DE2161961C3 - Vorrichtung zum Fördern und zum Behandeln und/oder Bearbeiten von Werkstücken mittels einer Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern und zum Behandeln und/oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von einendig offenen Büchsen, mittels einer Flüssigkeit, mit einer Führung, in der die Werkstücke derart gleitend verschiebbar geführt sind, daß alle ihre zu behandelnden und/oder zu bearbeitenden Oberflächen zugänglich sind, und einer ersten Düsenanordnung, mittels der ein erster Flüssigkeitsstrom auf das Werkstück gerichtet wird zwecks Fortbewegung und Behandlung und/oder Bearbeitung des Werkstückes, wobei der Flüssigkeitsstrom so eingestellt ist, daß die gewünschte Fortbewegungsgeschwindigkeit erzieh wird.

Auf Grund der Entwicklung neuartiger Werkstoffe und Herstellungsverfahren hat die Verpackungstechnik einen raschen Aufschwung genommen, wobei es heut Zulage möglich ist, Behälter jeder erforderlichen Qualität zu niedrigen Gestehungskosten in früher für nicht erreichbar gehaltenen Mengen und Geschwindigkeiten herzustellen. Die verwendeten Automaten arbeiten mit

6; sehr hohen Geschwindigkeiten und gestatten die Ausbildung von Behältern mit jeder gewünschten vorläufigen oder endgültigen Formgebung und aus den verschiedenartigsten Werkstoffen einschließlich Glas, ver-

■rhiedenen Kunststoffen und in den häufigsten Fällen !us Metall und Metallegierungen wie z. & verzinntem Stahlblech kunststoffbeschichtetem Stahlblech, Alumi-._iumuj»_ch' Blechen aus Aluminiumlegierungen u.dgl. Metallbehälter dieses Typs sind wei verbreitet für die Verpackung der unterschiedlichsten Nahrungsmittel und Getränke wie auch verschiedener Erzeugnisse, die in'unter Druck stehenden Behältern geliefert werden, wie z. B. Farben, Lacken, Desinfektionsmitteln, Geruchbekämpfungsstoffen, Insektiziden usw.

Derartige Behälter werden üblicherweise als Teil des gesamten Herstellungsverfahrens im Anschluß an einen vorläufigen oder endgültigen Formvorgang verschiedenen Nachbehandlungen unterworfen, um die Widerstandsfähigkeit der Behälter gegenüber Korrosion und/oder Alterung bei der Lagerung zu steigern und die Behälter auf die erforderliche Sauberkeit zu bringen Behandlungen dieser Art bestehen im allgemein aus einer oder einer Kombination verschiedener chemischer Behandlungen, weiche beispielsweise aus den im folgenden genannten oder anderen Verfahrensschritten bestehen können, nämlich einer Reinigungsbehandlung, durch weiche Verschmutzungsstoffe wie ζ B die für die Prägestempel verwendeten Schmiermittel von den inneren und äußeren Oberflächen der Behälter entfernt werden, dem Aufbringen einer oder einer Kombination verschiedener Schutzbeschichtungen und/oder Überzügen auf die Oberflächen des Behälters, chemischen Veränderungen der Oberflächeneigenschaften der Behälter, um diese besser geeignet zur Aufnahme einer Beschichtung wie z. B. mit Farbe zu machen oder der Oberfläche ein gefälliges Aussehen zu verleihen, und verschiedenen Zwisichenbehandlungen wie z. B. Spülen, Trocknen u. dgl. Auf Grund der hohen Geschwindigkeiten, mit denen sich Behälter in modernen Maschinen herstellen lassen, und der zunehmenden Komplexität und Unterschiedlichkeit der Nachbehandlungen, denen solche Behälter unterworfen werden, hat sich ein immer stärkerer Bedarf für weitere Verbesserungen der zum Behandeln derartiger Behälter in Nachbehandlungsgängen dienenden Verfahren und Vorrichtungen entwickelt.

Nach der DT-OS 19 56 567 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Werkstükke durch eine Strömungsmittelleitung geschickt werden, durch die ein strömungsfähiges Arbeitsmittel schraubenförmig bewegt wird. Die Werkstücke werden dabei injektorartig in die Strömungsmittelleitung eingegeben und von dem Arbeitsmittel durch diese transportiert und dabei gleichzeitig behandelt und/oder bearbeitet. Es hat sich nun herausgestellt, daß bei einer derartigen Vorrichtung ein vorgegebener Zusammenhang zwischen der Länge der Leitung und der Stromungsmitteigeschwindigkeit hergestellt werden rnu«, um die erforderliche Behandlungszeit und die hierfür benötigte Verweildauer der Werkstücke in dem strömungsfähigen Arbeitsmittel zu gewährleisten.

Bekannt sind ferner Waschvorrichtungen für Träger von Getränkenaschen (US-PS 34 26 773) oder Büchsen (US-PS 28 61 540), bei denen die zu reinigenden Gegenstände durch Waschstraßen bewegt werden, wobei um die Waschstraße oder -bahn herum angeordnete Düsen unter unterschiedlichen Winkeln, unter anderem von hinten und von vorn, Waschflüssigkeit auf die Gegenstände sprühen. Abgesehen davon, daß diese bekannten Vorrichtungen lediglich eine Reinigung der Träger bzw. Büchsen ermöglichen, erscheint auch nach t-ilitr daß zusätzliche Fördereinrichtungen zur Bewegung der Träger oder Büchsen durch die Waschstraße erforderlich sind, die einen entsprechend höheren Fertigungs- und/oder Betriebsaufwand erforderlich machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Fördern und zum Behandeln und/oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von einendig offenen Büchsen, zu schaffen, mit der äußerst geringe Behandiungs- bzw. Bearbeitungszeiten ίο bei genauer Steuerung des Behandiungs- bzw. Bearbeitungsprozesses erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Fortbewegungsrichtung hinter der ersten Düsenanordnung eine zweite Düsenanordnung vorgesehen ist, mittels der ein zweiter Flüssigkeitsstrom auf das Werkstück gerichtet wird, der das Werkstück entgegengesetzt zur Fortbewegungsrichtung zu bewegen sucht, und daß Richtung und Stärke jedes der beiden Flüssigkeitsströme so gewählt sind, daO- das Werkstück zwischen den beiden Düsenanordnungen in seiner Vorwärtsbewegung vorübergehend verlangsamt wird. In vorteilhafter Weise wird hierbei der Behandlungsvorgang vermittels der durch die Verlangsamung der Werkstücke erzielten größeren Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Flüssigkeit stark intensiviert, so daß die Behandlung gleichmäßiger und sehr viel schneller erfolgt, wobei die Förderung der Werkstücke jedoch ausschließlich durch die Flüssigkeitsströme selbst in vorherbestimmbarer Weise erfolgt, so daß zur Erzielung des die sehr viel intensivere Bchandlungswirkung gewährleistenden Bewegungsablaufes der Werkstücke keinerlei zusätzliche Fördereinrichtung erforderlich ist. Darüber hinaus gestattet die freie Wählbarkeit des Verhältnisses der Strömungswerte zueinander ohne sveiteres eine optimale Anpassung der Behandlungsintensität bzw. -Dauer an den jeweiligen Behandlungsvorgang, ohne daß hierfür etwa bauliche Veränderungen an der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie etwa eine Verlängerung oder Verkürzung einer Behandlungsstrecke, erforderlich wären. In vorteilhafter Weise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung dabei gegenüber den bekannten Vorrichtungen zusätzlich noch eine vergleichsweise geringe Länge der Behandlungsstrecke auf, so daß sie bei verhältnismäßig kurzer Baulänge verhältnismäßig wenig Platz: beansprucht.

