DE3220310C2 - Vorrichtung zum elektrischen Beschichten des Inneren und Äußeren eines Metallbehälters - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen elektrischen Beschichten der Innen- und Außenflächen eines Metallbehälters, indem man ihn bei abwärts gewandter Mündung in ein Gehäuse einschließt und in seinen Innenraum eine Düseneinrichtung einführt, wobei zwischen Gehäuse und Behälter einerseits und Behälter und Düseneinrichtung andererseits zwei separate Durchlaßkanäle entstehen, die mit je einem Einlaß und einem Auslaß versehen sind, um sie mit dem elektrischen Beschichtungsmaterial schnell füllen und es schnell aus ihnen ablassen zu können. Dabei werden die Innen- und Außenflächen des Behälters mit dem Beschichtungsmaterial überflutet, das sich, wenn gleichzeitig zwischen Gehäuse und Behälter einerseits und Behälter und Düseneinrichtung andererseits ein elektrisches Potential liegt, auf den Flächen des Metallbehälters ablagert. Das Gehäuse, der Behälter und die Düseneinrichtung sind gegeneinander elektrisch isoliert. Für das Beschichtungsmittel liegen zwei separate Durchlaßkanäle mit je einem eigenen Ein- und Auslaß vor; man kann die Innen- und Außenflächen des Behälters also gleichzeitig mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien und auch in unterschiedlichen Stärken beschichten. Das hier vorgeschlagene Verfahren mit Vorrichtung ist sehr gut geeignet für schnelle Fertigungsstraßen.

Description

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein beträchtlich schnelleres Aufbringen unterschiedlicher Beschichtungsgewichte auf das Innere und Äußere des Metallbehälters als beim Stand der Technik bei guter Integrität der Beschichtung und eigne! sich besonders zum Einsatz in schnellen Fertigungsstraßen. Eine Drehanlage mit 14 erfindungsgemäßen Vorrichtungen kann mehr als 450 Dosen pro Minute mit einem Innenbeschichtungsgewicht von mindestens 1 mg/cm² versehen. In einer solchen Drehanlage kann die Zeit zwischen dem Einsatz der Vorrichtungen in der 14er-Gruppe etwa 0,1 s betragen. Eine nach diesen Richtwerten arbeitende Drehanlage kann etwa 32 Dosen pro Minute und Vorrichtung beschichten.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen erläutert In letzteren sind:

Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig.2 eine auführlichere Schnittdarsteilung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung im Arbeitszustand; und

Fig. 3 ein Stromlaufdiagramm einer Elektrischen Schaltung für die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung 10 weist in vertikaler Übereinanderanordnung eine elektrisch leitende Sonde 20, einen Behälterhalter 22 sowie ein äußeres Gehäuse 25 auf, wobei das äußere Gehäuse 24 über dem Behälterhalter 22 und dieser über der Sonde 20 liegen.

Der Behälterhalter 22 kann einen Behälter 26 mit nach unten gewandter öffnung aufnehmen. Der Behälter 26 braucht nicht am Behälterhalter 22 festgespannt zu sein, sondern kann in einer Aufnahme 28 im Behälterhalter 22 sitzen, die vorzugsweise eine Nut bzw. einen Ansatz auf der Oberseite aufweist, die bzw. der der Umfangsgestalt des offenen Endes des Behälters 26 entspricht. Für Behälter wie Dosen oder dergleichen kann die Aufnahme 28 die Form eines Rings aufweisen. Bei Behältern mit einem anderen als kreisrunden offenen Ende kann die Aufnahme 28 die Form der Behälteröffnung annehmen. Es kann auch z. B. ein Teilring mit einer Umfangsausdehnung von weniger als etwa 180° reibschlüssig auf den Behälter aufgesetzt werden, um ihn in der Sollage zu halten. Die Aufnahme 28 kann weiter ein oder mehrere bogenförmig gekrümmte Segmente aufweisen. In allen Ausführungsformen hat der Behälterhalter 23 eine zentrale öffnung 30, durch die die elektrisch leitende Sonde 20 eingeführt werden kann, durch die das Behälterinnnere beschichtet wird. Die Aufnahme 28, die konzentrisch mit und radial auswärts der Öffnung 30 liegt, kann aus elektrisch leitenden oder aus Isolierstoffen hergestellt sein.

