[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines dreidimensionalen
Stranges, wobei der Strang durch eine Wirbelbettkammer oder eine Pulverwolke geführt
wird, in der verwirbelte Pulverpartikel wenigstens eines Beschichtungsmaterials auf
den Strang aufgebracht werden und sich daran unter Ausbildung einer Beschichtung anlagern.
[0002] Aus der Druckschrift
DE 29 48 650 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsgeschützten kunststoffisolierten
elektrischen Energiekabels bekannt, bei dem das Kabel mit einer klebrigen Flüssigkeit
benetzt und anschließend das so vorbehandelte Kabel in einem Wirbelbett mit einem
bei Feuchtigkeitszutritt quellenden Pulver bestäubt wird.
[0003] Das bekannte Verfahren eignet sich für solche Anwendungen, in welchen die Oberfläche
des zu beschichtenden Stranges oder Kabels im Wesentlichen aus ein und demselben Material
besteht und homogen ist.
[0004] In der Druckschrift
EP 0 814 916 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen flexibler, vorimprägnierter Kabel angegeben, wobei
eine Beschichtung mit Pulverpartikeln durch Verwendung eines Wirbelbettes erfolgt.
[0005] Die Druckschrift
DE 26 19 491 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters, wobei
auf einem drahtförmigen Leiter, welcher eine aus wärmeresistentem Material ausgebildete
Schicht aufweist, ein pulverförmiges Polymermaterial elektrostatisch abgeschieden
wird, dem Leiter zur Verschmelzung des Polymermaterials und Ausbildung einer äußeren
Isolationsschicht Wärme zugeführt und der polymerbeschichtete Leiter abgekühlt wird.
[0006] Ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Faserstrangs ist in der Druckschrift
DE 699 07 881 T2 beschrieben. Der Faserstrang weist eine primäre, eine sekundäre und eine tertiäre
Beschichtung auf, wobei die tertiäre Beschichtung mittels eines Wirbelbettes aufgebracht
wird.
[0007] Die Druckschrift
DE 198 14 632 C1 beinhaltet ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf einem langgestreckten
Körper. Die Beschichtung des Körpers erfolgt vorzugsweise mittels Wirbelsintern, wobei
die Beschichtung lediglich auf ausgewählte Abschnitte des Körpers aufgebracht wird.
Die nicht zu beschichtenden Abschnitte des Körpers werden hierzu während des Beschichtungsprozesses
mit einer U-förmig ausgebildeten Kappe oder einer spreizbaren Klammer abgedeckt.
[0008] In der Druckschrift
US 5,328,736 A ist eine Wirbelbettvorrichtung zum Imprägnieren von Fäden beschrieben. Die Wirbelbettvorrichtung
besteht aus einem Wirbelbett, einer oberhalb des Wirbelbetts angeordneten trichterförmigen
Rohraufweitung (Elutriator), Druckluftleitungen, einer Dosiervorrichtung zum Zuführen
eines Imprägnierpulvers sowie Transportmitteln in Form von Umlenkrollen zum Transport
der zu imprägnierenden Fäden durch die Wirbelbettvorrichtung. Die Fäden, die mit dem
Verfahren behandelt werden, sind Zwirne, Bänder, Filamente oder Garne.
[0009] Die Druckschrift
US 4,839,199 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Faserbündeln, wobei
das zu beschichtende Faserbündel in eine Beschichtungsanlage geführt wird. Das Beschichtungsmaterial
wird durch eine oder mehrere Flüssigkeits- oder Gasleitungen Beschichtungsköpfen zugeführt,
welche aus das Faserbündel ausgerichtet sind. Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise
ein direkt einem Gasstrom zugeführtes Pulver oder ein in ein Gas gebundenes Pulver
sein.
[0010] Die Druckschrift
GB 702 829 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Fadens, welcher
aus Metall oder einem anderen Material ausgebildet sein kann. Die Beschichtung wird
durch Durchführen des Fadens durch ein die Beschichtung aufweisendes Bad auf den Faden
aufgebracht. Durch Ändern der Durchführgeschwindigkeit des Fadens durch das Bad kann
die Dicke der an dem Faden anhaftenden Beschichtung variiert werden, wodurch ein Faden
erzeugt wird, dessen Beschichtung in bestimmten Bereichen dicker ist.
[0011] In der Druckschrift
US 3,919,437 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Faserstranges beschrieben.
Der Faserstrang wird zur Beschichtung durch einen Container geführt, welcher ein Imprägnierpulver
aufweist. Zur Imprägnierung wird der Faserstrang vor dem Einbringen in den Container
vereinzelt und nach dem Aufbringen des Imprägniermittels wieder zusammengeführt. Mittels
des Verfahrens bzw. der Vorrichtung können beispielsweise Glasfaserstränge beschichtet
werden, wobei hierzu verschiedene Beschichtungsmaterialien zum Einsatz kommen können.
