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Einrichtung zum Auftragen einer Schutzschicht auf die
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Schweiss- oder Lötnaht von Dosenrümpfen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Binrichtung zum Auftragen einer Schutzschicht auf die Schweiss- oder Lötnaht1
von Dosenrümpfen mit einer zum Auftragen einer Ueberzugsmasse innerhalb eines die
Naht überdeckenden Bereiches.
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auf der Innenseite des Dosenrumpfes dienenden Auftrarsrolle, die zwei
seitliche, zur Auflage des Dosenrumpfes auf der Auftragsrolle dienende Stützränder
und ein zwischen den Stützrändern gelegenes, zum Mitführen und Auftragen der Ueberzugsmasse
dienendes Mittelteil aufweist, das sich von der Rollenmitte nach jeder der beiden
Rollenseiten zu bis zum letzten Knick- oder Wendepunkt einer das Rollenprofil der
Auftragsrolle repräsentierenden, von einer zur anderen Rollenseite verlaufenden
peripheren
Mantellinie vor dem Punkt oder Bereichsbeginn auf der
Mantellinie erstreckt oder im Falle des Fehlens eines solchen Knick- bzw. Wendepunktes
bis zu dem Punkt bzw. Bereichsbeginn reicht, in dem der Dosenrumpf auf dem der betreffenden
Rollenseite zugeordneten Stützrand zur Auflage kommt.
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Einrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der CH-PS 624.591,
der DE-PS 31 34 968 und der US-PS 4,361,113 bekannt. Diese und auch alle anderen
bekannten Einrichtungen der eingangs genannten Art waren jedoch aus einer Reihe
von unterschiedlichen Gründen, von denen für jede dieser bekannten Einrichtungen
jeweils einige relevant waren, bisher noch nicht geeignet, die Schweissnähte von
Dosenrümpfen mit einem in jeder Hinsicht optimalen Lacküberzug zu versehen. Und
oft brachten neuere Einrichtungen dieser Art, die zur Ueberwindung von Mängeln vorher
benutzter Einrichtungen geschaffen worden waren, neben der angestrebten Beseitigung
der betreffenden Mängel neue Nachteile mit sich, die wiederum die Erreichung des
Zieles von in jeder Hinsicht optimalen Lacküberzügen verunlichten. Aus diesen Gründen
hatte sich im Laufe der Zeit in Fachkreisen schon mehr und mehr-die Auffassung durchgesetzt,dass
es unter den bei den modernen Dosenschweissmaschinen herrschenden Bedingungen wie
Laufgeschwindigkeiten der Dosenrümpfe in der Grössenordnung von 1 m/sec und daraus
sesultierenden Drehzahlen der Auftrags rolle von ca. 500. Umdrehungen/Minute sowie
den sich bei diesen Laufgeschwindigkeiten mit noch realisierbaren Abständen
zwischen
Schweiss- und Lackierstation von z.B. nicht mehr als 1 m ergebenden Abkühlzeiten
von nur ca. 1 sec und entsprechend hohen Temperaturen der Schweissnaht beim Auftragen
des Lackes praktisch nicht mehr möglich sei, auf die Schweissnähte an den Innenseiten
von Dosenrümpfen einen Lacküberzug aufzubringen, der auch unter den ungünstigsten
Umständen allen bei der Weiterverarbeitung der Dosenrümpfe und der späteren Verwendung
der Dosen auftretenden Anforderungen wie der notwendigen Rissfestigkeit beim Umbördeln
der Ränder der Dosenrümpfe, der vollständigen Porenfreiheit und dauerhaften Beständigkeit
auch gegen hochaggrenive und stark korrodierende Füllgüter, dem Ausschluss Jeglicher
Gaseinschlüsse sowohl innerhalb des Lackes wie auen zwischen dem Lacküberzug und
dem damit überdeckten Bereich auf der Dosenrumpfinnenseite sowie der damit erforderlichen
vollständigen Benetzung dieses Bereiches und insbesondere auch der an der Schweissnaht
befindlichen Sinbuciltungen im Moment des Auftragens des Lackes und schliesslich
der notwendigen festen Haftung des Lackes an der Unterlage insbesondere auch in
den Randbereichen des Lacküberzuges gewachsen wäre, weswegen man in der Praxis bei
den modernen Dosenschweissmaschinen zunehmend dazu über geht,die Schweissnahtinnenseite
nicht mehr mit einem Lacl;-überzug sondern mit einem Ueberzug aus in Pulverform
aufgebrachten und dann durch Wärmeeinwirkung aufgeschmolzenen und zusammengeschmolzenen
Kunststoffpartikeln abzudecken, was aber erheblich kostspieliger als die Aufbringung
eines Lacküberzuges ist.
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Die Schwierigkeiten, die bei den verschiedenen bekannten Einrichtungen
der eingangs genannten Art aufgetreten sind, lassen sich zum Teil direkt aus den
obengenannten Literaturstellen entnehmen, und zum Teil gehen sie für den Fachmann
aus den Angaben hervor, die in den einzelnen Literaturstellen bezüglich der dort
hauptsächlich beschriebenen Einrichtungen gemacht worden sind. Eine Hauptschwierigkeit
war ursprünglich, als die Drehung der Auftragsrolle noch in der bei Malerrollen
üblichen Weise durch Mitnahme der auf der zu lackierenden Fläche aufliegenden Rolle
bei der Relativbewegung zwischen Rolle und Fläche bewirkt wurde, ein in Längsrichtung
der Dosenrümpfe ungleichmässiger und insbesondere jeweils am Anfang der einzelnen
Dosenrümpfe zu geringer Lackauftrag, der sich infolge des Stehenbleibens der Auftragsrolle
während der Zeitabschnitte ergab, in denen ein vorangehender Dosenrumpf die Auftragsrolle
bereits passiert und ein im Abstand folgender Dosenrumpf die Auftrags rolle noch
nicht erreicht hatte (siehe OH-PS 624.591,S.2,r.Sp.,Z.15-26). Diese und andere bei
vom Dosenrumpf mitgenommener Auftragsrolle auftretende Schwierigkeiten wie die Notwendigkeit
eines hohen Anpressdruckeo der Auftrags rolle an den Dosenrumpf und dadurch verursachte
Lackierungsfehler (CH-PS 624.591,S.2,r.Sp.,Z.17-20), die unvollständige Lackierung
des ersten Dosenrumpfes nach jedem Stillstand der Schweissmaschine und das dadurch
erforderlich werdende Aussortieren solcher unvollständig lackierter Dosenrümpfe
(CH-PS 624.591,S.2,r.Sp.,Z.23-26)
und die bei Stillstand der Auftragsrolle
bestehende Gefahr des Lackeintrocknens sowie die daraus resultierende Unbrauchbarkeit
der an sich sehr erwünschten schnelltrocknenden Lacke (CH-PS 624.591,S.2,r.Sp.,Z.20-23,32/33)
konnten durch einen kontinuierlichen, unabhängig von der Mi;-nahme der Auftragsrolle
durch den Dosenrumpf erfolgenden Antrieb der Auftragsrolle überwunden werden(CH-PS
624.591, S.2,r.Sp.,Z.34-36). Die damaligen Erwartungen, mit der Massnahme des kontinuierlichen
Antriebs der Auftrags rolle bereits optimale Lacküberzüge auf den Schweissnähten
der Dosenrümpfe erzielen zu können (OH-PS 624.591,S.2,r.Sp., Z.27-32),erfüllten
sich unter den im praktischen Betrieb herrschenden,wesentlich härteren Bedingungen
als im Laborbetrieb jedoch nicht. Im Gegenteil war es sogar so, dass der kontinuierliche
Antrieb der Auftrags rolle bereits im Laborbetrieb zusätzliche Mittel in Form einer
speziell ausgebildeten,die Mantel- und Seitenflächen der Auftragsroiie teilweise
umfassenden Abstreifvorrichtung (CH-PS 624.591, Anspr.4 und S.D,l.Sp.,Z.54, bis
r.Sp.,Z.30) erforderte, um das Wegschleudern von überschüssigem Lack von der Auftragsrolle
und ein dadurch infolge der kontinuierlichen Drehung der Auftragsrolle verursachtes
Hinausspritzen von Lack durch die Zwischenräume zwischen im Abstand voneinander
aufeinanderfolgenden Dosenrümpfen hindurch zu verhindern und ausserdem die Dicke
des Lackauftrages auf die Schweissnaht beeinflussen zu können (CH-PS 624.591,S.3,
l.Sp.,Z.61-63, und r.Sp.,Z.19-29). Die erhoffte Beeinflussbarkert der Dicke des
Lackauftrages und insbesondere
auch die erwartete Wählbarkeit des
Profils der auf die Schweissnaht aufgetragenen Lackschicht durch entsprechende Wahl
der Form des Abstreifers (CH-PS 624.591,S.3,r.Sp., Z.19-29) war jedoch in der Praxis
nur in Verbindung mit Eigenschaften der Lackschicht wie mangelhafter Haftung des
Lackes an der Unterlage in den Randbereichen der Lackschicht infolge von unvollständiger
Benetzung beim Auftragen des Lackes realisierbar (US-PS 4,361,113,Sp.2,Z.29-32),
die eine sichere Erfüllung des Hauptzweckes der Lackabdekung der Schweissnaht, also
eine sichere Verhinderung irgendeines direkten Kontaktes zwischen aggressiven Füllgütern
und dem Metall an der Schweissnaht, in Frage stellten und daher nicht akzeptabel
waren, so dass de facto eine Wählbarkeit des Profils der auf die Schweissnaht aufgetragenen
Lackschicht mit den in der CH-PS 624.591 beschriebenen Mitteln nicht gegeben war.
