DE202022102802U1 - Device for annealing metal profiles using electromagnetic induction - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen mittels elektromagnetischer Induktion für Lackieranwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Elemente aufweist: einen Gleiskörper (1), einen Schlitten (2), der sich auf dem Gleiskörper (1) bewegt und von einem Elektromotor (3) mit einem Keilriemen (4) angetrieben wird, sowie eine, neben dem Gleiskörper (1) angeordnete Plattform (5), auf der sich ein Induktionsheizsystem (6) befindet, das eine elektromagnetische Induktionsspule (7) hat, die sich über dem Gleiskörper (1) direkt über dem Schlitten (2) befindet.

Figure DE202022102802U1_0000
Device for annealing metal profiles by means of electromagnetic induction for painting applications, characterized in that it comprises the following elements: a track (1), a carriage (2) moving on the track (1) and powered by an electric motor (3) with a V-belt (4) is driven, as well as a platform (5) arranged next to the track body (1) on which there is an induction heating system (6) which has an electromagnetic induction coil (7) which is directly above the track body (1). located above the carriage (2).
Figure DE202022102802U1_0000

Description

Der Gegenstand des Gebrauchsmusters ist eine Vorrichtung zum induktiven Glühen von „geraden“ Metallprofilen (z.B. T-Profile, U-Profile), d.h. von Profilen, die noch nicht zu einem fertigen Konstruktionselement zum Lackieren verschweißt sind.The subject of the utility model is a device for the inductive annealing of "straight" metal profiles (e.g. T-profiles, U-profiles), i.e. profiles that have not yet been welded to form a finished construction element for painting.

Bei den bekannten Lösungen für die Lackierung von Metallprofilen erfolgt das Auftragen einer Lackschicht auf die lackierten Werkstücke in den meisten Fällen in einzelnen Schritten: abwechselndes Aufsprühen von aufeinanderfolgenden Lackschichten, Erwärmen der lackierten Werkstücke in Heizkammern mit stabilisierter Temperatur, Abkühlen, Auftragen der nächsten Schicht und erneutes Erwärmen in einer Heizkammer. Ein solches Verfahren zum Auftragen einer Lackschicht ist aus der Veröffentlichung der Patentbeschreibung Nr. JP 6039327 A mit dem Titel „Method and device for coating“ bekannt, wonach die zu lackierenden Werkstücke in einen Korb gelegt werden, der in den Decklack eingetaucht wird. Nach der Entnahme des Korbes und dem ersten Abtropfen des Decklacks werden die Werkstücke in eine Drehbewegung versetzt, um den überschüssigen Lack zu entfernen. Danach werden die lackierten Werkstücke mit Heißluft erwärmt.In the known solutions for painting metal profiles, in most cases the application of a layer of paint to the painted parts is carried out in separate steps: alternate spraying of successive layers of paint, heating of the painted parts in heating chambers with a stabilized temperature, cooling, application of the next layer and again Heating in a heating chamber. Such a method of applying a layer of varnish is known from the publication of patent specification no. JP 6039327A titled "Method and device for coating," according to which the workpieces to be painted are placed in a basket that is dipped into the top coat. After the basket has been removed and the top coat has dripped off for the first time, the workpieces are rotated in order to remove the excess paint. Then the painted workpieces are heated with hot air.

Aus der Veröffentlichung der Patentbeschreibung Nr. US 6,302,961 B1 mit dem Titel „Apparatus for applying a liquid coating to electrical components“ ist eine Vorrichtung zum Auftragen einer flüssigen Beschichtung auf solche Komponenten wie beispielsweise Elektromotorrotoren bekannt. Diese Vorrichtung hat viele Halterungen, die sich im Verhältnis zu den Induktionsheizgeräten bewegen. Nach dem Auftragen der flüssigen Beschichtung bewegen sich die Rotoren der Elektromotoren in die Nähe der elektrischen Induktionsgeräte, wo die Rotoren erhitzt werden.From the publication of patent specification no. US 6,302,961 B1 entitled "Apparatus for applying a liquid coating to electrical components" discloses a device for applying a liquid coating to components such as electric motor rotors. This device has many mounts that move relative to the induction heaters. After the liquid coating is applied, the rotors of the electric motors move close to the electrical induction devices, where the rotors are heated.