[0012] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten
Gattung vorzuschlagen, das auch bei aus verschiedenen Komponenten aus unterschiedlichen
Materialien mit unterschiedlicher Struktur bestehenden, dreidimensionalen Struktursträngen
eine vollumfängliche, hochqualitative und langzeitstabile Beschichtung gezielt einzelner
dieser Komponenten oder aller dieser Komponenten ermöglicht.
[0013] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Gattung gelöst, bei
dem der Strang durch eine Wirbelbettkammer oder eine Pulverwolke geführt wird, in
der verwirbelte Pulverpartikel wenigstens eines Beschichtungsmaterials auf den Strang
aufgebracht werden und sich daran unter Ausbildung einer Beschichtung anlagern, als
Strang ein voneinander beabstandet auf oder in einem Grundstrang aufgereihte Strukturkörper
aufweisender Strukturstrang verwendet wird, der eine Kordel oder ein Schlauch mit
darauf aufgefädelten und/oder darin eingebrachten Strukturkörpern ist, wobei der Grundstrang
und die Strukturkörper aus unterschiedlichem Material oder aus gleichem Material mit
unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften bestehen, die Pulverpartikel in der Wirbelbettkammer
oder der Pulverwolke mit dem Grundstrang und/oder den Strukturkörpern und/oder mit
einer auf den Grundstrang und/oder die Strukturkörper aufgebrachten Grundierung chemisch
und/oder physikalisch reagieren und/oder thermisch in oder an die Oberfläche der Strukturkörper
und/oder die Grundierung gebunden werden.
[0014] Mit einem unterschiedlichen Material kann erfindungsgemäß auch ein unterschiedliches
Materialmischungsverhältnis gemeint sein.
[0015] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein dreidimensionaler Strukturstrang hergestellt
werden, bei dem, je nach verwendetem Strang-, Strukturkörper- und Beschichtungsmaterial
sowie je nach verwendeter Verfahrensführung, entweder nur die Strukturkörper, also
nur die dreidimensionalen Komponenten des Strukturstranges, nur der Grundstrang, also
nur die zweidimensionale Komponente des Strukturstranges, oder beide beschichtet ist/sind.
Es lassen sich mit dem Verfahren unterschiedlichste Beschichtungen, die zu einer Veredelung
und/oder einer Funktionalisierung der Komponenten des Strukturstranges führen können,
auf den Strukturstrang aufbringen.
[0016] Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Strukturkörper auf den als
Kordel oder Schlauch ausgebildeten Strukturstrang aufgefädelt und/oder in diesem eingebracht
werden. Als Grundstrang kann hierbei beispielsweise ein textiler Faden, ein textiler
Faden- oder Faserverbund, ein textiler Streifen, ein Schlauch, ein Netzschlauch, ein
Draht, ein Gummi, eine Kordel, eine zopfähnliche Struktur oder ähnliches verwendet
werden. Die Strukturkörper können unter anderem als Bleikugeln, Kunststoffperlen oder
auch gefrorene Eiskörper ausgebildet sein.
[0017] Vorzugsweise wird der mit dem Beschichtungsmaterial beschichtete Strukturstrang aus
der Wirbelbettkammer oder der Pulverwolke kontinuierlich weiter in eine Nachbehandlungskammer
geführt, in der die auf den Strukturstrang aufgebrachte Beschichtung stabilisiert
und/oder fixiert und/oder verfestigt wird.
[0018] In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Strukturstrang in der
Nachbehandlungseinrichtung und/oder wenigstens einer der Wirbelbettkammer oder der
Pulverwolke in der Strukturstrangförderrichtung vorgeordneten Vorbehandlungskammer
über Umlenkrollen geführt.
[0019] Dabei kann der Relativabstand der einander gegenüber liegenden Umlenkrollen in Abhängigkeit
von den benötigten Verweilzeiten in den Prozessschritten des Verfahrens und/oder der
Länge und/oder Geometrie und/oder Materialzusammensetzung und/oder Spannung des Strukturstranges
bei der Vor- und/oder Nachbehandlung des Strukturstranges verändert werden.
[0020] In einer optionalen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Strukturkörper
von dem Strukturstrang nach Aufbringen der Beschichtung, beispielsweise mittels Auflösens
oder Wegtauens, entfernt. Auf diese Weise kann aus dem dreidimensionalen Strukturstrang
durch Entfernen bzw. Herauslösen der dreidimensionalen Strukturkörper eine zweidimensionale
Strangstruktur hergestellt werden, bei der an den Stellen, an welchen sich vorher
die Strukturkörper befanden, ein unbehandelter Grundstrang vorliegt, während die zwischenliegenden
Bereiche mit der Beschichtung beschichtet sind.
[0021] In einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Strukturkörper
in einer der Wirbelbettkammer oder der Pulverwolke in einer Strukturstrangförderrichtung
vorgeordneten Vorbehandlungskammer physikalisch und/oder chemisch und/oder mechanisch
vorbehandelt und/oder auf den Grundstrang aufgebracht.