Es ist zwar bei Rohrpostanlagen schon bekannt (deutsche Patentschriften 6 70 348 und 10 21293), Rohrpostbüchsen mit Hilfe von Gegenluft abzubremsen, doch konnte dadurch die vorliegende Erfindung nicht nahegelegt werden; denn einmal geht es bei der Rohrpost nur um reine Beförderung, nicht auch um Bearbeitung oder Behandlung, so daß die hier wichtigen Probleme der Verweilzeil und intensiven Beaufschlagung überhaupt nicht angesprochen sind, und zum anderen Mal war auch nicht ohne weiteres im erkennen daß bei den hier zu betrachtenden Vorrichtungen mii auf eüic! Führung gelagerter, ur.d aus einer Düsenanordnung beaufschlagten Werkstücken der Mehrauf wand für einen Gegenstrom sich überhaupt iv-:h durcl do nennenswerte weitere Vorteile bezahlt machen würdi im Vergleich zu den schon beachüichen Variations möglichkeiten durch verschiedene Einstellung der Du seilanordnung und deren Speisung mit dem Flüssig keitsstrom. Insbesondere ist im Zusammenhang mit dei 65 erwähnten Rohrpostanlagen in keiner Weise angedeu tet. daß durch den Gcgenun-rn mehr erreicht werde kann als eine bloße Verzögerung, nämlich de; wichtig Vorteil, daß dir V'.'rlangsannmg mit einer erwünschte

intensiveren Beaufschlagung des Werkstücks einhergeht, wobei die Wählbarkeit des Verhältnisses der Strömungswerte zueinander eine große Freiheit in der Wahl der jeweils bestgeeigneten Arbeitsparameter gibt, insbesondere hinsichtlich der Behandlungszeit und der relativ zum Werkstück wirksamen Strömungsgeschwindigkeit.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Düsenanordnungen so angeordnet sind, daß der erste und der zweite Flüssigkeitsstrom nicht im Bereich der Werkstückführung aufeinanderprallen, wodurch in vorteilhafter Weise sichergestellt wird, daß in einem von den Werkstücken zu durchlaufenden Bereich keine Strömungsturbulenzen erzeugt werden, die die Förderung der Werkstücke und die gleichmäßige Behandlung von deren Oberflächen beeinträchtigen könnten.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Führung in an sich aus der DT-OS 19 56 567 bekannter Weise von mehreren im Abstand zueinander angeordneten parallelen Führungsstäben gebildet ist, die einen Durchgangskanal für die Werkstücke begrenzen, wodurch in vorteilhafter Weise eine gleichzeitige allseitige Behandlung des Werkstückes vermittels der erfindungsgemäßen, das Werkstück in entgegengesetzte Bewegungsrichtungen beaufschlagenden Flüssigkeitsströme gewährleistet wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die beiden Düsenanordnungen mehrere einzelne Düsen aufweisen, die in gleichmäßigen Abständen um die Führung herum angeordnet sind. Insbesondere mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die vorsieht, daß die öffnungen der Düsen zwischen den Führungsstäben angeordnet sind, werden hierdurch in vorteilhafter Weise gleichmäßig allseitig auf das Werkstück einwirkende Flüssigkeitsströme sichergestellt, die eine gleichmäßige Behandlung des Werkstückes noch weiter fördern.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Düsenströme ein nicht divergierendes Strömungsbilo' aufweisen. Hierdurch wird die Gleichmäßigkeit der erfindungsgemäßen Behandlung von Werkstücken noch weiter gefördert, indem eine laminare Aufprallströmung von im wesentlichen über den gesamten Aufprallbereich auf das Werkstück gleich großer Aufpraligescnwindigkeit erzeugt wird, so daß die Düsenströme beim Aufprall auf ein Werkstück eine Schnippwirkung ergeben und eine innige Berührung der Behandlungsflüssigkeit mit den Oberflächen unter Vermeidung einer Ausbildung ruhender Flüssigkeitsschichten gewährleisten. Gleichzeitig gestatten die dichten, nicht divergierenden Flüssigkeitsströme eine genauere Fokussierung und Konzentrierung der Ströme, ohne daß diese sich gegenseitig beeinflussen, so daß eine schnelle, gleichförmige und vollständige Behandlung in unerwartet kurzen Kontaktzeiten sichergestellt wird.

Zur Förderung der Ausbildung eines nicht divergierenden Strömungsbildes sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Düsenanordnung mit einem an eine Zuführleitung anschließbaren Sammelraum für die Behandlungs- und/oder Bearbeitungsflüssigkeit verbunden ist und daß der Sammelraum eine Leitvorrichtung aufweist, die einen axialen Eintritt der Flüssigkeit in laminarer Strömung in die Düsenanordnung bewirkt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die aus den Düsenanordnungen austretende Flüssigkeit im wesentlichen ausschließlich in axialer Bewegungsrichtung beaufschlagt ist, so daß die von den Düsenanordnungen abgegebenen Flüssigkeitsströme auch bei einer beliebigen Anordnung einer die Düsenanordnungen über die Zuführleitung speisenden Flüssigkeitsfördereinrichtung im wesentlichen ohne radiale Bewegungskomponente beaufschlagt sind. Hierdurch wird die Speisung aller Düsen einer Düsenanordnung mittels nur einer gemeinsamen Zuströmeinrichtung zur Erzeugung eines nicht divergierenden Strömungsbildes der Düsenströme aller zugeordneten Düsen ermöglicht. In ίο vorteilhaft einfacher und wirksamer Weise sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung eine Anordnung der Leitvorrichtung und des Sammelraumes in der Weise vor, daß der Sammelraum die Führung zumindest teilweise umgibt und daß die Leitvorrichtung ein im Sammelraum angeordnetes ringförmiges Leitblech ist, das zwischen dem Anschluß der Zuführleitung und dem Anschluß der Düsen angeordnet ist und mit einer äußeren Manschette des Sammelraums einen axialen, ringförmigen Spalt bildet.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Führung in an sich bekannter Weise (DT-OS 19 56 567) zumindest teilweise von einem Gehäuse umgeben ist, in dem die Behandlungs- und/oder Bearbeitungsflüssigkeit aufgefangen und aus diesem abgeleitet wird, wodurch in vorteilhafter Weise ein Versprühen der Flüssigkeit in die Umgebung vermieden wird, so daß ein unerwünschtes Austreten gefährlicher Flüssigkeiten verhindert und eine praktisch vollständige Rückgewinnung der Flüssigkeit sichergestellt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führung — wie an sich ebenfalls aus der DT-OS 19 56 567 bekannt ist — zumindest an einem Ende eine Befestigungsvorrichtung aufweist zwecks Verbindung mit einer weiteren Führung, die mit der ersten ausgerichtet ist. Hierdurch wird in vorteilhaft einfacher Weise eine Zu- und/oder Abführung von Werkstücken in die bzw. aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in Fortbewegungsrichtung hinter der zweiten Düsenanordnung eine dritte Düsenanordnung an der Führung angeordnet ist, mittels der ein Gasstrahl hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück gerichtet wird zwecks beschleunigter Fortbewegung und zur Entfernung von am Werkstück haftenden Flüssigkeitsteilchen. In vorteilhafter Weise wird hierdurch gewährleistet, daß die Werkstücke praktisch ohne Mitnahme von Flüssigkeit mit einer frei wählbaren Geschwindigkeit aus der Vorrichtung austreten, so daß ihre Weiterförderung in gewünschter Weise gewährleistet ist, während gleichzeitig Flüssigkeitsverluste und erforderlicher Trocknungsaufwand minimiert werden.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist zum einen vorgesehen, daß der Gasstrahl kontinuierlich ist, so daß keinerlei Steuerungsaufwand für die Förderung einzelner Werkstücke erforderlich ist, und zum anderen, daß im Bereich der dritten Düsenanordnung eine Fühlervorrichtung an der Führung angeordnet ist, die die Abgabe des Gasstrahls in Abhängigkeit von der Vorbeibewegung des Werkstücks in der Führung steuert, wodurch mit verhältnismäßig geringem zusätzlichem Aufwand eine Einsparung von unter Druck abzugebendem Gas ermöglicht wird.

