DE102006055112A1

DE102006055112A1 - Vorrichtung zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters, zugehöriges Verfahren und nach diesem Verfahren hergestellter Behälter

Info

Publication number: DE102006055112A1
Application number: DE102006055112A
Authority: DE
Inventors: Peter Bartsch
Original assignee: BILLHOFER MASCHF GmbH; Billhofer Maschinenfabrik & Co KG GmbH
Current assignee: VVIKO HOLDING GMBH, 90449 NUERNBERG, DE
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29
Also published as: WO2008061498A1; EP2139614A1

Abstract

Vorrichtung zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters, mit einer Fördereinrichtung, um den Behälter einer Beschichtungsstation zuzuführen, die zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf die Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet ist, wobei die Beschichtungsstation eine erste Düse (14) zum Beschichten der Außenseite der Schweißnaht oder Klebenaht und eine zweite Düse (15) zum Beschichten der Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters, mit einer Fördereinrichtung um den Behälter einer Beschichtungsstation zuzuführen, die zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf die Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet ist.
Zur Herstellung von dreiteiligen Behältern und Dosen aus Metall werden aus flachen Zuschnitten die Deckel, Böden und der Behälter- oder Dosenkörper gestanzt und geformt. Die flachen Zuschnitte können bedruckt, lackiert, mit einer Folie oder auf andere Weise beschichtet sein. Der Dosenkörperzuschnitt wird in unmittelbar aufeinander folgenden Verfahrensschritten zu einem Zylinder geformt und an der Längsseite Stoß an Stoß oder überlappt oder unterlappt verschweißt. Es ist auch bekannt, dass anstelle einer Schweißnaht eine Verbindung durch Verkleben der Längsnaht erfolgt. Das Verschweißen der Längsseiten des zylinderförmigen Behälters erfordert im beabsichtigten Bereich der Schweißnaht innen und außen blanke, unbeschichtete Metallflächen. Dazu werden diese Flächen bei der vorhergehenden Beschichtung des flach liegenden Zuschnitts in einer Breite von einigen Millimetern je Längsseite auf beiden Seiten des Zuschnitts ausgespart. Somit befinden sich im Bereich der Schweißnaht oder Klebenaht außen und innen unbeschichtete, blanke und nicht vor Korrosion geschützte Flächen mit einer typischen Breite von etwa 4 bis 8 mm in Längsrichtung des Behälter- oder Dosenrumpfes.
Für viele Einsatzgebiete der auf diese Weise hergestellten Behälter oder Dosen ist es erforderlich, die blanken Bereiche der Schweißnaht oder Klebenaht zum Schutz vor Korrosion abzudecken oder zu beschichten. Dies erfolgt üblicherweise direkt im Anschluss an die Schweiß- oder Klebemaschine, die die innen und außen gleichzeitig verschweißten oder verklebten Behälter- oder Dosenrümpfe abgibt. Dabei werden von der Schweißstation der Schweißmaschine bereits ausgerichtete Behälter- oder Dosenrümpfe an der Innenseite zum Beispiel mit Pulverlack oder anderen Lacken im Bereich der Schweißnaht entsprechend der Länge des Behälters oder Dosenrumpfes beschichtet. Dabei kommen unterschiedliche Materialien wie Pulverlacke und andere Lacke zum Einsatz, die in ihrer chemischen Zusammensetzung auf die beabsichtigten Füllgüter und deren Korrosionsschutzerfordernisse sowie deren eigene chemische Reaktion auf Beschichtungs-Abdeckmaterialien abgestimmt sind. Bei herkömmlichen Beschichtungen und Abdeckungen ist zumeist eine nachfolgende Trocknungsstrecke für die Pulverlacke und andere Lacke vorgesehen, bei der zum Beispiel spezielle Trocknungsöfen eingesetzt werden, die hinsichtlich des Platz- und Energiebedarfs aufwändig und damit teuer sind.
In der EP 0 623 392 A1 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die innenliegende Schweißnaht eines Behälter- oder Dosenrumpfes nach der Schweißstation mit einem thermoplastischen Beschichtungs- oder Abdeckmaterial, zum Beispiel ein Hotmelt, bestehend aus Polyamid, Polyethylen und Polyester, mittels einer Düse als Streifen auf den Schweißnahtbereich aufgetragen wird. Diese Vorrichtung weist allerdings den Nachteil auf, dass die verwendeten Hotmelts eine nachgeschaltete Kühlstrecke erforderlich machen, wodurch die Vorrichtung komplexer wird. Zudem werden die verwendeten Hotmelts naturgemäß niemals endfest, sodass sie für manche aggressive Füllgüter nicht eingesetzt werden können. Bei der in der zitierten Anmeldung vorgeschlagenen Vorrichtung besteht