[0022] Dabei können die Strukturkörper auf den Grundstrang beispielsweise mittels Tropfenauftragung
aufgebracht werden.
[0023] Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und
Vorteile werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei,
- Figur 1
- schematisch ein in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu beschichtender Strukturstrang
in einer Querschnittsansicht zeigt;
- Figur 2
- schematisch eine mögliche Vorrichtung zur Realisierung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigt;
- Figur 3
- schematisch eine weitere mögliche Vorrichtung zur Realisierung einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
- Figur 4
- schematisch eine erste Variante eines mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschichteten Strukturstranges zeigt;
- Figur 5
- schematisch eine zweite Variante eines mit einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschichteten Strukturstranges zeigt;
- Figur 6
- schematisch eine dritte Variante eines mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschichteten Strukturstranges zeigt, und
- Figur 7
- schematisch eine Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten
Strukturstranges zeigt, von dem im Folgenden die Strukturkörper entfernt wurden.
[0024] Figur 1 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform eines in dem erfindungsgemäßen
Verfahren zu beschichtenden dreidimensionalen Strukturstranges 1. Der Strukturstrang
1 weist einen Grundstrang 2 auf, auf oder in dem in Abständen voneinander Strukturkörper
3 vorgesehen sind. Das Strukturstrang 1 kann beispielsweise eine Kordel oder ein Schlauch
mit darauf aufgefädelten, daran befestigten und/oder darin eingebrachten oder darauf
aufgebrachten Strukturkörpern 3, wie Bleikugeln, Kunststoffperlen oder auch gefrorenen
Eiskörpern, oder eine Perlenkette sein.
[0025] Die Strukturkörper 3 können aus im Vergleich zum Material des Grundstanges 2 unterschiedlichem
Material oder aus gleichem Material wie der Grundstrang 2, aber mit anderen Oberflächeneigenschaften
als der Grundstang 2 bestehen. Die Strukturkörper 3 bestehen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einem anderen Material als der Grundstrang 2.
[0026] Der Grundstrang 2 kann beispielsweise ein textiler Faden, textiler Faden- oder Faserverbund,
textiler Streifen, Schlauch, Netzschlauch, Draht, Gummi, eine Kordel, eine zopfähnliche
Struktur oder ähnliches sein.
[0027] Die Strukturkörper 3 können aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die Strukturkörper 3 können ferner gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften, wie
zum Beispiel gleiche oder unterschiedliche Wärmekapazität, elektrische Leitfähigkeit,
Glanz, Gewicht, Magnetisierbarkeit, Form, Porosität, Schmelztemperatur, Piezoaktivität,
Radioaktivität, Geschmack, Löslichkeit, lonisierbarkeit, Festigkeit usw. aufweisen.
[0028] In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nicht nur auf die Strukturkörper 3, sondern
auch auf den zwischen den Strukturkörpern 3 befindlichen Grundstrang 2 eine Beschichtung
4 aufgebracht werden. Die Beschichtung 4 kann zu verschiedenen Zwecken bzw. Aus verschiedenen
Gründen auf dem Strukturstrang 1 vorgesehen sein. Beispielsweise, aber nicht darauf
beschränkt, kann die Beschichtung 4 einer Oberflächenfunktionalisierung, Oberflächenveredelung,
Versiegelung, Aktivierung, Passivierung, Färbung, Ionisierung, Dotierung, Magnetisierung,
Metallisierung, Plastifizierung usw. des Strukturstranges 1 dienen. Die Beschichtung
4 erfolgt vollständig auf dem gesamten Strukturstrang 1. Die Beschichtung 4 ummantelt
den Strukturstrang 1, wobei es sein kann, dass die Beschichtung 4 in den Strukturstrang
1 und/oder zwischen den Grundstrang 2 und die Strukturkörper 3 eindringt.
[0029] In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in Figur 2 schematisch
dargestellt ist, durchläuft der zunächst unbehandelte Strukturstrang 1 oder nur der
Grundstang 2 zunächst eine Vorbehandlungskammer 5. Das Vorsehen der Vorbehandlungskammer
5 ist optional. In der Vorbehandlungskammer 5 können beispielsweise die Strukturkörper
3 auf den Grundstang 2, beispielsweise mittels Tropfenauftragung, aufgebracht werden.
[0030] In der Vorbehandlungsammer 5 wird je nachdem, ob nur der Grundstrang 2 oder die Strukturkörper
3 oder beide funktionalisiert und/oder veredelt werden sollen, ein Verfahren angewendet,
das den Grundstrang 2 und/oder die Strukturkörper 3 für den nachfolgende Beschichtungsschritt
vorbereitet. In der Vorbehandlungskammer 5 können hierfür ein oder mehreren Einrichtungen
zur Vorbereitung der Funktionalisierung und/oder Veredelung, die in der nachfolgend
beschriebenen Wirbelbettkammer 10 oder in einer Pulverwolke erfolgt, integriert sein.
