DE102016119864A1 - Stiftofen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stiftofen (1) zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters (2), zumindest umfassend:
einen Ofeninnenraum (3), in dem eine etwa vertikal ausgerichtete Transportebene (4) angeordnet ist, wobei stromauf der Transportebene (4) eine Zuströmkammer (5) und stromab der Transportebene (4) eine Abströmkammer (6) in dem Ofeninnenraum (3) angeordnet sind,
mindestens einen U-förmigen Kanal (7), der in der Transportebene (4) verläuft und hin zu der Abströmkammer (6) offen ist,
eine Fördereinrichtung (8) mit einer Vielzahl von Stiften (9), wobei die Stifte (9) jeweils zumindest teilweise in den U-förmigen Kanal (7) hineinragen und zum Halten eines röhrenförmigen Behälters (2) vorgesehen und eingerichtet sind,
mindestens eine Umwälzeinrichtung (10), die zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum (3) angeordnet und zum Bewegen eines in dem Ofeninnenraum (3) befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet ist,
mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung (11), die zum Umlenken des Fluids im Bereich einer offenen Seite (12) des U-förmigen Kanals (7) vorgesehen und eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stiftofen zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Gegenstands. Insbesondere kann die Erfindung zum Aushärten von Beschichtungen auf Getränkedosen verwendet werden.
  • Bei der Herstellung von metallischen Dosen für beispielsweise mit Kohlensäure versetzte Getränkeprodukte ist es bekannt die regelmäßig zylindrische Mantelfläche der Dose mit einer Beschichtung, wie etwa einem Überzug aus Lack oder Farbe zu versehen. Damit diese Beschichtung beständig bleibt, muss sie regelmäßig nach dem Aufbringen ausgehärtet werden. Hierzu können Stiftöfen verwendet werden, in denen die Beschichtung konvektiv erwärmt und so getrocknet beziehungsweise ausgehärtet oder sogar eingebrannt wird.
  • Stiftöfen weisen regelmäßig einen Kettenförderer auf, der an einer Kette befestigte Stifte entlang einer festgelegten und üblicherweise mehrfach gewundenen, insbesondere mäanderförmigen, Bahn durch einen Ofeninnenraum des Stiftofens führt. Normalerweise werden die Dosen halbfertig, d.h. noch an einer Stirnseite offen, jedoch bereits beschichtet, auf die Stifte aufgesteckt und mittels des Kettenförderers zur Trocknung durch den Ofeninnenraum geführt. Zur Steigerung der Effizienz und der Gleichmäßigkeit der konvektiven Erwärmung können die auf die Stifte aufgesteckten Dosen während des Durchlaufens des Ofeninnraums innerhalb eines einseitig offenen, im Wesentlichen U-förmigen Kanals geführt werden. Die Wände des Kanals weisen hierbei eine Perforierung auf, die ein relativ gleichmäßiges Anströmen der Dosenoberfläche, insbesondere der äußeren Dosenbodenfläche und des Dosenmantels begünstigt.
  • Im Zusammenhang mit dem Führen von Dosen in einem solchen U-förmigen Kanal ist jedoch zu berücksichtigen, dass bedingt durch gegebenenfalls vorliegende Abweichungen in der Dosenform und/oder durch die vergleichsweise wenig exakte Positionierung der Dose auf dem Stift stets ein Sicherheits- beziehungsweise Mindestabstand zwischen der Dose und den Kanalwänden des U-förmigen Kanals einzuhalten ist. Es wurde jedoch festgestellt, dass dieser Mindestabstand dazu führt, dass trotz einer Vergleichmäßigung der Anströmung durch die Perforation der Kanalwände, Teilbereiche der Dose nicht gleichmäßig, insbesondere ungleich schnell erwärmt werden. Dies konnte insbesondere an dem noch offenen Endabschnitt der Dose beobachtet werden, der hin zu der offenen Seite des U-förmigen Kanals weist oder sogar leicht aus dem U-förmigen Kanal hervorstehen kann. Dieser Endabschnitt wird regelmäßig langsamer erwärmt als andere Teilbereiche der Dose, was insgesamt zu einer längeren Aufheizzeit führt.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Stiftofen zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters angegeben werden, der eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des Behälters und eine möglichst gleichmäßige Trocknung der Beschichtung bei gleichwohl möglichst kurzer Aufheizzeit beziehungsweise Verweilzeit des Behälters in dem Stiftofen erlaubt. Zudem soll der Stiftofen möglichst kostenschonend und platzsparend herstellbar, einfach transportierbar sowie ressourcenschonend beziehungsweise energieeffizient betreibbar sein. Darüber hinaus soll der Stiftofen einen höheren thermischen und/oder strömungstechnischen Wirkungsgrad aufweisen als herkömmliche Stiftöfen.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Stiftofen zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters bei, der zumindest umfasst:
    • - einen Ofeninnenraum, in dem eine etwa vertikal ausgerichtete Transportebene angeordnet ist, wobei stromauf der Transportebene eine Zuströmkammer und stromab der Transportebene eine Abströmkammer in dem Ofeninnenraum angeordnet sind,
    • - mindestens einen U-förmigen Kanal, der in der Transportebene verläuft und hin zu der Abströmkammer offen ist,
    • - eine Fördereinrichtung mit einer Vielzahl von Stiften, wobei die Stifte jeweils zumindest teilweise in den U-förmigen Kanal hineinragen und zum Halten eines röhrenförmigen Behälters vorgesehen und eingerichtet sind,
    • - mindestens eine Umwälzeinrichtung, die zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum angeordnet und zum Bewegen eines in dem Ofeninnenraum befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet ist,
    • - mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung, die zum Umlenken des Fluids im Bereich einer offenen Seite des U-förmigen Kanals vorgesehen und eingerichtet ist.