Vielmehr erforderte die wegen der notwendigen festen Haftung des Lackes an der Unterlage
unverzichtbare vollständige Benetzung der zu lackierenden Flächen mit Lack im Moment
des Auftragens desselben die Verwendung eines relativ dünnflüssigen Lakkes, der
seinerseits aus Gründen der Oberflächenspannung nur die Aufbringung einer relativ
dünnen Lackschicht mit einer Schichtdicke in der Grössenordnung von 2 bis 5 Mikron
erlaubte, die durch Veränderungen der Form des Abstreifers in ihrer Schichtdicke
nicht veränderbar war und die insbesondere den für Langzeitlagerung von aggressiven
Füllgütern zu stellenden Anforderungen hinsichtlich Porenfreiheit und Beständigkeit
gegen solche Füllgüter nicht in
ausreichendem Nasse genügte (US-PS
4,361,113,Sp.2,Z.25-29 u.32-35). Als Auftragsrolle wurde bei der in der Cll-2S 624.591
beschriebenen Einrichtung der eingangs genannten Art eine Rolle benutzt, deren periphere
Mantelfläche im Mittelteil eine konkave Krümmung und in den die seitlichen Stützränder
zur Auflage des Dosenrumpfes auf der Allftragsrolle bildenden Randbereichen eine
im wesentlichen an die Krümmung des Dosenrumpfes angepasste konvexe Krümmung aufwies
(CH-PS 624.591,Anspr.7 und S.3,r.Sp.,Z.31-35). 1)(3 Mittelteil der Auftragsrolle
erstreckte sich dabei von dnr Rollenmitte nach jeder der beiden Rollenseiten zu
mit nie tiger konkaver Krümmung bis zu einem Knickpunkt der daJ Rollenprofil der
Auftragsrolle repräsentierenden Mantellinie, an dem das Mittelteil an den der betreffenden
Rollenseite zugeordneten, den Stützrand bildenen konvexen Raii<1-bereich angrenzt
(CH-PS 624.591,Fig.5,6,8). Diese Ausbildung der Auftragsrolle war zum Teil durch
die spezielle Ausbildung der Abstreifvorrichtung und die oben schon erwähnte, zum
Zwecke der Wählbarkeit des Profils der allf die Schweissnaht aufgetragenen Lackschicht
vercinderbare }orl" des Abstreifers bedingt (CH-PS 624.591,S.3,r.Sp.,Z.19-29, u.Fig.8),
da man seinerzeit noch davon ausgegangen war, dass dem freien Raum zwischen Auftrags
rolle und Abstreifer auch ungefähr das Profil der auf die Schweissnaht au;Pgetragenen
Lackschicht entsprechen würde (CH-PS 624.591,S.3, r.Sp.,Z.24-27), was sich in der
Praxis jedoch schon wegen der erforderlichen Verwendung von dünnflüssigem Lack aln
unzutreffend herausgestellt hat.
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Die wegen der erforderlichen Verwendung von dünnflüssigem Lack fehlende
Beeinflussbarkeit des Profils der mit den in der OH-PS 624.591 beschriebenen Mitteln
auf die Schweissnaht aufgetragenen Lackschicht und insbesondere auch die für Langzeitlagerung
aggressiver Füllgüter unzureichende Schichtdicke der Lackschicht über der Schweissnaht,
die sich in der Praxis nach der Langzeitlagerung solcher aggressiver Füllgüter herausgestellt
hatte, führten dann zu dem aus der DE-PS 31 34 968 ersichtlichen Vorschlag, die
beim Auftragen der Lackschicht mit den in der OH-P 624.591 bzw. der korrespondierenden
DE-OS 27 28 741 beschriebenen mitteln entstandenen Schwierigkeiten, "die Verteilung
der Ueberzugsmasse quer zur Naht optimal den jeweiligen Ansprüchen und Gegebenheiten
anzupassen (DE-PS 31 34 968,Sp.1,Z.58-60)", durch zwei hintereinander angeordnete
Auftragsrollen mit einer derartigen Ausbildung, "dass die Auftragsfläche der einen
Auftrags rolle die Schweiss- bzw. Lötnaht überdeckt und zwei durch eine I'in7-nut
voneinander getrennte Auftragsflächen der anderen Au tragsrolle die Bereiche beiderseits
der Schweiss- bzw.
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Lötnaht beaufschlagen (DE-PS 31 34 968,Anspr.1)", zu überwinden. Diesem
Vorschlag lag die Ueberlegung zugrunde,dat;s man mit den in der CH-PS 624.591 beschriebenen
Mitteln ja bei Verwendung eines dickflüssige ren Lackes auch eine Lackschicht mit
relativ grosser Schichtdicke auftragen konnte, die nur wegen der mangelnden Haftung
des Lackes en der Unterlage in den Randbereichen der Lackschicht infolge
unvollständiger
Benetzung der Unterlage beim Auftragen des Lackes nicht akzeptabel gewesen war,
und dess eo daher mit zwei zusätzlichen, diese Randbereiche nachträglich nochmals
beaufschlagenden Auftragaflächenmöglich sein müsse, in diesen Randbereichen eine
vollständige Benetzung und damit eine feste Haftung des Lackes an der Unterlage
zu erzielen. Um aber diese angestrebte vollständige Benetzung zu erreichen, war
sozusagen ein Andrücken des Lackes an die Unterlage bzw. eine diesen Effekt mit
sich bringende Ausbildung der beiden zusätzlichen Auftragsflächen mit einer geradlinigen
oder leicht konvex gewölbten peripheren Mantellinie erforderlich, und mit dieser
Ausbildung der beiden zusätzlichen Auftragsflächen ergab sich dann der unerwünschte
Nebeneffekt, dass die den Lack an die Unter lage andrückenden zusätzlichen Auftragsflächen
gleichzei -tig den aufgetragenen Lack auch wulstartignach beiden Seiten herausdrückten
und so an den beiden Rändern der insgesamt aufgetragenen Lackschicht je eine Lackwulsttstand,
die wiederum die Gefahr eines Ablösens der Lackschicht von der Unterlage insbesondere
bei der Lsngze1tlagerung aggressiver Füllgüter mit sich brachte, da an der Unterseite
der Lackwülste Spalte entstehen, die der Ausgangspunkt eines allmählichen Abhebens
der Lackschicht von der Unterlage bei Langzeitlagerung sein können.Ausserdem sind
solche Lackwülste auch deswegen unerwünscht, weil sie beim Umbördeln der Ränder
der Dosenrümpfe reissen kiinnen und solche Rissstellen ebenfalls Ausgangspunkte
einer allmählichen Ablösung der Lackschicht von der Unterlage
bei
Langzeitlagerung sein können. Die Vermeidung der Lackwülste beim Auftragen der Lackschicht
auf die Schweissnaht mit der in der DE-PS 31 34 968 beschriebenen Einrichtung war
wiederum nur durch Verwendung eines relativ dünnflüssigen Lackes möglich, bei dem
der Hauptteil des Lackes von der ersten, mit relativ hohen Stützrändern und einem
Mittelteil mit geradliniger achsparalleler peripherer Nantellinie versehenen Auftragsrolle
aufgebracht wurde und die beiden zusätzlichen, nicht mit Stützrändern versehenen
Auftragsflächen nur relativ wenig Lack förderten und daher beim Andrücken des Lackes
an die Unterlage auch praktisch keinen Lack nach den Seiten herausdrückten, aber
immerhin konnte bei der Einrichtung nach der DE-PS 31 34 968 doch ein etwas weniger
dünnflüssiger Lack verwendet und somit auch eine etwas grössere Schichtdicke der
Lackschicht über der Schweissnaht von ca. 5 bis 8 Mikron erreicht werden, die allerdings
für Langzeitlagerung von aggressiven Füllgütern noch immer nicht ausreichend war.
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Bei einer anderen, in der US-PS 4,361,113 beschriebenen Sntwicklung,
deren Ziel es ebenfalls war,grössere Schichtdicken der Lackschicht über der Schweissnaht
zu erreichen, versuchte man diesem Ziel auf rein experimentellem Wege durch Ausprobieren
der verschiedenartigsten Auftragsrollen oder genauer gesagt durch Ausprobieren einer
Reihe von Auftragsrollen mit unterschiedlich gestalteten peripheren Mantelflächen
näher zu kommen (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.11-26). Ausgangspunkt war bei dieser Entwicklung
wiederum die
oben schon im Zusammenhang mit der CH-PS 624.591 beschriebene
und dort in den Figuren 5, 6 und 8 gezeigte Auftragsrolle, deren periphere Mantelfläche
im Mittelteil eine konkave Krümmung und an den beiden seitlichen Stützrändern eine
konvexe Krümmung aufweist und bei der sich das Mittelteil der Auftrags rolle von
der Rollenmitte nach jeder der beiden Rollenseiten zu mit stetiger konkaver Krümmung
bis zu einem Knickpunkt der peripheren Mantellinie erstreckt, an dem das Mittelteil
an den eine konvexe Krümmung aufweisenden Stützrand angrenzt (US-PS 4,36l,ll3,Sp.4,
Z.11-13,u.Fig.2). Von diesem Ausgangspunkt ausgehend aourf1e bei der in der US-PS
4,361,113 besehrlebenen experimentnllen Entwicklung zunächst einmal untersucht,
ob durch weitere Vertiefung des Mittelteiles dieser den Ausgangsl n]t bildenden
Auftrags rolle bzw. durch stärkere konkave Krümmung in diesem Mittelteil grössere
Schichtdicken der Lac1wschicht über der Schweissnaht erreichbar sind (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.13-19,u.Fig.3A).