Ein weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,

da3 in dem Gehäuse zwischen der zweiten und dritten Düsenanordnung eine Trennwand angeordnet ist und

daß die Führung durch eine öffnung in der Trennwand

geführt ist. In vorteilhaft einfacher Weise wird hier-

jureh eine Trennung zwischen einem Behandlungsabschnitt und einem Abscheideabschnitt der Vorrichtung erzielt, die ein Eintreten eines etwa von der Behandlungsflüssigkeit gebildeten Sprühnebels in den Abscheideabschnitt verhindert oder zumindest erheblich verringen, so daß die in dem Abscheideabschnitt vermittels des Gasstrahles erzielbare Trocknungswirkung noch weiter gefördert wird.

Schließlich sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Vorrichtung mit wenigstens einer weiteren Vorrichtung gleicher Art in Reihe angeordnet ist. Hierdurch wird eine aufeinanderfolgende Behandlung der Werkstücke mit unterschiedlichen Mitteln ermöglicht, wobei die Werkstücke selbsttätig von einer Vorrichtung in die folgende gefördert werden und die Behandlungsvorgänge in den hintereinandergeschalteten Vorrichtungen durch die Verhältnisse der jeweiligen Strömungswerte ohne weiteres so aufeinander abstimmbar sind, daß die Verweildauer der Werkstücke in in Förderrichtung hintercinanderliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtungen gleichbleibend oder abnehmend ist, so daß Werkstücke in dichter Folge und sehr schnell eine mehrere Schritte umfassende Behandlung und/oder Bearbeitung durchlaufen können, ohne daß etwa zwischen den einzelnen Vorrichtungen Puffer- und/oder Transporteinrichtungen erforderlich wären.

Die nachstehende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbrispiels der Erfindung ist zwar auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Werkstücken von napfförmiger oder hohlkörperartiger Behälterformgebung gerichtet, die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich jedoch selbstverständlich in gleicher Weise auf die Behandlung von Werkstücken anderer Formgebung einschließlich abgeschlossener Hohlgegenstände und massiver dreidimensionaler Gegenstände anwenden, wobei gleichfalls die Vorteile der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit der Behandlung erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische schaubildliche Darstellung mehrerer hintereinander angeordneter Behandlungsstationen, die eine kontinuierliche Behandlungsstraße bilden, durch welche die Werkstücke nacheinander hindurchbewegt werden;

F i g. 2 ist ein teilweise im Schnitt dargestellter seitlieher Aufriß einer unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildeten Behandlungsstation in Art eines Baukastenelementes;

F i g. 3 ist ein teilweise im Querschnitt gehaltener endseitiger Aufriß der in F i g. 2 dargestellten Behändlungsstation;

F i g. 4 ist eine schaubildliche Darstellung eines kreiszylindrischen Behälters, der zur Behandlung vermittels der Behandlungsvorrichtung geeignet ist;

F i g. 5 ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Behandlungsabschnitt der in F i g. 2 dargestellten Behandlungsstalion;

F i g. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 durch den Behandlungsabschnitt der in F i g. 5 dargestellten Behandlungsstation;

F i g. 7 ist ein teilweise senkrechter Längsschnitt durch den Abscheideabschnitt der in F i g. 2 dargestellten Behandlungsstation;

F i g. 8 zeigt eine grafische Darstellung der Geschwindigkeit eines Werkstücks in bezug auf seine &5 Lage entlang der Führung des Behandlungsabschnitts einer Vorrichtung, die in entsprechender Zuordnung darunter schematisch dargestellt ist.

In F i g. 1 der Zeichnung ist schematisch eine Behandlungsstraße dargestellt, die aus acht baukastenförmigen Behandlungsstationen besteht, die mit A bis H bezeichnet sind. Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung ist typisch für eine beliebige Mehrfach-Nachbehandlung, die in einer kontinuierlichen Behandlungsstraße unter Verwendung einer Vielzahl lösbar miteinander verbundener, einzelner Behandlungsstationen oder -vorrichtungen ausgeführt werden kann. Ein durch die in F i g. 1 dargestellte Anordnung seinem Typ nach dargestellter mehrstufiger Behandlungsgang besteht beispielsweise in einem Verfahren zum Aufbringen einer chemischen Umwandlungsbeschichtung auf Aluminiumbehälter der zum Verpacken unterschiedlicher Getränkesorten dienenden Ausführung. Ein derartiger Behälter 10 ist in F i g. 4 dargestellt und wird meist durch Tiefziehen aus einem Aluminiumrohling vermittels eines ein- oder mehrstufigen Prägestempelformvorgangs hergestellt. Der Behälter 10 besteht aus einer in einem Stück mit einer zylindrischen Seitenwand ausgebildeten konkaven oder nach innen gewölbten Bodenwand und wird nach Reinigung, Beschichtung und Befüllung an seinem offenen Ende vermittels eines mit diesem verbindbaren, kreisförmigen und einen Aufreißstreifen aufweisenden Deckels verschlossen.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, weisen Aluminiumgegenstände wie z. B. der Behälter 10 nach dem Formvorgang verschiedene Verunreinigungen einschließlich Rückständen des Prägestempelschmiermittels auf, die an den Oberflächen des Behälters anhaften und zunächst entfernt werden müssen, bevor eine chemische Umwandlungsbeschichtung vorgenommen werden kann. Vermittels einer derartigen chemischen Umwandlungsbeschichtung wie z. B. einer Chromatbeschichtung wird die Widerstandsfähigkeit des Behälters gegenüber chemischen Angriffen gesteigert und gleichzeitig die Unterlage verbessert, damit auf dieser zusätzliche schmückende und/oder schützende Beschichtungen angebracht werden können. Auf Grund der Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit, die sich aus dem Baukastenprinzip der einzelnen Behandlungsstationen ergibt, kann das Einlaßende der Behandlungsstraße unmittelbar mit dem Auslaßende einer Behälterformvorrichtung wie z. B. der in F i g. 1 bei 12 schematisch dargestellten Vorrichtung, und das Auslaßende mit einer geeigneten nachgeschalteten Behandlungsvorrichtung wie z. B. einer Trocknungsvorrichtung 14 verbunden werden, durch welche die Behälter getrocknet und zusätzlichen Bearbeitungsstationen zugeführt werden, in denen weitere Arbeitsvorgänge ar dieser, ausgeführt werden können.

Mit einer Anordnung der in F i g. 1 dargestelltei Ausführung wird ein chemischer Umwandlungs-Be handlungsvorgang ausgeführt, bei dem eine Vorreini gungsbehandlung in der Station A ausgeführt wird, ά die sich eine herkömmliche Reinigungsbehandlung i der Station ß anschließt, durch welche alle Verunreim gungsstoffe von den inneren und äußeren Oberfläche der Behälter entfernt werden.

Nach Vorreinigung und Reinigung werden die Behä ter als nächstes mehreren aufeinanderfolgenden Wa serspülbehandlungen unterworfen, die aus einer erste Spülbehandlung Rl in der Behandlungsstation C ur einer zweiten Spülbehandlung R2 in der Behandlung station D bestehen, durch welche sämtliche zurückbk bende Reinigungsstoffe und alle etwa noch vorhand nen Verunreinigungsstcffe von den Behälteroberfl chen entfernt werden. Die Behälter treten nach Verli

609 610/2

sen der Behandlungsstation D in die Behandlungsstation E ein, in welcher sie in Berührung mit einer zur Ausführung einer chemischen Umwandlungsbeschichtung dienenden Behandlungsflüssigkeit gebracht werden.