  • Der Stiftofen ist insbesondere in einem Temperaturbereich von 100°C bis 300°C, vorzugsweise von 150°C bis 250°C betreibbar. In dem Ofeninnenraum des Stiftofens kann ein entsprechend erwärmtes Fluid zirkulieren, insbesondere um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Achse. Hierbei kann das normalerweise von einer Erwärmungseinrichtung aufgeheizte Fluid auf seiner Reise durch den Ofeninnenraum zunächst von der Umwälzeinrichtung beschleunigt werden und dann insbesondere in der nachstehend angegebenen Reihenfolge die Zuströmkammer, den U-förmigen Kanal und die Abströmkammer durchströmen. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass das Fluid nach dem Durchströmen der Abströmkammer, insbesondere entlang der Erwärmungseinrichtung (in der Art eines geschlossenen Kreislaufs) zu der Umwälzeinrichtung und/oder der Zuströmkammer rückgeführt wird.
  • Bevorzugt ist der röhrenförmige Behälter zumindest metallisch oder mit bzw. aus einem Blech gebildet. Bei dem röhrenförmigen Behälter handelt es sich vorzugsweise um eine Dose, eine Tube oder eine hülsenartige Blechverpackung. Bevorzugt ist der röhrenförmige Behälter einseitig, insbesondere an (nur) einer Stirnseite offen. Weiterhin bevorzugt ist der röhrenförmige Behälter, insbesondere mit einer Beschichtung auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis (vor-)beschichtet. Bei der Beschichtung kann es sich um einen Überzug, etwa mindestens eine Grundierungsschicht, Lackschicht und/oder Farbschicht handeln.
  • Bevorzugt ist die etwa vertikal ausgerichtete Transportebene vertikal oder mit einem Winkel von bis zu 25° [Grad], insbesondere bis zu 15° oder sogar bis zu 13° gegenüber einer vertikalen Ebene geneigt ausgerichtet. Besonders bevorzugt ist die etwa vertikal ausgerichtete Transportebene mit einem Winkel im Bereich von 5° bis 25°, insbesondere von 10° bis 15° oder sogar von 10° bis 13° gegenüber einer vertikalen Ebene geneigt ausgerichtet. Vorzugsweise weist der Verlauf des U-förmigen Kanals in der Transportebene mindestens einen oberen gebogenen Abschnitt, mindestens einen unteren gebogenen Abschnitt und (dazwischen) mindestens einen geraden Abschnitt auf, der den oberen gebogenen Abschnitt mit dem unteren gebogenen Abschnitt verbindet. Weiterhin bevorzugt ist der mindestens eine U-förmige Kanal mit einer parallel zu der Transportebene ausgerichteten Kanalbodenwand und zwei einander gegenüberliegenden, sich von der Kanalbodenwand weg und insbesondere hin zu der Abströmkammer erstreckenden Kanalseitenwänden gebildet. Gegenüberliegend zu der Kanalbodenwand ist der U-förmige Kanal offen beziehungsweise weist der U-förmige Kanal eine offene Seite auf. Bevorzugt sind die den U-förmigen Kanal bildenden Kanalwände perforiert, insbesondere mit mindestens einem perforierten Blech gebildet. So kann eine Fluidströmung, insbesondere vergleichmäßigt, durch die Kanalwände hindurchströmen. Die Perforation der Kanalwände kann (runde oder ovale) Löcher und/oder Schlitze aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Kanalbodenwand mit Schlitzen und/oder Löchern und sind die Kanalseitenwände mit Löchern perforiert.
  • Die Fördereinrichtung weist bevorzugt mindestens einen Kettenförderer auf. Besonders bevorzugt weist die Fördereinrichtung mindestens eine, insbesondere umlaufend antreibbare Förderkette auf, an der eine Vielzahl von Stiften gehalten ist. Die Stifte können sich im Wesentlichen senkrecht zu der Transportebene ausgerichtet, von der Förderkette weg erstecken. Insbesondere zum Halten des röhrenförmigen Behälters, kann der (jeder) Stift eine Innenseite des Behälters, insbesondere eine Innenseite einer geschlossenen Stirnseite des Behälters kontaktieren.