[0031] Beispielsweise kann in der Vorbehandlungskammer 5 eine thermische Vorbehandlung des
Strukturstranges 1 erfolgen. Dafür kann/können in der Vorbehandlungskammer 5 beispielsweise
wenigstens eine Heizquelle 6 und/oder wenigstens eine elektromagnetische Strahlenquelle
vorgesehen sein. Darüber hinaus kann/können in bzw. an der Vorbehandlungskammer 5
wenigstens ein Gaseinlass, wenigstens ein Gasauslass und/oder wenigstens eine Kühleinrichtung
oder eine andere Vorbehandlungseinrichtung 5 vorgesehen sein, mit der das Strukturstrang
1 auf den nachfolgenden Beschichtungsschritt in der Wirbelbettkammer 10 vorbereitet
bzw. für diesen präpariert werden kann.
[0032] Neben den Heizquellen 6 sind in der Ausführungsform von Figur 1 zusätzlich Wärmeverteilungseinrichtungen
7, wie beispielsweise Ventilatoren, vorgesehen, um eine homogenen Wärmeverteilung
in der Vorbehandlungskammer 5 realisieren zu können.
[0033] Wenn beispielsweise ein Strukturstrang 1, der aus einem Grundstrang 2 aus Baumwolle
mit darauf aufgebrachten Strukturkörpern 3 in Form von Bleikugeln besteht, vollständig
beschichtet werden soll, ist zu beachten, dass der Grundstrang 2 und die Strukturkörper
3 unterschiedliche Wärmekapazitäten besitzen, wodurch der Grundstrang 2 und die Strukturkörper
3 sich bei einer thermischen Vorbehandlung in der Vorbehandlungskammer 5 unterschiedlich
schnell erwärmen und unterschiedlich lange die Wärme speichern. Dieser Effekt ist
auch abhängig von den jeweiligen Dimensionen des Grundstranges 2 und der Strukturkörper
3. In diesem Fall kann allein oder zusätzlich zu der oben beschriebenen thermischen
Vorbehandlung des Strukturstranges 1 in der Vorbehandlungskammer 5 ein Kleber aufgetragen
und/oder vernebelt werden, mit dem sowohl der Grundstrang 2 als auch die Strukturkörper
3 gleich reagieren und welcher auf dem Grundstrang 2 und den Strukturkörpern 3 eine
Grundierung ausbildet, mit welcher eine nachfolgende Beschichtung gut regieren kann
bzw. in welche sich eine nachfolgende Beschichtung gut thermisch einlagern kann.
[0034] Wie in Figur 2 zu sehen, ist der Strukturstrang 1 in der Vorbehandlungskammer 5 um
mehrere Umlenkrollen 8, 8' geführt, sodass die gesamte Kammergröße der Vorbehandlungskammer
5 geeignet für die Vorbehandlung einer möglichst großen Menge des Strukturstranges
1 genutzt werden kann. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung können die Umlenkrollen 8, 8' auch weggelassen werden.
[0035] Wie es außerdem aus Figur 2 hervorgeht, ist der Relativabstand der einander gegenüber
liegenden Umlenkrollen 8, 8' mittels einer Abstandsverstelleinrichtung 9 einstellbar.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierfür zum Beispiel die Höhe H der oberen
Umlenkrollen 8 veränderbar. Dafür befinden sich die oberen Umlenkrollen 8 an einem
gemeinsamen, höhenveränderbaren Balken. Gleiches ist auch mit den unteren Umlenkrollen
8' möglich.
[0036] Der die Vorbehandlungskammer 5 verlassende vorbehandelte Strukturstrang 1 wird daraufhin
kontinuierlich weiter in die Wirbelbettkammer 10 oder eine Pulverwolke geführt.
[0037] In der Wirbelbettkammer 10 oder der Pulverwolke werden pulverisierte Partikel mittels
eines Gasstromes fluidisiert bzw. verwirbelt. Die Pulverwolke lässt sich durch verschiedene
Maßnahmen, wie beispielsweise durch Einwirkung von Schalldruck oder Vibration auf
Pulverpartikel und/oder durch Versprühen, Schütten, Rieseln und/oder Vermischen von
Pulverpartikeln, erzeugen. Die Pulverpartikel werden in der Ausführungsform von Figur
2 über eine Pulverzuführeinrichtung 12, die beispielsweise ein Pulvervorratssilo,
das eine kontinuierliche Pulvernachführung ermöglicht, sein kann, einem Innenraum
der Wirbelbettkammer 10 zugeführt. Durch die Pulverzuführeinrichtung 12 kann eine
gleichbleibende Wirbelbettdichte gewährleistet werden.
[0038] Die Pulverpartikel können beispielsweise, aber nicht ausschließlich, aus einem Polymerpulver,
wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyester oder PES (Polyethersulfon),
ausgebildet sein.
