EP0120810A1 - Verfahren zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen und eine Vorrichtung zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen. - Google Patents
Verfahren zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen und eine Vorrichtung zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen. Download PDFInfo
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- EP0120810A1 EP0120810A1 EP84810124A EP84810124A EP0120810A1 EP 0120810 A1 EP0120810 A1 EP 0120810A1 EP 84810124 A EP84810124 A EP 84810124A EP 84810124 A EP84810124 A EP 84810124A EP 0120810 A1 EP0120810 A1 EP 0120810A1
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- B05B5/12—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects specially adapted for coating the interior of hollow bodies
Definitions
- the invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages of the known methods and devices.
- the invention aims to save material and energy.
- a feed line 14 opens essentially parallel to the weld seam 12 into a slot-shaped recess or spray chamber 15 in the spray head 6.
- a straight line continuation of the line 14 on the opposite wall 16 of the recess 15 is the opening 17 of a line 18, which is connected to a vacuum generator in the processing system 8.
- the opening 17 is preferably funnel-shaped.
- a needle-shaped electrode 19 projects into the lower region of the recess 15. This electrode is connected to a controllable high-voltage source 10 (not shown in FIG. 2).
- a sliding contact 20 is in contact with the can body 4, which is just being guided past the spray head 6, and applies a voltage in the opposite direction to the electrode 19 on the can body 4.
- the spray nozzle 27 can be connected directly to the feed line 14, the connection preferably being made in an arcuate section 29 of the line 14.
- a further line 30, which opens into the arcuate section 29, is provided, which can deflect the particles 21 through the line 14 to the recess 15 with the absence of a can 4 using a fine air jet.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen mit einem von einem Trägergas in einem gegen die Schweissnaht offenen Sprühraum eines Sprühkopfes geförderten Pulver, eine Vorrichtung zum Auftragen einer streifenförmigen Pulverschicht auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen mit einem zur Schweissnaht hin offenen Sprühraum, einer in den Sprühraum mündenden Pulverspeiseleitung und einer Elektrode zum Aufladen der Pulverpartikel sowie einen Dosenrumpf. Verfahren und Vorrichtungen der genannten Art sind allgemein bekannt.
- In der Schweizer Patentschrift Nr. 603249 ist eine Pulverbeschichtungsvorrichtung beschrieben. Ein Strom eines Pulver/Luftgemisches wird in einen gegen die Schweissnaht hin offenen Raum eingebracht und in diesem von quer zur Strömungsrichtung liegenden Einsätzen abgebremst, verteilt und zur Austrittsöffnung umgelenkt. Mit einem Zusatzluftstrom müssen die Pulverpartikel, die sich zwangsläufig an den Umlenkblechen anhäufen, aus dem Sprühraum entfernt und zur Schweissnaht geblasen werden. Die Vorrichtung weist in strömungstechnischer Hinsicht sehr viele Unzulänglichkeiten auf, wodurch sich ein hoher Verbrauch an Transport- und Saugluft sowie an wiederaufzubereitendem Pulver ergibt. Bei Ausbleiben einer Dose muss die gesamte Pulverwolke durch eine über der Vorrichtung liegende Absaughaube abgesaugt werden.
- "Aus den im Europäischen Recherchenbericht genannten US-Patentschriften 4,212,266 und 4,205,621 ist eine Pulverauftragsvorrichtung bekannt, bei der mittels eines parallel zur Pulverspeiseleitung eingeführten Luftstromes das Pulver aus der Vorrichtung nach oben an die Schweissnaht geblasen wird. Zum Wegtransport der durch den Ueberdruck in der Vorrichtung nach aussen gedrängten, jedoch nicht an der Schweissnaht haftenden Partikel, ist im hinteren Teil (downstream) der Vorrichtung ein Kollektor angebracht. Der Kollektor (catcher) ist über einen Schlitz unterhalb der der Speise- und der Luftleitung gegenüberliegenden Wand mit der Vorrichtung verbunden".
