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Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung, insbesondere einen Innenraumtrockner, und ein Verfahren zur Ausbildung einer Beschichtung mit mindestens einem vordefinierten Beschichtungsparameter in einem Hohlraum einer metallischen Dose, insbesondere einer Getränke- oder Lebensmitteldose.
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Trocknungsvorrichtungen zur Ausbildung einer Beschichtung in einem Hohlraum einer metallischen Dose sind grundsätzlich bekannt. Solche Trocknungsvorrichtungen werden auch als Innenraumtrockner oder als Internal Baking Oven, auch IBO, bezeichnet. In einem Prozessschritt vor der Trocknungsvorrichtung wird auf die den Hohlraum ausbildende Innenraumwandung ein Lack aufgetragen. In der Trocknungsvorrichtung wird dieser Lack getrocknet und/oder polymerisiert. Hierfür werden die Dosen durch die Trocknungsvorrichtung hindurchbewegt und währenddessen mit heißer Luft beaufschlagt.
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Die Qualität der Beschichtung hat einen Einfluss auf den Anwendungsbereich der Dose und auf die Haltbarkeit der in der Dose aufbewahrten Lebensmittel. Insbesondere solche Lebensmittel mit einem hohen Mineraliengehalt greifen die Beschichtung chemisch an, sodass hohe Anforderungen an die Qualität der Beschichtung gestellt werden.
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Beim Betrieb derartiger Trocknungsvorrichtungen werden verschiedene Parameter, die einen Einfluss auf die Qualität der Beschichtung haben, manuell eingestellt. Diese Einstellung erfolgt während des Betriebes der Trocknungsvorrichtung und ist maßgeblich von Erfahrungen des Bedieners abhängig.
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Es ist eine Anforderung aus der Industrie, derartige Trocknungsvorrichtungen möglichst unabhängig von der Erfahrung einzelner Bediener betreiben zu können. Ferner ist es ein Ziel, eine gleichbleibende Qualität der Beschichtung in den Hohlräumen der Dosen zu erzeugen, obwohl regelmäßig unterschiedliche Dosentypen mit der Trocknungsvorrichtung hergestellt werden.
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Die
DE 27 22 999 A1 betrifft ein Gerät zur Behandlung einer Aufeinanderfolge von einander ähnlichen Behältnissen wie beispielsweise Dosen. Die
EP 0 072 638 A1 offenbart einen Trocknungsofen für Behälter, beispielsweise Dosen.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Trocknungsvorrichtung und ein Verfahren zur Ausbildung einer Beschichtung mit mindestens einem vordefinierten Beschichtungsparameter in einem Hohlraum einer metallischen Dose bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine qualitativ hochwertige Beschichtung in einem Hohlraum einer metallischen Dose ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Trocknungsvorrichtung und einem Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Trocknungsvorrichtung, insbesondere einen Innenraumtrockner zur Ausbildung einer Beschichtung mit mindestens einem vordefinierten Beschichtungsparameter in einem Hohlraum einer metallischen Dose, insbesondere einer Getränke- oder Lebensmitteldose, umfassend eine Trocknungskammer, durch die die Dosen hindurchbewegbar sind, Einstellmittel mit zwei oder mehr steuerbaren Einstellungsgrößen, wobei die Einstellmittel angeordnet und ausgebildet sind, den mindestens einen Beschichtungsparameter der Beschichtung einzustellen und eine mit den Einstellmitteln signaltechnisch gekoppelte Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, die zwei oder mehr Einstellungsgrößen in Abhängigkeit von mindestens einem Dosenparameter derart zu steuern, dass die Beschichtung mit dem mindestens einen vordefinierten Beschichtungsparameter ausgebildet wird.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Qualität der Beschichtung im Hohlraum von metallischen Dosen von Einstellungsgrößen abhängig ist, die sich für unterschiedliche Dosentypen und/oder Lacke unterscheiden. Beispielsweise erfordert eine hohe und schlanke Dose andere Einstellungsgrößen, beispielsweise Fluidströme und Temperaturen, als eine breite und niedrige Dose. Ferner können unterschiedliche Lacke eingesetzt werden, für die zur Einstellung eines Beschichtungsparameters unterschiedlich gesteuerte bzw. eingestellte Einstellungsgrößen erforderlich sind.
