DE2347189A1

DE2347189A1 - Vorrichtung zur verhinderung der ansammlung eines dichtungsmittels an einer das dichtungsmittel intermittierend ausstossenden duese

Info

Publication number: DE2347189A1
Application number: DE19732347189
Authority: DE
Inventors: Raymond Francis Madden; Denis Barry Moreau
Original assignee: Comalco Products Pty Ltd
Current assignee: Comalco Products Pty Ltd
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-19
Publication date: 1974-03-28
Also published as: IT995407B; FR2200760A5; US3876144A; CA985857A; GB1450170A; ZA737474B; BE805182A

Description

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COMALCO PRODUCTS PTI. LIMITED

95 Collins Street,

Melbourne, State of Victoria, Australien

Vorrichtung zur Verhinderung der Ansammlung eines Dichtungsmittels an einer das Dichtungsmittel intermittierend ausstoßenden Düse.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung der Ansammlung einer löslichen Masse, etwa eines Dichtungsmittels, am AUBlaß einer intermittierend arbeitenden, diese Masse ausstoßenden Düse. Sie findet bevorzugte Anv/endung auf Düsen, die ein Dichtungsmittel auf die Deckel oder Böden von Konservendosen, die Absehlußkappen von Flaschen ο.dgl· aufbringen und dieses Dichtungsmittel in einer Reihe von Strahlen ausstoßen, unterbrochen von Warteperioden, während derer das nächste V/erkstück in Stellung gebracht v/ird.

Dies ist beispielsweise in Maschinen der Fall, die dazu dienen, einen Ring von Dichtungsmittel längs des Umfanges von Dosendeckeln o.dgl. anzubringen, bevor diese mit den Dosenkör-

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pern vereinigt werden. In einer charakteristischen Maschine für diesen Zweck werden die Dosenäeckel einzeln nacheinander auf einen Drehteller gebracht und dort zentriert, um dann unter einer Dü3e vorbeigedreht zu werden, die auf die Stoßstelle zwischen einem Umfangsflansch am Rohling des Dosendeckels und der übrigen Fläche des Rohlings gerichtet ist. Die Düse bringt an dieser Stoßstelle einen Ring des Dichtungsmittels, gemischt mit einem Lösungsmittel, auf. Das Lösungsmittel verdampft rasch und läßt eine elastische Dichtung in innigem Kontakt mit dem Dosendeckelrohling zurück.

Solche Maschinen arbeiten mit sehr hoher Geschwindigkeit, wobei der Antrieb für den Drehteller mit einem Ventil oder einer anderen Einrichtung gekuppelt ist, die einen Strom von Dichtungsmittel aus der Düse austreten läßt. Es hat sich nun herausgestellt, daß im Betrieb der Maschine sich allmählich eine Ansammlung you Dichtungsmittel in der Form einer Feder bildet, die vom Auslaß der Düse absteht. Ohne besondere Vorkehrungen zur Verhinderung dieser Ansammlung muß man die Maschine alle paar Minuten anhalten, um die Düse zu reinigen.

Es ist bereits versucht worden, diese Schwierigkeit zu beheben, indem man ein Lösungsmittel auf oder rund um. die Düse spritzt. Diese Versuche haben zwar die Situation etwas verbessert, es ist aber immer noch notv/endig, die Maschine zum Reinigen der Düse viel zu häufig stillzusetzen. Der Lösungsnittel-Srühmecbanis-Eus läßt sich nur schwer steuern, so daß entweder zu wenig Lösungsmittel aufgebracht wird und sich die Ansammlung aiu Düsenausgang immer noch bildet, oder zu viel Lösungsmittel, wodurch das Dichtungsmittel zu flüssig wird und keine wirksame Abdichtung im Dosendeckel liefert.

Der Erfindung gingen umfassende Versuche voraus mit dem Ziel, die Arbeitsweise der Düsen zu verbessern, so daß die Leistung der Maschine durch Verminderung der Abschaltpausen gesteigert wird. Dabei wurde festgestellt, daß die Ansammlung durch den

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Verlust von Lösungsmittel aus dem Dichtungsmittel während der Zeitspanne zwischen der Beendigung des Aufbringens von Dichtungsmittel auf einem Dosendeckel und dem Beginn des Aufbringens von Dichtungsmittel auf den nächsten Dosendeckel verursacht wird.

Diese Zeitspanne ist zwar sehr kurz und kann in der Größenordnung eines kleinen Bruchteils einer Sekunde liegen? aber während dieser Zeit ist die Oberfläche des Dichtungsmittels, das nach dem Schließen des Ventils in und an der Spitze der Düse zurückgeblieben ist, der UmgebungsIuft ausgesetzt und das Dichtungsmittel verliert einen Teil des Lösungsmittels durch Verdampfen. Dadurch entsteht eine sehr dünne Haut von Dichtungsmittel, deren Ränder die Tendenz haben, an der Spitse der Düse zu haften.

