DE2102483C3

DE2102483C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche eines hohlen zylindrischen Gegenstandes

Info

Publication number: DE2102483C3
Application number: DE2102483A
Authority: DE
Inventors: Edwin Frederick Sheffield Lake Hogstrom; Eric Thomas Oberlin Nord; William Carl Sheffield Lake Stumphauzer
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1971-01-20
Publication date: 1974-07-18
Also published as: US3640758A; DE2102483A1; DE2102483B2; IT989575B; FR2084146A5; GB1325226A; CA950770A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche eines hohlen zylindrischen Gegenstandes mit offenen Enden, bei dem das Beschichtungsmaterial in flüssigem Zustand mit entgegengesetzten, sich überlappenden Sprühstrahlen in den Innenraum des Gegenstandes gesprüht wird.

Das Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Getränkedosen oder Dosen zur Aufnahme anderer Nahrungsmittel hat in der Vergangenheit eine starke Verbreitung gefunden. So ist es aus der britischen Patentschrift 483180 bekannt, schräge Sprühstrahlen in das eine offene Ende eines innen zu beschichtenden hohlen zylindrischen Behälters zu richten, der während der Beschichtung rotiert. Es hiit sich aber gezeigt, daß sich mit einem oder auch mehreren einseitigen Sprühstrahlen kein gleichmäßiges Sprühbild und damit keine gleichmäßig lineare Sprühmengenverteilung erzielen läßt. Je schlechter die Gleichförmigkeit desto höher ist aber der Verbrauch an Sprühmaterial, weil auch die am dünnsten beschichtete Stelle des Gegenstandes einen ausreichenden Überzug über den normalerweise aus Metall bestehenden Gegenstand bilden muß. Sprühmenge und -dauer müssen daher an den dünnsten Stellen innerhalb der ungleichförmigen Beschichtung orientiert werden.

Bekannt sind weiterhin — beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 848 819 — die sogenannten Lanzenverfahren, bei denen sich Sprühdüse und Gegenstand relativ zueinander mindestens in Längsrichtung bewegen. Dieses Lanzenverfahren kann zwar brauchbare Resultate liefern, arbeitet jedoch langsam. Schließlich ist es aus der USA.-Patentschrift 2 189 783 bekannt, eine offene Dose zunächst in einer Sprühstation von der einen und anschließend in einer

zweiten Station von der anderen Seite aus zu beschichten. Auch dieses bekannte Verfahren arbeitet aufwendig und vermag in der Gleichförmigkeit der Beschichtung nicht zu überzeugen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Beschicnten der Innenfläche eines hohlen zylindrischen Gegenstandes vorzuschlagen, mil dem sich ohne Qualitätseinbuße eine Einsparung an Sprühmateria! erzielen läßt und das gleichwohl einen höheren Ausstoß an beschichteten Gegenständen zuläßt. Bei einem Veridhren der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die sich überlappenden Sprühfächer aus luftlosen, feststehenden Sprühdüsen von außen her in die entgegengesetzten offenen Enden des rotierenden Gegenstandes gerichtet werden und daß die Sprühfächer jeweils vor dem der zugehörigen Sprühdüse entgegengesetzten offenen Ende des Gegenstandes beendet werden. Die Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahren: besteht darin, daß außerhalb der stirnseitigen Begrenzungen des Gegenstandes zwei Sprühdüsen ortsfest angeordnet und mit ihren Düsenöffnungen von beiden Seiten in das Innere Jos Gegenstandes weisend ausgerichtet sind.

Beim Beschichten eines Gegenstandes wird vor-/ugsweise so vorgegangen, daß dieser während des Beschichtungsvorganges mit einer Anzahl von vollen Umdrehungen sowie einem zusätzlichen Bruchteil einer Umdrehung, welche der Zeitdauer bis zum Erreichen der vollen Sprühstärke entspricht, rotiert. Dabei werden die Sprühfächer vorteühafterweise iluchtend gegeneinander und aufeinander aufprallend ausgestrahlt, sie sind dabei so geneigt, daß sie im Berührungspunkt mit der Innenfläche des Gegenstandes eine deren Bewegungsrichtung entgegengesetzte Tani;entialkomponente besitzen.

Die beiden Sprühdüsen sind vorzugsweise Fächerdüsen mit im Fächer unsymmetrischer Mengenverteüung, wobei die Stelle maximaler Sprühmenge innerhalb der Fächerebene jeweils außerhalb der Hauptachse des Fächers liegt. Außerdem wird es bevorzugt, daß jede Sprühdüse gegenüber dem Gegenstand derart ausgerichtet ist, daß die Stelle maximaler Sprühmenge ihres Fächers den Gegenstand an einer Stelle trifft, die von dem der Düse zugeordneten Einsprüh-Ende weiter als von dem entgegengesetzten Ende entfernt ist.