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Der Erfinder hat darüber hinaus herausgefunden, dass ein automatisiertes Einstellen der Einstellungsgrößen in Abhängigkeit des Dosentyps beziehungsweise eines Dosenparameters der Dose eine hohe Qualität der Beschichtung ermöglicht. Somit können beispielsweise für jeden Dosentyp die Einstellungswerte der Einstellungsgrößen in der Steuerungsvorrichtung oder einer im Folgenden noch näher erläuterten Speichereinheit hinterlegt werden und somit umgehend, nachdem ein Dosentyp umgestellt wurde, die optimalen Einstellungswerte der Einstellungsgrößen eingesteuert werden können.
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Die Beschichtung in dem Hohlraum von metallischen Dosen wird durch die Trocknungsvorrichtung dadurch ausgebildet, indem der im Vorherigen aufgetragene Lack zu der Beschichtung durch Trocknung und Polymerisation ausgebildet wird.
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Die Trocknungsvorrichtung umfasst die Trocknungskammer, durch die die Dosen hindurch bewegbar sind. Die Trocknungskammer umfasst vorzugsweise eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite. Die Trocknungskammer weist vorzugsweise an der Eingangsseite einen Kammereinlass zum Eintreten der Dosen und an der Ausgangsseite einen Kammerauslass zum Austreten der Dosen auf. Es ist bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung eine im Folgenden näher beschriebene Fördervorrichtung aufweist. Zwischen dem Kammereinlass und dem Kammerauslass werden die Dosen beispielsweise mit einem Förderband der Fördervorrichtung befördert. Das Förderband ist üblicherweise fluiddurchlässig ausgebildet. Die Dosen werden üblicherweise von oben mit einem heißen Trocknungsfluid beaufschlagt, welches anschließend durch das Förderband hindurchtritt und von dort entweder einer Umluft und/oder einer Abluft zugeführt wird. Ferner kann die Trocknungskammer unterschiedliche Strömungsmittel aufweisen, um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Dosen mit dem Trocknungsfluid zu ermöglichen.
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Darüber hinaus weist die Trocknungskammer vorzugsweise eine, zwei oder mehrere Fluidzuführungen auf, die insbesondere mit einer im Folgenden noch näher erläuterten Fluidstromvorrichtung fluidisch gekoppelt sind. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Trocknungskammer im Wesentlichen fluiddicht ausgebildet ist, beispielsweise durch eine Kammerwandung.
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Ferner umfasst die Trocknungsvorrichtung die Einstellmittel mit zwei oder mehr steuerbaren Einstellungsgrößen. Das Einstellmittel kann beispielsweise eine Fluidstromvorrichtung zur Beaufschlagung der Dosen mit einem Trocknungsfluid sein, wobei die Einstellungsgrößen eine Temperatur des Trocknungsfluids und ein Fluidstrom des Trocknungsfluids sein können. Darüber hinaus können die Einstellmittel als ein Förderband ausgebildet sein oder dieses umfassen und eine der zwei oder mehr steuerbaren Einstellungsgrößen kann eine Fördergeschwindigkeit des Förderbands sein.
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Die Einstellmittel sind angeordnet und ausgebildet, den mindestens einen Beschichtungsparameter der Beschichtung einzustellen. Der Beschichtungsparameter der Beschichtung wird mit den Einstellmitteln unter anderem dadurch eingestellt, dass die Einstellmittel auf die Beschichtung einwirken. Dies kann beispielsweise mit dem im Vorherigen genannten Trocknungsfluid erfolgen. Die Einstellmittel sind vorzugsweise in der Trocknungskammer wirkend angeordnet.
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Die Trocknungsvorrichtung umfasst darüber hinaus die mit den Einstellmitteln signaltechnisch gekoppelte Steuerungsvorrichtung. Die Steuerungsvorrichtung ist eingerichtet, die zwei oder mehr Einstellungsgrößen in Abhängigkeit von mindestens einem Dosenparameter derart zu steuern, dass die Beschichtung mit dem mindestens einen vordefinierten Beschichtungsparameter ausgebildet wird. Ein Zusammenhang zwischen den zwei oder mehr Einstellungsgrößen, dem mindestens einen Dosenparameter und des mit dieser Kombination erzielbaren Beschichtungsparameters kann beispielsweise durch Versuche ermittelt werden.