Der Behälterhalter 22 weist einen ersten Durchlaßkanal 32 auf, der die Oberseite des Behälterhalters 22. auf der der Behälter 26 sitzt, mit der Unterseite des Behälterhalters 22 verbindet. Der Durchlaßkanal 32 liegt radial auswärts der zentralen Öffnung 30 und kann ein Ringkanal sein, der die zentrale öffnung vollständig umgreift, um die Oberseite des Behälterhalteis 22 mit seiner Unterseite zu verbinden. Alternativ kann der Durchlaßkanal 32 von einer Vielzahl Bohrungen gebildet sein, die durch den Behäherhalter 22 verlaufen und entlang des Rands der Aufnahme 28 des Behälterhaiters 22 radial auswärts der zentralen öffnung 30 verteilt sind.

Der Behälterhalter 22 weist weiterhin Mittel auf der Ober- und der Unterseite auf, um Teile des äußeren Gehäuses 24 bzw. eines Unterteils 34 der Sonde 20 trennbar aufzunehmen. Derartige Verbindungsmittel können in der Form von Ringnuten 33,35 radial außerhalb des Randes des Behälters 26 und der zentralen öffnung 30 vorliegen, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Die oberen und unteren Ringnuten 33 bzw. 35 erleichtern das Ausrichten und das Herstellen eines flüssigkeitsdichten Abschlusses zwischen dem Gehäuse 24 und dem Unterteil 34 zum Einschließen des Behälters 26.

Die Sonde 20 steht von dem Unterteil 34 nach oben vor, ist hohl und kann selbst eine Düse bilden oder Düsenelemcnte aufweisen, um Beschichtungsmaterial in das Innere des zu beschichtenden Behälters einzubringen. Alternativ kann die hohle Sonde 20 eine öffnung und Öffnungsteile aufweisen, um das Beschichtungsmaterial aus dem Inneren eines beschichteten Behälters

is auszutragen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Sonde 20 um eine Düse in der in F i g. 1 gezeigten Art mit einer Bohrung 36, die in Längsrichtung durch sie hindurch verläuft und im Unterteil 34 in eine öffnung 46 mündet. Vorzugsweise ist die Öffnung 46 ein Einlaß, an den eine Leitung angeschlossen ist, mit der Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird. Die Bohrung 36 kann in ihrem obersten Teil breiter ausgebildet sein und eine schmale Kante 37 bilden sowie oben in eine konische oder konkave Öffnung auslaufen, um die Strömung des Beschichtungcmaterials in das Innere des Behälters 26 zu unterstützen. Eine solche aufgeweitete Öffnung bewirkt auch ein verbessertes Beschichten des Behälterinneren nahe dem Behälterboden, wenn ein elektrisches Potential zwischen die Sonde 20 und den Behälter 26 gelegt wird. Die schmale Kante 37 verbessert den Strömungsverlauf des Beschichtungsmaterials zum Behälterinneren und verstärkt die Wurfkraft des Beschichtungsbades zum Beschichten auch tieferer Vertiefungen in der Behälterinnenfläche.

Die Sonde 20 kann gemäß der US-PS 42 10 507 mit einer Einrichtung zum Verzögern der Strömung des Beschichtungsmaterials aus dem Behälterinneren heraus ausgebildet sein, die eine entgegengesetzte Strömung des Beschichtungsmaterials aufbaut, die die Turbulenz der Strömung verstärkt, ohne in ihr Diskontinuitäten zu erzeugen, wodurch das Beschichten von Ecken und Vertiefungen nahe der Innenfläche des Behälterbodens erleichtert wird.

Die Sonde 20 stellt eine Elektrode dar, deren Form der Innengestalt des Behälters einspricht, und sie ist aus korrosionsbeständigen oder nichtkorrodierenden Werkstoffen hergestellt.

Der Unterteil 34 enthält weiterhin einen zweiten Durchlaßkanal bildende Ringkammern 30a und 32a. Die Ringkammer 30a liegt konzentrisch zum unteren Teil der Sonde 20 innerhalb des Unterteils 34. Die Ringkammer 32a ist radial auswärts der Ringkammer 30a und mit dieser konzentrisch. Vorzugsweise ist jede Ringkammer durchgehend ausgebildet und umgreift die Sonde 20 im Unterteil 34 vollständig. Alternativ kann anstelle einer Ringkammer ein Ring von miteinander verbundenen Bohrungen vorgesehen sein, die um die Sonde 20 herum verteilt sind. Die Ringkammer 30a geht in eine öffnung 50 über, die vorzugsweise ein A'islaß und am oder im

bo unteren Teil des Unterteils 34 angeordnet ist, damit Beschichtungsmaterial aus dem Unterteil 34 während eines Beschichtungszyklus erst ausfließen kann, nachdem es d'Tch den /weiten Durchlaßkanal und über die gesamte ßehaiterinnenfläche geströmt ist. Die Ringkammer 32;! geht in eine Öffnung 48 über, die vorzugsweise ein Auslaß am oder im unteren Teil des Unterteils 34 ist, damit das Beschichtungsmaterial aus dem Unterteil 34 wahrend des Beschichtungszyklus erst ausfließen kann,

nachdem es durch den ersten Durchlaßkanal und über die gesamte Außenfläche des Behälters geströmt ist.