Außerdem ist aus der Veröffentlichung der Patentbeschreibung Nr. DE 19626209 A1 mit dem Titel „Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks“ eine Induktionsheizeinrichtung bekannt, die sich in der Kammer erwärmt und die Wärme an die Kammer, in der sich das beschichtete Werkstück befindet, abgibt.In addition, from the publication of patent specification no. DE 19626209 A1 entitled "Apparatus and Method for Coating a Workpiece" discloses an induction heating device that heats up in the chamber and emits the heat to the chamber in which the coated workpiece is located.

Andererseits ist aus der Veröffentlichung der Patentbeschreibung Nr. JP 2004243218 A eine Vorrichtung bekannt, bei der das zu lackierende Werkstück von der Position A, in der das Werkstück lackiert wird, in die Position B, in der das lackierte Werkstück mittels einer Niederfrequenz-Induktionsheizvorrichtung erwärmt wird, bewegt wird.On the other hand, from the publication of patent specification No. JP 2004243218 A an apparatus is known in which the work to be painted is moved from the position A where the work is painted to the position B where the painted work is heated by a low-frequency induction heater.

Aus der Veröffentlichung der Beschreibung des Patentantrags P.392596 und der Veröffentlichung des internationalen Patentantrags WO 2012/046196 ist eine Vorrichtung zum Auftragen einer Lackschicht auf Metallteile bekannt, die einen Behälter mit Metallteilen, eine Vorrichtung, die das Lackiermedium zum Auftragen auf die Metallteile bereitstellt, sowie eine Vorrichtung, die ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, das zur Erwärmung der Metallteile führt, umfasst. In der genannten Vorrichtung ist der Behälter eine nichtmetallische Trommel mit einer Kammer und einer Öffnung, die die Beschickung der Kammer mit metallischen Werkstücken ermöglicht. Sie wird mit einem beweglichen Deckel verschlossen, der in Bezug auf die Trommel und das Trommelgehäuse verschiebbar befestigt ist. In Bezug auf den Deckel ist die nichtmetallische Trommel um ihre Achse drehbar befestigt. Eine Vorrichtung, die ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches eine Erwärmung der metallischen Werkstücke bewirkt, erzeugt, ist wiederum eine Induktionsspule eines Induktionsheizgeräts, das die metallischen Werkstücke mittels eines magnetischen Wechselfeldes induktiv erwärmt. Sie befindet sich außerhalb der Trommelkammer, in die das Lackiermedium mittels einer Vorrichtung, die das auf die Metallteile aufzutragende Lackiermedium bereitstellt, zugeführt wird.From the publication of the description of patent application P.392596 and the publication of the international patent application WO 2012/046196 a device for applying a layer of paint to metal parts is known, which comprises a container with metal parts, a device that provides the paint medium for application to the metal parts, and a device that generates an alternating electromagnetic field that leads to the heating of the metal parts. In said apparatus, the container is a non-metallic drum having a chamber and an opening allowing metal workpieces to be loaded into the chamber. It is closed with a movable cover that is slidably mounted with respect to the drum and the drum body. In relation to the lid, the non-metallic drum is mounted so as to be rotatable about its axis. A device that generates an alternating electromagnetic field, which causes the metallic workpieces to be heated, is in turn an induction coil of an induction heating device, which inductively heats the metallic workpieces by means of an alternating magnetic field. It is located outside the drum chamber, into which the painting medium is fed by means of a device that provides the painting medium to be applied to the metal parts.

Die Lackschichten werden auf Konstruktionselemente aus Stahl zu schützenden und ästhetischen Zwecken aufgetragen. Coats of paint are applied to steel structural elements for protective and aesthetic purposes.

