EP0826433A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Innenbeschichtung einer Gasflasche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Innenbeschichtung einer Gasflasche Download PDF

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EP0826433A2
EP0826433A2 EP97890171A EP97890171A EP0826433A2 EP 0826433 A2 EP0826433 A2 EP 0826433A2 EP 97890171 A EP97890171 A EP 97890171A EP 97890171 A EP97890171 A EP 97890171A EP 0826433 A2 EP0826433 A2 EP 0826433A2
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EP
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gas bottle
bottle
primer
longitudinal axis
plastic powder
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Carl L.T. Eur Ing. Reitlinger
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JOS. HEISER VORMALS J. WINTER'S SOHN AKTIENGESELLS
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    • F17C2270/07—Applications for household use
    • F17C2270/0745—Gas bottles

Definitions

  • the invention relates to a method for internal coating a gas bottle, especially a steel bottle.
  • the invention relates to a device for Execution of the procedure.
  • DD 159 529 describes a method for applying a Corrosion protection coating on the inner wall of a gas bottle known, the plastic in powdered form electrostatically charged and heated on the inner wall Gas bottle is sprayed on. Because of the different electric field strength at various points on the inner wall, especially on concave arches or corner areas in the floor or on the shoulder of the gas cylinder, however, it can lead to a uneven application of the plastic powder and thus too uneven wall thicknesses of the coating come up, leading to cracks in the coating can lead.
  • gas cylinders also called gas cylinder
  • thermoplastic powder which after its distribution inside the bottle, which under turning and The bottle is swiveled to a temperature above heated to its melting point and thus melted.
  • portions of the powder can shift unintentionally, before a coherent coating by melting and cooling is formed because the plastic material in relatively long Is in powder form; this is a uniform coating thickness difficult to reach, and obviously that's why, for safety reasons intended to form a relatively thick coating.
  • the primer also simply by gravity into the one versus the Lower the temperature when introducing the plastic powder Temperature preheated gas bottle is introduced, and this the gas bottle to distribute the primer over its inner wall rotated about its longitudinal axis and one transverse to the longitudinal axis extending axis is brought into different positions.
  • the primer can be just like the thermoplastic Plastic powder simply with the help of one in the bottle opening inserted funnel.
  • the primer in the cylindrical wall area as well as in the shoulder and neck area of the Gas bottle is also beneficial if after full Introducing the primer to the gas bottle while it is rotated for a predetermined time, e.g. 10 s, in a pendulum motion offset about the axis transverse to the longitudinal axis thereupon for a predetermined time, e.g. again 10 s, in the horizontal position and then in an inclined position bottle opening directed below.
  • a predetermined time e.g. 10 s
  • a predetermined time e.g. 20 s after swiveling the gas bottle in the inclined position the gas bottle in the vertical position with the Bottle opening is brought down and opened to allow any excess adhesive to run out.
  • An advantageous, due to a simple construction distinguished device for performing the inventive is characterized in that on a frame Carrier is pivotally mounted and the carrier is a clamping device for the gas bottle rotatably, the carrier Swivel drive and the clamping device assigned a rotary drive is. On such a device, the Quickly clamp and unclamp the gas bottle and slide it into any swivel and make pendulum movements while the gas bottle is around her Longitudinal axis rotates.
  • the carrier as a rail with a vertically protruding shaft is formed, which in the frame is mounted and on which the rotary actuator engages.
  • the carrier has two jaws for the bottom or neck section the gas bottle carries, at least one of the jaws is longitudinally adjustable and each clamping jaw is a clamping element is rotatable about a common axis of rotation, the Rotary drive is assigned to one of the clamping elements.
  • clamping elements of the clamping jaws To unwanted heat dissipation from the preheated gas bottle as possible via the clamping elements of the clamping jaws avoid, it is also advantageous if the clamping elements Connected to bearing shafts via thermally insulating washers are, which are rotatably mounted in the jaws.
  • the neck portion of the gas bottle assigned bearing shaft designed as a hollow shaft, and the associated clamping element and its insulating washer provided with a central bore, the diameter with corresponds to the inside diameter of the hollow shaft.
  • a mechanically positive and particularly stable arrangement the clamping jaws with regard to their longitudinal displacement can be achieved if the jaws on rollers Carrier rails of the carrier arranged longitudinally and by means of at least one spindle drive in their distance from each other are adjustable. This allows the weight of the Forces occurring gas bottle easily absorbed and on the frame will be transferred.
  • gas bottle 1 which is conventional per se, how they are used to store pressurized Gases is used.
  • gas bottles 1 are in particular made of steel, optionally also of aluminum and can e.g. an integrated stand 2 and a bottle neck 3 have a bottle opening 4, which extends inwards is tapered and provided with an internal thread 5.
  • Bottle shoulder A and brim B proved problematic.
  • the device for internal coating shown in Figures 2 and 3 the gas bottle 1 with thermoplastic consists of a frame 6 on which a support 7 is pivotable is mounted, which in turn a jig 8 for the Gas bottle 1 is rotatably supported.
  • the frame 6 consists of a Base consisting of two using anchor bolts (not shown) attached to the floor L-shaped profiles 9 and two across arranged to the profiles 9 and welded to them Support plates 10 and a stand consisting of two C-shaped Profiles 11, which are welded to the center of the support plates 10 and project vertically upwards.