Der Vorteil der zuvor umrisnnen Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß eine optimale Beschichtungsverteilung bei wirtschaftlichem Be-Schichtungsmittelverbrauch erzielt wird. Außerdem ist die Produktivität der Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung deutlich größer als bei den bekannten Vorrichtungen. Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Grundriß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten der Innenflächen von Büchsenmänteln, in der das Beschichtungsmaterial durch die beiden offenen Enden des Büchsenmantels gesprüht wird,

Fig. 2 eine fragmentarische Seitenansicht einer fii; den Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß F i g. 1 geeigneten Büchsenrevolvcrvorrichtung,

F i g. 3 einen Grundriß einer dem Stand der Technik gemäßen »Sprühdüse mit einseitig stumpfem Sprühfächer« (»drumhead« nozzle), der insbesondere die Düsenblende zeigt,

F i g. 4 einen Grundriß einer »Sprühdüse mit einer profilierten Materialverteilung im Sprühfächer« (»controled distribution« nozzle), der insbesondere die Düsenblende zeigt,

F i g. 5 ein Spritzbild einer für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugten Sprühdüse gemäß F i g. 3,

F i g. 6 ein Spritzbild eiiier Sprühdüse gemäß Fig. 4,

F i g. 7 einen Grundriß von zwei in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten, dem Stand der Technik gemäßen Sprühdüsen gemäß F i g. 3 mit einseitig stumpfen Sprühfächern, die die Innenfläche einer Büchse sprühbeschichten,

F i g. 8 einen Schnitt 8-8 gemäß F i g. 7,

F i g. 9 einen Grundriß von zwei die Innenfläche einer Büchse erfindungsgemäß sprühbeschichtenden Düsen gemäß F i g. 4 mit profilierter Materialverteilung im Sprühfächer.

Die zu beschichtenden Büchsen oder Hohlkörper werden in eine Sprühstation bewegt, in der sie, während sie schnell rotieren, von stationären luftlosen Sprühpistoien beschichtet werden. Anschließend werden die noch rotierenden Büchsen aus der Sprühstation auf ein geneigtes Band oder in einen geneigten Schacht derart ausgestoßen, daß sie weiterhin rotierend in eine Trockenkammer rollen. Das Band oder der Schacht ist so lang, daß die Büchsen noch so lange rollen, daß sie eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführen. Die Anzahl der Umdrehungen reicht aus, daß die Beschichtung so zäh wird, daß sie nicht mehr fließt. Dadurch ist sichergestellt, daß die während des Sprühvorganges erzielte Gleichmäßigkeit der Beschichtung von der Verfestigung der Beschichtung durch Trocknen nicht zerstört wird. Danach werden die Büchsen in die Trockenkammer transportiert, in der die Beschichtung bei einer exakt vorgegebenen Temperatur während eines exakt vorgegebenen Zeitintervalls getrocknet wird.

Eine für den erfindungsgemäßen Zweck geeignete Revolver- und Drehvorrichtung ist im USA.-Patent 2 189 783 beschrieben, die zum Drehen der Büchsen in die Sprühstation und zum Rotieren der Büchsen in der Sprühstation verwendet wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten der Innenflächen von Büchsen wird jedoch nur eine Sprühstation und eine Rotierstation mit einer Drehrichtung für die zu beschichtenden Büchsen benötigt, im Gegensatz zu der in USA.-Patent 2 189 783 beschriebenen Vorrichtung, in der die zu beschichtenden Büchsen in entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren

Vorzugsweise sollte bei der Sprühbeschichtung der Büchseninnenfläche eine gleichmäßige Filmverteilung des Beschichtungsmaterials mit einem den Fertigungsspezifikationen gemäßen Flächengewicht erzielt werden. Als Beschichtungsmaterialten lassen sich ζ. Β Vinyl-, Epoxy-, Butoxy-, Phenol-, Acryl- und Alkyd-Harze und Modifikationen der genannten Harze odei andere geeignete Beschichtungsmaterialien ver wenden.

Die Filmdicke wird üblicherweise durch elektrisch« Widerstandsmessungen an mehreren Punkten an de Innenfläche der Büchse bestimmt. Die Übersprüh menge läßt sich durch Wiegen der Büchse und de

während des Sprühprozesses aufgefangenen überschüssig versprühten Materials bestimmen. Die Übersprühmenge wird dann als Prozentsatz der Menge des auf die Büchse gesprühten Materials plus der Menge des aufgefangenen überschüssig gesprühten Materials berechnet.