  • Die Umwälzeinrichtung kann mindestens ein (antreibbares) Laufrad aufweisen, an dem eine Vielzahl von Laufschaufeln gehalten ist. Bevorzugt ist die Umwälzeinrichtung mit mindestens einem Gebläse, (Umluft-)Ventilator oder Verdichter gebildet. Weiterhin bevorzugt weist die Umwälzeinrichtung ein Gehäuse, insbesondere eine Laufradgehäuse auf. In dem Laufradgehäuse kann das mindestens eine Laufrad angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Umwälzeinrichtung mindestens eine (Einström-)Düse aufweisen. Die (Einström-)Düse kann dem mindestens einen Laufrad strömungstechnisch vorgeordnet beziehungsweise stromauf des Laufrads angeordnet sein. Vorzugsweise ist die (Einström-)Düse in das Gehäuse integriert oder ein separates Bauteil, das mittels eines Düsenhalters an einem Rahmen der Umwälzeinrichtung in dem Ofeninnenraum gehalten und/oder befestigt ist.
  • Bevorzugt ist die Umwälzeinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet, das Fluid auf eine Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 20 bis 40 m/s [Meter pro Sekunde], insbesondere im Bereich des U-förmigen Kanals, zu beschleunigen.
  • Bevorzugt weist die Umwälzeinrichtung einen Rahmen auf. An und/oder in dem Rahmen kann mindestens ein Laufrad gehalten sein. Vorzugsweise weist die Umwälzeinrichtung mindestens ein Laufrad auf, das besonders bevorzugt mittels einer Welle innerhalb des Rahmens gehalten wird. Der Rahmen kann sich zumindest teilweise in den Ofeninnenraum hinein erstrecken. Vorzugsweise weist der Rahmen mindestens eine (Befestigungs- und/oder Montage-)Platte und/oder mindestens eine Strebe auf. Mindestens eine erste Platte des Rahmens ist vorzugsweise (direkt) mit einer Ofen-(innen-)wand verbunden. Besonders bevorzugt ist die erste Platte (direkt) an der Ofen-(innen-)wand angeordnet oder sogar in die Ofen-(innen-)wand eingesetzt. Das mindestens eine Laufrad kann an der ersten Platte gehalten sein. Eine zweite Platte des Rahmens kann, insbesondere parallel zu der ersten Platte ausgerichtet, in dem Ofeninnenraum angeordnet und/oder gehalten sein. Bevorzugt weist der Rahmen mindestens zwei oder sogar mindestens vier Streben auf. Die Streben können parallel zueinander ausgerichtet sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Streben, insbesondere von der ersten Platte ausgehend, in den Ofeninnenraum hinein. Die Streben können sich zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte erstrecken. Insbesondere dienen die Streben und/oder die zweite Platte zum Halten mindestens einer Einströmdüse. Bevorzugt ist an einem in den Ofeninnenraum hinein weisenden Ende der Streben eine Einstromdüse angeordnet und/oder befestigt. Mindestens eine der Streben kann innerhalb eines Laufradgehäuses angeordnet sein und/oder sich durch das Laufradgehäuse hindurch erstrecken. Das Laufradgehäuse kann an dem Rahmen der Umwälzeinrichtung angeordnet und/oder befestigt sein. Bevorzugt liegt ein (maximaler) Abstand zwischen einer Streben des Rahmens und einem (radial äußersten Punkt bzw. Außendurchmesser von mindestens einem) Laufrad der Umwälzeinrichtung im Bereich von 1 mm bis 100 mm, insbesondere von 15 mm bis 75 mm. Ein derart geringer Abstand ermöglicht eine besonders vorteilhafte Integration des hier vorgeschlagenen spiralförmigen Gehäuses in die Umwälzeinrichtung.
  • Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas oder ein Gasgemisch handeln. Weiterhin kann das Gas oder Gasgemisch zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit, etwa Wasser beladen sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Fluid um Luft. Alternativ oder kumulativ kann das Fluid mit einem inerten Gas, wie etwa Stickstoff gebildet sein.