  • a storage box 12 is arranged between them, which is connected to the C-profiles 11 by welding, whereby the end of a shaft 13 which can be driven by a swivel drive 14 protrudes from the storage box 12 and rigid with an as Rail 15 formed with a rectangular tube cross section Carrier 7 is connected in the middle of the rail 15, so that the rail 15 is pivotable about the axis 16 of the shaft 13; especially can the rail 15 by the swivel drive 14 in any fixed inclined positions or oscillating swiveling movements be transferred.
  • the clamping device 8 has two along the rail 15 adjustable jaws 17, 18 for the bottom or neck section 2 or 3 (Fig.1) of the gas bottle 1, which each a clamping element 19, 20 about a common axis of rotation 21 store that corresponds to the longitudinal axis of the gas bottle 1.
  • the carrier 7 lateral rails 22 for four grooved each Rollers 23 of the jaws 17, 18 so that the jaws 17, 18 longitudinally displaceable, but also mechanically positive the rail 15 are connected by the weight of the clamped gas bottle 1 to absorb occurring forces or to transfer to the frame 6.
  • two spindle drives 24, 25 are provided, which each consist of a threaded rod 26, 27, the one in the clamping jaws 17, 18 are penetrated by the nuts 28, 29, the inner end of the threaded rod 26, 27 being freely rotatable and secured against longitudinal displacement in a bearing 30, 31 within the rail 15 is mounted, while the outer end with a square socket 32, 33 is provided for attachment a crank or the like for adjusting the spindle drives 24, 25 serves.
  • the gas bottle 1 can be quickly and easily inserted into the clamping device 8 and removed from it or can the jaws 17, 18 to different Lengths of gas bottle 1 can be set.
  • the clamping elements 19, 20 are thermally insulating Disks 34, 35 connected to bearing shafts 36, 37 which in the Clamping jaws 17, 18 are rotatably mounted.
  • the neck section 3 of the gas bottle 1 associated bearing shaft 37 is a hollow shaft formed, the associated clamping element 20 and its Insulating washer 35 are provided with a central bore, their diameter with the inner diameter of the hollow shaft matches.
  • the gas bottle 1 is the end face facing the gas bottle 1 of the clamping element 20 from its bore conical shaped.
  • the clamping element assigned to the bottom section 2 of the gas bottle 1 19 has four clamping claws 38 with inclined ones Contact surfaces for holding the bottom section 2 of the Gas bottle 1 on.
  • the one assigned to this clamping element 19 Bearing shaft 36 is coupled to a rotary drive 39 in order to Set gas bottle 1 to rotate.
  • the Rotary drive 39 formed as an electric motor 40
  • the Bearing shaft 36 drives a worm gear 41.
  • the swivel drive 14 for the shaft 13 can be a hydraulic, pneumatic or electric drive.
  • the gas bottle 1 is in a sandblasting system (not shown) pretreated for approx. 2.5 h.
  • the gas bottle 1 is then in an oven, such as a conventional air circulation furnace (not shown), on a Temperature of 80 ° C warmed.
  • the gas bottle 1 is removed from the oven, set up vertically, and as a primer for the plastic powder at least 1/5 the amount of a mixture of a commercial primer, e.g. Rilprim (a primer based on xylene, ethyl glycol and Butanol), and a suitable dilution, e.g. based on Isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone, with a funnel 42 in filled the gas bottle 1.
  • a commercial primer e.g. Rilprim (a primer based on xylene, ethyl glycol and Butanol)
  • a suitable dilution e.g. based on Isopropyl alcohol and methyl eth
  • the gas bottle 1 is then inserted into the clamping jaws 17, 18 the rotating and pivoting device described with reference to Figures 2 and 3 clamped vertically and about its longitudinal axis in Rotation offset (see Fig.4a), the speed 20 to 40 rpm can be.
  • 50 1 gas bottles e.g. after about 5 s
  • the remaining part of 4/5 introduced the mixture and closed the bottle opening 4, e.g. through a wooden plug 43 (see Fig.4b), whereupon the Gas bottle 1 is made to oscillate.
  • the Pendulum movement takes place around the transverse to the longitudinal axis of the gas bottle 1 extending axis 16 and it can depending on the size of the gas bottle 1 and therefore shorter or shorter depending on the amount of the primer longer, e.g. last approx. 10 s.
  • a distribution takes place here the primer over the cylindrical inner wall and over the Bottom of the gas bottle 1.
  • the gas bottle 1 is for a predetermined time, e.g. 10 s, brought into a horizontal position (see Fig. 4c), and then for a predetermined time, e.g. 20 s, in one Tilted with the bottle opening facing downwards, the shoulder and neck area of the gas bottle 1 evenly is coated (see Fig. 4d).
  • a predetermined time e.g. 10 s
  • a predetermined time e.g. 20 s
  • the respective times are based on the size of the gas bottle to coordinate, on the one hand a sufficiently long time for the distribution of the primer, but also on the other hand a not too long period in total with regard to one unwanted cooling of the gas bottle 1 must be provided.
  • gas bottle 1 is opened again and down with directed bottle opening 4 for a predetermined time, e.g. 3 min, placed in a vertical position to allow a leakage of to allow any excess adhesive base.
  • a predetermined time e.g. 3 min
  • Compressed air e.g. via a thin tube 44
  • into the gas bottle 1 blown in until there is no more mist from the gas bottle 1 emerges (see Fig. 4e)
  • the gas bottle 1 for a predetermined time e.g. 2h, on a horizontal Roller bed 45 rotated and slowly cooled there and dried (see Fig. 4f).