Nach fruchtlosem Vcrlr dieses Experiments versuchte man dann, den entgegengesetten
Weg zu gehen, also das Mittelteil gegenüber der den Ausgangspunkt bildenden Auftragsrolle
zu erhöhen, und zwr zunächst einmal dadurch, dass man die konkave Krümmung in diesem
Mittelteil bis auf Null - also auf eine geradlinige periphere Mantellinie in diesem
Mittelteil - und gleichzeitig die Breite der Stützränder bis auf den schmalen jereich
einer Aussenkante verringerte (US-PS 4,361,113,Sp.4, Z.21-22,u.Fig.3B), und dann
dadurch, dass man anstatt einer Auftragsrolle mit konkav gekrümmtem Mittelteil eine
solche
mit konvex gekrümmtem Mittelteil und ebenfalls bis auf eine Aussenkante verringerter
Breite der Stützrender verwendete (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.22-23,u.Fig.3C), aber
auch dieser entgegengesetzte Weg führte nicht zu dem gewünschten Erfolg einer akzeptablen
Lackschicht mit grösserer Schichtdicke über der Schweissnaht. Während jedoch die
beiden vorgenannten Wege der Vertiefung bzw. Erhöhung des Mittelteiles auf seiner
gesamten Breite von vornherein ohne Aussicht auf Erfolg waren, hätte der nächste
in dieser experimentellen Entwicklung beschrittene Weg, die periphere Mantellinie
der Auftragsrolle wellenförmig zu gestalten (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.23-24,u.Fig.3D)
bei geeigneter Weiterentwicklung von Erfolg begleitet sein können, denn bei dieser
Form der peripheren Mantellinie waren bereits zwei die Form einer Sinushalbwelle
aufweisende erhabene Stützränder und ein Mittelteil mit drei ebenfalls die Form
einer Sinushalbwelle aufweisenden Vertiefungen sowie zwei gleichfalls die Form einer
Sinushalbwelle aufweisenden Erhöhungen vorhanden, aber die gleichmässige Wellenform
dieser peripheren Mantellinie, bei der der von den beiden sinushalbwellenförmigen
Erhöhungen und der mittleren sinushalbwellenförmigen Vertiefung gebildete mittlere
Bereich des Mittelteiles bereits 60 der Breite des zwischen den beiden sinushalbwellenförmigen
Stützrändern liegenden Mittelteiles der Auflage rolle einnahm und sich ferner die
beiden Stützränder über mehr als je 14% der Gesamtbreite der Auftragsrolle erstreckten
und ausserdem der Mittelteil ausserhalb seines mittleren Bereiches zwei weitere
sinushalbwellenförmige
Vertiefungen aufwies, schloss einen Erfolg im Sinne der Erzielung einer akzeptablen
Lackschicht mit grösserer Schichtdicke über der Schweissnaht wiederum aus (US-PS
4,361,113,Sp.4,Z.23-26), und da die Ursachen von Erfolg und Misserfolg bei dem blossen
Ausprobieren von Auftragsrollen mit unterschiedlich gestalteten peripheren Mantelflächen
natürlich nicht erkannt werden konnten (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.3-7), konnte der
Misserfolg mit der Auftragsrolle mit wellenförmiger peripherer Mantellinie keine
Anregung zu einer Weiterentwicklung auf dem Wege einer im nittelteilder Auftrags
rolle Vertiefungen und Erhöhungen aufweisenden peripheren ntellinie vermitteln sondern
musste im Gegenteil gerade von einer solchen Weiterentwicklung ablenken. Und tatsächlich
weist die dann im Rahmen der weiteren experimentellen Entwicklung entweder auf dem
Wege über versch1.erene in der US-PS 4,361,113 nicht angegebene Zwischenstufeii
oder aber rein zufällig gefundene Gestaltung der Auftragsrolle, mit der Lackschichten
mit Schichtdicken in der Grössenordnung von 200 Mikron auf die Schweissnaht aufgetragen
werden können (US-PS 4,961,11,Sp.4,Z,2-/, u.Fig.4A+B), im Vergleich zu der in Fig.
3D der US-PS 4,361,113 gezeigten Auftragsrolle auch genau gegenteilige Merkmale
auf, nämlich eine Erhöhung in der Mitte des Mittelteiles, wo sich in der Fig. 3D
eine Vertiefung befindet, eine geradlinige achsparallele periphere Mantellinie in
den Bereichen den Mittelteiles, wo die Mantellinie in der Fig. 3D sinusförmig verläuft,
und schmale spitze
Stützränder, wo sich in der Fig. 3D breite sinushalbwellenförmige
Stützränder befinden. Mit dieser in den Figuren 4A und 4B der US-PS 4,361,113 gezeigten
neuen Gestaltung der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle mit je einer spitzwinkligen
Erhöhung in der Mitte und an den beiden seitlichen Enden der Peripherie der Auftragsrolle
(US-PS 4,361,113,Sp.6,Z.6-9) war es-nun zwar möglich geworden, Lackschichten mit
sehr grossen Schichtdicken von ca. 180 bis 200 Mikron (US-PS 4,361,113,Sp.4,Z.51
u.Z.27) auf die Schweissnaht aufzutragen, aber das angestrebte Ziel der Aufbringung
eines in jeder Hinsicht optimalen Lacküberzuges auf die Schweissnähte von Dosenrümpfen
war damit noch immer nicht erreicht. Denn die in der US-PS 4,361,113 nicht erwähnten
Tatsachen, dass erstens bereits Schichtdicken der Lackschicht von ca. 30 bis 60
Mikron eine dauerhafte Beständigkeit auch gegen hochaggressive und stark korrodierende
Füllgüter garantieren und daher Schichtdicken von 180 bis 200 Mikron zur Erzielung
einer dauerhaften Beständigkeit garnicht erforderlich sind und zweitens die in Betracht
kommenden Wandstärken der Dosenrümpfe selbst nur zwischen 160 und 220 Mikron betragen
und bei 90 geringen Wandstärken die Rissfestigkeit eines etwa gleichstarken Lacküberzuges
beim Umbördeln der Rander Dosenrümpfe nicht mehr mit Sicherheit garantierbar ist,
machen deutlich, dass es mit der in den Figuren 4A und 4B der US-PS 4,361,113 gezeigten
Auftragsrolle offenbar nicht gelungen ist, Schichtdicken des Lacküberzuges über
der Schweissnaht in der optimalen Grössenordnung,
also von ca.
30 bis 60 Mikron, zu erreichen, sondern dass mit dieser Auftragsrolle offenbar nur
relativ dicke Lacküberzüge von mehr als 150 Mikron Schichtdicke aufgetragen werden
können.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die gceignet ist, die Schweissnähte von Dosenrümpfen
mit einem in jeder Hinsicht optimalen Lacküberzug zu versehen, der allen bei der
Weiterverarbeitung der Dosenrümpfe und der späteren Verwendung der Dosen auftretenden
Anforderungen wie Rissfestigkeit beim Bördeln, Beständigkeit gegen aggressive Füllgüter,
Ausschluss von Gaseinschlüssen im Lack sowie zwischen Lack und Unterlage und fester
Haftung des Lackes an der Unterlage gewachsen ist.
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Erfindungsgemäss wird das bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, dass die Auftrar.srolle in einem mittleren Bereich ihres Mittelteiles
mit einer unter 60% der Breite des Mittelteiles liegenden Bereichsbreite mindestens
eine Vertiefung aufweist und die periphere Mantellinie in diesem mittleren Bereich
mindestens einen Knickpunkt und/oder mindestens zwei Wendepunkt te hat.
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Hauptvorteil der vorliegenden Einrichtung ist, dass sich mit derselben
ohne Schwierigkeiten optimale Schichtdicken des Lacküberzuges über der Schweiss-
bzw. Lötnaht erzielen
lassen, die weder zu gering für die bei
Langzeitlagerungen von aggressiven Füllgütern auftretenden Beanspruchungen noch
zu gross für die Reissfestigkeitsbeanspru chung sind, die beim Umbördeln der Ränder
der Dosenrümpfe auftritt und bei grossen Schichtdicken oberhalb der P,eissfestigkeit
des Lackes liegt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Einrichtung
liegt darin, dass sich aufgrund der Ausbildung der Auftragsrolle von selbst ein
Profil der aufgetragenen Lackschicht ergibt, das mit der grössten Schichtdicke unmittelbar
über der Schweiss-bzw. Lötnaht und stetig abnehmender Schichtdicke nach den Rändern
des Lacküberzuges zu genau den Anforderungen entspricht, die aufgrund der bestehenden
Beanspruchungen an einen optimalen Lacküberzug zu stellen sind.
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Vorteilhaft kann bei der vorliegenden Einrichtung die Auftragsrolle
so ausgebildet sein, dass der mittlere Bereich des Mittelteiles derselben eine Breite
von mindestens 5::, vorzugsweise mehr als 15%, und zweckmässig höchstens 50j.} der
Breite des Mittelteiles der Auftragsrolle hat und dass weiter das Mittelteil der
Auftragsrolle eine Breite von mindestens 72=o, vorzugsweise von über 80,o, der Rollenbreite
hat. Innerhalb dieser Bemessungsgrenzen lassen sich die günstigsten Ergebnisse hinsichtlich
der Ausbildung des Lacküberzuges erzielen.
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Hinsichtlich der Vertiefung im mittleren Bereich des Mittelteiles
der Auftrags rolle gilt bei der vorliegenden Binrichtung,
dass
der tiefste Punkt der Vertiefung zweckm.issig von einer zwischen höchstem und tiefstem
Punkt der peripheren Mantellinie parallel zur Rollenachse verlaufenden Mittelgeraden,
die den zum Mittelteil der Auftragsrolle gehörenden Abschnitt der Mantellinie so
in oberhalb und unterhalb der Mittelgeraden gelegene Teilabschnitte aufteilt, dass
die zwischen Mantellinie und Mittelgeraden liegenden Flächen oberhalb und unterhalb
der Mittelgeraen gleichgross sind, einen grösseren Abstand als das 0,7-fache, vorzugsweise
als das 0,82-fache, des Abstandes des des höchsten Punktes der peripheren Mantellinie
von der Nittelgeraden haben sollte. Diese Mindesttiefe der Vertiefung ist, von Ausnahmefällen
abgesehen, erforderlich, um genügend Ueberzugsmasse zur Bilduug einer Schutzschicht
mit ausreichender Schichtdicke auf den Schweiss- bzw. Lötnahtbereich auf der Innenseite
des Dosenrumpfes auftragen zu können. Vorteilhaft sollte der tiefste Punkt der Vertiefung
daher von der Mittelgeraden einen mindestens doppelt so grossen, vorzugsweise einen
mehr als viermal so grossen, Abstand wie der höchste Punkt der peripheren Nantellinie
haben.
