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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR ENAMELLING AN OBJECT AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SUCH PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/002206
Kind Code:
A1
Abstract:
Process for enamelling the inner surface of a hollow body to which an enamel layer has been deposited. The drying of the enamel layer is carried out under vacuum with application of heat. The dried enamel layer is finally fired in a conventional way. The process is particularly applicable to the enamelling of gas operated water boilers.

Inventors:
LEHNERT MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/DE1984/000230
Publication Date:
May 23, 1985
Filing Date:
October 30, 1984
Export Citation:
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Assignee:
VAILLANT JOH GMBH & CO (DE)
International Classes:
B05D3/00; C23D5/02; C23D7/00; F26B5/04; F26B7/00; (IPC1-7): C23D7/00; F26B7/00; B05D3/00
Foreign References:
AT321057B1975-03-10
DE2745216A11978-04-13
DE477721C1929-06-12
FR965717A1950-09-20
FR1468496A1967-02-03
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zum Emaillieren eines Gegenstandes, auf den Emailschlicker aufgetragen, der anschließend getrocknet und gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung unter Anwendung von Unterdruck stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß während der Trocknungsphase der Emailschlickerschicht Wärme zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch eins oder zwei, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der auf die Emailschlickerschicht einwir¬ kende Wärmestrom gleich groß dem Verdampfungswärmestrom aufgrund der Unterdrucktrocknung gehalten ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial erwärmter Schlicker verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche eins bis vier, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck bei der Trocknung und die Wärmezufuhr auf die Emai1schlickerschicht so gesteuert werden, daß die Umgebungstemperatur des Fabrikationsraums gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche eins bis fünf, dadurch gekennzeichnet, daß während der Unterdrucktrocknung .der Emailschl ckerschicht Luft zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche eins bis sechs, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch ein Wasserbad statt¬ findet. 9 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche eins bis sieben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gefäß (80) vorgesehen ist, das den zu emaillie¬ renden Gegenstand umschließt und das üffnen zum Durch¬ führen eines Anschlusses für eine Vakuumpumpe (54) und eine Öffnung zum Anschluß eines von einer Wärmequelle (84) erwärmten fluiden Mediums aufweist. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch neun, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Innenemail1ie¬ rung der zu emaillierende Gegenstand in ein Wasserbad ge¬ taucht wird und daß die Vakuumtrocknung unmittelbar im Wasserbad stattfindet.
Description:
Verfahren zum Emaillieren eines Gegenstandes und Vor¬ richtung zur Durchführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.

Es ist bekannt, Innenräume von Gefäßen dadurch zu emaillieren, daß das Gefäß mit Email schl icker gefüllt wird, worauf dieser wieder abgelassen wird. Vor dem Brennen des Emailschlickers muß dieser zunächst getrocknet werden. Hierzu wird nach dem Stand der Technik durch Zuführung trockner, erwärmter Luft das Wasser dem Schlicker entzogen. Diese sogenannte Lufttrocknung dauert zum einen relativ lange, zum anderen kommt es bei kompliziert gestalteten Gefäßen zu einer ungleichmäßigen Trocknung, so daß sich Unregelmäßigkeiten in der Schl ckerschicht bilden, die dann gleichermaßen zu Fehlstellen in der Emaillierung führen.

Es sei bereits aber darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Innenemail 1 ierung von Behältern beschränkt ist, vielmehr sind auch Außenschichtemail 1 ierungen möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den auf einen Gegen¬ stand innen oder außen aufgebrachten Email schl icker in einer möglichst kurzen Zeit zu trocknen, ohne daß Fehlstellen oder Un- g eichmäßigkei ten auftreten.

Die Lösung der Aufgabe liegt in dem kennzeichnenden Verfahrens¬ merkmal des Hauptanspruchs.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der darauf¬ folgenden Unteransprüche. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei Anwendung auf eine Innenemail 1 ierung ist Gegen¬ stand des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, an den sich weitere

Vorrichtungsansprüche zur Verdeutlichung der weiteren Ausgestal¬ tung der Vorrichtung anschließen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren eins bis sieben der Zeichnung im folgenden näher erläutert.