ferner das Problem, dass die verwendeten niedrigviskosen Hotmelts nicht tropfenfrei am Anfang und am Ende der Schweißnaht aufgetragen werden können, wenn der Vorschub der Dosenrümpfe getaktet oder auf Lücke erfolgt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters anzugeben, die eine verbesserte Beschichtung ermöglicht und gleichzeitig einfach aufgebaut ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Beschichtungsstation eine erste Düse zum Beschichten der Außenseite der Schweißnaht oder Klebenaht und eine zweite Düse zum Beschichten der Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht aufweist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine beidseitige Beschichtung oder Abdeckung der vor Korrosion zu schützenden Schweißnähte oder Klebenähte innen und außen erzielt werden, sodass die auf diese Weise hergestellten Behälter auch bei Füllgütern eingesetzt werden können, die hohe Anforderungen an die Korrosionsfestigkeit der Behälter stellen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Beschichtungsmasse in einem Aufschmelzbehälter verflüssigt und mittels wenigstens einer Pumpe zu den Düsen förderbar ist. Alternativ kann auch eine Doppelpumpe vorgesehen sein, sodass jeder Düse eine Pumpe zugeordnet ist. Vorzugsweise sind die Pumpen drehzahlgesteuert, sodass die abgegebene Menge des Beschichtungsmaterials genau eingestellt werden kann.
Es wird bevorzugt, dass der Aufschmelzbehälter und die Düsen über beheizbare Schläuche oder Leitungen miteinander verbunden sind, sodass das Beschichtungsmaterial mit optimaler Temperatur verarbeitet und abgegeben wird. Im Rahmen der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Beschichtungsstation als zirkulationsfreies Dead-End-System ausgebildet ist, bei der die gesamte zu den Düsen geförderte Beschichtungsmasse über die Düsen abgegeben wird.
Vorzugsweise ist jeder Düse ein steuerbares Ventil zugeordnet, über das die Menge der Beschichtungsmasse einstellbar ist. Die Vorrichtung kann dabei getaktet betrieben werden, wobei vorzugsweise ein Sensor zur Erfassung des Anfangs und/oder des Endes eines Behälters während der Förderung vorgesehen ist und das Ventil anhand des von dem Sensor erfassten Signals gesteuert wird.
Um einen optimalen Auftrag des Beschichtungsmaterials auf die Schweiß- oder Klebenaht zu erzielen, kann es vorgesehen sein, dass eine Düse ein Lippenpaar zum Abgeben des Beschichtungsmaterials aufweist, wobei eine Lippe oder vorzugsweise beide Lippen an die Krümmung des Behälters angepasst bogenförmig gekrümmt sind. Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass eine Lippe oder beide Lippen eine Ausnehmung aufweisen, deren Breite an die gewünschte Beschichtungsbreite und deren Tiefe an die gewünschte Stärke des Beschichtungsmaterials angepasst ist. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen dem Lippenpaar und dem Behälter manuell oder über einen Antrieb einstellbar sein.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann als Beschichtungsmaterial vorzugsweise ein reaktiver Schmelzklebstoff eingesetzt werden, insbesondere ein Schmelzklebstoff auf der Basis von UV-härtenden oder feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Prepolymeren. Die Verarbeitungstemperatur für das Beschichtungsmaterial kann zwischen 100 °C und 170 °C liegen, insbesondere kann sie 120 °C bis 150 °C betragen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten einer Schweißnaht von geschweißten oder geklebten Behältern, die durch eine Fördereinrichtung einer Beschichtungsstation zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf die Schweißnaht oder Klebenaht zugeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Außenseite der Schweißnaht oder Klebenaht über eine erste Düse und die Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht über eine zweite Düse beschichtet wird.
Daneben betrifft die Erfindung einen Behälter, aufweisend eine mittels einer Beschichtungsmasse abgedichtete Schweißnaht oder Klebenaht.
Bei dem erfindungsgemäßen Behälter ist vorgesehen, dass die Beschichtungsmasse an der Außenseite und der Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht aufgebracht ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 einen folienbeschichteten Dosenkörperzuschnitt;
2 eine Stoß-an-Stoß-Schweißnaht eines Dosenkörpers,
3 eine Überlapp-Schweißnaht eines Dosenkörpers;
4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten einer Schweißnaht;