Auf der Oberseite des Unterteils 34 befinden sich eine Dichteinrichtung 52 und eine Dichteinrichtung 53, die radial einwärts von auswärts vorstehenden ringförmigen Aufsätzen 38 verlaufen, die lösbar und dicht in die Ringnut 35 des Behälterhalters 22 eingefahren werden können. Die Dichteinrichtungen 52, 53 sind dort beabstandet voneinander angeordnet, wo die Ringkammer 32a in die Oberseite des Unterteils 34 mündet. Dieser Abstand bietet Zugang zur Ringkammer 32a, so daß Beschichtungsmaterial durchströmen kann. Die äußere ringförmige Dichteinrichtung 52 und die innere ringförmige Dichteinrichtung 53 verlaufen konzentrisch. Sie können separat oder auch einteilig mit ausreichendem Abstand ausgebildet sein, um Zugang zur Ringkammer 32a herzustellen. Die Dichteinrichtungen 52, 53 bilden einen trennbaren flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem Unterteil 34 und dem Behälterhalter 22, um das Beschichtungsmaterial während des Beschichtungszyklus einzuschließen und eingeschlossen zu halten.

Das äußere Gehäuse 24 bildet eine äußere Elektrode, ist elektrisch leitfähig und entspricht in der Form der Außengestalt des zu beschichtenden Behälters 26. Das Gehäuse 24 ist größer als der Behälter und vorzugsweise ebenfalls korrosionsbeständig ausgeführt. Das Gehäuse 24 weist äußere, abwärts vorstehende ringförmige Vorsprünge 40 auf, die lösbar in die obere Ringnut im Behälterhalter 22 einfahren und dort einen dichten Abschluß herstellen können. Von der inneren oberen Wandfläche des Gehäuses 24 steht ein federvorgespannter Andruckstift 42 beispielsweise zentral angeordnet abwärts vor, so daß. wenn das Gehäuse 24 den Behälter 26 einschließt, der Andruckstift 42 vom Boden des Behälters 26 aufwärts geschoben wird. Ein Zweck des Andruckstiftes 42 im Gehäuse 24 ist, das Festhalten des Behälters 26 in seiner Sollage in der Aufnahme 28 während des Beschichtungszyklus zu unterstützen.

Vorzugsweise bindet sich nahe oder in der inneren oberen Wandfläche des Gehäuses 24 mindestens eine auf den Behälterboden einwirkende Ausrichteinrichtung 56 vorzugsweise aus nicht leitfähigen bzw. Isolierstoff, die auch den Zweck hat, sich an den Behälter 26 anzulegen, wenn das Gehäuse 24 den Behälter 26 umschließt, um das Festhalten des Behälters in einer festen Sollage auf der Aufnahme 28 während des Beschichtungszyklus zu unterstützen. Die Auswurfeinrichtung 56 kann sich an den Behälter 26 nahe oder auf der Bodenaußenfläche anlegen. Eine Vielzahl solcher Einrichtungen 56 kann vorgesehen und beispielsweise gleichbeabstandet um den Behälterboden herum veneiii sein.

An oder in der Oberwandung des Gehäuses 24 befindet sich eine Öffnung 44 vorzugsweise als Einlaß, mit dem Beschichtungsmaterial in das Gehäuse 24 während des beschichtungszyklus einströmen und die gesamte oder einen Teil der Behälteraußenfläche überfluten kann, bevor es durch den Durchlaßkanal 32 und den Auslaß 48 abgeht Vorzugsweise ist an den Einlaß 44 eine Leitung angeschlossen, mit der Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird.

Auf der Unterseite des Außengehäuses 24 ist radial einwärts der abwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprünge 40 eine Dichteinrichtung 54 angeordnet, die einen trennbaren flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem Gehäuse 24 und dem Behälterhalter 22 herstellt, um das Beschichtungsmaterial während des Beschichtungszyklus einzuschließen.

