DE2728919A1 - Vorrichtung zum fortlaufenden auftragen von spruehfaehigen materialien, insbesondere zum beschichten von strangfoermigem gut - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum fortlaufenden Auftragen von sprühfähigen
• Materialien, insbesondere zum Beschichten von strangförmigem Gut Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Auftragen von sprühfähigen Materialien, insbesondere zum Beschichten von strangförmigem Gut mit zumindest während des Auftragens flüssigen Materialien, vorzugsweise zur Herstellung leitfähiger Schichten auf isolierenden Hüllen von elektrischen Kabeln.
• Im Bereich der Kabelindustrie ist es z. B. seit langem bekannt (DAS 1 011 948), die auf der Isolierhülle eines Kabels vorgesehene leitfähige Schicht mittels eines Graphitpulvers herzustellen, das in Form einer Aufsckämmung in einem leicht flüchtigen Lösungsmittel aufgetragen wird. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig, die flüchtigen Lösungsmittel können zur Behinderung des Bedienungspersonals führen. Darüberhinaus ergeben sich verfahrenstechnische Nachteile durch an Haltestellen auftretende Verdickungen auf der Aderoberfläche.
• Zur Erzeugung von durchsichtigen Glasplatten mit einer elektrostatischen Ableitung hat man auch bereits Graphit unter hohem Druck aufgetragen, anschließend eingerieben und wieder abpoliert, um die Durchsichtigkeit des Materials nicht zu verlieren. (DAS 10 15 081). Dieses Verfahren ist für die kontinuierliche Fertigung von langgestrecktem Gut nicht geeignet.
• Bekannt ist auch (DDR-PS 49 872) ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Schicht auf thermoplastischen Kunststoffen, bei dem während oder unmittelbar nach der Warmformgebung die leitende Schicht auf den thermoplastischen Kunststoff aufgebracht wird. Zum Aufbringen dient hierbei eine nicht näher bezeichnete Vorrichtung, deren Düsen eine Suspension unter Anwendung von Druck auf den thermoplastischen Werkstoff aufsprühen.
• Ausgehend von diesem letztgenannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, den Sprühvorgang so zu gestellten, daß auf einfachem Wege ein gleichmäßiger Auftrag über die gesamte durchlaufende Länge erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Umfang des durchlaufenden Gutes verteilt Sprühdüsen mit quer zur Durchlaufrichtung des Gutes fächerartig austretendem Strahl vorgesehen sind. Hierdurch ist ein gleichmäßiger und dichter Auftrag möglich, wobei die üblichen, d. h. produktbezogenen Fertigungsgeschwindigkeiten durch den Auftrag nicht beeinflußt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß der Auftrag in Form einer Schicht auf dem Gut verbleibt. Es können auch Lösungsmittel, Vernetzungsmittel oder Wasser aufgetragen werden, also Flüssigkeiten, die lediglich zu einer Oberflächenreaktion führen, ohne daß eine meßbare Schicht gebildet wird.
• Das Gut selbst können elektrische Kabel oder Leitungen sein, aber auch für die Beschichtung von Rohren, Stangen oder anderen Halbzeug mit leitfähigen oder isolierenden Schichten ist die Erfindung geeignet.
• Insbesondere, wenn es um den Auftrag von auf dem Gut verbleibender Schichten geht, hat es sich als vorteilhaft in Durchführung der Erfindung erwiesen, die Sprühdüsen in Längsrichtung hintereinander anzuordnen. Hierdurch ist eine gegenseitige Beeinflußung der fächerartig austretenden Flüssigkeitsstrahlen vermieden. Wenn dagegen die Oberfläche des Gutes aus besonderen Gründen mit der versprühten Flüssigkeit lediglich benetzt werden soll, z. B. mit Wasser oder einer eine chemische Reaktion hervorrufende Flüssigkeit, dann kann es mitunter zweckmäßig sein, die gegenseitige Beeinflußung der austretenden Strahlen zuzulassen, ja sogar zu fordern, um so eine Vernebelung der Flüssigkeit zu bewirken.
• In Weiterführung der Erfindung ergeben sich besondere Vorteile noch dann, wenn die Austrittsöffnung jeder Sprühdüse durch den Schnittpunkt zweier, vorzugsweise im Winkel von 900 auftreffender Bohrungen für das flüssige Material gebildet wird. Die durch die Bohrungen hindurchgedrückte und an der Austrittsöffnung aufeinandertreffenden Flüssigkeitsströme führen zu einem sauberen, in einer Ebene verlaufenden extrem dünnen fächerartigen Strahl, der eine exakte Steuerung ermöglicht und sicherstellt, daß ein Versprühen in die Umgebung unterbleibt.