In der Regel hat der Korrosionsschutz die oberste Priorität. Aus diesem Grund erfüllt die erste Schicht, die als Grundierung für die nachfolgenden Lackschichten aufgetragen wird, die wichtigste Schutzfunktion. Der Vernetzungsprozess eines Lackiermediums, der im Zusammenhang mit dem eingesetzten Lackiermedium analysiert wird (d.h. Verdampfung des Lösemittels mit Festphasentrennung, Polymerisation, Verfestigung oder Kristallisation) ist von der Temperatur abhängig. Die Vernetzungszeit ist eine nichtlinear fallende Funktion der Temperatur, die von der Art des eingesetzten Mediums abhängt. Der optimale Temperaturwert für den Vernetzungsprozess ist in der Regel höher als die Raumtemperatur (unter normalen Bedingungen), und bei speziellen Medien, die die höchsten Parameter des Oberflächenschutzes bieten, erreicht er ca. 230-280 °C. Bei Werkstücken, deren Abmessungen mehrere Meter nicht überschreiten, wird die Vernetzung in einem elektrisch, induktiv oder mit Gas beheizten Ofen mit entsprechend gewählter Temperatur durchgeführt, während die Situation bei großen Werkstücken aufgrund technischer und wirtschaftlicher Beschränkungen beim Bau und der Verwendung von großen Öfen viel komplexer ist.As a rule, protection against corrosion has top priority. For this reason, the first layer, which is applied as a primer for subsequent layers of paint, performs the most important protective function. The crosslinking process of a coating medium, which is analyzed in connection with the coating medium used (i.e. evaporation of the solvent with solid phase separation, polymerisation, solidification or crystallisation) depends on the temperature. The curing time is a non-linear decreasing function of the temperature, which depends on the type of medium used. The optimum temperature value for the crosslinking process is usually higher than room temperature (under normal conditions), and with special media that provide the highest surface protection parameters, it reaches about 230-280 °C. For pieces whose dimensions do not exceed several meters, cross-linking is carried out in an electrically, inductively or gas heated furnace with a suitably chosen temperature, while for large pieces the situation is much more complex due to technical and economic limitations of construction and the use of large furnaces is.

Der wesentliche Gegenstand des Gebrauchsmusters ist eine Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen mittels elektromagnetischer Induktion für Lackieranwendungen. Sie besteht aus einem Gleiskörper, einem auf dem Gleiskörper laufenden Schlitten, der von einem Elektromotor mit Keilriemen angetrieben wird, und einer Plattform neben dem Gleiskörper, auf der ein Induktionsheizsystem, das mit einer elektromagnetischen, über dem Gleiskörper direkt über dem Schlitten angeordneten Induktionsspule ausgestattet ist.The main object of the utility model is a device for annealing metal profiles using electromagnetic induction for painting applications. It consists of a track, a carriage running on the track, driven by an electric motor with V-belts, and a platform next to the track, on which an induction heating system is equipped, which consists of an electromagnetic induction coil placed over the track directly above the carriage .

Vorteilhafterweise ist der Schlitten mit beweglichen Stützen ausgestattet.Advantageously, the carriage is equipped with mobile supports.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung ein System zur Messung der Temperatur des erwärmten Profils, das sich auf der Plattform befindet.Advantageously, the device comprises a system for measuring the temperature of the heated profile located on the platform.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung ein Bedienpult, das sich auf oder in der Nähe der Plattform befindet. Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung mit einer Signalampel ausgestattet.Advantageously, the device comprises a control panel located on or near the platform. The device is advantageously equipped with a traffic light.

Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung mit einem Bedienfeld ausgestattet.The device is advantageously equipped with a control panel.

Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung mit einer manuellen Steuerung ausgestattet.The device is advantageously equipped with a manual control.

Die gebrauchsmustergemäße Lösung wurde in den Zeichnungen dargestellt, in den

  • 1 die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht darstellt,
  • 2 das Detail A in der 1 zeigt,
  • 3 das Detail B in der 1 zeigt;
  • 4 das Detail C in der 1 zeigt.
The utility model solution was shown in the drawings in which
  • 1 shows the device in a perspective view,
  • 2 the detail A in the 1 indicates,
  • 3 the detail B in the 1 indicates;
  • 4 the detail C in the 1 indicates.