[0039] Die Pulverpartikel können aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder können
aus Materialien mit unterschiedlicher Dichte ausgebildet sein und/oder können unterschiedliche
Partikelgrößen aufweisen. Auf diese Weise kann in der Wirbelbettkammer 10 oder der
Pulverwolke eine Mischfunktionalisierung der Komponenten des Strukturstranges 1 vorgenommen
werden. Die Oberfläche des Strukturstranges 1 kann nach einer solchen Mischfunktionalisierung
beispielsweise elektrisch leitfähig und/oder hydrophob und/oder weiß und/oder magnetisch
und/oder korrosionsresistent und/oder piezoaktiv sein.
[0040] Zusätzlich befindet sich in einem unteren Bereich der Wirbelbettkammer 10 eine poröse
Bodenplatte 13, die einem Lufteintrag in die Wirbelbettkammer 10 dient. Durch die
gasdurchlässige Bodenplatte 13 wird Gas, wie beispielsweise Luft, zur Aufwirbelung
der Pulverpartikel von unten durch einen Gaseinlass 14 in die Wirbelbettkammer 10
eingeleitet.
[0041] In dem gezeigten Beispiel ist zudem auf die Wirbelbettkammer 10 ein Filter 15 aufgesetzt.
Der Filter 15 verhindert einen Austrag der Pulverpartikel.
[0042] Das sich in der Wirbelbettkammer 10 oder der Pulverwolke aus den Pulverpartikeln
ausbildende Wirbelbett 11 umwirbelt den Strukturstrang 1 und lässt die Pulverpartikel
mit dem Grundstrang 2 und/oder den Strukturkörpern 3 und/oder einer auf dem Grundstrang
2 und/oder den Strukturkörpern 3 vorgesehenen Grundierung reagieren oder sorgt dafür,
dass sich Pulverpartikel in oder an den Grundstrang 2 und/oder die Strukturkörper
3 und/oder eine auf dem Grundstrang 2 und/oder den Strukturkörpern 3 vorgesehene Grundierung
thermisch einlagern.
[0043] Wie es ferner aus Figur 2 ersichtlich ist, ist nach der Wirbelbettkammer 10 oder
in anderen Ausführungsformen nach der Pulverwolke eine Nachbehandlungseinrichtung
16 in Form einer Nachbehandlungskammer vorgesehen, in die der aus der Wirbelbettkammer
10 heraus kommende beschichtete Strukturstrang 1 kontinuierlich weiter geführt wird.
In der Nachbehandlungseinrichtung 16 wird die auf den Strukturstrang 1 in der Wirbelbettkammer
10 oder der Pulverwolke aufgebrachte Beschichtung 4 stabilisiert und/oder verfestigt.
[0044] Die Verfestigung der Beschichtung 4 erfolgt in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform
mittels wenigstens einer Heizquelle 6, für deren Wärmeverteilung wenigstens eine Wärmeverteilungseinrichtung
7, wie beispielsweise wenigstens ein Ventilator, vorgesehen ist.
[0045] In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann/können
in der Nachbehandlungskammer 16 anstelle oder zusätzlich zu der wenigstens einen Heizquelle
6 auch wenigstens eine andere Strahlenquelle, wenigstens eine Infrarotbehandlungseinrichtung,
wenigstens eine Lackbeschichtungseinrichtung und/oder wenigstens eine lonisierungseinrichtung
vorgesehen sein.
[0046] Wie die Vorbehandlungskammer 5 weist die in der Ausführungsform von Figur 2 verwendete
Nachbehandlungskammer 16 wenigstens einen Gaseinlass, wenigstens einen Gasauslass
und/oder wenigstens eine Kühleinrichtung auf.
[0047] Darüber hinaus ist der Strukturstrang 1 in der Nachbehandlungskammer 16 ebenfalls
um mehrere Umlenkrollen 8, 8' geführt, sodass die gesamte Kammergröße der Nachbehandlungskammer
16 für die Nachbehandlung einer möglichst großen Menge des beschichteten Strukturstranges
1 bei hohen Durchsatzmengen bzw. kurzen Verweilzeiten genutzt werden kann. In anderen,
nicht gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Umlenkrollen
8, 8' in der Nachbehandlungskammer 16 auch weggelassen werden.
[0048] Ferner ist auch in der Nachbehandlungskammer 16 der Relativabstand der einander gegenüber
liegenden Umlenkrollen 8, 8' mittels einer Abstandsverstelleinrichtung 9 einstellbar.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierfür zum Beispiel die Höhe H der oberen
Umlenkrollen 8 veränderbar. Dafür befinden sich die oberen Umlenkrollen 8 an einem
gemeinsamen, höhenveränderbaren Balken. Gleiches ist auch mit den unteren Umlenkrollen
8' möglich.
