Verfahren und Vorrichtung zur Durchlaufbeschichtuncr von Werkstücken Method and device for continuous coating of workpieces
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchlaufbeschichtung von Werkstücken, bei welcher Beschichtung ein Beschichtungsme¬ dium auf einen zu beschichtenden Bereich des durchlaufenden Werkstücks aufgetragen wird und Wärme appliziert wird, um aus dem Beschichtungsmedium am Bereich einen Film zu erzeugen. Die Erfindung betrifft ferner eine Beschichtungsanlage für im Durchlaufbetrieb zu beschichtende Werkstücke, mit einer Be- schichtungseinrichtung mit Ausgabe für ein Beschichtungsmedium und mit Heizorganen, um mit dem Beschichtungsmedium am Werkstück einen Film zu erzeugen, wobei die Ausgabe für das Beschich¬ tungsmedium bezüglich des Werkstücks auf Abstand gehalten ist und weiter mit einer Fördereinrichtung zur Förderung des Werkstücks relativ zur Ausgabe.The invention relates to a process for continuous coating of workpieces, in which coating a coating medium is applied to an area of the workpiece to be coated and heat is applied in order to produce a film from the coating medium in the area. The invention further relates to a coating system for workpieces to be coated in continuous operation, with a coating device with output for a coating medium and with heating elements in order to produce a film with the coating medium on the workpiece, the output for the coating medium with respect to the workpiece Is kept at a distance and further with a conveyor for conveying the workpiece relative to the output.
Aus den US-PSen 4 549 866, 4 588 605 sowie 4 661 "219 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Durchlaufbeschichtung von Werkstücken bekannt. Weitere Verfahren und Vorrichtungen der hier interessierenden Art sind aus den US-PSen 3 526 027, 2 974 060, 3 077 171, 3 208 868, 3 394 450, 3 678 336, 3 840 138 und 4 098 226, den EP-OSen 93 083, 132 229 und 160 886 sowie der DE-OS 27 24 031 bekannt.Methods and devices for continuous coating of workpieces are known from US Pat. Nos. 4,549,866, 4,588,605 and 4,661,219. Further processes and devices of the type of interest here are known from US Pat. Nos. 3,526,027, 2,974,060,3 077 171, 3 208 868, 3 394 450, 3 678 336, 3 840 138 and 4 098 226, EP-OSen 93 083, 132 229 and 160 886 and DE-OS 27 24 031.
Es ist ferner bekannt, Werkstücke, wie Metall-Dosenkδrper, beispielsweise innen entlang ihrer Längsschweißnaht, mit Pulver als Beschichtungsmedium zu beschichten. Dabei werden derartige Dosenkδrper über einen Arbeitsam, bewegt, von welchem Pulver gegen den zu beschichtenden Bereich gesprüht wird. Üblicherweise wird dabei die Haftung des Pulvers am Dosenkörper elektro¬ statisch unterstützt, indem im Sprühbereich ein hohes elektro¬ statisches Feld erzeugt wird und das Pulver aufgeladen wird, so daß die Kraft des Feldes das Pulver gegen den Dosenkδrper
bzw. das Werkstück treibt und dort festhält. Anschließend an diese Pulverbeschichtung werden die Werkstücke, und im speziel¬ len die erwähnten Dosenkörper durch eine lange Heizstrecke hindurchbewegt, mehrere Meter lang, wo das haften gebliebene Pulver derart aufgewärmt wird, daß es einen Schutzfilm im beschichteten Bereich bildet. Die Länge der erwähnten Heiz¬ strecke richtet sich nach den Durchlaufgeschwindigkeiten derartiger Werkstücke und ist, wie erwähnt, mehrere Meter lang, was vom Platzbedürfnis für derartige Anlagen und dem Konstruktionsaufwand her betrachtet, nachteilig ist.It is also known to coat workpieces, such as metal can bodies, for example on the inside along their longitudinal weld seam, with powder as the coating medium. Such can bodies are moved over a working area, from which powder is sprayed against the area to be coated. Usually the adhesion of the powder to the can body is supported electrostatically by generating a high electrostatic field in the spray area and charging the powder so that the force of the field presses the powder against the can body or drives the workpiece and holds it there. Following this powder coating, the workpieces, and in particular the mentioned can bodies, are moved through a long heating section, several meters long, where the adhering powder is warmed up in such a way that it forms a protective film in the coated area. The length of the heating section mentioned depends on the throughput speeds of such workpieces and, as mentioned, is several meters long, which is disadvantageous in terms of the space requirement for such systems and the construction effort.
Der_Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ausdehnung einer solchen Behandlungsstrecke drastisch zu reduzieren, ebenso den Platzaufwand und den Konstruktionsaufwand für so arbeitende Anlagen.The object of the invention is therefore to drastically reduce the extent of such a treatment section, and also to reduce the space and the design effort for systems which operate in this way.
Diese Aufgabe wird gemäß dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß ein Plast dem durchlaufenden Bereich zugesprüht wird, und die Wärme mindestens vornehmlich, vor Auftreffen des versprühten Plastes auf den Bereich appliziert wird, um die Ausdehnung der Strecke bis der Film erzeugt ist zu reduzieren.This object is achieved according to the method mentioned at the outset in that a plastic is sprayed onto the continuous area and the heat is applied at least primarily before the sprayed plastic hits the area in order to reduce the extent of the stretch until the film has been produced.
Gemäß der eingangs genannten Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Heizorgane so ausgebildet sind, daß sie das Beschichtungsmedium erwärmen, mindestens vornehmlich, bevor es von der Ausgabe den freien Abstand zum Werkstück durchlaufen hat, um die Ausdehnung der Strecke bis der Film erzeugt ist zu reduzieren.-According to the device mentioned in the introduction, the object is achieved in that the heating elements are designed in such a way that they heat the coating medium, at least primarily before it has passed the free distance from the output to the workpiece, by the extension of the distance until the film has been produced to reduce.-
Durch die Plastversprühung und Applikation der Wärme vor Auftreffen des versprühten Plastes auf dem Bereich des Werk¬ stücks, wird erreicht, daß, der Beschichtungszone folgend, keine weiteren Heizstrecken vorgesehen werden müssen, wodurch bei derartigen Durchlaufbeschichtungen eine drastische Reduzie¬ rung der Behandlungsstreckenlänge und, entsprechend, des Konstruktionsaufwandes hierfür, erzielt wird.
Plast-Spritzverfahren sind an sich zum Spritzen von Werkstücken mittels Spritzpistolen in einer Stück-für-Stück-Einzelfertigung bekannt. Es sei hierzu auf eine Druckschrift der Firma Metco "Plastspritzen" von Obering. H. Schwarz, überarbeitet von Dipl. Ing. H.-E. Steinicke hingewiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser - in Kopie beiliegenden - Druckschrift wird durch diese Bezugnahme auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmel¬ dung gemacht.By spraying the plastic and applying the heat before the sprayed plastic hits the area of the workpiece, it is achieved that, following the coating zone, no further heating sections have to be provided, which means that with such continuous coatings, the treatment section length is drastically reduced and, accordingly , the design effort for this is achieved. Plast spraying methods are known per se for spraying workpieces using spray guns in a piece-by-piece one-off production. For this purpose it is on a document from Metco "Plastspritzen" from Obering. H. Schwarz, revised by Dipl. Ing. H.-E. Steinicke pointed out. The disclosure content of this document, which is enclosed in copy, is also made the disclosure content of the present application by this reference.
Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird einem versprühten Plast, pulverfδrmig oder in Form pastöser Teilchen, Wärme mittels Gasflammen auf der Strecke zwischen einer Plastdusenausmundung und dem Werkstück, das zu beschichten ist, zugeführt. Beim Versprühen von Pulverplast werden die Pulverteilchen auf dieser Strecke durch die Flamme oberflächlich angeschmolzen, während beim Versprühen pastδser Plaste die Plastteilchen so hoch erhitzt werden, daß sie auf dieser Strecke gelieren. Ein Nachteil dieser Plast-Spritzverfahr£nι an sich ist, daß die Wärme dem versprühten Plast mittels Flammen zugeführt wird, was einerseits, gerade bei schlecht zugänglichen Sprühbereichen, die Zuführung eines Brenngases mit entsprechend langen Leitungen bedingt und bezüglich allfälliger Brand- und/oder Explosionsgefahr problematisch ist. Gerade bei Durch¬ laufbeschichtungen, wie oben abgehandelt, von Innenbereichen an Hohlkörpern, wie von Dosenkδrpern, müssen bei Einsatz bekannter Plast-Spritzverfahren, wie erwähnt, Brenngasleitungen durch relativ lange Arbeitsarme hindurchgeführt werden, bis zur Beschichtungszone, was relativ aufwendig ist. überdies ist die Dosierung der dem versprühten Plast auf seiner Freiflug¬ stärke ab Düse bis zum Werkstück zugeführten Wärmemenge mittels Gasflammen schwierig.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt in einem weiteren Anspekt die vorliegende Erfindung ein Plast-Spritzverfah¬ ren nach dem Wortlaut von Anspruch 2 vor, gemäss welchem die notwendige Wärme mindestens vornehmlich elektrisch erzeugt wird, wodurch die Dosierung der zugeführten Wärme wesentlich feiner möglich ist als mit der ausschliesslichen Verwendung offener Gasflammen und wodurch, bei ausschliesslich elektrisch zugeführter Wärme jegliche Br'and- und/oder Explosionsgefahr ausgeschlossen wird.In the process described in this publication, sprayed plastic, in powder form or in the form of pasty particles, is supplied with heat by means of gas flames on the path between a plastic nozzle mouth and the workpiece to be coated. When spraying powder plastic, the powder particles are melted on the surface by the flame on this stretch, while when spraying pasty plastics, the plastic particles are heated so high that they gel on this stretch. A disadvantage of this Plast-Spritzverfahr £ n ι is in itself that the heat the sprayed plastic is supplied by flame, which on the one hand, especially in poorly accessible spray zones, the supply caused a fuel gas with correspondingly long lines and with regard to any possible fire and / or Risk of explosion is problematic. Especially in the case of continuous coatings, as discussed above, from inner areas of hollow bodies, such as can bodies, when using known plastic spraying methods, as mentioned, fuel gas lines have to be led through relatively long working arms to the coating zone, which is relatively expensive. Moreover, the metering of the amount of heat supplied to the sprayed plastic on its free-flight strength from the nozzle to the workpiece is difficult by means of gas flames. In order to solve this problem, the present invention proposes, in a further aspect, a plastic spraying process according to the wording of claim 2, according to which the necessary heat is generated at least predominantly electrically, as a result of which the heat supplied can be metered in much more finely than and- with the sole use of open gas flames and thereby, wherein exclusively electrically supplied heat any Br 'and / or explosion is excluded.
Diese letzterwähnten Probleme werden im weiteren durch eine Beschichtungseinrichtung nach αem Wortlaut von Anspruch 14 gelöst.These last-mentioned problems are further solved by a coating device according to the wording of claim 14.
Wie erwähnt, wird die notwendige Wärme bei den bekann¬ ten Plast-Spritzverfahren dem ausgesprühten Plast ausschliesslich auf der Strecke zwischen Sprühdüse und Werkstück zugeführt. Dies ergibt dann Probleme, wenn die Ausdehnung dieser Strecke aus Gründen, bei¬ spielsweise der Zugänglichkeit zu einem zu besprühen¬ den Bereich, vorgegeben und klein ist. Betrachtet man beispielsweise kleindurchmessrige Dosenkörper oder Hohlkörper, die innenzubeschichten sind, so ist ersichtlich, dass die Strecke zwischen einem in derartige Hohlkörper einragenden Sprüharm und deren Innenwandung, durch den Durchmesser der Hohlkörper gegeben ist und somit' der Anwendbarkeit bekannter Plast-Spritzverfahren durch solche Gegebenheiten Grenzen gesetzt sind: Der ausgesprühte Plast kann auf kurzen Freiflugstrecken zwischen Sprühdüse und Werkstück die notwendige Wärme gar nicht aufnehmen.
Um diesen Nachteil zu beheben und Plast-Spritzverfahren auch bei kurzen Freiflugstrecken des versprühten Plastes einsetzen zu können und somit die Anwendbar¬ keit solcher Verfahren wesentlich zu erweitern, wird gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, gemäss Wortlaut von Anspruch 3 vorzugehen.As mentioned, the necessary heat in the known plastic spraying processes is supplied to the sprayed-out plastic only on the route between the spray nozzle and the workpiece. This results in problems if the extent of this route is predetermined and small for reasons of accessibility to an area to be sprayed, for example. If you consider, for example, small-diameter can bodies or hollow bodies that are to be coated on the inside, it can be seen that the distance between a spray arm protruding into such hollow bodies and their inner wall is given by the diameter of the hollow bodies and thus limits the applicability of known plastic spraying processes due to such circumstances are set: The sprayed plastic cannot absorb the necessary heat on short free flight distances between the spray nozzle and the workpiece. In order to remedy this disadvantage and to be able to use plastic spraying methods even in the case of short free-flight distances of the sprayed plastic and thus to significantly extend the applicability of such methods, it is proposed according to a further aspect of the invention to proceed according to the wording of claim 3.
Danach wird die Wärme mindestens teilweise dem Plast entlang bereits eines Endabschnittes der Plastleitungs- anordnung zugeführt, womit der versprühte Plast, wenn überhaupt, auf dem Freiflugabschnitt nur noch eine reduzierte Wärmemenge aufnehmen muss, was wiederum ermöglicht, die Länge dieses Abschnittes zu reduzieren.The heat is then at least partially supplied to the plastic along an end section of the plastic line arrangement, so that the sprayed plastic, if any, only has to absorb a reduced amount of heat on the free flight section, which in turn makes it possible to reduce the length of this section.
Eine Beschichtungseinrichtung, die dieses Problem löst, ist durch den Wortlaut von Anspruch 15 spezifi¬ ziert.A coating device that solves this problem is specified by the wording of claim 15.
Ein Verfahren zur Reduzierung der Ausdehnung der Behandlungsstrecke bei Durchlaufbeschichtung vonA method for reducing the extent of the treatment line with continuous coating of
Werkstücken, ohne dass dabei Gasleitungen zum Sprüh¬ bereich zu ziehen wären bzw. bei dem eine feine Dosierung der zugeführten Wärmemenge möglich ist, zeichnet sich durch die Kombination der Verfahren gemäss An- spruch 1 und 2 aus, während ein Verfahren zur erwähn¬ ten Reduzierung, welches sich auch für gegebene kleine Freiflugstrecken und damit insbesondere für die Innen- beschichtung kleindurchmessriger Hohlkörper, wie von Metall-Dosenkörpern, eignet, zeichnet sich durch die Kombination der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3 aus.
Schliesslich zeichnet sich ein Plast-Spritzverfahren, bei. dem sowohl eine feine Dosierung der zugeführten Wärmemenge möglich ist und das ermöglicht auch bei kleinen gegebenen Freiflugstrecken des versprühten Plastes, also auch beispielsweise für kleindurchmessri- ge Hohlkörper eingesetzt zu werden, nach der Kombination der Ansprüche 2 und 3 aus.Workpieces without drawing gas lines to the spray area or with which a fine metering of the amount of heat supplied is possible is characterized by the combination of the methods according to claims 1 and 2, while a method for the reduction mentioned , which is also suitable for given small free flight distances and thus in particular for the inner coating of small-diameter hollow bodies, such as metal can bodies, is characterized by the combination of the methods according to claims 1 and 3. Finally, there is a plastic spray process, at. which both a fine metering of the amount of heat supplied is possible, and this also makes it possible to use the sprayed plastic with small given free flight distances, that is to say also for small-diameter hollow bodies, according to the combination of claims 2 and 3.
Eine Beschichtungseinrichtung, bei der einerseits eine feine Wärmedosierung ohne weiteres möglich ist und die sich eignet, auch bei kleinen Freiflugstrecken des versprühten Plastes, so z.B. für kleindurcnmessrige Hohlkörper, wie kleindurcnmessrige Dosenkörper einge¬ setzt zu werden, zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 16 aus.A coating device in which on the one hand fine heat metering is easily possible and which is suitable even with small free flight distances of the sprayed plastic, e.g. for small-diameter hollow bodies, such as small-diameter can bodies, is distinguished by the wording of claim 16.
Um im weitern bei allen erwähnten Verfahren und je nach dem versprühten Plast, auf dem Werkstück eine zuverlässige, gut abdeckende Filmbildung -zu gewährleisten, wird weiter vorgeschlagen, das Werkstück vor Auftreffen des versprühten Plastes auf eine vor¬ gegebene Temperatur zu erwärmen, wenn als Plast ein Pulver eingesetzt wird, dabei das Werkstück auf die Schmelztemperatur des Pulvers zu erwärmen.In order to ensure reliable, well-covering film formation on the workpiece in addition to all of the processes mentioned and depending on the sprayed plastic, it is further proposed to heat the workpiece to a predetermined temperature before the sprayed plastic hits it, if as plastic a powder is used to heat the workpiece to the melting temperature of the powder.
