Verfahren zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes

Abstract

 Im erfindungsgemässen Verfahren werden einzelne Dosenrümpfe (7) über einen Sprühkopf (9) für Pulver geführt und beim Zu­rückführen nach dem Absenken des Sprühkopfes (9) auf die Schweissnaht (5) mit Pulver beschichtet.
Die Vorrichtung (1) weist einen mechanischen, geschwindig­keitskonstanten Antrieb auf, der einen absolut gleichmässigen Pulverauftrag gewährleistet.
Die Vorrichtung (1) bildet zusammen mit einer Pulveraufberei­tungsanlage, die an der Vorrichtung (1) angebaut ist, eine autonome Kompaktbeschichtungsanlage.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zum Auf­tragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosen­rumpfes gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 5.

[0003] Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen auf die Schweissnaht von Dosenrümpfen eine Pulverschicht aufge­tragen werden.

[0004] Die bekannten Vorrichtungen betreffen ausnahmslos Anlagen, die an einer Schweissmaschine befestigt sind und in denen die Dosenrümpfe in kontinuierlicher Folge mit hoher Geschwindig­keit und geringem gegenseitigen Abstand einander folgen. Zum Auftragen einer Pulverschicht auf Dosenrümpfe, die bereits die Schweissmaschine verlassen haben, können die bekannten Vor­richtungen nicht mehr verwendet werden, weil die durch die Schweissnaht geschlossenen Rümpfe nun nicht mehr kontinuier­lich über den Sprühkopf führbar sind.

[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen einzelne Dosenrümpfe auch nachträglich einwandfrei mit Pulver beschich­tet werden können.

[0006] Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.

[0007] In überraschender Weise gelingt es nun, einzelne Dosenrümpfe mit einer Nahtabdeckung aus einer Pulverschicht zu versehen, wobei im wesentlichen ausser der Naht nur gerade noch je auf einen benachbarten Streifen Pulver aufgetragen und der übrige Bereich des Doseninnern frei von Pulverpartikeln gehalten wird.

[0008] Das Absenken des Sprühkopfes auf die Schweissnaht erst unmit­telbar vor der Pulverapplikation hat den Vorteil, dass die Begrenzungsleisten an der Sprühöffnung nur in einer Richtung beansprucht werden und keine daran haftenden Pulverteilchen herumgeschleudert werden.

[0009] Die Schweissnähte der liegenden Dosenrümpfe lassen sich in einfacher Weise auf die Sprühöffnung ausrichten. Dank dem zeit­weiligen Stillstand des Dosenrumpfes nach dem Einführen, bleibt genügend Zeit zum Absenken des Sprühkopfes, zum Ein­schalten des Pulverstromes, und es kann eine sehr kompakte Bauweise, d.h. kurze Wege, erreicht werden.

[0010] Der an einer seitlichen Schwenkachse gelagerte Sprühkopf kann mit einfachsten Mitteln geführt und bewegt werden. Die Kurven­scheibe ermöglicht zudem die Absenkgeschwindigkeit und die Distanz zur Schweissnaht einstellbar zu machen.

[0011] Mit einer einzigen Kette gelingt es in vorteilhafter Weise, sowohl einen geschwindigkeitskonstanten Vor- und Rückschub sowie zwei Stillstandszeiten für das Halteorgan zu erreichen, ohne dass dazu Steuerungsmittel notwendig sind. Auf der Füh­rungsschiene kann das Halteorgan spiel- und damit erschütte­rungsfrei bewegt werden.

[0012] Der in eine Nut eingreifende Nocken ist ein zuverlässig arbei­tendes, präzises Kupplungsorgan, welches stossfreies Umkehren der Transportrichtung zulässt.

[0013] In vorteilhafter Weise können sowohl einzelne Dosenrümpfe von Hand in die Vorrichtung eingelegt oder mittels eines Zuführ­ systems der Vorrichtung zugeführt und entnommen werden.

