CH645041A5

CH645041A5 - Verfahren und vorrichtung zum spruehbeschichten des inneren von eine naht aufweisenden rohrfoermigen koerpern.

Info

Publication number: CH645041A5
Application number: CH251980A
Authority: CH
Inventors: Ernst Sen Lehmann
Original assignee: Gema Ransburg Ag
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1984-09-14
Also published as: DE2914960B1; US4343436A; US4376143A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sprühbeschichten des Inneren von eine Naht aufweisenden rohrförmigen Körpern, insbesondere von Dosenrümpfen, durch Aufsprühen von Beschichtungsmaterial, wobei auf die Naht ein Sprühstrahl gerichtet wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Beschichtungsmaterialzuleitung und einem Auslass zur Erzeugung eines Sprühstrahles zur Beschichtung im wesentlichen nur der Naht, s Beim Beschichten von Gegenständen, die an verschiedenen Stellen unterschiedliches Haftvermögen für das Beschichtungsmaterial haben, und bei Gegenständen, die an verschiedenen Stellen unterschiedlich dick beschichtet werden müssen, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder werden io die unterschiedlichen Stellen getrennt beschichtet, oder es werden alle Stellen mit der grössten erforderlichen Schichtdicke beschichtet. Der eine Weg erfordert mehrere Be-schichtungsvorgänge und einen grossen Aufwand für die Sprüheinrichtung sowie viel Zeit. Der zweite Weg ist ratio-15 neiler, kostet jedoch viel Beschichtungsmaterial. Zur Erzielung niedriger Beschichtungskosten haben sich bisher überdimensionierte Schichtdicken trotz des Mehrverbrauchs an Beschichtungsmaterial als vorteilhafter erwiesen. Da jedoch auch das Beschichtungsmaterial ein beträchtlicher Kosten-20 faktor ist, hat man entsprechend der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 7 636 666 vorgeschlagen, die Dosennähte separat vom übrigen Doseninneren zu beschichten und dabei für die Beschichtung der Dosennähte einen das Beschichtungsmaterial auf eine bestimmte Stelle des zu beschichten-25 den Gegenstandes konzentrierenden Leitkörper zu verwenden. Es werden also bewusst zwei Arbeitsgänge in Kauf genommen, um dadurch Beschichtungsmaterial einzusparen.

Seit es Konservendosen für Getränke und Lebensmittel gibt, werden diese aus sogenanntem Weissblech, d. h. Stahl-30 blech mit einer dünnen Zinnschicht, gefertigt. Im Laufe der Zeit hat man erkannt, dass der direkte Kontakt des Füllgutes mit dem Zinn nachteilig ist. Man hat deshalb begonnen, die Dosen innen mit einem dünnen Lack auszuspritzen. Für Lebensmittel und Getränke werden heute vorwiegend soge-35 nannte dreiteilige Dosen verwendet. Diese bestehen aus einem sogenannten. Rumpf, dem Boden und dem Deckel. Die Dosenrümpfe werden aus Blechplatten hergestellt, die gewalzt und nach dem Walzen an ihren Rändern entweder durch einen Falz oder Spezialschweisszug verbunden wer-40 den. Das Problem ist nun, dass diese Verbindung eine dickere Beschichtung erfordert als der übrige Teil des Rumpfes. Die Gründe dafür sind in der genannten DE-Gbm G 7 636 666 näher beschrieben.

Ferner ist aus der US-PS 3 081 947 eine Vorrichtung zum 45 Sprühbeschichten des Inneren von Dosen mit Flüssigkeit bekannt. Dabei müssen während des Sprühvorganges die Vorrichtung und die Dosenrümpfe zueinander gedreht werden, damit alle Dosenbereiche beschichtet werden. Dies führt zu Anschlussschwierigkeiten bei der Zufuhr des Beschichtungsso materials, die Vorrichtung ist teuer und störanfällig.

In jüngster Zeit sind die Anforderungen an die Beschichtung gestiegen. Den gesteigerten Anforderungen genügt insbesondere die Beschichtung mittels Kunststoffpulver und nachherigem Einschmelzen und Aushärten der Schicht, ss Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für dieses Beschichten mit Pulver.