5 die Düse der erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Beschichtung einer Schweißnaht; und
6 Düsenlippen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt einen folienbeschichteten Dosenkörperzuschnitt 1, der als flaches Metallblech ausgebildet und aus einer Blechtafel ausgestanzt ist. Der Dosenkörperzuschnitt 1 ist mit einer Folie 2 beschichtet, unbeschichtet sind lediglich die gegenüber liegenden seitlichen Streifen 3, 4, die blank sind, damit sie verschweißt werden können. Die Dosenkörperzuschnitte 1 werden mit einer herkömmlichen Vorrichtung zu einem Ring gebogen und verschweißt.
2 zeigt eine Stoß-an-Stoß-Schweißnaht eines Dosenkörpers. Wie in 2 zu sehen ist, ist sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Dosenkörpers 5 mit einer Folie 6, 7 versehen, abgesehen von dem Bereich unmittelbar neben der Schweißnaht 8. in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck der Dosenkörper ist es erforderlich, auch diese blanken Bereiche neben der Schweißnaht 8 korrosionsschützend abzudecken.
3 zeigt eine Überlapp-Schweißnaht eines Dosenkörpers. Bei dem in 3 gezeigten Dosenkörper 9 befinden sich nach dem Verschweißen im Bereich der Überlappung blanke Bereiche 10, 11 an der Außenseite und der Innenseite des Dosenkörpers 9, die ebenfalls mit einer Beschichtungsmasse versehen werden müssen, damit die Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllt werden.
4 zeigt die wichtigsten Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten einer Schweißnaht. Nicht dargestellt ist allerdings eine vorgeschaltete Schweißstation, auf der die flachen Blechzuschnitte ringförmig gebogen und anschließend in Längsrichtung verschweißt werden. Da derartige Maschinen an sich bekannt sind, werden sie an dieser Stelle nicht näher erläutert. Nach dem Durchlaufen der Schweißstation gelangen die verschweißten Dosenkörper 12 zur Beschichtungsstation 13. Die Beschichtungsstation 13 umfasst eine erste Düse 14 zum Beschichten der Außenseite der Schweißnaht und eine zweite Düse 15 zum Beschichten der Innenseite der Schweißnaht. Beide Düsen 14, 15 sind über beheizbare Leitungen 16, 17 mit einem Aufschmelzbehälter 22 verbunden, in dem das Beschichtungsmittel verflüssigt und erwärmt wird. Das Beschichtungsmaterial wird von einer Pumpe 27 aus dem Aufschmelzbehälter 22 über die Leitungen 16, 17 zu den Düsen 14, 15 gepumpt. Als Beschichtungsmaterial kommt ein reaktiver Schmelzklebstoff zum Einsatz, der aus UV-härtenden oder feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Prepolymeren besteht. Dieses Material weist den Vorteil auf, dass es kurze Zeit nach dem Austritt aus der Düse reagiert, sodass zum Beispiel nach 60 Sekunden eine mechanisch belastbare Beschichtung vorliegt, ohne dass eine Kühlstation oder dergleichen erforderlich ist.
Wie in 4 zu sehen ist, wird der Dosenkörper 12 durch eine nicht näher dargestellte Fördereinrichtung in Längsrichtung des Dosenkörpers 12 zwischen die Düsen 14, 15 transportiert. In den Düsen 14, 15 ist jeweils ein steuerbares Ventil 23, 24 integriert, das die Abgabe des Schmelzklebstoffs präzise steuert. Über einen Sensor 25, der zum Beispiel als Lichtschranke oder optischer oder elektrischer Sensor ausgebildet sein kann, wird erfasst, wenn der Anfang des Dosenkörpers 12 eine bestimmte Stelle passiert. Entsprechend wird das Ende des Dosenkörpers 12 mit einem Sensor 26 erfasst. In Abhängigkeit des Sensorsignals werden die Düsen 14, 15 so gesteuert, dass gleichzeitig die äußere Schweißnaht und die innere Schweißnaht mit dem Schmelzklebstoff beschichtet werden.
5 zeigt schematisch die Düsen der Vorrichtung während der Beschichtung der Schweißnähte. Von den Düsen 14, 15 wird jeweils eine genau an die Breite des zu beschichtenden Bereichs des Dosenkörpers 12 angepasste Menge des Schmelzklebers abgegeben, wobei dieser Vorgang an der Außenseite und der Innenseite des Dosenkörpers 12 gleichzeitig erfolgt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind die Düsen 14, 15, der Schmelzklebstoff 18 und der Dosenkörper 12 in 5 beabstandet gezeichnet.
6 zeigt Düsenlippen der Vorrichtung in einer vergrößerten Darstellung. Jede Düse umfasst ein Paar Düsenlippen 19, 20, deren Lippenflanken radial gekrümmt sind, wobei dieser Radius dem Radius der zu beschichtenden Schweißnaht entspricht. Die Düsenlippe 20 weist im Zentrum eine abgesetzte Vertiefung 21 auf, deren Breite der gewünschten Beschichtungsbreite und deren Tiefe der gewünschten Beschichtungsstärke entspricht.