Nach dem Aufbringen einer Chromatbeschichtung auf die Behälteroberfläche wird der Behälter wiederum einer ersten Spülbehandlung mit Wasser RX in der Behandlungsstation F, anschließend einer ersten Entionisierungsspülbehandlung DI-X in der Behandlungsstation G und einer zweiten Entionisierungsspülbehandlung mit Wasser DI-2 in der Behandlungsstation H unterworfen. Nach Verlassen der Behandlungsstation H tritt der gereinigte, behandelte und ausgespülte Behälter in eine anschließende Behandlungsstation wie,z. B. die Trocknungsvorrichtung 14 ein, in welcher zurückbleibendes Spülwasser entfernt wird, so daß weitere Beschichtungs- und/oder Bearbeitungsvorgänge in an sich bekannter Weise an dem Behälter ausgeführt werden können. In der Trocknungsvorrichtung 14 wird zurückbleibendes Spülwasser entsprechend bekannten Verfahren abgezogen oder zur Verdampfung gebracht, beispielsweise durch Heißluftumwälzung.

An Hand der in F i g. 1 dargestellten Behandlungsanordnjng ist ersichtlich, daß eine kontinuierliche, d. h. ununterbrochene Behandlung von Werkstücken wie z. B. den Behältern 10 mit hoher Geschwindigkeit ohne jede zwischenzeitliche Handhabung oder Behandlung der Behälter von Hand ausgeführt werden kann. Jede Behandlungsstation führt nicht nur einen gewünschten Behandlungsvorgang an den Werkstücken aus, sondern sie weist auch die zum Transport der Werkstücke durch die Station hindurch erforderlichen Vorrichtungen auf, wobei die Werkstücke in geeigneten gegenseitigen A.bständen in Längsrichtung voneinander gehalten und mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten transportiert werden, so daß sich Produktionsgeschwindigkeiten von etwa 100 bis 1000 Behältern oder mehr pro Minute bei einwandfreier Behandlung erzielen lassen. Die bei derartig hohen Produktionsgeschwindigkeiten auftretenden hohen Fortbewegungsgeschwindigkeiten führen zu äußerst kurzen Kontaktzeiten der Behälter mit den Flüssigkeiten in den einzelnen Behandlungsstationcn Überraschenderweise führen jedoch die durch den unmittelbar auf die Werkstückoberflächen erfolgenden Aufprall der Behandlungsflüssigkeiten hervorgerufenen hydrodynamischen Effekte entsprechend den im nachfolgenden beschriebenen konstruktiven und verfahrenstechnischen Maßnahmen zu einer zufriedenstellenden Oberflächenbehandlung trotz der nur Bruchteile von Sekunden dauernden Kontaktzeiten bei den Behandlungen.

Da die einzelnen in F i g. 1 dargestellten baukastenförmigen Behandlungsstationen A bis H im wesentlichen einander gleich sind, wird im nachfolgenden nur eine einzige derartige Station an Hand der F i g. 2, 3 und 5 bis 8 zum Verständnis des vorrichtungstechnischen Teils der Erfindung beschrieben. Wenngleich die einzelnen Behandlungsstationen entsprechend dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel baukastenförmig ausgebildet sein und jeweils eine eigen', unabhängige Behandlungsflüssigkeitsvorrichtung aufweisen können, ist es insbesondere für Produktionsvorgänge hoher Kapazität auch möglich, eine oder mehrere Behandlungsstationen unmittelbar mit einem Zusatztank für Behandlungsflüssigkeit wie z. B. dem Zusatztank 16 zu verbinden, der entsprechend F i g. 1 mit der Behandlungsstation G verbunden ist. Der Zusatztank 16 kann eine eigene Pumpe 18 in der Speiseleitung 20 aufwei sen, wobei die Behandlungsflüssigkeit nach dem Ar beitsvorgang über eine Rücklaufleitung 22 zu der Tank 16 zurückgeführt wird.

Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, weist eine bau kastenförmige Behandlungsstation wie z. B. die Statioi A ein aus einem Tank 24 bestehendes Gestell auf, de oberhalb seines oberen offenen Endes ein zylindrische Gehäuse 26 in im wesentlichen waagerechter Ausrich

ίο tung trägt. Ein unabhängiger Pumpenkreis aus einen senkrecht angeordneten und mit einer Pumpe 30 ver bundenen Motor 28 ist vermittels eines Querträgers 3; an der Oberseite des Tanks 24 befestigt. Die innerhall des Tanks befindliche Lösung wird durch ein Ansaug sieb 34 angesaugt und in ein geflanschtes Sammelroh 36 abgegeben, an dem sich Durchflußregelventile 38, 4( zur Einstellung des Drucks der dem Gehäuse zugeführ ten Behandlungsflüssigkeit befinden. Das Regelventi 38 ist mit der Speiseleitung 42 und einem 7ur Anzeig« des in dieser herrschenden Druckes dienenden Druck messer 44 verbunden, während die Auslaßseite des Re gelventils 40 mit der Speiseleitung 46 und einem ent sprechenden Druckmesser 48 verbunden ist. Die derr Gehäuse durch die Speiseleitungen 42, 46 zugeführte Behandlungsflüssigkeit kann nach Abgabe durch inner halb des Gehäuses befindliche Behandlungs- unc Bremsdüsen entsprechend der in den F i g. 5 und 6 dargestellten Anordnung durch geeignete Ablauföffnungen 50 an der Unterseite des Gehäuses 26 wieder zi dem Tank 24 zurückfließen.

Wie aus den F i g. 2 und 5 ersichtlich, ist das Gehäuse 26 vermittels einer mittleren Halte- oder Trennwand 52 in zwei Abschnitte unterteilt. Der in F i g. 5 dargestellte erste Abschnitt Γ bildet den Behandlungsabschnitt, in welchem die Behandjiingsfliissigkpit in Kontakt mit den Werkstückoberflächen gebracht wird, und der in F i g. 7 dargestellte Abscheide- oder Separationsabschnitt 5 dient dazu, jegliche etwa zurückbleibende Behandlungsflüssigkeil von den Werkstückoberflächen zu entfernen.

Wie im einzelnen aus den F i g. 2, 5. 6 und 7 ersichtlich, weist die Eingangsseite einer baukastenförmigen Behandlungsstation eine eingangsseitige Endplatte 54 mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung auf dem Umfang in gegenseitigen Abständen angeordneter Bolzenausnehmungen 56 auf, vermittels welcher die Einlaßseite einer Behandlungsstation mit einer entsprechenden. Werkstücke abgebenden Vorrichtung oder dem Auslaßende einer benachbarten Behandlungsstation lösbar zu verbinden ist. Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 26 wird in entsprechender Weise von einer aus gangsseitigen Endplatte 58 gehalten, die auf ihrem Umfang mit entsprechenden Bolzenausnehmungen 56 versehen ist. Beide Endplatten 54, 58, die jeweils in F i g. 5

bzw. 7 dargestellt sind, weisen eine kreisförmige, in Axialrichtung verlaufende Schulter 60 auf, auf der die Innenfläche des Gehäuses 26 gehalten ist. Die Befestigung der Endplatten in der entsprechenden Lage er folgt vermittels mehrerer, in Längsrichtung verlaufender Fiihrungsstäbe 6Z die unter Spannung mit kreisförmigen Flanschen 64, 66 in den Endplatten 54 bzw. verbunden sind, welche jeweils ein Einlaßende und ein Auslaßende bilden. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform werden sechs Führungsstäbe

fts 62 verwendet, die unter Winkeln von etwa 60° zueinander versetzt angeordnet sind und einen Durchlaßkanal zur gleitend verschiebbaren Aufnahme und Führung von Werkstücken wie z. B. zum Behälter 10 (F i g. 7)

bilden, wobei die Werkstücke oder Behälter beim Durchgang durch die Behandlungsvorrichtung vom Einlaß- zum Auslaßende in ihrer Längsrichtung parallel dem Durchlaßkanal ausgerichtet sind.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform besteht jeder Führungsstab 62 aus einer Stahlstange oder einem Stahlkern 68, der — wie am besten aus F i g. 5 ersichtlich — mit einem Kunststoffüberzug 70 z. B. aus Polyäthylen hoher Dichte umgeben ist. Die Enden der Stangen 68 weisen jeweils ein Gewinde zur Aufnahme einer Mutter auf, so daß die Führungsstäbe abnehmbar befestigt werden können und in ihrer Spannung so einstellbar sind, daß sie die ihnen zugedachte Führungsaufgabe ausführen können. Wie insbesondere aus den F i g. 5 und 7 ersichtlich, sind die Führungsstäbe in der Nähe ihrer Befestigungspunkte an den Endplatten abgewinkelt, damit sich ein geeigneter Spielraum und ein glatter Übergang der Werkstücke von einer zu der benachbarten Behandlungsstation ergeben.

