DE3713156A1 - Verfahren zum oelauftrag auf metallbaender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrag von Öl auf band- oder tafelförmiges Material, vorzugsweise Metallblech, bei denen das Öl zunächst in einer Sprüheinrichtung zu einem Öltropfenstrahl zerstäubt wird, der mit einem bestimmten Öffnungskegel gegen eine Fläche des in Längsrichtung mit einer bestimmten Vorschub­ geschwindigkeit bewegten Materials geführt wird, und bei denen die Öltropfen des Öltropfenstrahles vor dem Auftreffen auf das Material mit einer gegenüber der elektrischen Ladung des Materials entgegengesetzten Ladung aufgeladen werden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art bzw. eine solche Vorrichtung sind bereits bekannt (DE-OS 27 32 009).

Bei diesem bekannten Verfahren wird das aufzutragende Öl mittels einer herkömmlichen Flüssigkeits-/Luftdüse zerstäubt und anschließend im Bereich eines elektrostatischen Feldes aufgeladen. Da der Druck der Zerstäuberdüse jedoch nur etwa im Bereich von 0,2 bis 0,6 bar variierbar ist, muß bei dieser bekannten Vorrichtung die Regelung der aufzutragenden Ölmenge im wesentlichen über die Vorschubgeschwindigkeit des Materials erfolgen. Infolgedessen ergibt sich jedoch nur ein relativ eng begrenzter Regelbereich (1-10 mg/m²).

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren der eingangs genannten Art den Regelbereich der aufzutragenden Ölmenge zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, daß daß die Zerstäubung unter Einwirkung von Ultraschall erfolgt und daß die aufzutragende Ölmenge durch die dem Zerstäuber zugeführte Ölmenge geregelt wird und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch, daß als Zerstäuber ein Ultraschallzerstäuber vorgesehen ist.

Aufgrund des Ultraschallzerstäubers läßt sich die aufgetragene Olmenge für jeden, fest eingestellten Wert der Vorschubgeschwindigkeit des Materials in einem weiten Bereich regeln, da die aufgetragene Ölmenge durch die dem Ultraschallzerstäuber zugeführte Ölmenge variiert werden kann. Dabei ist die Verwendung eines gesonderten Druckgases, wie es im Stand der Technik notwendig ist, nicht erforderlich, da die dem Zerstäuber zugeführte Ölmenge infolge der Einwirkung des Ultraschalles direkt zerstäubt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung ist im Zeichnungsteil dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Ölauftrag auf ein Metallband und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1.

Innerhalb eines mit einem inerten Gas, z.B. Luft gefüllten Beschichtungsraumes 1 (Maschinengehäuse) verläuft ein zu beschichtendes Metallband 2, welches von Antriebsrollen 7, welche gleichzeitig zur Führung des Bandes 2 durch den Beschichtungsraum 1 dienen, in Vorschubrichtung (waagerechter Pfeil) bewegt wird. Einer Seite des Metallbandes 2 zugeordnet ist eine Sprüheinrichtung (Beschichtungeinheit) 3, die einen Zerstäuber 4 in Form eines Ultraschallzerstäubers aufweist, dem mittels einer nicht dargestellten Dosierpumpe eine bestimmte Ölmenge zugeführt wird. Durch den Ultraschallzerstäuber 4 wird das zu einem Öltropfenstrahl versprüht, der mit einem bestimmten Öffnungskegel aus dem Zerstäuber 4 austritt. Die Zerstäubung des Öls erfolgt im wesentlichen an der dem Innenraum der Sprüheinrichtung 3 zugewandten Stirnseite des Ultraschallzerstäubers 4. Um einen in Richtung des Bandes 2 weisenden Öltropfenstrahl zu erzielen, wird das zerstäubte Öl mit einem Luftstrom beaufschlagt, der durch einen an der Stirnseite des Ultraschallzerstäubers angeordnetem Ringspalt austritt und einen Druck von weniger als 0,05 bar aufweist.