Die Figur eins zeigt einen gasbeheizten Wasserspeicher 1, der einen zylindrischen Außenmantel 2 mit einem Deckel 3 und einem unten offenen Boden 4 aufweist. Die Mitte des Außenmantels 2 durchsetzt ein Flammrohr 5, das sich im Bodenbereich zu einer Glocke 6 erweitert, die an ihrer Peripherie allseits dicht mit dem Außenmantel 2 verbunden ist. Durch den Deckel erstrecken sich mindestens zwei Stutzen 7 und 8, über die der zwischen dem Außen¬ mantel 2 und dem Flammrohr 5 gebildeten ringzyl ndrische Innen¬ raum 9 mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. Unterhalb der Glocke 6 wird später ein Brenner angeordnet, dessen Abgase sowohl über die Glocke als auch das Flammrohr den Innenraum 9 er¬ wärmen, der dann wassergefüllt ist. Die Abgase ziehen -über das obere Ende 10 des Flammrohres zu einem nicht dargestellten Abgas¬ kamin ab. Die Anschlüsse 7 und 8 dienen der Zu- und Abführung des aufzuheizenden Wassers beziehungsweise zum Anschluß einer Schutz¬ anode und Ringleitung. Dieser Wasserspeicher ist aus Stahl gefer¬ tigt und auf geeignete Weise für das Emaillieren vorbereitet. Es besteht die Aufgabe, sämtliche den Innenraum 9 umschließende Wän¬ de zu emaillieren. Hierzu dient, vgl . Figur zwei, ein Emailschlik- ker-Vorratsgefäß 20, dessen Innenraum 21 mit Email schl icker ge¬ füllt ist und der von einer Rührvorrichtung 22 auf konstanter Kon¬ sistenz gehalten wird. Um die Außenwandung 23 des Gefäßes ist eine Heizschlange 24 für eine elektrische Beheizung des Innenraums 21 gelegt, die an einer Stromquelle 25 angeschlossen ist, die über Leitungen 26 aus einem Wechselspannungsnetz 27 gespeist ist. In den Innenraum 21 taucht ein Temperaturfühler 28, der über eine Meßleitung 29 an die Stromquelle 25 angeschlossen ist. Somit be¬ steht für den Emailschl icker eine temperaturgeregelte Heizvor-

richtung. Der Email schl icker wird auf einer Temperatur von 20 bis 40° C, bevorzugt 30° C, gehalten. Die Beheizung kann auch auf anderem Wege als über elektrischen Strom. stattfinden, beispielsweise eine Luft- oder Wasserbadheizung.

Vom Gefäß 20 zweigt eine mit einer Förderpumpe 30 versehene Leitung 31 ab, die mit dem Stutzen 8 verbunden ist. Ober die¬ se Leitung wird Email schl icker aus dem Gefäß abgezogen und in den Innenraum 9 des Speichers 1 eingefüllt. Die Luft wird hier¬ bei über den offenen Stutzen 7 verdrängt.

Nach dem Befüllen des Innenraums 9 wird, vgl . Figur drei, der Speicher 1 umgedreht, so daß der Emailschl icker über die beiden Stutzen 7 und 8 abfließen kann. Der Email schl icker fließt über eine nicht dargestellte Leitung in das Gefäß 20 zurück, eine im unteren Bericht des Mantels 2 angeordnete Öffnung zum späteren Einschrauben eines Ablaßventils dient als Entlüftung, damit sich im Bodenbereich des Innenraums 9 kein Vakuum bildet. Nach dem Ablaufen des Emailschlickers verbleibt der Wasserspeicher 1 in der gekippten Lage, in der er über eine Hängevorrichtung gehalten wird, die am Boden 4 angreift. Nach dem Ablaufen des Ema lschlicker wird der Wasserspeicher über Strahler 32 erwärmt. Gleichzeitig wer¬ den, was Figur vier zeigt, die beiden Stutzen 7 und 8 mit zwei Leitungsstücken 40 und 41 verbunden, die über ein T-Stück 42 mit¬ einander verbunden sind. Ein gemeinsamer Auslaß der beiden bezie¬ hungsweise der insgesamt vier Leitungen 40 und 41 ist über eine wei tere Leitung 43 mit einem 3-Wege-Ventil 44 verbunden, das einen Stellmotor aufweist. Von dem 3-Wege-Ventil führt eine erste Leitung 46 zu einer Leitungsverzweigung 47, an die über den zweiten Aus¬ gang des 3-Wege-Ventils 44 eine weitere Leitung 48 angeschlossen ist, in der sich ein Kondensator 49 befindet. Zwischen Kondensator 49 und der Verzweigungsstelle 47 ist ein Durchgangsventil 50 ange¬ ordnet, das einen Stellmotor 51 aufweist. Von der Verzweigungsstel¬ le 47 führt eine mit einem Ventil 52 versehene Leitung 53 zu einer Vakuumpumpe 54. Die Vakuumpumpe 54 ist über einen Elektromotor 55