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Dass die zwei oder mehr Einstellungsgrößen gesteuert werden, kann auch bedeuten, dass die zwei oder mehr Einstellungsgrößen eingestellt und/oder geregelt werden. Der Dosenparameter kann beispielsweise den Dosentyp beschreiben. Der Dosenparameter kann, wie im Folgenden noch näher erläutert, ein Dosenvolumen oder eine Dosenhöhe sein.
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Der Beschichtungsparameter kann eine Konstante sein. Der Beschichtungsparameter kann eine Porendichte sein. Die Porendichte wird bei derartigen Dosen in der Regel über eine Widerstandsmessung der beschichteten Dosen mittels eines Elektrolyts erfasst, indem der Stromfluss über eine bestimmte Zeit gemessen wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung umfasst eine mit der Steuerungsvorrichtung gekoppelte Speichereinheit, in der für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen jeweils ein Einstellungswert für mindestens einen vordefinierten Dosenparameter zur Einstellung des mindestens einen Beschichtungsparameters gespeichert und wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, den jeweils einen Einstellungswert für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen einzustellen, wenn eine Dose mit dem mindestens einen vordefinierten Dosenparameter hergestellt wird.
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Der Einstellungswert kann auch ein Einstellungsbereich sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass in der Speichereinheit für unterschiedliche vordefinierte Dosenparameter Einstellungswerte für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen gespeichert sind. Beispielsweise kann für eine 0,5 Itr.-Dose ein erster Satz an Einstellungswerten für die Einstellungsgrößen bereitgestellt werden und für eine Dose mit einem Volumen von 0,33 Itr. ein weiterer Satz an Einstellungswerten für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen.
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Die Speichereinheit kann integriert mit der Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Speichereinheit separat von der Steuerungsvorrichtung angeordnet sein. Eine separate Anordnung kann auch eine von der Trocknungsvorrichtung als solche beabstandete Anordnung sein. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung mittels einer Datenverbindung, beispielsweise über das Internet, mit der Speichereinheit gekoppelt sein.
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Der Dosenparameter wird in der Regel der Steuerungsvorrichtung zur Verfügung gestellt. Dies kann beispielsweise durch eine Herstellungsmaschine vor der Trocknungsvorrichtung erfolgen. Darüber hinaus kann eine zentrale Steuerungseinheit vorgesehen sein, die der Steuerungsvorrichtung den Dosenparameter bereitstellt.
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Im Falle, dass der Steuerungsvorrichtung mitgeteilt wird, dass Dosen mit dem mindestens einen vordefinierten Dosenparameter hergestellt werden, stellt die Steuerungsvorrichtung die Einstellungswerte für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen unmittelbar ein, sodass die Beschichtung mit dem mindestens einen Beschichtungsparameter hergestellt wird.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Einstellmittel eine Fluidstromvorrichtung zur Beaufschlagung der Dosen mit einem Trocknungsfluid umfassen oder sind, und die Fluidstromvorrichtung mit zumindest einer der zwei oder mehr Einstellungsgrößen steuerbar ist.
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Die Fluidstromvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl und/oder alle Einheiten der Trocknungsvorrichtung, die dazu angeordnet und ausgebildet sind, die Dosen mit dem Trocknungsfluid zu beaufschlagen. Teile der Fluidstromvorrichtung können beispielsweise Abluft- und Umluftventilatoren, Luftstromklappen, Heizeinheiten und andere auf das Trocknungsfluid wirkende Einheiten sein.
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Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fluidstromvorrichtung eine höhenverstellbare Düseneinheit aufweist, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Position der Düseneinheit ist, sodass eine lichte Höhe zwischen der Düseneinheit, insbesondere einem Düsenausgang, und der Dosen, insbesondere einer Dosenoberkante, einstellbar ist. Die Düseneinheit ist insbesondere in vertikaler Richtung höhenverstellbar. Insbesondere ist die Düseneinheit über einem Förderband, mit dem die Dosen durch die Trocknungskammer bewegt werden, höhenverstellbar angeordnet.
