Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes

Abstract

 In der Vorrichtung zum Beschichten von Schweissnähten (24) an Dosenrümpfen (4) ist zwischen der Absaugung (7) und den über den Sprühkopf (6) geführten Dosenrümpfen (4) ein elektrischer Leiter angeordnet, der entgegengesetzt zu den Pulverpartikeln geladen ist. Dieser verhindert, dass die Pulverpartikel, welche zwischen zwei sich folgenden Dosenrümpfen (4) hindurchtreten, sich auf den Riemen (29) absetzen können.
Bei der Vorrichtung zum Beschichten der inneren Schweissnaht (24) an Dosenrümpfen (4) ist die ausserhalb des Sprühkopfes (6) und der Dosenrümpfe (4) angeordnete Absaugung (7) mit einem rohrförmigen Mündungsteil (17), dessen Achse (A) in der Achse des aus der Pulverleitung (13) austretenden Pulverstromes (16) liegt.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Beschichten der Schweissnaht von Dosenrümpfen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 8. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Beschichten der Schweissnaht von Dosenrümpfen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 11.

[0002] Vorrichtungen zum Absaugen von Pulverpartikeln, die zwischen zwei sich in einem Abstand folgenden Dosenrümpfen vom Sprühraum einer Pulverauftragsvorrichtung nach aussen austreten oder die bei Abwesenheit eines Dosenrumpfes über dem Sprühkopf ungehindert in die Umgebung austreten, sind bekannt.

[0003] Die bekannten Vorrichtungen zum Absaugen von Pulverpartikeln ausserhalb des Sprühkopfes bzw. ausserhalb der zu beschichtenden Dosenrümpfe bestehen aus einer trichterförmigen, mindestens die gesamte Querschnittsfläche der Sprühöffnung am Sprühkopf überdeckenden Haube. Eine solche ist auch notwendig, um während der Beschichtung der Dosenrümpfe die infolge des im Sprühraum, d.h. im Innern des Dosenrumpfes herrschenden Ueberdruckes einlaufseitig und auslaufseitig des sich über der Sprühöffnung befindlichen Dosenrumpfes nach aussen entweichende Pulverluftwolke absaugen zu können.

[0004] Um eine einwandfreie Absaugung zu ermöglichen, schlägt die EP-Al-54757 eine Absaughaube vor, die sich über die Länge von mehreren Dosenrümpfen erstreckt.

[0005] Das Absaugen der Pulverpartikel auch an den Enden der Dosenrümpfe ist bei allen Pulverauftragsvorrichtungen mit Ueberdruck im Sprühraum zwingend notwendig, um Ablagerungen von Pulver ausserhalb des zu beschichtenden Nahtbereiches und auf der Maschine zu vermeiden.

[0006] Die Massnahmen müssen auch bei einer Vorrichtung gemäss der US-A-3,526,027 getroffen werden, bei der das Pulverluftgemisch seitlich in den Sprühkopf eingebracht und durch zusätzliche Luft gegen die Schweissnaht eines über dem Sprühkopf befindlichen Dosenrumpfes geblasen wird. Die im ^× US-Patent 3,526,027 schematisch als Rohr ausgebildete Absaugeinrichtung muss sich in Wirklichkeit mindestens über die gesamte Länge des Dosenrumpfes erstrecken, wenn die an den beiden Enden derselben infolge Ueberdrucks hinausgeblasenen Pulverpartikel abgesaugt werden sollen.

[0007] In einer Anlage nach einem aus der jüngeren EP-A1-120810 bekannt gewordenen Verfahren, bei dem im Sprühraum ein gegenüber der Umgebung niedrigerer Druck herrscht, indem auf das Einblasen von zusätzlicher Unterstützungsluft verzichtet und zudem im Sprühraum Luft abgesaugt wird, bewirkt eine trichterförmige, die gesamte Sprühöffnung überdeckende Absaughaube einen erhöhten Bedarf an Saugluft, um im Innern des Sprühraumes den gewünschten Unterdruck aufrechterhalten zu können.