Des öftern wird bei Durchlaufbeschichtung von Werk¬ stücken vor einer Beschichtungszone eine Bearbeitungs¬ station angetroffen, welche das bearbeitete Werkstück vor der Beschichtungszone erwärmt. Dies ist insbeson- dere bei der Verarbeitung von Metall-Dosenkörpern der Fall, indem dort Metall-Dosenzargen erst an einer Schweissstation, einer Rollenschweissstation oder einer Laserschweissstation, entlang ihren Längsrändern,
zur Bildung geschlossener Dosenkörper, verschweisst werden und darnach beschichtet werden, sei dies vollständig innenbeschichtet, aussenbeschichtet oder lediglich im Bereich ihrer Schweissnaht innen- und/oder aussen- beschichtet.In the case of continuous coating of workpieces in front of a coating zone, a processing station is often encountered which heats the machined workpiece in front of the coating zone. This is particularly the case when processing metal can bodies, in that metal can bodies are only provided at a welding station, a roller welding station or a laser welding station along their longitudinal edges, to form closed can bodies, are welded and then coated, be it completely internally coated, externally coated or only internally and / or externally coated in the area of their weld seam.
Es wird nun vorgeschlagen, dass diese vorerzeugte Wärme am Werkstück zur Erwärmung des Werkstückes auf die genannte, vorgegebene Temperatur ausgenützt wird.It is now proposed that this pre-generated heat on the workpiece be used to heat the workpiece to the specified, predetermined temperature.
So wird insbesondere vorgeschlagen, die Schweisswärme bei der Herstellung von Metall-Dosenkörpern als die erwähnte, vorerzeugte Wärme am Werkstück auszunützen, dabei dann bevorzugterweise die verschweissten Dosenkörper pulverplastzubeschichten und die Erwärmung auf die Schmelztemperatur des versprühten Pulverplastes zu bringen, ausgehend von der erzeugten Schweisswärme.In particular, it is proposed to use the heat of welding in the manufacture of metal can bodies as the aforementioned, pre-generated heat on the workpiece, then preferably powder-coat the welded can bodies and bring the heating up to the melting temperature of the sprayed powder plastic, starting from the heat of welding generated.
Die Wärme des Werkstückes am Auftreffbereich des versprühten Plastes hängt dabei von der Distanz des Auftreffbereiches, vom Ort der Vorerwärmung, wie der erwähnten Schweissung, ab.The heat of the workpiece at the impact area of the sprayed plastic depends on the distance of the impact area, on the location of the preheating, such as the welding mentioned.
Um somit die Werkstücktemperatur am Auftreffbereich einstellen zu können, wird vorgeschlagen, den Abstand von der erwähnten Vorerwärmung, wie der erwähnten r7.chweissstelle, zum Plast-Auftreffbereich am Werk¬ stück, einzustellen, um so die Werkstücktemperatur beim Auftreffen des Plastes einzustellen.
Um dabei ändernden Betriebsbedingungen, wie ändernden Durchlaufgeschwindigkeiten des Werkstückes oder sich ändernder Vorerwärmungen Rechnung zu tragen, wird weiter vorgeschlagen, die Werkstücktemperatur nach der Vorerwärmung zu messen und in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur den erwähnten Abstand automatisch einzustellen, so dass beim Auftreffen des versprühten Plastes das Werkstück die vorgegebene Temperatur, so bei Versprühen von Pulverplast, die Schmelz- temperatur des Pulvers aufweist.Thus, in order to adjust the workpiece temperature at the impingement area, it is proposed to adjust the distance from said preheating, as the above-mentioned R 7 .chweissstelle, for Plast-impingement piece on Werk¬, so as to adjust the workpiece temperature upon impact of the Northern Palace. In order to take into account changing operating conditions, such as changing throughput speeds of the workpiece or changing preheating, it is further proposed to measure the workpiece temperature after preheating and to automatically set the mentioned distance as a function of the measured temperature, so that when the sprayed plastic hits it Workpiece the specified temperature, so when spraying powder plastic, the melting temperature of the powder.
Wie vorgängig erwähnt wurde, stellt die Wärmedosierung der bei Plast-Spritzverfahren mittels Flammen dem versprühten Plast zugeführten Wärme ein Problem dar, indem zu hohe Wärme ein Verbrennen der versprühten Plastteilchen mit sich bringt und eine zu geringe Wärme die Entstehung eines hochgualitativen Filmes am Werkstück verhindert.As previously mentioned, the heat metering of the heat supplied to the sprayed plastic in flame spraying processes is a problem in that too much heat causes the sprayed plastic particles to burn and too little heat prevents the formation of a highly qualitative film on the workpiece.
Um dieses Problem bei Flamm-Plastspritzen zu lösen, wird nun weiter vorgeschlagen, dass die thermische Kopplung zwischen Flammen und dem versprühten Plast durch einen zwischenliegenden Gasstrom-, vorzugsweise Luftström-Vorhang, einstellbarer Strömungsgeschwindig- keit, eingestellt wird.In order to solve this problem in flame plastic syringes, it is now further proposed that the thermal coupling between the flames and the sprayed plastic be set by an intermediate gas flow curtain, preferably an air flow curtain, with an adjustable flow rate.
Bei allen bis anhin besprochenen Vorgehen, um dem versprühten Plast die notwendige Wärme zuzuführen, ist es notwendig, Heizorgane, entweder entlang der Zuspeiseleitung für den Plast zum Sprühbereich oder im Sprühbereich vorzusehen. Es ist also eine geometri¬ sche Kopplung vorgesehener Heizorgane mit, generell, dem Zuführpfad des Plastes erforderlich. Es können
nun Verhältnisse auftreten, bei denen, beispielsweise aus Platzgründen, so wenig wie möglich zusätzliche Aggregate, wie die erwähnte Heizeinrichtung am Endbereich, dieses Fδrderpfa es für den Plast vorgesehen sein sollten- Jede Heizeinrichtung i 'Endbereich einer Plastförderleitung mit den entsprechenden Anschlüssen, jede Gasbrennereinrichtung im Mündungsbereich mit den entsprechenden Gaszuführleitungen braucht unmittel¬ bar im Beschichtungszonenbereich Platz.In all of the previously discussed procedures for supplying the sprayed plastic with the necessary heat, it is necessary to provide heating elements, either along the feed line for the plastic to the spray area or in the spray area. A geometrical coupling of heating elements provided with, generally, the feed path of the plastic is therefore required. It can Now conditions occur in which, for example for reasons of space, as little as possible additional units such as the above-mentioned heating means at the end portion, this Fδrderpfa it should- be provided for the Plast each heater i 'end portion of a plastic conveyor line with the corresponding terminals, each gas burner assembly in The mouth area with the corresponding gas supply lines needs space directly in the coating zone area.
Um dieses Problem zu lösen, wird vorgeschlagen, die Wärme vornehmlich durch Absorption von Mikrowellen¬ energie im versprühten Plast zu erzeugen. Dadurch wird es möglich, die notwendige Wärmemenge praktisch "fernzuübertragen", indem ein Mikrowellengenerator mit der entsprechend abstrahlenden Antennenanordnung, vom Sprühbereich entfernt, vorgesehen werden kann und die Kunststoff-Plastpartikel die Mikrowellenstrah¬ lung absorbieren und entsprechend erwärmt werden.To solve this problem, it is proposed to generate the heat primarily by absorption of microwave energy in the sprayed plastic. This makes it possible to practically "transmit" the necessary amount of heat by providing a microwave generator with the correspondingly radiating antenna arrangement, away from the spray area, and by absorbing the plastic-plastic particles from the microwave radiation and heating them accordingly.
Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere auch dort, wo das Werkstück ein Metallhohlkörper ist, an welchem der zu beschichtende Bereich im Hohlraum liegt, insbesondere ein längsgeschweisster Metall-Dosenkörper ist, an dem der zu beschichtende Bereich im Hohlraum liegt, dabei insbesondere der innere Schweissnaht- bereich ist, indem zwischen dem Metallhohlkörper und einem Werkzeugarm, welcher die Sprühausgabe trägt, ein Hohlraum gebildet wird, in welchen die Mikrowellen- Strahlung eingekoppelt wird und der, vom Einkopplungs- bereich zum Sprühstrahl des Plastes, als Mikrowellenlei- ter wirkt.
