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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Gegenständen mit rundlichem
Querschnitt und einer wenigstens teilweise elektrisch leitenden
Außenwand.
Eine solche Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen
und eine Fördervorrichtung
mit Haltevorrichtungen zum Halten zu bearbeitender Gegenstände. Die
Fördervorrichtung
ist dabei ausgebildet, von einer jeweiligen Haltevorrichtung gehaltene
Gegenstände
taktweise von einer Bearbeitungsstation zur nächsten zu transportieren.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung
von Gegenständen
mit rundlichem Querschnitt und einer wenigstens teilweise elektrisch
leitenden Außenwand.
Bei einem solchen Verfahren werden zu bearbeitende Gegenstände an Haltevorrichtungen
einer Fördervorrichtung temporär angeordnet
und die von der jeweiligen Haltevorrichtung gehaltenen Gegenstände durch
die Fördervorrichtung
taktweise von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert.
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Gegenstände mit
rundlichem Querschnitt und einer wenigstens teilweise elektrisch
leitenden Außenwand
sind beispielsweise Getränkedosen
aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder Weißblech. Vorzugsweise sind die
Gegenstände
rotationssymmetrisch ausgebildet, zum Beispiel als einteilige, hohlzylindrische
Behälter
mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende. Vorzugsweise
wird nur die Außenwand
des Hohlzylinders bearbeitet, nicht auch die Außenfläche des geschlossenen Endes.
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Die
Oberflächen
der Außenwände von
Getränkedosen
werden üblicherweise
vor dem Befüllen der
Getränkedose
mit Füllgut
und dem Verschließen der
Getränkedose
mit einem Dosendeckel in einer eingangs genannten Vorrichtung zur
Oberflächenbearbeitung
bearbeitet. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise Taktapparate,
bei denen eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen mit vorzugsweise
gleichen Abständen
entlang der Transportrichtung der Gegenstände angeordnet sind. Haltevorrichtungen zum
Halten der Gegenstände
sind ebenfalls mit vorzugsweise gleichen Abständen entlang der Transportrichtung
der Gegenstände
angeordnet, so dass die von den Haltevorrichtungen gehaltenen Gegenstände parallel
von den jeweiligen Bearbeitungsstation bearbeitet und taktweise
von der Fördervorrichtung zur
jeweils nächsten
Bearbeitungsstation transportiert werden. Zwischen der Oberfläche der
Außenwand
der Gegenstände
und den Bearbeitungsstationen besteht jeweils ein Zwischenraum beziehungsweise
Spalt, der beispielsweise in der Oberflächenbearbeitung von Getränkedosen
je nach durchzuführender
Bearbeitung weniger als 1 mm betragen kann.
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Die
an den Bearbeitungsstationen zur Bearbeitung der jeweiligen Gegenstände verfügbare Zeit entspricht
der Taktzeit abzüglich
der benötigten Transportzeit
von einer zur nächsten
Bearbeitungsstation und ist daher begrenzt.
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Ein
möglicher
Bearbeitungsschritt an einer der Bearbeitungsstationen ist beispielsweise
das Lackieren der Gegenstände.
Für das
Lackieren der Gegenstände
und gegebenenfalls auch für
andere Bearbeitungsvorgänge
kann es vorteilhaft sein, dass die Oberfläche der Außenwand des jeweiligen Gegenstands
vor Beginn der Bearbeitung im Wesentlichen trocken ist.
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Eine
Möglichkeit
der Trocknung ist beispielsweise die Lufttrocknung. Die Lufttrocknung
ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass mit der auf den jeweiligen
Gegenstand gerichteten Luftströmung
Verunreinigungen auf die Oberfläche
der Gegenstände beziehungsweise
in den Spalt zwischen Gegenstand und Bearbeitungsstation gelangen
können.
Da dieser Abstand häufig
kleiner als 1 mm sein kann, können bereits
kleinste Verunreinigungen zu Beeinträchtigungen des Verfahrens beziehungsweise
der Vorrichtung führen,
beispielsweise zu einer Verringerung der Qualität der Oberflächenbearbeitung
und/oder zu Beschädigungen
der Vorrichtung.
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Eine
andere Möglichkeit
der Trocknung ist eine Bestrahlung der Gegenstände mit Infrarotstrahlung.
Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass bei unterschiedlicher Absorptionsfähigkeit
verschiedener Bereiche der Oberfläche eines Gegenstands (beispielsweise
durch Farbunterschiede) diese verschiedenen Oberflächenbereiche
auch unterschiedlich stark erwärmt
werden. Dies kann dazu führen,
dass einzelne Bereiche nicht stark genug erwärmt und damit nicht ausreichend
getrocknet werden, während
andere Bereiche gegebenenfalls zu stark erwärmt und dadurch eventuell beschädigt werden.
Verstärkt
wird diese Problematik durch die einzuhaltenden Taktzeiten der Vorrichtung
zur Oberflächenbearbeitung,
wodurch zur Trocknung der Oberflächen
der Gegenstände
nur die durch Taktzeit abzüglich
Transportzeit vorgegebene Bearbeitungszeit zur Verfügung steht.
Wird die Intensität
der Infrarotstrahlung so hoch gewählt, dass auch Bereiche mit geringer
Absorptionsfähigkeit
innerhalb der Bearbeitungszeit ausreichend getrocknet werden, besteht die
Gefahr, dass Bereiche mit hoher Absorptionsfähigkeit zu stark erwärmt und
gegebenenfalls beschädigt
werden. Wird die Infrarotstrahlung hingegen so niedrig gewählt, dass
Bereiche mit hoher Absorptionsfähigkeit
zwar ausreichend getrocknet, nicht jedoch durch eine zu starke Erwärmung beschädigt werden,
besteht die Gefahr, dass Bereiche mit niedriger Absorptionsfähigkeit
nicht ausreichend getrocknet werden.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und
ein Verfahren anzugeben, mit dem einer oder mehrere der genannten Nachteile
vermindert oder beseitig wird beziehungsweise werden. Der Erfindung
liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein
Verfahren anzugeben, mit dem die Trocknung der Oberflächen von
Gegenständen
verbessert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei
der eine der Bearbeitungsstationen eine Trocknungsstation ist, die
zum Trocknen eines jeweiligen sich an der Trocknungsstation befindlichen
Gegenstands durch induktives Erwärmen
von dessen Außenwand
ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Trocknungsstation beruht
auf dem Prinzip der Induktion, bei dem ein Magnetfeld in der elektrisch
leitenden Außenwand
des Gegenstands Wirbelströme
erzeugt, die wegen des elektrischen Widerstands eine Erwärmung der
elektrisch leitenden Außenwand
erzeugen. Die Erwärmung
und Trocknung der Oberfläche
der Außenwand
der Gegenstände
an der Trocknungsstation erfolgt somit berührungslos.
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Die
erfindungsgemäße Trocknungsstation hat
den Vorteil, dass eine gezieltere und zuverlässigere Trocknung ermöglicht wird,
da die induktive Erwärmung
der elektrisch leitenden Außenwand
von bekannten und beeinflussbaren Parametern abhängt, wie beispielsweise Geometrie,
Material oder elektrischer Leitfähigkeit
des Gegenstands. Die Leistung der für eine Trocknung erforderlichen
induktiven Erwärmung
der Außenwand
des Gegenstands ist somit bestimmbar. Vorzugsweise wird die Außenwand des
Gegenstands zur Trocknung auf etwa 40°C bis 80°C erwärmt.
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Die
erfindungsgemäße Trocknungsstation hat
weiterhin den Vorteil, dass die Trocknung der Außenwand unabhängig von
der Infrarot-Absorptionsfähigkeit
der Gegenstände,
beispielsweise einer unterschiedlichen Farbgebung von Teilen der
Außenwand, ist.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Trocknungsstation den Vorteil
auf, dass die Trocknung berührungslos
erfolgt und beispielsweise keine Luftströme zum Trocknen benötigt werden.
Daher kann die Gefahr von Verunreinigungen der Oberfläche der
Gegenstände
und/oder des Zwischenraums zwischen Oberfläche des Gegenstands und Bearbeitungsstation
in vorteilhafter Weise verringert werden.