antreibbar, der von einem Druckregler 56 überwacht ist. An dem Druckregler 56 befindet sich ein Sollwert-Einsteller 57. An den Regler 56 ist über eine Leitung 58 ein Druckfühler 59 an¬ geschlossen, der den im Innenraum 9 herrschenden Druck über¬ wacht. Die Vakuumpumpe 54 beziehungsweise ihr Antrieb 55 wird so geregelt, daß der Unterdruck im Innenraum 9 nur innerhalb ber stimmter Grenzen schwanken kann, wobei eine untere Grenzschwelle mit Sicherheit nicht unterschritten werden darf. Statt einer Motorsteuerung als Stellglied könnte auch das Ventil 52 ver¬ stellt werden, um die Stellgröße für die Druckregelung zu lie¬ fern. Eine StellVerbindung 60 ist hierfür angedeutet.

Der Kondensator 49 weist einen weiteren Ausgang 61 auf, dem ein Sammelgefäß JSZ nachgeschaltet ist, dessen Ausgang 63 mit einem Ventil 64 verschließbar ist. * ~

Die Funktion gemäß der Darstellung in Figur vier ist folgende:

Es wird davon ausgegangen, daß der Wasserspeicher 1 gefüllt und gemäß Figur drei entleert wurde. Anschließend werden die Lei¬ tungen 40 und 41 mit den vier Anschlüssen 7 und 8 verbunden. Das 3-Wege-Ventil 44 ist so geschaltet, daß die Leitungen 43 mit der Leitung 46 verbunden ist. Das Ventil 52 ist in seiner maximalen Offenstellung, das Ventil 50 geschlossen, das Ventil 64 ist gleichermaßen geschlossen. Nunmehr wird ein Stellbefehl für das Anlaufen der Unterdrucktrocknung gegeben, so daß der Regler 56 den Motor 55 der Pumpe 54 zum Anlaufen bringt. Die Pumpe beginnt einen Unterdruck im Innenraum 9 aufzubauen, der vom Fühler 59 gemessen wird. Der Unterdruckaufbau geht so vonstatten, daß der Unterdruck kontinuierlich auf 300mbar abgesenkt wird. Nach Er¬ reichen dieser Druckschwelle schaltet das 3-Wege-Ventil 44 auf¬ grund eines vom Regler 56 über die Stelleitung 65 an den Motor 45 gegebenen Stellbefehls um, so daß die Leitung 46 abgesperrt wird. Nunmehr wird der Unterdruck im Innenraum 9 über den Innen-

räum des Kondensators 49 aufrechterhalten. Im Kondensator 49 wird der abgeführte Wasserdampf kondensiert und über die Lei¬ tung 61 und die Vorlage 62 abgeführt. Das Ventil 64 dient als Ab¬ laßventil, falls der Wasserstand in der Vorlage 62 ein eingestel¬ ltes Maß überschreitet. Infolge der von außen auf den Innenraum 9 und damit auf den Email schl cker aufgebrachten Wärme findet ein Ausgleich für die bei der Unterdrucktrocknung abgeführte Verdamp¬ fungswärme statt. Somit darf dem Schlicker nur soviel Wärmeenergie von außen über die Strahler 32 zugeführt werden, wie innen durch die Verdampfungskäl e entzogen wird. Das bedeutet, daß ein Tempe¬ raturniveau etwa in Höhe der Umgebungstemperatur des Fabrikations¬ raums aufrechterhalten wird. Diese Temperatur kann vernünftiger¬ maßen zwischen 15 und 50° schwanken, sollte bevorzugt bei 25° liegen. Ein. Unterschreiten der 15°-Schwelle führt nach Ende des Trocknungsvorgangs zu einer Kondensation des Wassers, das dann wieder über die einströmende Luft in den Innenraum 9 gelangt. Ein Unterschreiten des Gefrierpunktes muß während des Unterdrucktrok- knens in jedem Fall verhindert werden, da anschließend das Was¬ ser nur noch schwer verdampfen kann. Ein überschreiten der Tempe- raturschwelle von 50° führt zum Oberschreiten einer Viskositäts- änderungsschwel le im Emailschl i cker, bei der die Viskosität schlagartig erhöht wird. Das könnte zu einem Abfließen der Email¬ schl ickerschicht führen.

Zum Regeln der Temperatur dient der bereits beschriebene Anlege¬ fühler 66, der den Istzustand der Temperatur über die Leitung 67 dem Temperaturregler 68 meldet. Nach Vergleich des Temperatur-Ist¬ wertes mit dem am Sollwertsteller 69 eingestellten Temperatur-Soll¬ wert wird als Stellgröße über die Leitung 70 und 71 die Energiezu¬ fuhr aus dem Netz 72 zu den beiden Heizstrahlern 32 variiert.