• Um, falls erforderlich, einer gegenseitigen Beeinflußung der Sprühdüsen weiter entgegenzuwirken und sicherzustellen, daß die vom Umfang her versprühte Flüssigkeit auf das Gut gelangt und nicht durch einen Gegenstrahl um- oder abgelenkt wird, ist in Durchführung der Erfindung jede Sprühdü-se in einer gesonderten Kammer untergebracht, wobei jede Düse in dieser jedoch gegenüber der vorhergehenden am Umfang versetzt angeordnet ist.
• Zweckmäßig ist es auch, wenn in Weiterführung der Erfindung die Kammern einzeln oder gemeinsam mit einer nach oben zu öffnenden Klappe versehen sind. Hierdurch ist ein einfaches Einlegen des Gutes von oben her in die Vorrichtung zwischen die Düsen möglich, ein umständliches Einfädeln zu Beginn des Fertigungsprozesses entfällt damit.
• Da die Sprühdüsen als getrennte Elemente wirksam sind, kann auch die Zufuhr des Spriihmittels, das ein Lack, eine Dispersion oder Suspension sein kann, von getrennten Vorräten her erfolgen. In Durchführung der Erfindung hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, wenn die Sprühdü-sen aus einem allen Düsen gemeinsamen Vorratsbehälter gespeist werden. Damit ist die Regelung des Schichtauftrags z. B. wesentlich vereinfacht.
• Das gilt insbesondere dann, wenn jede Sprühdüse mit einem gesonderten Zufluß und jede Kammer mit einem gesonderten Abfluß versehen ist. Der Sprühdruck ist dann für alle Düsen gleichzeitig einstellbar.
• Ebenso wie die Zufuhr an Sprühmaterialien aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter erfolgt, ist es zur Vereinfachung der Regelung, der Reinigung des Rücklaufes etc. zweckmäßig, die Rückflüsse aller Kammern gemeinsam zum Vorratsbehälter erfolgen zu lassen.
• Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• Am Umfang einer oder mehrerer hintereinander angeordneter Kammern 1 verteilt sind wie aus der Fig. 1 ersichtlich, die drei Sprühdüsen 2 vorgesehen. Diese Sprühdüsen 2 sind, wie durch Pfeile angedeutet, in radialer Richtung verstellbar, um so die Größe der auf das Gut 3 auftretenden Fächer 4 zu beeinflußen und entsprechend zu korrigieren, wenn z. B. das Sprühmittel nicht gleichmäßig an der Oberfläche des Gutes 3 verteilt wird oder sich der Querschnitt des Gutes ändert.
• Das Gut kann z. B. die Seele eines Hochspannungskabels sein, dessen Isolierung einen gleichmäßigen Schichtauftrag aus einem leitfähigen Lack oder einer Graphit enthaltenden Suspension erhalten soll. Es kann aber auch ein Kabel, eine Leitung oder ein Rohr sein, dessen Oberflächen z. B. mit einem Farbauftrag oder einer Korrosionsschutzschicht versehen oder nur mit Wasser beaufschlagt werden sollen, um z. B. eine Kühlung oder Oberflächenreaktion zu bewirken.
• Wesentliche Einzelheiten des Düsenaufbaues zeigen die Fig.
• 2a und 2b jeweils in einem Querschnitt. Durch die Bohrung 5 der Düse 2 tritt z. B. leitfähiger Lack fächerartig in einer Ebene aus. Die Bohrung 5 weist z. B. einen Durchmesser von 0,4 mm auf, der Betriebsdruck beträgt 1,2 bar. Die Zuführungskanäle 6 treffen, wie insbesondere aus der Fig. 2b ersichtlich, etwa im rechten Winkel aufeinander und bilden in ihrem Schnittpunkt die Bohrung 5 für den in einer Ebene austretenden Strahl 4. Die Besonderheit einer solchen Düse liegt darin, daß infolge der aus zwei Richtungen unter einem bestimmten Winkel zugeführten Flüssigkeit ein dünner Flüssigkeitsschleier in Form eines je nach dem gewählten Betriebsdruck mehr oder weniger geöffneten Fächers ausgesprüht wird.
• Dieser Schleier, z. B. in einem Sektor von 450 ausgesprüht, ermöglicht einen extrem dünnen Farbauftrag.
• Wie in der Fig. 3 dargestellt, ist jeder Düse 7 eine gesonderte Kammer 8 zugeordnet, die mit jeweils einem Zufluß 9 für die Düse und einem Abfluß 10 für den Rückfluß überschüssigen Materials ausgerüstet ist. Durch diese Aufteilung der einzelnen Sprühdüsen mit zugeordneten Kammern ist eine gegenseitige Beeinflußung der fächerartig austretenden z. B.
• Lack- oder Farbstrahlen verhindert. Zu diesem Zweck ist es weiterhin erforderlich, die Kammern möglichst dicht hintereinander anzuordnen. Der Schichtauftrag kann damit vergleichmäßigt werden.
