DE69132177T2

DE69132177T2 - Induktionstrockner und Magnetscheider

Info

Publication number: DE69132177T2
Application number: DE69132177T
Authority: DE
Inventors: Robert A. Sprenger
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2011-11-28
Also published as: DE69128096D1; ZA923420B; EP0776146A2; DE69132177D1; WO1992009397A1; EP0776146A3; EP0776146B1; CN1080454A; JPH06510622A; EP0583242A4; EP0583242A1; EP0583242B1; DE69128096T2; CN1047276C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Heizen von Metalldosendeckeln oder Verschlüssen zum Trocknen, zum Aushärten oder zu anderen Zwecken, zum Aufrechterhalten eines Zwischenraums zwischen diesen und zum Bewegen dieser entlang eines Weges.

2. Beschreibung verwandter Technik

Verschlüsse für Metallgetränkebehälter besitzen im allgemeinen eine kreisförmige Gestalt mit einem mit einem Flansch versehenen Umfang, der als Bördelung bezeichnet wird. Die Verschlüsse sind üblicherweise aus Aluminium oder Stahl hergestellt und die Bördelung wird beim Anfügen des Verschlusses an den Dosenkörper durch eine Falzoperation verwendet. Um zur Vollständigkeit der damit zwischen dem Dosenkörper und dem Verschluß ausgebildeten Dichtung beizutragen, ist es eine gängige Praxis, während der Herstellung des Verschlusses einen Dichtmittelwulst in der Bördelung aufzutragen. Es werden auch verschiedene Arten von Beschichtungen selektiv oder generell an Dosenverschlüssen zu verschiedenen anderen Zwecken aufgetragen, zum Beispiel, um beschädigte Beschichtungen zu reparieren.
Ein Problem, welches bei diesem Herstellungsvorgang auftritt, ist das Aushärten oder Trocknen derartiger Beschichtungen. Unlängst ist in der Behälterindustrie das Interesse an der Verwendung von auf Wasser basierenden Dichtmassen gestiegen, die bis zu 10 Tage benötigen, um zu einem für eine Aufbringung des Verschlusses auf einen Dosenkörper akzeptablen Zustand zu trocknen. Dies war kein ernstes Problem für auf einem Lösungsmittel basierende Beschichtungen, weil das flüchtige Lösungsmittel rasch verdampft und typischerweise in 24 bis 48 Stunden akzeptabel trocken für eine Aufbringung des Verschlusses auf einen Dosenkörper ist.
In der Vergangenheit wurden Dosenverschlüsse entweder durch eine Infrarotstrahlung oder eine Konvektionsheizung geheizt, um den Trocknungsprozeß oder den Aushärtprozeß zu unterstützen. Diese Systeme, insbesondere die Konvektionsheizsysteme, tendierten dazu, groß, sperrig und aufgrund einer ineffizienten Energienutzung kostenintensiv im Betrieb zu sein.
Metalldosenverschlüsse werden typischerweise in einer von zwei Weisen in die Wärmebehandlungsvorrichtung befördert. Sie können durch einen Förderriemen gefördert werden. In diesem Fall liegen die Verschlüsse flach auf dem Riemen, wobei die Beschichtungsseite sich oben befindet, oder sie können in einer Bahn oder einem Käfig in anstoßendem Seite-zu-Seite-Kontakt miteinander geschichtet sein. Im letzteren Fall werden die Verschlüsse in einer Richtung quer zu ihren Seiten durch die Vorrichtung gedrückt. Die letztere Anordnung ist in dem US-Patent Nr. 4,333,246 von Sullivan gezeigt.
In beiden Orientierungen sind die Fördergeschwindigkeit und die Länge der Trocknungsvorrichtung gewählt, um zu gewährleisten, daß zu der Zeit, zu der jeder Dosenverschluß die Vorrichtung verläßt, eine ausreichende Menge des Wassers in der Beschichtung ausgetrieben wurde. Es taucht jedoch ein Problem auf, wenn die Produktionslinie aus irgendeinem Grund anhält oder in irgendeiner Weise blockiert wird. In diesem Fall verbleiben die Dosenverschlüsse länger als ursprünglich beabsichtigt in der Heizvorrichtung, wodurch sie überhitzt werden und möglicherweise zerstört werden. Es wurde kein Regelkreismechanismus vorgesehen, um diese Situation handzuhaben. Außerdem wäre es für IR-Systeme und Hochtemperatur-Konvektionssysteme, selbst wenn ein derartiger Mechanismus vorgesehen wäre, schwierig, den Heizprozeß rasch genug anzuhalten, um einen Schaden zu vermeiden. Es existieren Konvektionsheizsysteme niedrigerer Temperatur, die das Risiko eines Überhitzens von Dosendeckeln in einfacher Weise vermeiden, weil sie nie heiß genug werden, um einen Schaden hervorzurufen, jedoch erfordern die niedrigeren Temperaturen unerwünschterweise auch längere Trocknungszeiten und längere Förderwege.
Ein weiteres Problem bei einigen Heizeinrichtungen für Dosenverschlüsse nach dem Stand der Technik tritt wegen der Geschwindigkeit auf, mit der die Dosenverschlüsse durch die Heizvorrichtung befördert werden. Dosenverschlüsse werden zunehmend mit Raten von ungefähr 1600 pro Minute produziert, was eine Bewegung durch den Heizer mit einer hohen Geschwindigkeitsrate erfordert. Speziell für Fördersysteme mit Förderriemen können die Dosendeckel leicht von dem Riemen fliegen, wenn eine Bewegung mit dieser Geschwindigkeit stattfindet. Um dies zu vermeiden, wiesen Heizvorrichtungen nach dem Stand der Technik typischerweise eine Vakuumeinrichtung oder Permanentmagneten auf, um die Verschlüsse fest auf dem Riemen anhaften zu lassen. Eine derartige Vakuumausstattung kann teuer und sperrig sein.
Das Heizen von einigen Arten von Metallobjekten durch Hochfrequenzinduktion ist bekannt (siehe zum Beispiel US-Patent Nr. 4,339,645 von Miller, US-Patent Nr. 4,481,397 von Maurice, US-Patent Nr. 4,296,294 von Beckert und US-Patent Nr. 4,849,598 von Nozaki). Obwohl einige der in diesen Referenzen offenbarten Systeme zum Heizen von Dosenverschlüssen verwendbar sein können, sind sie nicht optimal. Insbesondere können sie zum Beispiel sehr groß und sperrig sein, können eine Wasserkühlung erfordern und können aufgrund einer unnötigen Verschwendung von Flußenergie ineffizient sein. Die Spulen in Induktionsheizvorrichtungen nach dem Stand der Technik müssen außerdem typischerweise sehr sorgfältig gestaltet sein, um eine angemessene Energieübertragung zu gewährleisten. Die US-A-4,017,704 offenbart ein Heizen von Dosenenden, die kontinuierlich an einer Induktionsheizspule vorbei und unterhalb der Induktionsheizspule bewegt werden, um eine Schutzbeschichtung auf wenigstens einer Seite jedes Dosenendes zu erweichen. Die Dosenenden liegen flach auf einem Förderriemen, der aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist.