- 10 -This procedure is also particularly suitable where the workpiece is a metal hollow body on which the area to be coated lies in the cavity, in particular is a longitudinally welded metal can body on which the area to be coated lies in the cavity, in particular the inner weld seam area is that a cavity is formed between the metal hollow body and a tool arm, which carries the spray output, into which the microwave radiation is injected and which acts as a microwave guide from the coupling area to the spray jet of the plastic. - 10 -
Alle erwähnten Verfahren und ihre entsprechenden Kombinationen eignen sich vorzüglich in der Anwendung für die Innenabdeckung von Längsschweissnähten von Metall-Dosenkörpern im Durchlaufbetrieb.All of the methods mentioned and their corresponding combinations are particularly suitable for the internal covering of longitudinal weld seams of metal can bodies in continuous operation.
Bevorzugte Ausführungs arianten der erfindungsgemässen Beschichtungseinrichtung sind in den Ansprüchen 17 und 18 spezifiziert.Preferred embodiments of the coating device according to the invention are specified in claims 17 and 18.
Um an einer Beschichtungsanlage für im Durchlaufbetrieb zu beschichtende Werkstücke nach dem Wortlaut von Anspruch 13 die weiteren Vorteile der in den An¬ sprüchen 14 bis 18 spezifizierten Beschichtungsein- richtungen auszunützen, wird eine derartige Beschich- tungsanlage vorgeschlagen, welche mindestens eine Beschichtungseinrichtung und Heizorgane nach den erwähnten Ansprüchen, aufweisen.In order to take advantage of the further advantages of the coating devices specified in claims 14 to 18 in a coating system for workpieces to be coated in continuous operation, a coating system of this type is proposed which has at least one coating device and heating elements according to the mentioned claims.
In Anspruch 20 ist eine solche Beschichtungsanlage spezifisch für im Durchlaufbetrieb entlang ihrer Schweissnaht zu beschichtende Dosen-Metallkörper spezifiziert.In claim 20, such a coating system is specified specifically for can metal bodies to be coated in continuous operation along its weld seam.
Anspruch 21 spezifiziert weiter die Ausbildung eines Ausgabebereiches an einer solchen Beschichtungsanlage, falls die Wärme dabei dem ausgesprühten Plast, als Beschichtungsmedium, durch Gasflammen zugeführt wird.Claim 21 further specifies the formation of an output area on such a coating system if the heat is supplied to the sprayed-out plastic as a coating medium by gas flames.
Eine Fertigungsanlage für Metall-Dosenkörper zeichnet sich im weiteren nach dem Wortlaut von Anspruch 22 aus. Sie weist eine Schweissanlage auf, um die Längs- schweissnähte der Dosenkörper zu verschweissen sowie
der Schweissanlage nachgeschaltet, eine Beschichtungs¬ anlage der erwähnten erfindungsgemässen Aufbauweise und, selbstverständlich, eine Fördereinrichtung, um die Dosenkörper im Durchlaufbetrieb durch Schweiss- anläge und Beschichtungsanlage dύrchzubefordern.A manufacturing plant for metal can bodies is further distinguished according to the wording of claim 22. It has a welding system to weld the longitudinal weld seams of the can bodies as well Downstream of the welding system, a coating system of the above-mentioned construction method according to the invention and, of course, a conveying device in order to challenge the can bodies in continuous operation by welding systems and coating system.
Sie ist weiter so aufgebaut, dass die Beschichtungseinrich¬ tung der Beschichtungsanlage unmittelbar der Schweiss¬ anlage nachgeschaltet ist und die Schweissanlage als Heizeinrichtung für die Dosenkörper wirkt, um letztere an der Beschichtungseinrichtung auf eine vorgegebene Temperatur zu bringen, so insbesondere bei Pulverpiastbeschichtung, auf die Schmelztemperatur des Plastpulvers.It is also constructed in such a way that the coating device of the coating system is connected directly downstream of the welding system and the welding system acts as a heating device for the can bodies in order to bring the latter to a predetermined temperature on the coating device, in particular in the case of powder paste coating, to the melting temperature of the plastic powder.
Die Ansprüche 23 bis 25 spezifizieren dabei weitere erfindungsgemässe Merkmale an der Fertigungsanlage. In Anspruch 26 ist im weiteren eine Beschichtungsan¬ lage spezifiziert, für im Durchlaufbetrieb innenzu¬ beschichtende Metallhohlkörper als Werkstücke, bei der Metallhohlkörper und ein in die Metallhohlkörper einragender Arbeitsarm als Mikrowellenleiter die Mikrowellenstrahlung von einem Sender zum ausgegebenen Beschichtungsmedium, insbesondere zum versprühten Plast. leitet.Claims 23 to 25 specify further features according to the invention on the production system. Claim 26 further specifies a coating system for hollow metal bodies to be coated internally in continuous operation as workpieces, with the hollow metal body and a working arm projecting into the hollow metal body as a microwave conductor, the microwave radiation from a transmitter to the coating medium output, in particular to the sprayed plastic. directs.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.The invention is subsequently explained, for example, using figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Fertigungs- anlage für Metall-Dosenkörper mit einer Schweissanlage und einer erfindungsgemässen Beschichtungsanlage,
Fig. 2 eine schematische, vergrösserte Längsschnitt¬ darstellung einer Plast-Ausgabedüsenanordnung an der erfindungsgemässen Beschichtungseinrich¬ tung der Beschichtungsanlage gemäss Fig. 1,1 schematically shows a production plant according to the invention for metal can bodies with a welding plant and a coating plant according to the invention, 2 shows a schematic, enlarged longitudinal section of a plastic dispensing nozzle arrangement on the coating device according to the invention of the coating system according to FIG. 1,
Fig. 3 schematisch eine Aufsicht auf die Anordnung gemäss Fig. 2,3 schematically shows a top view of the arrangement according to FIG. 2,
Fig. 4 eine Ansicht gemäss Fig. 3 einer weiteren Ausbildungsvariante der Düsenanordnung gemäss4 shows a view according to FIG. 3 of a further embodiment of the nozzle arrangement according to FIG
Fig. 2, für eine Schweissnahtbeschichtung an einer Fertigungsanlage gemäss Fig. 1,2, for a weld seam coating on a manufacturing system according to FIG. 1,
Fig. 5 schematisch eine Anlage gemäss Fig. 1, bei der der Abstand zwischen wärmevorerzeugenderFig. 5 shows schematically a system according to Fig. 1, in which the distance between heat pre-generating
Schweissanlage und Applikationsbereich der Beschichtung einstellbar ist,Welding system and application area of the coating is adjustable,
Fig. 6 schematisch eine Weiterbildung der Anordnung gemäss Fig. 5 zur automatischen Nachstellung des erwähnten Abstandes,6 schematically shows a development of the arrangement according to FIG. 5 for automatic adjustment of the distance mentioned,
Fig. 7 schematisch eine Plastzuführleitung und ein zu beschichtendes Werkstück mit den durch den vorgeförderten Plast durchlaufenenFig. 7 schematically shows a plastic feed line and a workpiece to be coated with those passed through the pre-conveyed plastic
Abschnitten,Sections,
Fig. 8 in Darstellung gemäss Fig. 7 die Wärmezuführung bei bekannten Plast-Spritzverfahren,
Fig.. 9 in Darstellung gemäss Fig. 7 die erfindungs¬ gemässe WärmeZuführung an den Plast,8 shows the supply of heat in known plastic spraying processes in accordance with FIG. 7, FIG. 9 shows the heat supply to the plastic according to the invention in accordance with FIG. 7,
Fig. 10 in einer Darstellung gemäss Fig. 7 das Vorsehen von Heizorganen entlang der Plast¬ zuführleitung zur Realisation des Vorgehens gemäss Fig. 9,10 in a representation according to FIG. 7 the provision of heating elements along the plastic feed line for implementing the procedure according to FIG. 9,
Fig. 11 in Darstellung gemäss Fig. 10 eine weitere AusführungsVariante, um, elektrisch, dem vorgeförderten Plast sowohl in der Zuführ¬ leitung wie auch darnach Wärme zuzuführen,11 shows a further embodiment variant in order to supply, electrically, heat to the pre-conveyed plastic both in the supply line and thereafter,
Fig. 12 in Darstellung gemäss Fig. 7 eine Wärmezu- führung an den versprühten Plast mittelsFIG. 12 shows a heat supply to the sprayed plastic by means of FIG. 7
Mikrowellen,Microwaves,
Fig. 13 an einer Anlage gemäss Fig. 1 für die- Innen- beschichtung von Metall-Dosenkörpern, der13 on a system according to FIG. 1 for the inner coating of metal can bodies, the
Einsatz von Mikrowellenenergie zur Wärme¬ zuführung an den versprühten Plast.