[0049] In der Ausführungsform von Figur 2 sind auf dem Strukturstrang 1 sowohl der Grundstrang
2 als auch die Strukturkörper 3 mit der Beschichtung 4 unter Ausbildung des in Figur
6 schematisch gezeigten beschichteten Strukturstranges 1c beschichtet. In anderen,
nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung kann/können, wie es schematisch in
den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, auch nur die Strukturkörper 3 unter Ausbildung
des beschichteten Strukturstranges 1a oder nur der Grundstrang 2 mit der Beschichtung
4 unter Ausbildung des beschichteten Strukturstranges 1b beschichtet sein.
[0050] Figur 3 zeigt schematisch eine weitere mögliche Vorrichtung zur Realisierung einer
weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei sind gleiche Komponenten
der Vorrichtung von Figur 3 mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2 versehen, wobei
auf die oben erfolgte Beschreibung dieser Komponenten vollumfänglich verwiesen wird.
[0051] Im Unterschied zu der Vorrichtung von Figur 2 weist die in Figur 3 gezeigte Vorrichtung
vor der Vorbehandlungskammer 5 eine Strukturstrangzuführungseinheit 17 auf. Die Strukturstrangzuführungseinheit
17 beinhaltet wenigstens eine Strukturstrangaufbewahrungseinrichtung und wenigstens
eine Antriebs-, Abwickel- und Fördereinheit für das Strukturstrang 1. Die Strukturstrangzuführungseinheit
17 weist hierfür in dem gezeigten Beispiel eine Rolle 18 auf, von der das unprozessierte
Strukturstrang 1 abgewickelt und der Vorbehandlungskammer 5 zugeführt wird.
[0052] Ferner ist im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung bei der in Figur
3 gezeigten Vorrichtung in einer Strukturstrangförderrichtung A nach der Wirbelbettkammer
10 eine Nachbehandlungseinrichtung 19 vorgesehen, die beispielsweise wenigstens eine
Heizquelle oder wenigstens eine anderer Strahlenquelle, wie wenigstens eine IRoder
wenigstens eine UV-Strahlenquelle, aufweisen kann. In der Nachbehandlungseinrichtung
19 wird die auf den Strukturstrang 1 aufgebrachte Beschichtung 4 verfestigt.
[0053] Der Nachbehandlungseinrichtung 19 ist in dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 eine
Luftkühlung oder ein Gasabzug 20 mit einer Wärmeverteilungseinrichtung 7 in Form eines
Lüfters nachgeordnet. Hierdurch kann eine Wärmerückgewinnung realisiert werden.
[0054] In der Ausführungsform von Figur 3 sind auf dem Strukturstrang 1 nur die Strukturkörper
3 mit der Beschichtung 4 unter Ausbildung des in Figur 4 schematisch gezeigten beschichteten
Strukturstranges 1a beschichtet. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der
Erfindung kann/können, wie es schematisch in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist,
auch nur der Grundstrang 2 des Strukturstranges 1 mit der Beschichtung 4 unter Ausbildung
des beschichteten Strukturstranges 1 oder der gesamte Strukturstrang 1, einschließlich
Grundstrang 2 und Strukturkörper 3, mit der Beschichtung 4 unter Ausbildung des beschichteten
Strukturstranges 1c beschichtet sein.
[0055] Der beschichtete Strukturstrang 1a, 1b oder 1c wird nachfolgend in der in Figur 3
gezeigten Ausführungsform in einer Aufwickeleinheit 21 auf wenigstens einer Rolle
22 aufgewickelt. Die Aufwickeleinheit 21 ist hierfür mit einer Antriebseinheit 23,
wie einem Motor, verbunden. Die Aufwickeleinheit 21 kann als ein Schrank zur Abwärmeaufnahme
ausgebildet sein.
[0056] Figur 4 zeigt schematisch eine erste Variante eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
beschichteten Strukturstranges 1a. Die Beschichtung 4 befindet sich bei dieser ersten
Variante nur auf den Strukturkörpern 3.
[0057] Figur 5 zeigt schematisch eine zweite Variante eines mit einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichteten Strukturstranges 1b. Dabei befindet
sich die Beschichtung 4 nur auf dem Grundstrang 2.
[0058] Figur 6 zeigt schematisch eine dritte Variante eines mit einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichteten Strukturstranges 1c, bei welchem sowohl
der Grundstrang 2 als auch die Strukturkörper 3 mit der Beschichtung 4 versehen sind.
[0059] Figur 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
beschichteten Strukturstranges 1d, von dem nach dem Aufbringen der Beschichtung 4
die Strukturkörper 3 entfernt bzw. abgelöst wurden. Das Entfernen bzw. Ablösen der
Strukturkörper 3 kann beispielsweise mittels Lösens mit Lösungsmittel oder dann, wenn
die Strukturkörper 3 beispielsweise Eiswürfel oder -kugeln sind, mittels Wegtauens
der Strukturkörper 3 erfolgen. Im Ergebnis entsteht, wie in Figur 7 zu sehen, ein
Strukturstrang 1d auf Basis des Grundstranges 2 mit durch die voneinander beabstandete
Beschichtung 4 sequentierter Oberfläche.