[0014] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht,

Figur 2 eine Ansicht von vorne und

Figur 3 eine Ansicht von vorne einer Vorrichtung mit Spin­delantrieb.

[0015] Auf einem Rahmen 1 ist in Figur 1 eine Vorrichtung 3 zum Auf­tragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht 5 eines Dosen­rumpfes 7 dargestellt. Ein Sprühkopf 9 ist am Ende 11 eines im wesentlichen stabförmigen, fliegend gelagerten Körpers 13 befestigt. Der Körper 13 ist um eine Achse B schwenkbar an einer Schwenkvorrichtung 15 angelenkt, welche Achse B parallel zur Achse A des Sprühkopfes liegt. Auf der Schwenkvorrichtung 15 ist eine exzentrisch gelagerte Kurvenscheibe 17, die durch einen Antriebsmotor M kontinuierlich oder schrittweise antreib­bar ist, angeordnet. Der mit dem hinteren Ende 14 an einem Arm 19 befestigte Körper 13 liegt auf der Kurvenscheibe 17 auf und ist von dieser auf- und niederschwenkbar.

[0016] Anstelle einer Kurvenscheibe kann zum Auf- und Niederschwen­ ken des Körpers 13 auch ein elektrisch, pneumatisch oder hy­draulisch betriebener Linearantrieb eingesetzt werden. Ein solcher ist in Figur 3 dargestellt und mit Bezugszeichen 21 versehen.

[0017] Der Dosenrumpf 7 liegt auf einer Transportvorrichtung 23, wel­che längs zweier Führungsschienen oder -stangen 25 entlang bzw. parallel zum Körper 13 verschiebbar ist. Die Transportvor­richtung 23 besteht im wesentlichen aus einem Halteorgan 27, aus zwei in einem Abstand parallel zueinander angeordneten Rundprofilen 29. Zwischen den beiden Rundprofilen 29 ist eine schräg nach oben verlaufende dünne Federstahllamelle 31 einge­setzt, deren freies Ende in der Mitte zwischen den beiden Pro­filrohren endet und zum Positionieren der Schweissnaht 5 am Dosenrumpf 7 dient.

[0018] Unter der Transportvorrichtung 23 sind vier auf vertikalen Achsen angeordnete, ein Rechteck bildende Kettenräder 33 am Rahmen 1 befestigt und durch einen Motor 34 antreibbar. Eines der vier Kettenräder 33 ist mit einer Spannvorrichtung (nicht gezeigt) versehen, welche eine um die vier Kettenräder 33 um­laufende Kette 35 gespannt hält. Auf der Kette 33 ist ein ver­tikal nach oben gerichteter Nocken 37 aufgesetzt, welcher in eine quer zu den Führungsschienen 25 verlaufende Nut 39 an der Unterseite des Halteorganes 27 eingreift. Der Abstand d der beiden längeren Trume 41 der Kette 45 ist geringer als die Länge der Nut 39 bzw. die Breite des Halteorganes 27. Auf dem Tisch 1 ist im Bereich des hinteren Endes 43 des Körpers 13 ein Näherungsschalter 44 angeordnet, welcher feststellt, wenn das Halteorgan 27 mit einem Dosenrumpf 7 sich beim hintenlie­genden Kettenrad 33, d.h. in der Nähe des hinteren Endes 14 des Körpers 13 befindet. Statt einer Kette 35 kann selbstver­ständlich auch ein Zahnriemen oder ein gelochtes Stahlband treten.

[0019] In das hintere Ende 14 des Körpers 13 sind an Anschlüsse für eine Pulverspeiseleitung 45, eine Pulverabsaugleitung 47, eine Luftabsaugleitung 49 und die Zuführungsleitung 51 für die Er­zeugung einer Hochspannung im Sprühkopf 9 angeordnet. Es kön­nen selbstverständlich noch weitere Zuleitungen, z.B. für die Ueberwachung der Schichtstärke des Pulvers auf der Schweiss­naht 5 usw. vorgesehen sein.