F i g. 2 zeigt im Schnitt weitere Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 1 im Arbeitszustand. Das Gehäuse 24, der Behälter 26 und der Unterteil 34 sind vertikal übereinander aus den in F i g. 1 gezeigten Stellungen über- bzw. aufeinandergefahren darstellt. Diese Vertikalbewegung läßt sich mit nicht dargestellten Druckluftzylindern, Steuerscheiben oder auf andere herkömmliche Weise bewerkstelligen.

Die abwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprünge 40 am Gehäuse 24 sind in die Ringnut 33 auf der Obersuite des Behälterhalters 22 eingefahren. Entsprechend sind die aufwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprünge 38 des Unterteils 34 in die Ringnut 35 auf der Unterseite des Behälterhalters 22 eingefahren. Der Behälter 26 wird in der Sollstellung in der Aufnahme 28 so gehal-

!5 ten, daß der Rand der Behältermündung des umgedrehten Behälters 26 in der Aufnahme 28 sitzt. Der Andruckstift 42 des Gehäuses 24 liegt auf dem Boden des Behälters 26 auf und ist eingeschoben, so daß die Feder ihn abwärts auf den Behälter drückt, der so in der Aufnähme 28 gehalten wird. Die Auswurfvorrichtung 56 liegt am Boden des Behälters 26 an dessen Rand an, um den Behälter 26 auf der Aufnahme 28 zu halten, während sie den Behälter 26 auch über der zentralen öffnung 30 ausrichtet, damit die Sonde 20 durch die öffnung 30 in den Behälter 26 eingeführt werden kann.

Sind das Gehäuse 24, der Behälterhalter 22 und der Unterteil 34 vertikal aufeinander geschlossen, wie in F i g. 2 gezeigt ist, so entstehen zwei separate Durchlaßkanäle, mit denen sich die Innen- und die Außenfläche des Behälters separat beschichten lassen. In diesem geschlossenen Zustand entstehen die Räume 47,49, wobei der Raum 47 zwischen der Sonde 20 und der Innenfläche des Behälters 26 und der Raum 49 zwischen der Außenfläche des Behälters 26 und der Innenfläche des Gehäuses 24 gebildet sind. F i g. 2 zeigt den den Raum 49 einschließenden Durchlaßkanal, der sich vom Einlaß 44 über den Raum 49. den Kanal 32 und die Ringkammer 32a zum Auslaß 48 erstreckt Ein den Raum 47 einschließender zweiter Durchlaßkanal ist von der Bohrung 36 der Sonde 20 zum Raum 47 und über die Ringkammer 30a zum Auslaß 50 gebildet. Der erste Durchlaßkanal erlaubt während des Beschichtungszyklus eine Strömung des Beschichtungsmaterials vom Einlaß 44 zum Auslaß 48. wobei der gesamte erste Durchlaßkanal sich mit dem Beschichtungsmaterial füllen kann, um die Behälteraußenfläche vollständig mit dem Beschichtungsmaterial zu überfluten. Der zweite Durchlaßkanal erlaubt während des Beschichtungszyklus eine separate Strömung des Beschichtungsmaterials vom Einlaß 46

so zum Auslaß 50, wobei die Bohrung 36, der Raum 47 und die Rir.gksmmer 30a mit Beschichtungsmaterial gefüllt werden, um die Behälterinnenflächen vollständig mit dem Beschichtungsmaterial zu überfluten.

Zwischen der Oberseite des Beälterhalters und der Unterkante des Gehäuses 24 sind die Dichturigseinrichtung 54, zwischen der Unterseite des Behälterhalters 22 und der Oberseite des Unterteils 34 die Dichteinrichtung 52,53 gezeigt Die Dichteinrichtungen stellen einen trennbaren flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem Gehäuse 24, dem Behälterhalter 22 und dem Unterteil 34 her, um zwei separate Strömungskanäle nahe der Schnittstelle zwischen Unterteil 34 und Behälterhalter 22 aufrechtzuerhalten.

F i g. 3 zeigt weiterhin, daß zwischen die Sonde 20 und den Behälter 26 ein anderes Potential als zwischen das äußere Gehäuse 24 und den Behälter 26 gelegt werden kann, indem ein Widerstand in einem Zweig der Schaltung vorgesehen wird, der als Spannungsteiler wirkt

Vorzugsweise wird der Widerstand in den Stromkreis zwischen der Gleichspannungsquelle und dem äußeren Gehäuse 24 gelegt. Der Widerstand kann in Form eines Widerstandsfelds oder eines veränderbaren Widerstands wie beispielsweise eines Rheostaten vorliegen. Vorzugsweise wird jedoch zum Einstellen des elektrischen Stroms ein veränderbarer Widerstand 68 verwendet. Wird z. B. ein Widerstand in den Stromkreis zum äußeren Gehäuse 24 geschaltet und die Arbeitsspannung konstant gehalten, so fließt durch diesen Schaltungsteil ein schwächerer Strom, so daß die Ladungszufuhr ebenfalls sinkt und auf die Außenfläche des Behälters 26 ein geringeres Beschichtungsgewicht aufgebracht wird. Das Produkt, ein elektrisch beschichteter Behälter 26, hat dann auf der Innenfläche eine dickere Beschichtung als auf der Außenfläche. Diese dickere Innenbeschichtung ist normalerweise erwünscht, um den Behälter vor seinem Inhalt und den Behälterinhalt vor einer Reaktion mit dem Behälterwerkstoff zu schützen.