Die Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen mittels elektromagnetischer Induktion für Lackieranwendungen enthält einen Gleiskörper 1, einen Schlitten 2, der sich auf dem Gleiskörper 1 bewegt und von einem Elektromotor 3 mit einem Keilriemen 4 angetrieben wird, sowie eine Plattform 5, die mit einem Induktionsheizsystem 6 ausgestattet ist, das durch eine elektromagnetische Induktionsspule 7 abgeschlossen wird, die sich über dem Gleiskörper 1 direkt über dem Schlitten 2 befindet. Der Schlitten 2 ist vorteilhafterweise mit vier beweglichen Stützen 8 versehen, die vorteilhafterweise pneumatisch, hydraulisch oder linear (elektrisch) gesteuerte Stellmotoren sind. Die Stützen 8 dienen dazu, das zum Glühen bestimmte Metallprofil 10 darauf abzulegen. Die Plattform hat auch ein System zur Messung der Temperatur 11 des zu glühenden Metallprofils 10 und ein Bedienpult 12, das auf oder neben der Plattform 5 angebracht werden kann. Das eingesetzte Induktionsheizsystem 6, das mit einer elektromagnetischen Induktionsspule 7 abgeschlossen ist, bewirkt eine Induktion der Wärme in den Stahlprofilen 10 mit einer Profilstärke von 1-50 mm und ihre anschließende Wanderung durch die Oberfläche des Profils 10. Auf dem Bedienpult 12 werden die aktuellen Werte der Prozessgrößen und die Daten des Temperaturmesssystems 11 angezeigt. Wenn das Profil 10 die elektromagnetische Induktionsspule 7 durchfährt, schieben sich die nachfolgenden Stützen 8 an der Induktionsspule 7 in ihre untere Position zurück, um eine Kollision mit der Induktionsspule 7 zu vermeiden. Das Profil 10 wird dann von den übrigen Stützen 8 gehalten. Der Wärmeinduktionsprozess im Profil 10 wird in Echtzeit durch das Temperaturmesssystem 11 überwacht. Vorteilhafterweise ist die Plattform 5 mit einer Signalampel 9, die den Status des Glühprozesses des Profils 10 anzeigt, sowie mit einem Bedienfeld 13 und einer manuellen Steuerung 14 ausgestattet. Die manuelle Steuerung 14 dient zum manuellen Steuern der Bewegung des Schlittens 2 auf dem Gleiskörper 1 und kann eventuell auch andere Elemente steuern. Sie wird in vielen Situationen benötigt: beim Einstellen, bei der Wartung oder in Notfällen. Ihre Hauptfunktionen sind: manuelle Steuerung der Bewegung des Schlittens 2 auf dem Gleiskörper 1 (vorwärts, rückwärts), Nothalt des Schlittens 1, manuelle Einstellung der Position des Schlittens 2 zur Wartung (vorwärts, rückwärts). Die Signalampel 9 hingegen ist ein Standardgerät zur Anzeige des Prozessstatus. Ihre grundlegenden Signale sind: Prozess anhalten (rot), Prozess starten (grün), Störung/Fehler (orange) und/oder ein akustisches Signal, wenn der Vorgang abgeschlossen ist. Das Bedienfeld 13 dient dagegen zur Einstellung der Parameter des Induktionsheizsystems 6, insbesondere zur: Einstellung der Erwärmungstemperatur des Profils 10, Steuerung des Glühverfahrens des Profils 10, Ablesen der Temperaturen vom Temperaturmesssystem 11 und ihre Darstellung in Zeitdiagrammen, Ablesen der Historie und der Statistik dieser Parameter und auch die Möglichkeit, individuelle Rezepte (Einstellwerte) für ein bestimmtes Profil 10 einzustellen.The device for annealing metal profiles by means of electromagnetic induction for painting applications comprises a track body 1, a carriage 2 moving on the track body 1 and driven by an electric motor 3 with a V-belt 4, and a platform 5 equipped with an induction heating system 6 which is terminated by an electromagnetic induction coil 7 located above the track body 1 directly above the carriage 2. The carriage 2 is advantageously provided with four mobile supports 8 which are advantageously pneumatically, hydraulically or linearly (electrically) controlled servomotors. The supports 8 serve to place the metal profile 10 intended for annealing thereon. The platform also has a system for measuring the temperature 11 of the metal profile 10 to be annealed and a control panel 12 that can be placed on or next to the platform 5. The used induction heating system 6, which is terminated with an electromagnetic induction coil 7, causes induction of heat in the steel profiles 10 with a profile thickness of 1-50 mm and its subsequent migration through the surface of the profile 10. The current values are displayed on the control panel 12 the process variables and the data of the temperature measuring system 11 are displayed. When the profile 10 passes through the electromagnetic induction coil 7, the following supports 8 on the induction coil 7 slide back into their lower position in order to avoid a collision with the induction coil 7. The profile 10 is then held by the remaining supports 8. The heat induction process in the profile 10 is monitored in real time by the temperature measurement system 11. Advantageously, the platform 5 is equipped with a traffic light 9 indicating the status of the annealing process of the profile 10, as well as with a control panel 13 and a manual control 14. The manual control 14 is used to manually control the movement of the carriage 2 on the track body 1 and may also control other elements. It is needed in many situations: when setting up, during maintenance or in emergencies. Their main functions are: manual control of carriage 2 movement on track 1 (forward, backward), emergency stop of carriage 1, manual adjustment of carriage 2 position for maintenance (forward, backward). The traffic light 9, on the other hand, is a standard device for displaying the process status. Their basic signals are: stop process (red), start process (green), malfunction/error (orange) and/or an audible signal when the process is complete. The control panel 13, on the other hand, is used to set the parameters of the induction heating system 6, in particular to: set the heating temperature of the profile 10, control the annealing process of the profile 10, read the temperatures from the temperature measuring system 11 and display them in time charts, read the history and statistics of these parameters and also the possibility of setting individual recipes (setting values) for a specific profile 10.