Die Sprüheinrichtung 3 wird durch ein Kunststoffgehäuse gebildet, dessen Berandungsflächen so ausgeformt sind, daß sie die seitliche Berandungskontur des Öffnungskegels für den Öltropfenstrahl bilden, der in einer vorgegebenen Richtung gegen eine Fläche des Metallbandes 2 gerichtet ist. Der anderen Fläche des Bandes 2 zugeordnet ist eine rotierende Stahlwalze (Polrolle) 5. An der der einen Bandseite abgewandten Berandungsfläche der Sprüheinrichtung 3 ist eine Elektrode 8 angebracht, welche von einer nicht dargestellten, außerhalb des Beschichtungsraumes 1 angeordneten Hochspannungserzeugungseinheit ein negatives Potential erhält. Als Elektrode sind mehrere Metalldrähte vorgesehen, die mit einem Abstand zur Berandungsfläche der Sprüheinrichtung 3 gehalten sind. Das Massepotential der Hochspannungserzeugungseinheit liegt einerseits an der Stahlwalze 5 und andererseits am Metallband 2 an.

Unter der Wirkung des elektrostatischen Feldes werden die Öltropfen des Öltropfenstrahls negativ aufgeladen und von der gegenüber ihnen positiv geladenen Stahlwalze 5 angezogen. Auf diese Weise gelangen sie auf die eine Seite des zwischen Stahlwalze 5 und Sprüheinrichtung 3 angeordneten Metallbandes 2 und werden auf dessen Oberfläche festgehalten. Die zum Beispiel im Randbereich des Bandes 2 umgeleiteten, nicht auf die Bandoberfläche gelangenden Öltropfen werden von der Stahlwalze 5 angezogen und auf ihrer Oberfläche festgehalten. Diese rotiert mit einer bestimmten Geschwindigkeit und weist auf der dem Metallband 2 abgewandten Seite eine Abstreifschiene auf, durch die die Öltropfen der Walzenoberfläche gesammelt werden und in einen Sammelbehälter zur Wiederverwertung gelangen können.

Die Richtung des Öltropfenstrahls kann gegenüber der Vorschubrichtung des Bandes 2 um einen in der Schnittebene von Fig. 1 liegenden Winkel α variiert werden. Wie Fig. 2 zeigt, sind, insbesondere bei einem breiten Metallband 2, der Stahlwalze 5 mehrere Sprüheinrichtungen 3 zugeordnet, derart, daß sich die Öffnungskegel der Öltropfenstrahlen in den Randbereichen jeweils überlappen. Hierdurch werden die im Randbereich ansonsten auftretenden Inhomogenitäten in der Ölauftragung ausgeglichen. Die Strahlrichtungen dieser in Zonen geschalteten Sprüheinrichtungen lassen sich jeweils gegenüber der Bandrichtung in der Schnittebene der Fig. 2 um den Winkel b zum Zwecke einer Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Beschichtung verstellen.

Wie Fig. 1 zeigt, wiederholt sich in Längsrichtung des Bandes 2 versetzt die Anordnung aus Sprüheinrichtung 3, Elektrode 8 und Stahlwalze 5, jedoch wechselweise der einen oder der anderen Seite des Bandes 2 zugeordnet. Hierdurch wird ein beidseitiger Ölauftrag auf das Metallband 2 erreicht. Durch die Verwendung eines elektrisch geladenen Öltropfenstrahles wird hierbei ein gleichmäßiger Ölauftrag auf beiden Seiten des Bandes erreicht, da sich die unterschiedlichen Einflüsse der Schwerkraft, denen die Öltropfen im aufwärts gerichteten bzw. im abwärts gerichteten Öltropfenstrahl unterworfen sind, nicht auswirken.

Die Sprüheinrichtung 3 ist jeweils auf einem verfahrbaren Teleskopschlitten 6 gelagert, so daß diese zum Zwecke der einfachen Reinigung bzw. Wartung aus dem Beschichtungsraum 1 herausgenommen werden kann, ohne daß der Durchlauf des Bandes 2 hierdurch beeinträchtigt wird. Zu diesem Zwecke ist die Verbindung zwischen dem feststehenden Anschluß für die Ölzuleitung bzw. das Druckgas im Beschichtungsgrhäuse 1 und der auf dem verfahrbaren Schlitten 6 angeordneten Sprüheinrichtung 3 in Form eines selbstabdichtenden Kupplungsstückes ausgeführt.