Die elektrische Schaltung kann weiterhin ein Ampermeter A und ein Voltmeter V enthalten, um den in der Schaltung fließenden Strom sowie die herrschenden Spannungen zu messen, damit die Bedienungsperson das Beschichtungsgewicht auf der Innen- und der Außenfläche des Behälters 26 einstellen kann, und zwar unabhängig davon, ob beide Flächen gleichzeitig beschichtet werden oder nicht Ein Teil der Schaltung, der zur Behälterelektrode führt, enthält ein GS-Schütz 70, mit dem sich die Stromflußdauer bestimmen läßt, von der das aufgetragene Beschichtungsgewicht ebenfalls abhängt Obgleich Fig.3 den Behälter mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden zeigt, kann die Polung auch umgekehrt werden, und zwar abhängig davon, ob das Beschichtungsmaterial anodisch oder kathodisch ist. Im allgemeinen haben die Innen- und die Außenelektrode die gleiche Polarität. Die Gleichspannungsversorgung sollte so ausgelegt sein, daß sie den Arbeitsstrom für ein gleichzeitiges Beschichten der Innen- und der Außenflächen liefern kann. Beim Arbeiten in der bevorzugten Ausführungsform, d. h. einem unterschiedlich starken und gleichzeitigen Beschichten der Innen- und Außenflächen eines Behälters muß die Spannungsversorgung auch in der Lage sein, die auftretenden verschiedenen Spannungen zu liefern.

Die Verwendung und Arbeitsweise der Vorrichtung läßt sich zunächst unter bezug auf die F i g. 1 erläutern. Sind das äußere Gehäuse 24, der Behälterhalter 22 und die Sonde 20 voneinander getrennt, wie gezeigt, wird ein Behälter 26 mit der Öffnung nach unten so auf den Behälterhalter 22 aufgesetzt daß bei in der Aufnahme 28 befindlichem Behälter die zentrale öffnung 30 mit seiner Mündung fluchtet Das äußere Gehäuse 24 und die Sonde 20 werden dann vertikal relativ zum Behälterhalter 22 aufeinander geschlossen, um den Behälter 26 vollständig einzuschließen, wie in F i g. 2 gezeigt ist.

Der Behälter 26 kann mit der Öffnung nach unten auf den Behälterhalter 22 auf verschiedene Art und Weise aufgesetzt werden. Da es erwünscht ist, die Vorrichtung in sehr schnellen Fertigungsstraßen einzusetzen, kann der Behälter auf unterschiedlichen Einrichtungen wie beispielsweise Armen, Drehtischen oder dergleichen in die Arbeitslage gebracht werden. Beispielsweise kann eine Drehanlage vorgesehen werden, die 14 Behälter gleichzeitig handhabt Jede Vorrichtung 10 befindet sich dann beim Umlauf um die Drehanlage in unterschiedlichen Phasen des Beschichtungsvorgangs. Zur Anpassung an schnelle Fertigungsstraßen ist in Betracht gezogen, daß der Laufzeitunterschied zwischen aufeinanderfolgenden Vorrichtungen etwa eine Zehntelsekunde beträgt, so daß jeder Behältersich insgesamt etwa 1,4 s auf der Drehanlage aufhält.

1st die Vorrichtung geschlossen worden, so beginnt das Beschichtungsmaterial durch den Einlaß 46 und die Bohrung 36 zu strömen, bis das Beschichiungsmaterial den Raum 47 im Inneren des Behälters 26 ausgefüllt hat.

Gleichzeitig beginnt die Strömung des Beschichtungsmaterials vom Einlaß 44 in das äußere Gehäuse 24. bis es den Raum 49 um die Außenfläche des Behälters 26 herum ausgefüllt hat. Gleichzeitig wird ein elektrisches Potential zwischen den Behälter und die Sonde 20 gelegt, um das Behälterinnere zu beschichten, während auch gleichzeitig Potential zwischen den Behälter und das äußere Gehäuse 24 gelegt wird, um das Behälteräußere zu beschichten. Alternativ kann man eines oder beide elektrische Potentiale anlegen, bevor das Beschichtungsmaterial zu strömen beginnt.