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Vorzugsweise
ist die Haltestation ausgebildet, einen gehaltenen Gegenstand um
eine Rotationsachse zu rotieren. Bei üblicherweise ortsfesten Bearbeitungsstationen
und Gegenständen
mit rundlichem, vorzugsweise rotationssymmetrischem, Querschnitt
ist es vorteilhaft, wenn der Gegenstand rotiert werden kann und
somit die gesamte Außenoberfläche des
Gegenstands einer Bearbeitung durch die Bearbeitungsstation ausgesetzt
werden kann. Dabei ist eine zumindest einmalige vollständige Rotation des
jeweiligen Gegenstands um 360° an
der jeweiligen Bearbeitungsstation bevorzugt. Weiterhin ist bevorzugt,
dass die für
eine Rotation um 360° benötigte Zeit
auf die zur Verfügung
stehende Bearbeitungszeit der Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung
abgestimmt ist.
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Vorzugsweise
weist die Trocknungsstation mindestens eine Induktionsspule in einer
räumlichen Anordnung
auf, die derartig an einen zu trocknenden Gegenstand angepasst ist,
dass sich die Außenoberfläche eines
jeweiligen sich an der Trocknungsstation befindlichen Gegenstands
bei Betrieb der Induktionsspule möglichst gleichmäßig erwärmt. Alternativ
oder zusätzlich
ist bevorzugt, dass die Leistung der mindestens einen Induktionsspule
derartig an einen zu trocknenden Gegenstand angepasst ist, dass
sich die Außenoberfläche eines
jeweiligen sich an der Trocknungsstation befindlichen Gegenstands
bei Betrieb der Induktionsspule möglichst gleichmäßig erwärmt. Eine
Induktionsspule umfasst vorzugsweise eine Spule sowie ein oder mehrere
Blechpakete, um das magnetische Feld zu erhöhen und/oder auszurichten.
Die Gegenstände
sind vorzugsweise gegenüber
der Vorrichtung geerdet, vorzugsweise über einen sehr hohen Widerstand,
insbesondere einen Widerstand in der Größenordnung von ca. 3–33 MΩ.
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Eine
möglichst
gleichmäßige Erwärmung der Außenoberfläche der
Gegenstände
wird angestrebt, um Beschädigungen
auf Grund zu starker Erwärmung
oder eine mangelnde Trocknung auf Grund zu schwacher Erwärmung zu
vermeiden beziehungsweise zu reduzieren. Insbesondere wenn die elektrische
Leitfähigkeit
der Außenwand
eines Gegenstands variiert, beispielsweise durch eine entlang der Rotationssymmetrieachse
einer Getränkedose
variierende Dicke der Außenwand,
könnte
dies zu einer unterschiedlich starken Erwärmung verschiedener Bereiche
der Außenwand
des Gegenstandes führen. Um
eine möglichst
gleichmäßige Erwärmung und Trocknung
zu erreichen und damit Beschädigungen und
Qualitätseinbußen zu verhindern
beziehungsweise zu vermindern, ist es daher bevorzugt, die Induktionsspule
entsprechend der für
eine induktive Erwärmung
relevanten Eigenschaften der jeweiligen Außenwand der Gegenstände auszubilden
beziehungsweise räumlich
anzuordnen. Die Leistung der Induktionsspule und/oder deren räumliche
Anordnung wird daher bevorzugt beispielsweise an der entlang der
Rotationssymmetrieachse von Getränkedosen
variierenden Wanddicke ausgerichtet. Beispielsweise kann der Abstand
der Induktionsspule von der Oberfläche des Gegenstands in Abhängigkeit
von der Wandstärke
des Gegenstands variiert werden.
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Vorzugsweise
ist eine der Bearbeitungsstationen eine Druckstation, die in Transportrichtung
der Fördervorrichtung
der Trocknungsstation vorgelagert ist. Die Druckstation ist vorzugsweise
ausgebildet, eine Oberfläche
eines jeweiligen sich an der Druckstation befindlichen Gegenstands
mit flüssiger
Farbe zu bedrucken. Eine bevorzugte Form der Oberflächenbearbeitung
ist das digitale Bedrucken von Getränkedosen mit flüssiger Farbe.