ABRISS DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Heizen von Dosenverschlüssen bereitzustellen, welche einige oder alle der obigen Nachteile überwinden.
Gemäß der Erfindung, wie es in den Ansprüchen 1 und 7 angegeben ist, werden Metalldosenverschlüsse induktiv geheizt, indem sie in ein oszillierendes Magnetfeld hoher Frequenz gebracht werden. Das Magnetfeld kann erzeugt werden durch eine Induktionsspule, die um einen Kern mit hoher Permeabilität und geringer Leitfähigkeit gewickelt ist. Der Kern ist derart geformt und orientiert, daß seine zwei magnetisch entgegengesetzten Pole einen Magnetfluß in einer konzentrierten Weise von der Spule längs eines Weges richten, der durch die Dosenverschlüsse verläuft. Die Dosenverschlüsse können längs eines Förderwegs gefördert werden, der durch das Magnetfeld verläuft, und sind in einer geschichteten Beziehung Seite-zu-Seite zueinander orientiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird anhand von bestimmten Ausführungsformen davon und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung ist, die nicht in den Rahmen der Erfindung fällt,
Fig. 2 eine Zeichnung ist, die einige Magnetflußlinien veranschaulicht, die in der Vorrichtung von Fig. 1 erzeugt werden,
Fig. 3 eine Draufsicht von einem der in Fig. 1 gezeigten Kerne zusammen mit einem der Dosenverschlüsse von Fig. 1 ist,
Fig. 4 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 5 eine Draufsicht längs der Linie 5-5 der Vorrichtung von Fig. 4 ist,
Fig. 6 und 7 eine Seitenansicht bzw. ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind,
Fig. 8 und 9 Bewegungstechniken gemäß der Erfindung veranschaulichen,
Fig. 10 und 11 Seitenansichten einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind, die jeweilige Aspekte davon veranschaulichen, und
Fig. 12 eine Draufsicht eines Teils einer Vorrichtung zur Verwendung mit einem Förderriemen ist, wie der in Fig. 1 gezeigten.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum induktiven Trocknen gezeigt. Sie umfaßt eine Reihe von E-förmigen Kernen 10, 12 und 14, die entlang der Länge eines Förderwegs 16 an verschiedenen longitudinalen Positionen angeordnet sind. Jeder der Kerne besitzt eine mittlere Parallelzinke 20 und zwei äußere Parallelzinken 22 und 24. Die Kerne sind in der Längsrichtung durch jeweilige Spalte 26 und 28 aus Gründen, die unten beschrieben sind, voneinander beabstandet. Jede der Parallelzinken 20, 22 und 24 jedes der E-förmigen Kerne ist zu dem Förderweg 16 hin gerichtet.
Ein Förderriemen 40 ist über den Kernen 10, 12 und 14 angeordnet und wird kontinuierlich vorwärts in der Längsrichtung des Förderwegs 16 aufgrund der Drehung eines Motors und einer symbolisch als 42 dargestellten Rolle bewegt. Eine Reihe von Metalldosenverschlüssen 50 liegt flach auf dem Förderriemen 40 und wird längs des Förderwegs 16 durch die Bewegung des Förderriemens 40 vorwärts bewegt. Wie es in der Zeichnung zu sehen ist, ruhen die Dosenverschlüsse 50 auf ihren Bördelungen 52, die sich von der Hauptfläche der Verschlüsse nach unten erstrecken. Vor einem Anordnen auf dem Förderriemen 40 kann ein Wulst einer Beschichtung (nicht gezeigt), der zu trocknen ist, in diesen Bördelungen angeordnet werden.
Die Mittelzinke jedes der E-förmigen Kerne 10, 12 und 14 ist mit einer jeweiligen Spule 60, 62 und 64 aus einem Draht 66 umwickelt. Die entgegengesetzten Enden des Drahtes 66 sind mit einer Wechselstromquelle 68 verbunden. Die Spule 62 ist in der zur Spule 60 entgegengesetzten Richtung gewickelt und die Spule 64 ist in der zu der Spule 62 entgegengesetzten Richtung gewickelt. Die Gründe für die verschiedenen Spulenwickelrichtungen werden ersichtlich.
Fig. 2 zeigt die Magnetflußwege, die durch die Spulen 60, 62 und 64 in Verbindung mit den Kernen 10, 12 und 14 für eine Phase der Wechselstromquelle 68 hervorgerufen werden. Wenn die Wechselstromquelle 68 in ihrem positiven Halbzyklus ist, wird ein Magnetfeld in der Spule 60 induziert, welches einen Nordpol an dem freien (oberen) Ende der Mittelzinke des Kerns 10 und einen Südpol an dem entgegengesetzten Ende (Boden) der Spule besitzt. Die Kerne 10, 12 und 14 besitzen jedoch jeweils eine hohe Permeabilität und besitzen daher die Wirkung, die Magnetflußlinien, die von dem Bodenende der Spule 60 austreten, aufzunehmen und sie zu den zwei äußeren Parallelzinken 22 und 24 des Kerns 10 herum zu führen.
Dadurch werden zwei Flußkreise erzeugt. Einer erstreckt sich von dem Nordpol 20 über einen Luftspalt zu dem Südpol 22, um die Basis des Kerns 10 und zurück zu dem Nordpol 20. Der andere erstreckt sich vom Nordpol 20 über den anderen Luftspalt des E-förmigen Kerns zu dem Südpol 24, um die Basis des Kerns 10 in der entgegengesetzten Richtung und zurück zu dem Nordpol 20. Aufgrund der Form des Kerns 10 sind die Magnetflußlinien, welche die Spalte zwischen dem Nordpol 20 und dem Südpol 24 queren, beide allgemein gekrümmte Wege. Und wegen der Orientierung und Position des Kerns 10 verlaufen diese gekrümmten Wege durch den Förderweg 16 und schließlich durch jeden der Dosenverschlüsse 50, wenn diese vorbeigehen. Dementsprechend läßt sich sagen, daß die Gestalt, Orientierung und Position des Kerns 10 derart ist, daß im wesentlichen Magnetflußlinien des durch die Spule 60 erzeugten Magnetfelds durch den Förderweg 16 hindurch konzentriert werden. Diese Besonderheit verbessert wesentlich die Effizienz einer Kopplung von Energie von der Wechselstromquelle 68 in die Dosenverschlüsse 50 und erfordert keine besondere Genauigkeit bei der Wicklung oder Formgebung der Spule 60.