Die Menge des auf das Metallband 2 aufgetragenen Öles kann sowohl durch die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes 2 als auch durch die Menge des der Sprühdüse 4 von der Dosierpumpe zugeführten Öles bestimmt werden.

Bei jedem Wert für die Vorschubgeschwindigkeit, die im Bereich zwischen 10 und 1000 m/min liegen kann, läßt sich durch die beschriebene Vorrichtung ein Regelbereich für die aufzutragende Ölmenge von 0,005 bis 0,5 g/m² erreichen.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Elektrode 8 auch als Spitzenelektrode ausgeführt sein, die durch die Berandungsfläche der Sprüheinrichtung 3 gehalten wird.

Claims (12)

1. Verfahren zum Auftrag von Öl auf band- oder tafelförmiges Material (2), vorzugsweise Metallblech, bei dem das Öl zunächst in einer Sprüheinrichtung (3) zu einem Öltropfenstrahl zerstäubt wird, der mit einem bestimmten Öffnungskegel gegen eine Fläche des in Längsrichtung mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit bewegten Materials (2) geführt wird, und bei dem die Öltropfen des Öltropfenstrahles vor dem Auftreffen auf das Material (2) mit einer gegenüber der elektrischen Ladung des Materials (2) entgegengesetzten Ladung aufgeladen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung unter Einwirkung von Ultraschall erfolgt und daß die aufzutragende Ölmenge durch die dem Zerstäuber (4) zugeführte Ölmenge geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzutragende Ölmenge bei jeder im Bereich von 10-1000 m/min liegenden Vorschubgeschwindigkeit zwischen 0,005 und 0,5 g/m² variierbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öltropfen nach der Zerstäubung und vor dem Aufladen in einem Luftstrom gerichtet zum Material (2) transportiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Luftstromes unter 0,05 bar liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium für den Öltropfenstrahl ein inertes Gas, insbesondere Luft verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Längsrichtung des Materials (2) versetzte, Öltropfenstrahlen abwechselnd auf die eine oder andere Fläche des Materials (2) geführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Öffnungskegels des Öltropfenstrahles in einem spitzen Raumwinkel in bezug zur Vorschubrichtung des Materials (2) veränderbar ist.

8. Vorrichtung zum Auftrag von Öl auf band- oder tafelförmiges Material (2), vorzugsweise Metallblech, mit einem Beschichtungsraum (1), den das von Transportwalzen (7) in Vorschubrichtung angetriebene Material (2) durchläuft, mit einer Sprüheinrichtung (3), die einen Zerstäuber (4) zur Erzeugung eines auf eine Fläche des Materials (2) gerichteten Öltropfenstrahls mit vorgegebenem Öffnungskegel aufweist, und mit einer der Sprüheinrichtung (3) im Bereich des Öltropfenstrahls zugeordneten Elektrode (8), die gegenüber dem Material (2) ein entgegengesetztes elektrostatisches Potential aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Zerstäuber (4) ein Ultraschallzerstäuber vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrode (8) über die Breite des Materials (2) mehrere Sprüheinrichtungen (3) mit sich teilweise überlappenden Öltropfenstrahlen zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrode (8) eine rotierende Walze (5) zugeordnet ist, die ein gegenüber der Elektrode (8) entgegengesetztes elektrisches Potential und eine ihrer Mantelfläche zugeordnete Abstreifschiene aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) als mindestens eine in Vorschubrichtung vor und/oder hinter dem Zerstäuber (4) angeordnete Draht- oder Spitzenelektrode ausgeführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallzerstäuber (4) eine in Longitudinalschwingung versetzte Stirnfläche aufweist, mittels der die Zerstäubung der Öltropfen erfolgt.