  • gas bottle 1 thermoplastic powder, e.g. Rilsan, a polyamide 11.
  • gas bottle 1 thermoplastic powder, e.g. Rilsan, a polyamide 11.
  • the gas bottle provided with the adhesive primer 1 in an oven, e.g. another air circulation furnace, (not shown) heated to a temperature of 230 ° C. Is this temperature in the entire bottle (i.e. also on the inner surface) is reached, the gas bottle 1 is the furnace removed, and then any newly created Primer / thinner vapors (primer mist) again using a thin tube, through which compressed air flows, from the gas bottle 1 blown out.
  • the gas bottle 1 is now in the jaws 17, 18th of the coating device clamped about its longitudinal axis 21 rotated (approx.
  • the gas bottle 1 with the bottle opening 4 brought down to an angle of 10 ° to the horizontal, to coat the shoulder and neck area, and one for a predetermined time, e.g. 10 s, left in this position (s. 5c), namely with continued rotation around the longitudinal axis of the bottle, whereupon the gas bottle 1 with the downward Bottle opening brought into a vertical position and - still under rotation - is opened after approx. 10 s (see Fig. 5d).
  • the speed of the gas bottle 1 when rotating about its longitudinal axis should apply during the application of the plastic coating be about 60 rpm, so as uniform as possible Coating takes place.
  • the commissioning and decommissioning of the turning or. Swivel drive 39, 14 can be manually or via a Programmable control take place, which on different Bottle sizes or volumes is coordinated.

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Abstract

Beschrieben werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Innenbeschichtung einer Gasflasche (1) mit Kunststoff. Zu diesem Zweck wird die Gasflasche (1) erwärmt und Kunststoffpulver durch Schwerkraft in die Gasflasche (1) eingebracht, welches schmilzt und nach Abkühlen der Gasflasche eine Korrosionsschutz-Schicht bildet; die Gasflasche (1) wird zur Verteilung des Kunststoffpulvers über ihre gesamte Innenwand um ihre Längsachse (21) gedreht sowie um eine quer zur Längsachse verlaufende Achse (16) in Schräglagen unterschiedlicher Neigung gebracht. Die hierfür verwendete Vorrichtung besteht aus einem Gestell (6), an welchem ein Träger (7) schwenkbar gelagert ist, der eine Einspanneinrichtung (8) für die Gasflasche (1) drehbar lagert, wobei dem Träger (7) ein Schwenkantrieb (14) und der Einspanneinrichtung (8) ein Drehantrieb (39) zugeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Innenbeschichtung einer Gasflasche, insbesondere Stahlflasche.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DD 159 529 ist ein Verfahren zur Aufbringung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf der Innenwand einer Gasflasche bekannt, wobei der Kunststoff in pulverisierter Form elektrostatisch aufgeladen und auf die Innenwand der erwärmten Gasflasche aufgesprüht wird. Durch die unterschiedliche elektrische Feldstärke an verschiedenen Stellen der Innenwand, insbesondere an konkaven Wölbungen oder Eckbereichen im Boden bzw. an der Schulter der Gasflaschen, kann es jedoch zu einer ungleichmäßigen Auftragung des Kunststoffpulvers und damit zu ungleichen Wandstärken der Beschichtung kommen, was zu Rissen in der Beschichtung führen kann.
Vorgeschlagen wurde auch bereits, zur Beschichtung von Hohlkörpern mit großer Öffnung, z.B. Heißwasserboilern, nach Vorerwärmung des Hohlkörpers Pulver einzufüllen und durch Rotation des Hohlkörpers über die Innenwand zu verteilen. Diese Technik läßt sich jedoch nicht unmittelbar auf die Beschichtung von Gasflaschen mit relativ kleiner Flaschenöffnung anwenden, vor allem da zufolge der engen Flaschenöffnung sowie der üblicherweise großen Flaschenhöhe eine gezielte Pulvereinbringung zur Bedeckung aller Bereiche der Innenwand nicht möglich ist. Als kritische Bereiche haben sich dabei insbesondere die Flaschenschulter und der Flaschboden erwiesen.
Es wurden daher weiterhin Versuche mit Aufsprühen des Kunststoffpulvers, mit Hilfe einer beweglichen Düse, unternommen, wobei jedoch ebenfalls keine wirklich zufriedenstellende Innenbeschichtung erzielbar war.
Aus der WO 94/16956 A ist es ferner bereits bekannt, Gasflaschen (auch Gaszylinder genannt) innenseitig durch Einbringen von thermoplastischem Kunststoffpulver zu beschichten, welches nach seiner Verteilung im Flascheninneren, die unter Drehen und Schwenken der Flasche erfolgt, auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes erhitzt und so geschmolzen wird. Dabei können sich aber Teilmengen des Pulvers ungewollt verschieben, bevor durch Schmelzen und Abkühlen ein zusammenhängender Überzug gebildet wird, da das Kunststoffmaterial relativ lange in Pulverform vorliegt; dadurch ist eine gleichmäßige Überzugsdicke nur schwer erreichbar, und offensichtlich deshalb ist sicherheitshalber vorgesehen, einen relativ dicken Überzug zu bilden. Dies ist zwar für Spezialanwendungen, wie für in der Halbleitertechnik zu verwendende Gase, akzeptabel, nicht jedoch für herkömmliche Gasspeicherflaschen, wo im Hinblick auf möglichst große Speichervolumina dünne Beschichtungen anzustreben sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Innenbeschichtung einer Gasflasche sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzusehen, wobei eine einwandfreie Korrosionsschutz-Schicht ohne Risse und ohne Erhebungen sowie mit zumindest im wesentlichen gleichmäßiger Schichtstärke erzielt wird.
Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht mit den im Anspruch 1 definierten Merkmalen gelöst. Es hat sich gezeigt, daß durch die überraschend einfache mechanische Einbringung und Verteilung des Schichtmaterials in der vorerhitzten Gasflasche eine vollkommen glatte und gleichmäßig starke Kunststoffschicht nicht nur im zylindrischen Wandbereich, sondern insbesondere auch im Hals- bzw. Schulter- und Bodenbereich erzielt wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn während des Drehens der Gasflasche in einer ersten Schräglage der Gasflasche ein Teil des Kunststoffpulvers und in einer zweiten Schräglage der Rest eingebracht wird. Dadurch können in vergleichsweise kurzer Zeit außerordentlich homogene Beschichtungen erhalten werden. Besonders günstige Resultate in Hinblick auf eine gleichmäßige Beschichtung können weiters erzielt werden, wenn die Gasflasche mit ihrer Längsachse in Schräglagen von 30° bis 60° zur Horizontalen gebracht wird; auch ist es hier, wie Versuche gezeigt haben, besonders günstig, wenn in der ersten Schräglage die Hälfte des Kunststoffpulvers eingebracht wird, worauf unmittelbar danach die restliche Hälfte des Kunststoffpulvers in der zweiten Schräglage eingebracht wird.
Hinsichtlich der gleichmäßigen Verteilung des Kunststoffpulvers im Schulter- und Halsbereich der Glasflasche ist es von besonderem Vorteil, wenn nach der vollständigen Einbringung des Kunststoffpulvers die Flaschenöffnung verschlossen und die Gasflasche mit der Flaschenöffnung nach unten gerichtet in eine Schräglage, z.B. von 10°, zur Horizontalen gebracht und auf eine vorbestimmte Zeit in dieser Lage belassen wird, worauf die Gasflasche in eine senkrechte Lage mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung gebracht und der Verschluß der Flaschenöffnung wieder entfernt wird.
Weiters ist es zur besseren Haftung des Kunststoffpulvers auf der Innenwand der Gasflasche vorteilhaft, wenn die Innenwand der Gasflasche vor der Beschichtung durch Sandstrahlen vorbehandelt wird.
Eine besonders gute Haftung des Kunststoffpulvers wird dadurch erreicht, daß die Innenwand der Gasflasche vor dem Beschichten mit Kunststoffpulver mit einem Haftgrund versehen wird, wobei als Haftgrund insbesondere eine Mischung aus Primer und Verdünner verwendet wird, wobei der Haftgrund ebenfalls einfach durch Schwerkraft in die auf eine im Vergleich zur Temperatur bei der Einbringung des Kunststoffpulvers niedrigere Temperatur vorgewärmte Gasflasche eingebracht wird, und hierbei die Gasflasche zur Verteilung des Haftgrundes über ihre Innenwand um ihre Längsachse gedreht sowie um eine quer zur Längsachse verlaufende Achse in unterschiedliche Lagen gebracht wird.
Der Haftgrund kann dabei ebenso wie das thermoplastische Kunststoffpulver einfach mit Hilfe eines in die Flaschenöffnung eingesetzten Trichters eingebracht werden.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn in einer vertikalen Lage der Gasflasche eine erste Teilmenge des Haftgrundes eingebracht wird, worauf die Gasflasche um ihre Längsachse gedreht und währenddessen die restliche Menge des Haftgrundes eingebracht und die Flaschenöffnung verschlossen wird, wobei es weiters zweckmäßig ist, wenn die erste Teilmenge 1/5 der Gesamtmenge des Haftgrundes beträgt.
Zur besonders gleichmäßigen Verteilung des Haftgrundes im zylindrischen Wandbereich sowie im Schulter- und Halsbereich der Gasflasche ist es auch von Vorteil, wenn nach der vollständigen Einbringung des Haftgrundes die Gasflasche, während sie gedreht wird, eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 10 s, in eine Pendelbewegung um die quer zur Längsachse verlaufende Achse versetzt wird, darauf eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. wiederum 10 s, in die waagrechte Lage und anschließend in eine Schräglage mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung gebracht wird.
Im Anschluß an diesen Vorgang ist es vorteilhaft, wenn eine vorbestimmte Zeit, z.B. 20 s, nach dem Schwenken der Gasflasche in die Schräglage die Gasflasche in die vertikale Lage mit der Flaschenöffnung nach unten gebracht und geöffnet wird, um etwaigen überschüssigen Haftgrund ausrinnen zu lassen.
Zum vollständigen Entfernen von Haftgrund-Dämpfen aus der Gasflasche ist in vorteilhafter Weise noch vorgesehen, daß nach dem Ausrinnen von überschüssigem Haftgrund in die Gasflasche Luft eingeblasen wird, bis kein Haftgrund-Nebel mehr entweicht, und anschließend die Gasflasche über einen vorbestimmten Zeitraum, z.B. 2 h, in horizontaler Lage um ihre Längsachse gedreht und getrocknet wird.