Selbstverständlich kann auch gemäss der Erfindimg das Beschichtungsmaterial des Hauptstromes und/oder des zusätzlichen Stromes elektrisch aufgeladen werden. Das elek-60 trische Aufladen von Beschichtungsmaterial ist beispielsweise aus der CH-PS 509 106 bekannt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, in kürzerer Zeit und mit weniger Aufwand bezüglich der Vorrichtung und bezüglich der Menge an Beschichtungsmaterial 65 Gegenstände zu beschichten, die an verschiedenen Stellen verschieden stark mit Beschichtungsmaterial besprüht werden müssen, sei es nun, weil sie an einzelnen Stellen bezüglich des Beschichtungsmaterials ein geringeres Haftvermö

gen haben oder weil sie an bestimmten Stellen dicker beschichtet werden müssen.

Diese Aufgabe wird gemäss dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, dass gleichzeitig sowohl der im wesentlichen auf die Naht des rohrförmigen Körpers konzentrierte Sprühstrahl als auch eine im wesentlichen den gesamten Umfang eines Längsabschnittes der Innenwand dieses rohrförmigen Körpers beschichtende Beschichtungsmate-rialwolke erzeugt werden.

Bei einer Vorrichtung mit einer Beschichtungsmaterial-zuleitung und einem Auslass zur Erzeugung eines Sprühstrahles zur Beschichtung im wesentlichen nur der Naht wird die Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein weiterer Auslass zur Erzeugung einer Beschichtungsmate-rialwolke vorgesehen ist.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin,

dass bei unterschiedlich zu behandelnden Bereichen eines Gegenstandes zur gleichen Zeit verschiedene Sprühstrahlen verwendet werden, von denen der eine im wesentlichen in eine bestimmte Richtung gerichtet ist und der andere den ganzen Raum einnimmt. Dies bedeutet, dass unterschiedlich zu behandelnde Bereiche eines Gegenstandes gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang behandelt werden können und jeder Bereich eines solchen Gegenstandes nur mit der minimal erforderlichen Schichtdicke versehen wird. Dies ergibt eine beachtliche Zeitersparnis von ungefähr 50% und eine ebenso beachtliche Einsparung an Beschichtungsmaterial. Dabei sind keine Relativdrehungen erforderlich.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen als Beispiele dargestellt. In diesen zeigen

Fig. 1 einen schematischen, abgebrochenen Axialschnitt einer Sprühvorrichtung für Pulver nach der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt längs der Ebene II/II in Fig. 1,

Fig. 3 einen abgebrochenen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform für Pulver nach der Erfindung und

Fig. 4 einen abgebrochenen Axialschnitt einer nochmals weiteren Ausführungsform nach der Erfindung für Pulver. «Pulver» bedeutet pulverförmiges bis körniges Material. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Innenbeschichten von Dosen mit Kunststoffpulver. Deshalb wird die Erfindung im folgenden in diesem Zusammenhang beschrieben. Entsprechend Fig. 1 werden von einer nicht dargestellten Falz- oder Schweissmaschine Dosenrümpfe 1,2 und 3 aneinandergereiht abtransportiert. Eine Sprühvorrichtung 4 nach der Erfindung hat die Form einer Lanze und enthält alle zur Pulverbeschichtung erforderlichen Teile.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sprühvorrichtung 4 fest an die Falz- oder Schweissmaschine angeflanscht. Eine andere Beschichtungsart ist denkbar, bei der die Dosenrümpfe 1,2 und 3 über eine sogenannte Transfereinrichtung abtransportiert und auf einer Maschine karusse-lartig angeordnet werden, wobei dann die Sprühvorrichtung 4 taktweise in die Dosen eintaucht und diese beschichtet.

Fig. I zeigt einen Zerstäuberkopf 5, der sich besonders gut für die beschriebene Anwendung eignet, da er auf dem ganzen Dosenumfang eine gleichmässige Beschichtung ermöglicht. Der Zerstäuberkopf 5 weist eine sich bei 6 progressiv erweiternde Mündungsöffnung 7 auf. Am stromaufwärti-gen Mündungsende 8 endet ein Förderkanal 9 und ein Gaskanal 10. Die Mündung des Gaskanals 10 hat die Form eines Ringschlitzes und ist stromaufwärts dieses Ringschlitzes schraubenlinienförmig ausgebildet. Dadurch erhält über ihn zugeführtes Gas einen Drall, der das vom Förderkanal 9 in die Mündungsöffnung 7 gelangende Beschichtungspulver durchwirbelt und zerstäubt. Die Form der Zerstäuberwolke 11 kann durch einen Gasmantel beeinflusst werden, der aus einer Ringdüse 12 austritt.