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Die Düseneinheit umfasst vorzugsweise zwei oder mehr Düsen. Die Düsen erstrecken sich vorzugsweise von einem Düseneintritt zu einem Düsenaustritt. Die Düsen weisen im bestimmungsgemäßen Betrieb vorzugsweise eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Durchtrittsachse auf. Der Düsenaustritt ist ferner vorzugsweise im bestimmungsgemäßen Betrieb den Dosen zugewandt.
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Die Höhe der Düseneinheit, insbesondere der Düsenaustritte, hat eine Auswirkung auf die Qualität der Beschichtung. Infolgedessen ist es zur Ausbildung der Beschichtung mit dem mindestens einen vordefinierten Beschichtungsparameter vorteilhaft, die Düseneinheit höhenverstellbar auszubilden. Die Düseneinheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl an einzelnen Düsen. Die Düseneinheit kann beispielsweise als ein Düsenblech ausgebildet sein. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb die Düseneinheit zwischen den Dosen und einem Lochblech zur Verteilung des Trocknungsfluids angeordnet ist. Die Düseneinheit ist ferner vorzugsweise angeordnet und ausgebildet, dass das aus der Düseneinheit austretende Trocknungsfluid auf die Dosen ausgerichtet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung umfasst einen mit der Düseneinheit gekoppelten Düsenstellantrieb, der angeordnet und ausgebildet ist, die Position der Düseneinheit, insbesondere in vertikaler Richtung, zu verstellen. Der Düsenstellantrieb ist ferner vorzugsweise mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelt, sodass der Düsenstellantrieb mit der Steuerungsvorrichtung ansteuerbar ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Trocknungsfluidgeschwindigkeit des aus der Düseneinheit ausströmenden Trocknungsfluids ist. Die Trocknungsfluidgeschwindigkeit kann beispielsweise mit einem im Folgenden beschriebenen Umluftventilator oder einem Abluftventilator gesteuert werden.
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Die Düseneinheit ist insbesondere zur unmittelbaren Beaufschlagung der Dosen mit dem Trocknungsfluid ausgebildet. Die Trocknungsfluidgeschwindigkeit hat einen Einfluss auf die Beschichtung der Dosen, da diese Fluidbewegungen des Trocknungsfluids innerhalb des Hohlraums der Dosen die Qualität der Beschichtung beeinflusst.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung umfasst mindestens einen Druckverlustsensor zur Ermittlung eines Druckverlustes zwischen einem Düseneintritt und einem Düsenaustritt der Düseneinheit, um die Trocknungsfluidgeschwindigkeit zu ermitteln.
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Vorzugsweise weist die Düseneinheit den Druckverlustsensor auf. Der Druckverlustsensor ist vorzugsweise mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelt. Die Steuerungsvorrichtung ist ferner vorzugsweise eingerichtet, auf Grundlage des Druckverlustes die Trocknungsfluidgeschwindigkeit zu ermitteln.
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Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung umfasst einen Umluftkreislauf zur Rezirkulation des Trocknungsfluids in der Trocknungskammer mit einer mit einem Umluftstellantrieb gekoppelten Umluftklappe, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Stellung der Umluftklappe ist.
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Die Fluidstromvorrichtung umfasst vorzugsweise den Umluftkreislauf, die Umluftklappe und/oder den Umluftstellantrieb. Der Umluftstellantrieb ist vorzugsweise mit der Steuerungsvorrichtung zur Einstellung der Umluftklappe signaltechnisch gekoppelt. Die Stellung der Umluftklappe kann beispielsweise ein Öffnungsgrad zwischen 0 % und 100 % sein. Die Stellung der Umluftklappe beeinflusst den Luftstrom über die Breite des Förderbandes von rechts nach links.
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Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Umluftkreislauf zwei Trocknungsklappen aufweist, die seitlich auf einer ersten äußeren Seite der Trocknungskammer und seitlich auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten äußeren Seite der Trocknungskammer angeordnet sind. Falls die Produktionsgeschwindigkeit reduziert wird, werden die Dosen vorzugsweise auf einer Seite des Förderbandes befördert, da die Dosen im Bündel ein geringeres Risiko haben, umzufallen. Somit können die Umluftklappen auch zur Optimierung des Trocknungsprozesses bei einer nicht vollständig ausgelasteten Trocknungsvorrichtung eingesetzt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Umluftkreislauf einen Umluftventilator zur Bewirkung der Rezirkulation aufweist, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Drehzahl des Umluftventilators ist. Vorzugsweise umfasst die Fluidstromvorrichtung den Umluftventilator.