[0008] Der Nachteil aller, mit einer die gesamte Sprühöffnung überdeckenden Absaugung versehenen Anlagen besteht nicht nur darin, dass sich die durch die Zwischenräume der sich folgenden Dosenrümpfe abgesaugten Pulverpartikel trotzdem auf der Aussenseite der Dosen absetzen können, weil die Saugkraft ungenügend ist, sondern auch in einem enormen Bedarf an teurer Saugluft.

[0009] Einzelne Pulverpartikel können sich auch auf den seitlich angeordneten Riemen der Transportvorrichtung absetzen, da diese eine zur elektrischen Ladung der Pulverpartikel entgegengesetzte Ladung aufweisen. Dies kommt daher, dass die Riemen in Kontakt mit den Dosenrümpfen stehen, welche eine entgegengesetzte Ladung zu den Pulverpartikeln aufweisen müssen. Die sich auf den Riemen absetzenden Pulverpartikel führen mit der Zeit zur Verunreinigung der Riemenantrieben, und es können auch Pulverpartikel auf die Aussenseite der Dosenkörper gelangen.

[0010] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile.

[0011] Der vorliegenden Erfindung lagen insbesondere auch die Aufgaben zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen das Absetzen von aufgeladenen Pulverpartikeln auf den Transportriemen und der Aussenseite der Dosenrümpfe verhindert werden kann.

[0012] Nach der Erfindung werden diese Aufgaben gemäss den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1, 8 und 11 gelöst.

[0013] In überraschender Weise kann mit der neuartigen Absaugvorrichtung eine äussert gleichmässige Schichtstärke der streifenförmigen Lackschicht entlang der gesamten Schweissnaht erzeugt werden, da die Verteilung des Pulvers nicht mehr durch den Luftstrom aus dem Innern der Dose zur Absaugung gestört werden kann. Es wird auch eine Ablagerung von Pulverteilchen auf der heissen Aussenseite der Schweissnaht vermieden, weil die Absaugung nur gerade bei den Zwischenräumen stattfindet und die abgesaugten Pulverpartikel sofort und mit hoher Saugkraft aus dem Bereich der Dose entfernt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sowohl die zur Erzeugung des Unterdruckes im Sprühraum notwendige Saugluftmenge als auch die Saugluftmenge an der Aussenabsaugung trotz höherer Effizienz wesentlich geringer gehalten werden kann als bei den bekannten Anlagen. Durch das Anbringen einer zur elektrische Ladung der Pulverpartikel entgegengesetzten Ladung zwischen dem Sprühraum und der Absaugöffnung können die Pulverpartikel zusätzlich daran gehindert werden, sich auf den Riemen abzusetzen. Erreicht wird dies dadurch, dass sich die das Pulver anziehende, umgekehrt geladene Zone näher am Pulverstrahl befindet als die ebenfalls entgegengesetzt zu den Pulverpartikeln geladenen Riemen der Transportvorrichtung.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0015] Die Mittel zum Verschieben der Absaugvorrichtung über der Sprühöffnung in Transportrichtung der Dosenrümpfe ermöglichen eine genaue Ausrichtung der Absaugöffnung über dem Pulverstrahl, dessen Winkel zur Schweissnaht je nach der Transportgeschwindigkeit der Dosenrümpfe variieren kann.

[0016] Die schwenkbare Saugöffnung ermöglicht einen umlenkungsfreien Eintritt des Pulverstrahles in die Absaugleitung, so dass mit einem geringen Vakuum an der Mündung gearbeitet werden kann.

[0017] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Pulverauftragsvorrichtung an einer Schweissmaschine,

Figur 2 einen Querschnitt durch den Sprühkopf einer Pulverauftragsvorrichtung und

Figur 3 einen Querschnitt entlang Linie III-III in Figur 1 und

Figur 4 einen Querschnitt durch einen Sprühkopf mit einem zweiteiligen elektrischen Leiter.