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Von wesentlichem Vorteil für die erwünschte Ausbildung der Schutzschicht
mit der grössten Schichtdicke über der Schweiss- bzw. Lötnaht und stetig nach den
Rändern der Schutzschicht zu abnehmender Schichtdicke ist ferner, wenn der Abstand
der peripheren Mantellinie von der Innenseite des auf den Stützrändern aufliegenden
Dosenrupmfes in zur
Rollenachsrichtung senkrechter Richtungvondenäusseren
Enden des Mittelteiles nach dem mittleren Bereich des Mittelteil les zu und vorzugsweise
bis zu demselben fortlaufen(3ansteigt.
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Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Einrichtung
weist die Auftragsrolle in dem mittleren Bereich ihres Mittelteiles nur eine Vertiefung
auf. Die Auftragsrolle kann dabei vorteilhaft so ausgebildet sein, dass die periphere
Mantellinie im mittleren Bereich des Mittelteiles der Auftragsrolle mindestens einen
vorzugsweise in der Mitte des mittleren Bereiches gelegenen, eine Innenkante in
der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierenden Knickpunkt und/oder
zwei vorzugsweise symmetrisch zur Mitte des mittleren Bereiches gelegene Wendepunkte
und/oder zwei an den äusseren Enden des mittleren Bereiches und vorzugsweise ebenfalls
symmetrisch zur Mitte desselben gelegene, je eine Aussenkante in der peripheren
Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierende Knickpunkte aufweist. Mit besonderem
Vorteil kann dabei die periphere Mantellinie im mittleren Bereich des Mittel teiles
der Auftragsrolle mindestens einen eine stumpfwinklige Innenkante in der peripheren
Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierenden Knickpunkt aufweisen. Diese bevorzugte
Ausführungsform stellt die Basisform der vorliegenden Erfindung dar, die die oben
schon genannten generellen Vorteile der Erfindung mit sich bringt. Weitere spezielle
Vorteile lassen sich durch die folgenden Varianten dieser Basisform erzielen.
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Bei einer ersten vorteilhaften Variante der Basisform der vorliegenden
Einrichtung liegt die Vertiefung zwischen zwei innerhalb des mittleren Bereiches
des Mittelteiles der Auftragsrolle gelegenen, vorzugsweise mindestens annähernd
bis an den Dosenrumpf heranreichenden Erhöhungen.
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Die Auftragsrolle kann dabei zweckmässig so ausgebildet sein, dass
die periphere Mantellinie im mittleren Bereich des Mittelteiles der Auftragsrolle
mindestens einen vorzugsweise in der Mitte des mittleren Bereiches gelegenen, eine
Innenkante in der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierenden Knickpunkt
und/oder zwei im Bereich der Vertiefung und vorzugsweise symmetrisch zur Mitte des
mittleren Bereiches gelegene Wendepunkte und/oder mindestens zwei im Spitzenbereich
der Erhöhungen und vorzugsweise ebenfalls symmetrisch zur Mitte des mittleren Bereiches
gelegene, je eine Aussenkante in der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierende
Knickpunkte und/oder zwei ausserhalb des Bereiches der Vertiefung und vorzugsweise
ebenfalls symmetrisch zur Diitte des mittleren Bereiches gelegene Wendepunkte und/o(ler
zwei ausserhalb des Bereiches der Vertiefung und vorzugsweise an den äusseren Enden
des mittleren Bereiches sowie vorzugsweise ebenfalls symmetrisch zur Mitte desselben
gelegene, je eine Innenkante in der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle repräsentierende
Knickpunkte aufweist.
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Mit besonderem Vorteil kann dabei die periphere Mantellinie am tiefsten
Punkt der Vertiefung einen eine stumpfwinklige Innenkante in der peripheren Mantelfläche
der Auftragsrolle
repräsentierenden Knickpunkt aufweisen. Der
spezielleVorteil dieser ersten Variante der Basisform liegt darin, dass es mit dieser
Variante möglich ist, Dosenrümpfe mit unterschiedlichem Durchmesser mit ein und
derselben Auftragsrolle mit Ueberzugsmasse zu beaufschlagen, indem an der Aussenseite
des Dosenrumpfes angeordnete Druckrollen den Dosenrumpf nicht nur auf die Stützränder
-der Auftragsrolle sondern auch auf die beiden an derselben vorgesehenen Erhöhungen
drücken und dadurch bei einem Wechsel des Durchmessers der hergestellten Dosenrümpfe
der Raum zwischen der peripheren Mantelfläche im Mittelteil der Auftragsrolle und
der Innenwand des Dosenrumpfes etwa gleichgross bleibt.
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Bei einer zweiten vorteilhaften Variante der Basisform der vorliegenden
Einrichtung weist die Auftragsrolle im mittleren Bereich ihres Mittelteiles zwei
Vertiefungen und eine zwischen denselben gelegene, vorzugsweise mindestens annähernd
bis an den Dosenrumpf heranreichende Erhöhung auf. Die Auftragsrolle kann dabei
zweckmässig so ausgebildet sein, dass die periphere Mantellinie im mittleren Bereich
des Mittelteiles der Auftragsrolle mindestens einen vorzugsweise in der Mitte des
mittleren Bereiches gelegenen, eine Aussenkante in der peripheren Mantelfläche der
Auftrags rolle repräsentierenden Knickpunkt und/oder zwei im Bereich der Erhöhung
und vorzugsweise symmetrisch zur Mitte des mittleren Bereiches gelegene Wendepunkteund/oder
mindestens zwei im Bereich des Grundes der Vertiefungen
und vorzugsweise
ebenfalls symmetrisch zur Mitte des mittleren Bereiches gelegene, je eine Innenkante
in der peripheren Mantelfläche der Auftrags rolle repräsentierende Knickpunkte und/oder
zwei ausserhalb des Bereiches der Erhöhung und vorzugsweise ebenfalls symmetrisch
zur Mitte des mittleren Bereiches gelegene Wendepunkte und/oder zwei ausserhalb
des Bereiches der Erhöhung und vorzugsweise an den äusseren Enden des mittleren
Bereiches sowie vorzugsweise ebenfalls symmetrisch zur Mitte desselben gelegene,
je eine Aussenkante in der peripheren Mantelfläche der Auftrags rolle repräsentierende
Knickpunkte aufweist. Mit besonderem Vorteil kann dabei die periphere Mantellinie
an den tiefsten Punkten der Vertiefungen je einen eine spitzwinklige Innenkante
in der peripheren fiantelfläche der Auftragsrolle repräsentierenden Knickpunkt aufweisen.
Die speziellen Vorteile dieser zweiten Variante der Basisform liegen darin, dass
mit dieser zweiten Variante erstens Schichtdicken der Schutzschicht über der Schweiss-
bzw. Lötnaht innerhalb eines Bereiches realisierbar sind, dessen obere Bereichsgrenze
deutlich über der entsprechenden oberen Bereichsgrenze der Basisform und dessen
untere Bereichsgrenze noch innerhalb des mit der Basisform realisierbaren Schichtdickenbereiches
und damit bedeutend niedriger als die untere Bereichsgrenze des mit der erwähnten
bekannten, Schutzschichten mit einer Dicke von ca. 200 Mikron auftragenden Auftragsrolle
realisierbaren Schichtdickenbereiches liegt, und dass ferner mit dieser zweiten
Variante zusätzlich die gleichen oben schon
erwähnten Vorteile
wie mit der oben erläuterten ersten Variante der Basisform erzielbar sind.
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Nit Vorteil kann bei der vorliegenden Einrichtung die Auftragerolle
ferner so ausgebildet sein, dass die periphere Mantellinie mindestens im überwiegenden
Teil ihrer zwischen dem mittleren Bereich des Mittelteiles der Auftransrolle und
den äusseren Enden des Mittelteiles liegenden Abschnitten einen wenigstens annähernd
kreislinienfirmigen konvexen Verlauf mit einem vorzugsweise grösseren Krümmungsradius
als dem halben Innendurchmesser des Dosenrumpf fes hat. Der Krümmungsradius des
kreislinienförmigen Verlaufs sollte dabei zweckmässig zwischen dem 1,25-fachen und
dem 5-fachen des halben Innendurchmessers des Dosenrumpfes liegen. Der Vorteil einer
solchen Ausbildung der Auftragsrolle liegt darin, dass damit der oben schon erwähnte
vorteilhafte stetige Anstieg des Abstandes der peripheren Mantellinie von der Innenseite
des auf den Stützrändern aufliegenden Dosenrumpfes von den äusseren Enden des ittelteiles
nach dem mittleren Bereich des Mittelteiles zu in für das Auftragen der Ueberzugsmasse
optimaler Form realisiert wird.
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Die zur Auflage des Dosenrumpfes auf der Auftragsrolle dienenden seitlichen
Stützränder sind zweckmässig gegenüber den äusseren Enden des Mittelteiles der Auftragsrolle
erhöht und grenzen vorzugsweise mit je einer stumpfwinkligen Aussenkante an die
zugeordnete Rollenseite und über je
eine spitzwinklige Aussenkante
an das Mittelteil der Auftragsrolle an. Die erhöhten Stützränder haben den Vorteil,
dass sie eine relativ scharfe Begrenzung der äusseren Ränder der Schutzschicht mit
sich bringen bzw. Randversciinierungen im wesentlichen ausschliessen. Sie werden
hauptsächlich dann vorgesehen, wenn der Abstand der peripheren Mantellinie von der
Innenseite des auf den Stützrändern aufliegenden Dosenrumpfes von den äusseren Enden
des Mittelteiles der Auftragsrolle nach dem mittleren Bereich dca Mittelteiles zu
relativ schwach ansteigt. Bei relativ starkem Anstieg dieses Abstandes hingegen
ist es zur Erzielung eines stetigen Abfalles der Schichtdicke der Schutzschicht
von der Mitte nach den Rändern der Schut"-schicht zu häufig vorteilhafter, wenn
die Stützränder tiefer als die äusseren Enden des Mittelteiles des Auftragen rolle
gelegen sind und vorzugsweise mit je einer stumpfwinkligen Aussenkante an die zugeordnete
Rollenseite und mit je einer stumpfwinkligen Aussenkante an das Mittelteil der Auftragsrolle
angrenzen. In beiden Pällen ist es zur Erzielung einer guten Auflage des Dosenrumpfes
sowie zur Vermeidung einer raschen Abnutzung der Stützränder von Vorteil, wenn die
periphere Mantellinie in den zur Auf lage des Dosenrumpfes auf der Auftragsrolle
dienenden Bereichen der Stützränder eine konvexe Krümmung mit einem vorzugsweise
mindestens annähernd dem halben Innendurchmesser des Dosenrumpfes entsprechenden
Krümmungsradius aufweist.
