DE4341684A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Lack auf die Schweissnaht von rohrförmigen Körpern - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auftragen von Lack auf die Schweißnaht von rohrförmigen Dosenkörpern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Gegenstand der Er­ findung ist weiter eine Vorrichtung zum Auftragen von Lack auf die Schweißnaht von rohrförmigen Körpern gemäß Oberbe­ griff des Patentanspruches 8.

Gebinde aus Weißblech, insbesondere für Konserven, werden mittels Rollennaht-Schweißmaschinen hergestellt. Beim Schweißen der als Quetschnaht ausgeführten Verbindung der zwei Kanten eines Weißblechzuschnittes wird das als Korro­ sionsschutz dienende Zinn aus dem Schweißnahtbereich verdrängt. Die Schweißnaht ist folglich nach der Schweißung ungeschützt und neigt dazu, innert kürzester Zeit zu korrodieren und den Inhalt des Gebindes zu verunreinigen. Die Schweißnaht muß daher durch eine Lackschicht gegenüber dem Inhalt des Gebindes geschützt werden. Es sind bis heute drei verschiedene Verfahren bekannt: Das Abdecken der Schweißnaht mit flüssigem Lack entweder durch Spritzen oder durch Aufrollen sowie die elektrostatische Beschichtung der Naht mittels Kunststoffpulver. Die beiden erstgenannten Me­ thoden haben den Nachteil, daß sich die meist scharfkantige Naht nur ungenügend gegen Korrosion schützen läßt und für empfindliche Füllgüter daher ungeeignet ist. Die Beschich­ tung mit Kunststoffpulver andererseits erfordert einen ver­ hältnismäßig hohen technischen Aufwand für die Aufbereitung und die Wiederaufbereitung des Pulvers, das aus der Applika­ tionszone zurückgesaugt wird. Heute haben sich die Beschich­ tungsanlagen mittels Pulver durchgesetzt und werden vor al­ lem bei sehr schnellaufenden Maschinen, z. B. für 600 bis 800 Gebinde pro Minute, erfolgreich eingesetzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein kostengünstiges Beschichtungsverfahren für Schweißmaschinen im tieferen Leistungsbereich zu schaffen, das eine kontinuierliche Beschichtung der mit geringem Abstand auf der Schweißmaschine hergestellten Gebinde ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vor­ richtung, mit der auf Schweißmaschinen der niedrigeren Lei­ stungsstufe in einfacher Weise die Innenseite der Schweißnähte beschichtet werden können.

Gelöst wird die erste Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gelöst wird die zweite Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 8.

Der eine band- oder strangförmige Gestalt aufweisende Lack kann durch Extrudieren hergestellt sein und mit geringem Aufwand durch eine innerhalb oder außerhalb des Schweißarmes verlaufende Leitung in den Auftragsbereich eingeführt werden. Durch eine nach nach dem Auftragskopf angeordnete Transportrolle wird das Band gleichzeitig durch den Schweißarm hindurchgezogen und anschließend in den Auf­ tragskopf hineingeleitet. Der Transportträger mit dem darauf aufgebrachten Lack bleibt während der ganzen Durchlaufzeit der Dose über den übertragungsrollen in Kontakt mit der heißen Schweißnaht und kann so sukzessive vom Transportträger an die Schweißnaht übertragen werden. Der von Lack befreite Transportträ­ ger wird nach Gebrauch entweder zerhackt oder, falls es sich um eine endlose Schlaufe handelt, kann dieser immer wieder mit Lack beaufschlagt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehen keine schädlichen Dämpfe, und es kann je nach Art des verwendeten Lackes, der vorzugsweise ein Hotmelt-Zusatz enthält, auf eine Nachtrocknung verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch ei­ nen diskontinuierlichen Betrieb, da der Transportträger im­ mer nur synchron mit den Schweißrollen angetrieben wird. Bei einem Unterbruch in der Schweißanlage oder einer Nach­ folgemaschine kann der Vorschub des Transportträgers mit dem Lack unterbrochen werden, ohne daß dabei ein Eintrocknen des Lackes oder Oxydieren desselben stattfinden kann. Das Verfahren läßt sich daher auch auf Maschinen anwenden, die von Hand betrieben werden, d. h. auf Maschinen, bei denen Do­ se um Dose geschweißt wird. Die Vorrichtung weist einen sehr einfachen Aufbau auf, und es müssen innerhalb der sehr beengten Verhältnisse in der Lackauftragsvorrichtung nur ein Antriebsmotor für die Trans­ portrolle untergebracht werden. Die übrigen Elemente benöti­ gen wenig Raum.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweißmaschine im Grundriß,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der Schweißmaschine und der daran befestigten Auf­ tragsvorrichtung für Lack in Seitenansicht,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Auftragsvorrich­ tung in Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Auftragsvorrich­ tung mit einer Extrudieranlage,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch die Auftragsvorrichtung längs Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 drei mögliche lacktragende Transportträgerquerschnitte.