[0018] 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.

[0019] 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, die Spitze der die Hochspannung in den Sprühkopf 6 führenden Leitung (Elektrode) ist mit der Bezugsnummer 25 bezeichnet. In den Figuren 2 und 3 ist die Aussenabsaugung in grösserem Massstab dargestellt und wird im folgenden im Detail beschrieben.

[0020] Im Scheitel des im vorliegenden Beispiel kreisrunden Sprühkopfes 6 ist ein schlitzförmiger Sprühraum 11 mit einer im wesentlichen rechteckigen Sprühöffnung 12 angeordnet. Von unten münden gegenüber der Sprühöffnung 12 eine Pulverspeiseleitung 13 und eine oder zwei Saugleitungen 14 in den Boden des Sprühraumes 11.

[0021] Auf der Mündung der Pulverleitung 13 ist ein Schieber oder eine verstellbare Blende 15 zum Verstellen des Mündungsquerschnittes und des Winkels α des Pulverstrahles 16 zur Horizontalen aufgesetzt. Anstelle einer verstellbaren Blende 15 kann auch eine fest angeordnete Blende 15 oder ein anderes geeignetes Element zum teilweisen Abdecken oder Verändern der Mündung der Pulverleitung 13 vorgesehen werden.

[0022] In der Achse A, der Flugbahn des Pulverstromes 16 befindet sich der Mündungsteil 17 einer an eine Saugquelle in der Aufbereitungsanlage 8 angeschlossenen Leitung 18. Der Mündungsteil 17 kann fest im Gehäuse 19 der Absaugung 7 angeordnet oder - wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt - um eine horizontale Achse schwenkbar sein. Zu diesem Zweck ist im Mündungsteil 17 eine Bohrung 20 in einem in einer zylindriischen Ausnehmung 21 eingelegten Zylinder ausgebildet. Der die Ausnehmung 21 aufweisende Verstellblock 23 ist im Gehäuse 19 in Transportrichtung B der Dosenrümpfe 4 verschiebbar. Der Verschiebeweg beträgt einige Millimeter, denn der Winkel des Pulverstrahles 16 muss in der Praxis jeweils nur geringfügig verstellt werden können.

[0023] Die Verdrehung des Mündungsteiles 17 kann von Hand, beispielsweise mit einem Schraubenzieher durch eine Ausnehmung 22 im Gehäuse 19 erfolgen; es besteht auch die Möglichkeit, die Längsverschiebebewegung des Verstellblockes 23 mechanisch synchron mit dem Mündungsteil 17 bzw. dem Gehäuse 19 zu koppeln, damit bei einer Verschiebung jeweils gleichzeitig die Lage der Bohrung 20 an die neue Geometrie angepasst wird.

[0024] Ein Absaugen von Pulverpartikeln findet nur gerade dann statt, wenn der Pulverstrahl 16 durch einen Zwischenraum zwischen zwei sich im Abstand folgenden Dosenrümpfe 4 durchtreten kann oder wenn keine Dosenrümpfe 4 vorhanden sind. Wenn hingegen der Pulverstrahl 16 innen auf die im Scheitel des Dosenrumpfes 4 liegende Schweissnaht 24 auftrifft, d.h. die Bohrung 20 vom Dosenrumpf 4 abgedeckt ist, beeinflusst das Vakuum an der Mündung der Bohrung 20 die Pulverapplikation im Doseninnern nicht. Es besteht auch die Möglichkeit, die Absaugung jeweils nur bei Abwesenheit eines Dosenrumpfes 4 vor der Mündung einzuschalten, so dass mit einer sehr geringen Saugluftmenge gearbeitet werden kann. Im Verstellblock 23 kann neben der Bohrung 20 eine als Saugöffnung dienende weitere Saugleitung 26 angebracht sein, die genau über der Spitze 25 der Hochspannungsleitung zu liegen kommt. Der von der Saugleitung 26 erzeugte Sog über der Spitze 25 - jeweils dann, wenn die Spitze 25 nicht von einem Dosenrumpf 4 überdeckt ist - bewirkt, dass sich an der Spitze 25 keine Pulverpartikel ablagern können.