Der in den F i g. 5 und 6 dargestellte Behandlungsabschnitt T besteht aus dem zwischen der eingangsseitigen Endplatte 54 bis zur mittleren Trennwand 52 ver laufenden Abschnitt. Zu diesem Zweck weist die mittlere Trennwand 52 eine Umfangsnut auf, in welche z. B. ein O-Ring 72 als Dichtung gegen die Innenfläche des Gehäuses 26 eingesetzt ist und so ebnen Leckfluß von Behandlungslösung in den benachbarten Abscheideabschnitt S verhindert. Die mittlere Trennwand 52 weist außerdem in ihrer Mitte eine entsprechende öffnung 74 auf, durch welche die Führungsstäbe 62 hindurchgeführt sind.

Der Abstand »'er mittleren Halte- oder Trennwand 52 von der eingangsseitigen Endplatte 54 in Gehäuselängsrichtung wird — wie in den F i g. 5 und 6 dargestellt — durch drei Spannstäbe 76 vorgegeben, die an ihren Enden mit Anschlägen 78 versehen sind, mit denen sie an den sich gegenüberliegenden Oberflächen der mittleren Trennwand bzw. der Endplatte anliegen. Die über die Anschläge vorstehenden Endabschnitte der Spannstäbe weisen Gewinde zur Aufnahme von Befestigungsmuttern 80 auf.

Eine erste der Behandlung und Bewegung bzw. Fördern der Werkstücke bzw. Behälter dienende Düsengruppe aus sechs Behandlungsdüsen 82 ist in der Nähe der eingangsseitigen Endplatte 54 angeordnet; eine ₄_. entsprechende zweite Gruppe zum Bremsen der Werkstückbewegung besteht aus drei Bremsdüsen 84 und ist in der Nähe der mittleren Trennwand 52 angeordnet. Die Auslaßenden der sechs Behandlungsdüsen 82 sind zueinander um jeweils angenähert 60° versetzt angeordnet und, wie am besten aus Fi g. 6 ersichtlich, in der Weise gerichtet, daß die von diesen Düsen abgege benen Flüssigkeitsströme nicht auf einen der Führungsstäbe 62 auftreffen oder sich gegenseitig kreuzen oder irgendwie beeinträchtigen. Die Behandlungsdüsen 82 sind so ausgerichtet, daß die Flüssigkeitsströme auf ein Werkstück wie z. B. den in F i g. 5 in strichpunktierten Linien angedeuteten Behälter 10 auftreffen, während sich das Werkstück entlang den Führungsstäben 62 fortbewegt, wobei die Flüssigkeitsströme aus den Be- fco handlungsdüsen 82 gleichzeitig die Fortbewegung des Behälters oder Werkstücks in Richtung des Auslaßendes der Behandlungsstation bewirken.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind di ei Bremsdüsen 84 vorgesehen und um jeweils 120° zuein- <>s ander versetzt in einer Lage, daß sie im wesentlichen jeder zweiten der in F i g. 6 dargestellten Beandlungsdüsen 82 gegenüberstehen. Die von den Bremsdüsen abgegebenen Flüssigkeitssiröme sind in gleicher Weise so gerichtet, daß sie nicht auf die Führungsstäbe 62 auftreffen oder sich gegenseitig kreuzen, aber auch nicht auf die von den Düsen 82 abgegebenen Flüssigkeits-Mi\«me aufireffcn. Die Br^msdüscn 84 sind in der Weise ausgerichtet, daß die von diesen abgegebenen Flüssigkeitsströme beim Aufprall auf den Behälter 10 für sich eine in Richtung des Einlaßendes der Station oder der von den Behandlungsdüsen 82 hervorgerufenen Fortbewegung entgegengesetzt gerichtete Bewegung des Behälters hervorrufen wurden. Durch diese entgegengesetzt gerichtete oder bremsende Wirkung der Bremsdüsen 84 erfolgt eine Verlangsamung eines Werkstücks in der im nachstehenden im einzelnen beschriebenen Weise, so daß hydrodynamische Effekte hervorgerufen werden, welche eine innige Berührung der Behandlungsflüssigkeiten mit den inneren und äußeren Oberflächen des Werkstücks zur Folge haben, so daß eine ausreichende Behandlung in nur einem Bruchteil der üblicherweise als erforderlich erachteten Behandlungszeit erzieh werden kann.

Abgesehen von der unterschiedlichen Anzahl und Anordnung der Düsen 82 und 84 sind d^;e Behandlungsdüsengruppe und die Bremsdüsengruppe einander im wesentlichen gleich beschaffen. Daher wird nur eine Behandlungsdüsengruppe in Einzelheiten beschrieben, und die entsprechenden Elemente der Bremsdüsengruppe sind mit den gleichen Bezugszeichen, und zwar jeweils mit einem Beistrich bezeichnet. Wie am besten aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich, weist die Behandlungsdüsengruppe einen Sammelkörpcr 86 von rohrförmiger Formgebung auf, welcher die in Längsrichtung durchgeführten Führungsstäbe 62 kreisförmig umgibt. An dem Sammelrohrkörper 86 befindet sich an dem der Endplatte 54 benachbarten Abschnitt eine Ringausnehmung 87, in welche der Randabschnitt einer Einlaßmuffe 88 eingesetzt ist. welche dazu dient, den Sammelrohrkörper in einem entsprechenden Abstand von der Endplatte zu halten. Ein Teil der Innenfläche der Einlaßmuffe 88 ist entsprechend der Abv/inklung der Führungsstabendabschnitte abgeschrägt.

Der Sammelrohrkörper 86 weist eine in einem Stück mit diesem ausgebildete Endwand 90 mit einer Ringnut auf. in welche ein Dichtglied wie z. B. ein O-Ring 92 eingesetzt ist. der in abdichtendem Eingriff mit einer den Sammelrohrkörper umgebenden Manschette 94 steht. Die Manschette 94 ist beispielsweise bei 96 mit den Spannstäben 76 verschweißt. Der vordere Randabschnitt der Manschette 94 ist fest mit einem Düsenring 98 verbunden, der an seinem Innenrand eine Ringnut zur Aufnahme eines O-Rings 100 aufweist, welcher in abdichtendem Eingriff, mit dem nach vorn vorstehenden Endabschnitt des Sammelrohrkörpers 86 steht.

Der Düsenring 98 der Behandlungsdüsengruppe weist sechs in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen angeordnete Durchbrechungen 102 auf. in welche die hinteren Endabschnitte der Rohre der Düsen 87 eingeführt sind. Jedes Düsenrohr weist außerdem einer eine öffnung aufweisenden Flansch 104 auf. mit dem e; an der Stirnseite des Düsenrings 98 befestigt ist. In die sem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß dei Düsenring 98' der Bremsdüsengruppe zu dem Düsen ring 98 identisch ist. mit der Ausnahme, daß nur dre unter jeweils 120° zueinander versetzte Durchbrechun gen 102' zur lösbaren Befestigung der drei Bremsdüsei 84 vorgesehen sind.