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Der Umluftventilator kann auch ohne die Umluftklappe in dem Umluftkreislauf vorgesehen sein. Der Umluftventilator ist vorzugsweise mit einem Fluidauslass und einem Fluideinlass der Trocknungskammer gekoppelt. Das Trocknungsfluid, mit dem die Dosen beaufschlagt wurden, kann anschließend durch den Umluftkreislauf zurück zum Umluftventilator gelangen und von dort abermals der Trocknungskammer zugeführt werden.
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Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass der Umluftventilator mit einem Frischlufteinlass zur Zuführung von Frischluft fluidisch gekoppelt ist.
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Es ist ferner bevorzugt, dass die Fluidstromvorrichtung einen Abluftventilator zur Bewirkung eines Abluftstroms aus der Trocknungskammer aufweist, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Drehzahl des Abluftventilators ist.
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Zur Ausbildung der Beschichtung ist es vorteilhaft, einen Umluftstrom und einen Abluftstrom derart einzustellen, dass die Beschichtung mit einer hohen Qualität und einer hohen Energieeffizienz herstellbar ist. Je größer der Abluftstrom aus der Trocknungskammer ist, desto höher ist die erforderliche Heizleistung zur Temperierung des Trocknungsfluids. Andererseits kann ein zu oft zirkuliertes Trocknungsfluid unzureichende Eigenschaften aufweisen, die die Beschichtung qualitativ mindern.
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Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung eine Fördervorrichtung zur Förderung der Dosen mit einer Fördergeschwindigkeit durch die Trocknungskammer umfasst, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen die Fördergeschwindigkeit ist.
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Ferner ist es bevorzugt, dass in der Trocknungskammer eine Kammertemperatur einstellbar ist, insbesondere mit der Fluidstromvorrichtung und/oder einer Heizeinheit, wobei eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen die Kammertemperatur ist.
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Die Kammertemperatur kann auch als ein Bereich angegeben werden. Die Heizeinheit kann beispielsweise ein Heizregister oder ein Gasbrenner sein. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen eine Dosentemperatur ist. Die Dosentemperatur kann beispielsweise mit einem Infrarotsensor ermittelt werden. Dieser Infrarotsensor ist vorzugsweise mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dosen mit einer Transportdichte, charakterisierend eine Dosenanzahl der Dosen pro Zeiteinheit, durch die Trocknungskammer beförderbar sind und eine der zwei oder mehr Einstellungsgrößen die Transportdichte ist. Die Trocknungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Förderband, mit dem die Dosen durch die Trocknungskammer befördert werden.
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Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass der Dosenparameter eine Dosengröße, eine Dosenform und/oder eine Lackart der im Hohlraum der Dose aufgebrachten Beschichtung ist. Die Dosengröße kann beispielsweise eine Dosenlänge, ein Dosendurchmesser, ein Verhältnis der Dosenlänge zu dem Dosendurchmesser und/oder ein Dosenvolumen sein. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Beschichtungsparameter eine Porendichte ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Ausbildung einer Beschichtung mit mindestens einem vordefinierten Beschichtungsparameter in einem Hohlraum einer metallischen Dose, insbesondere einer Getränke- oder Lebensmitteldose, insbesondere mit einer Trocknungsvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, umfassend die Schritte: Beaufschlagen der Dose mit einem Trocknungsfluid und Steuern von zwei oder mehr Einstellungsgrößen von Einstellungsmitteln in Abhängigkeit von mindestens einem Dosenparameter derart, dass die Beschichtung mit dem mindestens einen vordefinierten Beschichtungsparameter ausgebildet wird.
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Das Steuern der zwei oder mehr Einstellungsgrößen kann auch ein Einstellen und/oder Regeln bedeuten.
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Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Einstellen von jeweils einem Einstellungswert für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen, wobei die Einstellungswerte in Abhängigkeit von einem vordefinierten Dosenparameter definiert sind. Darüber hinaus kann das Verfahren den Schritt umfassen: Einstellen einer Position einer Düseneinheit, sodass eine lichte Höhe zwischen der Düseneinheit und der Dosen einstellbar ist.