Aus Sicherheitsgründen ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß unmittelbar vor dem Einbringen des Kunststoffpulvers in die Gasflasche nochmals Luft in die Gasflasche eingeblasen wird.
Eine vorteilhafte, sich durch eine einfache Konstruktion auszeichnende Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem Gestell ein Träger schwenkbar gelagert ist und der Träger eine Einspanneinrichtung für die Gasflasche drehbar lagert, wobei dem Träger ein Schwenkantrieb und der Einspanneinrichtung ein Drehantrieb zugeordnet ist. An einer solchen Vorrichtung läßt sich die Gasflasche rasch ein- und ausspannen und in beliebige Schwenk- und Pendelbewegungen versetzen, während die Gasflasche um ihre Längsachse rotiert.
Gemäß einer bevorzugten, baulich besonders einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Träger als Schiene mit einer senkrecht abstehenden Welle ausgebildet ist, welche im Gestell gelagert ist, und an der der Schwenkantrieb angreift.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Träger zwei Spannbacken für den Boden- bzw. Halsabschnitt der Gasflasche trägt, wobei zumindest einer der Spannbacken längsverstellbar ist und jeder Spannbacken ein Einspannelement um eine gemeinsame Drehachse drehbar lagert, wobei der Drehantrieb einem der Einspannelemente zugeordnet ist.
Um eine unerwünschte Wärmeableitung der vorgewärmten Gasflasche über die Einspannelemente der Spannbacken möglichst zu vermeiden, ist es ferner von Vorteil, wenn die Einspannelemente über thermisch isolierende Scheiben mit Lagerwellen verbunden sind, welche in den Spannbacken drehbar gelagert sind.
Um die Gasflasche während ihrer Drehung um ihre Längsachse einfach, rasch und problemlos mit dem Haftgrund oder Kunststoffpulver zu befüllen, ist bevorzugt die dem Halsabschnitt der Gasflasche zugeordnete Lagerwelle als Hohlwelle ausgebildet, und das zugeordnete Einspannelement und dessen Isolierscheibe sind mit einer zentrischen Bohrung versehen, deren Durchmesser mit dem Innendurchmesser der Hohlwelle übereinstimmt.
Eine mechanisch formschlüssige und besonders stabile Anordnung der Einspannbacken im Hinblick auf ihre Längsverschiebung kann erzielt werden, wenn die Spannbacken über Laufrollen auf Laufschienen des Trägers längsverschiebbar angeordnet und mittels zumindest eines Spindeltriebes in ihrem Abstand zueinander verstellbar sind. Hierdurch können die durch das Gewicht der Gasflasche auftretenden Kräfte problemlos aufgenommen und auf das Gestell übertragen werden.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber noch weiter erläutert. Es zeigen:
  • Fig.1 eine herkömmliche Gasflasche im Querschnitt;
  • Fig.2 eine Vorrichtung zur Durchführung der Innenbeschichtung der Gasflasche im Aufriß;
  • Fig.3 diese Vorrichtung im Grundriß;
  • die Fig.4a bis 4f schematische Darstellungen der Gasflasche in verschiedenen Lagen während der Aufbringung und Verteilung eines Haftgrundes; und
  • die Fig.5a bis 5d schematische Darstellungen der Gasflasche in verschiedenen Lagen während der Aufbringung und Verteilung einer Kunststoffschicht für die Bildung eines Korrosionsschutzes.
    • In Fig.1 ist eine an sich herkömmliche Gasflasche 1 veranschaulicht, wie sie zur Speicherung von unter Druck stehenden Gasen verwendet wird. Diese Gasflaschen 1 werden insbesondere aus Stahl, gegebenenfalls auch aus Aluminium hergestellt und können z.B. einen integrierten Standfuß 2 und einen Flaschenhals 3 mit einer Flaschenöffnung 4 aufweisen, die sich nach innen konisch verjüngt und mit einem Innengewinde 5 versehen ist. Bei der Herstellung einer inneren Korrosionsschutz-Beschichtung, die die gesamte Innenwand - vorzugsweise in einer Dicke von 0,5 mm bis 1 mm - bedecken soll, haben sich insbesondere die Flaschenschulter A und die Krempe B als problematisch erwiesen.
    Die in Fig.2 und 3 dargestellte Vorrichtung zur Innenbeschichtung der Gasflasche 1 mit thermoplastischem Kunststoff besteht aus einem Gestell 6, an welchem ein Träger 7 schwenkbar gelagert ist, der seinerseits eine Einspannvorrichtung 8 für die Gasflasche 1 drehbar lagert. Das Gestell 6 besteht aus einem Sockel, bestehend aus zwei mittels Ankerschrauben (nicht dargestellt) am Boden befestigten L-förmigen Profilen 9 und zwei quer zu den Profilen 9 angeordneten und mit diesen verschweißten Stützplatten 10, sowie aus einem Ständer, bestehend aus zwei C-förmigen Profilen 11, welche mittig an den Stützplatten 10 angeschweißt sind und vertikal nach oben ragen. Am oberen Ende der C-Profile 11 ist zwischen diesen ein Lagerkasten 12 angeordnet, der mit den C-Profilen 11 durch Schweißung verbunden ist, wobei das Ende einer von einem Schwenkantrieb 14 antreibbaren Welle 13 aus dem Lagerkasten 12 herausragt und starr mit einem als Schiene 15 mit rechteckförmigem Rohrquerschnitt ausgebildeten Träger 7 mittig der Schiene 15 verbunden ist, so daß die Schiene 15 um die Achse 16 der Welle 13 schwenkbar ist; insbesondere kann die Schiene 15 durch den Schwenkantrieb 14 in beliebige feste Schräglagen gebracht oder in pendelnde Schwenkbewegungen versetzt werden.