Y/enn die Dichtungseinlage am nächsten Dosendeckel angebracht wird, zerreißt die Haut, aber sie bleibt an der Kante der Düse hängen, wo sie allmählich zu der erwähnten Feder verstärkt wird und die Punktion der Düse wesentlich atört, so daß die Qualität des Dosenileekels beeinträchtigt wird.

Es wurde nun gefunden, daß das geschilderte Problem dadurch beseitigt werden kann, daß man die Düse mit einer Atmosphäre umgibt, die mit Lösungsmitteltröpfchen beladen ist, und zwar in einer solchen Konzentration, daß die Atmosphäre durch die Verdampfungsgeschwindigkeit aus den Tröpfchen mit Lösungsmittel gesättigt ist, so daß die Verdampfung von Lösungsmittel aus dem Dichtungsmittel unterbunden wird. Dabei hat sich herausgestellt, daß das Versprühen von Lösungsmittel aus einer feinen Öffnung in einem Strahlrohr auf die Düse allein unbefriedigend ist, weil dabei das Lösungsmittel nur ungenügend in Tröpfchen in der Luft aufgespalten wird. Deshalb wurde dem Lösungsmi'ttelstrahl ein Luftstrom

beigegeben; aber wieder erwiesen sich ohne zusätzliche Maßnahmen die Resultate als unvorhersehbar und nicht steuerbar.

Schließlich wurde gefunden, daß man gute Ergebnisse erzielt, wenn man ein Luftstrahlrohr mit einem sehr feinen Auslaß vorsieht, der auf den Düsenauslaß gerichtet ist, und in einem kur-

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zen Abstand vor dem Auslaß des Luftstrahlrohres Lösungsmittel in den Luftstrom einspritzt, wobei der Druck der Luft und der Druck des Lösungsmittels in engen Grenzen gesteuert werden und der Lösungsmitteldruck etwas größer gehalten wird als der Luftdruck, um ein Zurückschlagen zu vermeiden.

Teilweise findet die Zerstäubung des Lösungsmittels vermutlich in dem Luftstrahlrohr statt, hauptsächlich jedoch in der turbulenten Luft, die sich immer in einem Abstand vom Strahlauslaß je nach der Form des Auslasses, der Geschwindigkeit und anderer Paktoren entwickelt. Für die Zwecke der Erfindung hat es sich am günstigsten erwiesen, wenn der Auslaß der Düse für das Dichtungsmittel ungefähr im Zentrum dieses Turbulenzbereiches angeordnet wurde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für den beschriebenen Zweck sieht ein Vorrichtungsteil vor, das einen Luftstrom von einem Luftauslaß zum Auslaß der Düse lenkt, sowie ein weiteres Vorrichtungsteil, das in den Luftstrom an einer Stelle stromaufwarta vom Luftauslaß ein Lösungsmittel einspritzt, wobei der Luftauslaß in einem solchen Abstand von der Düse angeordnet ist, daß im Bereich der Düse eine Turbulenz des Luftstromes auftritt,- und wobei die Einspeisungsrate von Lösungsmittel in den Luftstrom so gewählt ist, daß in dem Turbulenzbereich eine mit Lösungsmittel gesättigte Atmosphäre entsteht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Anwendung auf eine Maschine zum Aufbringen von Dichtungamittelstreifen rund um den Umfang von Dosendeckel- oder. DosenbÖdenzuschnitten anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht eines Teils der Maschine zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf Dosendeckel mit einem Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig.2 eine Schnittansicht nach der Linie 2-2 der lig.1;

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Fig.3 eine Detailansicht eines Teils der Fig.1;

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei einer Maschine, wie sie gewöhnlich zum Aufbringen eines Dichtungsmittels auf Dosendeckel oder -boden verwendet wird, steht für eine zusätzliche Ausrüstung in der Nähe der Aufbringstelle des. Dichtungsmittels nur ein sehr beschränkter Raum zur Verfugung. Daraus ergeben sich Probleme, die beim Versuch, di.. Ansammlung von Dichtungsmittel an der Düse zu verhindern, zu berücksichtigen sind.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßeii Vorrichtung ist es möglich, den größten Teil der für diesen Zweck notwendigen Ausrüstung in einem Abstand von der Aufbringstelle des Dichtungsmittels anzuordnen und lediglich zwei dünne Rohre zum Bereich der Düse zu führen.