Im Allgemeinen ist beim Bedrucken von Oberflächen mit flüssiger Farbe eine anschließende schnelle,
zuverlässige
und präzise
Trocknung in hoher Qualität
von Vorteil. Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße induktive
Trocknungsstation wird daher vorzugsweise im Anschluss an eine oder
mehrere solcher Druckstationen angeordnet. Weiterhin vorzugsweise
kann die Trocknungsstation in Transportrichtung einer als Lackierstation
ausgebildeten Bearbeitungsstation nachgelagert sein. Dabei kann
es sich um eine weitere Trocknungsstation handeln, wenn beispielsweise
eine erste Trocknungsstation einer Druckstation nachgelagert ist.
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Vorzugsweise
sind die Bearbeitungsstationen auf einer Kreisbahn angeordnet. Weiterhin
ist die Fördervorrichtung
vorzugsweise um den Mittelpunkt dieser Kreisbahn rotierend angetrieben.
Dabei sind die Bearbeitungsstationen vorzugsweise mit voneinander
gleichem Abstand auf der Kreisbahn verteilt. Weiterhin sind vorzugsweise
auch die Haltevorrichtungen mit voneinander gleichem Abstand auf
einer Kreisbahn verteilt, so dass je eine Haltevorrichtung einen
Gegenstand einer Bearbeitungsstation zur Bearbeitung zuordnet.
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Diese
Anordnung wird beispielsweise in einem Rundtaktapparat realisiert,
die in der Oberflächenbearbeitung
von Getränkedosen
bevorzugt eingesetzt werden. Die von einer jeweiligen Haltevorrichtung
gehaltenen Getränkedosen
werden darin auf einer Kreisbahn taktweise von einer Bearbeitungsstation
zur nächsten
transportiert.
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Eine
mögliche
Folge von Bearbeitungsstationen beziehungsweise -schritten kann
dabei beispielsweise wie im Folgenden beschrieben aufgebaut sein.
Eine erste Bearbeitungsstation nimmt jeweils eine Getränkedose
auf die jeweilige Haltevorrichtung auf. Eine zweite Bearbeitungsstation
prüft die
jeweilige Getränkedose
beispielsweise auf Oberflächen-unebenheiten
und sortiert fehlerhafte Getränkedose
gegebenenfalls aus. Eine dritte oder auch mehrere weitere Bearbeitungsstationen
bedrucken die jeweiligen Getränkedosen
mit vorzugsweise verschiedenen flüssigen Farben. Eine anschließende Trocknungsstation
trocknet die jeweilige bedruckte Getränkedose durch induktive Erwärmung. Nach
der Trocknungsstation wird die jeweilige Getränkedose lackiert, ggf. an einer
weiteren Trocknungsstation nochmals durch induktive Erwärmung getrocknet, und
in der letzten Bearbeitungsstation von der Haltevorrichtung wieder
entfernt. Zusätzlich
zur Trocknung durch induktive Erwärmung an einer oder mehreren Trocknungsstationen
können
für die
jeweilige Getränkedose
zwischen einzelnen Bearbeitungsstationen zusätzliche Trocknungsmaßnahmen
vorgesehen sein. Beispielsweise können die Getränkedosen zwischen
einzelnen Bearbeitungsstationen einer Infrarotstrahlung ausgesetzt
sein.
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Vorzugsweise
weist die mindestens eine Induktionsspule eine Spule mit zwei im
Wesentlichen parallelen Strängen
und eine Vielzahl von Blechpaketen, die an den beiden Strängen der
Spule angeordnet sind, auf. Die Länge der im Wesentlichen parallelen
Stränge
der Spule mit den Blechpaketen ist vorzugsweise auf die Länge bzw.
Höhe der
zu trocknenden Gegenstände
abgestimmt. Diese bevorzugte Ausgestaltung der Induktionsspule bewirkt
eine in vorteilhafter Weise gleichmäßige und effiziente Trocknung
der Oberfläche
der Getränkedosen.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Trocknungsstation eine Absaugvorrichtung
aufweist zur Absaugung eines fluiden Mediums. Insbesondere zur Unterstützung der
Trocknung von auf Getränkedosen aufgebrachten
Druckfarben ist es vorteilhaft, wenn durch die Absaugung eine Luftströmung entsteht,
die über
die Oberfläche
der Getränkedosen
streicht.