[0020] Die Ausbildung des Sprühkopfes 9 ist nicht Gegenstand dieser Patentanmeldung und wird deshalb nicht weiter erläutert. Sein Aufbau kann im wesentlichen den aus den europäischen Patentan­meldung Nrn. 83 810 161 und 84 810 124 bekannten Vorrichtun­gen entsprechen. Selbstverständlich kann auch ein Sprühkopf 9, der auf einem anderen Funktionsprinzip beruht, eingesetzt wer­den. Bei abgesenktem Sprüh­kopf 9 verringert sich dessen Abstand zur Schweissnaht 5 auf ein für die Pulverbeschichtung günstigstes Mass. Der Abstand des Sprühkopfes 9 bzw. von dessen Sprühöffnung 10 von der Schweissnaht 5 hängt sowohl vom Durchmesser des Dosenrumpfes 7, als auch von der Ausbildung des Sprühkopfes 9 sowie der Art des applizierten Pulvers ab. Entlang der im wesentlichen schlitzförmigen Sprühöffnung 10 können seitlich Begrenzungs­leisten 53 angeordnet sein, welche den Auftragsbereich für das Pulver seitlich der Naht genau begrenzen. In abgesenktem Zu­stand des Sprühkopfes 9 berühren die Borsten der Begrenzungs­leisten 53 den Dosenrumpf 7 seitlich der Schweissnaht 5.

[0021] Die Vorrichtung 3 zum Beschichten von Schweissnähten 5 an Do­senrümpfen 7 wird als autonome Anlage betrieben, indem die Dosenrümpfe 7 von Hand oder durch ein Handlingsgerät auf das Halteorgan 27 aufgelegt und nach der Pulverapplikation von diesem wieder entnommen werden. Es besteht aber auch die Mög­lichkeit, die Vorrichtung 3 mit einer vollautomatischen Be­schickung zu versehen.

[0022] In der Ausgangsstellung befindet sich das Halteorgan 27 in der in Figur 1 dargestellten Stellung ausserhalb des Sprühkopfes 9. Die Kette 35 steht während des Beschickungsvorganges entweder still, oder sie läuft weiter mit konstanter Geschwindigkeit auf den Kettenrädern 33 um. Das Halteorgan verbleibt zeitweilig an Ort, weil der Nocken 37 zwischen den beiden vorderen Kettenrä­dern 33 quer zur Führung 25 verläuft und deshalb das Halteorgan 27 nicht bewegt. Nun wird ein Dosenrumpf 7 auf das Halteorgan 27 aufgelegt und im Uhrzeigersinn gedreht, bis die seitlich der Schweissnaht 5 verlaufende Blechkante 6 an der Federstahllamel­le 31 anstösst. Damit ist die Schweissnaht 5 genau im Zentrum zwischen den beiden Rundprofilen 29 des Halteorgans 27 posi­tioniert.

[0023] Darauf wird entweder die Kette 35 in Betrieb gesetzt oder, falls es sich um eine stetig umlaufende Kette 35 handelt, be­ginnt der Nocken 37, nachdem er das Kettenrad 33 passiert hat, das Halteorgan 27 entlang der Führung 25 nach rechts zu bewe­gen, sobald der Nocken 37 entlang dem Trum 41 nach rechts zu laufen beginnt. Sobald das Halteorgan 27 am Ende der Führung 25 angelangt ist, d.h. der Dosenrumpf 5 sich hinter dem sprüh­kopf 9 befindet, wird durch den Näherungsschalter 44 ein ent­sprechendes Signal an die Steuerung S der Maschine, in Figur 1 durch den Kasten 46 dargestellt, weitergegeben und von der Steuerung der Antrieb M der Kurvenscheibe 17 oder - falls ein Linearantrieb 21 vorgesehen ist - der Linearantrieb in Gang gesetzt, wodurch sich der Körper 13 mit dem Sprühkopf 9 nach unten absenkt, bis die Begrenzungsleisten 53 den Dosenrumpf 7 berühren.