    Die Einspannvorrichtung 8 weist zwei entlang der Schiene 15 verstellbare Spannbacken 17, 18 für den Boden- bzw. Halsabschnitt 2 bzw. 3 (Fig.1) der Gasflasche 1 auf, welche jeweils ein Einspannelement 19, 20 um eine gemeinsame Drehachse 21 lagern, die der Längsachse der Gasflasche 1 entspricht.
    Wie aus Fig.2 und 3 ersichtlich ist, weist der Träger 7 seitliche Laufschienen 22 für je vier mit Nuten versehene Laufrollen 23 der Spannbacken 17, 18 auf, so daß die Spannbacken 17, 18 längsverschiebbar, aber auch mechanisch formschlüssig mit der Schiene 15 verbunden sind, um die durch das Gewicht der eingespannten Gasflasche 1 auftretenden Kräfte aufzunehmen bzw. auf das Gestell 6 zu übertragen. Zur Längsverstellung der Spannbacken 17, 18 sind zwei Spindeltriebe 24, 25 vorgesehen, die jeweils aus einer Gewindestange 26, 27 bestehen, die eine in den Spannbacken 17, 18 befestigte Mutter 28, 29 durchsetzt, wobei das innere Ende der Gewindestange 26, 27 frei drehbar und gegen Längsverschiebung gesichert in einem Lager 30, 31 innerhalb der Schiene 15 gelagert ist, während das äußere Ende mit einem Vierkantstutzen 32, 33 versehen ist, der zum Ansetzen einer Kurbel od. dergl. zum Verstellen der Spindeltriebe 24, 25 dient. Auf diese Weise kann die Gasflasche 1 rasch und einfach in die Einspannvorrichtung 8 eingesetzt und aus ihr herausgenommen bzw. können die Spannbacken 17, 18 auf unterschiedliche Längen der Gasflasche 1 eingestellt werden.
    Die Einspannelemente 19, 20 sind über thermisch isolierende Scheiben 34, 35 mit Lagerwellen 36, 37 verbunden, die in den Spannbacken 17, 18 drehbar gelagert sind. Die dem Halsabschnitt 3 der Gasflasche 1 zugeordnete Lagerwelle 37 ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei das zugeordnete Einspannelement 20 und dessen Isolierscheibe 35 mit einer zentrischen Bohrung versehen sind, deren Durchmesser mit dem Innendurchmesser der Hohlwelle übereinstimmt. Zur zentrischen Aufnahme des Halsabschnittes 3 der Gasflasche 1 ist die der Gasflasche 1 zugewandte Stirnfläche des Einspannelementes 20 von dessen Bohrung ausgehend konisch geformt.
    Das dem Bodenabschnitt 2 der Gasflasche 1 zugeordnete Einspannelement 19 weist vier Spannklauen 38 mit schräg verlaufenden Auflageflächen für die Halterung des Bodenabschnitts 2 der Gasflasche 1 auf. Die diesem Einspannelement 19 zugeordnete Lagerwelle 36 ist mit einem Drehantrieb 39 gekoppelt, um die Gasflasche 1 in Drehung zu versetzen. Vorzugsweise ist der Drehantrieb 39 als Elektromotor 40 ausgebildet, der die Lagerwelle 36 über ein Schneckengetriebe 41 antreibt.
    Der Schwenkantrieb 14 für die Welle 13 kann ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Antrieb sein.
    Anschließend wird nun unter Bezugnahme auf die Fig.4 und 5 das Verfahren zum Beschichten der Innenwand der Gasflasche 1 unter Einsatz der beschriebenen Vorrichtung erläutert.
    Zu Beginn wird die Gasflasche 1 in einer Sandstrahlanlage (nicht dargestellt) ca. 2,5 h vorbehandelt. Die Gasflasche 1 wird anschließend in einem Ofen, beispielsweise einem herkömmlichen Luftumwälzofen (nicht dargestellt), auf eine Temperatur von 80°C erwärmt. Wenn diese Temperatur erreicht ist, wird die Gasflasche 1 dem Ofen entnommen, senkrecht aufgestellt, und als Haftgrund für das Kunststoffpulver wird zumindest 1/5 der Menge einer Mischung aus einem handelsüblichen Primer, z.B. Rilprim (ein Haftgrund auf Basis von Xylol, Äthylglykol und Butanol), und einer geeigneten Verdünnung, z.B. auf Basis von Isopropylalkohol und Methylethylketon, mit einem Trichter 42 in die Gasflasche 1 eingefüllt.
    Anschließend wird die Gasflasche 1 in die Spannbacken 17, 18 der anhand der Fig.2 und 3 beschriebenen Dreh- und Schwenk-Vorrichtung vertikal eingespannt und um ihre Längsachse in Drehung versetzt (s. Fig.4a), wobei die Drehzahl 20 bis 40 Upm betragen kann. Nach einer vorbestimmten Zeit, bei 50 1-Gasflaschen z.B. nach ca. 5 s, wird der restliche Anteil von 4/5 der Mischung eingebracht und die Flaschenöffnung 4 verschlossen, z.B. durch einen Holzstöpsel 43 (s. Fig.4b), worauf die Gasflasche 1 in eine Pendelbewegung versetzt wird. Die Pendelbewegung erfolgt um die quer zur Längsachse der Gasflasche 1 verlaufende Achse 16 und sie kann je nach Größe der Gasflasche 1 und damit je nach Menge des Haftgrundes auch kürzer oder länger, z.B. ca. 10 s, andauern. Hierbei erfolgt eine Verteilung des Haftgrundes über die zylindrische Innenwand sowie über den Boden der Gasflasche 1.