Der Sammelrohrkörper 86 bildet zusammen mit de Manschette 94 und dem Düsenring 98 eine ringförmigi

Sammelrohrkammer 106, die beispielsweise vermittels der aus einer Rohr- oder Schlauchleitung bestehenden Speiseleitung 42 mit einer Quelle unter Druck stehender Behandlungsflüssifckeit verbunden ist. Die Sammelrnkrtammpr ΙΠΛ' Ηργ RrpmcHnc^ntYnmnu ict in <\]a\r>V\c*r • *^ · ·· ■««*>· ·* * ■ %* * * ^*^^ ^^^^Λ ^^ * ^^ W ft ft^^ft fe4 ^^^ 4 ft ^^ Λ kft 1 * ι * ^ ft b^ ft, ft ft * _^m ft ** * ** * · ^- ■ Weise wie die in Verbindung mit F i g. 4 beschriebene Anordnung mit der Speiseleitung 46 verbunden. Wie aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich, ist der Speiseleitungsschlauch 42 mit einem Schlauchanschluß 108 versehen, der vermittels einer Überwurfmutter 110 an einem Gewindekiipplungsstück 112 gehalten ist. das in Verbindung mit einer im unteren Teil der Manschette 94 ausgebildeten öffnung 114 steht.

Zur Abgabe brauchbarer Behandlungsflüssigkeiisströme von den Düsen 82.84, die nicht divergieren, d. h. mit zunehmender Entfernung von den Düsenaustrittsöffnungen keine größeren Querschnitte annehmen, sind in den Sammelrohrkörpern entsprechende Vorrichtungen vorgesehen, durch welche die VVerie aller Geschwindigkeitsvektoren in allen von der Austrittsachse jeder Düse abweichenden Längsrichtungen verringert oder ganz zu null gemacht werden. Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform wird ein axialer Eintritt der Behandlungsflüssigkeit aus der Sammelrohrkammer 106 in das Einlaßende jeder Düse durch mehrere in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen angeordnete Leitbleche 116 erzielt, welche eine ringförmige Axialführung der Behandlungsflüssigkeit zu den Einlaßenden der Düsen bewirken. An Stelle der Leitbleche 116 lassen sich auch andere Vorrichtungen verwenden. um eine Turbulenz der Behandlungsflüssigkeit zu vermeiden und einen laminaren, einseitig gerichteten axialen Austritt des Flüssigkeitsstroms zu der Düsenleitung zu gewährleisten, damit die Düse einen wohigerichteten Strom von im wesentlichen nicht divergierender Ausbildung abgibt. Derartige im wesentlichen nicht divergierende und dichte Ströme von Behandlungsflüssigkeit bewirken bei Aufprall auf ein Werkstück eine Schruppwirkung und gewährleisten eine innige Berührung der Behandlungsflüssigkeit mit den Oberflächen unter Vermeidung der Ausbildung ruhender Fiüssigkeitsschichten, durch welche die Oberflächenbehandlung beeinträchtigt werden könnte. Auf diese Weise ist eine schnelle, gleichförmige und im wesentlichen vollständige Behandlung in unerwartet kurzen Kontaktzeiten gewährleistet. Die dichten und im wesentlichen nicht divergierenden Flüssigkeitsströme gestatte.i außerdem eine genauere Fokussierung und Konzentrierung der Ströme ohne gegenseitige Beeinflussung.

Wie aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich, sind die Achsen der Behandlungsdüsen 82 in der Weise ausgerichtet, daß die von diesen Düsen abgegebenen Fiüssigkeitsströme bei NichtVorhandensein eines Werkstücks in der Führung an in der Nähe der Bremsdüsengruppe liegenden Stellen auf die Innenfläche des Gehäuses 26 treffen. In entsprechender Weise liegen die Aufprallpunkte der von den Bremsdüsen 84 abgegebenen Behandlungsflüssigkeitsströme an der Behandlungsdüsengruppe benachbarten Gehäuseslellen, wenn diese Ströme nicht durch das Vorhandensein eines sich entlang den Führungsstäben fortbewegenden Werkstücks unterbrochen werden. Da es wünschenswert ist. ein Verspritzen und Versprühen der nicht auf ein Werkstück auftreffenden Behandlungsströme auf ein Minimum herabzusetzen, werden die die Behandlungsdüsen- und Bremsdüsengruppen umgebenden Ringbereiche mit einem bei 118 angedeuteten porösen, stoßabsorbierenden Material wie z. B. Packungsmaterial aus rostfreier Stahlwolle gefüllt. Das Packungsmaterial aus rostfrei em Stahl 118 absorbiert den impuls der Flüssigkeits ströme und gestattet ein Abfließen der Flüssigkeit urr die Außenseite der Sammelrohrkörper herum nach un ten und den Austritt derselben durch die Ablauföffr/ungen 50.

Jedes Eintreten eines etwa von der Behandlungsflüs iigkeit gebildeten Sprühnebels in den von den Innenseiten der Führungsstäbe gebildeten Führungsweg wird

ίο dadurch verhindert oder zumindest wesentlich herabgesetzt, daß ein Sprüh- oder Ablenkschild 120 mil einem flanschförmig nach außen verbreiterten Ende 122 auf der Auslaßseite des Sammelrohrkörpers tx.-fe stigt ist und sich in Axialrichtung der Behandlungsdü

sengruppe erstreckt. Das den Einlaß durch die Brems düsengruppe bildende Sprühschild 120' dient außerdem dazu, ein Verschleppen von Behandlungsflüssigkeit in den Abscheideabschnitt 5der Behandlungsstation weitgehendst zu verhindern. Die ganze Behandlungsflüssig-

keit, die sich innerhalb der Bremsdüsengruppe, d. h. auf der Innenseite des Sprühschildes 120' und des Sammelrohrkörpers 36' ansammelt, kann durch eine entsprechende Ablauföffnung 124 abfließen, die im unteren Abschnitt der Muffe 88' ausgebildet ist.

Wie an Hand F i g. 7 ersichtlich, verbleibt ein Werkstück oder Behälter 10 nach seinem Durchgang durch die mittlere Halte- oder Trennwand 52 und Eintritt in den Abscheideabschnitt 5 in Längsausrichtung weiterhin geführt innerhalb der Führungsstäbe 62 und weist im allgemeinen in seinem Inneren eine bestimmte Menge zurückbleibender Behandlungsflüssigkeit auf, wie bei 127 schematisch angedeutet ist. Zwecks Entfernung der zurückbleibenden Behandlungsflüssigkeit 127 und zur Verringerung einer Verschleppung derselben in die nächstfolgende Behandlungsstation erfolgt in Kombination eine Reinigung und Beschleunigung des Behälters 10 vermittels eines volumenstarken Luft- oder Gasstrahls hoher Geschwindigkeit, der von einer Düse 126 abgegeben wird, die sich an einer der mittleren Trennwand 52 benachbarten Stelle befindet. Die Austrittsachse der Düse 126 ist so gerichtet, daß durch die Düse ein großes Luftvolumen mit hoher Geschwindigkeit in das Innere des Behälters 10 eintreten, eine körperliche Verdrängung der zurückbleibenden Behand-

iungsflüssigkeit 127 aus diesem und außerdem eine Beschleunigung des Behälters 10 in Richtung des Auslasses in der ausgangsseitigen Endplatte 58 bewirken kann. Die Beschleunigung des Behälters dient außerdem dazu, im wesentlichen sämtliche zurückbleibende Behandlungsflüssigkeit auf Grund von Trägheitseffekten aus dem Behälter zu entfernen, so daß die zurückbleibende Behandlungsflüssigkeit nach unten abtropft, innerhalb des Gehäuses 26 aufgefangen und durch eine entsprechende Ablauföffnung 128 aus dem Gehäuse

ss abgeführt werden kann. Bei einem Ausführungsbcispiel, bei dem Flüssigkeit aus einer Aluminiumdose einer üblicherweise für Getränke verwendeten Ausführung entfernt wurde, war die Achse der Düse 126 unter einem Winkel von 11° gegenüber der Achse der Fortbewegungsrichtung ausgerichtet und Druckluft unter einem Druck von 5,4 atü wurde von der Düse abgegeben, wobei weniger als etwa 2 Gramm Wasser an dem Behälter zurückblieben.