  • Die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung ist zum Umlenken des Fluids im Bereich einer offenen Seite des U-förmigen Kanals vorgesehen und eingerichtet. In diesem Zusammenhang erfolgt das Umlenken des Fluids insbesondere derart, dass zumindest ein (An-)Teil des Fluids und/oder einer den U-förmigen Kanal (ausgehend von der Zuströmkammer, hin zu der Abströmkammer) durchströmenden Fluidströmung von einer Kanalseitenwand oder von beiden Kanalseitenwänden hin zu einer Kanalmitte gelenkt wird. Bevorzugt erfolgt das Umlenken hierbei kurz vor, während und/oder kurz nach dem Durchströmen der offenen Seite des U-förmigen Kanals.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet ist, zumindest einen hin zu der offenen Seite des U-förmigen Kanals strömenden Anteil des Fluids hin zu einem der Abströmkammer zugewandten Endabschnitt eines auf einen der Stifte aufsteckbaren Behälters zu lenken. Bei dem der Abströmkammer zugewandten Endabschnitt des Behälters handelt es sich insbesondere um einen Teilbereich des Behälters an dem eine Schnittkante und/oder die (einzige) offene Stirnseite des Behälters vorgesehen ist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung eine Vielzahl von durchströmbaren Öffnungen aufweist, die in einer in der Abströmkammer angeordneten Rückströmwand angeordnet sind. Bevorzugt weist die erste Strömungsleiteinrichtung mindestens 100 oder sogar mindestens 200 Öffnungen auf. Weiterhin bevorzugt sind die Öffnungen rund oder oval geformt. Die Öffnungen können (jeweils bzw. alle) einen Öffnungsdurchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 100 mm [Millimeter], bevorzugt von 0,1 mm bis 50 mm oder sogar von 2 mm bis 25 mm aufweisen. Die Rückströmwand ist insbesondere mit mindestens einem Blech gebildet, das in der Abströmkammer angeordnet ist. Bevorzugt ist die Rückströmwand im Wesentlichen parallel zu der Transportebene ausgerichtet. Vorzugsweise ist die Rückstromwand beabstandet zu dem U-förmigen Kanal angeordnet. Besonders bevorzugt liegt ein Abstand zwischen der offenen Seite des U-förmigen Kanals und der Rückströmwand im Bereich von 1 cm bis 30 cm, insbesondere von 2 cm bis 30 cm [Zentimeter]. Darüber hinaus kann zwischen dem U-förmigen Kanal und der Rückstromwand zumindest ein Teil der Fördereinrichtung angeordnet sein. Bevorzugt überlappt und/oder überdeckt die Rückströmwand den (gesamten) Verlauf des U-förmigen Kanals.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung mit mindestens einer Anordnung von durchströmbaren Öffnungen gebildet. Hierbei sind die durchströmbaren Öffnungen vorzugsweise in einer in der Abströmkammer angeordneten Rückströmwand angeordnet. Weiterhin bevorzugt ist die (jede) Anordnung der durchströmbaren Öffnungen dazu geeignet und eingerichtet, zumindest einen Anteil einer den U-förmigen Kanal verlassenden Fluidströmung zumindest teilweise einzuschnüren. So kann das aus dem U-förmigen Kanal abströmende Fluid, insbesondere im Bereich der offenen Seite des U-förmigen Kanals, dichter und/oder näher an den Behälter heran und/oder an dem Behälter entlang geführt werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Öffnungen (im Wesentlichen) nur in einem Öffnungsbereich der Rückströmwand angeordnet sind, der von den auf die Stifte aufsteckbaren Behältern überstrichen wird. Bevorzugt ist der Öffnungsbereich in der Art einer gegebenenfalls mehrfach gewundenen Bahn geformt, die dem Verlauf des U-förmigen Kanals folgt. Vorzugsweise sind die Öffnungen in einer dem Verlauf des U-förmigen Kanals entsprechenden Anordnung in der Rückströmwand angeordnet. Bevorzugt weist die Form des Öffnungsbereichs einen Verlauf mit mindestens einem oberen gebogenen Abschnitt, mindestens einem unteren gebogenen Abschnitt und (dazwischen) mindestens einem geraden Abschnitt auf, der den oberen gebogenen Abschnitt mit dem unteren gebogenen Abschnitt verbindet. Weiterhin bevorzugt weist der Öffnungsbereich eine Öffnungsbereichsbreite auf, die kleiner oder gleich einem Kanalseitenwand-Abstand ist, den die Kanalseitenwände zueinander aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Öffnungsbereichsbreite im Wesentlichen konstant entlang des Verlaufs des Öffnungsbereichs.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung mindestens ein erstes Umlenkelement aufweist, das im Bereich der offenen Seite des U-förmigen Kanals angeordnet und mit dem U-förmigen Kanal verbunden ist. Vorzugsweise weist das erste Umlenkelement eine Umlenkfläche auf, die relativ zu einer Kanalseitenwand des u-förmigen Kanals schräg ausgerichtet ist. Bevorzugt ist das mindestens eine erste Umlenkelement mit mindestens einem Umlenkblech beziehungsweise Luftleitblech gebildet. Vorzugsweise erstreckt sich das erste Umlenkelement, ausgehend von einem (hin zu der Abströmkammer weisenden) Ende einer Kanalseitenwand hin zu bzw. in die Abströmkammer und/oder hin zu einer Kanalmitte des U-förmigen Kanals. Weiterhin bevorzugt erstreckt sich das erste Umlenkelement, ausgehend von einem (hin zu der Abströmkammer weisenden) Ende einer Kanalseitenwand hin zu der Rückströmwand und hin zu einer Kanalmitte des U-förmigen Kanals.