1. Verfahren zur Ausbildung eines dreidimensionalen Stranges, wobei der Strang durch
eine Wirbelbettkammer (10) oder eine Pulverwolke geführt wird, in der verwirbelte
Pulverpartikel wenigstens eines Beschichtungsmaterials auf den Strang aufgebracht
werden und sich daran unter Ausbildung einer Beschichtung (4) anlagern,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Strang ein voneinander beabstandet auf oder in einem Grundstrang (2) aufgereihte
Strukturkörper (3) aufweisender Strukturstrang (1) verwendet wird, der eine Kordel
oder ein Schlauch mit darauf aufgefädelten und/oder darin eingebrachten Strukturkörpern
(3) ist, wobei der Grundstrang (2) und die Strukturkörper (3) aus unterschiedlichem
Material oder aus gleichem Material mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften
bestehen, die Pulverpartikel in der Wirbelbettkammer (10) oder der Pulverwolke mit
dem Grundstrang (2) und/oder den Strukturkörpern (3) und/oder mit einer auf den Grundstrang
(2) und/oder die Strukturkörper (3) aufgebrachten Grundierung chemisch und/oder physikalisch
reagieren und/oder thermisch in oder an die Oberfläche der Strukturkörper (3) und/oder
die Grundierung gebunden werden und dabei die Beschichtung (4) ausbilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Beschichtung (4) beschichtete Strukturstrang (1) aus der Wirbelbettkammer
(10) oder der Pulverwolke kontinuierlich in einer Strukturstrangförderrichtung (A)
weiter in eine Nachbehandlungseinrichtung (16, 19) geführt wird, in der die auf den
Strukturstrang (1) aufgebrachte Beschichtung (4) stabilisiert und/oder fixiert und/oder
verfestigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (4) nur auf den Grundstrang (2) oder nur auf die Strukturkörper
(3) oder auf den Grundstrang (2) und die Strukturkörper (3) aufgebracht wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturstrang (1) in einer der Wirbelbettkammer (10) oder der Pulverwolke in
einer Strukturstrangförderrichtung (A) nachgeordneten Nachbehandlungseinrichtung (16,
19) und/oder wenigstens einer der Wirbelbettkammer (10) oder der Pulverwolke in der
Strukturstrangförderrichtung (A) vorgeordneten Vorbehandlungskammer (5) über Umlenkrollen
(8, 8') geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Relativabstand der einander gegenüber liegenden Umlenkrollen (8, 8') in Abhängigkeit
von den benötigten Verweilzeiten in den Prozessschritten des Verfahrens und/oder der
Länge und/oder Geometrie und/oder Materialzusammensetzung und/oder Spannung des Strukturstranges
(1) bei der Vor- und/oder Nachbehandlung des Strukturstranges (1) verändert wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkörper (3) von dem Strukturstrang (1) nach Aufbringen der Beschichtung
(4) entfernt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkörper (3) von dem Strukturstrang (1) nach Aufbringen der Beschichtung
mittels Auflösens oder Wegtauens entfernt werden.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkörper (3) in einer der Wirbelbettkammer (10) oder der Pulverwolke in
einer Strukturstrangförderrichtung (A) vorgeordneten Vorbehandlungskammer (5) physikalisch
und/oder chemisch und/oder mechanisch vorbehandelt und/oder auf den Grundstrang (2)
aufgebracht werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkörper (3) durch Tropfenauftragung auf den Grundstrang (2) aufgebracht
werden.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Strukturkörper (3) Bleikugeln, Kunststoffperlen und/oder gefrorene Eiskörper
verwendet werden.
1. Method for forming a three-dimensional strand, wherein the strand is led through a
fluidized bed chamber (10) or a powder cloud, in which swirled powder particles of
at least one coating material are applied to the strand and accumulate thereon while
forming a coating (4),
characterized in that
a structure strand (1), which is a cord or a tube with structure bodies (3) strung
thereon and/or inserted therein and comprising structure bodies (3) being strung spaced
apart from each other on or in a base strand (2) comprising, is used as a strand,
wherein the base strand (2) and the structure bodies (3) consist of different material
or of the same material with different surface properties, the powder particles in
the fluidized bed chamber (10) or the powder cloud react chemically and/or physically
with the base strand (2) and/or the structure bodies (3) and/or with a primer applied
to the base strand (2) and/or the structure bodies (3) and/or are thermally bonded
in or on the surface of the structure bodies (3) and/or the primer and thus form the
coating (4).
2. Method according to claim 1, characterized in that the structure strand (1) coated with the coating (4) is continuously led out of the
fluidized bed chamber (10) or the powder cloud in a structure strand conveying direction
(A) on into an aftertreatment device (16, 19), in which the coating (4) applied to
the structure strand (1) is stabilized and/or fixed and/or strengthened.