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Dadurch
kann der Trocknungsvorgang beschleunigt werden. Weiterhin ist es
vorteilhaft, dass mit der Absaugung beispielsweise Dämpfe, bei
der Trocknung der Druckfarben freiwerdende Lösungsmittel oder andere Gase
abgesaugt werden und ggf. einer Reinigung bzw. Filterung zugeführt werden können. Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Absaugung über einen zwischen den an den
im Wesentlichen parallelen Strängen
der Spule der Induktionsspule angeordneten Absaugschlitz erfolgt.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Haltevorrichtungen und Bearbeitungsstationen
auf einer ersten Seite einer rechtwinklig zu einer Rotationsachse der
Fördervorrichtung
verlaufenden Ebene angeordnet sind. Weiterhin sind vorzugsweise
weitere Haltevorrichtungen zum Halten zu bearbeitender Gegenstände sowie
eine weitere Mehrzahl von Bearbeitungsstationen auf einer der ersten
Seite gegenüberliegenden
zweiten Seite der rechtwinklig zur Rotationsachse der Fördervorrichtung
verlaufenden Ebene angeordnet und entsprechen in ihrer Ausbildung
den Haltevorrichtungen und Bearbeitungsstationen auf der ersten
Seite der Ebene. Weiterhin sind dabei vorzugsweise jeweils zwei
auf gegenüberliegenden
Seiten der senkrecht zu einer Rotationsachse der Fördervorrichtung
verlaufenden Ebene angeordnete Haltevorrichtungen mit einem gemeinsamen
Rotationsantrieb zur Rotation von auf den Haltevorrichtungen gehaltenen
Gegenständen
um eine Rotationsachse versehen. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Vorrichtung
ausgebildet ist, Gegenstände
parallel auf zwei gegenüberliegenden
Seiten der senkrecht zu einer Rotationsachse der Fördervorrichtung
verlaufenden Ebene in jeweils mehreren Bearbeitungsstationen zu
bearbeiten.
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Diese
bevorzugten Ausführungsformen
können
beispielsweise eine im Wesentlichen symmetrische Vorrichtung vorsehen,
bei der die Fördervorrichtung
auf einer Symmetrieachse liegt und auf den beiden Seiten dieser
Symmetrieachse jeweils gleiche Anzahlen von Haltevorrichtungen und
Bearbeitungsstationen angeordnet sind. Eine solche Vorrichtung kann
vorteilhafterweise einen höheren
Durchsatz erzielen als eine Vorrichtung, bei der nur auf einer Seite der
senkrecht zu einer Rotationsachse der Fördervorrichtung verlaufenden
Ebene Haltevorrichtungen und Bearbeitungsstationen angeordnet sind.
Wenn jeweils zwei gegenüberliegende
Haltevorrichtungen- durch einen gemeinsamen Rotationsantrieb angetrieben
sind, kann in vorteilhafter Weise weiterhin die Anzahl der erforderlichen
Rotationsantriebe entsprechend reduziert werden.
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Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Trocknungsstation einen Temperaturfühler aufweist,
der ausgebildet ist, die Oberflächentemperatur
eines jeweiligen sich an der Trocknungsstation befindlichen Gegenstands
zu ermitteln. Der Temperaturfühler
ist vorzugsweise ein berührungslos
messender Infrarotsensor, der die vom Objekt emittierte Infrarotstrahlung
misst und auf dieser Grundlage die Oberflächentemperatur des Gegenstands
berechnet. Weiterhin vorzugsweise verfügt der Temperaturfühler über ein integriertes
Doppel-Laservisier,
mit dem der Messfleck, d. h. der Ort der Messung, hinsichtlich Größe und Lage
auf dem Gegenstand, exakt festgelegt bzw. markiert wird. Vorzugsweise
ist der Abstand des Temperaturfühlers
zum Gegenstand einstellbar, insbesondere über das Doppel-Laservisier.