F i g. 1 bis 6 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten der Innenflächen von Hohlkörpern, z.B. Büchsen.

Gemäß Fig. 1 dreht eine Revolver- und Drehvorrichtung A einen an beiden Enden offenen Büchsenmantel 10 in eine Sprühstatior» S, in der zwei stationäre, vorzugsweise gleiche oder ähnliche Düsen 12 und 13 derart an entgegengesetzten Enden der Büchse angeordnet sind, daß sich die Innenflächen der Büchse besprühen und beschichten. Die Düsen 12 und 13 sind relativ zur Achse der Büchse, der Drehrichtung der Büchse und dem angestrebten Einfallswinkel des Sprühfächers auf die Innenfläche der Büchse derart angeordnet, daß sie eine schnelle Beschichtung gleichmäßiger Dicke bewirken. Die Düsen 12 und 13 und die automatischen Spritzpistolen 12 g und 13 g sind zu diesem Zweck derart drehbar, schwenkbar und einstellbar auf Revolvertischen 15 und 15' angeordnet, daß sich jede Düse 12 bzw. 13 zu der zu beschichtenden Innenfläche der Büchse positionieren und um horizontale und vertikale Achsen drehen läßt.

Jede Büchse rotiert in derjenigen Richtung, in der die vorspringende Kante der überlappten Naht des Büchsenmantels voran in den jeweiligen Sprühfächer läuft. Die Düsen 12 und 13 lassen sich so einstellen, daß sie eine Tangentialkomponente des Sprühfächers gegen die führende Kante der überlappten Naht richten. Die Büchse rotiert mit hoher Drehzahl, charakteristisch sind Drehzahlen zwischen 500 und 3ÜU0 Upm; ein typiüches Beispiel ist eine Drehzahl von 1800 Upm. Das Beschichtungsmaterial wird etwas länger als drei Umdrehungen lang in die Büchse gesprüht, d. h. für ungefähr 100 bis 200 msec. Während dieser Zeit wird eine gleichmäßige Beschichtung gewünschter Dicke, z.B. 0,5 bis 1,0 mg/cm², abgelagert. Übersprühverluste werden dadurch reduziert, daß der Einfallswinkel des Beschichtungsmaterials auf die Innenfläche der Büchse so gewählt und/oder eingestellt wird, daß sich die Sprühfächer überlappen und daß vorzugsweise einander entgegengesetzt gerichtet gesprühte Partikeln oder Ströme aufeinanderfallen und interferieren. Das Beschichtungsmaterial muß gute Benetzungs- und Adhäsions-Eigenschaften besitzen; ·>ρ seine Viskosität ist charakterisiert durch eine mit einem Zahn-Ausflußbecher Nr. 2 bei 25 C gemessene Ausflußzeit von 14 bis 40 see. Das Beschichtungsmaterial wird absichtlich in einem Abstand von z.B. 1,5mm vor der nächstgelegenen Kante der Büchse abgestrahlt, um bis zu der Kante und auf der Kante die volle Beschichtungsdicke sicherzustellen.

Unmittelbar nach dem die Büchse beschichtet worden ist und während sie noch rotiert, wird sie gemäß F i g. 1 in eine Ausstoßstation 16 gebracht, in der sie aus der Revolver- und Drehvorrichtung A ausgestoßen wird, so daß sie einen geneigten Schacht 18 hinab in eine Trockenkammer 20 rollt. Dadurch, daß die frischbeschichtete Büchse 10 noch ungefähr 30 bis 60 see mit ungefähr 270 Upm weiterrotiert und oder in der gleichen Zeit mit der gleichen Drehzahl den Schacht 18 hinab rollt, werden Akulumationen des Beschichtungsmaterials in der Büchse verhindert und das »Setzen« des Beschichtungsmaterials in gleichmäßiger Dicke vor dem Trocknen bewirkt. Die Länge des geneigten Schachtes 18 ist so gewählt, daß die Büchse 10 eine Mindestanzahl von »Setz«- Umdrehungen, z. B. 50, ausführt, während denen das Beschichtungsmaterial so zäh wird, daß es nicht mehr fließt und während denen flüchtige Bestandteile aus der Buche 10 austreten können, bevor die Büchse 10 in die Trockenkammer 20 gelangt. Am Ende des geneigten Schachtes 18 kann die Büchse 10 in die Trockenkammer 20 eintreten, in der die Beschichtung bei einer vorgeschriebenen Temperatur, z. B. bei 150 C, ungefähr 6 Minuten getrocknet wird. Diese Zeit reicht aus, um den aufgebrachten Film aus dem speziellen Beschichtungsmaterial auszuhärten.