- Aus der amerikanischen Patentschrift 4,215,648 ist eine weitere Pulverauftragsvorrichtung bekannt, bei welcher das Pulver von Trägergas durch Zentrifugalabtrennung abgeschieden und in dichtem Strom in spitzem Winkel auf die zu beschichtende Stelle gerichtet wird. Mit einem Luftpolster, z.B durch porös ausgebildete Wände des Sprühraumes, wird der Pulverstrom gegen die Schweissnaht geblasen. Wie bei der erstgenannten Schrift muss die gesamte Pulvermenge, die nicht an der Schweissnaht haftet, zwischen den sich folgenden Dosen hindurch von der aussenliegenden Absaugung abgesaugt werden. Im weiteren drängen die Pulverteilchen infolge des sich aufbauenden Ueberdruckes innerhalb des Dosenrumpfes nach allen Bereichen, die mit der Umgebung in Verbindung stehen und lagern sich an Orten ab, die nicht beschichtet werden sollten, z.B. auf der Aussenseite der Dosenrümpfe. Nebst einem grossen Pulver- und Energiebedarf für Druck- und Saugluft können auch keine schmalen, längs der Schweissnaht eine konstante Dicke aufweisende Abdeckungen erzeugt werden, da keine Möglichkeiten zur Dosierung der aufzutragenden Pulvermenge vorliegen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu beseitigen. Insbesondere soll mit der Erfindung eine Einsparung an Material und Energie erreicht werden.
- Diese Aufgaben werden nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass im Sprühraum (15) ein gegenüber der Umgebung niedrigerer Druck (Unterdruck) erzeugt wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in den Sprühraum (15) gegenüber der Speiseleitung (14) mindestens eine mit einer Saugquelle verbundene Absaugleitung (18) einmündet. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
- Das Vorliegen eines gegenüber der Umgebung geringeren Druckes im Sprühraum und die kontinuierliche Absaugung des zugeführten Pulvers innerhalb des Sprühraumes verhindern das Austreten von Pulverpartikeln in die Umgebung und zwar sowohl während des Beschichtungsvorganges als auch bei Absenz einer oder mehrerer Dosen im Applikationsbereich.
- Der Verzicht auf Leit-, Verteil- noch Umlenkmittel, die Ursache für Pulverablagerungen sind, ermöglicht eine Vorrichtung ohne Mittel (Luftpolster) zur Beseitigung derselben. Bei Produktionsunterbrüchen kann durch Ausschalten der Spannung an den Elektroden der Austritt von Pulver aus dem Sprühkopf augenblicklich unterbrochen werden, ohne dass der Pulverfluss ebenfalls unterbrochen werden muss. Das durch den Sprühkopf zirkulierende Pulver kann von der Aufbereitungsanlage ungereinigt wieder dem Sprühkopf zugeführt werden, da überhaupt keine Verschmutzungsmöglichkeit besteht. Für die wenigen, durch die zwischen den Abständen der sich folgenden Dosen hindurchtretenden, von der Aussenabsaugung übernommenen Pulverpartikel, genügt selbstverständlich eine kleine Wiederaufbereitungsanlage.
- Wegen der direkten Abhängigkeit der aus dem Pulverstrom an die Schweissnaht ausgeschiedenen Pulvermenge von der Höhe der Spannung an der Elektrode, kann die Auftragsdicke des Pulvers auf der Naht jederzeit von aussen eingestellt-bzw. den Randbedingungen (Luftfeuchtigkeit, Abstand der Naht vom Pulverstrom etc.) angeglichen werden. Infolge des gegenüber der Umgebung geringeren Druckes in der Sprühöffnung kann auf die bisher unumgänglichen Seitenbegrenzungsbürsten längs der Oeffnung verzichtet werden.
- Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1 eine schematische Darstellung einer Pulverauftragsvorrichtung an einer Schweissmaschine zum Schweissen der Längsnaht von Dosenrümpfen,
- Figur 2 einen Längsschnitt (vertikal) durch einen Sprühkopf der Auftragsvorrichtung,
- Figur 3 einen Querschnitt durch einen Sprühkopf längs Linie III-III in Figur 2,
- Figur 4 einen Längsschnitt (vertikal) durch eine weitere Ausführungsform eines Sprühkopfes,
- Figur 5 eine Draufsicht auf den Sprühkopf nach Figur 4 und
- Figur 6 einen Querschnitt längs Linie VI-VI in Figur 5.
- Die Pulveraufbereitung, die Wiederaufbereitung sowie die Aufschmelzung des Pulvers in eine homogene Schicht auf der Naht sind nicht Gegenstand dieser Erfindung und werden daher nur soweit beschrieben, wie dies für das Verständnis der Erfindung notwendig erscheint.
- In Figur 1 sind schematisch eine bekannte Naht-Schweissmaschine 1 mit den Elektrodenrollen 2, 3, einige frischgeschweisste Dosenrümpfe 4, die Pulverauftragsvorrichtung 5 mit dem Sprühkopf 6, der Aussenabsaugung 7 und der kombinierten Aufbereitungs- und Wiederaufbereitungsanlage 8 sowie eine bekannte Heizvorrichtung 9 zum Aufschmelzen des Pulvers auf der Naht dargestellt. Eine elektrische Anlage zur Erzeugung der Hochspannung zum Aufladen des Pulvers ist symbolisch dargestellt und mit der Bezugsnummer 10 bezeichnet. Anstelle einer Schweissmaschine mit Rollenelektroden kann selbstverständlich auch eine Maschine mit einem Energiestrahl-Schweisskopf (z.B. Laser) treten.