Use of microwave energy to supply heat to the sprayed plastic.
In Fig.- 1 ist eine erfindungsgemässe Plastbeschich- tungsanlage, hier für einen Pulverplast, für die In- nenbeSchichtung von Hohlkörpern, die nach dem erfin¬ dungsgemässen Verfahren arbeitet, dargestellt, wobei im speziellen auf die Innenbeschichtung von Längs- schweissnähten an Metaiidosenkörpern Bezug genommen wird.1 shows a plastic coating system according to the invention, here for a powder plastic, for the internal coating of hollow bodies, which works according to the method according to the invention, with special reference being made to the internal coating of longitudinal weld seams on metaiidose bodies becomes.
An einem Schweissarm 1 einer Schweissanlage 2 bekann- ter Konstruktion mit einer Schweissrolle 3 und einer Gegenrolle 5 werden Metalldosenkörper 7 entlang ihren vorgängig offenen Längsrändern 9 überlappend oder stumpf geschweisst, womit eine Schweissnaht 11 entsteht. Da solche Sc weissanlagen in verschiedensten Ausführungs- formen auch als Laser-Schweissanlagen bekannt sind und für sich betrachtet nicht Gegenstand der vorlie¬ genden Erfindung bilden, ist in Fig. 1 beispielsweise eine Ausführungsart einer solchen Schweissanlage für den erwähnten Einsatz dargestellt. Bei der hier gezeig- ten Rollenschweissanlage wird eine Widerstandsschweis- sung vorgenommen, indem ein hoher Schweissstrom Ic von der einen Rolle zur anderen über die zu verschweissen¬ den Längsränder 9 geführt wird. Hier liegt der Schweiss¬ punkt P, der, entsprechend, bei jeder eingesetzten Schweissanlage definiert ist.On a welding arm 1 of a known construction 2 with a welding roller 3 and a counter roller 5, metal can bodies 7 are welded overlapping or butt-welded along their previously open longitudinal edges 9, which results in a weld seam 11. Since such welding systems in various designs are also known as laser welding systems and do not in themselves form the subject of the present invention, FIG. 1 shows, for example, one embodiment of such a welding system for the use mentioned. In the roller welding system shown here, resistance welding is carried out by leading a high welding current I c from one roller to the other over the longitudinal edges 9 to be welded. Here lies the welding point P, which, correspondingly, is defined for each welding system used.
Unmittelbar anschliessend an die Schweissanlage 2, beispielsweise mit einem Abstand von ca. 100 mm vom Schweisspunkt P ist, erfindungsgemäss, eine Pulverplast- beschichtungsanordnung 13 endständig am Schweissarm 1 befestigt. Sie umfasst eine oder, wie gestrichelt angedeutet, mehrere hintereinander angeordnete Düsen-
anordnungen 15 wovon ein vergrösserter Schnitt gemäss Linie II - II in Fig. 2 dargestellt ist.Immediately following the welding system 2, for example at a distance of approximately 100 mm from the welding point P, according to the invention, a powder plastic coating arrangement 13 is permanently attached to the welding arm 1. It comprises one or, as indicated by dashed lines, several nozzles arranged one behind the other Arrangements 15, of which an enlarged section along line II - II is shown in Fig. 2.
Zentral mündet an der Düsenanordnung 15 eine Plast-, vorzugsweise Pulverplastzuführleitung 17 aus, durch welche, luftgefördert durch den Schweissarm 1, ein Beschichtungspulverplast, ein Kunststoffpulver, ausge¬ geben wird. Anstelle von Pulverplast kann gegebenen¬ falls auch ein pastöser Plast durch die Leitung 17 fein zerstäubt ausgegeben werden.A plastic, preferably powder plastic feed line 17 opens out centrally at the nozzle arrangement 15, through which a coating powder plastic, a plastic powder, is delivered, conveyed by air through the welding arm 1. Instead of powder plastic, a pasty plastic can optionally be dispensed through the line 17 in a finely atomized manner.
Bezüglich der Technologie für Plastspritzen, worunter sowohl Pulverplastspritzen wie auch Spritzen von pastö- sen Plasten verstanden wird, sei auf den Artikel "Plast- spritzen" von Obering. H. Schwarz in , S. 380 ff. , hingewiesen.Regarding the technology for plastic syringes, which means both powder plastic syringes and syringes of pasty plastics, please refer to the article "Plastic Syringes" from Obering. H. Schwarz in, p. 380 ff.
Mindestens entlang eines Teils ihres U fanges wird die Pulverplastzuführleitung 17 bzw. genereller Plast- zuführleitung 17 von einer Druckluftdüsenanordnung 19, welche über eine Druckluftleitung 21 durch den Schweissarm 1 durchgeführt, mit Druckluft gespiesen wird, umgeben. Bei der Druckluftdüsenanordnung 19 kann es sich um eine Schlitzdüse oder um eine Mehrzahl um mindestens einen Grossteil der Plastzuführleitungs-Aus- mündung verteilter, diskreter Düsenöffnungen handeln. Radial nach aussen fortschreitend, wird die Druckluft¬ düsenanordnung 19 mindestens auf einen Grossteil des Umfanges der Plastzuführleitung 17 von einer Gasbren- nerdüsenanordnung 23 umgeben, welche ihrerseits durch eine Gaszufuhrleitung 25 mit gasförmigem Brenngut durch den Schweissarm 1 hindurch versorgt wird.
In- Fig. 3 ist vergrössert, schematisch eine Aufsicht auf die Austritte an der Düsenanordnung 15 darge¬ stellt. Hier ist die Druckluftdüsenanordnung 19 als ringförmige Schlitzdüse, die Gasbrennerdüsenanordnung 23 aus diskreten Düsenöffnungen bestehend dargestellt, wobei auch beides Schlitzdüsen bzw. beide Düsenanord¬ nungen 19, 23 aus diskreten Düsenöffnungen gebildet sein können. Der aus der Plastzuführleitung 17 ausge¬ gebene Plast wird gemäss Fig. 1 durch eine freie Flug- strecke fF gegen die Schweissnaht 11 der Dosenkörper 7 gesprüht und während des Durchlaufens dieser Strecke fF durch die ausgangsseitig der Gasbrennerdüsenanord¬ nung 23 brennenden Gasflammen so erhitzt, dass Pulver¬ plastteilchen oberflächlich angeschmolzen werden, pastö- se Plastteilchen so hoch erhitzt werden, dass sie gelie¬ ren. Der Wärmeübergang zwischen den Gasflammen und dem ausgeführten Plast wird durch Einstellung des Druck- luftstrahles aus der Druckluftdüsenanordnung 19 einge¬ stellt. Während beim hier bevorzugten Pulverpias ver- sprühen, worauf noch spezifischer eingegangen werden soll, der Untergrund, d.h. hier der Schweissnahtbe- reich 11, auf die Schmelztemperatur des Pulverplastes vorgewärmt sein muss, ist dies beim Einsatz pastöser Plaste nicht notwendig. Angesichts der Tatsache, dass, gemäss Fig. 1, die durch die Beschichtungsanlage sich ergebende Gesamtanlagenlänge möglichst klein gehalten werden soll und durch den Schweissvorgang das zu be¬ schichtende Werkstück, hier die Dosenkörper 7, be¬ reits stark erwärmt werden, ist ersichtlich, dass beim hier beschriebenen Einsatz der Pulverplastbeschichtung
der Vorzug gegeben wird: Die Bedingung, dass nämlich der Untergrund auf Schmelztemperatur gebracht sein muss, wird durch den Schweissvorgang in geringem Ab¬ stand vom Schweisspunkt P bereits erfüllt. Beim Ein- satz pastöser Plastteilchen sollte dagegen nach dem Schweissvorgang erst eine Abkühlung des Werkstückes zugelassen werden, was zusätzliche Aggregate und/oder eine Verlängerung des Abstandes J. zwischen Schweiss¬ punkt P und Beschichtung bedingt. Es ist nun die höchst vorteilhafte Kombination des beschriebenen Beschich- tungsverfahrens mit Pulverplast und einer Schweissan¬ lage für Werkstücke im Durchlaufbetrieb, insbesondere für die Innen- allenfalls Aussenbeschichtung von Längs- schweissnähten von Metalldosenkδrpern ersichtlich, indem nun hier das Werkstück ohnehin auf die für den Beschichtungsvorgang notwendigen Temperaturwerte er¬ wärmt wird.At least along part of its circumference, the powder plastic feed line 17 or general plastic feed line 17 is surrounded by a compressed air nozzle arrangement 19, which is supplied with compressed air via a compressed air line 21 through the welding arm 1. The compressed air nozzle arrangement 19 can be a slot nozzle or a plurality of at least a large part of the plastic feed line outlet of distributed, discrete nozzle openings. Progressing radially outwards, the compressed air nozzle arrangement 19 is surrounded at least over a large part of the circumference of the plastic supply line 17 by a gas burner nozzle arrangement 23, which in turn is supplied with gaseous fuel through the welding arm 1 through a gas supply line 25. 3 is an enlarged, schematic diagram of a view of the exits from the nozzle arrangement 15. Here the compressed air nozzle arrangement 19 is shown as an annular slot nozzle, the gas burner nozzle arrangement 23 consisting of discrete nozzle openings, both slot nozzles or both nozzle arrangements 19, 23 also being able to be formed from discrete nozzle openings. 1 is sprayed against the weld seam 11 of the can body 7 through a free flight path fF and, while passing this distance fF, is heated by the gas flames burning on the outlet side of the gas burner nozzle arrangement 23 such that Powdery plastic particles are melted on the surface, pasty plastic particles are heated to such an extent that they gel. The heat transfer between the gas flames and the plastic being carried out is adjusted by adjusting the compressed air jet from the compressed air nozzle arrangement 19. While in the case of powder pias preferred here, the surface, ie here the weld seam area 11, must be preheated to the melting temperature of the powder plastic, which is to be dealt with more specifically, this is not necessary when using pasty plastics. In view of the fact that, according to FIG. 1, the total length of the system resulting from the coating system is to be kept as short as possible and the workpiece to be coated, here the can body 7, is already strongly heated by the welding process, it can be seen that when using the powder plastic coating described here the preference is given: the condition that the substrate must be brought to the melting temperature is already met by the welding process at a short distance from the welding point P. When pasty plastic particles are used, on the other hand, cooling of the workpiece should only be permitted after the welding process, which requires additional aggregates and / or an extension of the distance J. between welding point P and coating. The highly advantageous combination of the coating method described with powder plastic and a welding system for workpieces in continuous operation, in particular for the internal or external coating of longitudinal weld seams of metal can bodies, can now be seen, in that the workpiece is already applied to the coating process necessary temperature values is heated.