Es wurde bereits erwähnt, daß erfindungsgemäß während des Aufsprühens der Beschichtung den jeweiligen Büchsentypen angepaßte bestimmte Drehzahlen bevorzugt werden. In gleicher Weise wird bevorzugt, daß die Büchse mindestens eine volle Umdrehung plus einem Bruchteil einer vollen Umdrehung ausführt. Dieser Bruchteil der vollen Umdrehung entspricht dem Umfangsabstand, den die Büchse bei ihrer Drehbewegung durchläuft, während sich der Durchfluß der Düse von 0 auf den vollen Wert aufbaut und umgekehrt, d. h. während sich das Ventil der Spritzpistole aus seiner Geschlossenstellung in seine Olfenstellung bewegt und umgekehrt. Die OfT-nungs- bzw. Schließzeit eines magnetisch gesteuerten, pneumatisch betätigten Ventils ist kurz, jedoch endlich und lang genug, so daß sich die sich schnell bewegende beschichtete Oberfläche einen nennenswerten Weg zurücklegt und mit einem Umfangskeil wachsender Dicke aus Beschichtungsmaterial bedeckt wird, während das Ventil öffnet. Daher ist es wünschenswert, daß dieser Keil mit einem gleichen entgegengesetzten Keil abnehmender Dicke bedeckt wird, während das Ventil schließt. Erfindungsgemaß sollte die Überlappung so vollständig als möglich sein und mit Hilfe einiger Versuchsläufe überprüft werden. Es ist ferner offensichtlich, daß der Einfluß einer unvollständigen oder fehlenden Überlappung mit der Anzahl der durchgeführten Sprühumdrehungen und damit mit der Anzahl der Beschichtungen abnimmt.

F i g. 2 zeigt eine zum Drehen der Büchse 10 in der Sprühstation S gemäß F i g. 1 geeignete Vorrichtung R. Gemäß F i g. 2 werden die zu beschichtenden Büchsen 10 von einem Revolverkopf 21 gehalten, der sich schrittweise um seine Achse dreht, um die Büchse 10 in die Drehvorrichtung R zu bringen. Die Drehvorrichtung R besitzt eine mittels eines Bügels 23 an einem Rahmen befestigte angetriebene Rolle 22. Eine Losrolle 24 hält die Büchse 10 im Reibungsschluß mit der angetriebenen Rolle 22.

Die Drehbewegung der angetriebenen Rolle 22 wird von miteinander kämmenden, von einem Kettenrad 27 und einer Kette 28 angetriebenen Zahnrädern 22', 25 und 26 bewirkt. Die Kette 28 ihrerseits kämmt mit einem Kettenantriebsrad (nicht dargestellt). Nach erfolgter Beschichtung wird die Büchse 10 in die Ausstoßstation 16 gebracht und rollt dann, wie bereits beschrieben, den Schacht 18 hinab.

F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemaß bevorzugte Ausführungsform einer Sprühdüse mit einseitig stumpfen Sprühfächcr. Ein übliches Verfahren zur Kalibrierung der Materialverteilung einer bestimmten

Düse besteht darin, mit der Längsachse des Sprühfächers in der Horizontalen einen kurzen Stoß Beschichtungsmaterial gegen eine vertikale Ersatzfläche zu sprühen. Die Ersatzfläche besitzt typischerweise alternierend vertikale Erhebungen und Vertiefungen, um die Wirkung abnormaler Einflüsse zu kompensieren, z. B. die Druckwelle der Spritzpistole, die Auswaschungen oder Verzerrungen des wahren Spritzbildes bewirken könnte. An der Ersatzfläche wird die auf jedes Flächenelement gesprühte Menge Beschichtungsmaterial durch die jeweilige relative Länge des unterhalb des zugeordneten Flächenelementes in der Vertiefung vertikal nach unten laufenden Baches wiedergegeben.