Entsprechend einer Ausführungsform wird Druckluft hoher Geschwindigkeit von der Düse 126 koniinuierlich abgegeben und tritt in das Innere der Behälter ein, sobald diese nacheinander von dem Behandlungsabschnitt T in den Abscheideabschnitt S eintreten. Die

III

IU

2ί 6i 961

Düse 126 kann statt dessen jedoch auch pulsierend betrieben werden, wozu eine entsprechende Fühlvorrichtung wie z. B. ein Abstandsschalter 130 verwendet wird, der in der Nähe der Führungsstäbe 62 angeordnet ist und dazu dient, das Vorhandensein bzw. den Durchgang eines Behälters abzufühlen. Der Abstandsschalter ist mit einer entsprechenden Schaltung 132 verbunden, durch welche ein ferngesteuertes Ventil 134 in der zu der Luftdüse führenden Druckluftspeiseleitung 136 betätigt wird, so daß die Abgabe der Druckluft durch die Düse in zeitlicher Zuordnung zu der Vorbeibewegung bzw. der Stellung des Behälters 10 erfolgt und der starke Luftstrahl hoher Geschwindigkeit in das offene hintere Ende des Behälters gerichtet ist und in der vorstehend beschriebenen Weise eine Verdrängung der an diesem befindlichen Flüssigkeit und eine Beschleunigung des Behälters bewirkt.

Die einzelnen Bauelemente der in den Zeichnungen dargestellten Behandlungsvorrichtung können aus jedem beliebigen Werkstoff ausreichender Festigkeit bestehen, der gegenüber den Behandlungsflüssigkeiten, mit denen er in Berührung kommen kann, widerstandsfähig und mit diesen verträglich ist. Für diesen Zweck besonders geeignet sind rostfreie Stähle und verschiedene Kunststoffe jeweils für sich alleine oder in der Form von Schutzbeschichtungen oder Unterlagen.

Die hohe Geschwindigkeit und die unerwartet schnelle und wirksame Behandlung von Werkstücken auf Grund des hydrodynamischen Effekts der Behandlungsflüssigkeitsströme läßt sich vielleicht am besten unter Bezugnahme auf die grafische Darstellung in Verbindung mit der schematischen Anordnung der F i g. 8 beschreiben. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind sechs Behandlungsdüsen 82 und drei Bremsdüsen 84 vorgesehen, die zusammengenommen neun Flüssigkeitsströme abgeben, welche auf die inneren und äußeren Oberflächen eines Behälters aufprallen und diesen dabei von dem Einlaßende der Behandlungsstation durch diese hindurch zum Auslaßende transportieren, wobei in Abhängigkeit von den durch die Bremsströme aufgebrachten, entgegengesetzt gerichteten Bremskräften eine Verlangsamung des Werkstücks während seiner Fortbewegung erfolgt. Die durch entsprechende Einstellung des Volumens, der Geschwindigkeit und der Ausrichtung der Behandlungsströme auf den Behälter einwirkenden resultierenden Kräfte sind so bemessen, daß sich ein Kraftüberschuß in Richtung des Auslaßendes der Behandlungsvorrichtung ergibt, durch den die Verzögerungswirkung der Bremsströme übertroffen wird. In manchen Fällen — wie z. B. entsprechend der grafischen Darstellung der F i g. 8 — führt die von den Bremsdüsen hervorgerufene Verlangsamung des Behälters nahezu zu einem völligen Stillstand desselben während eines kleinen Bruchteils einer Sekunde, bis erneut ein dynamisches Kräfteungleichgewicht erreicht ist, durch welches eine Fortbewegung des Behälters in Richtung des Auslaßendes der Station bewirkt wird.

Die Zahlenangaben und die schematische Anordnung der F i g. 8 entsprechen denen eines Behandlungsabschnitts der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform bei Verwendung von Wasser unter einem im wesentlichen gleichbleibenden Sammelrohrdruck von 2,1 atü unter Ausbildung von sechs Behandlungsströmen und drei Bremsströmen in konstantem Durchsatz, welche zum Aufprall gegen einen Aluminiumbehälter einer zum Verpacken von Getränken verwendeten Ausführungsform gebracht wurden, der in Längsrichtung innci halt der Fü

halt der Führung ausgerichtet war und dessen offenes Ende sich auf der der Fortbewegungsrichtung entgegengesetzten Seite befand

Wie aus der grafischen Darstellung der F i g. 8 ersichtlich, bewegt sich der von einer vorhergehenden Station eintretende Behälter an einer etwa 5 cm (2 Zoll) innerhalb der Führung befindlichen Steile mit einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/sec (30 ft/sec) und verlangsamt seine Geschwindigkeit auf Grund der an ihm υ angreifenden Reibungskräfte fortschreitend auf etwa 7 m/sec (23 ft/sec). Wenn die Vorderkante des Behälters in eine Lage gekommen ist, in welcher sie sich etwa 10 bis 13 cm (4 bis 5ZoIl) innerhalb der Führung befindet, treffen die sechs unter Druck stehenden Flüssigkeitsströme auf den vorderen, umlaufenden Behälterrand auf und üben auf den Behälter eine entsprechend F i g. 8 nach rechts gerichtete Kraft aus, wodurch dieser fortschreitend auf eine Geschwindigkeit von etwa 11 m/sec (36 ft/sec) an einem einer Fortbewegung von etwa 25 cm (10 Zoll) entsprechenden Punkt beschleunigt wird. An dieser Stelle treffen die von den Bremsdüsen 84 abgegebenen drei Bremsströme auf den vorderen Rand des Behälters auf und üben eine entgegengesetzt gerichtete Kraft auf diesen aus. In dieser Stellung prallen die von den Behandlungsdüsen 82 ausgehenden Ströme auf die äußere zylindrische Oberfläche des Behälter auf. Bei der weiteren Fortbewegung des Behälters von der etwa 25 cm (10 Zoll) von der Ausgangsstellung entfernten Stelle zu einer etwa 35 cm (13³AZoIl) entfernten Stelle entlang der Führung erfolgt eine fortschreitende Verlangsamung des Behälters auf Grund des durch die unmittelbar gegen die geschlossene Bodenwand des Behälters auflreffenden Bremsströ:ne ausgeübten Verzögerungseffekts. An der letztgenannten Stelle kommt der Behälter praktisch zum Stillstand, wobei die neun unter Druck stehenden Behandlungsflüssigkeitsströme auf ihn einwirken.