Die verwendete Ausrüstung umfaßt einen Behälter 10 für ein als Lösungsmittel für das Dichtungsmittel brauchbares Material. In einem speziellen Beispiel kann das Dichtungsmittel synthetischer Gummi sein und das Lösungsmittel hexan·

Der Behälter ist mit einer Kappe 12 versehen, die einen lufteinlaß 14 und einen Lösungsmittelauslaß 16 hat. #ine Druckluftzuleitung 18 von dein üblichen Druckluftsystem der Fabrik ist an die Ausrüstung angeschlossen. Die Druckluftzuleitung verzweigt sich in zwei Leitungen 20 und 22, die jeweils von einem Präzisionsregler 24, 26 gesteuert werden und mit einem Messer 28, 30 ausgerüstet sind, an dem der Druck in der Auslaßleitung des zugehörigen Reglers abgelesen werden kann. Die eine Zweigleitung 20 geht zum Lufteinlaß 14 des Lösungsmittel~Behälters 10, die andere Zweigleitung 22 ist zu einem Luftstrahlrohr 42 geführt, das noch genauer beschrieben wird.

Vom Lösungsmittelauslaß in der Kappe 12 ragt ein Rohr 34 senkrecht nach unten und endigt e twa 2 -3 cm über dem Boden des Be-

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hälters, damit keine Fremdstoffe mit dem Lösungsmittel eingesaugt werden. Als zusätzliche Schutzmaßnahme kann der Lösungsmitteleinlaß des Rohres 34 mit einem Filter 36 versehen sein. An den Lösungsmittelauslaß ist eine enge Röhre 38 angeschlossen, an deren Auslaßende eine Injektionsnadel 40 angebracht ißt.

Der zweite Zweig der Druckluftleitung ist mit einem Luftstrahlrohr 42 verbunden, das aus einem Rohrstück mit etwa 0,5 cm Außendurchmesser und mit einem verengten Auslaßende 44 (Fig.3) besteht, wobei die Bohrung des Rohres am Auslaßende etwa 0,038 cm haben kann. Das verschmälerte linde kann in einem speziellen Anwendungsfall zur Vereinfachung der Installation um etwa 120° zur allgemeinen Erstreckung des Rohres abgebogen sein, wobei die Biegung 46· einen verhältnismäßig großen Radius hat, um den Stroulinienfluß au erhalten.

In einem kleinen Abstand - beispielsweise 3 cm - vorn Auslaß 48. des Luftstrahlrohres ist in das Rohr ein kleines Loch 50 einge- ' bohrt, dessen Durchmesser zur Aufnahme der Injektionsnadel. 40 bemessen ist. Der Winkel, unter welchem dieses Loch gebohrt ist, ist so gewählt, daß die in das Loch eingeführte Injektionsnadel so nahe als möglich in die Richtung der Luftströmung durch das Luftstrahlrohr weist. Das Loch ist in der Biegung 46 des Luftstrahlrohres angebracht und wenn es an der Außenseite der Biegung vorgesehen ist, trägt dies dazu bei, den Auslaß der Injektionsnadel möglichst im Mittelpunkt des Querschnitts de3 Luftstrahl— rohres in Stellung zu bringen und mit der Flußrichtung der Luft zu fluchten.

Der Zwischenraum zwischen der Injektionsnadel und dem Rand des Loches, durch da3 die Nadel in das Luftstrahlrohr eingeführt ist, muß abgedichtet werden, um ein Entweichen von Luft zu verhindern. Man kann hierzu ein Dichtungsmittel verwenden; als einfacher und wirksamer hat es sich jedoch erwiesen, ein kurzes Stück eines Gummi- oder Plastikschlauches im Bereich des gebohrten Loches um das Luftstrahlrohr zu legen und die Injektionsnadel durch diesen Schlauch durchzustechen.

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Die Präzisionsregler 24, 26 für den Luftstrom sind so eingestellt, daß die erste Zweigleitung der Druckluftzuleitung auf die Lösungsmitteloberfläche in dem Behälter einen Druck ausübt, der im Lösungsmittel am Auslaß der Injektionsnadel 40 einen etwas größeren Druck ergibt, als in dem Luftstrom aus der zweiten Zweigleitung 22 an der gleichen Stelle herrscht. Beispielsv/eise kann der Druck im Luftstrom in der Größenordnung von 0,21 kg/cm und der Druck im Lösungsmittel in der Größenordnung von 0,28 kg/

ο
cm liegen.

Das Luftstrahlrohr 42 ist in seiner Stellung nahe der Düse 52 für das Dichtungsmittel so festgeklemmt, daß sein Auslaß zum Auslaß der Düse hin gerichtet ist. Die Düse 52 ist an einem ortsfesten Arm 54 oberhalb eines Drehtellers 56 festgemacht, dem die Rohlinge der Dosendeckel oder -boden 58 einzeln nacheinander kugeführt werden, um mit Dichtungsmittel ausgekleidet zu werden. Die Düse ist derart ausgerichtet, daß ein Strom von Dichtungsmittel in die Stoßstelle zwischen der Hauptfläche des Dosendekkels und einem aufrechten Flansch 60 am Umfang gelenkt wird, während der Drehteller 56 den Dosendeckel-Rohling durch eine volle Umdrehung dreht. Der Ausstoß von Dichtungsmittel aus der Düse 52 wird auf geeignete Weise gesteuert, z.B. mit Hilfe einer Ventilsteuerung 62, siehe Pig.1.