Diese Kalibrierung zeigt ausgeprägt die Charakteristiken jeder speziellen Düse. Eine erfindungsgemäß bevorzugte Sprühdüse mit einseitig stumpfen Sprühfächer besitzt gemäß F i g. 5 ein nach einer Seite stark verjüngtes Sprühbild F mit einer theoretischen 100%> — O*/o Flußverteilung und einer praktischen Flußverteilung von weitgehend 95°/o bis 5°/o. Der maximale Beschichtungsmaterialfluß tritt an einer in einem Abstand von ungefähr 95^fl/o der Fächerbreite von einem Ende des Fächers und 5% vom anderen Ende des Fächers liegenden Stelle 31 auf. Der Mengenfluß im Rest des Fächers nimmt weitgehend linear von der Stelle 31 maximalen Mengenflusses zu den Stellen minimalen Mengenflusses an jedem Ende des Fächers ab.

Gemäß F i g. 2 besitzt die Sprühdüse mit einseitig stumpfem Sprühfächer eine Blende O, die an einem Ende 32 am breitesten ist, um die Stelle maximalen Mergenflusses 31 im Fächer F zu erzeugen, und die sich zu einem schmalen Ende 33 hin verjüngt, daß der Stelle minimalen Längenflusses im Fächer F entspricht.

Eine andere erfindungsgemäß wirksam einsetzbare Düsenausführungsform ist die »Düse mit profilierter Materialverteilung im Fächer«, deren Spritzbild in F i g. f> dargestellt ist. Gemäß F i g. 6 tritt der maximale Materialfluß an einer Stelle 31' auf, deren Abstand von einem Ende des Fächers F' ungefähr 75°/o der Breite des Fächers F' und vom anderen Ende des Fächers F' rund 25 %> der Breite des Fächers F' beträgt. Der Materialfluß im Rest des Fächers F' nimmt weitgehend linear von der Stelle maximalen Materialflusses 31' zu den Stellen minimalen Materialflusses an jedem Ende des Fächers F' hin ab.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Blende O' einer Düse B' mit einer vorgegebenen 75o/„—25 «/o-Material verteilung im Fächer. Die Düse B' kann weitgehend der üblichen V-Düse entsprechen, deren Blende mit einem einzigen Schnitt in einen weitgehend halbkugelförmigen Dom gebildet wird, so daß ein bekanntes symmetrisches Spritzbild erzeugt wird; abweichend davon besteht die Blende O' jedoch aus einer glatt ineinanderübergehenden Verbindung eines langen schmalen Schnittes (in F i g. 4 auf der linken Seite dargestellt) mit einem kurzen breiten Schnitt (in F i g. 4 auf der rechten Seite dargestellt), so daß die maximale Breite der Blende O' ungefähr mit der 75 %>—25°/o-Linie A- zusammenfällt, um die 75 %>—25°/o-Verteilung des Spritzbildes gemäß F i p. 6 zu bewirken.

Fig. 1,7 und 8 zeigen schematisch das erfmdungspemäße Verfahren mittels eines Paares dem Stand der Technik gemäßer Sprühdüsen mit einseitig stumpfem Sprühfächer 12 und 13 zum Beschichten der Innenflächen von an beiden Enden offenen Büchsen 10. Die Düsen 12 und 13 besitzen Achsen 12a und 13«. Gemäß F i g. 7 sind die Düsen 12 und 13 gleichartig an den entgegengesetzten Enden der Büchsen 10 auf der gleichen Seite der Achse des Büchsenmantels derart angeordnet, daß gemäß F i g. 1 und 7 ihre Achsen 12a und 13a in der Horizontalen relativ zu einer Vertikalebene ν durch die Achse des Büch-

jo senmantels um einen Winkel ι geneigt sind. Die Düsen 12 und 13 sind vorzugsweise deswegen geneigt, um den Sprühfächer F gemäß F i g. 8 parallel zur Horizontalebene h auszurichten; ferner sind sie gemäß F i g. 7 in einem Abstand ζ vor der Ebene der Büchsenöffnung angeordnet. Gemäß F i g. 8 sind "die Düsen 12 und 13 in einem horizontalen Abstand χ und einem vertikalen Abstand y von der Schnittgeraden der Ebene h und ν angeordnet.

Die Düsen 12 und 13 sind so angeordnet, daß die

»o schmalen Teile N, d.h. die 5%> Teile, der Sprühfächer einander überlappen und vorzugsweise über ihre gesamte Breite aufeinanderprallen, während die breiten Teile W, d. h. die 95°/o Teile, der Sprühfächer einander nur um z. B. 25 mm überlappen und vor-

»5 zugsweise in dieser Breite aufeinanderprallen. Gemäß F i g. 8 rotiert die Büchse 10 in Richtung des Pfeiles a, so daß die Naht 34 mit ihrer vorspringenden Kante voran in den Sprühfächer F bewegt wird, um die vorspringende Kante der Naht 34 direkt und vollständig zu beschichten.