- Der Pulver-Sprühkopf 6 ist in Figur 2 in vergrössertem Massstab als Längsschnitt gezeigt. Zudem ist ein über dem Sprühkopf 6 befindlicher Dosenrumpf 4 dargestellt, welcher den Sprühkopf 6 von links nach rechts passiert (Pfeil A). Die obere Schnittfläche 11 durch den Rumpf 4 läuft genau in der Schweissnaht 12 des Rumpfes 4 und liegt über der Sprühöffnung 13.
- Eine Speiseleitung 14 mündet im wesentlichen parallel zur Schweissnaht 12 in eine schlitzförmige Ausnehmung oder Srühraum 15 im Sprühkopf 6 ein. In geradliniger Fortsetzung der Leitung 14 an der gegenüberliegenden Wand 16 der Ausnehmung 15 befindet sich die Oeffnung 17 einer Leitung 18, welche mit einem Vakuumerzeuger in der Aufbereitungsanlage 8 in Verbindung steht. Vorzugsweise ist die Oeffnung 17 trichterförmig ausgebildet. In den unteren Bereich der Ausnehmung 15 ragt eine nadelförmige Elektode 19. Diese ist mit einer regelbaren Hochspannungsquelle 10 (in Figur 2 nicht gezeigt) verbunden. Ein Schleifkontakt 20 steht in Berührung mit dem Dosenrumpf 4, welcher gerade am Sprühkopf 6 vorbeigeführt wird und legt am Dosenrumpf 4 eine entgegengesetzt zur Elektrode 19 gerichtete Spannung an. Es hat sich als günstig erwiesen, den Dosenrumpf 4 am positiven Pol anzuschliessen und die Pulverpartikel 21, welche in einem Trägergas durch die Leitung 14 der Ausnehmung 15 zugeführt werden, durch die Elektrode 19 negativ aufzuladen. Ebenfalls ausserhalb des Sprühkopfes 6 ist ein Fühler 22 angebracht, der die Anwesenheit von Dosenkörpern 4 im Bereich der Ausnehmung 15 überwacht.
- Die in der Speiseleitung 14 vom Trägergas geförderten Pulverpartikel 21 verlassen die Mündung 23 der Leitung 14 in Gestalt eines gebündelten Strahles 24 und fliegen direkt in Richtung auf die Oeffnung 17 an der gegenüberliegenden Wand 16 zu, wo sie durch die Saugwirkung zurück zur Aufbereitungsanlage 8 gelangen. Die Vakuumquelle ist derart ausgelegt, dass mindestens die gesamte Trägergasmenge sowie die darin enthaltenen Pulverpartikel 21, welche durch die Speiseleitung 14 der Ausnehmung 15 zugeführt werden, durch die Leitung 18 wieder abgesaugt werden. Es verlassen folglich weder Partikel 21 die Ausnehmung 15, noch verbleiben solche in dieser zurück. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Leitung 18 grösser als derjenige der Leitung 14.
- Erst wenn durch den Fühler 22 die Anwesenheit eines Dosenrumpfes 4 festgestellt wird, wird die nadelförmige Elektrode 19 (es können auch mehrere sein) mit dem negativen Pol der Hochspannungsquelle 10 verbunden. Die bis anhin die Ausnehmung 15 auf einer im wesentilchen geradlinigen, natürlichen Bahn als gebündelter Strahl 24 durchquerenden Pulverpartikel 21 werden nun statisch aufgeladen. Ein Teil dieser nun eine negative Ladung tragenden Partikel 21 werden von der eine positive Ladung tragenden Dose 4 angezogen und bleiben auf dieser haften. Je nach Grösse der Spannung an der Elektrode 19 werden mehr oder weniger Partikel 21 auf die Dose 4 übertragen.
- Bei Absenz einer Dose 4 oder bei einem Abstand zwischen zwei sich folgenden Dosen 4, der grösser als ein vorgegebener Wert ist, wird über den Fühler 22 die Spannung an der Elektrode 19 unterbrochen. Die kontinuierlich von der Speiseleitung 14 weiter herangeförderten Pulverpartikel 21 werden dann von der Saugleitung 18 gesamthaft zur Aufbereitungsanlage 8 zurückgefördert.