Der Abstand zwischen dem Auslaß 40 des Luftstrahlrohres 42 und dem Auslaß der Düse 52 ist derart gewählt, daß sich unter Berücksichtigung aller Variablen der aus dem Luftstrahlrohr austretende Luftstrahl im Bereich des Auslasses der Düse 52 von einer stromliniengerechten Bewegung zu einem Turbulenzzustand gewandelt hat. Dabei sind solche Maße gewählt, daß in dem Luftstrahlrohr nur eine sehr geringe Verdampfung oder Zerstäubung des Lösungsmittels stattfindet und die Zerstäubung hauptsächlich im oben erwähnten Turbulenzbereich erfolgt. Dadurch wird es möglich, eine mit Lösungsmittel gesättigte Atmosphäre im Bereich des Düsenauslasses herzustellen, wobei kontinuierlich Lösungsmitteltröpfchen zur Aufrechterhaltung des Sattigungszustandes

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nachgeliefert werden.

Die Einspeisungsrate von Lösungsmittel ist im Hinblick auf die Strömungsgeschwindigkeit der Luft so gewählt, daß sowohl

a) ein Zustand vermieden ist, bei dem ein Überschuß an zugeführtem Lösungsmittel die Außenseite der.Düse zu naß macht und ein zu stark verdünntes Dichtungsmittel ergibt, das seinen Zweck nicht mehr erfüllt, ale auch

b) ein Zustand, bei dem Lösungsmittel mit einer zu geringen Menge pro Zeiteinheit zugeführt wird, so da,ß es unmittelbar verdampfen kann und nicht die erforderliche Sättigungsatmosphäre rund um den Düsenauslaß schafft«

Für eine bestimmte Betriebssituation ist es möglich, mit einem Minimum an experimentellem Aufwand die optimalen Drücke für die beiden Z\*eige der Druckluftzuleitung zu bestimmen. Diese Drücke können notiert und für den zukünftigen Betrieb der Maschine beigehalten v/erden. Wenn die Maschine nicht in kontrollierten atmosphärischen Bedingungen arbeitet, kann es jeden Tag notwendig sein, die Strömungsgeschwindigkeiten und/oder das Verhältnis von Luft zu Lösungsmittel in dem Luftstrahlrohr zu ändern. Wenn die Einrichtung nicht effektiv arbeitet, können die beiden Präzisionsregler leicht nachgestellt werden, um optimale Arbeitsbedingungen zu liefern.

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Claims

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Ansprüche

Λ . Vorrichtung zur■ Verhinderung der Ansammlung von Dichtungsmittel am Auslaß einer intermittierend arbeitenden, ein Dichtungsmittel ausstoßenden Düse, gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsteil (42), das aus einem Luftauslaß (48) einen Luftstrom auf den Auslaß der Düse (52) richtet und durch ein Vorrichtungsteil (40), das an einer Stelle stromaufwärts von dem Luftauslaß (48) ein Lösungsmittel in den Luftstrom einspritzt, wobei der Luftauslaß (48) in einem solchen Abstand von der Düse (52) angeordnet ist, daß im Bereich der Düse eine Turbulenz des Luftstromes auftritt, und wobei die Einspeisungsrate von Lösungsmittel in den Luftstrom so gewählt ist, daß in dem Turbulenzbereich eine mit Lösungsmittel gesättigte Atmosphäre erzeugt wird.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsteil, das den Luftstrom zum Auslaß der Düse lenkt, ein Luftstrahlrohr (42) ist, das mit einem im Durchmesser verengten Auslaßende (44) und in einem Abstand vom Auslaß (48) mit einer Biegung (46) von verhältnismäßig grossem Krümmungsradius versehen ist, und daß das VorrichtungB-teil zum Einspritzen von Lösungsmittel in den Luftstrom eine Injektionsnadel (40) ist, die an der Außenseite der Biegung (46) in das Luftstrahlrohr (42) eintritt und annähernd koaxial mit dem Luftstrahlrohr zwischen der Biegung und dem Auslaß ausgerichtet ist·

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Behälter (10) für das Lösungsmittel, aus dem Lösungsmittel un- -ter dem auf die Lösungsmitteloberfläche im Behälter einwirkenden Luftdruck ausgegeben wird, und durch Druckregler (24, 26), die den Druck der Luft in dem Luftstrahlrohr (42) und den Druck an der Lösungsmitteloberfläche im Behälter (10) derart steuern, daß der erstgenannte Druck mindestens geringfügig kleiner ist als der letztgenannte Druck.

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