenatmo-35 Sphäre am Entweichen über den Ofenauslauf zu hindern.

Weiters ist es beispielsweise aus der DE 31 18 830 A bekannt, Öfen zum Aushärten einer auf einem Draht aufgebrachten Lackierschicht mit einer so genannten „Pressure Box“ zu versehen, bei welcher eine Drahtkühlvorrichtung direkt an den Ofen angebaut ist und der Gegendruck im 40 Bereich des Ofenauslaufs durch den Überdruck in der Drahtkühlvorrichtung erzeugt wird. Derartige Kombinationen aus Ofen und Drahtkühlvorrichtung haben sich jedoch als nachteilig herausgestellt, weil diese nur sehr schwer einzustellen sind, da geringe Änderungen der Prozessparameter (Produktionsgeschwindigkeiten, Temperaturen, Drahtdurchmesser, usw.) sehr großen Einfluss auf die Druckverhältnisse haben und demzufolge bei Änderung der Prozesspara-45 meter jedesmal eine neue Einstellung der Ofen/Drahtkühlvorrichtung-Kombination erforderlich ist. Aufgrund des Zusammenbaus des Ofens mit der Drahtkühlvorrichtung waren derartige Kombinationsvorrichtungen prozesstechnisch nicht beherrschbar und haben sich daher in der praktischen Anwendung auf dem Markt auch nicht durchgesetzt. so Aus der EP 1 070 927 A2 ist weiters eine andersartige Vorrichtung zum Trocknen von mit Fotolack oder ähnlichen beschichteten Platten und Bahnen bekannt, bei welcher eine möglichst gleichmäßige qualitativ hochwertige Trocknung der Beschichtung gewährleistet sein soll. Hiezu ist ein Durchlauftrockner mit einer Trocknungskammer vorgesehen, die in drei Prozessheizzonen und zwei Zuluftheizzonen unterteilt ist. Hierbei wird ein aus einer direkt an die Trocknungs-55 kammer anschließenden Kühlzone entnommener Luftstrom über ein Gebläse in die beiden 3

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Zuluftheizzonen zwecks Trocknung eingebracht, wobei für eine qualitativ möglichst hochwertige Trocknung der aus der Kühlzone abgeleitete Luftstrom vor dem Eintritt in die Zuluftheizzonen zunächst über mehrere Heizregister erhitzt wird. 5 Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun einen Ofen der eingangs angeführten Art zu schaffen, der im Bereich des Ofenauslaufs zuverlässig gegen einen Austritt der kontaminierten Ofenatmosphäre abgedichtet ist, wobei eine einfache Anpassung an unterschiedliche Prozessparameter möglich sein soll. io Bei dem Ofen der eingangs angeführten Art wird dies dadurch erzielt, dass der Durchzugskanal zumindest eine Lufteintrittsöffnung in der Nähe eines zur Umgebung hin offenen Ofenauslaufs über den das Endlosmaterial den Durchzugskanal verlässt, aufweist, wobei über die Lufteintrittsöffnung Abluft einer nicht direkt an den Ofenauslauf anschließenden Drahtkühlvorrichtung in den Durchzugskanal eingebracht wird. Durch das Einbringen der Abluft einer Drahtkühlvor-15 richtung in den Durchzugskanal in der Nähe des Ofenauslaufs kann ein ausreichender Gegendruck aufgebaut werden, um die mit dem Endlosmaterial mitgeführte Ofenatmosphäre am Austritt aus dem Ofen zu hindern. Hierbei kann der Gegendruck der aus der Abluft der Drahtkühlvorrichtung abgezweigten Luft dynamisch eingestellt werden, wobei die Prozessparameter im Ofen und in der Drahtkühlvorrichtung unabhängig voneinander geregelt werden können, so 20 dass sowohl der Ofen als auch die Drahtkühlvorrichtung auf einfache Weise geregelt werden können. Durch das Einbringen der Abluft der Drahtkühlvorrichtung kann somit zuverlässig ein Austreten der Ofenatmosphäre verhindert werden, wodurch die Umgebung des Ofens nicht mit schadstoffhaltiger Luft verunreinigt wird und somit auch die Bildung von Kondensaten im Bereich der Ofenauslauföffnung verhindert wird. Weiters ist die dem Ofen zugeführte Abluft der 25 Drahtkühlvorrichtung bereits auf ca. 60°C vorgewärmt, wodurch die Energiebilanz des Ofens positiv beeinflusst wird.