Es ist auch möglich, statt einer Strahlungsheizung eine Beheizung in einem Warmwasser oder Warmluftstrom vorzunehmen. Hierzu ist der gesamte Behälter 1 in ein entsprechendes Gehäuse einzutauchen. Hier

bei ergibt sich auch die Möglichkeit, bei Vorhandensein eines solchen den zu emaillierenden Gegenstand umschl eßenden Ge¬ häuses eine Außenemaillierung vorzunehmen. Soll auch dann die Beheizung über einen Warmluftstrom vorgenommen werden, ist es dann natürlich notwendig, eine Vakuumpumpe entsprechend größerer Leistung zu verwenden, da die Luft wieder, abgeführt werden muß beziehungsweise die Frage der Beheizung müßte auf andere Art und Weise gelöst werden. Ein solches Gehäuse geht im übrigen aus der Ausführungsform gemäß Figur sechs hervor. Das Gehäuse be¬ steht aus einem eine starke Isolierwirkung aufweisenden Gefäß 80, das den zu email erenden Wasserspeicher 1 unter Freilas¬ sung eines Abstandes 81 allseits umschließt. Am unteren Ende 82 des Gehäuses, das topfförmig ausgebildet ist, ist ein Warmluft¬ einlaßrohr 83 vorgesehen, in dem ein Lufterhitzer 84 angeordnet ist, der ein Ansaugrohr 85 aufweist. Der Fühler 66 ist hier nicht mehr als Anlegefühler, sondern als in der Leitung 83 freiliegen¬ der Temperaturfühler ausgebildet. Im Innenraum 81 ist eine Leit¬ anordnung in Form einer Wendel 86 vorgesehen, um die Mantel - außenfläche des Wasserspeichers 1 gleichmäßig mit dem Warmluft¬ strom beaufschlagen zu können. Im Zwischenraum 87 am Boden be¬ ziehungsweise 88 im Deckelbereich ist auf eine solche Luftfüh¬ rung 86 verzichtet worden, sie könnte aber dort auch vorhanden sein. Die erwärmte durch die Leitung 83 zuströmende Luft wird über Undichtigkeiten 89 im Gehäuse 80, beispielsweise im Zuge der Rohr¬ durchführungen der Leitungen 40 und 41 beziehungsweise der Stutzen 7 und 8 abgelassen. Es könnte auch ein gesonderter Auslaß vor¬ handen sein. Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, die Leitung 83 auch mit einer Leitung 90 zu verbinden, so daß vorzugsweise über eine Lanze 91 auch Warmluft mit geregelter Temperatur in den Innen¬ raum des Flammrohres 5 eingebracht wird. Somit ist es möglich, die gesamte Emailschlickerschicht am Außen- und Innenmantel des Was¬ serspeichers gleichmäßig zu erwärmen, damit an keiner Stelle des Wasserspeichers Untertemperaturbereiche aufgrund der Unterdruck¬ trocknung auftreten. Gleichermaßen müssen natürlich Oberh tzungs- stellen aufgrund mangelhafter Trocknung beziehungsweise zu großer Wärmezufuhr auch vermieden werden.

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Eine Vorrichtung zum Erwärmen des Speichers im Wasserbad zeigt die Figur sieben. Hier ist der Speicher 1 analog zur Darstellung in Figur sechs aufrecht stehend in NormalStellung in das Gefäß 80 eingetaucht worden, zwischen dessen Innenwandung und der Außen wandung 2 des Gefäßes 1 verbleibt der Abstand 81. Am Innenmantel des Gefäßes 80 ist eine elektrisch beheizte Heizwendel 86 ange¬ ordnet, die den Zwischenraum zwischen Gefäß und Speicher, der mit Wasser gefüllt ist, erwärmt. Die Temperatur dieses Wassers wird vom Temperaturfühler 66 überwacht und über die Meßleitung 67 an den Temperaturregler 68 gegeben. Dieser vergleicht den Ist¬ wert mit einem Sollwertgeber 69 eingestellten Sollwert und ver¬ stellt nach Maßgabe der Regelabweichung die über die Heizleitung 86 zugeführte elektrische Heizleistung im Sinne einer Temperatur¬ konstanz des Wasserbades im Zwischenraum 81. Durch das Wasserbad ist eine besonders gleichmäßige Temperaturbeaufschlagung des aus¬ zutrocknenden Emailstückes gewährleistet.

Die Figur fünf zeigt den fertigen Wasserspeicher 1 nach dem Trocknen unu Brennen des Emails.