Vorzugsweise beginnen die beiden separaten Strömungen des Beschichtungsmaterials gleichzeitig mit dem Anschalten des elektrischen Potentials. Vom Zeitpunkt des Schließens der Vorrichtung an sollte vorzugsweise die Spannung angeschaltet und die Strömung eingeleitet werden. Man legt das elektrische Potential etwa eine Sekunde an und läßt das Beschichtungsmaterial etwa gleich lange strömen. Dieser Wert ist ein Richtwert. Die im Einzelfall angesetzte Behandlungsdauer zum Beschichten eines bestimmten Behälters hängt von mehreren Variablen ab. Bei komplizierteren Behälterformen kann es schwieriger sein, das Beschichtungsmaterial durch den gesamten Behälterinnenraum zu führen, so daß sich längere Verweilzeiten ergeben. Nachdem der Behälter beschichtet ist, wird die Vorrichtung geöffnet, indem das Gehäuse 24, der Halter 22 und die Sonde 20 vertikal voneinander abgehoben werden.

Das Beschichtungsmaterial der Vorrichtung wird aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter zugeführt. Es können auch zwei Vorratsbehälter zur Beschichtung des Behälterinneren und -äußeren verwendet werden. Sollen auf das Behälterinnere und -äußere unterschiedliche Beschichtungen aufgebracht werden, sind separate Vorratsbehälter eine Notwendigkeit.

Zusätzlich zu der Anpassung der Form der Sonde an die Innengestalt des Behälters sind die Strömungsgeschwindigkeit und der Ström ungsdruck des einströmenden Beschichtungsmaterials wichtige Parameter, die von Variablen wie der Geometrie des Behälters und der Vorrichtung abhängen.

Im allgemeinen ist die Strömungsgeschwindigkeit wichtiger als der Strömungsdruck. Eine steuerbare Strömungsgeschwindigkeit verhindert Turbulenzen und eine Bläschenbildung auf der Innenfläche der Behälter und erlaubt jeden Punkt der Behälterinnenfläche mit Beschichtungsmaterial zu benetzen. Bei zu hohem Druck steigt jedoch u. U. die Geschwindigkeit des Beschichtungsmaterials zu weit an, so daß sich Turbulenzen, Bläschen und dergleichen bilden, die unerwünscht sind. Mit der. Vorrichtung sind forderungsgerechte Beschichtungsgewichte auf die Innenflächen von Behältern bei einem Druck des Beschichtungsmaterials am Düseneingang im Bereich von 0,55 bis 0,83 bar und etwa 0,69 bar aufgebracht worden, wobei der Materialdurchsatz etwa 0,5 bis 2 Liter pro Sekunde betragen kann.

Zum Beschichten der Behälleraußenfläche sind die Strömungsstärke und der Strömungsdruck des einströmenden Beschichtungsmaterials ebenfalls wichtige Pa-

rameter. Zufriedenstellende Beschichtungsgewichte sind auf Behälteraußenflächen mit einem Druck am Eingang der Vorrichtung im Bereich von 0,62 bis 0,83 bar und etwa 0,69 bar und mit einer Strömung von 0,5 bis 2 Liter pro Sekunde erreicht worden.

Die gesamte Beschichtungsgeschwindigkeit hängt auch von der während des Beschichtungsvorgangs anliegenden Spannung ab. Je höher die Spannung, desto kürzer die Zeit, die zum Beschichten des Behälters erforderlich ist. Eine zu hohe Spannung kann jedoch zum in Aufreißen der Beschichtung oder zur Blasenbildung führen, abhängig von Variablen wie dem jeweils eingesetzten Beschichtungsmaterial und der Art des elektrischen Kontakts zum zu beschichtenden Behälter. Es hat sich erwiesen, daß sich mit der Vorrichtung zufriedenstellend Behälter über einen breiten Bereich von Gleichspannungen beschichten lassen. Die Spannung kann dabei 50 bis 250 V, vorzugsweise 100 bis 200 V betragen. Zum Aufrechterhalten eines bestimmten Beschichtungsgewiehts wird der Strom gesteuert. In der Praxis hat sich das Arbeiten mit Strömen von 4 bis 30 A pro Vorrichtung als zufriedenstellend erwiesen. Die Stromstärke ist ein wesentlicher Parameter und sollte überwacht werden, da das Beschichtungsmaterial nach seinem Coulomb-Wirkungsgrad klassiert wird, wobei ein Coulomb einem Ampere pro Sekunde entspricht.

