DE4239680C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von HohlkörpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Beschichten von eine Öffnung aufweisenden Hohlkörpern,
insbesondere von Getränkedosen.
Für die Lackierung derartiger Hohlkörper können das
Tauchverfahren, das Überflutungsverfahren oder ein
Spritzverfahren eingesetzt werden. Jedem dieser Verfahren haften
bestimmte Vor- und Nachteile an. Beim Tauchverfahren finden je
nach Größe der zu beschichtenden Teile und des verlangten
Durchsatzes möglichst große Tauchbecken Verwendung. Sollen
Hohlkörper im Tauchverfahren beschichtet werden, entsteht das
Problem, daß die Hohlkörper beim Eintauchen vollständig und ohne
Luftblasen mit dem Lack gefüllt sein müssen und daher mit der
Öffnung nach oben in das Tauchbad eingeführt werden müssen,
während sie nach der Behandlung, d. h. dem Auftauchen aus dem
Tauchbad wieder entleert, d. h. mit der Öffnung nach unten
gedreht werden müssen. Dies erfordert entsprechend kompliziert
gebaute Transportvorrichtungen für die Hohlkörper. Ein
derartiges Verfahren ist z. B. in der europäischen
Patentanmeldung 0 118 756 beschrieben.
Beim Elektrophoreseflutverfahren wird eine Beschichtung durch
einfaches Überfluten oder Berieseln eines Gegenstandes mit Hilfe
eines Elektrophoreselacks erzielt. Hierbei ist zu beachten, daß
der Geschwindigkeit des überströmenden Lackes enge Grenzen
gesetzt sind, um die Ausbildung des Überzuges nicht zu stören.
Des weiteren läßt sich hiermit nur eine einseitige Beschichtung,
bei Hohlkörpern nur der Außenseite erreichen.
Um auch die Innenseiten von Hohlkörpern zu erreichen, ist des
weiteren gemäß der deutschen Auslegeschrift 26 33 179
vorgeschlagen worden, in die Hohlkörper, die oberhalb eines
Auffangbeckens entlanggeführt werden, ein Düsenrohr einzuführen
und das flüssige elektrophoretische Beschichtungsmaterial durch
das Düsenrohr auf die Innenoberfläche des Hohlkörpers strömen zu
lassen, wobei dieser Hohlkörper um seine Achse gedreht wird. Bei
diesem Verfahren ist ein besonders aufwendiger Mechanismus
erforderlich, da die Hohlkörper in einer entsprechenden
Vorrichtung gehalten und um ihre eigene Achse gedreht und
zusätzlich axial die Düsenrohre in die Hohlkörper eingeführt und
wieder daraus herausbewegt werden müssen. Des weiteren tritt bei
dem Überflutungs- und dem Düsenrohrverfahren, die beide ein
Auffangbecken erfordern, eine erhebliche Schaumbildung auf, der
entweder mit mechanischen Mitteln, die einen erheblichen
Platzbedarf erfordern oder mit chemischen Mitteln, die die
Eigenschaften der Elektrolytflüssigkeit stören, begegnet werden
muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern im Tauchverfahren zu
schaffen, bei denen es nicht notwendig ist, die Hohlkörper beim
Einführen in das Tauchbad oder beim Verlassen desselben zu
wenden und mit denen es möglich ist, die Außen- und
Innenoberflächen der Hohlkörper gleichmäßig und in einem
Arbeitsgang zu beschichten, ohne daß eine nachteilige
Schaumbildung auftritt.