[0025] Die Saugleitung 26 kann auch im Gehäuse 19 angeordnet sein, sofern der Verstellblock 23 sich nur über die Pulverleitung 13 erstreckt. Die beiden Absaugungen können einzeln mit einer Vakuumquelle verbunden sein oder - wie in Figur 2 dargestellt - gemeinsam an die Saugleitung 18 angeschlossen sein.

[0026] In der dargestellten Vorrichtung werden die Pulverpartikel positiv, die Dosenrümpfe 4 negativ geladen. Selbstverständlichkönnen die Ladungen auch umgekehrt vorgenommen werden.

[0027] Die Dosenrümpfe 4 werden von stabförmigen, längs der Transportstrecke angebrachten Magneten 27 an Riemen 29 herangezogen, deren unteres Trum auf den Magneten 27 aufliegt, über die Sprühöffnung 12 transportiert.

[0028] Die positive Aufladung der Pulverpartikel erfolgt im Sprühraum 11, die negative Ladung erhalten die Dosenrümpfe 4 durch pinselartig ausgebildete Schleifkontakte 31 (Figur 1). Durch den innigen Kontakt der negativ aufgeladenen Dosenrümpfe 4 mit den Riemen 29 werden auch diese negativ aufgeladen.

[0029] Ueber der Sprühöffnung 12 ist ein im wesentlicher parallel zur Transportrichtung der Dosenrümpfe 4 bzw. parallel zu den Riemen 29 verlaufender elektrischer Leiter, z.B. ein Draht 31 angeordnet, der, wie die Dosenrümpfe 4, eine negative Ladung erhält und folglich eine Zone mit negativer Ladung bildet.

[0030] Der Draht 31 kann auf der Unterseite der Aussenabsaugung 7 aufliegend oder in geringem Abstand dazu vorgesehen werden; er kann auch in eine Nut 33 eingelegt sein (Figur 3).

[0031] Der Abstand des Drahtes 31 von der Austrittsöffnung 35 des Pulvers in den Sprühraum 11 ist geringer als der Abstand der Riemen 29 von der Austrittsöffnung 35. Durch die starke, der Ladung des Pulvers entgegengesetzte Ladung des Drahtes 31, die Lage des Drahtes 31 im Pulverstrahl 16 und dessen geringere Distanz von der Austrittsöffnung 35 wird bewirkt, dass bei Abwesenheit eines Dosenrumpfes 4 die Pulverpartikel zum Draht 31 hingezogen und, da dieser vor der Bohrung 20 der Absaugung 7 liegt, vollständig abgesaugt werden. Die Riemen 29 bleiben sauber. In der Ausgestaltung der Erfindung nach Figur 4 besteht der elektrische Leiter aus einem oder mehreren Drähten 41, die in einer Spitze 43 im Bereich der Bohrung 20 enden und "verirrte" Pulverpartikel anziehen. Vom Luftstrom in die Bohrung 20 werden die von den Spitzen 43 angezogenen Pulverpartikel sofort abgesaugt.

[0032] Wenn zwischen dem Draht 31 bzw. den Spitzen 43 der Drähte 41 und dem Sprühraum 11 ein Dosenrumpf 4 hindurchgeführt wird, dann hat der Draht 31 bzw. 41 bzw. dessen Ladung keine Auswirkung auf die Pulverapplikation im Doseninnern.