Während des Beschichtungszyklus sind das Gehäuse 24. der Behälter 26 und die Sonde 20 elektrisch geladen, aber gegeneinander elektrisch isoliert, so daß das Beschichtungsmaterial als Leiter wirkt, um die Ablagerung auf dem Behälter zu beginnen. Sind die Elemente nicht einwandfrei gegeneinander isoliert, tritt ein Kurzschluß zwischen Behälter 26. Sonde 20 und Gehäuse 24 auf, so daß keine einwandfreie Beschichtung erhalten wird. Auch die Sonde 20 und das Gehäuse 24 müssen gegeneinander isoliert sein, um unterschiedliche Beschichtungsgewichte auf die Innen- und Außenfläche aufbringen zu können. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist der Teil 39 des Behälterhalters 22, in dem sich die Ringnut 33 befindet, aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff hergestellt. Bei geschlossener Vorrichtung 10 (F i g. 2) ist daher das Gehäuse 24 elektrisch gegen den Behälierhalter 22, den Behälter 26 und auch die Sonde 20 des Unterteils 34 isoliert.

Jedes Element der Vorrichtung 10 ist mit einem elektrischen Anschluß versehen, d. h. das Gehäuse 24 mit dem Anschluß 60, die Behälteraufnahme 28 mit dem Anschluß 62 und die Sonde 20 mit dem Anschluß 64.

Vorzugsweise wird der Behälter 26 von der Aufnahme 28 her elektrisch geladen, die aus elektrisch leitfähigern Werkstoff hergestellt und isoliert ist gegen Teile des Bchälteriialters 22, die in Berührung geraten mit dem Gehäuse 24 und dem Unterteil 34. um das elektrische Potential anzulegen. Vorzugsweise ist der Andruckstift 42, der den Behälter 26 festlegt gegen das Gehäuse isoliert und aus Isolierstoff gefertigt. Alternativ kann der Andruckstift 42 als elektrischer Anschluß ausgeführt sein, in welchem Fall die Aufnahme 28 als Isolierstoff hergestellt ist

60

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

65

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum elektrischen Beschichten des Inneren und Äußeren eines Metallbehälters mit einer Einrichtung zum Einschließen eines offenendigen Metallbehälters, die elektrisch leitfähig ist deren Form der Behältergestalt entspricht und die von der Behälteraußenfläche beabstandet unter Bildung eines ersten Durchlaßkanals zwischen der Einrichtung und dem Behälter angeordnet werden kann, mit einer hohlen elektrisch leitenden Sonde, deren Form der Innengestalt des Behälters entspricht und die in den Behälter von dessen Innenfläche beabstandet unter Bildung eines zweiten Durchlaßkanals einsetzbar ist, mit die Sonde, die einsch!ie3ende Einrichiung und den Behälter gegeneinander isolierenden Mitteln, mit Mitteln zum Führen von Beschichtungsmaterial in und durch die Durchlaßkanäle und mit einer Einrichtung zum Anlegen eines ersten elektrischen Potentials zwischen der einschließenden Einrichtung und dem Behälter zur Beschichtung der Behälteraußenfläche sowie zum Anlegen eines zweiten elektrischen Potentials zwischen der Sonde und dem Behälter zur elektrischen Beschichtung des Behälterinneren, gekennzeichnet durch einen trennbaren flüssigkettsdichten Abschluß (52,53) zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlaßkanal (32, 3Oa^, durch den zwei separate und unverbundene Strömungskanäle (49, 32, 32a und 47, 36, 30a; mit jeweils separaten Ein- und Auslässen (44,48 bzw. 46; 50) zum schnellen Fluten und gleichzeitigen elektrischen Beschichten des Inneren und des Äußeren des Behälters bildbar sind.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Beschichten des Inneren und Äußeren eines Metallbehälters mit einer Einrichtung zum Einschließen eines offenendigen Metallbehälter, die elektrisch leitfähig ist, deren Form der Behältergestalt entspricht und die von der Behälteraußenfläche beabstandet unter Bildung eines ersten Durchlaßkanals zwischen der Einrichtung und dem Behälter angeordnet werden kann, mit einer hohlen elektrisch leitenden Sonde, deren Form der Innengestalt des Behälters entspricht und die in den Behälter von dessen Innenfläche beabstandet unter Bildung eines zweiten Durchlaßkanals einsetzbar ist, mit die Sonde, die einschließende Einrichtung und den Behälter gegeneinander isolierenden Mitteln, mit Mitteln zum Führen von Beschichtungsmaterial zum Anlegen eines ersten elektrischen Potentials zwischen der einschließenden Einrichtung und dem Behälter zur Beschichtung der Behälteraußenfläche sowie zum Anlegen eines zweiten elektrischen Potentials zwischen der Sonde und dem Behälter zur elektrischen Beschichtung des Behäherinnercn.