Wie in Fig. 4 in Analogie zur Darstellung von Fig. 3 gezeigt, kann für die erwähnte Schweissnahtbeschich- tung in einem relativ begrenzten Bereich, entspre¬ chend dem in Fig. 4 eingezeichneten Band B, die Druck¬ luftdüsenanordnung 19, wie auch die Brenngasdüsenan¬ ordnung 23 in Auslaufrichtung der beschichteten Naht unterbrochen sein, um zu verhindern, dass der bereits beschichtete Bereich beim Auslaufen aus dem Düsenbe¬ reich mit der offenen Flamme an der Brennerdüsenan¬ ordnung 23 unmittelbar in Kontakt tritt.
Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, kann im weiteren, zur Begrenzung des auf der Naht 11 aufgebrachten Plast¬ streifens, eine, in Bewegungsrichtung der Dosenkörper 7 betrachtet, beidseitige Begrenzungsmaske 25 vorgesehen sein, welche einen klar definierten Durchtrittsschlitz für den ausgegebenen Plast festlegt.As shown in FIG. 4 in analogy to the representation of FIG. 3, the compressed air nozzle arrangement 19 and the fuel gas nozzles can be used for the mentioned weld seam coating in a relatively limited area, corresponding to the band B shown in FIG. 4 ¬ order 23 be interrupted in the outlet direction of the coated seam in order to prevent the already coated area from coming into direct contact with the open flame on the burner nozzle assembly 23 when it leaves the nozzle area. As shown in dashed lines in FIG. 1, in order to limit the plastic strip applied to the seam 11, a limiting mask 25 on both sides, viewed in the direction of movement of the can body 7, can be provided, which defines a clearly defined passage slot for the output plastic.
Wie erwähnt wurde, ist bei der hier bevorzugten Pulverplast- Beschichtung die Temperatur des Werkstückes, bei der der Beschichtungsvorgang am Werkstück vorgenommen wird, zur Bildung eines hochqualitativen Filmes von wesentlicher Bedeutung.As has been mentioned, the temperature of the workpiece at which the coating process is carried out on the workpiece is of essential importance for the formation of a high-quality film in the preferred powder plastic coating.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann nun der Abstand l zwischen Schweisspunkt P und Auftreffbereich des Plast- strahles, z.B. Auftreffpunkt seiner Strahlachse a, ver¬ ändert werden und damit die Abkühldistanz entsprechend l . Obwohl diese Einstellung durch lineare Verschiebung der Düsenanordnung 15 in X-Richtung vorgenommen werden kann, bei entsprechend flexibler Ausgestaltung von Druck¬ luftleitung 21, Plastleitung 17 und Brenngasleitung 25, ergibt sich eine einfachere Aufbauvariante, wie in Fig. 5 dargestellt dadurch, dass die Düsenanordnung 15 schwenk¬ bar ausgebildet wird.As can be seen from Fig. 5, the distance l between the welding point P and the impact area of the plastic beam, e.g. Impact point of its beam axis a, and thus the cooling distance corresponding to l. Although this setting can be carried out by linear displacement of the nozzle arrangement 15 in the X direction, with a correspondingly flexible configuration of compressed air line 21, plastic line 17 and fuel gas line 25, a simpler construction variant results, as shown in FIG. 5, in that the nozzle arrangement 15 swivel bar is formed.
Die Distanz ist beim Pulverpias -Beschichtungsvorgang, insbesondere entsprechend der Temperatur der Schweiss- naht 4r am Schweisspunkt, eine wichtige Grosse.
Gemäss Fig. 6 wird nun, in Weiterbildung der Ausführungs- variante gemäss Fig. 5, nach dem Schweisspunkt P, z.B. am Schweissarm 1 und der Schweissnaht 11 benachbart, ein Wärmedetektσr 27, wie ein pyrotechnischer Detek- tor vorgesehen, welcher die Temperatur des Schweissnaht- bereiches erfasst. Sein ausgangsseitiges, elektrisches Signal s__ wird an einer Differenzeinheit 29 mit einem einstellbaren, einer SOLL-Temperatur entsprechenden Signal¬ wert sn verglichen. Eine resultierende Abweichung Δ wird ^0 an einer Reglerstufe 31 mit entsprechendem Frequenzganz verstärkt und stellt, via einen motorischen Antrieb 33, die Winkelposition ~r' und damit die davon abhängige Län¬ ge J. (^) zwischen Schweisspunkt P und Achse a des Plast- strahls. Ist die gemessene Temperatur entsprechend s-7 _ - zu klein, so wird die Düsenanordnung 15 in Fig. 6 nach links geschwenkt, umgekehrt, wenn die gemessene Temperatur zu hoch ist.The distance is an important factor in the powder pias coating process, in particular in accordance with the temperature of the weld 4r at the welding point. According to FIG. 6, in a further development of the embodiment variant according to FIG. 5, after the welding point P, for example adjacent to the welding arm 1 and the welding seam 11, a heat detector 27, such as a pyrotechnic detector, is provided, which detects the temperature of the welding seam - area recorded. Its electrical signal s__ on the output side is compared on a differential unit 29 with an adjustable signal value s n corresponding to a target temperature. A resulting differential Δ is ^ 0 amplified to a regulator stage 31 having a corresponding frequency whole and provides, via a motor drive 33, the angular position ~ r ', and thus the dependent thereon Län¬ ge J. (^) between the welding point P and the axis a of the plastic - radiant. If the measured temperature according s- 7 _ - too small, the nozzle assembly 15 in Figure 6 is pivoted to the left, conversely, if the measured temperature is too high..
Selbstverständlich kann anstelle einer Schweissstation, 0 wi in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellt, als Vorwärme¬ quelle ausgenützt, eine eigens dafür vorgesehene Wärme¬ quelle, wie ein Brenner, ein Infrarotstrahler, vorgese¬ hen werden. Dann gilt bezüglich der Grosse J_ genau gleich das Gesagte, aber mit Bezug zu dieser eigens vorgesehe- 5 nen Quelle, die in Fig. 1 gestrichelt bei 5a dargestellt ist.Of course, instead of a welding station, 0 wi i n Figs. 1, 5 and 6, as a source of Vorwärme¬ exploited source of a specially provided Wärme¬, such as a burner, an infrared radiator, are hen vorgese¬. Then what has been said applies to the size J_ exactly the same, but with reference to this specially provided source, which is shown in dashed lines in FIG. 1 at 5a.