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem Verfahren
der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß
die Hohlkörper mit der Öffnung nach unten in ein Tauchbad mit
einem Lack vollständig eingetaucht, mit den Öffnungen in den
Bereich von im Tauchbad unter der Flüssigkeitsoberfläche
angeordneten Düsen für den Lack gebracht und die in den in das
Tauchbad eingetauchten Hohlkörpern eingeschlossene Luft
wenigstens teilweise durch die aus den Düsen austretenden Lack
verdrängt wird. Durch das vollständige Eintauchen der Hohlkörper
in das Tauchbad wird die Außenoberfläche vollständig benetzt, so
daß die Beschichtung sofort nach dem Eintauchen stattfindet. Um
auch die Innenoberfläche mit dem Lack in einer ununterbrochenen
Schicht zu bedecken, wird der Lack mittels der im Tauchbad unter
der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Düsen in die Hohlkörper
eingespritzt, verdrängt die eingeschlossene Luft wenigstens
teilweise und füllt die Hohlkörper. Dabei wird die
Innenoberfläche vollständig mit einer Lackschicht bedeckt, so
daß sich auch hier eine vollständige, porenfreie Beschichtung
ergibt. Im Hinblick darauf, daß die Düsen mit Bezug auf den
Innenraum der Hohlkörper praktisch an der
Flüssigkeitsgrenzfläche münden, entsteht ein ausreichend
kräftiger Flüssigkeitsstrahl, der bis auf den Bodenbereich der
Innenoberfläche aufsteigt und die eingeschlossene Luft
verdrängt.
Beim Herausnehmen aus dem Tauchbad laufen die Hohlkörper
vollständig leer, da sie mit den Öffnungen weiterhin nach unten
gerichtet sind, überflüssiger Lack tropft ab, wonach die
beschichteten Hohlkörper einer weiteren, üblichen Behandlung,
z. B. Spülen und Trocknen unterzogen werden.
Um das Entleeren zu unterstützen, können im Tauchbad im Anschluß
an die Lackdüsen Luftdüsen angeordnet sein, wobei die Luft
ihrerseits den Lack aus den Hohlkörpern verdrängt.
Will man die in den in das Tauchbad eingetauchten Hohlkörpern
eingeschlossene Luft vollständig verdrängen, ist es vorteilhaft
die Hohlkörper nach dem Eintauchen in das Tauchbad zunächst in
einen Bereich mit einer ersten Düsengruppe und anschließend in
einen Bereich mit einer zweiten Düsengruppe zu führen. Die von
der zweiten Düsengruppe erzeugten Flüssigkeitsstrahlen bewirken
nicht nur ein vollständiges Verdrängen der eingeschlossenen
Luft, sondern auch eine derartige Strömung und Turbulenz in den
Hohlkörpern, daß eine schnelle Beschichtung gewährleistet ist.
Ausgehend von der vorgenannten Aufgabenstellung wird des
weiteren eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art
vorgeschlagen, die ein einen Lack enthaltendes Tauchbad, eine
die Hohlkörper mit der Öffnung nach unten vollständig in das
Tauchbad eintauchende und daraus wieder abführende
Transportvorrichtung und im Tauchbad unter der
Flüssigkeitsoberfläche angeordnete, in die Öffnungen der in das
Tauchbad eingetauchten Hohlkörper gerichtete Düsen für Lack
aufweist.
Die Transportvorrichtung kann aus einem in das Tauchbad
eintauchenden Rad mit Halterungen für die Hohlkörper bestehen,
die Hohlkörper werden außerhalb des Tauchbads an die Halterungen
von Hand oder mittels automatischer Vorrichtungen angeklemmt und
beim Weiterdrehen des Rades mit der Öffnung nach unten in das
Tauchbad eingetaucht. Beim Vorbeiführen der Hohlkörper an den
Düsen werden die Luft aus den Hohlkörpern wenigstens teilweise
verdrängt und die Innenoberflächen der Hohlkörper durch die
Düsen in einer ununterbrochenen Schicht bedeckt. Beim Auftauchen
aus dem Tauchbad laufen die Hohlkörper leer und lassen sich
anschließend von dem Rad abnehmen und einer üblichen
Weiterbehandlung zuführen.
Vorzugsweise kann die Transportvorrichtung wenigstens
bereichsweise aus einem wenigstens an der Unterseite
durchbrochenen, bereichsweise unter die Flüssigkeitsoberfläche
geführten Führungskanal für im losen Verbund angeordneten
Hohlkörpern bestehen. Dieser Führungskanal hält die Hohlkörper
im Verbund beisammen und führt sie bis unter die
Flüssigkeitsoberfläche, wobei die Hohlkörper z. B. mittels einer
außerhalb des Tauchbades angeordneten Schubvorrichtung durch den
Führungskanal geschoben werden können.