Auf einer Rollennaht-Schweißmaschine 1 wie sie beispiels­ weise in der US-A-3,834,010 beschrieben ist, werden Dosen­ rümpfe 3 aus anfänglich rechteckförmigen Blechzuschnitten 2 hergestellt. Dabei werden die Blechzuschnitte 2 vorerst in einem sogenannten Rundapparat 6 in der Schweißmaschine 1 zu einem Zylinder gerollt, dessen Kanten sich geringfügig überlappen. In einer Führungsschiene 5, auch Z-Schiene ge­ nannt, werden die beiden zu verschweißenden Kanten der Blechzuschnitte 2 in gegenseitige Überlappung gebracht und zwischen zwei Schweißrollen 7 und 9 durch elektrische Widerstandsschweißung miteinander verbunden. Die nach der Verschweißung der Kanten rohrförmigen Dosenkörper 3 ,werden durch ein Transportband 11, über dessen unterem Trum 13 Permanentmagnete 15 angeordnet sind, weitertransportiert. Am Schweißarm 17, der die untere Schweißrolle 9 trägt, ist eine Lackauftragsvorrichtung 19 in einer vertikalen Ebene schwenkbar angelenkt. Das Ende der Lackauftragsvorrichtung 19 ist mittels Stützrollen 21 auf Auflagerollen 23 abgestützt. Die Auflagerollen 23 sind auf einem Träger 25 angeordnet, welcher Teil der Schweißmaschine 1 sein kann oder als separates Element auf dem Boden 26 abgestützt ist. Die Lackauftragsvorrichtung 19 weist vorzugsweise mindestens zwei hintereinander angeordnete Stützrollen 21 auf, damit beim Auftragen von Lack auf die mit dem Transportband 11 vorbeigeführten Dosenkörper 3 stets mindestens eine der beiden Stützrollen 21 sich auf der Innenseite des gerade vorbeigeführten oder des folgenden Dosenkörpers 3 abstützen kann, währenddem der Dosenkörper 3 von außen auf den Auflagerollen 23 getragen wird.

Die Lackauftragsvorrichtung 19 besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten Körper 27, der an seinem vorderen Ende durch ein Gelenk 29 oder fest mit dem Ende des Schweißarmes 17 verbunden ist und an dessen anderem Ende die beiden Stützrollen 21 drehbar gelagert sind.

In der vergrößert dargestellten Lackauftragsvorrichtung 19 (Fig. 3) sind drei Dosenrümpfe 3 (aufgeschnitten) darge­ stellt, welche, getragen vom unteren Trum 13 des Transport­ bandes 11 bzw. durch die Permanentmagnete 15, welche ober­ halb des Trums 11 angeordnet sind, über die Lackauftragsvor­ richtung 19 geführt werden. Die Lackauftragsvorrichtung 19 befindet sich innerhalb der Dosenrümpfe 3, damit die innere Oberfläche der Schweißnaht 4 beschichtet werden kann.