Um auf einfache Weise die vom Abluftkanal der Drahtkühlvorrichtung abgezweigte Luft in den Durchzugskanal einzuleiten, ist es günstig, wenn zum Einbringen der Abluft die Drahtkühlvor-30 richtung in den Durchzugskanal des Ofens eine den Durchzugskanal und einen Abluftkanal der Drahtkühlvorrichtung verbindende Luftzuführleitung vorgesehen ist. Für eine effiziente Einbringung der Abluft der Drahtkühlvorrichtung in den Durchzugskanal, ist es von Vorteil, wenn die Luftzuführleitung mit einem Dichtungsschacht verbunden ist, der an die 35 Lufteintrittsöffnung anschließt.

Um die Abluft der Drahtkühlvorrichtung vor dem Einbringen in den Durchzugskanal des Ofens zu erwärmen und unter einem günstigen Winkel in den Durchzugskanal einzubringen, ist es günstig, wenn der Dichtungsschacht einen Vorwärmschacht und einen Einblasschacht umfasst. 40

Hierbei ist es zur Ausnutzung der Ofenverlustwärme günstig, wenn der Vorwärmschacht einen Rückführabschnitt und Vorführabschnitt aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und über einen um ca. 180° gekrümmten Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Somit kann der Vorwärmschacht über einen relativ großen Bereich benachbart des 45 Durchzugskanals angeordnet sein und somit über die Abwärme des Ofens ein Erwärmen der Abluft der Drahtkühlvorrichtung von ca. 60° auf bis zu ca. 300°C erzielt werden. Durch die Nutzung der Ofenabwärme und Wiedereinbringung in den Ofen wird die Energiebilanz des Ofens somit positiv beeinflusst. Insbesondere ist es zur Erwärmung der Abluft der Drahtkühlvorrichtung im Vonwärmschacht günstig, wenn sich der Vorwärmschacht im Wesentlichen über die so gesamte Länge des Ofens erstreckt.

Um die Abluft der Drahtkühlvorrichtung im Wesentlichen entgegen der Vorlaufrichtung des Endlosmaterials im Durchzugskanal einzubringen, ist es günstig, wenn der Einblasschacht über einen, vorzugsweise um ca. 120°, gekrümmten Verbindungsabschnitt mit dem Vorwärmschacht 55 verbunden ist. 4

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Tests haben gezeigt, dass eine Erwärmung der Abluft im Vorwärmschacht besonders effizient erzielt wird, wenn der Dichtungsschacht im Querschnitt eine Länge von 280 mm bis 340 mm, insbesondere im Wesentlichen von 320 mm, und eine Breite von 40 mm bis 80 mm, insbesondere im Wesentlichen von 60 mm, aufweist. 5

Wenn der Ofen in an sich bekannter Weise als Umluftofen ausgebildet ist und der Durchzugskanal eine Umluft-Lufteintrittsöffnung aufweist, kann die in einem Umluftkreislauf geführte Atmosphäre, die vorzugsweise über Heizregister und Katalysatoren geführt wird, um die Umluft durch Sublimation und katalytische Reaktion zu reinigen, ebenfalls in den Durchzugskanal, io insbesondere mittels einem Injektor, eingebracht werden, und somit ein Gegendruck im Bereich des Ofenauslaufs erzeugt werden.

Da die von der Drahtkühlvorrichtung abgezweigte Abluft unabhängig von den Prozessparametern im Ofen geregelt werden kann, ist es von Vorteil, wenn die Lufteintrittsöffnung näher zum 15 Auslaufende des Ofens angeordnet ist als die Umluft-Lufteintrittsöffnung, da somit die über den Gegendruck der Umluft noch nicht zurückgehaltene Ofenatmosphäre über den gesondert regelbaren Gegendruck der eingebrachten Abluft der Drahtkühlvorrichtung am Austreten gehindert werden kann. 20 Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch näher erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt eines Ofens mit einer Lufteintrittsöffnung zum Einbringen von Abluft einer Drahtkühlvorrichtung; Fig. 2 im Detail einen Längsschnitt des Auslaufendes des Ofens gemäß Fig. 1; Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt 25 eines Ofens mit einer benachbarten Drahtkühlvorrichtung, wobei der Abluftkanal des Drahtkühlers über eine Luftzuführleitung und einen Dichtungsschacht mit dem Durchzugskanal des Ofens verbunden ist; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Auslaufendes des Ofens, jedoch mit einem Dichtungsschacht, der einen im Vergleich zu Fig. 3 vergleichsweise kurzen Vonwärmschacht aufweist; und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Dichtungsschachts gemäß Fig. 4. 30