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Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale beziehungsweise Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für eine Trocknungsvorrichtung und ihre Fortbildungen verwendet zu werden.
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Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Verfahrens und möglicher Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Trocknungsvorrichtung verwiesen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1: eine schematische, zweidimensionale Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung;
- 2: eine schematische, zweidimensionale Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Trocknungsvorrichtung;
- 3: eine schematische Ansicht einer Datenverarbeitung; und
- 4: eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens.
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In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine Trocknungsvorrichtung 1 zur Ausbildung einer Beschichtung mit mindestens einem vordefinierten Beschichtungsparameter in Hohlräumen von metallischen Dosen 2. Die Trocknungsvorrichtung 1 umfasst eine Trocknungskammer 4, durch die die Dosen 2 hindurchbewegt werden können und getrocknet werden. Ferner zeigt 1 mittels breiten Pfeilen die Fluidströme innerhalb und außerhalb der Trocknungsvorrichtung 1.
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Die Trocknungsvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus mehrere Einstellmittel, wie beispielsweise eine Düseneinheit 10, eine Umluftklappe 20, 20`, einen Umluftventilator 24, einen Abluftventilator 26 und eine Fördervorrichtung 34. Die Dosen 2 werden mit einer Fördervorrichtung 34 in der Förderrichtung 36 mit einer Fördergeschwindigkeit 38 befördert. Die Einstellmittel können jeweils mit Einstellungsgrößen eingestellt werden.
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Die Trocknungsvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus die mit den Einstellmitteln signaltechnisch gekoppelte Steuerungsvorrichtung 6. Die Steuerungsvorrichtung 6 umfasst darüber hinaus eine Speichereinheit 8, in der für die zwei oder mehr Einstellungsgrößen jeweils ein Einstellungswert für mindestens einen vordefinierten Dosenparameter zur Einstellung des mindestens einen Beschichtungsparameters gespeichert ist.
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In der Trocknungskammer 4 ist ferner die Düseneinheit 10 angeordnet. Die Düseneinheit 10 umfasst eine Vielzahl an Düsen, durch die das Trocknungsfluid 12 hindurchtreten kann. Vertikal über der Düseneinheit 10 ist ein Lochblech 32 zur besseren Verteilung des Trocknungsfluids 12 über der Düseneinheit 10 angeordnet. Unter der Düseneinheit 10 werden die Dosen 2 befördert, sodass das durch die Düseneinheit 10 tretende Trocknungsfluid 12 auf die Dosen 2 trifft.
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Die Düseneinheit 10 ist mit einem Düsenstellantrieb 11 gekoppelt. Mit dem Düsenstellantrieb 11 kann die Position der Düseneinheit 10 in vertikaler Richtung verstellt werden. Die Düseneinheit 10 ist mittels eines Getriebes mit dem Düsenstellantrieb 11 gekoppelt. Somit kann eine bessere Beschichtung an unterschiedlichen Dosen erzielt werden.
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Das Trocknungsfluid 12 zirkuliert unter anderem in einem Umluftkreislauf 18, sodass eine bessere Energieeffizienz ermöglicht wird. Ein Teil des Trocknungsfluids 12 kann durch den Abluftkanal 44 mittels des Abluftventilators 26 aus der Trocknungskammer 4 entweichen.
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Wie in 2 gezeigt ist, tritt das Trocknungsfluid 12 mit einer Trocknungsfluidgeschwindigkeit 14 durch die Düseneinheit 10 hindurch. Die Düseneinheit 10 umfasst darüber hinaus einen Druckverlustsensor 16 zur Ermittlung eines Druckverlustes zwischen einem Düseneintritt und einem Düsenaustritt der Düseneinheit 10, um die Trocknungsfluidgeschwindigkeit 14 zu ermitteln.