Zusätzliche Wirkungen werden erzielt aufgrund der zuvor erwähnten longitudinalen Spalte 26 und 28 zwischen den Kernen 10, 12 und 12, 14. Wie zuvor erwähnt, ist die Spule 62 um die Mittelzinke 20 des E-förmigen Kerns 10 in einer Richtung gewickelt, die der Wicklung der Kerne 10 und 14 entgegengesetzt ist. Immer wenn die äußeren Zinken 22 und 24 des E-förmigen Kerns 10 einen magnetischen Südpol bilden, bilden die äußeren Zinken 22 und 24 des E-förmigen Kerns 12 dementsprechend einen Nordpol. Das gleiche gilt bezüglich der Beziehung zwischen den Kernen 12 und 14. Dementsprechend wird zusätzlich zu den über den Zinken jedes einzelnen Kerns erzeugten Flußwegen ein zusätzlicher gekrümmter Flußweg über den nächstbenachbarten äußeren Zinken jedes Paars benachbarter Kerne erzeugt.
Die Wechselstromquelle 68 oszilliert in der Größenordnung von 20 KHz, wodurch bewirkt wird, daß die durch die Spulen und Kerne hervorgerufenen Magnetfelder mit der gleichen Frequenz oszillieren. Dies erzeugt in den Metalldosenverschlüssen 50, während sie sich längs des Förderwegs 16 bewegen, elektrische Wechselströme, die ebenfalls mit der gleichen Frequenz oszillieren. Die Größe von 20 KHz ist als eine optimale Basisfrequenz für eine optimale Tiefe des Heizens der Dosenverschlüsse gewählt. Wie es wohlbekannt ist, induzieren niedrigere Frequenzen aufgrund von Skineffekten Ströme tiefer in den Dosenverschluß, wohingegen mit höheren Frequenzen induzierte Ströme oberflächlicher sind. Optimalerweise ist die Wechselstromquelle 68 intelligent genug, um die Frequenz um mehrere Kilohertz in jeder Richtung zu variieren, um die Energieübertragungseffizienz für Dosenverschlüsse 50 unterschiedlicher verfügbarer Größen, Formen, Materialinhalte und Anordnung relativ zu den Kernen 10, 12 und 14 zu optimieren.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines der E-förmigen Kerne 10 sowie einen der Dosenverschlüsse 50, mit dem er zu betreiben bezweckt ist. Es ist ersichtlich, daß die Breite des Kerns 10 quer zu dem Förderweg 16 größer als der Durchmesser des Dosenverschlusses 50 ist. Um zu gewährleisten, daß sämtliche Teile des Metalldosenverschlusses 50 geheizt werden, sollte der Kern 10 im allgemeinen wenigstens so breit wie die größte zu erwartende Werkstückbreite sein.
Die Kerne 10, 12 und 14 sollten, wie zuvor angegeben, aus einem Material mit hoher Permeabilität gebildet sein, um den durch die Spulen 60, 62 und 64 erzeugten Magnetfluß am besten aufzunehmen. Die Kerne sollten außerdem eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um einen Energieverlust durch die Induktion von Strömen in dem Kern zu verhindern. Für diese Zwecke ist ein Ferrit ein geeignetes Material. In ähnlicher Weise sollte der Förderriemen 40 aus einem nichtleitenden Material gebildet sein.
Es ist ersichtlich, daß zahlreiche Variationen an der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsform möglich sind. Obwohl alle drei Spulen 60, 62 und 64 in Reihenschaltung mit der gleichen Wechselstromquelle 68 verbunden gezeigt sind, können zum Beispiel eine oder sämtliche der Spulen statt dessen durch separate Stromquellen versorgt werden. Als ein anderes Beispiel können die Kerne anders orientiert sein, obwohl noch immer ein Magnetfluß durch den Förderweg 16 hindurch konzentriert wird. Obwohl jeder der in Fig. 1 gezeigten Kerne Windungen besitzt, die nur um deren mittlere Parallelzinken 20 gewickelt sind, ist es als ein noch weiteres Beispiel ersichtlich, daß zusätzliche Windungen in der entgegengesetzten Richtung um die äußeren Parallelzinken 22 und 24 angeordnet werden können. Windungen können auch um die Basisabschnitte der Kerne angeordnet werden. Andere Formen oder Kerne sind ebenfalls möglich.
Beispielsweise würde ein U-förmiger Kern ebenfalls funktionieren, solange er derart angeordnet und orientiert ist, daß ein Magnetfluß durch den Förderweg 16 hindurch konzentriert wird.
Die Modularität der Konstruktion der in den Fig. 1-3 gezeigten Induktivheizvorrichtung bietet eine weitreichende Flexibilität im Hinblick auf die Anordnung von Kernen. Beispielsweise ist es einfach, die Länge des Förderwegs, längs welchem die Dosen und Verschlüsse geheizt werden, einfach durch Hinzufügen oder Entfernen von Kernen zu vergrößern oder zu verkleinern. Ein derartiges Erfordernis könnte beispielsweise aufgrund von Änderungen in der Geschwindigkeit der Produktionslinie oder Änderungen in dem Wassergehalt der zu trocknenden Beschichtungen auftreten. Als ein weiteres Beispiel kann es in gewissen Situationen wünschenswert sein, die Temperatur der Werkstücke langsamer zu erhöhen, wenn sie in die Heizvorrichtung eintreten und rascher zu erhöhen, wenn sie stromabwärtig fortschreiten. Dies kann einfach erreicht werden, indem der stromaufwärtige Kern oder die Kerne mit einem größeren Abstand von dem Förderweg 16 und die weiter stromabwärtigen Kerne mit einem kleineren Abstand von dem Förderweg angeordnet werden.
Fig. 12 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform, die nicht in den Rahmen der Erfindung fällt, bei der die Kerne 10, 12 und 14 weggelassen sind. Die Vorrichtung umfaßt einen Träger 350, an welchem eine Mehrzahl von Spiralwindungen angebracht ist, welche dem Förderweg 16 zugewandt sind und nacheinander längs diesem angeordnet sind. Der Förderriemen 40 (Fig. 1), auf welchem die Dosendeckel 50 getragen werden, ist in Fig. 12 nicht gezeigt. Die Spiralen 352 sind in einer Mehrphasenart miteinander verbunden, im besonderen ist jede dritte Spirale zusammengeschlossen. Drei Phasen der Wechselstromquelle 68 (in Fig. 12 nicht gezeigt) sind jeweils mit den drei Phasen A, B und C der Spiralen verbunden. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 erzeugt die Ausführungsform von Fig. 12 oszillierende Wirbelströme mit hoher Frequenz in den Metalldosenverschlüssen 50, wenn sie sich längs des Förderweg 16 bewegen. Die Verwendung von Mehrphasenspiralen, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist geeignet, Bewegungskräfte bereitzustellen, wie es detaillierter unten beschrieben ist. Es ist lediglich eine Einfachphasenanordnung notwendig, falls eine Bewegung durch einige andere Mittel, wie einem Bewegungsförderriemen, vorgesehen sind.