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Mit besonderem Vorteil kann die vorliegende Einrichtung
ferner
so weitergebildet sein, dass zur Beeinflussung der Schichtdicke der sich nach dem
Auftragen der Ueberzugsmasse unter dem Einfluss der Oberflächenspannung der Ueberzugsmasse
ausbildenden Schutzschicht Mittel zur Eühlung des Schweiss- bzw. Lötnahtbereiches
der Dosenrümpfe vor dem Auftragen der Ueberzugsmasse und damit zur Beeinflussung
der Erwärmung der aufgetragenen Ueberzugsmasse durch den erhitzten Schweiss- bzw.
Lötnahtbereich des Dosenrumpfes und damit zur Beeinflussung der Oberflächenspannung
der aufgetragenen Ueberzugsmasse vorgesehen sind, vorzugsweise in Form von Mitteln
zur Erzeugung eines auf den Schweiss- bzw. Lötnahtbereich der Dosenrümpfe von aussen
her gerichteten Kühlluftstromes. Das hat den Vorteil, dass die Schichtdicke der
Schutzschicht innerhalb eines bestimmten, im wesentlichen durch die Ausbildung der
peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle vorgegebenen Schichtdickenbereiches durch
Veränderung der Kühlung an die Anforderungen angepasst werden kann, die an die Schutzschicht
gestellt werden.
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Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfindung im folgenden sowohl
hinsichtlich ihrer generellen Wirkungsweise als auch an einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die periphere Mantellinie einer Auftrags rolle
der vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützrändern und kreislinienförmigen Verlauf
im Mittelteil
der Auftragsrolle und einer im Querschnitt dreieckigen
Vertiefung im mittleren Bereich des Mittelteiles Fig. 2 die periphere Mantellinie
einer Auftragsrolle der vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützrandern und einem
Verlauf im Mittelteil der Auftragsrolle mit nach der Mitte zu stetig zunehmender
Krümml und einem den tiefsten Punkt einer Vertiefung bildenden Knickpunkt im mittleren
Bereich des Nittelteiles Fig. 3 die periphere Mantellinie einer Auftrags rolle dar
vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützrändrjrn und kreislinienförmigem Verlauf
im Mittelteil dazu Auftragsrolle und einer im Querschnitt trapezfi;rmigen Vertiefung
im mittleren Bereich des Mittelteiles Fig. 4 die periphere Mantellinie einer Auftragsrolle
der vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützrändern und kreislinienförmigem Verlauf
im Mittelteilder Auftragsrolle und einer im Querschnitt kalottenförmigen Vertiefung
im mittleren Bereich des Nittelteiles Fig. 5 die periphere Mantellinie einer Auftragsrolle
der vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützrandern und kreislinienförmigem Verlauf
im Mittelteil der Auftragsrolle und einer zwischen zwei Erhöhungen
liegenden,
im Querschnitt dreieckigen Vertiefung im mittleren Bereich des Nittelteiles Fig.
6 die periphere Mantellinie einer Auftragsrolle der vorliegenden Einrichtung mit
flachen Stützrändern und einem Verlauf im Mittelteil der Auftrags rolle mit nach
der Mitte zu stetig zunehmender Krümmung und einem den tiefsten Punkt einer Vertiefung
bildenden Knickpunkt im mittleren Bereich des Mittelteiles i. 7 die periphere Mantellinie
einer Auftragsrolle der vorliegenden Einrichtung mit erhöhten Stützran?ern und kreislinienförmigem
Verlauf im Mittelteil der Auftragsrolle und zwei im Querschnitt dreieckigen Vertiefungen
sowie einer zwischen denselben gelegenen, im Querschnitt trapezförmigen Erhöhung
im mittleren Bereich des Mittelteiles Fig. 8 die periphere Mantellinie einer Auftrags
rolle der vorliegenden Einrichtung mit flachen Stützrändern und einem Verlauf im
Mittelteil der Auftrags rolle mit nach dem mittleren Bereich zu stetig zunehmender
Krümmung und zwei eine kalottenförmige Vertiefung begrenzenden Wendepunkten an den
äusseren Enden des mittleren Bereiches des Mittelteiles Fig. 9 ein Beispiel einer
mit der vorliegenden Einrichtung auf die Schweissnaht eines Dosenrumpfes aufgetragenen
Lackschicht im Querschnitt
Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen
der Vorgänge beim Auftragen des Lackes von der Auftrags rolle auf die Innenseite
des Dosenrumpfes und der sich dabei bildenden sogenannten "Lackfahnen" zur Erläuterung
der Wirkungsweise der Erfindung.
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Im Verlaufe der Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfindung
geführt haben, wurde festgestellt, dass sich zwischen dem mit Lack beaufschlagten
Schweissnahtbereich auf der Innenseite des Dosenrumpfes 1 und den sich von dem Dosenrumpf
wegbewegenden Teilen der Auftragsrolle 2, wie in den Figuren 10 und 11 schematisch
dargestellt, eine sogenannte "Lackfahne" 3 bzw. 4 ausbildet, deren Form, Grösse
und Stabilität in erster Linie die Eigenschaften der sozusagen das auf der Dosenrumpfinnenseite
auslaufende Ende der Lackfahne bildenden, den Schweissnahtbereich überdeckenden
Lackschicht bestimmen. Es wurde weiter festgestellt, dass der eigentliche Lackauftrag
zum grrlnten Teil über diese Lackfahne erfolgt, oder genauer gesagt, dass der Hauptteil
der insgesamt von der Auftragsrolle 2 auf die Innenseite des Dosenrumpfes 1 übertragenen
Lackmenge nicht wie bisher angenommen etwa zum Zeitpunkt der Berührung zwischen
Auftragsrolle und Dosenrumpfinnenseite sondern vielmehr erst danach über diese Lackfahne
auf die Dosenrumpfinnenseite aufgebracht wird.
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Physikalisch gesehen läuft der Auftragsvorgang dabei so ab, dass die
Dosenrumpfinnenseite etwa zum Zeitpunkt der Berührung zwischen Auftragsrolle und
Dosenrumpfinnenseite
mit Lack benetzt wird und diese zunächst
noch dünne, an den Metallflächen an der Dosenrumpfinnenseite fest haftende Benetzungsschicht
dann den von der Auftragsrolle mitgeführten Lack über die Lackfahne von der Auftragsrolle
abzieht. Die Front der Lackfahne hat - wie an den Beispielen der Lackfahnen 3 und
4 in den Figuren 10 und 11 angedeutet - im wesentlichen die Form einer Hyperbel,
deren Asymptoten mit einer zur Dosenrumpfachse parallelen Geraden auf der Dosenrumpfinnenseite
sowie einer Tangente an die Auf tragsrolle im Auslaufpunkt der Lackfahnenmitte an
der Auftragsrolle zusammenfallen und deren ein Nass für die Lackfahnenlänge bildende
Exzentrizität im stavilen Zustand der Lackfahne von der Oberflächenspannung und
der Zähigkeit des Lackes sowie von den Oberflächenkrümmungen der Lackfahne, insbesondere
im Scheitelpunkt der Hyperbel, bestimmt wird. Von der besagten, an der Dosenrumpfinnenseite
festhaftenden Benetzungsachicht wird nun der Teil des Lackes, der sich innerhalb
der Lackfahne zwischen der Dosenrumpfinnenseite und dem derselben zugewanten Hyperbelast
sowie einer Verbindungsfläche zwischen dem Scheitelpunkt der Hyperbel und einer
die Berührungspunkte von Auftragsrolle und Dosenrumpfinnenseite verbindenden Geraden
befindet, von der Auftragsrolle auf die Dosenrumpfinnenseite abgezogen, während
der restliche Teil des Lackes, der sich innerhalb der Lackfahne zwischen der Auftragsrolle
und dem derselben zugewandten Hyperbelast sowie der besagten Verbindungsfläche zwischen
dem Scheitelpunkt der Hyperbel und der die Berührungspunkte
von
Auftragsrolle und Dosenrumpfinnenseite verbirudenden Geraden befindet, von der Auftragsrolle
wieder mitgenommen wird. Daraus ergibt sich, dass die Menge des auf die Dosenrumpfinnenseite
aufgetragenen Lackes im wesentlichen proportional dem Volumen der Lackfahne und
der geon)etrische Ort des grössten Lackauftrages der der Dosenrumpf innenseite zugewandte
Ast der die Front der Lackfahne bildenden Hyperbel oder genauer gesagt der Auslauf
diese IT-perbelastes auf der Dosenrumpfinnenseite ist. Zur Erzielung eines bestimmten
Profiles des Lacküberzuges über dem Schweissnahtbereich ist es somit erforderlich,
erstens das Volumen der Lackfahne innerhalb eines bestimmten Voluenbereiches zu
halten und zweitens dafür zu sorgen, dsss sich nicht mehrere parallele Lackfahnen
sondern nur eine einzigelackfahne ausbilden kann und dass sich diese ja bei jedem
Dosenrumpf neu entstehende Lackfahne immer an der gleichen Stelle ausbildet, also
z.B. immer in der Mitte der Auftragsrolle, wenn die Schweissnaht über der fritte
der Auftragsrolle liegt. Bei allen drei vorgenannten Erfordernissen handelt es sich
um die Lösung von Stabilitätsproblemen, die bisher noch nicht einmal formuliert,
geschweige denn gelöst worden sind. Um nämlich das Volumen einer Lackfahne innerhalb
eines bestimmten Volumenbereiches halten zu können, muss die Grösse der Lackfahne
im wesentlichen konstant gehalten werden, und das gelingt nur, wenn die Lackfahne
bei ihrer Entstehung gleichzeitig mit dem Erreichen dieser Grösse auch eine Porm
erreicht, mit der sich ein stabiler Zustand im Sinne einer gegenseitigen