   Üblicherweise werden die Innen- und Außenflächen von Metallbehältern wie beispielsweise Dosen und dergleichen in separaten Arbeitsgiingen beschichte!. Dabei wird tlie Innenbeschichtung üblicherweise mit höherem ßcschichtungsgewieht als die danach aufgebrachte Außenbeschichtung angesetzt. Die dickere Innenschicht ist als Schul/ des Behälters vor seinem Inhalt und als Schutz des Bchältcrinhalts vor einer Reaktion mit dein Brhähermelall erforderlich, während die dünnere Außenbeschichtung die Handhabung und/oder das Aussehen des Behälters verbessern kann. Weiterhin kann die Außenbeschichtung einen Schutz gegen die Umwelt bieten, indem sie beispielsweise das Rosten von Stahl und zinnfreien Stahlbehältern in einer feuchten Atmosphäre unterbindet und die Bildung übermäßiger Oxidbeläge auf Aluminiumbehältern während des Sterilisierens verhindert

   Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art (DE-AS 28 32 868) ist die Einrichtung zum Einschließen des Metallbehälters zwischen der Sonde und dem Gehäuse derart vorgesehen, daß ein kontinuierlicher Kanal gebildet wird, der vom Beschichtungsmaterial gefüllt wird. Die Verwendung eines kontinuierliehen Durchlaßkanals ermöglicht jedoch nicht eine gleichzeitige elektrische Beschichtung des Inneren und Äußeren des Metallbehälter mit unterschiedlich zusammengesetzten Beschichtungsmaterialien. Das Beschichtungsmaterials strömt zuerst entlang der Innenfläche und dann entlang der Außenfläche, d. h. die Innen- und die Außenfläche werden nicht zur gleichen Zeit beschichtet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß die elektrische Beschichtung des Inneren und des Äußeren des Metallbehälters gleichzeitig mit unterschiedlich zusammengesetzten Beschichtungsmaterialien möglich ist.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen trennbaren flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlaßkanal, durch den zwei separate und unverbundene Strömungskanäle mit jeweils separaten Ein- und Auslassen zum schnellen Fluten und gleichzeitigen elektrischen Beschichten des Inneren und des Äußeren des Behälters bildbar sind.

   Die Einrichtungen zum Anlegen der elektrischen Potentiale können einen veränderbaren Widerstand aufweisen, mit dem die Höhe des ersten elektrischen Potentials zum Auftragen unterschiedlicher Beschichtungsgewichte auf das innere und Äußere des Metallbehälters verändert werden kann. Die erhaltene elektrische Beschichtung ist in sich und von Behälter zu Behälter gleichmäßig und basiert vorzugsweise auf organischen Harzbeschichtungsstoffen aus entweder anodischen oder kathodischen Elektrobeschichtungsmedien.

   Das Beschichtungsmaterial sollte vorzugsweise elektrophoretisch sein und einen verhältnismäßig hohen Coulomb-Wirkungsgrad von mindestens 10mg/C haben. Das Beschichtungsmaterial muß an Aluminium und anderen Metallen haften können und sollte ein System auf Wasserbasis bzw. wäßrig sein. Weiterhin sollte die Beschichtung stabil sein und den Strömungsdrücken und sowie mit dem Kontakt mit der Luft widerstehen können. Während des Beschichtungszyklus kann die Temperatur des Beschichtungsbades zwischen 10 und 7 Γ C, vorzugsweise 21 bis 43" C liegen.

   Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschichteten Dosen haben Beschichtungen mit sehr niedrigen Lackwerten gezeigt die gewöhnlich gleich null waren, bo Der Lackwert gibt im wesentlichen die durch die Schicht hindurch gemessene elektrische Leitfähigkeit an. Die auf die Behaltemberflächen aufbringbaren Beschichtungsjicwichtc Ικ-gen /wischen größer 0 und 1,8b mg/cm·¹. Das im Einzelfall erforderliche Beschienen tungseewicht richtet sich nach dem gewünschten Schutz gegen die vorliegenden Einflüsse und hängt von zahlreichen Variablen wie beispielsweise Spannung. Strom-Märke. An des Bcschichiungsmalcrials und dergleichen