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Ofens 1 mit einem Durchzugskanal 2 zum Durchführen des mit einer Lackschicht versehenen Endlosmaterials bzw. Drahtes gezeigt, wobei hiefür eine Retorte 3 mit einer Einbrennzone 4 vorgesehen ist. 35 Der durch den Ofen 1 durchgeführte Draht tritt bei einem Ofeneinlauf 5 in den Ofen 1 ein und verlässt bei einem Ofenauslauf 6 den Ofen 1, wobei der Draht anschließend einer benachbart angeordneten Drahtkühlvorrichtung 7 (vgl. Fig. 3) zugeführt wird.

Die in den Durchzugskanal 2 über eine Umluft-Lufteintrittsöffnung 8 eingebrachte Umluft wird 40 mit Hilfe eines Gebläses 9 im Ofen 1 zirkuliert, wobei zur Erwärmung der Luftströmung ein Wärmetauscher 10 und Heizvorrichtungen 11 vorgesehen sind. Weiters ist ein Katalysator 12 zur Reinigung der Umluft, die sich aus einer Mischung aus Luft, Lösmitteldämpfen und Lackfeinstaub zusammensetzt vorgesehen. Die Umluft wird hierbei über einen so genannten Injektor 13 in den Durchzugskanal 2 eingebracht, wobei der Injektor 13 einen sich zur Umluft-45 Lufteintrittsöffnung 8 verjüngenden Querschnitt aufweist, so dass sich die Geschwindigkeit der Umluft zur Umluft-Lufteintrittsöffnung 8 erhöht und somit ein Unterdrück im Bereich des Ofenauslaufs 6 erzeugt wird.

Dieser Unterdrück erhöht den Unterdrück im Durchzugskanal 2 der über einen Abgasventilator so 14, mit dem über Öffnungen 15 an der Innenseite eines Injektorschachts 16 (vgl. Fig. 4) entnommene Umluft aus dem Ofen 1 abgeleitet wird. Durch diesen im Durchzugskanal 2 vorliegenden Unterdrück ist gewährleistet, dass im Bereich des Ofeneinlaufs 5 ein Austritt der Ofenatmosphäre verhindert wird. Um auch einen Austritt im Bereich des Ofenauslaufs 6 zuverlässig zu verhindern, weist der Durchzugskanal 2 in der Nähe des Ofenauslaufs 6 eine Lufteintrittsöff-55 nung 17 auf (vgl. insbesondere Fig. 2), über welche Abluft von der Drahtkühlvorrichtung 7 in

Claims (10)