    Daraufhin wird die Gasflasche 1 auf eine vorbestimmte Zeit, z.B. 10 s, in eine waagrechte Lage gebracht (s. Fig.4c), und anschließend eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 20 s, in eine Schräglage mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung gebracht, wobei der Schulter- und Halsbereich der Gasflasche 1 gleichmäßig beschichtet wird (s. Fig.4d).
    Die jeweiligen Zeiten sind auf die Größe der Gasflasche abzustimmen, wobei zum einen eine ausreichend lange Zeitbemessung für die Haftgrund-Verteilung, andererseits aber auch eine nicht zu lange Zeitdauer insgesamt, im Hinblick auf eine ungewollte Abkühlung der Gasflasche 1, vorzusehen sind.
    Nun wird die Gasflasche 1 wieder geöffnet und mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung 4 eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 3 min, in eine vertikale Lage gebracht, um ein Ausrinnen von etwaigem überschüssigen Haftgrund zu ermöglichen. Danach wird Druckluft, z.B. über ein dünnes Rohr 44, in die Gasflasche 1 eingeblasen, bis kein Haftgrund-Nebel mehr aus der Gasflasche 1 austritt (s. Fig.4e), und anschließend wird die Gasflasche 1 eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 2h, auf einem waagrechten Rollenbett 45 in Drehung versetzt und dort langsam abgekühlt und getrocknet (s. Fig.4f).
    Nach der Aufbringung des Haftgrundes an der Innenwandung der Gasflasche 1 erfolgt der eigentliche Beschichtungsvorgang mit thermoplastischem Kunststoffpulver, z.B. Rilsan, einem Polyamid 11. Zu diesem Zweck wird die mit dem Haftgrund versehene Gasflasche 1 in einem Ofen, z.B. wieder einen Luftumwälzofen, (nicht dargestellt) auf eine Temperatur von 230°C erwärmt. Ist diese Temperatur in der gesamten Flasche (d.h. auch an der inneren Oberfläche) erreicht, so wird die Gasflasche 1 dem Ofen entnommen, und es werden sodann allfällig neu entstandene Primer/Verdünner-Dämpfe (Haftgrund-Nebel) wiederum mittels eines dünnen Rohres, durch das Druckluft strömt, aus der Gasflasche 1 ausgeblasen. Die Gasflasche 1 wird nun in die Spannbacken 17, 18 der Beschichtungsvorrichtung eingespannt, um ihre Längsachse 21 in Drehung (ca. 60 Upm) versetzt, und in eine Schräglage von 30° zur Horizontalen gebracht, worauf die halbe Menge an Kunststoffpulver eingebracht wird (s. Fig.5a). Dieser Vorgang dauert z.B. 10 bis 20 s. Unmittelbar danach wird die Gasflasche 1 in eine Schräglage von 60° zur Horizontalen gebracht, und es wird die andere Hälfte des Kunststoffpulvers eingebracht (s. Fig.5b), worauf die Flaschenöffnung geschlossen wird.
    Anschließend wird die Gasflasche 1 mit der Flaschenöffnung 4 nach unten in eine Schräglage von 10° zur Horizontalen gebracht, um den Schulter- und Halsbereich zu beschichten, und eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 10 s, in dieser Lage belassen (s. Fig.5c), und zwar unter fortgesetzter Drehung um die Flaschen-Längsachse, worauf die Gasflasche 1 mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung in eine senkrechte Lage gebracht und - weiterhin unter Drehung - nach ca. 10 s geöffnet wird (s. Fig.5d).
    Nach der Entnahme der Gasflasche 1 aus der Beschichtungsvorrichtung wird sie möglichst schnell auf ein waagrechtes Rollenbett - vergleichbar dem Rollenbett 45 in Fig.4f - gebracht und kühlt dort auf eine Temperatur unter 100°C ab, worauf die Gasflasche 1 für weitere Manipulationen zur Verfügung steht.
    Die Drehzahl der Gasflasche 1 bei der Drehung um ihre Längsachse soll während der Aufbringung der Kunststoffbeschichtung ca. 60 Upm betragen, damit eine möglichst gleichmäßige Beschichtung erfolgt. Die In- und Außerbetriebnahme des Dreh-bzw. Schwenkantriebes 39, 14 kann manuell oder über eine programmierbare Steuerung erfolgen, welche auf verschiedene Flaschengrößen bzw. Volumina abgestimmt wird.