Die in diesem dynamischen Gleichgewichtszustand von den Behandlungsdüsen abgegebenen sechs Behandlungsflüssigkeitsströme sind jetzt so gerichtet, daß sie in das offene hintere Ende des Behälters eintreten und eine gründliche Behandlung der Behälterinnenflächen einschließlich der Stirn- oder Bodenwandinnenfläche bewirken, wobei sich der Behälter gleichzeitig mit Behandlungsflüssigkeit füllt. Auf Grund dieser Ansammlung von Flüssigkeit und der Ausrichtung der Düsen in das Behälterinnere greift an diesem eine Kraft an, die größer ist als die von den Bremsströmen hervorgerufene Verzögerungs- oder Bremskraft, so daß der Behälter wiederum beschleunigt wird und an einer vom Ausgangspunkt etwa 46 cm (18 Zoll) entfernten Stelle eine maximale Geschwindigkeit von etwa 7 m/sec (23 ft/sec) erreicht. Während der weiteren Fortbewegung des Behälters verringert sich die Bremswirkung der Bremsflüssigkeitsströme, da diese nunmehr nichi langer auf die vordere Endwand des Behälters, sonderr nur noch auf die zylindrische Umfangsfläche desselber auftreffen. Die Trägheitskraft des Behälters und der ir diesem befindlichen Behandlungsflüssigkeit bewirki eine weitere Fortbewegung des Behälters über die Bremsdüsen hinaus und in den Bereich außerhalb dei Berührung mit den von den Behandlungsdüsen abgege benen Strömen. Die weitere Fortbewegung des Behäl ters erfolgt dann in vorstehend beschriebener Weise wobei der Behälter in den Abscheideabschnitt eintrit und zurückbleibende Behandlungsflüssigkeit durch der Aufprall von mit hoher Geschwindigkeit zugeführtei Druckluft von dem Behälter entfernt wird.

21 61 96 i

Wie ohne weiteres ersichtlich, lassen sich geeignete Änderungen des Weg-Geschwindigkeits-Diagramms von Behältern oder anderen vermittels der Vorrichtung behandelbaren Werkstücken durch geeignete Wahl der Anzahl und/oder Ausrichtung und/oder Geschwindigkeit und/oder Mengen der von den Behandlungs- und Bremsdüsen abgegebenen Behandiungsflüssigkeitoströme vornehmen, um eine jeweils gewünschte Oberflächenbehandlung zu erzielen. An Stelle der Anordnung, die vorstehend beschrieben worden ist, läßt sich eine Verzögerung und anschließende Beschleunigung des Werkstücks während seiner Fortbewegung durch die Behandlungsströme auch durch schnelle, jedoch gesteuerte Druckschwankungen der von der Behandlungsdüsengruppe und der Bremsdüsengruppe abgegebenen Flüssigkeit derart erzielen, daß die Werkstücke während ihres Behandlungsganges geeignete gegenseitige Abstände aufweisen. So können beispielsweise eine Behandlungsdüsen- und eine Bremsdüsengruppe vorgesehen werden, die jeweils die gleiche Anzahl von Dusen aufweisen, durch welche die Behandlungsflüssigkeit abgegeben wird, so daß ein Werkstück durch das Aufprallen der mehreren Ströme an einer mittleren Stelle seines f-'ortbewegungswcges durch den Behandlungs abschnitt in einem im wesentlichen stationären dynarni sehen Gleichgewichtszustand gehalten wird. Ein Un gleichgewicht in diesem Zustand und eine Beschleuni gung des Werkstücks, durch weiche dieses gcj-cn da: Ausladende weiterbewegt wird, erfolgt dann durch einen impuisförmigen Druckanstieg der Behandiungs flüs-jgkeit im Sammclrohrkörper der Behandiungsdü sen oder eine cnisprcchcnde Impulsdruckabnahrnc d. h., impulsförmigc Druckabnahme in der Bremsdüsen gruppe. Statt dessen kann auch eine intermittierend ar beitende Behandlungsdüse vorgesehen sein, vermittei: welcher ein gepulster Behandlungsflüssigkeitsstron oder unter Druck stehendes Gas in einem auf Sekun denbruchteile abgestimmten Zeitpunkt gegen etr Werkstück abgegeben und ein Ungleichgewicht her vorgerufen wird, durch welches eine Beschleunigunj des Werkstücks und dessen Fortbewegung gegen di< von den Bremsdüsen ausgeübten Gegenkräfte hervor gerufen wird. In entsprechender Weise können ein* oder mehrere Bremsdüsen in einer bestimmten zeitli chen Reihenfolge intermittierend betrieben werden wobei eine ähnliche Wirkung erzielt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fördern und zum Behandeln und/oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von einendig offenen Büchsen, mittels einer Flüssigkeit, mit einer Führung, in der die Werkstücke derart gleitend verschiebbar geführt sind, daß alle ihre zu behandelnden und/oder zu bearbeitenden Oberflächen zugänglich sind, und einer ersten Düsenanordnung, mittels der ein erster Flüssigkeitsstrom auf das Werkstück gerichtet wird zwecks Fortbewegung und Behandlung und/oder Bearbeitung des Werkstücks, wobei der Flüssigkeitsstrom so eingestellt ist, daß die gewünschte Foribewegungsgeschwindigkeit erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Fortbewegungsrichtung hinter der ersten Düsenanordnung (82) eine zweite Düsenanordnung (84) vorgesehen ist, mittels der ein zweiter Flüssigkeitsstrom auf das Werkstück (10) gerichtet wird, der das Werkstück (10) entgegengesetzt zur Fortbewegungsrichtung zu bewegen sucht, und daß Richtung und Stärke jedes der beiden Flüssigkeitsströme so gewählt sind, daß das Werkstück (10) zwischen den beiden Düsenanordnungen (82, 84) in seiner Vorwärtsbewegung vorübergehend verlangsamt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnungen (82,84) so angeordnet sind, daß der erste und der zweite Flüssigkeitsstrom nicht im Bereich der Werkstückführung (62) aufeinanderprallen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung in an sich bekannter Weise von mehreren im Abstand zueinander angeordneten parallelen Führungsstäber. (62) gebildet ist, die einen Durchgangskanal für die Werkstücke (10) begrenzen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsenanordnungen mehrere einzelne Düsen (82,84) aufweisen, die in gleichmäßigen Abständen um die Führung herum angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der Düsen (82, 84) zwischen den Führungsstäben (62) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein nicht divergierendes Strömungsbild der Düsenströme.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung mit einem an eine Zuführleitung anschließbaren Sammelraum (106) für die Behandlungs- und/oder Bearbeitungsflüssigkeit verbunden ist und daß der Sammelraum (106) eine Leitvorrichtung (116) aufweist, die cir.cn a-ii!·.:: Ciüiiiu der Fiüssigkcit in laminarer Strömung in die Düsenanordnung bewirkt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (106, 106') die Führung (62) zumindest teilweise umgibt, und daß die Leitvorrichtung ein im Sammelraum (106, 106') angeordnetes ringförmiges Leitblech (116. 116') ist, das zwischen dem Anschluß der Zuführleitung (42, 46) und dem Anschluß der Düsen (82, 84) angeordnet ist und mit einer äußeren Manschette [94, 94') des Sammelraums (106, 106') einen axialen,

ringförmigen Spalt bildet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (62) in an sich bekannter Weise zumindest teilweise von einem Gehäuse (26) umgeben ist, in dem die Behandlungs- und/oder Bearbeitungsflüssigkeit aufgefangen und aus diesem abgeleitet wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (62) — wie an sich bekannt — zumindest an einem Ende eine Befestigungsvorrichtung (56, 58, 64) aufweist zwecks Verbindung mit einer weiteren Führung, die mit der ersten ausgerichtet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Fortbewegungsrichtung hinter der zweiten Düsenanordnung (84) eine dritte Düsenanordnung (126) an der Führung (62) angeordnet ist, mittels der ein Gasstrahl hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück (10) gerichtet wird zwecks beschleunigter Fortbewegung und zur Entfernung von am Werkstück (10) haftenden Flüssigkeitsteilchen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrahl kontinuierlich ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der dritten Düsenanordnung (126) eine Fühlervorrichtung (130) an der Führung (62) angeordnet ist, die die Abgabe des Gasstrahls in Abhängigkeit von der Vorbeibewegung des Werkstücks (10) in der Führung steuert.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (26) zwischen der zweiten und dritten Düsenanordnung (84, 126) eine Trennwand (52) angeordnet ist und daß die Führung (62) durch eine öffnung (74) in der Trennwand (52) geführt ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise mit wenigstens einer weiteren Vorrichtung gleicher Art in Reihe angeordnet ist.