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Das Beschichtungsmaterial gelangt in Richtung des Pfeiles 13 in die Förderleitung 9. In diese ragen nahe des strom-abwärtigen Endes Elektroden 14 zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials. In den Zuleitungen 15 der Elektroden 14 befinden sich elektrische Widerstände 16. Die angelegte Hochspannung ist vorzugsweise eine Gleichspannung von 64 kV und 70 kV.

Eine Zusatzsprühvorrichtung 21 weist ein Rohr 22 auf, das nahe bei dem Zerstäuberkopf 5 mit seinem einen Ende in die Förderleitung 9 hineinragt. Das Einlassende 23 des Rohres 22 ist entgegen der in der Förderleitung 9 herrschenden Strömungsrichtung gerichtet. Dadurch gelangt von der Förderleitung 9 ein Teil des Beschichtungsmaterials durch das Rohr 22 auf einen gegenüber dem anderen Rohrende 24 angeordneten Prallkörper 25. Dadurch wird dieses abgezweigte Beschichtungsmaterial zerstäubt und gelangt in Form eines konzentrierten Sprühstrahles auf eine Naht 26 des Dosenrumpfes 2. Um diesen zusätzlichen Zerstäuberstrahl in konzentrierter bzw. gebündelter Form auf die Naht 26 zu richten, wird er am stromabwärtigen Ende 24 des Rohres 22 von einer Haube 27 umgeben. Dies ist in etwas grösserer Ansicht auch in Fig. 2 gezeigt. Die Haube 27 konzentriert den zusätzlichen Sprühstrahl auf einen bestimmten Bereich des zu beschichtenden Dosenrumpfes.

Die elektrische Aufladung des abgezweigten Beschich-tungsmaterialstromes erfolgt durch eine Elektrode 31, welche die Form eines dünnen, in das Rohr 21 eingelegten Drahtes hat, der über eine Verbindungsleitung 32 elektrisch mit der Elektrodenleitung 15 verbunden ist, die an einer Gleichspannung von beispielsweise 64 kV liegt.

Anstelle einer im Rohr 22 untergebrachten Elektrode 31 könnte auch eine Elektrode 33 vorgesehen sein, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist und in die als Strahlrohr wirkende Haube oder Maske 27 hineinragt.

In den weiteren Zeichnungen sind einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Fig. 3 zeigt eine Sprühvorrichtung 40 mit einem Zerstäuber 41, wie er aus der CH-PS 429 517 bekannt ist. Zur Zerstäubung des über die Förderleitung 9 zugeführten Be-schichtungsmaterial-Hauptstromes dient hier ein Prallkörper 42 mit einer Prallfläche 43, an welcher das ankommende Beschichtungsmaterial abgelenkt und dabei zerstäubt wird. Die Mündung 39 der Förderleitung 9 dieser Ausführungsform von Fig. 3 ist nur leicht nach aussen angeschrägt und hat dadurch nicht die gleiche Wirkung wie die sich progressiv und stetig erweiternde Mündungsöffnung 7 von Fig. 1. Dies ist bei Fig. 3 wegen des Prallkörpers 42 nicht erforderlich.

Das Rohr 22 für den zusätzlichen konzentrierten Zerstäuberstrahl ist in den Sprühvorrichtungen 4 und 40 axial verschieblich untergebracht und kann dadurch mehr oder weniger weit in die Förderleitung 9 hineinbewegt werden. Auf diese Weise ist eine Einstellung der je Zeiteinheit aus der Förderleitung 9 abgezweigten Materialmenge möglich.

Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich im Förderkanal 9 stromaufwärts nahe bei dem Abzweigrohr 22 eine Drallkammer 44. In diese münden quer zur Strömungsrichtung 45 der Förderleitung 9 Gaskanäle bzw. Gasdüsen 46 derart, dass das durch die Förderleitung 9 über die Wirbelkammer 44 strömende Beschichtungsmaterial verwirbelt wird. Zu diesem Zwecke münden die Gaskanäle 46 im wesentlichen in Um-fangsrichtung oder tangential in die Wirbelkammer 44 ein, die im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und koaxial zur Förderleitung 9 angeordnet ist. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, weil das Beschichtungsmaterial in der Förderleitung 9 zu einer schlangenförmigen Konzentration und damit zur Inhomogenität neigt. Durch die Wirbelkammer 44 wird das Beschichtungsmaterial homogen aufgeteilt und in dieser Form der Mündung bzw. dem Auslass 39 der Förderleitung

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9 und auch durch das zusätzliche Rohr 22 hindurchgeleitet. Zum Transport des pulverförmigen Beschichtungsmaterials durch die Förderleitung 9 dient Treibgas.