  • Bevorzugt ist das mindestens eine erste Umlenkelement derart angeordnet und ausgerichtet, dass es den U-förmigen Kanal, insbesondere die offene Seite des U-förmigen Kanals zumindest teilweise (jedoch nicht vollständig) überdeckt. Besonders bevorzugt überdeckt das mindestens eine erste Umlenkelement mindestens 5% oder sogar mindestens 10% einer (parallel zu der Transportebene ausgerichteten) Querschnittsfläche des U-förmigen Kanals, insbesondere der offenen Seite des U-förmigen Kanals.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Stiftofen weiterhin zumindest umfasst:
    • - mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung, die in der Zuströmkammer angeordnet und zum Umlenken des Fluids vorgesehen und eingerichtet ist.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung derart angeordnet und ausgerichtet, dass mittels der mindestens einen zweite Strömungsleiteinrichtung eine, insbesondere von einem Laufrad der Umwälzeinrichtung erzeugte Fluidströmung hin zu dem U-förmigen Kanal gelenkt wird. Weiterhin bevorzugt umgibt die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung die Umwälzeinrichtung, insbesondere ein Laufrad der Umwälzeinrichtung zumindest teilweise.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung ein spiralförmiges Gehäuse der Umwälzeinrichtung aufweist. Insbesondere weist die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung ein spiralförmiges Laufradgehäuse der Umwälzeinrichtung auf. Bevorzugt ist das spiralförmige (Laufrad-)Gehäuse zwischen einer Ofeninnenwand und einer (Einström-)Düse der Umwälzeinrichtung angeordnet und/oder gehalten. Weiterhin bevorzugt ist eine Auslassöffnung des spiralförmigen (Laufrad-) Gehäuses, aus der das Fluid bzw. ein Fluidstrom austragbar ist, etwa vertikal nach oben und/oder hin zu dem U-förmigen Kanal ausgerichtet. Insbesondere ist die Umwälzeinrichtung unterhalb des Verlaufs des U-förmigen Kanals angeordnet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung mindestens ein zweites Umlenkelement im Bereich zwischen der Umwälzeinrichtung und dem U-förmigen Kanal aufweist. Bevorzugt ist das mindestens eine zweite Umlenkelement mit mindestens einem, besonders bevorzugt mit mindestens zwei oder sogar mit mindestens drei Umlenkblech(en) beziehungsweise Luftleitblech(en) gebildet. Weiterhin bevorzugt ist das mindestens eine zweite Umlenkelement beabstandet zu einer, insbesondere zu jeder Ofeninnenwand in der Zuströmkammer gehalten.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine zweite Umlenkelement sich parallel zu der Transportebene erstreckt, wobei das mindestens eine zweite Umlenkelement hin zu der Transportebene zumindest geneigt oder gekrümmt ist. Bevorzugt ist das mindestens eine zweite Umlenkelement etwa auf derselben Höhe angeordnet, wie der Verlauf des U-förmigen Kanals.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Stiftofen einen Trocknungsraum und einen Heizraum aufweist, die im verbundenen Zustand den Ofeninnenraum bilden, wobei der Trocknungsraum eine Trocknungsraum-Höhe im Bereich von 2 bis 3 m [Meter], insbesondere von 2 bis 2,6 m oder sogar von 2 bis 2,55 m aufweist. Weiterhin bevorzugt weist der Trocknungsraum ein (inneres) Trocknungsraumvolumen im Bereich von 15 bis 100 m3 [Kubikmeter], insbesondere von 20 bis 50 m3 oder sogar von 20 bis 25 m3 auf. Eine solch geringe Bauhöhe und/oder ein derart geringes Volumen des Trocknungsraum kann hier insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Aufheizzeit des Behälters in dem Stiftofen verkürzt werden kann, was insbesondere durch die Fluidführung mittels der ersten Strömungsleiteinrichtung und/oder der zweiten Strömungsleiteinrichtung erreicht werden kann. Eine entsprechend geringe Bauhöhe des Trocknungsraums, insbesondere in Verbindung mit einem entsprechend geringen Volumen des Trocknungsraums weist den besonderen Vorteil auf, dass der Trocknungsraum in einem Standardcontainer transportierbar ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Trocknungsraum eines Stiftofens mit einer Kapazität von mindestens 2.000 oder sogar von mindestens 2.400 Behältern pro Minute. Ein entsprechender Standardcontainer weist insbesondere folgende Innenmaße auf: Containerlänge: 12 m; Containerbreite: 2,35 m; Containerhöhe: 2,69 m. Ein solcher Standardcontainer wird auch als „40-Fuß-HC (High Cube) Container“ bezeichnet.
  • Bevorzugt weist der Stiftofen weiterhin mindestens eine Erwärmungseinrichtung auf, die zum Erwärmen eines in dem Ofeninnenraum befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet ist. Besonders bevorzugt weist die Erwärmungseinrichtung mindestens einen elektrisch und/oder mittels fossilen Brennstoffen betreibbaren Heizer auf. Insbesondere ist die Erwärmungseinrichtung mit einem in den Ofeninnenraum hineinbrennenden Ölbrenner oder Gasbrenner gebildet.