Claims

Vorrichtung zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters, mit einer Fördereinrichtung um den Behälter einer Beschichtungsstation zuzuführen, die zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf die Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstation eine erste Düse (14) zum Beschichten der Außenseite der Schweißnaht oder Klebenaht und eine zweite Düse (15) zum Beschichten der Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmasse in einem Aufschmelzbehälter (22) verflüssigt und mittels wenigstens einer Pumpe (27) zu den Düsen (14, 15) förderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschmelzbehälter (22) und die Düsen (14, 15) über beheizbare Schläuche oder Leitungen (16, 17) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstation (13) als zirkulationsfreies Dead-End-System ausgebildet ist, bei der die gesamte zu den Düsen (14, 15) geförderte Beschichtungsmasse über die Düsen (14, 15) abgegeben wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düse (14, 15) ein steuerbares Ventil (23, 24) zugeordnet ist, über das die Menge der abgegebenen Beschichtungsmasse einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (25, 26) zur Erfassung des Anfangs und/oder des Endes eines Behälters (12) während der Förderung vorgesehen ist und das Ventil (23, 24) anhand des von dem Sensor (25, 26) erfassten Signals gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse (14, 15) ein Lippenpaar zum Abgeben des Beschichtungsmaterials aufweist, wobei eine Düsenlippe (19, 20) oder vorzugsweise beide Lippen (19, 20) an die Krümmung des Behälters (12) angepasst bogenförmig gekrümmt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lippe (19, 20) oder beide Lippen (19, 20) eine Ausnehmung aufweisen, deren Breite an die gewünschte Beschichtungsbreite und deren Tiefe an die gewünschte Stärke des abzugebenden Beschichtungsmaterials angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Lippenpaar (19, 20) und dem Behälter (12) manuell oder über einen Antrieb einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial ein reaktiver Schmelzklebstoff ist, insbesondere auf der Basis von UV-härtenden oder feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Prepolymeren.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial eine Verarbeitungstemperatur von 100 °C bis 170 °C, insbesondere 120 °C bis 150 °C, aufweist.
Verfahren zum Beschichten einer geschweißten oder geklebten Naht eines Behälters, der durch eine Fördereinrichtung einer Beschichtungsstation zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf die Schweißnaht oder Klebenaht zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Schweißnaht oder Klebenaht über eine erste Düse und die Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht über eine zweite Düse beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmasse in einem Aufschmelzbehälter verflüssigt und mittels wenigstens einer Pumpe zu den Düsen gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstation als zirkulationsfreies Dead-End-System ausgebildet ist, bei der die gesamte zu den Düsen geförderte Beschichtungsmasse über die Düsen abgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düse ein steuerbares Ventil zugeordnet wird, über das die Menge der Beschichtungsmasse eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfang und/oder das Ende eines Behälters mit einem Sensor erfasst wird und das Ventil anhand des von dem Sensor erfassten Signals gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial ein reaktiver Schmelzklebstoff verwendet wird, insbesondere auf der Basis von UV-härtenden oder feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Prepolymeren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial eine Verarbeitungstemperatur von 100 °C bis 170 °C, insbesondere 120 °C bis 150 °C, aufweist.
Behälter, aufweisend eine mittels einer Beschichtungsmasse abgedichtete Schweißnaht oder Klebenaht, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmasse an der Außenseite und der Innenseite der Schweißnaht oder Klebenaht aufgebracht ist.
Behälter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass er nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18 hergestellt ist.