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Vorzugsweise
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung auf, die ausgebildet ist, die
Trocknungsvorrichtung, insbesondere die Induktionsspule, in Abhängigkeit
von der Oberflächentemperatur
eines jeweiligen sich an der Trocknungsstation befindlichen Gegenstands
zu steuern bzw. zu regeln. Vorzugsweise wird ein von dem Temperaturfühler generiertes
Signal bezüglich der
Erwärmung
bzw. der Temperatur der Oberfläche der
Getränkedose
an die Steuer- bzw. Regeleinrichtung übertragen und dort zur Steuerung
bzw. Regelung der Trocknungsvorrichtung, insbesondere der Induktionsspule
mit der Spule und den Blechpaketen, genutzt. Insbesondere ist es
bevorzugt, durch diese Steuerung bzw. Regelung eine Erwärmung der
Oberfläche
der Getränkedose
von ca. 40 bis 80°C
sicherzustellen.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsvarianten der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich durch Kombination der hier erörterten bevorzugten Merkmale.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch ein Verfahren
der eingangs genannten Art gelöst,
bei dem ein jeweiliger sich an einer als Trocknungsstation ausgebildeten Bearbeitungsstation
befindlicher Gegenstand durch induktives Erwärmen von dessen Außenwand
getrocknet wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann fortgebildet werden nach den Ansprüchen 9 bis 15. Das erfindungsgemäße Verfahren
und seine Fortbildungen weisen Merkmale beziehungsweise Verfahrensschritte
auf, die es insbesondere dafür
geeignet machen, für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
und ihre Fortbildungen verwendet zu werden. Zu den Ausführungsformen,
spezifischen Merkmalen, Varianten und Vorteilen der Merkmale dieses
Verfahrens und der Verfahrensfortbildungen wird auf die vorangegangene
Beschreibung zu den entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen verwiesen.
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Die
Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf
die Figuren näher
erläutert
werden. Diese zeigen in:
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1:
Eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2:
einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß 1;
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3:
einen vertikalen Längsschnitt
durch eine Trocknungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4:
einen Querschnitt durch die in 3 gezeigte
Trocknungsvorrichtung;
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5:
einen vergrößerten Ausschnitt
aus 4;
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6:
einen horizontalen Längsschnitt durch
die in 3 gezeigte Trocknungsvorrichtung;
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7:
einen vergrößerten Ausschnitt
aus 6:
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8:
eine dreidimensionale Ansicht (a), eine Vorderansicht (b) und eine
Rückansicht
(c) einer Induktionsspule für
eine Trocknungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
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9 eine
Draufsicht (a), eine Seitenansicht (b) und eine Unteransicht (c)
der in 8 gezeigten Induktionsspule.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 mit
insgesamt zehn Bearbeitungsstationen 30a bis j. Diese sind
mit voneinander gleichen Abständen
auf einer Kreisbahn 31 verteilt. An einer Fördervorrichtung 40 sind
ebenfalls zehn mit voneinander gleichem Abstand auf einer Kreisbahn
angeordnete Haltevorrichtungen 50 angeordnet. Jede der
zehn Haltevorrichtungen 50 hält eine Getränkedose 20.
Die Getränkedosen 20 sind
als einteilige, hohlzylindrische Behälter aus Aluminium oder Weißblech mit
einem offenen Ende und einem als Dosenboden ausgebildeten geschlossenen
Ende ausgebildet.
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Die
zehn Haltevorrichtungen 50 und die daran gehaltenen zehn
Getränkedosen 20 sind
jeweils im Wesentlichen gleich ausgebildet und daher der Übersichtlichkeit
halber in den 1 und 2 mit nur
jeweils einem Bezugszeichen versehen.
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Die
Fördervorrichtung 40 ist
um eine Rotationsachse 41 antreibbar und kann die Haltevorrichtungen 50 taktweise
in Richtung des Pfeils 42 von einer der Bearbeitungsstationen 30a bis
j zur nächsten transportieren.
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Die
Haltevorrichtungen 50 sind um eine jeweilige Rotationsachse 51 antreibbar
und können
auf den Haltevorrichtungen gehaltene Getränkedosen 20 jeweils
in Richtung der Pfeile 52 rotieren. Vorzugsweise können die
Getränkedosen 20 auf
den Haltevorrichtungen 50 um 360° oder mehr rotieren. Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Getränkedosen 20 an
einer oder mehreren der Bearbeitungsstationen 30a bis j
jeweils einmal um 360° rotieren,
um die gesamte Außenwand
der Getränkedosen 20 bearbeiten
zu können.
Der Dosenboden kann dabei unbearbeitet bleiben. Die Getränkedosen 20 sind
vorzugsweise gegenüber
der Vorrichtung 10 geerdet, vorzugsweise über einen
sehr hohen Widerstand, insbesondere einen Widerstand in der Größenordnung
von ca. 3–33 MΩ.