  • Darüber hinaus kann ein Abluftventilator vorgesehen sein, der vorzugsweise in der Abströmkammer angeordnet und/oder strömungstechnisch mit der Abströmkammer verbunden ist. Der Abluftventilator kann zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum und/oder an dem Stiftofen angeordnet sein. Der Abluftventilator dient insbesondere zum Absaugen von Fluid aus der Abströmkammer. Der Abluftventilator kann dazu beitragen, eine möglichst trockene Atmosphäre in dem Ofeninnenraum, insbesondere im Bereich des Trocknungsraums, bereitzustellen, beispielsweise, in dem der Abluftventilator Fluid aus dem Ofeninnenraum austrägt, das insbesondere nach Durchströmen des U-förmigen Kanals mit einer Flüssigkeit und/oder Verunreinigung(en) beladen sein kann. Insbesondere sollen so zumindest Anteile des Fluids ausgetragen werden können, die mit einem Kondensat, Wasser, Lösungsmittel(n) und/oder mit einem ggf. sogar brennbaren Fluid beladen sein können.
  • Unabhängig von der hier vorgestellten Lösung kann insbesondere zur Steigerung des thermischen und/oder strömungstechnischen Wirkungsgrads ein Stiftofen zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters beitragen, der zumindest umfasst:
    • - einen Ofeninnenraum, in dem eine etwa vertikal ausgerichtete Transportebene angeordnet ist, wobei stromauf der Transportebene eine Zuströmkammer und stromab der Transportebene eine Abströmkammer in dem Ofeninnenraum angeordnet sind,
    • - mindestens einen U-förmigen Kanal, der in der Transportebene verläuft und hin zu der Abströmkammer offen ist,
    • - eine Fördereinrichtung mit einer Vielzahl von Stiften, wobei die Stifte jeweils zumindest teilweise in den U-förmigen Kanal hineinragen und zum Halten eines röhrenförmigen Behälters vorgesehen und eingerichtet sind,
    • - mindestens eine Umwälzeinrichtung, die zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum angeordnet und zum Bewegen eines in dem Ofeninnenraum befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet ist,
    • - mindestens eine (zweite) Strömungsleiteinrichtung, die in der Zuströmkammer angeordnet und zum Umlenken des Fluids vorgesehen und eingerichtet ist.
  • Es sei angemerkt, dass die Bezeichnung „erste“ und „zweite“ Strömungsleiteinrichtung nur zur Abgrenzung zueinander so bezeichnet sind, also „erste“ und/oder „zweite“ Strömungsleiteinrichtungen unabhängig voneinander vorgesehen sein können.
  • Die im Zusammenhang mit dem zuerst vorgestellten Stiftofen erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Stiftofen auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:
    • 1: eine Schnittdarstellung eines Stiftofens,
    • 2: ein spiralförmiges Gehäuse,
    • 3 eine Seitenansicht eines Stiftofens,
    • 4: eine Detailansicht eines U-förmigen Kanals,
    • 5: eine Detailansicht eines weiteren U-förmigen Kanals, und
    • 6: eine Detailansicht einer Rückströmwand.
  • 1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines Stiftofens 1 zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters (hier nicht dargestellt). Der Stiftofen 1 weist einen Ofeninnenraum 3 auf, in dem eine etwa vertikal ausgerichtete Transportebene 4 angeordnet ist. Die in 1 beispielhaft eingetragenen Pfeile veranschaulichen, wie die Fluidströmung in dem Ofeninnenraum 3 zirkulieren kann. Stromauf der Transportebene 4 ist eine Zuströmkammer 5 und stromab der Transportebene 4 eine Abströmkammer 6 in dem Ofeninnenraum 3 angeordnet. Zudem weist der Stiftofen 1 einen U-förmigen Kanal 7 auf, der in der Transportebene 4 verläuft und hin zu der Abströmkammer 6 offen ist. Darüber hinaus hat der Stiftofen 1 gemäß der Darstellung nach 1 eine Fördereinrichtung 8 mit einer Vielzahl von Stiften 9, eine Umwälzeinrichtung 10, die zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum 3 angeordnet ist und eine Erwärmungseinrichtung 24, die zum Erwärmen eines in dem Ofeninnenraum 3 befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet und hier beispielhaft mit einem in den Ofeninnenraum 3 hineinbrennenden Gasbrenner gebildet ist. Die in 1 beispielhaft eingetragenen Pfeile deuten zudem an, wie die Umwälzeinrichtung 10, das mittels der Erwärmungseinrichtung 24 aufgeheizte Fluid ansaugt und in dem Ofeninnenraum 3 bzw. durch den Ofeninnenraum 3 bewegt.
  • Zudem ist in 1 gezeigt, dass der Stiftofen 1 einen Trocknungsraum 21 und einen Heizraum 22 aufweist, die im (hier dargestellten) verbundenen Zustand den Ofeninnenraum 3 bilden. Darüber hinaus ist in 1 veranschaulicht, dass der Trocknungsraum 21 eine Trocknungsraum-Höhe 23 aufweist.