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Claims (7)

Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen mittels elektromagnetischer Induktion für Lackieranwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Elemente aufweist: einen Gleiskörper (1), einen Schlitten (2), der sich auf dem Gleiskörper (1) bewegt und von einem Elektromotor (3) mit einem Keilriemen (4) angetrieben wird, sowie eine, neben dem Gleiskörper (1) angeordnete Plattform (5), auf der sich ein Induktionsheizsystem (6) befindet, das eine elektromagnetische Induktionsspule (7) hat, die sich über dem Gleiskörper (1) direkt über dem Schlitten (2) befindet.Device for annealing metal profiles by means of electromagnetic induction for painting applications, characterized in that it comprises the following elements: a track (1), a carriage (2) which moves on the track (1) and is powered by an electric motor (3) with a V-belt (4) is driven, as well as a platform (5) arranged next to the track body (1) on which there is an induction heating system (6) which has an electromagnetic induction coil (7) which is directly above the track body (1). located above the carriage (2). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (2) mit beweglichen Stützen (8) versehen ist.Device for annealing metal profiles claim 1 , characterized in that the carriage (2) is provided with movable supports (8). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein auf der Plattform (5) angeordnetes System zur Messung der Temperatur (11) des erwärmten temperierten Profils (10) hat.Device for annealing metal profiles claim 1 or 2 , characterized in that it has a system for measuring the temperature (11) of the heated tempered profile (10) placed on the platform (5). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bedienpult (12) hat, das sich auf oder in der Nähe der Plattform (5) befindet.Device for annealing metal profiles claim 1 or 2 or 3 , characterized in that it has a control panel (12) located on or near the platform (5). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Signalampel (9) ausgestattet ist.Device for annealing metal profiles according to one of the preceding claims , characterized in that it is equipped with a traffic light (9). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Bedienfeld (13) ausgestattet ist.Device for annealing metal profiles according to one of the preceding claims , characterized in that it is equipped with a control panel (13). Vorrichtung zum Glühen von Metallprofilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer manuellen Steuerung (14) ausgestattet ist.Device for annealing metal profiles according to any one of the preceding claims , characterized in that it is equipped with a manual control (14).
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