    Claims (19)

    1. Verfahren zur Innenbeschichtung einer Gasflasche (1), bei dem:
      die Gasflasche (1) erwärmt wird; und
      in die Gasflasche (1) thermoplastischer Kunststoff in Pulverform durch Schwerkraft eingebracht wird;
      wobei die Gasflasche (1) zur Verteilung des Kunststoffpulvers über ihre Innenwand um ihre Längsachse (21) gedreht sowie um eine quer zur Längsachse verlaufende Achse (16) in unterschiedliche Lagen gebracht wird;
      und wobei das Kunststoffpulver schmilzt und nach einer darauffolgenden Abkühlung der Gasflasche an der Innenwand der Gasflasche eine Korrosionsschutz-Schicht bildet.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Drehens der Gasflasche (1) in einer ersten Schräglage der Gasflasche (1) ein Teil des Kunststoffpulvers und in einer zweiten Schräglage der Rest eingebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasflasche (1) mit ihrer Längsachse (21) in Schräglagen von 30° bzw. 60° zur Horizontalen gebracht wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schräglage die Hälfte des Kunststoffpulvers eingebracht wird, worauf unmittelbar danach die restliche Hälfte des Kunststoffpulvers in der zweiten Schräglage eingebracht wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vollständigen Einbringung des Kunststoffpulvers die Flaschenöffnung verschlossen und die Gasflasche (1), während sie weiter gedreht wird, mit der Flaschenöffnung nach unten gerichtet in eine Schräglage, z.B. von 10°, zur Horizontalen gebracht und auf eine vorbestimmte Zeit in dieser Lage belassen wird, worauf die Gasflasche (1) in eine senkrechte Lage mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung gebracht und der Verschluß der Flaschenöffnung wieder entfernt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Gasflasche (1) vor der Beschichtung durch Sandstrahlen vorbehandelt wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Gasflasche (1) vor dem Beschichten mit Kunststoffpulver mit einem Haftgrund versehen, wie insbesondere einer Mischung aus einem Primer und einem Verdünner, wobei der Haftgrund ebenfalls durch Schwerkraft in die auf eine im Vergleich zur Temperatur bei der Einbringung des Kunststoffpulvers niedrigere Temperatur vorgewärmte Gasflasche (1) eingebracht wird, und hierbei die Gasflasche (1) zur Verteilung des Haftgrundes über ihre Innenwand um ihre Längsachse (21) gedreht sowie um eine quer zur Längsachse verlaufende Achse (16) in unterschiedliche Lagen gebracht wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vertikalen Lage der Gasflasche (1) eine erste Teilmenge des Haftgrundes eingebracht wird, worauf die Gasflasche (1) um ihre Längsachse (21) gedreht und währenddessen die restliche Menge des Haftgrundes eingebracht und die Flaschenöffnung verschlossen wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teilmenge 1/5 der Gesamtmenge des Haftgrundes beträgt.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vollständigen Einbringung des Haftgrundes die Gasflasche (1), während sie gedreht wird, eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 10 s, in eine Pendelbewegung um die quer zur Längsachse verlaufende Achse versetzt wird, darauf eine vorbestimmte Zeitlang, z.B. wiederum 10 s, in die waagrechte Lage und anschließend in eine Schräglage mit nach unten gerichteter Flaschenöffnung gebracht wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Zeit lang, z.B. 20 s, nach dem Schwenken der Gasflasche (1) in die Schräglage die Gasflasche (1) in die vertikale Lage mit der Flaschenöffnung nach unten gebracht und geöffnet wird, um etwaigen überschüssigen Haftgrund ausrinnen zu lassen.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausrinnen von überschüssigem Haftgrund in die Gasflasche (1) Luft eingeblasen wird, bis kein Haftgrund-Nebel mehr entweicht, und anschließend die Gasflasche (1) über einen vorbestimmten Zeitraum, z.B. 2 h, in horizontaler Lage um ihre Längsachse (21) gedreht und getrocknet wird.
    13. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Einbringen des Kunststoffpulvers in die Gasflasche (1) nochmals Luft in die Gasflasche (1) eingeblasen wird.
    14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Gestell (6) ein Träger (7) schwenkbar gelagert ist und der Träger (7) eine Einspanneinrichtung für die Gasflasche (1) drehbar lagert, wobei dem Träger (7) ein Schwenkantrieb (14) und der Einspanneinrichtung (8) ein Drehantrieb (39) zugeordnet ist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7) als Schiene (15) mit einer senkrecht abstehenden Welle (13) ausgebildet ist, welche im Gestell (6) gelagert ist, und an der der Schwenkantrieb (14) angreift.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7) zwei Spannbacken (17, 18) für den Boden- bzw. Halsabschnitt (2, 3) der Gasflasche (1) trägt, wobei zumindest einer der Spannbacken (17, 18) längsverstellbar ist und jeder Spannbacken (17, 18) ein Einspannelement (19, 20) um eine gemeinsame Drehachse (21) drehbar lagert, wobei der Drehantrieb (39) einem der Einspannelemente (19, 20) zugeordnet ist.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannelemente (19, 20) über thermisch isolierende Scheiben (34, 35) mit Lagerwellen (36, 37) verbunden sind, welche in den Spannbacken (17, 18) drehbar gelagert sind.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Halsabschnitt (3) der Gasflasche (1) zugeordnete Lagerwelle (37) als Hohlwelle ausgebildet ist, und daß das zugeordnete Einspannelement (20) und dessen Isolierscheibe (35) mit einer zentrischen Bohrung versehen sind, deren Durchmesser mit dem Innendurchmesser der Hohlwelle übereinstimmt.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (17, 18) über Laufrollen (23) auf Laufschienen (22) des Trägers (7) längsverschiebbar angeordnet und mittels zumindest eines Spindeltriebes (24) in ihrem Abstand zueinander verstellbar sind.
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