Des weiteren ist es möglich, in Bewegungsrichtung der Hohlkörper
vor den bereits erwähnten Düsen weitere in die Öffnungen der in
das Tauchbad eingetauchten Hohlkörper gerichtete Düsen für den
Lack anzuordnen, die im wesentlichen dazu dienen, den größten
Teil der in den Hohlkörpern eingeschlossenen Luft zu verdrängen,
während erst anschließend das vollständige Verdrängen und das
intensive Bewegen des in den Hohlkörpern eingebrachten Lacks
mit Unterstützung weiterer Düsen im am tiefsten in das Tauchbad
eingetauchten Bereich der Transportvorrichtung erfolgt.
Um dieses zu erreichen, kann der Führungskanal wenigstens im am
tiefsten in das Tauchbad eingetauchten Bereich aus einem die
Hohlkörper zwischen ihren Ober- und Unterseiten ergreifenden,
wenigstens im Bereich der Unterseiten der Hohlkörper mit den
Öffnungen durchbrochenen Förderbandpaar bestehen, wobei
wenigstens ein Teil der Düsen im Bereich unterhalb des die
Unterseiten der Hohlkörper ergreifenden Förderbandes angeordnet
sein kann. Hierbei durchdringen die von den Düsen ausgehenden
Lackstrahlen das durchbrochene Förderband und dringen in die
zwischen dem Förderbandpaar ergriffenen Hohlkörper ein und
unterstützen die Beschichtung.
Um das Entleeren der Hohlkörper beim Verlassen des Tauchbades zu
unterstützen, können im Tauchbad unter der
Flüssigkeitsoberfläche in die Öffnungen der in das Tauchbad
eingetauchten Hohlkörper gerichtete Düsen für Gas, vorzugsweise
Luft, im Anschluß an die Düsen für den Lack angeordnet sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Tauchbad zur
Beschichtung von Getränkedosen und
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Führungskanal für
im Tauchbad zu beschichtende Getränkedosen.
Von einer Anlage zum Beschichten ist nur ein mit Lack gefülltes
Tauchbad 1, das sich in einer Wanne 2 befindet, dargestellt. Der
Lack wird in üblicher Weise mittels eines Filters 3 aufbereitet
und mittels eines Kühlers 4 gekühlt.
Vor dem Tauchbad 1 sind üblicherweise nicht dargestellte
Vorrichtungen zum Reinigen, Spülen und ggf. Trocknen der zu
behandelnden Gegenstände angeordnet.
Ebenso sind im Anschluß an das Tauchbad 1 Vorrichtungen zum
Trocknen der beschichteten Behälter angeordnet. Es handelt sich
hierbei um eine bekannte Technik, die im einzelnen nicht
beschrieben werden muß.
Im Tauchbad 1 sollen Hohlkörper innen und außen beschichtet
werden, die im dargestellten Beispiel aus Getränkedosen 8
bestehen. Diese Getränkedosen 8 werden mit ihrer Unterseite 9
nach oben und ihrer Oberseite 10, die den oberen Rand der
Getränkedose 8 bildet und eine Öffnung 11 aufweist, in einem
Führungskanal 12 unter die Flüssigkeitsoberfläche 26 des
Tauchbades 1 geführt.
Der Führungskanal 12 besteht aus einem in das Tauchbad 1 und aus
dem Tauchbad 1 führenden Bereich, der aus parallelen oberen und
unteren Längsstäben 13 sowie Seitenführungsstäben 14 gebildet
ist, die mittels Abstandshalter 15 miteinander verbunden sind
und einen geschlossenen Kanal bilden.
Im in das Tauchbad 1 eingetauchten Bereich besteht der
Führungskanal aus einem Gliederbandpaar 16. Jedes Gliederband 16
ist über ein Umlenkrollenpaar 17, die mit einem Antrieb 18
verbunden sind, endlos geführt. Die seitliche Begrenzung des
Führungskanals in diesem Bereich ist durch Seitenführungsstäbe
19 gegeben. Durch den Führungskanal 12 werden die Getränkedosen
8 im losen Verbund geführt, wobei sie in den in das Tauchbad 1
eintauchenden Führungskanalteil geschoben und anschließend vom
Gliederbandpaar 16 erfaßt werden. Durch die allseitige Führung
der Getränkedosen 8 wird erreicht, daß sie in den Lack des
Tauchbades 1 eintauchen, ohne aufzuschwimmen.