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Eine
mögliche
von Folge von Bearbeitungsstationen 30a bis j wird im Folgenden
beispielhaft beschrieben. Bearbeitungsstation 30a kann
als Aufnahmestation ausgebildet sein, um die Getränkedosen 20 auf
die Haltevorrichtungen 50 aufzubringen. Bearbeitungsstation 30b kann
als Test- beziehungsweise Prüfstation
ausgebildet sein, die dazu dient, fehlerhafte, beschädigte oder
verunreinigte Getränkedosen 20 zu
identifizieren und gegebenenfalls auszusondern, um Beschädigungen
an der Vorrichtung und/oder Qualitätseinbußen in der Oberflächenbearbeitung
der Getränkedosen 20 zu
verringern oder verhindern. Bearbeitungsstationen 30c bis
e können als
digitale Druckstationen ausgebildet sein, die die Getränkedosen 20 mit
jeweils einer anderen flüssigen
Farbe bedrucken. Bearbeitungsstation 30f kann als erfindungsgemäße Trocknungsstation
zur induktiven Trocknung der Oberfläche der jeweiligen Außenwand
der Getränkedosen 20 ausgebildet
sein. Bearbeitungsstation 30g kann eine Lackierstation
sein, die dazu dient, die bedruckten und getrockneten Getränkedosen 20 mit
einer Lackschicht zu versehen. Bearbeitungsstationen 30h und
i können
weiteren Bearbeitungsschritten dienen. Bearbeitungsstationen 30j kann
als Entnahmestation ausgebildet sein, um die Getränkedosen 20 wieder
von den Haltevorrichtungen 50 zu entfernen.
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2 zeigt
in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß 1.
Darin ist zu erkennen, dass auf beiden Seiten einer rechtwinklig
zur Rotationsachse 41 der Fördervorrichtung 40 verlaufenden Ebene
eine jeweils gleiche Anzahl von Haltevorrichtungen 50, 53 angeordnet
ist. Vorzugsweise ist auch auf beiden Seiten der rechtwinklig zur
Rotationsachse 41 der Fördervorrichtung 40 verlaufenden
Ebene eine jeweils gleiche Anzahl Bearbeitungsstationen (in 2 nicht
dargestellt) angeordnet.
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Zwei
jeweils gegenüberliegende
Haltevorrichtungen 50 und 53, deren Rotationsachsen 51 zusammenfallen,
sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen Rotationsantrieb (nicht
dargestellt) angetrieben.
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Diese
im Wesentlichen symmetrische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es
in vorteilhafter Weise, eine Vielzahl von Getränkedose 20 mit einer
gemeinsamen Fördervorrichtung 40 taktweise
zu den Bearbeitungsstationen 50 beziehungsweise 53 zu
transportieren und an jeder der Bearbeitungsstationen 50 beziehungsweise 53 um
die jeweiligen Rotationsachsen 51 zu rotieren. Dadurch
kann eine effizientere Oberflächenbearbeitung
von Getränkedosen
realisiert werden.
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Das
in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel
weist zehn Bearbeitungsstationen 30a bis j und zehn Haltevorrichtungen 50 auf.
Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die erfindungsgemäßen Vorteile
ebenso in Vorrichtungen mit mehr oder weniger Bearbeitungsstationen
und Haltevorrichtungen verwirklicht sein können.
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Die 3 bis 7 zeigen
eine Trocknungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen
Ansichten: 3 einen vertikalen Längsschnitt, 4 einen
Querschnitt, 5 einen vergrößerten Ausschnitt
aus 4, 6 einen horizontalen Längsschnitt
und 7 einen vergrößerten Ausschnitt
aus 6. Gleiche Teile sind in diesen Figuren mit gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
als eine Bearbeitungsstation einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung
vorgesehene Trocknungsvorrichtung 100 dient dem Trocknen
eines jeweiligen sich an der Trocknungsstation 100 befindlichen
Gegenstands; in den Figuren ist dieser Gegenstand eine Getränkedose 120,
die in einem Hüllkreis 150 angeordnet
ist. Der Hüllkreis 150 stellt
den äußeren Durchmesser
der Bearbeitungsstationen 50 mit den Getränkedosen 120 dar.