Temperaturerfassung

Wie es zuvor erwähnt wurde, war ein Problem bei Dosen-Verschluß- Trocknungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik ihre Neigung zum Überhitzen und Beschädigen oder Zerstören von Dosenverschlüssen, die im Heizer sind, wenn die Produktionslinie blockiert wird oder aus einem Grund anhält. Selbst wenn ein Mittel vorgesehen werden würde, um den Heizer auszuschalten, wenn die Linie anhält, kann das Heizen dennoch für eine unerwünscht lange Zeitdauer fortgesetzt werden.
Es kann eine Regel-Temperatursteuerung für die Dosendeckel 50 vorgesehen werden. Im besonderen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Temperatursensor 80, der ein herkömmlicher IR-Sensor sein kann, benachbart dem Förderweg 16 vorgesehen, um die Temperatur der Verschlüsse 50 zu erfassen. Sollte die Temperatur höher als eine vorbestimmte Temperatur sein, wird die Wechselstromquelle 68 automatisch ausgeschaltet. Dies stoppt jeden Stromfluß durch die Dosenverschlüsse, wodurch nahezu sofort verhindert wird, daß die Verschlüsse noch heißer werden.
Eine Temperaturerfassung kann auch als ein Teil einer Regel-Temperaturkontrolle für den ordnungsgemäßen Betrieb des Induktionsheizers verwendet werden, selbst wenn Fehler wie ein Linienstop nicht vorliegen. Es ist zum Beispiel bekannt, daß eine bestimmte auf Wasser basierende Dichtmasse, die in der Bördelung 52 angeordnet ist, in 10 Minuten ausreichend geheizt wurde, um zu 98% Festigkeit zu erreichen, wenn der Verschluß 50 eine Temperatur von 65-105ºC (150-220ºF) erreicht hat. Ein Regel-Temperaturerfassungssystem kann deshalb in einem Induktionstrockner einbezogen werden, welches die Temperatur der Dosenverschlüsse individuell erfaßt und die Wechselstromquelle 68 ausschaltet, wenn jeder Verschluß diese Schwellentemperatur erreicht. Auf diese Weise können Verschlüsse mit verschiedener Größe, Dicke, Position oder Orientierung, selbst in einem kontinuierlichen Strom von Verschlüssen, untergebracht werden, ohne den Aufbau des Induktionstrocknungsabschnitts der Produktionslinie zu verändern.

Haltemittel

Der Förderriemen 40 von Fig. 1 bewegt sich typischerweise sehr rasch, um größenordnungsmäßig 1600 Dosenverschlüsse pro Minute zu trocknen. Bei dieser Geschwindigkeit ist es gewöhnlich, daß die Verschlüsse von dem Förderriemen 40 gleiten, solange sie nicht durch irgendwelche Haltemittel an Ort und Stelle gehalten werden. Haltemittel sollten auch einbezogen werden, um den magnetischen Abstoßungskräften entgegenzuwirken, die zwischen dem Strom in den Windungen und dem in den Dosenverschlüssen induzierten Strom erzeugt werden.
Wie es zuvor erwähnt wurde, werden Dosenverschlüsse üblicherweise entweder aus Aluminium oder aus Stahl hergestellt. Für Aluminiumdosenverschlüsse können Haltemittel konstruiert werden, welche Luft nach unten durch den Förderriemen 40 durch darin gestanzte Löcher hindurch ziehen. Eine derartige Vakuumvorrichtung kann jedoch teuer und sperrig sein und es ist wünschenswert, sie zu vermeiden, falls möglich. Dementsprechend können für Stahl- (oder andere ferromagnetische) Dosenverschlüsse die Kerne 10, 12 und 14 sowie die Spulen 60, 62 und 64 selbst die Haltemittel bereitstellen. Dies bedeutet, daß die Kerne derart angeordnet und orientiert werden, daß zusätzlich zu einem Induzieren geeigneter Ströme in den Verschlüssen 50 diese außerdem die Verschlüsse hin zu dem Förderriemen 40 magnetisch anziehen. Die Anordnung und Orientierung der Kerne 10, 12 und 14 sollte derart sein, daß diese magnetische Anziehung die durch die induzierten Ströme hervorgerufenen Abstoßungskräfte mehr als kompensiert.

Erste Ausführungsform der Erfindung

In den Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum induktiven Trocknen gemäß der Erfindung gezeigt, bei der die Dosenverschlüsse Seite-zu-Seite geschichtet sind und in einer Richtung quer zu den Hauptflächen der Verschlüsse durch die Heizvorrichtung gedrückt werden.
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung und Fig. 5 zeigt eine Projektion längs der in Fig. 4 gezeigten Linie 5-5. Ein Satz von Kernen, nämlich der Kern 120 und die unmittelbar hinter ihm befindlichen Kerne sind in Fig. 5 zu Zwecken der Klarheit der Darstellung weggelassen. Bei der Vorrichtung ruht jeder der Dosenverschlüsse 100 in einem Stapel aufrecht auf einem Paar von Führungsstäben 102 und 104.
Zwei weitere Führungsstäbe 106 und 108 sind vorgesehen, um dazu beizutragen, die Verschlüsse an ihrem Ort zu halten. Die vier Führungsstäbe 102, 104, 106 und 108 definieren zusammen einen Förderweg 110 für den Stapel von Verschlüssen 100. Obwohl die Verschlüsse 100 in Fig. 5 voneinander beabstandet gezeigt sind, ist dies lediglich zu dem veranschaulichenden Zweck, Abschnitte der Vorrichtung zu zeigen, die sonst nicht zu sehen wären. Tatsächlich stoßen die Dosendeckel aneinander an und, falls ihre Form es erlaubt, sind sie ineinander verschachtelt. Auf diese Weise kann der ganze Stapel von Deckeln längs des Förderwegs 110 durch eine Kraft lediglich von dem hinteren Ende des Stapels gedrückt werden.
An drei verschiedenen radialen Positionen um den Förderweg 110 befindet sich eine Mehrzahl von E-förmigen Kernen 120, 122 und 124. Jeder der Kerne 120, 122 und 124 besitzt eine entsprechende Spule 126, 128 und 130, die um seine mittlere Zinke in der im Hinblick auf die Vorrichtung von Fig. 1 beschriebenen Weise gewickelt ist. Die drei Kerne 120, 122 und 124 sind an einem Rahmen angefügt, was nicht gezeigt ist, der ebenfalls auf den Führungsstäben 102, 104, 106 und 108 reitet. In dieser Weise bilden die drei Kerne 120, 122 und 124 ein relativ unabhängiges Modul (mit Ausnahme der Wechselstromquelle), welches an irgendeiner longitudinalen Position längs der Länge des Förderwegs 110 angeordnet werden kann. Diese Module können auch einem Induktionsheizer hinzugefügt oder davon entfernt werden, wie es entsprechend den sich verändernden Anforderungen irgendeiner bestimmten Produktionslinie gewünscht wird. Eine zusätzliche Modularität kann erzielt werden, indem eine separate Wechselstromquelle in jedes Modul einbezogen wird.
Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, weist diese spezielle Induktionstrocknungsvorrichtung drei Module auf, die an drei aufeinanderfolgenden longitudinalen Positionen längs der Länge des Förderwegs 1 10 angeordnet sind. Im besonderen weist das Modul unmittelbar hinter dem in Fig. 4 sichtbaren Modul Kerne 132 und 134 auf, die mit entsprechenden Wicklungen 136 und 138 umwickelt sind. Ein dritter Kern, der an der gleichen radialen Position wie der Kern 120 (Fig. 4) angeordnet ist, ist in Fig. 5 zu Zwecken der Klarheit der Darstellung weggelassen. In ähnlicher Weise ist ein drittes Modul, welches Kerne 142 und 144 aufweist, die mit entsprechenden Spulen 146 und 148 umwickelt sind, longitudinal hinter den Kernen 132 und 134 längs des Förderwegs 110 angeordnet. Wieder wurde ein dritter Kern, der an der gleichen radialen Position wie der Kern 120 (Fig. 4) angeordnet ist, in der Zeichnung der Fig. 5 weggelassen.
Die Spulen, welche die Mittelzinken von aufeinanderfolgenden Kernen der E- förmigen Kerne längs der Längsachse des Förderwegs 110 umwickeln, sind in entgegengesetzten Richtungen gewickelt, und die Kerne sind aus den gleichen Gründen wie oben mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben voneinander beabstandet.
Außerdem sind die Führungsstäbe 102, 104, 106 und 108 aus einem nichtleitenden Material wie einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet.
Im Betrieb werden die Verschlüsse mit selektiven Beschichtungen behandelt und typischerweise auf das rückwärtige Ende des Stapels durch ein Magnetrad oder andere Mittel (nicht gezeigt) gedrückt. Der Vorgang des Drückens jedes neuen Dosenverschlusses auf die Rückseite des Stapels drückt effektiv den ganzen Stapel um die Breite eines Dosenverschlusses vorwärts. Getrocknete Verschlüssen werden von der Vorderseite des Stapels mit der gleichen Rate entfernt.
Wenn die Verschlüsse die Wechselmagnetfelder passieren, die durch die verschiedenen in den Fig. 4 und 5 gezeigten Kerne und Spulen erzeugt werden, werden Wechselströme mit hoher Frequenz in den Verschlüssen erzeugt, wodurch diese im wesentlichen in der gleichen Weise geheizt werden, wie es oben mit Bezug auf die Vorrichtung von Fig. 1 beschrieben wurde. Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen eine weitere Besonderheit, nämlich daß die Kerne an den Enden der Zinken in einer Weise ähnlich der Form der Werkstücke geformt werden können, um die Menge des Flusses zu maximieren, der durch die Dosendeckel geht. Diese Besonderheit ist durch die gekrümmte Form der Enden 150, 152 und 154 der Zinken der E-förmigen Kerne 120, 122 bzw. 124 veranschaulicht.
Wie bei der Vorrichtung von Fig. 1 ist eine Wechselstromquelle 168 bei der Vorrichtung der Fig. 4 und 5 enthalten, um zu bewirken, daß die Ströme durch die Windungen mit ungefähr 6-20 KHz oszillieren. Außerdem kann ein IR- Temperatursensor 180 für eine Regel-Temperaturkontrolle einbezogen werden, um die Wechselstromquelle 168 auszuschalten, falls und wenn die Temperatur der Deckel über eine vorbestimmte Schwelle hinaus ansteigt. Die übrigen der oben mit Bezug auf die Vorrichtung von Fig. 1 beschriebenen Überlegungen und Variationen gelten auch für die Vorrichtung der Fig. 4 und 5.