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Die Trocknungsvorrichtung 1 umfasst ferner im Umluftkreislauf 18 zwei Umluftklappen 20, 20`, die beide in 2 gezeigt sind. Die Umluftklappen 20, 20` sind mit einem in 1 gezeigten Umluftstellantrieb 22 gekoppelt, sodass mit dem Umluftstellantrieb 22 die Umluftmenge einstellbar ist. Ferner wird der Umluftstrom mit dem Umluftventilator 24 eingestellt. Der Umluftventilator 24 ist darüber hinaus mit einem Frischluftkanal 46, der ebenfalls eine Klappe aufweist, fluidisch gekoppelt. In Fluidstromrichtung ist vor dem Umluftventilator 24 eine Heizkammer 30 angeordnet, innerhalb derer ein Gasbrenner 28 das Trocknungsfluid 12 aufheizt.
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Die Dosen 2 werden von einem Doseneingang 40 ausgehend in die Trocknungskammer 4 gefördert. Auf einer dem Doseneingang 40 gegenüberliegenden Seite der Trocknungskammer 4 treten die Dosen 2 wieder aus der Trocknungskammer 4 heraus.
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3 zeigt die Datenverarbeitung der Steuerungsvorrichtung 6. Als Eingangsgrößen für die Steuerungsvorrichtung 6 wirkt der mindestens eine Dosenparameter 100 und der mindestens eine Beschichtungsparameter 102. In der Steuerungsvorrichtung 6 ist ein Zusammenhang hinterlegt, der auf Grundlage des mindestens einen Dosenparameters 100 und des mindestens einen Beschichtungsparameters 102 Einstellungswerte für die Einstellungsgrößen bestimmt oder hinterlegt ist. Der Beschichtungsparameter 102 kann auch eine Konstante sein.
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Im vorliegenden Fall sind die Einstellungsgrößen die Positionen 104 der Düseneinheit 10 und die Kammertemperatur 106. Auf Grundlage des Dosenparameters 100 und des Beschichtungsparameters 102 ermittelt die Steuerungsvorrichtung 6, dass die Position 104 der Düseneinheit den ersten Einstellungswert 108, beispielsweise eine zweite Position, und die Kammertemperatur 106 den zweiten Einstellungswert 110, beispielsweise 185° C, aufweist.
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In 4 ist ein schematisches Verfahren gezeigt. In Schritt 200 wird ein Dosenparameter 100 bereitgestellt. Der Dosenparameter 100 kann beispielsweise ein Dosenvolumen sein, beispielsweise 0,5 Itr. In Schritt 202 wird die Dose 2 mit dem Trocknungsfluid 12 beaufschlagt. In Schritt 204 werden die zwei oder mehr Einstellungsgrößen 104, 106 in Abhängigkeit des Dosenparameters 100 so gesteuert, dass die Beschichtung mit dem mindestens einen vordefinierten Beschichtungsparameter 102 ausgebildet wird.
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Mit der im Vorherigen beschriebenen Trocknungsvorrichtung 1 und dem korrespondierenden Verfahren wird die Herstellung von Dosen 2 mit einer qualitativ hochwertigen Beschichtung des Hohlraums ermöglicht. Somit kann die Aufbewahrungsdauer von Getränken und Lebensmitteln in den Dosen gesteigert werden. Des Weiteren kann die Qualität des Doseninhalts gesteigert werden, da die Beschichtung einen besseren Schutz ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trocknungsvorrichtung
- 2
- Dosen
- 4
- Trocknungskammer
- 6
- Steuerungsvorrichtung
- 8
- Speichereinheit
- 10
- Düseneinheit
- 11
- Düsenstellantrieb
- 12
- Trocknungsfluid
- 14
- Trocknungsfluidgeschwindigkeit
- 16
- Druckverlustsensor
- 18
- Umluftkreislauf
- 20, 20'
- Umluftklappe
- 22
- Umluftstellantrieb
- 24
- Umluftventilator
- 26
- Abluftventilator
- 28
- Gasbrenner
- 30
- Heizkammer
- 32
- Lochblech
- 34
- Fördervorrichtung
- 36
- Förderrichtung
- 38
- Fördergeschwindigkeit
- 40
- Doseneingang
- 42
- Umluftkanal
- 44
- Abluftkanal
- 46
- Frischluftkanal
- 100
- Dosenparameter
- 102
- Beschichtungsparameter
- 104
- erste Einstellungsgröße
- 106
- zweite Einstellungsgröße
- 108
- erster Einstellungswert
- 110
- zweiter Einstellungswert