Ein günstiger Effekt der aufeinanderprallenden Sprühfächer ist die Reduktion und weitgehende Elimination von Übersprühverlusten. Durchgeführte Versuche und noch laufende Untersuchungen lassen vermuten, daß, obwohl der gemäß F i g. 7 unter den einander überlappenden Teilen der Sprühfächer liegende Teil der Innenfläche der Büchse 10 scheinbar prozentual mehr Farbe erhält als die restliche Innenfläche der Büchse 10, das Flächengewicht der Beschichtung dieses mittleren Teils der Innenfläche der Büchse 10 praktisch gleich dem Flächengewicht der Beschichtung des restlichen Teils der Innenfläche der Büchse 10 ist. Die einander nicht überlappenden Teile der Sprühfächer erzeugen auf den Flanschen 35 und 36 und auf der benachbarten Innenfläche der Büchse 10 wünschenswert gleichmäßige Mindestbeschichtungen. Dadurch, daß auf die weiter in der Büchse 10 gelegenen Flächenteile von den Spriihfächern mit über die Sprühfächerbreite abnehmenden Materialflußverteilungen die Flächen größeren Materialfhisses gerichtet sind, werden die unterschiedlichen Entfernungen von jeder Düse zu den zu beschichtenden Teilen der Innenfläche der Büchse 10 kompensiert. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Beschichtung über die gesamte Innenfläche der Büchse 10.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn bei hoher Drehzahl der Büchse 10 gleichzeitig durch beide offenen Enden der Büchse 10 aufeinanderprallende Sprühfächer gesprüht werden, sich bei einigen Zuständen des Beschichtungsmaterials, hinsichtlich Benetzbarkeit, Zähigkeit usw., auf dem unterhalb der aufeinanderprallenden Teile der Sprühfächer liegenden Teil der Innenfläche der Büchse 10 eine Beschichtung geringerer Dicke bildet. Es wird vermutet, daß dieses Ergebnis möglicherweise durch Zentrifugalkräfte, einen in dem Material in und nahe der Mitte der Büchse 10 vorübergehend eingeschlossenen Überschuß flüch-

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tigen Lösungsmittels und/oder die Bildung einer Bei einer beispielhaften Durchführung des erfin-

»Druckwand« im Zentrum der Büchse, an der eine dungsgemäßen Verfahrens wurde eine an beiden

größere Anzahl Beschichtungsmaterialpartikeln ab- Enden offene Büchse 10 mit Hilfe von Düsen mit

prallen, bewirkt wird. einseitig stumpfem Sprühfächer beschichtet. Die Dü-

Es wird gegenwärtig vermutet, daß die Druckwand 5 sen waren relativ zur vertikalen Ebene ν um einen

von dem Staudruck der in der Büchse 10 aufein- Winkel / von 52° geneigt. Die Büchse 10 hatte einen

anderprallenden Sprühfächer einer schnellen Frei- Durchmesser von ungefähr 70 mm und eine Länge

setzung von Lösungsmittel aus den Sprühfächern von ungefähr 120 mm. Die Düsen hatten einen

und der Rotation der Büchse gebildet wird. Es hat Wasserdurchsatz von ungefähr 450 cm³/min bei 35 at.

sich gezeigt, daß sich die Druckwand überwinden io Bei diesem Beispiel wurde das Beschichtungsmaterial

läßt, wenn, wie bereits beschrieben, die den Stellen mit 53 at gesprüht. Der Abstand ζ der Düse von der

31 maximalen Materialflusses benachbarten Teile der Ebene der Büchsenöffnung gemäß F i g. 7 betrug

beiden Sprühfächer einander überlappen und aufein- ungefähr 10 mm. Der Abstand χ der Düse von der

anderprallen, so daß eine größere Menge Beschich- Schnittgraden der Ebenen ν und h betrug ungefähr

tungsmaterial in den Aufprallbereich gestrahlt wird. 15 32 mm und der Abstandy gemäß Fig. 8 Null. Die

Wenn die das Spritzbild gemäß F i g. 6 erzeugen- Büchse 10 rotierte mit 1650 Upm, und die Spriih-

den Düsen mit profilierter Materialverteilung im dauer der Düsen betrug 135 msec. Als Beschichtungs-