- Zur Erzeugung eines seitlich scharf begrenzten, nur den Bereich der Schweissnaht und der unmittelbar benachbarten Abschnitte abdeckenden Pulverstreifens, weist der Sprühkopf 6 seitliche Leitbleche 25 auf, welche die gegen die Dose 4 fliegenden Partikel 21 auf den Schweissnahtbereich 12 lenken (Figur 3). Vorzugsweise sind die Leitbleche 25 Teil eines auswechselbaren Adapters 26, welcher über der Ausnehmung 15 auf den Sprühkopf 4 aufgesetzt werden kann. Durch die Tatsache, dass in der Ausnehmung 15 ein permanenter Unterdruck vorliegt, neigen die gegen die Dose 4 fliegenden Partikel 21 dazu, sich im zentralen Bereich der Naht 12 abzusetzen; seitliche Dichtleisten, z.B. Bürsten, sind folglich überflüssig.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der in den Figuren 2 und 3 beschriebenen Ausführung weist der Sprühkopf 6 in Figur 4 eine dem Sprühbereich über der Ausnehmung 15 vorgeschaltete Sprühdüse 27 auf. Aus der Sprühdüse 27 kann ein feiner Pulverstrom 28 exakt auf die Schweissnaht 12 gerichtet werden. Das die Sprühdüse 27 verlassende Pulver wird nicht aufgeladen; allenfalls kann in bescheidenem Rahmen durch Reibung der Pulverpartikel 21 in der Leitung 14 eine geringe Aufladung vorhanden sein. Die Haftung der Pulverpartikel 21 an der Schweissnaht 12 wird dadurch erreicht, dass entweder der Sprühkopf 6 direkt im Anschluss an die Schweissstelle angeordnet wird, oder aber dass die Schweissnaht 12 heissgehalten wird, so dass ein Ankleben der Partikel 21 an der Naht 12 erfolgen kann. Die in dieser Weise aufgetragenen Pulverpartikel 21 konzentrieren sich ausschliesslich auf der Naht 12.
- Die Sprühdüse 27 kann direkt an der Speiseleitung 14 angeschlossen sein, wobei vorzugsweise der Anschluss in einem bogenförmigen Abschnitt 29 der Leitung 14 erfolgt. Zum Unterbrechen des Pulverstromes 28 ist eine weitere, in den bogenförmigen Abschnitt 29 einmündende Leitung 30 vorgesehen, die mit einem feinen Luftstrahl die Partikel 21 bei Absenz einer Dose 4 durch die Leitung 14 zur Ausnehmung 15 umlenken kann.
- Die von der Sprühdüse 27 an die Schweissnaht geschleuderten Pulverpartikel 21, welche nicht an der Naht haften bleiben, werden infolge des geringeren Druckes in der Ausnehmung 15 in diese hineingesogen und von der Absaugung durch die Leitung 18 zur Aufbereitungsanlage 8 gefördert. Um eine Ansammlung von allenfalls auf den Grund der Ausnehmung 15 gefallener Partikel 21 zu verhindern, insbesondere wenn durch die Leitung 30 zusätzliche Luft eingeblasen wird, kann eine weitere Absaugöffnung 31 in der Ausnehmung 15 vorgesehen werden.
- Figur 5 zeigt die Ausgestaltung nach Figur 4 von oben. Der Abstand der Leitbleche 25 entspricht im wesentlichen der Breite des auf dem Dosenrumpf 4 zu erzeugenden Pulverstreifens; die Breite der Sprühöffnung 28 entspricht etwa der Breite der Naht; sie kann rund oder als ein parallel zur Scheissnaht 12 liegender Schlitz ausgebildet sein. Die Oeffnung 28 kann entweder unmittelbar an der Schweissnaht 12 münden, oder sie kann am Grund eines zur Oeffnung 13 führenden Schlitzes 33 liegen. An der Schweissnaht 12 nicht haftende Pulverpartikel 21 gelangen durch den Schlitz 33 zum Raum 15 und von dort in die Absaugleitung 18.
- Die Leitbleche 25 und der Schlitz 33 sind vorzugsweise Teil eines Adapters 32, der auf den Sprühkopf 6 aufgesetzt werden kann. Der Sprühkopf 6 kann, versehen mit einem entsprechenden Adapter 32, für unterschiedliche Applikationsarten und -breiten eingesetzt werden. Im Querschnitt nach der Figur 6 verlassen ein Teil der Pulverpartikel 21 die Speiseleitung 14 am Grund des Schlitzes 33. Deutlich ist die seitliche Führung ersichtlich, welche eine Streuung der Partikel 31 neben die Naht 12 verhindert.
- In den beschriebenen Beispielen ist die Förderrichtung der Pulverpartikel 21 gleich wie die Transportrichtung der Dosenrümpfe 4. Selbstverständlich können die Dosenrümpfe 4 auch in entgegengesetzter Richtung am Sprühraum 15 vorbeigeführt werden.
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