• In der Fig. 4 ist an Hand einer Übersichtszeichnung die Funktion der nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung beschrieben. Hiernach wird das Gut 11, etwa ein elektrisches Kabel, durch die drei Düsen 12, die am Umfang der Kammer 13 angeordnet sind mit dem Farbstrahl oder einer Graphitierung 14 beaufschlagt. Als Zufuhr dienen die drei Druckleitungen 15, die spätestens am Filter 16 zu einer einzigen Leitung vereinigt sind. Mit 17 ist ein Manometer bezeichnet, 18 ist das Druckregelventil für die Zuführungsleitung. Zur Förderung des Sprühmittels ist die Pumpe 19 vorgesehen, die vom Pumpenmotor 20 angetrieben ist. Die Pumpe 19 saugt mittels der Saugleitung 21 die Graphitlösung 23 aus dem Behälter 26, auf der Ansaugseite der Leitung ist der Filter 22 angeordnet. Um ein Absetzen der Graphitteilchen im Laufe des Betriebes zu verhindern wird die Lösung mittels des durch den Motor 25 ständig oder zeitweilig umlaufenden Rührwerkes 24 in Bewegung gehalten. Auch eine gelegentliche oder in Abständen regelmäßig durchgeführte Bewegung des Saugleitungsendes kann ein Absetzen von Graphitteilchen verhindern. Für jede der hintereinander angeordneten Kammern 13 (vergl. Fig. 3) ist eine gesonderte Rücklaufleitung 27 vorgesehen.
• Wird, wie bereits angedeutet, mittels der Vorrichtung nach der Erfindung auf die Isolierung eines Hoch- oder Mittelspannungskabels eine Graphitschicht aufgebracht, so kann hierfür eine Dispersion verwendet werden, die z. B. Acetylenruß und/oder Pudergraphit enthält. Eine durch Aufsprühen erhaltene, gleichmäßig in der Stärke und gleichmäßig in der Dichte aufgetragene Leitschicht erreicht die geforderten Widerstandswerte, die Schicht haftet auch bei Biegebeanspruchungen gut auf der Isolieroberfläche. Auch nach Alterung oberhalb 700 C ändern sich Haftfestigkeit und Oberflächenwiderstand nicht. Andererseits läßt sich die Schicht z. B.
• von der Oberfläche des Kabels für Montagezwecke leicht entfernen, sie läßt sich etwa mit einem Trichloräthylengetränkten Tuch abwischen. Im angeführten Beispiel sind mit der Erfindung z. B. bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 10 m/min Schichtdicken von 40 bis 90 µ erreicht worden. Zweckmäßig wird die Graphitschicht nach der Extrusion der Isolie- rung auf die noch warme Kunststoffumhüllung aufgebracht.
• Diese Ehßnahme erhöht die Haftfestigkeit weiter.
• Die Haftfestigkeit einer nach der Erfindung aufgebrachten Schicht ist so groß, daß diese Schicht durch den anschließenden Verseilvorgang unbeeinflußt bleibt. Weder konnte ein Abplatzen oder Abschaben noch ein Anstieg des elektrischen Oberflächenwiderstandes festgestellt werden. Hinzu kommt, daß im Gegensatz zu bekannten Verfahren ein Abstreifen überschüssigen Materials und eine Vergleichmäßigung der Schichtdicke durch Fremdmittel nach dem Sprühvorgang unterbleiben kann. Die mittels der Vorrichtung nach der Erfindung aufgebrachte Schicht hat bereits ihre endgültige Form und Dichte, die Dicke ist durch Regelung des Druckes steuerbar.
• L e e r s e i t e

Claims (10)

Patentansprüche 1.

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Auftragen von sprühfähigen Materialien, insbesondere zum Beschichten von strangförmigem Gut mit zumindest während des Auftragens flüssigen Materialien, vorzugsweise zur Herstellung leitfähiger Schichten auf isolierenden Hüllen von elektrischen Kabeln durch Aufsprühen, gekennzeichnet durch am Umfang des durchlaufenden Gutes verteilt angeordnete Sprühdüsen mit quer zur Durchlaufrichtung des Gutes fächerartig austretendem Strahl.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang verteilten Düsen in Durchlaufrichtung hintereinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung jeder Sprühdüse durch den Schnittpunkt zweier etwa im Winkel von 900 auftreffender Bohrungen für das flüssige Material gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sprühdüse in einer gesonderten Kammer, in dieser jedoch gegenüber der vorhergehenden Düse am Umfang versetzt angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern einzeln oder gemeinsam mit einer nach oben zu öffnenden Klappe versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen aus einem allen Düsen gemeinsamen Vorratsbehälter gespeist werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sprühdüse mit einem gesonderten Zufluß und jede Kammer mit einem gesonderten Abfluß versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühdruck für alle Düsen gleichzeitig einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen in axialer Richtung verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflüsse aller Kammern gemeinsam zum Vorratsbehälter erfolgen.