Sprühfächer gemäß F i g. 4 eingesetzt werden, sind material wurde ein aus Vinylverbindungen bestehen-

sie so anzuordnen, daß die schmalen Teile W, d. h. der Lack verwendet, dessen Zähigkeit gemessen mit

die 25% Teile, der Sprühfächer am weitesten nach 20 einem Zahn-Meßbecher Nr. 2 bei 25° C auf 20 Se-

innen gerichtet sind, einander vollständig überlappen künden reduziert war. Das Reduziermittel war ein

und vorzugsweise aufeinanderprallen, während die geeignetes Lösungsmittel, Methyl-Isobutyl-Keton und

breiten Teile W, d.h. die 75 °/o Teile, der beiden Xylol. Das Material wurde auf 57 bis 6O⁰C aufge-

Sprühfächer nur teilweise einander überlappen und heizt. Nach dem Besprühen und Beschichten wurde

vorzugsweise nur teilweise aufeinanderprallen. 25 die Büchse 10 aus der Sprühstation freigegeben, ro-

Gemäß F i g. 9 sind die Düsen 12' und 13' mit tierte noch weiter und rollte mit ungefähr 272 Upm

profilierter Materialverteilung im Sprühfächer relativ 30 bis 60 Sekunden lang, bevor sie in die Trocken-

zur zu beschichtenden Büchse 10 weitgehend gleich kammer gelangte. In der Trockenkammer wurde die

den Düsen mit einseitig stumpfem Sprühfächer ange- Büchse 10 ungefähr 6 Minuten lang bei einer Tempe-

ordnet, d. h., die 25 ⁰Zo Teile N' ihrer Sprühfächer sind 30 ratur von 150⁰C getrocknet. Die getrocknete ucid

am weitesten nach innen gerichtet. Die Teile W der abgekühlte Beschichtung war innerhalb einer maxi-

beiden Sprühfächer prallen in ihrer gesamten Breite malen Abweichung von 0,2 mg'cm² gleichmäßig dick;

aufeinander, während die Teile W nur mit einem Teil die Ubersprühverluste betrugen 4%>.

ihrer Breite aufeinanderprallen. Die nicht aufein- Bei einer weiteren beispielhaften Durchführung des

anderprallenden Bereiche der Teile W erzeugen 35 erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine an beiden

auf der restlichen Innenfläche der Büchse 10 eine Enden offene Büchse 10 mit Düsen 12' und 13' mit

Beschichtung, deren Dicke weitgehend gleich der profilierter Materialverteilung im Sprühfächer be-

Dicke der Beschichtung unterhalb der aufeinander- schichtet. Die Düsen 12' und 13' waren relativ zur

prallenden Bereiche der Sprühfächer ist. vertikalen Ebene ν um einen Winkel i von 55° ge-

Wie bei den Düsen mit einseitig stumpfem Sprüh- 40 neigt. Die Büchse 10 hatte einen Durchmesser von fächer, scheint die größere Menge Beschichtungsmate- ungefähr 70 mm und eine Länge von ungefähr rial in den aufeinanderprallenden Teilen der Sprüh- 120 mm. Der Wasserdurchsatz der Düsen 12' und 13' fächer die zu erwartende Wirkung der Druckwand betrug 120 cm³/min bei 2,8 at. Bei diesem Beispiel zu überwinden. Wenn Düsen mit profilierter Material- wurde das Beschichtungsmaterial mit 53 at gesprüht, verteilung im Sprühfächer bei dem erfindungsgemäßen 45 Der Abstand ζ der Düsen 12' und 13' von den EbE)-Verfahren zur Beschichtung der Innenflächen von an nen der Büchsenöffnungen gemäß Fig. 7 und 9 beiden Enden offenen Büchsen eingesetzt werden, betrug ungefähr 10 mm. Der Abstand χ der Düsen erzeugen sie bei weitgehender Reduzierung der Über- 12' und 13' von der Schnittgraden der Ebenen ν spriihverluste eine weitgehend gleichmäßige Beschich- und h betrug ungefähr 32 mm. Der Abstand y gemäß tung auf der gesamten Innenfläche der Büchse, wenn so Fig. 8 war Null. Die Büchse 10 rotierte mit 1650 Upm, gleichzeitig die Sprühbedingungen hinsichtlich Be- und die Sprühdauer der Düsen 12' und 13' betrug netzbarkeit, Zrhigkeit usw. des Beschichtungsmate- msec. Die Büchse rollte dann mit 272 Upm 60 Serials berücksichtigt werden. künden nach. Als Beschichtungsmaterial wurde ein