[0024] Selbstverständlich kann der Antrieb der Kurvenscheibe 17 auch direkt vom Antrieb 34 der Kette 35 erfolgen.

[0025] In der Zwischenzeit ist der Nocken 37 in der Nut 39 quer zur Führung 25 gefahren, und zwar in entgegengsetzter Richtung wie in der Beschickungsphase und hat das Halteorgan 27 zeit­weilig nicht bewegt. Nun beginnt der Rücktransport des Halte­organes 27 zur Ausgangsstellung. Mit dem Rücktransport schal­ tet die Steuerung S die Pulverapplikation im Sprühkopf 9 ein. Die Schweissnaht 5 wird nun mit absolut konstanter Geschwin­digkeit an der Sprühöffnung 10 des Sprühkopfes 9 vorbeige­führt und mit Pulver beschichtet. Damit kein Pulver zu Beginn und am Schluss des Durchganges des Dosenrumpfes 7 an der Sprühöffnung 10 auf den Tisch 1 fallen kann, ist unter der Sprühöffnung 10 eine trichterförmige Absaugung 55 angeordnet, die an eine Absaugquelle einer Pulveraufbereitungsanlage 63 angeschlossen ist.

[0026] Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Einhal­tung einer absolut konstanter Fördergeschwindigkeit des Dosen­rumpfes 7 während der Pulverapplikation durch den Sprühkopf 9. Die beschriebene Fördervorrichtung mit der Kette 35 und einem drehzahlgeregelten Antrieb 34, der zudem unterschiedliche Ge­schwindigkeiten beim Ein- und Ausfahren des Dosenrumpfes 7 er­möglicht, stellt eine betriebssichere Ausführung dar. Selbst­verständlich kann anstelle einer Kette 35 auch ein Linearan­trieb in Gestalt einer Spindel bzw. Kugelspindel 61 treten, welche die Haltevorrichtung 27 entlang der Führung 25 führt (Figur 3). Der Antrieb der Spindel 61 kann im Gehäuse der Schwenkvorrichtung 15 untergebracht sein.

[0027] Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Linearantriebe eignen sich weniger, da mit diesen die für einen einwandfreien Pulver­auftrag notwendige konstante Transportgeschwindigkeit mit den heute bekannten Geräten nicht erreichbar ist.

[0028] Die Speisung der Vorrichtung mit Pulver erfolgt vorzugsweise von einer Pulveraufbereitungsanlage 63 ohne die Rückgewin­nungs- und Reinigungsanlage, wie sie in der Schweizer Patent­schrift Nr. ........ (Gesuch Nr. 5927/84) beschrieben ist. Die Pulveraufbereitungsanlage kann direkt am Rahmen 1 hinter der Schwenkvorrichtung 15 angebaut werden. Auf diese Weise ergeben sich äusserst kurze Leitungen 45,47,49 für den Pulvertransport und folglich geringste Verlust bzw. ein äusserst geringer Be­darf an Energie für Druck- und Saugluft.

[0029] Solche kompakte, kostengünstige Klein- oder Kompaktanlagen eignen sich insbesondere für den Einsatzt in Entwicklungslän­dern und im Bereich von Spezialanfertigungen.

[0030] Damit bei der Pulverapplikation ein entsprechendes elektri­sches Potential entsteht, ist die Haltevorrichtung 27 und/oder der Dosenrumpf 5 zumindest während des Rücktransportes in die Ausgangsstellung mit einem elektrischen Leiter 57 verbunden, der eine Ladung aufweist, die entgegengesetzt zu derjenigen der Pulverpartikel ist, die diese im Sprühkopf 9 erhalten.