Durch die gezeigte Ausbildung der Düse 15, an welcher mittels des Druckluftstrahles der Wärmefluss von Gasflamme 0 zu Plaststrahl fein dosiert werden kann, was allenfalls, bei entsprechend feiner Einstellbarkeit der Brenner¬ flamme an sich, auch weggelassen werden kann, ist es möglich, trotz relativ kurzer Distanzen zwischen Plast¬ austritt und Werkstück, gemäss fF in Fig. 1, Schweiss-
- 20 -Due to the design of the nozzle 15 shown, at which the heat flow from gas flame 0 to plastic jet can be finely metered by means of the compressed air jet, which can at best be omitted if the burner flame itself can be adjusted accordingly, it is possible, despite relative short distances between plastic outlet and workpiece, according to fF in Fig. 1, welding - 20 -
nähte von Metalldosenkörpern pulverplast- oder pastplast- zubeschichten, ohne dass, wie bei herkömmlichen Verfahren, anschliessend an eine Pulverauftragvorrichtung mit elek¬ trostatischer Pulverhaftunterstützung eine mehrere Meter lange Heizstrecke mit linienförmig angeordneten Brennern vorgesehen werden muss. Der Aufwand für die Gesamtanlage und für die Beschichtungsanlage im speziel¬ len wird dadurch drastisch reduziert.Seams of metal can bodies to be powder-coated or pasted-plastic coated, without having to provide a heating path several meters long with linearly arranged burners subsequent to a powder application device with electrostatic powder adhesion support, as in conventional methods. The effort for the overall system and for the coating system in particular is thereby drastically reduced.
Obwohl mit der bis anhin beschriebenen Technik, insbe¬ sondere bei Pul erplastinnenbeschichtungen von Metall- dosen-Schweissnähten, auf Anhieb bereits zufriedenstellende und vielversprechende Ergebnisse erzielt wurden, ist das Problem der Kürze der freien Fluglänge fF gemäss Fig. 1 insbesondere bei kleindurchmessrigen Dosen unver¬ kennbar.Although satisfactory and promising results have already been achieved with the technique described hitherto, in particular in the case of powder-plastic interior coatings of metal can weld seams, the problem of the short flight length fF according to FIG. 1, especially in the case of small-diameter cans, is not a problem recognizable.
Gemäss Fig. 7 kann der durchlaufene Weg des Beschichtungs- plastes bis zum Auftreffen auf ein Werkstück 35, wie den Dosenkörper 7 von Fig. 1, grundsätzlich in zwei Ab¬ schnitte unterteilt werden, einen ersten Leitungs-Förder¬ abschnitt LF bis zur Ausmündung 37 und einen zweiten, den Freiflugabschnitt fF.According to FIG. 7, the path traveled by the coating plastic until it strikes a workpiece 35, such as the can body 7 from FIG. 1, can basically be divided into two sections, a first line conveying section LF to the mouth 37 and a second, the free flight section fF.
Bei den bekannten Plast-Spritzverfahren bleibt der Leitungs¬ förderabschnitt LF, wie in Fig. 8 dargestellt, in dem Sinne nicht ausgenützt, als dass dem in einer Plast¬ zuführleitung 39 bis zu deren Ausmündung 37 vorgeförderten Plaststrom, sei dies pulverförmig oder pastös, erst im Freiflugabschnitt fF Wärme ÖfF zugeführt wird, notwendig, um, entsprechend dem verwendeten Plast, am Werkstück 35 einen Kunststoffilm zu bilden. Gerade in Anbetracht der in Fig. 1 dargestellten Technik für die Innenbeschich- tung von Dosenkörpern ist ersichtlich, dass in manchen Anwendungsfällen der Freiflugabschnitt fF möglichst kurz gehalten werden sollte, was aber die durch den versprühten Plast auf diesem Abschnitt aufnehmbare Wärme reduziert.
Wie in Fig. 9 schematisch dargestellt, geht die vorliegende Erfindung zusätzlich dahin, dem in Leitung 39 vorgeför¬ derten Plast bereits im Leitungsförderabschnitt LF Wärme Qτ_, zuzuführen, -allenfalls zusätzlich zu einer im Frei- flugabschnitt fF zugeführten Wärme QfF- Dadurch wird ermöglicht, die Länge des Freiflugabschnittes fF zu re¬ duzieren. Dieses Vorgehen ist selbstverständlich vorzüglich geeignet, mit der anhand von Fig. 1 bis 6 dargestellten Technik kombiniert zu werden, bringt aber, ganz allge- mein, dort die erwähnten Vorteile, wo die notwendigeIn the known plastic injection molding process, the line conveying section LF, as shown in FIG. 8, is not used in the sense that the plastic flow, whether powdery or pasty, is conveyed in a plastic supply line 39 up to its mouth 37 heat Ö fF is supplied in the free flight section fF, in order to form a plastic film on the workpiece 35 in accordance with the plastic used. Especially in view of the technology for the inner coating of can bodies shown in FIG. 1, it can be seen that in some applications the free-flight section fF should be kept as short as possible, but this reduces the heat that can be absorbed by this sprayed plastic on this section. As shown schematically in FIG. 9, the present invention additionally involves supplying heat Q τ _ to the plastic that is conveyed in line 39 already in the line conveying section LF — if necessary in addition to a heat Q fF supplied in the free flight section fF — as a result it is possible to reduce the length of the free flight section fF. This procedure is of course excellently suited to be combined with the technique shown in FIGS. 1 to 6, but generally brings the advantages mentioned wherever the necessary ones
Länge des Freiflugabschnittes fF für die Anwendung von Plastspritzverfahren ein Problem darstellt.Length of the free flight section fF is a problem for the application of plastic spraying processes.
Wie schematisch in Fig. 10 dargestellt, wird dem Plaststrom, der nach der Mündung 37 in den Plaststrahl 41 übergeht, bereits entlang Leitung 39 durch ein elektrisches Heizele¬ ment 43, wie eine Widerstandsheizpatrone, die koaxial zur Leitung 39 letztere umhüllt, Wärme zugeführt. Je nach verwendetem Plast kann diese durch das Heizelement 43 zugeführte Wärmemenge, die der Plast aufnimmt, bereits ausreichen, um, bei Pulver, die Pulverpartikel wie erforder¬ lich oberflächlich anzuschmelzen oder, bei pastösen Plasten, die Plastteilchen zu gelieren. Werden diese erforderten Verhältnisse entlang des Leitungs-Förderabschnittes LF noch nicht erreicht, oder werden sie bevorzugterweise noch nicht erreicht, um z.B. Ablagerungen des Plastes an der Rohrwandung zu verhindern, so wird zusätzlich die verbleibend notwendige Wärme im Freiflugabschnitt fF zugeführt. Dies kann beispielsweise mittels Gasflammen, wie in der spezifischen Anwendung anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert wurde, vorgenommen werden, wird aber bevor¬ zugterweise, ohne zusätzliche Brenngaszuführung reali¬ siert. Koaxial zur Plast-Förderleitung 39 wird hierzu
eine Druckluft-Förderleitung 45 vorgesehen, welche, wie anhand der Fig. 2, 3 und 4 erläutert wurde, koaxial zur Mündung 37 ausmündet. Das Heizelement 43 umgibt koaxial die Druckluftleitung 45 und heizt im Leitungs-Fδrderabschni LF sowohl den in der Leitung 39 vorgeförderten Plast, wie auch die Druckluft in der Druckluftleitung 45 auf. Dadurch, dass die erhitzte Druckluft nach Austritt in den Freiflugbereich fF weiterhin dem Plaststrahl 41 Wärme abgibt, wird erreicht, dass die Plastpartikel erst unmittelbar vor Auftreffen auf das Werkstück 35 die erfor¬ derte Temperatur erreichen. Wie erwähnt, kann das erfin¬ dungsgemässe Vorgehen bereits im Leitungs-Förderabschnitt LF dem vorgeförderten Plast Wärme zuführen, dies elek¬ trisch und allenfalls ausschliesslich elektrisch zu tun, generell bei Plastspritzverfahren eingesetzt werden und insbesondere auch für das Innenbeschichten von Dosenkörpern, wie für das Innenbeschichten des Schweissnahtbereiches bei metallischen Dosenkörpern eingesetzt werden, wo die Kürze des Freiflugabschnittes fF, insbesondere bei klein- durchmessrigen Dosen, für die Anwendung bekannter Plast¬ spritzverfahren gemäss Fig. 8, ein Problem darstellen kann.As shown schematically in FIG. 10, heat is supplied to the plastic stream, which merges into the plastic jet 41 after the mouth 37, along line 39 through an electrical heating element 43, such as a resistance heating cartridge, which coaxially envelops the latter 39. Depending on the plastic used, this amount of heat supplied by the heating element 43, which the plastic absorbs, may already be sufficient to melt the powder particles as required on the surface or, in the case of pasty plastics, to gel the plastic particles. If these required conditions along the line conveying section LF have not yet been reached, or if they are preferably not yet reached, for example to prevent deposits of the plastic on the tube wall, then the remaining heat required in the free flight section fF is additionally supplied. This can be done, for example, by means of gas flames, as explained in the specific application with reference to FIGS. 1 to 6, but is preferably implemented without an additional supply of fuel gas. This is done coaxially with the plastic delivery line 39 a compressed air delivery line 45 is provided which, as has been explained with reference to FIGS. 2, 3 and 4, opens out coaxially to the mouth 37. The heating element 43 coaxially surrounds the compressed air line 45 and heats up in the line conveying section LF both the plastic conveyed in the line 39 and the compressed air in the compressed air line 45. The fact that the heated compressed air continues to give off heat to the plastic jet 41 after exiting into the free-flight area fF means that the plastic particles reach the required temperature only immediately before they strike the workpiece 35. As mentioned, the procedure according to the invention can supply heat to the pre-conveyed plastic already in the line conveying section LF, to do this electrically and, if necessary, exclusively electrically, generally used in plastic spraying processes and in particular also for the interior coating of can bodies, such as for interior coating of the weld seam area can be used in metallic can bodies, where the shortness of the free-flight section fF, in particular in the case of small-diameter cans, can be a problem for the use of known plastic spraying methods according to FIG. 8.