Aufhebung
sämtlicher auf die Lackfahne einwirkender kräfte einstellt. Die auf eine Lackfahne
einwirkenden Kräfte sind nun im wesentlichen die durch die Bewegung des Dosenrumpfes
und die Rotation der Auftragsrolle verursachten und durch die Zähigkeit des Lackes
auf die Lackfahne übertragenen, im Sinne einer Verlängerung der Lackfahne wirkenden
Kräfte und die durch die Oberflächenspannung des Lackes sowie die Krümmung der Oberfläche
der Lackfahne verursachten Kräfte, von denen die durch die konvexe Krümmung der
hyperbolischen Front der Lackfahne verursachten Kräfte im Sinne einer Verlängerung
der Lackfahne und die durch die konkave Krümmung des Lackfahnenquerschnittes verursachten
Kräfte im Sinne einer Verkürzung der Lackfahne wirken. Damit sich also bei einem
bestimmten Volumen bzw. einer bestimmten Grösse der Lackfahne ein stabiler Zustand
einstellt, muss die konkave Krümmung des Lackfahnenquerschnittes im Scheitelpunkt
der besagten Hyperbel so gross sein, dass die dadurch verursachten, im Sinne einer
Verkürzung der Lackfahne wirkenden Kräfte die im Sinne einer Verlängerung der Lackfahne
wirkenden Kräfte, also die durch die Bewegung von Dosenrumpf und Auftragsrolle verursachten
und durch die Zähigkeit des Lackes auf die Lackfahne übertragenen Kräfte und die
durch die konvexe Krümmung der hyperbolischen Front der Lackfahne verursachten Kräfte,
aufheben, d.h. die Lackfahne muss bei ihrer Entstehung gleichzeitig mit dem Erreichen
der genannten bestimmten Grösse auch eine Form mit der genannten, zum Kräftegleichgewicht
erforderlichen Grösse der
konkaven Krümmung des Lackfahnenquerschnitts
im Scheitelpunkt der die Lackfahnenfront bildenden Iiyperbel erreichen, damit sich
ein stabiler Zustand einstellt, und da die Form der Lackfahne und insbesondere die
die Grösse der konkaven Krümmung des Lackfahnenquerschnittes im Fahnenfrontscheitelpunkt
bestimmende Breite der Fahnenfront wesentlich von der Ausbildung der peripheren
Mantelfläche der Auftragsrolle abhängt, lässt sich also das Volumen einer Lackfahne
nur bei Verwendung einer Auftragsrolle mit geeignet ausgebildeter peripherer Nantelfläche
innerhalb eines bestimmten Volumenbereiches halten und demgem>ss auch nur mit
einer geeigneten Auftragsrolle ein bestimmtes gewünschtes Profil des Lacküberzuges
über dem Schweissnahtbereich erreichen.
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Mit den bisher bekannten Auftragsrollen war es nun hauptsächlich deswegen
nicht möglich, das Volumen einer Lackfahne innerhalb eines bestimmten, den Lackvolumen
von w schenswerten Profilen des Lacküberzuges über dem Schweissnahtbereich entsprechenden
Volumenbereiches zu halten,>zeil die sich bei den bekannten Auftragsrollen ausbildenden
Lackfahnen zu breit waren und damit auch eine zu breite Fahnenfront hatten, so dass
sich eine zu geringe Krümmung des Lackfahnenquerschnittes im Scheitelpunkt der die
Fahnenfront bildenden Hyperbel ergab, was wiederum zur Folge hatte, dass die durch
diese zu geringe konkave Krümmung verursachten, im Sinne einer Verkürzung der Lackfahne
wirkenden Kräfte bei den für die wünschenswerten Profile der
Lacküberzüge
über dem Schweissnahtbereich erforderlichen Lackfahnenvolumen zu gering waren, um
die im Sinne einer Verlängerung der Lackfahne wirkenden Kräfte aufzuheben.
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Damit ergab sich bei den bisher bekannten Auftragsrollen entweder
ein Anwachsen der Lackfahne bis zu einer Länge, bei der die mit wachsender Lackfahnenlänge
ansteigende, im Sinne eines Auseinanderziehens der Laokfahne wirkende Spannung,
die von den durch die rotierende Auftragsrolle verursachten und durch die Zähigkeit
des Lackes auf die Lackfahne übertragenen Kräften an der Oberfläche der Lcfahne
erzeugt wird, grösser als die die Lackfahnenoberfläche zusammenhaltende Oberflächenspannung
des Lackes wird und die Lackfahne daher aufgerissen wird und anschliessend bis etwa
zur Berührungsstelle von Auftragsrolle und Dosenrumpfinnenseite zerreisst und sich
danach wieder neu aufbaut und bis zum nächsten Aufreissen anwächst und somit in
ihrer Grösse ähnlich wie eine Kippschwingung oszilliert (wie dies z.B. bei den in
den Figuren 5, 6 und 8 der OIi-PS 624.591 und den in den Figuren 2 und 3A bis 35
der US-PS 4,361,113 gezeigten Auftragsrollen bei Verwendung von dickflüssigen Lacken
der Fall war), oder es ergab sich ein Anwachsen der Lackfahne bis zu einer Länge,
bei der die vorgenannte, im Sinne eines Auseinanderziehens der Lackfahne wirkende
Spannung gerade noch ein wenig unter der die Lackfahnenoberfläche zusammenhaltenden
Oberflächenspannung des Lackes lag und daher die Arbeitsbedingungen zur Vermeidung
eines zum Abreissen der Lackfahne führenden
weiteren Anstieges
dieser Spannung über die Oberflachenspannung des Lackes hinaus sehr genau eingehalten
werden mussten und die dieser hohen Spannung zugeordnete grosse Lackfahnenlänge
bzw. das entsprechend grosse Volumen der Lackfahne zu einem sehr starken Lackauftrag
auf den Schweissnahtbereich an der Dosenrumpfinnenseite führte (wie dies z.B. bei
der in den Figuren 4A und 4B der US-PS 4,361,113 gezeigten Auftragsrolle bei Verwendung
des in dieser US-PS angegebenen dickflüssigen Lackes und Einhalt1lng der übrigen
aus dieser US-Po entnehmbaren Arbeitsedini:ngen der Fall war).
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In beiden Fällen, also sowohl bei oszlllierender Lackfahne als auch
bei der Lackfahne mit nur wenig unter der Stanilitätsgrenze liegender Länge ergaben
sich auch im Rahmen der Untersuchungen, die im Zusammenhang mit der vorliorr'0-den
erfindung zu Kontrollzwecken gemacht wurden, die eingangs anhand der betreffenden
Literaturstellen bereits eiläuterten Mängel der Lacküberzüge über der Schweissnaht,
also mit Auftragsrollen wie in den Figuren 5, 6 und 8 der CIS-PS 624.591 und in
den Figuren 2 sowie 3A bis 3D der US-PS 4,361,113 bei Verwendung von dickflüssigen
Lacken infolge der oszillierenden Lackfahne eine unvollständige Benetzung in den
Randbereichen der Lackschicht, die dadurch zustandekommt, dass im Moment des Zerreissens
der Lackfahne eine relativ grosse Lackmenge ähnlich wie ein grosser Lacktropfen
und anschliessend dann während der Ausbildung der neuen Lackfahne wegen des anfangs
noch geringen
Volumens derselben nur eine geringe Lackmenge aufgetragen
wird, und mit einer Auftragsrolle wie in den } guren 4A und 43 der US-PS 4,361,113
bei Verwendung des dort angegebenen dickflüssigen Lackes infolge der grossen Lackfahnenlänge
und des entsprechend grossen Volumens der Lackfahne eine sehr grosse Schichtdicke
des Lacküberzuges und infolgedessen eine ungenügende Rissfestigkeit desselben beim
Umbördeln der Ränder des Dosenrumpfes.
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Auch ain im Rahmen dieser Untersuchungen durchgeführter TKonu:(Jllversuch
zur klärung der Frp.ie, ob sich die genannten Mängel durch Verwendung von weniger
dickflüssigen Lacken und eine entsprechende Reduzierung der durch die Bewegung des
Dosenrumpfes und die Rotation der Auftragsrolle verursachten und durch die Zähigkeit
des Lackes auf die Lackfahne übertragenen Kräfte abstellen lassen, führte nicht
etwa zur Erzielung von stabilen anstelle von oszillierenden Lackfahnen bzw. zur
Erreichung stabilerer Verhältnisse mit wesentlich unter der Stabilitätsgrenze liegenden
Lackfahnenlängen sondern vielmehr zum Auftreten eines neuen Stabilitätsproblemes,
indem sich nunmehr bei den meisten bekannten Auftragsrollen nicht nur eine sondern
mehrere parallele, in Querrichtung untereinander bis zum einem Teil ihrer Gesamtlänge
verbundene Lackfahnen ausbildeten, deren Fahnenlängen in der Regel nicht stabil
und gleichgross waren sondern sich wegen der Querverbindungen der Lackfahnen abhängig
voneinander veränderten und die daher zu einem äusserst ungleichmässigen
Lackauftrag
auf der Dosenrumpfinnenseite führten. Das dabei neu aufgetretene Stabilitäteproblem
ist insofern unübersichtlich, als sich beim Auftreten mehrerer untereinander in
Verbindung stehender Lackfahnen unter gleichen Arbeitsbedingungen schon rein theoretisch
eine unendliche Anzahl von untereinender verschicdenen stabilen Zuständen ergeben
können, während es im Palle von nur einer Lackfahne bei vorgegebenen Arbeitsbedingungen
theoretisch nur einen einzigen stabilen Zustand gibt, und schon aus diesem Grunde
sowie wegen der pralclisch daraus resultierenden un() in dem Kontrollversuch auch
festgestellten Ungleichtnässigkeit des Lac3Lauftrages auf der Dosenrumpfinnense-,te
beim Auftreten mellrerer paralleler Lackfahnen musste eine weitere Bedingung für
die Erzielung eines bestimmten Profils des Lacküberzuges über dem Schweissnahtbereich
die Verhinderung eines Auftretens mehrerer paralleler Lackfahnen sein.