Zusätzliche Ausführungsform

Wenn Dosendeckel oder andere, im wesentlichen plattenartige Objekte durch eine Trocknungs- oder Aushärtvorrichtung hindurch bewegt werden, ist es wünschenswert, diese voneinander separiert zu halten, um zu erlauben, daß Luft alle Teile des Werkstücks erreicht. Das oben erwähnte US-Patent Nr. 4,333,246 von Sullivan beschreibt eine Technik zum Separieren einer Reihe von Werkstücken, die entlang einer Bahn in einer Seite-zu-Seite-Beziehung in einer Richtung quer zu den Hauptflächen der Werkstücke gedrückt werden. Bei Sullivan werden die Werkstücke durch einen krummlinigen Weg gedrückt, der durch eine Bahnanordnung mit konstanter Breite definiert wird, wobei ein Schwenken an den Abschnitten der Werkstücke in der Nachbarschaft der kürzeren Radien gestattet wird, wodurch eine fächerartige Separation der Teile in der Nachbarschaft der längeren Radien stattfindet. Sullivan verwendet diese Bahnanordnung, um Dosendeckel teilweise zu separieren, während geheizte Luft hin zu den separierten Abschnitten gerichtet wird.
Die Technik von Sullivan besitzt eine Reihe von Hauptnachteilen. Zunächst, obwohl ein Abschnitt jedes der Werkstücke von den anderen Werkstücken separiert wird, gibt es stets einen anderen Abschnitt des Werkstücks (die Abschnitte in der Nachbarschaft zu den kürzeren Radien), welche andere Werkstücke berühren. Die Stücke sind lediglich gefächert, nicht wirklich separiert. Falls die Vorrichtung dazu verwendet wird, selektiv aufgebrachte Beschichtung auf Dosendeckeln auszuhärten, kann sie daher beispielsweise nur verwendet werden, wenn die selektiv aufgebrachte Beschichtung anderswo als um den Umfang aufgebracht wurde, an dem die Deckel sich leicht gegenseitig berühren. Außerdem kann der Druck auf die Abschnitte des Deckels, die sich nicht berühren, der durch die die Deckel längs der Bahn drückenden Kräfte verursacht wird, das Metall der Deckel oder ihre Beschichtung erweichen und/oder beschädigen. Darüber hinaus kann die Vorrichtung von Sullivan lediglich eine begrenzte Separation zwischen den aufgefächerten Abschnitten der Dosendeckel erzeugen, da eine größere Separation stärkere Kurven in der Bahnanordnung erfordert, was wiederum eine größere Kraft und stärkere Materialien in der Ausstattung erfordert, welche die Deckel längs der Bahn drückt. Auch kann die Technik aus dem selben Grund nicht für lange Förderwege verwendet werden, selbst wenn die Kurven mäßig gehalten werden. Des weiteren arbeitet die Technik von Sullivan nicht gut mit Dosendeckeln, die Zugringe besitzen, da diese Dosendeckel sich nicht gut verschachteln und sich leicht gegenseitig zerkratzen, falls sie sich berühren.
Es ist wohlbekannt, daß eine Mehrzahl von magnetischen Objekten, die sich in einem Magnetfeld frei bewegen können, sich ausbreiten, um das ganze verfügbare Magnetfeld gleichmäßig aufzuteilen. Allerdings wurde diese Technik bisher nicht bei einer Vorrichtung verwendet, die Metallgetränkedosendeckel heizt, da in der Vergangenheit teure magnetische Materialien mit sehr hohen Curie-Temperaturen erforderlich gewesen wären.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, der Vorrichtung zum induktiven Heizen, welche Permanentmagneten zum Aufrechterhalten einer Separation zwischen Stahl-(oder anderen ferromagnetischen) Getränkebehälterdeckeln 100 verwendet. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der gleichen Vorrichtung. Der Dosenverschluß 100 ruht aufrecht auf einem Paar von Führungsstäben 202 und 204 und zwei weitere Führungsstäbe 206 und 208 sind vorgesehen, um dazu beizutragen, die Verschlüsse am Ort zu halten. Die vier Führungsstäbe 202, 204, 206 und 208 zusammen definieren einen Förderweg 210 für den Stapel von Verschlüssen 100. Die Führungsstäbe 202, 204, 206 und 208 sind an verschiedenen Umfangspositionen längs der Innenfläche eines Führungsrohrs 220 axial orientiert. Sowohl die Führungsstäbe als auch das Führungsrohr sind aus einem elektrisch nichtleitenden Material wie einer Keramik oder Teflon gebildet. Das Rohr 220 sollte aus Gründen, die unten ersichtlich werden, auch thermisch isolierend sein. Die Führungsstäbe 202, 204, 206 und 208 können in einigen Ausführungsformen weggelassen werden, wobei ihre Funktion durch das Rohr 220 selbst ersetzt wird.
An der Außenfläche des Führungsrohrs 220 ist eine induktive Verdrahtung 222 angebracht, die mit einer Wechselstromquelle 68, wie der in Fig. 1 gezeigten, verbunden ist. Die Verdrahtung 222 umfaßt vier parallele Spiralregionen 223, wobei jede Region etwas weniger als einen Viertelbogen des Umfangs des Rohrs 220 begrenzt und sich entlang im wesentlichen der ganzen Länge des Rohrs 220, in welchem das Heizen gewünscht ist, erstreckt. Verschiedene wohlbekannte Techniken können verwendet werden, um elektronische Schaltungserfordernisse in der Stromversorgung zu erfüllen und eine größere Stromführungskapazität in der Verdrahtung zu gestatten. Die Verdrahtung 222 kann auch als eine Reihe von axial benachbarten Verdrahtungsabschnitten vorgesehen sein, falls dies für eine Modularität oder aus anderen Zwecken gewünscht ist.
Es ist zu bemerken, daß anstatt der Spiralen 223 die Verdrahtung 222 als eine einzige, Mehrfachwindungsspule (nicht gezeigt) vorgesehen sein kann, welche das Rohr 220 umhüllt. Allerdings tendieren die durch diese Anordnung hervorgerufenen, magnetischen Kräfte dazu, die Dosendeckel um einen Durchmesser zu drehen, was es erschwert, ihre Seiten quer zu der Richtung des Förderwegs orientiert zu halten. Außerdem tendiert eine derartige Anordnung dazu, die Separator-Permanentmagneten, wie unten diskutiert, in unerwünschter Weise zu heizen.
Das Rohr 220 besitzt Löcher wie 224 an verschiedenen Positionen längs seiner Länge zur Lüftung der Dosendeckel im Inneren. Luft kann durch diese Löcher zirkulieren gelassen werden, um ein Feuchtigkeitsschrubben, ein Kühlen oder eine andere Behandlung vorzusehen. Die Spiralen 223 sind zur Umgehung dieser Löcher 224 gewunden. Dies beeinflußt an dieser Stelle das magnetische Wechselinduktionsfeld in dem Rohr, jedoch wird der Gesamtheizprozeß nicht signifikant beeinträchtigt, da die Verdrahtung sich weiter im wesentlichen über die gesamte Länge des Rohrs 220 erstreckt, welches für ein induktives Heizen verwendet ist.