Zwei Lackübertragungsrollen 31 und 33 sind im Tragkörper 27 der Lackauftragsvorrichtung 19 drehbar gelagert. Mindestens eine der beiden Rollen 31, 33, vorzugsweise die hintere Rolle 33, ist durch einen Antriebsmotor M über einen Riemen- oder Kettentrieb 35 antreibbar. Die Scheitel S1 und S2 der beiden übertragungsrollen 31, 33 liegen auf gleicher Höhe, nämlich auf der Höhe der inneren Oberfläche der Schweißnähte 4 der über die Auftragsvorrichtung 19 hinweggeführten Dosenrümpfe 3. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Übertragungsrolle 33 etwas größer als der Durchmesser der Übertragungsrolle 31. Vor den beiden Übertragungsrollen 31 und 33 liegt eine Umlenkrolle 37, welche dazu dient, einen lacktragenden Transportträger 39, welcher in Fig. 3 von links an die Auftragsvorrichtung 19 herangeführt wird, umzulenken. Der lacktragende Transportträger 39 besteht aus einem runden oder eckigen Draht oder einem Kabel 41, auf dessen Oberfläche Lack 43 vor dem Eintritt in die Lackauftragsvorrichtung 19 aufgebracht worden ist. Im beschriebenen Beispiel umgibt der aufgetragene Lack 43 den Lackträger 41 als Mantel vollständig (vgl. Fig. 6). Es ist selbstverständlich auch möglich, insbesondere wenn der Transportträger 39 als Band ausgebildet ist, nur auf einer Seite des Bandes Lack 43 auf zutragen (keine Abb.). In den Mantelflächen der beiden Übertragungsrollen 31 und 33 sind Einstiche 45 angebracht, welche den mit Lack 43 beauf­ schlagten Transportträger 39 seitlich führen (Fig. 5). Die Einstiche 45 sind derart bemessen, daß deren Querschnitte, gebildet aus dem Einstich 45 und der über den Einstich 45 geführten Fläche des Dosenrumpfes 3, dem Querschnitt des lacktragenden Transportträgers 39 entspricht. An der tief­ sten Stelle der Einstiche 45 kann zusätzlich eine Vertiefung 47 zur Aufnahme des Bandes oder Kabels 41 vorgesehen sein. Zwischen der beiden Scheiteln S1 und S2 der beiden übertragungsrollen 31 und 33 kann eine elektrische Heizung 49 eingesetzt sein, deren Wärmeabstrahlung nach oben auf den vorbeigeführten Transportträger 39 gerichtet ist.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Auftragsvorrichtung 19 näher erläutert. Durch eine Rohrführung 51 wird von einer Vorrats- oder Speicherrolle 53 oder eine Kanne lacktragender Transportträger 39 an die beiden Übertragungsrollen 31 und 33 herangeführt. Der Einzug des Transportträger 39 erfolgt durch den Antriebsmotor M mit der Übertragungsrolle 33, die vom Transportträger 39 umschlungen wird. Sobald der Trans­ portträger 39 mit dem darauf befindlichen Lack 43 in Anlage mit den über die Scheitel S1 und S2 geführten, vom Schweißvorgang noch sehr heißen Schweißnähte 4 der Dosenrümpfe 3 gelangt, wird der Lack 43 erweicht oder verflüssigt und bleibt an der Schweißnaht 4. haften. Durch die Gestalt des Einstiches 45 an den Übertragungsrollen 31 und 33 wird der erweichte oder verflüssigte Lack 43 an die Schweißnaht 4, bzw. den Dosenrumpf 3, angepreßt und regelmäßig verteilt (vgl. Fig. 5). Falls die vom Schweißen heiße Schweißnaht 4 nicht genügend Wärme enthält, um den Lack 43 vollständig zu erweichen, damit er auf die Schweißnaht 4 übertragen und vom Kabel, Draht oder Band 41 abgenommen werden kann, kann zusätzlich Wärme von der Heizung 49 oder einer anderen Wär­ mequelle an den Transportträger 39 übertragen werden. Sobald der Transportträger 39 an der hinteren Übertragungsrolle 33, nach unten umgelenkt, aus dem Bereich der Schweißnaht 4 weggeführt wird, trägt letzterer im wesentlichen nur noch Spuren von Lack 43. Diejenigen Ab­ schnitte 44 des Lackes 43 auf dem Transportträger 39, welche nicht in Kontakt mit einer Schweißnaht 4 gelangt sind, z. B. in den Zwischenräumen zwischen zwei sich folgenden Do­ senrümpfen 3, werden nicht abgelöst und gelangen zusammen mit dem von Lack 43 befreiten Band oder Kabel 41 durch die Rohrführung 51 zu einer Band- oder Drahtaufnahme 55. Das Band oder der Draht 41 kann in der Bandaufnahme 55 aufgewic­ kelt (keine Darstellung) oder mit einem Messer 57 in kleine Abschnitte zerhackt werden. Der zerhackte oder aufgewickelte Draht kann später als Altmaterial einem Recyclingprozeß zu­ geführt werden.