Um den Innenraum der Getränkedosen 8 zu beschichten, wird
zunächst die in den Getränkedosen 8 beim Eintauchen in den Lack
des Tauchbades 1 eingeschlossene Luft mittels Lack verdrängt,
indem Lackstrahlen über Düsen 23, die an einem Verteilergehäuse
24 angeordnet sind, zwischen den Längsstäben 13 und den
Abstandshaltern 15 hindurch gegen die Öffnungen 11 der
Getränkedosen 8 gerichtet werden. Der Lack wird von einer
Umwälzpumpe 25 im Tauchbad 1 angesaugt und unter Druck dem
Verteilergehäuse 24 zugeführt. Die Austrittsöffnungen der Düsen
23 sind so nahe wie irgend möglich im Bereich der Öffnungen 11
der Getränkedosen 8 angeordnet, um den Lack mit möglichst großer
Energie in den Innenraum der Getränkedosen 8 hineinzuführen und
die eingeschlossene Luft wenigstens teilweise zu verdrängen.
Über weitere, an einem Verteilergehäuse 7 angeordnete Düsen 20,
denen Lack mittels einer Umwälzpumpe 22 zugeführt wird, werden
nochmals Lackstrahlen von unten in die Getränkedosen 8 geleitet.
Zu diesem Zweck ist das Verteilergehäuse 7 mit den Düsen 20
unterhalb des unteren an den Getränkedosen 8 anliegenden
Gliederbandes angeordnet, das so viel Durchbrechungen für die
Lackstrahlen aufweist, daß diese im wesentlichen ungehindert
durch das Gliederband 16 hindurchtreten können und bis zum Boden
9 der Getränkedosen 8 gelangen können.
Durch die aus den Düsen 20 und 23 austretenden Lackstrahlen wird
die Luft aus Innenraum der Getränkedosen 8 mehr oder weniger
vollständig verdrängt, wobei möglicherweise verbleibende
Luftblasen die Beschichtung nicht stören, da die Innenoberfläche
der Getränkedosen durch die starke Bewegung des Lacks im
Innenraum der Getränkedosen 8 aufgrund der Strahlwirkung der
Düsen 20 stets in einer ununterbrochenen Schicht bedeckt ist.
Im Anschluß an das Gliederbandpaar 16 gelangen Getränkedosen 8
wieder in einen aus Längsstäben 13, Seitenführungsstäben 14 und
Abstandshaltern 15 gebildeten Führungskanalbereich und werden
aus dem Tauchbad 1 herausgeführt. Beim Austritt aus dem Tauchbad
1 entleeren sich die Getränkedosen 8, überschüssige Lackreste
tropfen in das Bad zurück. Dieses Entleeren wird dadurch
unterstützt, daß Luft mittels Luftdüsen 27 in die Hohlräume der
Getränkedosen 8 geblasen und dadurch der Lack daraus verdrängt
wird. Die Luftdüsen 27 sind an einem mittels einer Luftpumpe 29
mit Druckluft beaufschlagten Verteilergehäuse 28 angeordnet.
Danach werden die Getränkedosen in üblicher Weise
weiterbehandelt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung wird
eine sehr kurze Beschichtungszeit mit vor allem im Innenraum der
Getränkedosen vollständig gleichmäßiger und dichter Beschichtung
erreicht. Die Anlage läßt sich in üblicher Weise als
Tauchlackierverfahren mit nur einem Tauchbecken betreiben.
Gegenüber dem Überflutungs- und Düsenrohrverfahren wird die
Schaumbildung vermieden oder zumindest erheblich vermindert und
die Getränkedosen oder andere Hohlkörper lassen sich im losen
Verbund auf einfache Weise führen, ohne daß sie einzeln
ergriffen werden müßten, wenn der dargestellte Führungskanal 12
verwendet wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen
sich ohne Probleme 2000 bis 3000 Dosen in der Minute
beschichten.
Wird keine so hohe Kapazität zur Beschichtung der
Innenoberfläche von Hohlkörpern gefordert, lassen sich diese
Hohlkörper auch auf einem Rad mit waagerechter Drehachse
anordnen, wobei die Hohlkörper außerhalb des Tauchbades an
Halterungen am Rad angesteckt werden, das Tauchbad durchlaufen
und danach wieder abgenommen werden, um sie in üblicher Weise
weiterzubehandeln.