  • 1 zeigt zudem eine zweite Strömungsleiteinrichtung 18, die in der Zuströmkammer 5 angeordnet und zum Umlenken des Fluids vorgesehen und eingerichtet ist. Die zweite Strömungsleiteinrichtung 18 weist hier beispielhaft vier zweite Umlenkelemente 20 auf, die im Bereich zwischen der Umwälzeinrichtung 10 und dem U-förmigen Kanal 7angeordnet sind. Die zweiten Umlenkelemente 20 sind hier beispielhaft mit Luftleitblechen gebildet, die sich parallel zu der Transportebene 4 (hier in die Zeichenebene hinein) erstrecken und hin zu der Transportebene 4 gekrümmt sind.
  • 2 zeigt schematisch ein spiralförmiges Gehäuse 19 der Umwälzeinrichtung 10, das die zweite Strömungsleiteinrichtung 18 alternativ oder kumulativ zu den in 1 gezeigten zweiten Umlenkelementen 20 aufweisen kann.
  • 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Stiftofens 1. Der hier dargestellte Stiftofen 1 ist beispielhaft in einen Trocknungsraum 21, einen Heizraum 22, einen dem Trocknungsraum 21 vorgeordneten Vortrockenrahmen 25 und eine dem Trocknungsraum 21 nachgeordnete Kühlzone 26 unterteilbar.
  • 4 zeigt schematisch eine Detailansicht eines U-förmigen Kanals 7. Der U-förmige Kanal 7 verläuft in der Transportebene 4 und ist hin zu der Abströmkammer 6 offen gebildet. Hin zu der Zuströmkammer 5 ist der U-förmige Kanal 7 mittels perforierter, teilweise durchströmbarer Kanalwände geschlossen. Auch in 4 ist die Strömung des Fluids beispielhaft mittels Pfeilen veranschaulicht. Gemäß der Darstellung nach 4 ragt ein Stift 9 einer Fördereinrichtung 8 zumindest teilweise in den U-förmigen Kanal 7 hinein. Darüber hinaus ist der Stift 9 zum Halten eines röhrenförmigen Behälters 2 vorgesehen und eingerichtet. Der röhrenförmige Behälter 2 wird mittels der Fördereinrichtung 8 durch den U-förmigen Kanal 7 geführt.
  • In 4 ist zudem eine erste Strömungsleiteinrichtung 11 gezeigt, die zum Umlenken des Fluids im Bereich einer offenen Seite 12 des U-förmigen Kanals 7 vorgesehen und eingerichtet ist. Die in 4 eingetragenen Pfeile veranschaulichen, dass die erste Strömungsleiteinrichtung 11 dazu vorgesehen und eingerichtet ist, zumindest einen hin zu der offenen Seite 12 des U-förmigen Kanals 7 strömenden Anteil des Fluids hin zu einem der Abströmkammer 6 zugewandten Endabschnitt 13 des Behälters 2 zu lenken. Hierzu weist die erste Strömungsleiteinrichtung 11 beispielhaft eine Vielzahl von durchströmbaren Öffnungen 14 auf, die in einer in der Abströmkammer 6 angeordneten Rückströmwand 15 angeordnet sind, wobei die Öffnungen 14 nur in einem Öffnungsbereich 16 der Rückströmwand 15 angeordnet sind, der von dem Behälter 2 überstrichen wird. Die Rückströmwand 15 ist hier geschnitten dargestellt.
  • 5 zeigt schematisch eine Detailansicht eines weiteren U-förmigen Kanals 7. Da die Bezugszeichen einheitlich verwendet werden, wir hier hinsichtlich der bereits erläuterten Merkmale auf die vorangehende Figurenbeschreibung verwiesen, die hier vollständig in Bezug genommen wird. Gemäß der Darstellung nach 5 weist die erste Strömungsleiteinrichtung 11 zwei erste Umlenkelemente 17 auf, die im Bereich der offenen Seite 12 des U-förmigen Kanals 7 angeordnet und mit dem U-förmigen Kanal 7 verbunden sind. Die ersten Umlenkelemente 17 sind hier beispielhaft mit Luftleitblechen gebildet. Darüber hinaus sind die ersten Umlenkelemente 17 derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie die offene Seite 12 des U-förmigen Kanals 7 teilweise überdecken.
  • 6 zeigt schematisch eine Detailansicht einer Rückströmwand 15. In der Rückströmwand 15 ist eine Vielzahl von durchströmbaren Öffnungen 14 einer ersten Strömungsleiteinrichtung 11 gebildet. In 6 ist aus einer anderen Perspektive als in 4 veranschaulicht, dass die Öffnungen 14 nur in einem Öffnungsbereich 16 der Rückströmwand 15 angeordnet sind, der von den Behältern 2 überstrichen wird. Hierzu ist der Blick gemäß der Darstellung nach 6 von der Seite auf die Rückströmwand 15 gerichtet.