In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 4 wird an­ stelle eines endlichen, aus einem Speicher zugeführten Transportträgers 39, ein endloser, als geschlossene Schlaufe vorliegender Transportträger 139 verwendet. Die Auftragsvor­ richtung 119 kann dabei derjenigen in Fig. 3 entsprechen oder auch nur eine einzige Übertragungsrolle 133 aufweisen. Im Gegensatz zur Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Fi g. 1 bis 3 erfolgt in der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 4 der Übertrag von Lack 143 auf eine Schweißnaht 104, die unten an einem Dosenrumpf 103 liegt. Der der Lack­ auftragsvorrichtung 119 zugeführte lacktragende Transport­ träger 139 gelangt vorerst durch die Schweißmaschine 101 hindurch über eine Umlenkrolle 137 und wird dann am unteren Scheitel 53 auf die Schweißnaht 104 übertragen. Der Übertrag des Lackes 143 auf die Schweißnaht 104 erfolgt analog zum Beispiel in Fig. 3.

Im Gegensatz zur erstbeschriebenen Ausführungsform wird das von Lack 43 befreite Band oder Kabel 141 nach Gebrauch, d. h. nach dem Lackübertrag, nicht zerhackt, sondern es gelangt zur Wiederbeschichtung in eine Beschichtungsvorrichtung oder einen Extruder 159. Extruder 159 zum Beschichten von Drähten sind aus dem Stand der Technik für die Ummantelung von Elek­ trokabeln längst bekannt. Es erfolgt daher keine nähere Beschreibung. Die noch auf dem Band 141 haftenden Reste von Lack 143 werden entweder vor dem Eintritt in den Extruder 159 vom Band 141 entfernt oder mit neuem, aus Granulat 161 hergestellten und im Extruder 159 aufbereiteten Lack 43 ver­ mischt und erneut auf das Band 141 aufgetragen.

Zur Verfestigung des Lackes 143 auf dem Band 141 kann im Anschluß an den Extruder 159 eine Kühlvorrichtung 163, z. B. ein mit Wasser gefülltes Becken, angeordnet sein, durch wel­ ches der lacktragende Transportträger 139 hindurchgeführt wird.

Vor dem Eintritt des aus dem Extruder 159 austretenden Transportträgers 139 in das Kühlbecken 163 kann eine Schock­ zone 167 eingesetzt sein, in der der heiße Lack 141 mit ei­ nem kalten Schutzgas gekühlt wird.

Zur Aufrechterhaltung der Spannung im endlosen Transportträ­ ger 139 kann eine Feder oder gewichtsbelastete Spannrolle 165 vorgesehen sein. Diese befindet sich vorzugsweise über dem Extruder 159.