In den Spalten zwischen den vier Regionen der Spiralen 223 angeordnet und longitudinal entlang der Länge des Rohrs 220 orientiert sind mehrere Schienenmagnete 230. In Fig. 6 ist der Einfachheit der Darstellung halber lediglich einer der Schienenmagneten 230 gezeigt. Die Permanentmagneten 230 sind derart orientiert, daß um den Umfang des Rohrs 220 abwechselnd magnetische Nord- und Süd-Pole geschaffen werden. Vier Permanentmagneten 230 sind in Fig. 7 gezeigt, jedoch kann irgendeine Anzahl von mehr als 1 verwendet werden. Auch können die Permanentmagneten 230 jeweils der Länge des Rohrs nach verlaufen oder sie können in axial benachbarten Segmenten für eine Modularität oder zu anderen Zwecken vorgesehen sein.
Die Vorrichtung der Fig. 6 und 7 weist ferner eine Vibrationseinrichtung 240 (nur in Fig. 6 gezeigt) auf, die die Permanentmagneten 230 axial mechanisch vibriert.
Im Betrieb, wenn eine bestimmte Anzahl von Dosendeckeln 100 in dem Rohr sind, versuchen sie, die durch die Permanentmagneten 230 längs der Länge des Rohrs erzeugten Magnetfelder gleichmäßig aufzuteilen. Eine Reibung wird durch die mechanische Vibrationseinrichtung 240 überwunden, welche die Magneten 230, und deshalb die durch diese erzeugten Magnetfelder axial vibriert. Die Vibrationsfrequenz kann von einer Größenordnung von 60 Hz sein und die Wellenlänge sollte kürzer sein als der Zwischenraum zwischen den Deckeln. Eine Vibration kann statt dessen durch andere Methoden, wie durch ein Anbringen der Führungsstäbe 202, 204, 206 und 208 an Biegungen und ein axiales Vibrieren derselben, oder unter Verwendung der Kraftoszillationen erreicht werden, die dem sich umkehrenden Feld der Spule 222 inhärent sind. Eine weitere Alternative wäre es, eine Spule (nicht gezeigt) um das Rohr 220 zu wickeln, um ein langsamer oszillierendes Magnetfeld speziell zum Vibrieren der Dosendeckel 100 bereitzustellen. Vibrationen wären auch wirksam, falls sie quer zu der Richtung des Fortschreitens vorgesehen wären.
Mit den Dosendeckeln in dem Rohr 220 und durch die Magnetfelder voneinander beabstandet, die durch die Permanentmagneten 230 erzeugt werden, wird ein Wechselstrom hoher Frequenz zu der Verdrahtung 222 geliefert. Ein Wechselmagnetfeld hoher Frequenz wird dadurch in jedem der Dosendeckel in dem Rohr 220 erzeugt, welches Wirbelströme zum Heizen und Trocknen derselben hervorruft.
Es ist ersichtlich, daß, obwohl hohe Temperaturen in den Dosendeckeln 100 selbst hervorgerufen werden, die Verdrahtung 222 kühl bleibt. Eine Wasserkühlung einer Induktionsspule mit einigen Windungen ist nicht notwendig. Da hohe Temperaturen im allgemeinen auf die Deckel 100 selbst beschränkt sind und da die Permanentmagneten 230 im wesentlichen außerhalb der durch die Spiralen 223 erzeugten Felder sind, können außerdem die Permanentmagneten 230 kostengünstige keramische Magneten anstatt teurer Magnete sein, die aus einem Material mit hoher Curie-Temperatur hergestellt sind. Es ist auch zu bemerken, daß, obwohl die Permanentmagneten 230 in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind, Wechselstrom- oder Gleichstrom-Elektromagnete statt dessen verwendet werden können, um eine Beabstandung zu erreichen.
Solange keine weiteren Kräfte ausgeübt werden, breiten sich die Dosendeckel 100 in dem Rohr 220 einfach im Raum aus, um das durch die Permanentmagneten 230 erzeugte Feld aufzuteilen. Eine Bewegungskraft oder Bewegungsmittel können ferner vorgesehen sein, um die Deckel longitudinal entlang dem Wanderungsweg 210 zu bewegen. Eine Möglichkeit, eine derartige Kraft auszuüben, wäre es, das Rohr derart zu neigen, daß das Eintrittsende höher als das Ausgangsende ist. Diese Methode verwendet die Gravitation, um die Verteilung der Dosendeckel entlang der Länge des Rohrs "schief" vorzusehen, so daß sie näher zusammen beabstandet werden, wenn sie sich hin zu dem Ausgang bewegen. Wenn die Deckel am Ausgang eine maximale Packungsdichte erreichen, sind die durch die Permanentmagneten 230 erzeugten Magnetfelder nicht mehr stark genug, um die Gravitationstendenz des Deckels zu überwinden, der dem Ausgang am nächsten ist, aus dem Rohr zu fallen. Für eine gegebene Anzahl von Dosendeckeln, die auf einmal in dem Rohr sein sollen, und für gegebene Magnetfeldstärken, die durch die Beabstandungsmagneten erzeugt werden, kann dementsprechend ein Neigungswinkel bestimmt werden, bei welchem, immer wenn ein Deckel an dem Eingang des Rohrs hinzugefügt wird, ein anderer Deckel aus dem Ausgang fällt. Somit kann ein kontinuierlicher Fluß von Deckeln durch den Induktionstrockner hindurch aufrechterhalten werden.
Die Deckel 100 können durch das Rohr 220 auch durch andere Mittel bewegt werden, wie durch ein mechanisches Entfernen eines Deckels von dem Ausgang des Rohrs jedesmal, wenn ein neuer Deckel zu dem Eingang hinzugefügt wird. Beispielsweise zeigt Fig. 8 einen Stromaufwärts-Förderriemen 250, der Dosendeckel 100 zu einem magnetischen Aufstapler 252 transportiert, der periodisch einen neuen Dosendeckel 100 zu dem Eingang des Rohrs 220 hinzufügt. Jedesmal, wenn ein neuer Dosendeckel hinzugefügt wird, entfernt ein magnetischer Abstapler 254 den Dosendeckel dann an dem Ausgang des Rohrs 220 und ordnet ihn an einem stromabwärtigen Förderriemen 256 zur weiteren Verarbeitung an. Jedesmal, wenn ein Deckel an dem Eingang hinzugefügt und ein anderer Deckel von dem Ausgang entfernt wird, stellt der Rest der Deckel in dem Rohr automatisch ihre longitudinalen Positionen wieder ein, um das durch die Permanentmagneten 230 (in Fig. 8 nicht gezeigt) erzeugte Magnetfeld gleichmäßig aufzuteilen. Ein Drehmesser (nicht gezeigt) kann auch an Stelle des Abstaplers 254 verwendet werden, um einzelne Dosendeckel von dem Ausgangsende des Rohrs 220 zu entfernen.