Unabhängig davon, ob Düsen mit einseitig stump- aus Vinylverbindungen bestehender Lack verwendet, fern Sprühfächer, Düsen mit profilierter Materialver- 55 dessen Zähigkeit gemessen mit einem Zahn-Meßteilung im Sprühfächer oder andere Düsen bei dem becher Nr. 2 bei 25° C auf 22 Sekunden reduziert erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, wird worden war. Das Reduziermittel war ein geeignetes erfindungsgemäß bevorzugt, die beiden Sprühfächer Lösungsmittel, z. B. Methyl-Isobutyl-Keton und fluchtend gegeneinander zu richten und, wie bereits Xylol. Die Büchse 10 wurde in einer Trockenkammer beschrieben, aufeinanderprallen zu lassen. Die Buch- 60 ungefähr 6 Minuten bei 15O⁰C getrocknet. Die gesen werden jedoch auch dann zufriedenstellend be- trocknete und abgekühlte Beschichtung besaß innerschichtet, wenn die beiden Sprühfächer derart nicht halb einer maximalen Abweichung von 0,2 mg/cm² vollständig miteinander fluchten, daß sie zwar ein- eine gleichmäßige Dicke; die Übersprühverluste beander überlappen aber nicht aufeinanderprallen. trugen weniger als 4%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten der Innenfläche eines hohlen zylindrischen Gegenstandes mit offenen Enden, bei dem das Beschichtungsmaterial in flüssigem Zustand mit entgegengesetzten, sich überlappenden Sprühstrahlen in den Innenraum des Gegenstandes gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die sich überlappenden Sprühfächer aus luftlosen, feststehenden Sprühdüsen von außen her in die entgegengesetzten offenen Enden des rotierenden Gegenstandes gerichtet werden und daß die Sprühfächer jeweils vor dem der zugehörigen Sprühdüse entgegenge- »5 setzten offenen Ende des Gegenstandes beendet werden.

2. Verfahren nrch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand während des Beschichtungsvorgangs mit einer Anzahl von vollen Umdrehungen sowie einem zusätzlichen Bruchteil einer Umdrehung, welcher der Zeitdauer bis zum Erreichen der vollen Sprühstärke entspricht, rotiert.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühfächer fluchtend gegeneinander und aufeinander aufprallend ausgestrahlt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühfächer so geneigt werden, daß sie im Berührungspunkt mit der Innenfläche des Gegenstandes eine deren Bewegungsrichtung entgegengesetzte Tangentialkomponente besitzen.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während ungefähr drei Umdrehungen des Gegenstandes Beschichtungsmaterial gesprüht wird und daß Beschichtungsmaterial in einem Flächengewicht von ungefähr 0,6 bis 1,4 mg/cm² auf die Innenfläche des Gegenstandes aufgebracht wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühfächer weitgehend entlang einer Geraden auf die Innenfläche des Gegenstandes zum Auftreffen gebracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während ungefähr drei Umdrehungen des Gegenstandes Beschichtungsmaterial gesprüht wird und daß Beschichtungsmaterial in einem Flächengewicht von ungefähr 0,7 bis 1,0 mg/cm² auf die Innenfläche des Gegenstandes (10) aufgebracht wird.

■ 8. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Einrichtung zum Halten und zum Drehen des Gegenstandes um seine Achse, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der stirnseitigen Begrenzungen des Gegenstandes (10) zwei Sprühdüsen (12, 13) ortsfest angeordnet und mit ihren Düsenöffnungen von beiden Seiten in das Innere des Gegenstandes weisend ausgerichtet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Sprühdüse (12, 13) so ausgerichtet sind, daß sie in Längsrichtung winklig auf die Innenfläche des rotierenden Gegenstandes (10) sprühen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die

-zweite Sprühdüse (12, 13) flache, fächerförmige Spritzbilder (F) erzeugende Blenden (O) besitzen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sprühdüsen (12, 13) Fächerdüsen mit im Fächer unsymmetrischer Mengenverteilung sind und daß die Stelle maximaler Sprühmenge (31, 31') innerhalb der Fächerebene jeweils außerhalb der Hauptachse des Fächers liegt (F i g. 5, 6).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sprühdüse (12, 13) gegenüber dem Gegenstand (10) derart ausgerichtet ist, daß die Stelle maximaler Sprühmenge (31, 3Γ) ihres Fächers den Gegenstand an einer Stelle trifft, die von dem der Düse zugeordneten Einsprüh-Ende weiter als von dem entgegengesetzten Ende entfernt ist.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Sprühdüse (12, 13) Düsen mit einseitig stumpfen Sprühfächern sind

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch mit der Dreheinrichtung (R) verbundene Rolleneinrichtungen (16, 18), mittels deren der Gegenstand (IC) unter teilweiser Trocknung des Beschichtungsmaterials um seine Achse gerollt wird.