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Im einzelnen wurde bei dem Kontrollversuch insbesonuere bei der Verwendung
von mit ausgeprägten Erhöhungen in der peripheren Mantelfläche versehenen Auftragsrollen
eine starke Tendenz zur Ausbildung mehrerer paralleler Lackfahnen festgestellt.
So war eine solche Tendenz besonders bei der in Fig. 3D der US-PS 4,361,113 gezeigten
Auftragsrolle mit wellenförmiger peripherer Mantelfläche festzustellen, bei deren
Einsatz bis zu vier parallele Lackfahnen, also je eine Lackfahne pro Erhöhung ihrer
vier halbwellenförmige Erhöhungen aufweisenden
peripheren Mantelfläche,beobachtet
werden konnten, aber ouch die in den Figuren 3A und 2 dieser US-PS gezeigten Auftragsrollen
und insbesondere auch die den Gegenstand dieser US-PS bildende, in den Figuren 4A
und 4B derselben dargestellte Auftragsrolle zeigten eine solche Tendenz. Diese Tendenz
zur Ausbildung von bis zu drei parallelen Lackfahnen bei der Auftragsrolle nach
den Figuren 4A und 4B der US-PS 4,361,113 im Palle der Verwendung von weniger dickflüssigen
Lacken dürfte auch der Grund dafür gewesen sein, weswegen mit dieser Auftragsrolle
Irleichmässige Lacküberzüge nur wit dickflüssigem Lack und den sich damit bei dieser
Auftragsrolle ergeben den sehr grossen Schichtdicken der Lacküberzüge erzielbar
waren, während geringere, innerhalb des optimalen Bereiches für Lacküberzüge über
der Schweissnaht liegende Schichtdicken wegen der sich bei dieser Auftragsrolle
bei Verwendung von weniger dickflüssigen Lacken ergebenden Tendenz zur Ausbildung
mehrerer paralleler Lackfahnen und der daraus resultierenden Ungleichmässigkeit
des Lackauftrages auf der Dosenrumpfinnenseite nicht erreichbar waren. Ebenso dürfte
auch die bei der Auftragsrolle nach der Fig. 3D der US-PS 4,361,113 beobachtete
ausgeprägte Tendenz zur Ausbildung mehrerer Lackfahnen der Grund für die mangelnde
Eignung dieser Auftragsrolle zur Erzielung gleichmässiger Lacküberzüge über dem
Schweissnahtbereich sein.
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Aus den Ergebnissen des vorgenannten Kontrollversuches
war
zu schliessen, dass die Ursache der Entstehung mehrerer paralleler Lackfahnen die
auf an von der SLuftraysrolle mitgeführten Lack einwirkenden Zentrifugalkräfte sind,
die bei nicht allzu zähflüssigen Lacken innerhalb des von der Auftrags rolle mitgeführten
Lackes eine Lackströmung in Richtung auf die am weitesten von der Rollenachse entfernten
Teile der peripheren Mantelfläche zu bewirken und die daher dazu führen, dass sich
der von der Auftragsrolle mitgeführte Lack infolge der otation der Auftragsrolle
nach den Erhöhungen oder genauer gesagt nach den höher gelegenen Teilen der peripheren
Mantellinie der Auftragsrolle- zu bewegt und sich von den am höchsten gelegenen
Stellen derselben dann in Form von Lackfahnen ablöst, nachdem der über diesen am
höchsten gelegenen Stellen zu einer Art Lackbergen angesammelte Lack mit der Dosenrumpfinnenseite
in Kontakt gekommen ist und damit die Ablösung dieser Lackfahnen ausgelöst hat.
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Diese Erkenntnis der Ursache der Entstehung mehrerer paralleler Lackfahnen
lässt sich nun dazu benutzen, um die oben erwähnte, zur Erzielung wünschenswerter
Profile und insbesondere geeigneter Schichtdicken des Lacküberzuges über dem Schweissnahtbereich
einzuhaltende Bedingung zu erfüllen, das Lackfahnenvolumen innerhalb eines bestimmten
Volumenbereiches zu halten und hierzu die Lackfahnenbreite und damit auch die Breite
der Fahnenfront und die daraus resultierende, die Lackfahnenlänge
und
damit das Lackfahnenvolumen bestimmende konkave Krümmung des Lackfahnenquerschnittes
im Scheitelpunkt der die Lackfahnenfront bildenden lIyperbel gering zu halten: Denn
wenn man die periphere Mantelfläche der Auftragsrolle so ausbildet, dass die periphere
Mantellinie der Auftragsrolle bzw. genauer gesagt der Abstand derselben von der
Rollenachse im Mittelteil der Auftrogsrolle nach einem mittleren Bereich des Mittelteiles
zu ansteigt und sich in diesem mittleren Bereich oder an den Grenzen desselben Maxima
der peripheren Mantellinie befirjden, dann führt diese Ausbildung dazu, dass sich
der von der Auftrags rolle mitgenommene Lack infolge der Rotation der Auftragsrolle
an diesen Maxima der periphere ren Mantellinie ansammelt und sich nach dem Kontakt
dieses an den Maxima der peripheren Mantellinie angesammelten Lackes mit der Dosenrumpfinnenseite
von diesen Maxima parallele Lackfahnen ablösen, die jedoch bei genügend geringem
Abstand dieser Maxima voneinander bzw. bei genügend geringer Breite des genannten
mittleren Bereiches zu einer einzigen relativ schmalen Lackfahne verschmelzen, d.h.
man kann sozusagen durch eine Erzeugung von mehreren parallelen, eng beieinander
liegenden und daher miteinander verschmelzenden Lackfahnen zu der gewünschten einzigen
relativ schmalen Lackfahne kommen, deren Fahnenvolumen zu dem gewünschten Profil
und der gewünschten Schichtdicke der Lacküberzüge über dem Schweissnahtbereich führt
und die auch infolge der Fixierung ihrer Lage durch die genannten Maxima der peripheren
Mantellinie immer an der
gleichen Stelle entsteht und sich daher
bei jedem die Lackiereinrichtung passierenden Dosenrumpfunmittelber über der Schweissnaht
an der Dosenrumpfinnenseite ausbildet.
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Wesentlich für die Ausbildung einer zum Auftragen einer Schutzschicht
auf die Schweiss- oder Lötnaht von Dosenrümpfen geeigneten, optimale Ueberzügeinnerhalb
eines die Naht überdeckenden Bereiches auf der Innenseite der Dosenrümpfe ermöglichenden
Auftragsrolle ist also folgendes: Die periphere Mantellinie der Auftragsrollebzw.
deren Abstand von der Rollenachse sollte im Mittelteil der Auftragsrolle mindestens
zwei relativ nahe beieinander liegende und zweckmässig etwa gleichhohe Maxima aufweisen.
In einem mittleren Bereich des Mittelteiles der Auftragsrolle, an dessen äusseren
Grenzen oder inner,1al desselben diese Maxima liegen, muss sich also mindestens
eine Vertiefung der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle bzw. mindestens ein
Minimum des Abstandes der peripheren Mantellinie der Auftragsrolle von der Rollenachse
befinden. Ausserdem müssen sich an die beiden den äusseren Grenzen des mittleren
Bereiches des Mittelteiles der Auftragsrolle am nächsten gelegenen oder mit diesen
zusammenfallenden Maxima in Richtung auf die äusseren Enden des Mittelteiles der
Auftragsrolle zu Teile der peripheren Mantelfläche der Auftragsrolle mit nach den
ausseren
Enden des Mittelteiles zu abnehmendem Abstand der peripheren
Mantellinie der Auftragsrolle von der Rollenacse anschliessen.
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Innerhalb der beiden Bereiche des Mittelteiles der Auftragarolle,
die von den äusseren Enden des Mittelteiles bis zu dem jeweils nächstgelegenen,
innerhalb des mittleren Bereiches des Mittelteiles des Auftragsrolle befindlichen
oder an dessen äusserer Grenze liegenden Maximum reichen, sollte der Abstand der
peripneren Mantellinie der Auftrags rolle von der Rollenachse zwecmässig kleiner
als cn diesem zugeordneten nächstgelerenen Lantimum und grösser als oder mindestens
gleichgross wie an dem zugeordneten äusseren Ende des Mittelteiles der Auftrags
rolle sein und vorzugsweise von jedem der beiden äusseren Enden des Mittelteiles
nach dem zugeordneten nächstgelegenen Maximum zu fortlaufend ansteigen. Durch diese
Ausbildung wird die gewünschte Bewegung des Lackes in Richtung auf die beiden Maxima
zu gefördert.
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In den Bereichen der sich aussen an das Mittelteil der Auftragsrolle
anschliessenden Stützränder sollte die periphere Mantellinie der Auftragsrolle zweckmässig
geri3-gere Abstände von der Rollenachse als an den beiden den äusseren Grenzen des
mittleren Bereiches des Mittelteiles der Auftragsrolle am nächsten gelegenen oder
mit diesen zusammenfallenden Maxima haben. Ausserdem sollten die Punkte in den Stützrandbereichen
mit dem grössten Abstand von der Rollenachse zweckmässig einen nur wenig
grösseren
und vorteilhaft wenigstens nahezu gleichgrossen Abstand von der Rollenachse wie
die äusseren Enden des Mittelteiles der Auftragsrolle haben. Durch diese Ausb: dung
kann verhindert werden, dass sich auch an den Stützrändern Lackfahnen ausbilden
können.