Entscheidend beim erfindungsgemäßen Verfahren und der
entsprechenden Vorrichtung ist, daß Hohlkörper mit der Öffnung
nach unten in ein Tauchbad eingebracht werden, durch unterhalb
der Lackoberfläche angeordnete, auf die nach unten gerichteten
Öffnungen der Hohlkörper gerichtete Düsen mit Lackstrahlen
beaufschlagt werden, derart, daß die in den Hohlkörpern
enthaltene Luft verdrängt, die Innenoberfläche der Hohlkörper
gleichmäßig in einer ununterbrochenen, bewegten Schicht mit Lack
bedeckt wird und sich dadurch eine gleichmäßige Beschichtung der
Innenoberfläche ergibt.
Claims (9)
1. Verfahren zum Beschichten von Öffnungen aufweisenden
Hohlkörpern, insbesondere von Getränkedosen, bei dem
- - die Hohlkörper mit der Öffnung nach unten in ein Tauchbad mit einem Lack vollständig eingetaucht,
- - mit den Öffnungen in den Bereich von im Tauchbad unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Düsen für den Lack gebracht werden und
- - die in den in das Tauchbad eingetauchten Hohlkörpern eingeschlossene Luft wenigstens teilweise durch die aus den Düsen austretenden Lackstrahlen verdrängt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hohlkörper im Anschluß an den Bereich mit den Lackdüsen mit
den Öffnungen nach unten in den Bereich von im Tauchbad unter
der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Luftdüsen gebracht
und der Lack in den Hohlkörpern durch die aus den Düsen
austretende Luft wenigstens teilweise verdrängt wird.
3. Vorrichtung zum Beschichten von eine Öffnung aufweisenden
Hohlkörpern, insbesondere von Getränkedosen, mit
- - einem einen Lack enthaltenden Tauchbad (1),
- - einer die Hohlkörper (8) mit der Öffnung (11) nach unten vollständig in das Tauchbad eintauchenden und daraus wieder abführenden Transportvorrichtung (12; 16, 17, 18) und
- - im Tauchbad unter der Flüssigkeitsoberfläche (26) angeordneten, in die Öffnungen der in das Tauchbad eingetauchten Hohlkörper gerichteten Düsen (20, 23) für den Lack.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Transportvorrichtung aus einem in das Tauchbad eintauchenden
Rad mit waagerechter Drehachse und mit Halterungen für die
Hohlkörper (8) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Transportvorrichtung wenigstens bereichsweise aus einem
wenigstens an der Unterseite durchbrochenen, bereichsweise
unter die Flüssigkeitsoberfläche (26) geführten Führungskanal
(12) für im losen Verbund angeordnete Hohlkörper (8) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hohlkörper (8) mittels einer außerhalb des Tauchbades (1)
angeordneten Schubvorrichtung durch den Führungskanal (12)
geschoben werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungskanal wenigstens im am tiefsten in das
Tauchbad (1) eingetauchten Bereich aus einem die Hohlkörper
(8) zwischen ihren Ober- und Unterseiten (9, 10)
ergreifenden, wenigstens im Bereich der Unterseiten der
Hohlkörper mit den Öffnungen (11) durchbrochenen
Förderbandpaar (16) besteht und wenigstens ein Teil der Düsen
(20, 23) im Bereich des die Unterseiten der Hohlkörper
ergreifenden Förderbandes angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb des Führungskanals (12) in Bewegungsrichtung der
Hohlkörper (8) vor dem am tiefsten in das Tauchbad (1)
eingetauchten Bereich des Führungskanals weitere in die
Öffnungen (11) der in das Tauchbad (1) eingetauchten
Hohlkörper gerichtete Düsen (23) für den Lack angeordnet
sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß im Tauchbad unter der
Flüssigkeitsoberfläche (26) in die Öffnungen der in das
Tauchbad eingetauchten Hohlkörper gerichtete Düsen für Gas,
insbesondere Luft, im Anschluß an die Düsen für den Lack
angeordnet sind.
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