  • Es wird hier ein Stiftofen zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters angegeben, der die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise löst. Insbesondere erlaubt der Stiftofen eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des Behälters und eine möglichst gleichmäßige Trocknung der Beschichtung bei gleichwohl möglichst kurzer Aufheizzeit beziehungsweise Verweilzeit des Behälters in dem Stiftofen. Zudem kann der Stiftofen möglichst kostenschonend und platzsparend hergestellt, einfach transportiert sowie ressourcenschonend beziehungsweise energieeffizient betrieben werden. Darüber hinaus kann der Stiftofen einen höheren thermischen und/oder strömungstechnischen Wirkungsgrad aufweisen als herkömmliche Stiftöfen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stiftofen
    2
    Behälter
    3
    Ofeninnenraum
    4
    Transportebene
    5
    Zuströmkammer
    6
    Abströmkammer
    7
    U-förmigen Kanal
    8
    Fördereinrichtung
    9
    Stift
    10
    Umwälzeinrichtung
    11
    erste Strömungsleiteinrichtung
    12
    offene Seite
    13
    Endabschnitt
    14
    Öffnung
    15
    Rückströmwand
    16
    Öffnungsbereich
    17
    erstes Umlenkelement
    18
    zweite Strömungsleiteinrichtung
    19
    Gehäuse
    20
    zweites Umlenkelement
    21
    Trocknungsraum
    22
    Heizraum
    23
    Trocknungsraum-Höhe
    24
    Erwärmungseinrichtung
    25
    Vortrockenrahmen
    26
    Kühlzone

Claims (10)

  1. Stiftofen (1) zum Trocknen einer Beschichtung mindestens eines röhrenförmigen Behälters (2), zumindest umfassend: - einen Ofeninnenraum (3), in dem eine etwa vertikal ausgerichtete Transportebene (4) angeordnet ist, wobei stromauf der Transportebene (4) eine Zuströmkammer (5) und stromab der Transportebene (4) eine Abströmkammer (6) in dem Ofeninnenraum (3) angeordnet sind, - mindestens einen U-förmigen Kanal (7), der in der Transportebene (4) verläuft und hin zu der Abströmkammer (6) offen ist, - eine Fördereinrichtung (8) mit einer Vielzahl von Stiften (9), wobei die Stifte (9) jeweils zumindest teilweise in den U-förmigen Kanal (7) hineinragen und zum Halten eines röhrenförmigen Behälters (2) vorgesehen und eingerichtet sind, - mindestens eine Umwälzeinrichtung (10), die zumindest teilweise in dem Ofeninnenraum (3) angeordnet und zum Bewegen eines in dem Ofeninnenraum (3) befindlichen Fluids vorgesehen und eingerichtet ist, - mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung (11), die zum Umlenken des Fluids im Bereich einer offenen Seite (12) des U-förmigen Kanals (7) vorgesehen und eingerichtet ist.
  2. Stiftofen nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung (11) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, zumindest einen hin zu der offenen Seite (12) des U-förmigen Kanals (7) strömenden Anteil des Fluids hin zu einem der Abströmkammer (6) zugewandten Endabschnitt (13) eines auf einen der Stifte (9) aufsteckbaren Behälters (2) zu lenken.
  3. Stiftofen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung (11) eine Vielzahl von durchströmbaren Öffnungen (14) aufweist, die in einer in der Abströmkammer (6) angeordneten Rückströmwand (15) angeordnet sind.
  4. Stiftofen nach Anspruch 3, wobei die Öffnungen (14) nur in einem Öffnungsbereich (16) der Rückströmwand (15) angeordnet sind, der von den auf die Stifte (9) aufsteckbaren Behältern (2) überstrichen wird.
  5. Stiftofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erste Strömungsleiteinrichtung (11) mindestens ein erstes Umlenkelement (17) aufweist, das im Bereich der offenen Seite (12) des U-förmigen Kanals (7) angeordnet und mit dem U-förmigen Kanal (7) verbunden ist.
  6. Stiftofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin zumindest umfassend: - mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung (18), die in der Zuströmkammer (5) angeordnet und zum Umlenken des Fluids vorgesehen und eingerichtet ist.
  7. Stiftofen nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung (18) ein spiralförmiges Gehäuse (19) der Umwälzeinrichtung (10) aufweist.
  8. Stiftofen nach Anspruch 6 oder 7, wobei die mindestens eine zweite Strömungsleiteinrichtung (18) mindestens ein zweites Umlenkelement (20) im Bereich zwischen der Umwälzeinrichtung (10) und dem U-förmigen Kanal (7) aufweist.
  9. Stiftofen nach Anspruch 8, wobei das mindestens eine zweite Umlenkelement (20) sich parallel zu der Transportebene (4) erstreckt und wobei das mindestens eine zweite Umlenkelement (20) hin zu der Transportebene (4) zumindest geneigt oder gekrümmt ist.
  10. Stiftofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stiftofen (1) einen Trocknungsraum (21) und einen Heizraum (22) aufweist, die im verbundenen Zustand den Ofeninnenraum (3) bilden, wobei der Trocknungsraum (21) eine Trocknungsraum-Höhe (23) im Bereich von 2 bis 3 m aufweist.
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