3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the coating (4) is only applied to the base strand (2) or only to the structure bodies
(3) or only to the base strand (2) and the structure bodies (3).
4. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the structure strand (1) is led in an aftertreatment device (16, 19) provided downstream
the fluidized bed chamber (10) or the powder cloud in a structure strand conveying
direction (A) and/or at least a pretreatment chamber (5) provided upstream the fluidized
bed chamber (10) or the powder cloud in the structure strand conveying direction (A)
via deflection pulleys (8, 8').
5. Method according to claim 4, characterized in that the relative distance of the opposing deflection pulleys (8, 8') is changed in dependence
of the required dwelling times in the process steps of the method and/or the length
and/or geometry and/or material composition and/or tension of the structure strand
(1) during the pretreatment and/or aftertreatment of the structure strand (1).
6. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the structure bodies (3) are removed from the structure strand (1) after applying
the coating (4).
7. Method according to claim 6, characterized in that the structure bodies (3) are removed from the structure strand (1) after applying
the coating by means of dissolving or thawing.
8. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the structure bodies (3) are physically and/or chemically and/or mechanically pretreated
in a pretreatment chamber (5) provided upstream to the fluidized bed chamber (10)
or the powder cloud in a structure strand conveying direction (A) and/or applied to
the base strand (2).
9. Method according to claim 8, characterized in that the structure bodies (3) are applied to the base strand (2) by means of drop application.
10. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that lead balls, plastic beads and/or frozen ice bodies are used as structure bodies (3).
1. Procédé de formation d'une barre tridimensionnelle, selon lequel la barre est guidée
à travers une chambre à lit fluidisé (10) ou un nuage de poudre dans laquelle/lequel
des particules de poudre tourbillonnées d'au moins un matériau de revêtement sont
appliquées sur la barre et s'y fixent pour former un revêtement (4), caractérisé en ce que la barre utilisée est une barre structurale (1) comportant des corps structurels
(3) espacés les uns des autres sur ou dans une barre de base (2), laquelle barre structurale
est un cordon ou un tuyau sur/dans lequel sont enfilés et/ou insérés des corps structurels
(3), selon lequel la barre de base (2) et les corps structurels (3) sont constitués
d'un matériau différent ou du même matériau ayant des propriétés de surface différentes,
les particules de poudre dans la chambre à lit fluidisé (10) ou le nuage de poudre
réagissant chimiquement et/ou physiquement avec la barre de base (2) et/ou les corps
structurels (3) et/ou avec une amorce appliquée sur la barre de base (2) et/ou sur
les corps structurels (3), et/ou étant thermiquement liés dans ou sur la surface des
corps structurels (3) et/ou de l'amorce pour ainsi former le revêtement (4).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barre structurale (1) revêtue du revêtement (4) est guidée hors de la chambre
à lit fluidisé (10) ou du nuage de poudre en continu dans une direction d'entraînement
de barre structurale (A) vers un dispositif de post-traitement (16, 19) dans lequel
le revêtement (4) appliqué sur la barre structurale (1) est stabilisé et/ou fixé et/ou
solidifié.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement (4) est appliqué uniquement sur la barre de base (2) ou uniquement
sur les corps structurels (3) ou sur la barre de base (2) et les corps structurels
(3).
4. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre structurale (1) dans l'un de la chambre à lit fluidisé (10) ou du nuage
de poudre est guidée dans un dispositif de post-traitement (16, 19) en aval d'une
direction d'entraînement de barre structurale (A), et/ou en ce que la barre structurale au moins dans un de la chambre à lit fluidisé (10) ou du nuage
de poudre est guidée, par l'intermédiaire de poulies de renvoi (8, 8'), dans la chambre
de prétraitement (5) en amont de la direction d'entraînement de barre structurale
(A).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance relative entre les poulies de renvoi (8, 8') opposées est modifiée en
fonction des temps de séjour requis dans les étapes de processus du procédé et/ou
de la longueur et/ou de la géométrie et/ou de la composition du matériau et/ou de
la tension de la barre structurale (1) pendant le prétraitement et/ou le post-traitement
de la barre structurale (1).
6. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps structurels (3) sont retirés de la barre structurale (1) après application
du revêtement (4).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, après application du revêtement, les corps structurels (3) sont retirés de la barre
structurale (1) par dissolution ou par fonte.
8. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps structurels (3) dans un de la chambre à lit fluidisé (10) ou du nuage de
poudre sont prétraités physiquement et/ou chimiquement et/ou mécaniquement dans une
chambre de prétraitement (5) en amont de la direction d'entraînement de barre structurale
(A), et/ou appliqués sur la barre de base (2).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les corps structurels (3) sont appliqués en gouttelettes sur la barre de base (2).
10. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des billes en plomb, des perles en plastique et/ou des corps de glace gelés sont
utilisés comme corps structurels (3).