[0031] Die Vorrichtung 3 ist vorzugsweise auf Rollen 59 abgestützt und damit jeweils zum Einsatzort fahrbar. Am Halteorgan 27 können Magnete angebracht sein, oder die Rund­profile 29 können als Magnete ausgebildet sein, um die Dosen­rümpfe 7 drehfest zu halten.

Ansprüche

1. Verfahren zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes (7), bei dem die Schweiss­naht (5) des Dosenrumpfes (7) an einer Sprühöffnung (10) eines Sprühkopfes (9) vorbeigeführt und mit Pulver be­schichtet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Ver­fahrensschritte:

a) manuelles oder mechanisches Positionieren des Dosen­rumpfes (7) im wesentlichen axial vor dem Sprühkopf (9) und Ausrichten der Schweissnaht (5) auf die Sprühöffnung (10),

b) Einfahren des Dosenrumpfes (7) über den Sprühkopf (9) und

c) Besprühen der Schweissnaht (5) mit Pulver beim Zu­rückführen der Schweissnaht (5) des Dosenrumpfes (7) entlang der Sprühöffnung (10) zurück zur Ausgangs­position.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf (9) vor dem Zurückführen des Dosenrumpfes (7) an die Schweissnaht (5) herangeführt und nach Beendi­gung des Pulverauftrages in die Ausgangsstellung zurück­geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Dosenrumpf (7) auf einer Transport­vorrichtung (23) liegend über den Sprühkopf (9) und zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Dosenrumpf (7) nach dem Einführen während des Niederschwenkens bzw. Heranführens des Sprüh­kopfes (9) an die Schweissnaht (5) zeitweilig stillsteht.

5. Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Schweissnaht (5) eines Dosenrumpfes (7) mit einem eine Sprühöffnung (10) aufweisenden Sprühkopf (9) und einer Transportvorrichtung (23) zum Führen der Schweissnaht (5) des Dosenrumpfes (7) entlang der Sprühöffnung (10), da­durch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf (9) am freien Ende (11) eines im wesentlichen stabförmig ausgebildeten, fliegend gelagerten Körpers (13) angeordnet ist, welcher Körper (13) am hinteren Ende (14) verschwenk- oder ver­schiebbar angelenkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) mit dem Sprühkopf (10) um eine zur Achse (A) des Sprühkopfes (9) parallele Achse (B) mittels einem Antrieb (17,21) schwenkbar ist, welcher Antrieb (17,21) als Kurvenscheibe (17) oder als pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betriebener Linearantrieb (21) augestal­tet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­net, dass die Transportvorrichtung (23) aus einer um mindestens zwei Kettenräder (33) umlaufenden Kette (35) oder aus einer Spindel (61) und aus einem den Dosenrumpf (7) tragenden Halteorgan (27) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (27) auf mindestens einer parallel zur Achse (A) verlaufenden Führungsschiene oder -stange (25) längsverschiebbar getragen wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­net, dass die Spindel (61) im Halteorgan (27) gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Kette (35) auf vier, um vertikale Achsen umlaufende, im wesentlichen ein Rechteck bildenden Kettenrädern (33) umläuft und von einem Antrieb (34) an­treibbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kette (35) ein gegen das Halteorgan (27) gerichte­ter Nocken (37) angebracht ist, welcher in eine Nut (39) im Halteorgan (27) eingreift.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (39) rechtwinklig zu der Führungsschiene (25) angebracht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand d der beiden längeren Trume (41) der Kette (35) geringer ist als die Länge der Nut (39) bzw. die Breite des Halteorgans (27).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (35) kontinuierlich oder diskontinuierlich angetrieben ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) auf einem fahr­baren Rahmen (1) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Halteorgan (27) eine schräg nach oben verlaufende Stahllamelle (31) zum Positionieren der Schweissnaht (5) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1) eine Pulver­aufbereitungsanlge (63) ohne Reinigungsvorrichtung für das zurückgesaugte Pulver angeordnet ist.

Zeichnung