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Hinsichtlich der besagten Vertiefung im mittleren Bereich des Mittelteiles
der Auftragsrolle ist zu beachten, dass die genannten in dem mittleren Bereich oder
an den ciiusseren Grenzen desselben gelegenen Maxima genügend ausgepr.gti sein sollten,
um die Entstehung der gewünschten Lackfahnen an diesen Stellen zu ermöglichen bzw.
zu fördern, was eiljr? bestimmte Mindesttiefe bzw. einen bestimmten Mindestrallrlinhalt
der Vertiefung erfordert, dass aber andererseits das innerhalb der Vertiefung befindliche
Lackvolumen und damit auch der Rauminhalt bzw. die Tiefe der Vertiefung nicht zu
gross sein darf, damit die entstehenden Laekfabnen nicht von dem von innen her aus
der Vertiefung zuströmenden Lackvolumen auseinandergedrängt sondern vielmehr von
dem von aussen her zuströmenden Lackvolumen zusarmengedrängt werden, so dass sie
in der gewünschten Weise zn einer einzigen Lackfahne verschmelzen.
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Die in den Figuren 1 bis 8 mit ihren peripheren Mantellinien als Ausführungsbeispiele
dargestellten Auftragsrollen erfüllen sämtliche oben als wesentlich angegebenen
Bedingungen für eine optimale Lacküberzüge über dem Schweissnahtbereich ermöglichende
Ausbildung solcher Auftragsrollen:
Die peripheren Mantellinien
5 der Äuftragsrollen in den Figuren 1 bis 8 weisen im Isittelteil 6 der huftragsrolle
zwei nahe beieinander liegende gleichhohe Maxima 7 und 8 auf, die an den äusseren
Grenzen des mittleren Bereiches 9 des Mittelteiles 6 der Auftragsrolle (Fig.1-4
u.6-&) oder innerhalb des mittleren Bereiches 9 (Fig.5) liegen und zwischen
denen eine Vertiefung 10 (Pig.1-6 u.8) oder zwei Vertlefungen 10' und 10 mit einer
zwischen denselben gelegenen Erhöhung 11 (Fig.7) liegen. Innerhalb der beiden Bereiche
12 und 13 des Mittelteiles 6 der Auftragsrolle, die von den äusseren Enaen des Mittelteiles
6 bis zum mittleren Bereich 9 des Mittelteiles 6 reichen, steigt der Abstand der
peripheren Mantellinie 5 der Auftragsrolle von jedem der beiden äusseren Enden des
Mittelteiles 6 nach den zugeordneten nächstgelegenen Maxima 7 bzw. 8 zu fortlaufend
an. In den Bereichen der Stützränder 14 hat die periphere Mantellinie 5 der Auftragsrolle
geringere Abstände von der Rollenachse als an den beiden Maxima 7 und 8. Auf den
Stützrändern 14 liegt die in den Figuren 1 bis 8 gestrichelt angedeutete Dosenrumpfinnenwand
15 auf. Die Stützränder 14 sind mit einer an die Dosenrumpfinnenwand 15 angepassten
Krümmung konvex gekrümmt. Die Stellen der Stützränder 14 mit dem grössten Abstand
von der Rollenachse haben bei den in den Figuren 1 bis 5 und 7 dargestellten Auftragsrollen
einen um ca. 0,1 mm grösseren Abstand von der Rollenachse als die äusseren Enden
des Mittelteiles 6 der Auftragsrolle und bei den in den Figuren 6 und 8 dargestellten
Auftragsrollen
den gleichen Abstand von der Rollenachse wie diese äusseren Enden des Mittelteiles
6. Die Tiefe der Vertiefungen 10 bzw. 10' und 10" gegenüber den Maxima 7 und 8 beträgt
bei den Auftragsrollen mit relativ breiten Vertiefungen in den Figuren 1, 3 und
4 ca. 0,2 mm, bei den Auftragsrollen mit etwas schmäleren Vertiefungen in den Figuren
2, 6 und 8 ca. 0,4 mm und bei den Auftragsrollen, die mit bis an die Dosenrumpfinnenseite
heranreichenden Erhöhungen im mittleren Bereich 9 des Mittelteiles 6 versehen sind,
ca. 0,6 mm. Der Abstand der Maxima 7 und 8 von der Dosenrumpfinnenseite liegt bei
allen in den Figuren 1 bis 4 und 6 bis 8 dargestellten Auftragsrollen bei ca. 0,3
mm.
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Mit den in den Figuren 1 bis 4 sowie 6 bis 8 mit ihren peripheren
Mantellinien dargestellten Auftragsrollen konnten Lacküberzüge über dem Schweissnahtbereich
mit einer Schichtdicke über der Schweissnaht bis zu ca. 60 Mikron aufgetragen werden.
Noch grössere Schichtdicken bis 80 bzw. 100 Mikron lassen sich mit den Auftragsrollen
in den Figuren 5 und 7 erreichen, allerdings besteht für Schichtdicken über 60 Mikron
in der Regel kein grosses Bedürfnis.
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Bei allen dargestellten Auftragsrollen ergeben sich Lacküberzüge über
dem Schweissnahtbereich von einer etwa der Breite der Auftragsrollen von ca. 10
mm entsprechenden Breite mit der grössten Schichtdicke in der Mitte des Ueberzuges
und damit unmittelbar über der Schweissnaht und nach den Rändern des Ueberzuges
zu abnehmender Schichtdicke.
Die Verteilung der Schichtdicke in
Querrichtung des Ueberzuges lässt sich noch in einem gewissen Umfang durch mehr
oder weniger starke Kühlung der Dosenrümpfe auf ihrem Weg von der Schweissstation
zur Lackiereinrichtung mittels eines von aussen her auf die Schweissnaht der Dosenrümpfe
gerichteten Kühlluftstromes beeinflussen, da der aufgetragene Lack von der noch
nicht abgekihlten Schweissnaht erhitzt wird und sich die Oberflächenspannung des
Lackes dabei mit steigender Erwärmungverringert, so dass durch starke Kühlung der
Dosenrümpfe eine hohe Oberflächenspannung des aufgetragenen Lackes erzielt werden
kann, die die Lackoberfläche glattzuziehen versucht und dadurch in gewissem Umfang
für einen Ausgleich der Schichtdicken in unmittelbarer Umgebung der Schweissnaht
sorgt.
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Ein Beispiel eines Lacküberzuges, der mit der in Fig. 1 dargestellten
Auftragsrolle aufgebracht wurde, ist im Querschnitt in der Fig. 9 gezeigt. Der Lacküberzug
wurde auf die Schweissnaht auf der Innenseite eines aus 0,2 mm starkem Blech hergestellten
Dosenrumpfes aufgebracht. Die verwendete Auftragsrolle hatte eine Breite von 10
mm und eine periphere Mantellinie wie in der Figur 1 mit 0,5 mm breiten Stützrändern
14, einer Erhöhung der Stützränder 14 über den äusseren Enden des Mittelteiles 6
von 0,1 mm, einem kreislinienförmigem Verlauf der peripheren Mantellinie 5 in den
Bereichen 12 und 13 mit konvexer Krümmung und einem Krümmungsradius von 120 mm,
einer Tiefe der Vertiefung
10 gegenüber den Maxima 7 und 8 von
0,2 mm, einem Abstand des tiefsten Punktes der Vertiefung 10 von der Dosenrumpfinnenseite
von ca. 0,5 mm und einem Winkel zaischen den beiden die Vertiefung 10 begrenzenden
Flächen von 1600. Als Lack wurde ein im Handel unter der Bezeichnung "Grace Pillnay
A 4699-S-77" bekannter Lack mit weisser Farbe verwendet. Es ergab sich folgende
aus Fig. 9 ersichtliche Schichtdickenverteilung in Querrichtung des Ueberzuges (ir,
Fig.9 von links nach rechts): Im Abstand von 2 mm von der Schweissnahtmitte eine
Schichtdicke von 14 Mikron, im Abstand von 1 mm von der Schweissnahtinitte eine
Schichtdicke von 20 Mikron, im Abstand von 0,5 mm von der Schweissnahtmitte eine
Schichtdicke von 50 Mikron, über der Schweissnahtmitte eine Schichtdicke von 40
Mikron, im Abstand von 0,5 mm von der Schweissnahtmitte eine Schichtdicke von 20
Mikron und im Abstand von 1,5 mm von der Schweissnahtmitte eine Schichtdicke von
10 Mikron.
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Abschliessend ist noch darauf hinzuweisen, dass die voriegende Einrichtung
zum Auftragen einer Schutzschicht auf ?in Schweiss- oder Lötnaht von Dosenrümpfen
abgesehen von der Auftragsrolle in gleicher Weise aufgebaut sein kann, wie dies
z.B. in der CH-PS 624.591 oder der US-PS 4,361,113 beschrieben ist, d.h. eine Auftragsrolle
nach der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres in eine solche bekannte Einrichtung
eingesetzt werden und führt in Verbindung mit einer solchen bekannten Einrichtung
zu dem mit der der vorliegenden Erfindung erzielten Erfolg. Es erübrigt
sich
daher eine nochmalige nähere Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise dieser
bekannten Einrichtungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Es wäre
lediglich zu bemerken, dass es von Vorteil ist, die Auftragsrollen nach der vorliegenden
Erfindung entsprechend der schon in der CH-SS 624.591 gegebenen Anregung (S.3, r.Sp.,Z.49-51)
mit einem neben der Auftragsrolle angeordneten Rotor, zweckmässig einem Elektromotor,
anzutreiben.
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Ferner sollte die zum Abstreifen des Lackes vorgesehene Abstreifvorrichtung
zweckmässig so ausgebildet sein, dass bei den Auftrags rollen nach der vorliegenden
Erfindung der Lack von den Stützranuern 14 vollständig abgestreirQ wird (was durch
einen nahezu an den Stützrändern 14 anliegenden Abstreifer erreicht werden kann),
um damit jede Möglichkeit einer Ausbildung von Lackfahnen an den Stützrändern 14
auszuscliessen.