[0033] Selbstverständlich kann die Zone mit der zu den Pulverpartikeln entgegengesetzten Ladung auch in Beschichtungsanlagen mit einer trichterförmigen, sich über mehr als die Länge eines Dosenrumpfes erstreckende herkömmliche Absaugung erzeugt bzw. verwendet werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes, bestehend aus einem im Innern des Dosenrumpfes angeordneten Sprühkopf mit einem Sprühraum und einer Sprühöffnung, einer in den Sprühraum einmündenden Pulverleitung, eine Spitze einer an eine Hochspannungsquelle angeschlossenen stromführenden Leitung (Elektrode) sowie einer gegenüber dem Sprühkopf ausserhalb über der Sprühöffnung angeordneten Absaugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet dass die Absaugvorrichtung (7) einen rohrförmig ausgebildeten Mündungsteil (17) aufweist, der direkt gegenüber der Mündung der Pulverleitung (13) in den Sprühraum (11) und im wesentlichen in der Achse (A) des aus der Pulverleitung (13) austretenden Pulverstrahles (16) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsteil (17) längs der Sprühöffnung (12) verschiebbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Mündungsteil (17) der Absaugvorrichtung (7) um eine horizontale Achse schwenkbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsteil (17) in einem Verstellblock (23) eingesetzt ist, der in einem feststehenden Gehäuse (19) verschiebbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Mündungsteil (17) mechanisch synchron mit dem Gehäuse (19) der Absaugvorrichtung (7) verbunden und beim Verschieben des Gehäuses (19) schwenkbar oder mit einem Werkzeug von aussen schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über der Spitze (25) der Hochspannungsleitung ausserhalb des Sprühkopfes (6) die Mündung einer weiteren Saugleitung (26) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleitung (26) im Verstellblock (23) oder fest im Gehäuse (19) angeordnet ist.

8. Verfahren zum Beschichten der Schweissnaht von Dosenrümpfen mit einem elektrostatisch aufladbaren Pulver, bei dem das Pulver im Sprühraum eines Sprühkopfes aufgeladen und gegen die am Sprühraum vorbeigeführte Schweissnaht gefördert wird, und bei dem ausserhalb des Sprühkopfes und der Dosenrümpfe von einer Absaugung das zwischen den sich in einem Abstand folgenden Dosenrümpfen austretende Pulver abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Absaugung (7) und dem Sprühraum (11) über der Schweissnaht (24) eine Zone mit einer zur elektrischen Ladung der Pulverpartikel entgegengesetzten elektrischen Ladung aufgebaut wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone sich teilweise innerhalb der Absaugung (7) befindet.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone durch einen Draht (31, 41) bwz. eine Spitze (43) gebildet wird, der bzw. die eine zum Pulver entgegengesetzte Ladung aufweist.

11. Vorrichtung zum Beschichten der Schweissnaht von Dosenrümpfen mit einem elektrostatisch aufladbaren Pulver, mit einem einen Sprühraum aufweisenden Sprühkopf und einer im Sprühraum angeordneten und mit einer Hochspannungsquelle verbundenen Elektrode, einer Absaugvorrichtung mit einer Absaugöffnung gegenüber dem Sprühraumes ausserhalb des Sprühkopfes sowie einer Transportvorrichtung zum Transport der Dosenrümpfe entlang dem Sprühkopf, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sprühraum (15) und der Absaugung (7) ein elektrischer Leiter angeordnet ist, der eine zur Ladung der Pulverpartikel entgegengesetzte elektrische Ladung aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Leiter ein Draht (31) eingesetzt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (31) parallel zur Transportvorrichtung bzw. den Riemen (29) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (31) innerhalb der Absaugvorrichtung (7) verläuft.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (31) eine negative und das Pulver eine positive Ladung, oder dass der Draht (31) eine positive und das Pulver eine negative Ladung aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Leiter mindestens ein Draht (41) eingesetzt ist, dessen Spitze (43) im oder unmittelbar seitlich des Pulverstrahles (16) endet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (43) gegen die Sprühöffnung (12) gerichtet ist.

Zeichnung