1. 5 AT 414 041 B den Durchzugskanal 2 eingebracht wird und somit ein erhöhter Gegendruck im Bereich des Ofenauslaufs 6 erzeugt wird, so dass zuverlässig ein Austritt der kontaminierten Ofenatmosphäre, die an dem durch den Durchzugskanal 2 durchgeführten Draht haftet, verhindert wird. 5 Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein Abluftkanal 18 des Drahtkühlers 7 über eine Verbindungsleitung 19 und einen an die Verbindungsleitung 19 anschließenden Dichtungsschacht 20 mit dem Durchzugskanal 2 des Ofens 1 verbunden. Um den Gegendruck der durch das Einbringen der Abluft der Drahtkühlvorrichtung 7 in den Durchzugskanal 2 des Ofens 1 eingebrachten Abluft regeln zu können, ist ein Drahtkühlabluft-Ventilator 18' im Abluftkanal 18 io der Drahtkühlvorrichtung 7 angeordnet. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, kann der Dichtungsschacht 20 einen Vorwärmschacht 21 aufweisen, der parallel zum Durchzugskanal 2 angeordnet ist und in einen Rückführabschnitt 21' und in einen Vorführabschnitt 21" unterteilt ist, die parallel zueinander verlaufen und über 15 einen 180° gekrümmten Verbindungsabschnitt 22 miteinander verbunden sind. Durch die Ausbildung eines in den Ofen 1 eingebauten Vorwärmschachts 21 kann somit die Ofenverlustwärme ausgenutzt werden und die über die Verbindungsleitung 19 in den Durchzugskanal 2 eingeleitete Abluft der Drahtkühlvorrichtung 7 von ca. 60°C auf ca. 300°C erwärmt werden. 20 Wie in den Fig. 3 bis 5 ersichtlich kann der Vorwärmschacht 21 im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 wesentlich kürzer ausgeführt sein. Hierbei wird zwar im Vergleich zu dem in Fig. 2 gezeigten Vorwärmschacht 21 eine geringere Erwärmung der Abluft der Drahtkühlvorrichtung 7 erzielt, ein derartig kurzer Vorwärmschacht 21 kann jedoch auch nachträglich auf einfache Weise in bereits bestehende Öfen 1 eingesetzt werden. 25 Der Dichtungsschacht 20 mündet über einen Einblasschacht 23 in der Lufteintrittsöffnung 17 des Durchzugskanals 2, wobei der Einblasschacht 23 über einen im Wesentlichen um ca. 120° gekrümmten Verbindungsabschnitt 23' mit dem Vorwärmschacht 21 verbunden ist. 30 Die Lufteintrittsöffnung 17 kann hierbei, wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, entweder an der Unterseite des Durchzugskanals 2 oder jedoch auch, wie insbesondere in Fig. 3 ersichtlich, an der Oberseite des Durchzugskanals 2 angeordnet sein. Wesentlich ist lediglich, dass die von der Drahtkühlvorrichtung 7 entnommene Abluft im Bereich des Auslaufendes 6 des Ofens 1 in den Durchzugskanal 2 eingebracht wird, um ein Austreten der mit dem 35 Draht mitgeführten kontaminierten Ofenatmosphäre zuverlässig zu verhindern. Patentansprüche: 1. Ofen (1) zum Aushärten einer auf Endlosmaterial, insbesondere Draht, aufgebrachten Lackschicht, wobei zumindest ein Durchzugskanal (2) für das Endlosmaterial vorgesehen ist, in den eine Luftströmung zum Aushärten der Lackschicht eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchzugskanal (2) zumindest eine Lufteintrittsöffnung (17) in der Nähe eines zur Umgebung hin offenen Ofenauslaufs (6), über den das Endlosmaterial den 45 Durchzugskanal (2) verlässt, aufweist, wobei über die Lufteintrittsöffnung (17) Abluft einer nicht direkt an den Ofenauslauf (6) anschließenden Drahtkühlvorrichtung (7) in den Durchzugskanal (2) eingebracht wird.
2. 2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen der Abluft der so Drahtkühlvorrichtung (7) in den Durchzugskanal (2) des Ofens (1) eine den Durchzugska nal (2) und einen Abluftkanal (18) der Drahtkühlvorrichtung (7) verbindende Luftzuführlei-tung (19) vorgesehen ist.
3. 3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführleitung (19) mit einem Dichtungsschacht (20) verbunden ist, der an die Lufteintrittsöffnung (17) anschließt. 55 6 AT 414 041 B
4. 4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsschacht (20) einen Vonwärmschacht (21) und einen Einblasschacht (23) umfasst.
5. 5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vonwärmschacht (21) einen Rückführabschnitt (21’) und Vorführabschnitt (21") aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und über einen um ca. 180° gekrümmten Verbindungsabschnitt (22) miteinander verbunden sind.
6. 6. Ofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorwärmschacht (21) im Wesentlichen über die gesamte Länge des Ofens (1) erstreckt.
7. 7. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einblasschacht (23) über einen, vorzugsweise um ca. 120°, gekrümmten Verbindungsabschnitt (23') mit dem Vorwärmschacht (21) verbunden ist.
8. 8. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsschacht (17) im Querschnitt eine Länge von 280 mm bis 340 mm, insbesondere im Wesentlichen von 320 mm, und eine Breite von 40 mm bis 80 mm, insbesondere im Wesentlichen von 60 mm, aufweist.
9. 9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) in an sich bekannter Weise als Umluftofen ausgebildet ist und der Durchzugskanal (2) eine Um-luft-Lufteintrittsöffnung (8) aufweist.
10. 10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (17) näher zum Ofenauslauf (6) angeordnet ist als die Umluft-Lufteintrittsöffnung (8). Hiezu § BBatf Zeichnungen