Die Elektroden 14 sind in Fig. 3, ebenso wie in Fig. 1, in einer Weise angeordnet, wie dies aus der CH-PS 509 106 bekannt ist.

Fig. 4 zeigt eine von Fig. 3 abgewandelte Sprühvorrichtung 50. Ihre Zusatzsprühvorrichtung 51 zur Abgabe eines auf eine bestimmte Stelle konzentrierten Zerstäuberstrahles hat nicht ein gerades Rohr 22, sondern eine gekrümmte Zweigleitung 52. Deren Sprühstrahl ist ebenfalls nach der Seite hin auf den Dosenmantel 2 gerichtet. Diese Zweigleitung 52 ist jedoch durch den Prallkörper 42 hindurchgeführt und ragt axial in die Förderleitung 9 hinein. Im stromauf-wärtigen Anfangsabschnitt 53 der Zweigleitung 52 befindet sich eine austauschbar angeordnete Strömungsdrossel 54. Durch diese kann die Menge des von der Zweigleitung 52

aufgenommenen Beschichtungsmaterials vergrössert oder verkleinert werden.

Dem Fachmann sind weitere Ausführungsformen der Erfindung möglich. Beispielsweise ist es möglich, den zusätzli-5 chen Materialstrom in gleicher Weise zu zerstäuben wie den Hauptstrom. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass der Zerstäuberstrahl eine Richtwirkung hat und dadurch auf einen bestimmten Beschichtungsbereich des betreffenden Gegenstandes begrenzt ist. Dies kann durch die Art der Zer-lo stäubung, durch eine Haube, Maske oder ein Strahlrohr, erreicht werden. Ferner könnte in der Förderleitung 9 eine ähnliche Homogenisierung des Beschichtungsmaterials durch eine Drallkammer erreicht werden, die ohne Querschnittserweiterung lediglich durch einen Abschnitt der För-ls derleitung 9 gebildet ist, in welchen Gaskanäle bzw. Gasdüsen 46 münden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Sprühbeschichten des Inneren von eine Naht aufweisenden rohrförmigen Körpern, insbesondere von Dosenrümpfen, durch Aufsprühen von Beschichtungs-material, wobei auf die Naht ein Sprühstrahl gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig sowohl der im wesentlichen auf die Naht des rohrförmigen Körpers konzentrierte Sprühstrahl als auch eine im wesentlichen den gesamten Umfang eines Längsabschnittes der Innenwand dieses rohrförmigen Körpers beschichtende Beschichtungsmate-rialwolke erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für den konzentrierten Sprühstrahl vom Materialstrom für die Wolke nahe stromaufwärts von der Stelle, an der die Wolke erzeugt wird, abgezweigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstrom kurz vor der Abzweigung des konzentrierten Sprühstrahles durch Verwirbelung homogenisiert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Beschichtungsmateri-alzuleitung und einem Auslass zur Erzeugung eines Sprühstrahles zur Beschichtung im wesentlichen nur der Naht, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Auslass (7, 39) zur Erzeugung der Beschichtungsmaterialwolke vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (22, 52) zum Auslass (24) des Sprühstrahls und die Zuleitung zum Auslass (7, 39) der Wolke von einer gemeinsamen Beschichtungsmaterialzuleitung (9) abzweigen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (22, 52) für den Sprühstrahl ein in die gemeinsame Zuleitung (9) hineinragendes Rohr aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (22, 52) der Sprühstrahlzuleitung verschieden tief in die gemeinsame Zuleitung (9) hineinragend verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (52) für den Sprühstrahl eine Einrichtung (54) zur wahlweisen Einstellung ihres Strömungswiderstandes aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nahe vor der Abzweigung der Zuleitung (22, 52) für den Sprühstrahl Gaskanäle (46) in die gemeinsame Zuleitung (9) von der Seite her derart einmünden, dass über sie einströmende Gas das Beschichtungsmate-rial verwirbelt und homogen verteilt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite der gemeinsamen Zuleitung (9) im Bereich der Gaskanäle (46) in Form einer Wirbelkammer (44) erweitert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (52) für den Sprühstrahl durch einen Prallkörper (42) des Auslasses (39) zur Erzeugung der Wolke hindurchführt.