Eine weitere Methode zum Bewegen der Dosendeckel längs des Förderwegs 210 in dem Rohr 220 ist es, eine Bewegung derselben hervorzurufen, als ob sie Teil eines Linearinduktionsmotors wären. Falls die Spiralen 223 beispielsweise an drei Phasen angeschlossen sind und drei Phasen der Wechselstromquelle 68 vorgesehen sind, dann wird unter der Annahme, daß die Spiralen geeignet beabstandet angeordnet sind, ein vorgegebener der Dosendeckel 100 wiederholt zu der nächsten stromabwärtigen Spirale gezogen und von der vorangehenden Spirale abgestoßen, wenn die Phasen der Stromquelle 68 rotieren. Die Spiralen 223 können mit einer Verschiebung von irgendeiner gewünschten Anzahl von Windungen angeschlossen werden.
Alternativ können Bewegungsmittel vorgesehen werden, indem eine separate Mehrphasenbewegungsspule hinzugefügt wird, die um das Rohr 220 gewunden ist, um die Deckel 100 längs des Förderwegs in dem Rohr 220 zu bewegen. Eine Dreiphasen (A, B, C)-Bewegungsspule 260 ist in Fig. 9 gezeigt. Die Bewegungsspule 260 kann mit einer niedrigeren Frequenz, zum Beispiel mit 60 Hz arbeiten. Eine separate Bewegungsspule ist insofern nachteilig, als sie eine zusätzliche Verdrahtung erfordert, sie ist jedoch vorteilhaft insofern, als die Funktionen des Heizens und Bewegens induktiv unabhängig gehalten werden. Somit können die Dosendeckel durch eine separate Bewegungsspule wie 260 in Bewegung gehalten werden, selbst durch einen Abschnitt des Rohrs 220 hindurch, indem eine induktive Heizung nicht erwünscht ist. Eine derartige Besonderheit ist zum Beispiel nützlich in Reparaturbeschichtungstrocknern, in welchen Deckel durch einen Induktivheizungsabschnitt des Rohrs, gefolgt durch von einem Heißluftdurchwärmungsabschnitt des Rohrs, gefolgt von einem Abkühlabschnitt desselben Rohrs bewegt werden. In einem derartigen System kann ein Abschnitt des Rohrs mit einer Bewegungsspule 260 umwickelt werden und lediglich der Induktivheizungsabschnitt des Rohrs mit der Induktionsverdrahtung 222 versehen werden.
Eine Bewegungsspule sollte nicht im gleichen Abschnitt des Rohrs 220 verwendet werden, in welchem eine Induktivheizung stattfindet, da die durch die Induktivverdrahtung erzeugten Magnetfelder unerwünschte Ströme in der Bewegungsspule erzeugen können und umgekehrt.
Irgendeine der oben beschriebenen Bewegungstechniken kann, falls gewünscht, unterstützt werden durch eine strategische Anordnung von Separationsmagneten 230. Beispielsweise sind in Fig. 10 zwei der Permanentmagneten 230 gezeigt, die sich von dem Rohr 220 hin zu dem Ausgangsende desselben weg neigen. Dies verringert das Separationsmagnetfeld in dem Rohr an dem Ausgangsende und erlaubt dadurch, daß die Deckel sich dichter voneinander beabstanden in Richtung des Ausgangsendes des Rohrs. Diese Technik zum Steuern der Dichte der Deckel 100 an verschiedenen Punkten entlang der Länge des Rohrs 220 kann gewünschtenfalls für irgendeinen Zweck verwendet werden. Beispielsweise kann die Technik nützlich sein, falls es in irgendeiner Weise den Vorgang des Entfernens von Dosendeckeln von dem Ausgangsende des Rohrs vereinfacht.
Die Erfindung erlaubt eine beträchtliche Flexibilität des Designs der Ausstattung zur Verarbeitung von Dosendeckeln. Da die Permanentmagneten 230 (Fig. 6 und 7) nicht eine hohe Curie-Temperatur aufweisen müssen, können sie zum Beispiel aus einem flexiblen Material gebildet sein. Dies erlaubt die Verwendung eines gekrümmten Rohrs 220, wie dem in Fig. 11 gezeigten. Das Rohr 300 in Fig. 11, obwohl im wesentlichen horizontal, windet sich um 90º an dem Eingang, um eine vertikale Aufnahme auszubilden. Der Eingang des Rohrs 300 ist direkt über einem Förderriemen 302 angeordnet, welcher die Dosendeckel 100 an Ort und Stelle trägt. Die Dosendeckel werden individuell in das Rohr 300 durch Permanentmagneten 304 (nur zwei davon sind in Fig. 11 gezeigt) gezogen, welche der Kurve des Rohrs 300 folgen. Eine Induktivverdrahtung wie 222 (Fig. 6 und 7) kann an dem Rohr 300 vorgesehen sein oder lediglich an einem Abschnitt davon, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Diese Technik vermeidet effektiv jegliche Notwendigkeit für einen Aufstapler. Eine ähnliche Kurve an dem Ausgang des Rohrs 300 kann jegliche Notwendigkeit für einen Abstapler vermeiden.
Aluminiumdosendeckel und -körper können, da sie nicht ferromagnetisch sind, möglicherweise nicht durch Beabstandungsmagneten wie 230 (Fig. 6 und 7) magnetisch beabstandet werden. Da sie jedoch in ihnen durch die Verdrahtung auf der Außenseite des Rohrs 220 induzierte Wirbelströme leiten, sind Aluminiumdosendeckel dennoch einer Induktionsheizung durch die Verdrahtung 222 unterzogen. Die Bewegungseigenschaften der Erfindung treffen auch für Aluminiumwerkstücke zu, da die in den Werkstücken induzierten Wirbelströme ein Magnetfeld erzeugen, welches abstoßend gegenüber dem durch die Verdrahtung 222 erzeugen Magnetfeld orientiert ist. Somit bilden das Werkstück und die Verdrahtung 222 einen Repulsiv-Linearmotor, der das Werkstück longitudinal entlang der Innenseite des Rohrs 220 antreibt. Darüber hinaus, im Falle von ferromagnetischen Werkstücken, kann die magnetische Anziehung der Werkstücke zu den Spiralen 223 so stark sein, daß sie die erzeugten magnetischen Abstoßungskräfte kompensiert. Dies gilt nicht bei Aluminiumdosendeckeln. Daher werden Aluminiumwerkstücke von allen Seiten des Rohrs im wesentlichen gleichmäßig nach innen abgestoßen, was sie in die Mitte des Rohrs zwingt und dadurch eine Reibung minimiert, wenn das Werkstück in Längsrichtung angetrieben wird. Dies minimiert die Anforderung für eine Vibrationseinrichtung wie 240. Aluminiumwerkstücke können auch durch einen Mehrphasen-Linearantriebsmotor angetrieben werden, der mit einer Mehrphasenwicklung, wie der als 260 (Fig. 9) gezeigten, ausgebildet ist.
Die Erfindung wurde mit Bezug auf bestimmte Ausführungen derselben beschrieben und zahlreiche Variationen sind in ihrem Rahmen möglich, wie durch die Ansprüche definiert.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen einer auf Wasser basierenden Dichtmasseverbindung, die auf elektrisch leitfähigen Dosenenden aufgetragen ist, umfassend die Schritte:

Bereitstellen der Dosenenden (100) an einer Zuführung eines Trockners, wobei die Dosenenden bereits die auf Wasser basierende Dichtmasseverbindung daran aufgetragen aufweisen;

Transportieren der Dosenenden durch den Trockner in einer Seite-zu- Seite-Beziehung längs einer elektrisch nichtleitenden Tragstruktur (102, 104, 106, 108); und

Führen der Dosenenden während des Transportschritts durch ein Wechselmagnetfeld, um einen Stromfluß in den Dosenenden zu induzieren, um die Dosenenden induktiv zu heizen und dadurch die an den Dosenenden aufgetragene Verbindung zu heizen, um Wasser aus der Verbindung zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch nichtleitende Tragstruktur ein elektrisch nichtleitendes Rohr (220) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Magnetfeld durch einen elektrischen Leiter (222) erzeugt wird, der um das Rohr (220) gewickelt ist, und wobei der elektrische Leiter mit einer Wechselstromquelle (68) verbunden ist.

4. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Schritt des Transportierens der Dosenenden (100) durch den Trockner in einer Seitezu-Seite-Beziehung den Schritt des Transportierens der Dosenenden durch den Trockner in einem Seite-zu-Seite-Kontakt umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend während des Transportschritts den Schritt, die Dosenenden (100) magnetisch voneinander zu beabstanden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Beabstandens den Schritt des Erzeugens eines Magnetfeldes umfaßt, welches dazu wirkt, ein Beabstanden der Dosenenden (100) voneinander unter Aufteilung des Magnetfelds hervorzurufen.

7. Vorrichtung zum Heizen eines an Dosenenden aufgetragenen Verbindungsmaterials, umfassend:

einen elektrisch nichtleitenden Träger (102, 104, 106, 108) mit einer Struktur zum Tragen der Dosenenden (100), während sie in einer Seite-zu- Seite-Beziehung längs des Trägers transportiert werden;

eine Wechselstromquelle (168);

einen elektrischen Leiter, der mit der Wechselstromquelle verbunden ist und in ausreichender Nähe zu dem Träger angeordnet ist, um ein Wechselmagnetfeld in dem Träger zu erzeugen; und

eine Transporteinrichtung, welche die Dosenenden in einer Seite-zu-Seite- Beziehung längs des Trägers und durch das Wechselmagnetfeld transportiert, um einen Stromfluß in den Dosenenden zu induzieren, um die Dosenenden induktiv zu heizen und dadurch das an den Dosenenden aufgetragene Verbindungsmaterial zu heizen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der elektrisch nichtleitende Träger ein elektrisch nichtleitendes Rohr (220) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der elektrische Leiter (222) um das Rohr (220) gewickelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Transporteinrichtung die Dosenenden (100) in einem Seite-zu-Seite-Kontakt längs des Trägers (102, 104, 106, 108) transportiert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner umfassend Magnet- Separationselemente (230), welche die Dosenenden (100) magnetisch voneinander beabstanden, während die Dosenenden längs des Trägers (220) transportiert werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 oder 11, ferner umfassend einen Magneten (230), der dazu angeordnet ist, ein Magnetfeld in dem Träger (220) zu erzeugen, welches dazu wirkt, ein Beabstanden der Dosenenden (100) voneinander unter Aufteilung des Magnetfelds hervorzurufen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Transporteinrichtung ein Mittel zum Transportieren der Dosenenden (100) in einer Seite-zu-Seite-Beziehung längs des Trägers umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Transportmittel ein Magnetrad (252) umfaßt, welches die Dosenenden in einer Seite-zu-Seite-Beziehung längs des Trägers (220) drückt.