Ausgehend von der ausschliesslich elektrischen Aufwärmung des Plastes für Plastspritzverfahren, bietet sich auch das in Fig. 12 schematisch dargestellte Vorgehen an, bei dem sich eine gleichmässige Aufwärmung eines in der Zuführleitung 39 vorgeförderten Plastes, allenfalls dort vorgewärmt, ergibt. Der aus der Mündung 37 aus- gegebene Plaststrahl 41 wird bekanntlich durch Kunst- stoffpartikel gebildet. Aufgrund ihrer relativ hohen Dielektrizitätskonstanten absorbieren diese Partikel die Energie von Mikrowellenstrahlung μW. Aufgrund dieser
Tatsache wird gemäss Fig. 12, allenfalls nach Voraufwärmung gemäss Fig. 10 oder 11, der Plaststrahl 41 im Freiflug¬ abschnitt fF mit Mikrowellenstrahlung yW beaufschlagt, wozu ein Mikrowellengenerator 47 vorgesehen wird, dessen Ausgangssignal über eine Antennenanordnung 49 in den Freiflugabschnitt fF strahlt. Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere für die Beschichtung von Metallwerkstücken, somit auch für den spezifischen Einsatz,der anhand von Fig. 1 erläutert wurde. Dieser Einsatz ist schematisch in Fig. 13 dargestellt. Am Schweissarm 1 mit der Plastzu¬ führleitung 17, aus welcher der Plaststrahl gegen den metallischen Dosenkörper 7 gesprüht wird, ist der Mikrowel¬ lengenerator 47 mit Antennenanordnung 49 vorgesehen, die in den Zwischenraum zwischen Schweissarm 1 und metal- lischen Dosenkörper 7 einstrahlt. Die Oberfläche desStarting from the exclusively electrical heating of the plastic for plastic injection molding methods, the procedure schematically shown in FIG. 12 also offers itself, in which there is a uniform heating of a plastic pre-conveyed in the feed line 39, if necessary preheated there. As is known, the plastic jet 41 emitted from the mouth 37 is formed by plastic particles. Due to their relatively high dielectric constant, these particles absorb the energy of microwave radiation μW. Based on these In fact, according to FIG. 12, if necessary after preheating according to FIG. 10 or 11, the plastic beam 41 is exposed to microwave radiation yW in the free-flight section fF, for which purpose a microwave generator 47 is provided, the output signal of which radiates into the free-flight section fF via an antenna arrangement 49. This procedure is particularly suitable for the coating of metal workpieces, and thus also for the specific use which was explained with reference to FIG. 1. This insert is shown schematically in Fig. 13. On the welding arm 1 with the plastic feed line 17, from which the plastic jet is sprayed against the metallic can body 7, the microwave generator 47 with antenna arrangement 49 is provided, which radiates into the space between the welding arm 1 and the metallic can body 7. The surface of the
Schweissarmes 1 ist mit einer Metallschicht 51 versehen, so dass zwischen Metalldosenkörper 7 und Oberfläche des Schweissarmes 1 ein durch Metallflächen begrenzter Hohl¬ raum 53 entsteht. Dieser Hohlraum 53 wirkt je nach seiner Dimensionierung als Mikrowellenleiter bzw. -Resonator und ergibt eine Wellenausbreitung, wie schematisch ge¬ strichelt dargestellt, von der Antenne 49 gegen den aus der Leitung 17 austretenden Plaststrahl. Durch diese Struktur ist es somit möglich, die Mikrowellenenergie mit wenig Verlusten bis zum ausgesprühten Plaststrahl zu leiten, wo sie durch die Kunststoffpartikel absorbiert wird, mit entsprechender, über den Strahlquerschnitt weitgehendst gleichmässiger Energie- und somit Wärme- Aufnahme.Welding arm 1 is provided with a metal layer 51, so that a cavity 53 defined by metal surfaces is created between the metal can body 7 and the surface of the welding arm 1. Depending on its dimensions, this cavity 53 acts as a microwave conductor or resonator and results in a wave propagation, as shown schematically by broken lines, from the antenna 49 against the plastic beam emerging from the line 17. With this structure, it is possible to conduct the microwave energy with little loss to the sprayed plastic jet, where it is absorbed by the plastic particles, with a corresponding energy absorption and heat absorption that is largely uniform over the beam cross section.
Mit der vorliegenden Erfindung werden folgende Vorteile erwirkt:
- Durch Einsatz- es beschriebenen Plast-Spritzver¬ fahrens bzw. der entsprechenden Beschichtungsanordnung für die Innenbeschichtung von Hohlkörpern im Durchlauf betrieb, dabei insbesondere die Innenbeschichtung des Schweissnahtbereiches von Dosenkörpern: Dass die Herstellungslinien für derartige Körper wesent¬ lich verkürzt werden können, indem keine der Beschich- tungsanlagen nachgeschaltete Brenner- bzw. Heizungs¬ anordnungen zur Aufschmelzung des Beschichtungs- materials am Körper vorgesehen werden müssen.The following advantages are achieved with the present invention: - Using the described plastic spraying method or the corresponding coating arrangement for the internal coating of hollow bodies in continuous operation, in particular the internal coating of the weld seam area of can bodies: that the production lines for such bodies can be significantly shortened by none of the Coating systems downstream burner or Heizungs¬ arrangements for melting the coating material must be provided on the body.
Durch die Ausnützung des Leitungs-Förderabschnittes für die Aufwärmung vorgeförderten Plastes: Dass Plast-Spritzverfahren auch für kurze Freiflugab- schnitte, d.h. kurze Abstände zwischen Plastdusen¬ ausmundung und Werkstück, eingesetzt werden können.By utilizing the line conveying section for the pre-conveyed plastic: The plastic spraying process also for short free flight sections, i.e. short distances between plastic nozzle mouth and workpiece can be used.
- Durch Einsatz elektrischer Wärmeenergie: Dass bei Plast-Spritzverfahren die Zuführung von Brenngas, die entsprechenden Düsenanordnungen mit allenfalls Brand- und/oder Explosionsgefahr, wegfallen.- Through the use of electrical thermal energy: That the injection of fuel gas and the corresponding nozzle arrangements with a possible fire and / or explosion risk are eliminated with plastic spraying processes.
Davon abhängige Vorteile möglicher erfinderischer Kom¬ binationen der erfindungemässen grundsätzlichen Vorgehen, verfahrensmässig und/oder vorrichtungsmässig, ergaben sich klar aus der vorangehenden Beschreibung.
Dependent advantages of possible inventive combinations of the basic procedures according to the invention, in terms of method and / or device, clearly emerged from the above description.