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Die
Trocknungsvorrichtung 100 weist eine Induktionsspule 110 mit
einer Spule 111, die von Blechpaketen 112 umgeben
ist, auf. Weiterhin weist die Trocknungsstation 100 einen
Temperaturfühler 130 auf.
Der Temperaturfühler 130 ist
vorzugsweise ein berührungslos
messender Infrarotsensor. Er misst die vom Objekt, insbesondere
von der Getränkedose 120,
emittierte Infrarotstrahlung und berechnet auf dieser Grundlage
die Oberflächentemperatur. Vorzugsweise
wird der Messfleck über
ein integriertes Doppel-Laservisier in Größe und Lage auf dem Objekt,
insbesondere auf der Getränkedose 120,
exakt markiert. Der Abstand des Temperaturfühlers 130 ist mit
dem Doppel-Laser zum Objekt, insbesondere zu der Getränkedose 120,
einstellbar. Mit dem Bezugszeichen 131 ist der Fokus-Hüllkreis
des Doppel-Lasers markiert. Der Temperaturfühler 130 misst die
Erwärmung
der Oberfläche
der Getränkedose 120 und
das entsprechende Signal wird vorzugsweise zur Steuerung bzw. Regelung
der Trocknungsvorrichtung 100, insbesondere der Induktionsspule 110 mit
der Spule 111 und den Blechpaketen 112 verwendet.
Insbesondere ist es bevorzugt, eine Erwärmung der Oberfläche der
Getränkedose 120 von
ca. 40 bis 80°C
sicherzustellen.
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Oberhalb
der Induktionsspule 110 mit der Spule 111 und
den Blechpaketen 112 ist eine Absaugvorrichtung 140 angeordnet
mit einem Absaugschacht 141 und einer Absaugleitung 142.
Wie insbesondere in den 5 und 7 zu erkennen
ist, ist zwischen den Blechpaketen 112 der Induktionsspule 110 ein
Absaugschlitz 143 ausgebildet, der mit dem Absaugschacht 141 in
Verbindung steht, so dass bei der Trocknung der auf der Getränkedosenoberfläche aufgebrachten
Druckfarben entweichende Lösungsmittel
durch den Absaugschlitz 143, den Absaugschacht 141 und
die Absaugleitung 142 abgesaugt werden können. Auf
diese Weise kann ein Austreten von möglicherweise gesundheits- und/oder umweltbelastenden
Dämpfen
verhindert werden. Der durch die Absaugung entstehende Luftstrom
verbessert weiterhin in vorteilhafter Weise den Trocknungsvorgang.
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Die 8 und 9 zeigen
eine Induktionsspule 110 mit Spule 111 und Blechpaketen 112 für eine Trocknungsvorrichtung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in verschiedenen Ansichten: 8a eine
dreidimensionale Ansicht, 8b eine
Vorderansicht, 8c eine Rückansicht, 9a eine Draufsicht, 9b eine
Seitenansicht und 9c eine Unteransicht.
Gleiche Teile sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
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Die
Induktionsspule 110 weist eine Spulenhalterung 114 mit
einem Befestigungsflansch 115 sowie einen Haltestift 113 auf.
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Ausgehend
von der Spulenhalterung 114 verläuft die Spule 111 vorzugsweise
in zwei im Wesentlichen parallelen Strängen 111a, b, die über einen
bogenförmigen
Abschnitt verbunden sind. An den im Wesentlichen parallelen Strängen 111a,
b der Spule 111 sind eine Vielzahl von Blechpaketen 112 angeordnet.
Die Länge
L der im Wesentlichen parallelen Strängen 111a, b der Spule 111 mit
den Blechpaketen 112 ist vorzugsweise auf die Länge bzw. Höhe der Getränkedosen 120 abgestimmt,
so dass eine gleichmäßige Erwärmung der
Oberfläche
der Getränkedose 120 sichergestellt
werden kann. Die Länge
L der im Wesentlichen parallelen Strängen 111a, b der Spule 111 mit
den Blechpaketen 112 beträgt vorzugsweise ein Vielfaches
des Abstandes der beiden Stränge 111a,
b zueinander. Diese Ausgestaltung der Induktionsspule 110 ermöglicht eine
besonders effiziente Trocknung der Getränkedosen.