In den beiden beschriebenen Beispielen wird der den Lack 43, 143 tragende Transportträger 41, 141 von den Rollen 31, 33, 133 an die vorbeigeführte Schweißnaht 4, 104 übertragen. Verfahrensgemäß ist es auch möglich, den vom Transportträger 41, 141 zur Schweißnaht 4, 104 transportierten Lack 43, 143 vor dem Kontakt des Transportträgers 41, 141 mit der Schweißnaht 4,104 vom Transportträger 41, 141 zu erwärmen, den erweichten oder flüssigen Lack 43, 143 abzustreifen und auf die Schweißnaht 4, 104 auf zutragen. Verfahrensgemäß könnte dies auch dadurch erreicht werden, wenn die im Beispiel gemäß Fig. 3 gezeigte Lackübertragungsrolle 31 gebremst würde, so daß deren Oberflächengeschwindigkeit kleiner ist als die Transportgeschwindigkeit der Dosenrümpfe 3 bzw. der Schweißnaht 4.

Claims (10)

1. Verfahren zum Auftragen von Lack (43, 143) auf die Schweißnaht (4, 104) von rohrförmigen Dosenrümpfen (3, 103) im Anschluß an das Schweißen auf einer Schweißmaschine (1, 101), bei der Lack (43, 143) auf ei­ nem Transportträger (39, 139) in eine Auftragsvorrichtung (19, 119) eingeführt, in der Auftragsvorrichtung (19, 119) erwärmt, auf die Schweißnaht (4, 104) übertragen und anschließend der vom Lack (43, 143) befreite Transportträ­ ger (39, 139) aus der Auftragsvorrichtung (19, 119) her­ ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (43, 143) einen endlichen oder endlosen Draht oder ein Band oder Seil (41, 141) ganz oder teilweise umschließend in die Auftragsvorrichtung (19, 119) einge­ führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (43, 143) direkt vom Transportträger (39, 139) durch Anlage an der Schweißnaht (4, 104) auf diese übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lack (43, 143) beim Hersteller auf den Transportträger (39) aufextrudiert und auf einer Rolle (53) oder in einer Kanne gespeichert der Schweißmaschine (1) vorgelegt wird und/oder daß der in der Auftragsvorrichtung (19) vom Lack (43) ganz oder teilweise befreite Draht (41) nach dem Austritt aus der Auftragsvorrichtung (19) zerhackt oder aufgerollt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (43, 143) vor dem Eintritt des Transportträgers (39, 139) in die Auftragsvorrichtung (19, 119) durch Ex­ trudieren auf den endlichen oder endlosen Transportträ­ ger (39, 139) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der den Lack (43, 143) tragende Transportträger (39, 139) an der heißen Schweißnaht (4, 104) anliegend in der Auftragsvorrichtung (19, 119) geführt und der Lack (43, 143) durch Aufschmelzen an die Schweißnaht (4, 104) übertragen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lack (43, 143) in der Auftragsvor­ richtung (19, 119) vom Transportträger (39, 139) abgelöst, aufgeschmolzen und auf die Schweißnaht (4, 104) übertra­ gen wird.

8. Vorrichtung zum Auftragen von Lack (43, 143) auf die Schweißnaht (4, 104) von rohrförmigen Körpern (3, 103) im Anschluß an das Schweißen auf einer Schweißmaschine (1, 101), mit einer mit der Schweißmaschine (1, 101) verbundenen Lackübertragungsvorrichtung (19, 119) und ei­ ner Einrichtung (11) zum Verschieben der geschweißten Körper (3, 103) entlang der Lackübertragungsvorrichtung (19, 119), dadurch gekennzeichnet, daß an der Lacküber­ tragungsvorrichtung (19, 119) eine Rolle (33) zum Umlen­ ken eines schweißmaschinenseitig zugeführten, Lack (43, 143) tragenden, draht- oder bandförmigen Transportträgers (41, 141) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lackübertragungsvorrichtung (19, 119) minde­ stens eine Rolle (31, 33, 133) zum Übertragen und/oder Verteilen des am Transportträger (39, 139) haftenden Lac­ kes (43, 143) auf die bzw. der Schweißnaht (4, 104) ange­ ordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub des Transportträgers (19, 119) durch einen Antriebsmotor (M) erfolgt, der die Rolle (33, 133) in der Lackübertragungsvorrichtung (19, 119) oder/und eine Abzugsrolle für den vom Lack (43, 143) befreiten Transportträger (19, 119) antreibt.