DE69409552T2 - Vorrichtung zur Beschichtung von Glassbehältern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen auf Glasbehälter.
• Es ist bekannt, Oberflächenbeschichtungen auf Behälter aufzubringen, die in Reihen bewegt werden, die sich quer zu der Transportbahn einer Fördereinrichtung erstrecken, auf der sie gehalten werden. Das Beschichten erfolgt durch eine über der Fördereinrichtung angeordnete Sprühvorrichtung, die quer zu der Bewegungsrichtung der Behälterreihen bewegt wird.
• Bei diesen Vorrichtungen werden üblicherweise Zahnräder und Ketten verwendet, um die Sprühvorrichtung, wie z.B. Sprühpistolen, quer zu der Fördereinrichtung zu bewegen. Diese Vorrichtungen umfassen eine große Anzahl an Teilen, erfordern einen beträchtlichen Zeitaufwand zur Installation, sind teuer herzustellen und zu warten und erfordern eine komplexe Steuerung.
• Bei einer Vorrichtung der obengenannten Art (US-A- 4 024 836), die den Stand der Technik nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9 darstellt, ist die Überspanneinrichtung als Schlitten oder Wagen ausgebildet. Sie umfaßt einen Profilträger und eine Schiene, die über der Fördereinrichtung liegen und diese in einem spitzen Winkel zur Querachse überquert, um den Behälterreihen zu folgen. Ein Ende des Schlittens ist festgelegt, während das andere Ende verschiebbar ist. Bei dieser Art von Vorrichtung erweist sich die Steuerung als schwierig und ungenau, um zu gewährleisten, daß die Sprühvorrichtung zwischen den durch die Fördereinrichtung bewegten Behälterreihen bewegt wird.
• Zu den Aufgaben der vorliegenden Erfindung zählt die der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die diese Nachteile überwinden und ein System zur Bewegung von Sprühpistolen in Querrichtung bilden, das eine exaktere Bewegung und genauere Steuerung des Sprühmusters ermöglicht, so daß die Beschichtung zwischen den sich bewegenden Behälterreihen auf die Behälteroberflächen aufgebracht wird; das ein Beschleunigen und ein Abbremsen vor jedem Ende des Hubes der Vorrichtung in Querrichtung ermöglicht; das eine minimale Wartung erforderlich macht; und das sowohl für ein kontinuierlichen Verfahren als auch für ein Reihenfolgeverfahren verwendbar ist.
• Die vorliegende Erfindung wird in den Ansprüchen 1 bzw. 9 definiert.
• Es wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Besprühen der Oberfläche von Glasbehältern geschaffen, die durch ein Förderband in Reihen bewegt werden, die in Längsrichtung zueinander beabstandet sind. Quer zu der Fördereinrichtung ist ein Druckluftzylinder ohne Kolbenstange angebracht. Die Sprühvorrichtung ist mit dem Kolben des Druckluftzylinders verbunden, so daß sie sich quer zu den Behälterreihen bewegt. Der Druckluftzylinder ist um eine senkrechte Achse schwenkbar gelagert, so daß die Zylinderachse auch in eine nicht rechtwinklige Stellung zur Längsachse der Bewegung der Fördereinrichtung bewegbar ist. Die Abweichung des Winkels von einem rechten Winkel und die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens wird zu der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung koordiniert, so daß sich die Sprühvorrichtung zu einem beliebigen Zeitpunkt im Verlauf der Bewegung beim Besprühen zwischen den zu besprühenden Reihen befindet.
Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 2 zeigt einen Teil einer Draufsicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.
• Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1.
• Fig. 4 zeigt eine Ansicht des in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 4 versehenen Teils der Vorrichtung.
• Fig. 5 zeigt einen Blick in Richtung des in Fig. 2 dargestellten Pfeils.
• Fig. 6 zeigt einen Teil eines Schnittes entlang der Linie 6-6 in Fig. 5.
• Fig. 7 - 12 veranschaulichen anhand von schematischen Darstellungen die Art und Weise, in der beim Besprühen zwischen den Behälterreihen ein x- förmiges Sprühmuster erzeugt wird.
• Fig. 13 - 17 zeigen anhand einer Kombination eines mechanischen Diagramms, eines pneumatischen Diagramms, eines Schmierdiagramms und eines elektrischen Diagramms den Betrieb der Vorrichtung in unterschiedlichen Abschnitten eines Zyklus.
• Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Besprühen von in Reihen angeordneten Behältern C, die entlang einer Transportbahn 10 bewegt werden. Die Transportbahn kann Teil einer Kühlofen- oder Kühlbahnfördereinrichtung sein, die zum Transport von Glasbehältern durch einen Kühlofen dient, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung am Auslaß des Kühlofens angeordnet ist.
• Die Vorrichtung umfaßt einen Rahmen mit Stützträgern 11, 12 und Querschienen 13. Von der obersten Schiene 13 aus erstreckt sich in horizontaler Richtung eine stiftförmige Stütze 18 (Fig. 2 und 6), die an ihrem Ende eine vertikale Achse 18a trägt. Die vertikale Achse 18a arbeitet mit einem Bügel 17 zusammen, der an einem Sprüharm 1 befestigt ist. Der Sprüharm 1 umfaßt einen oder mehrere Zylinder 14, 15 ohne Kolbenstange, einen durch die Zylinder 14, 15 angetriebenen Sprühschlitten oder -wagen 16 und an den Enden des Arms 1 angebrachte Stützschlitten 19. Die Stützschlitten 19 laufen auf Rollen 19a, die an dem Rahmen angebracht sind (Fig. 1).
• Bei den Zylinder 14, 15 handelt es sich jeweils um einen bekannten Zylinder ohne Kolbenstange, der einen Zylindermantel umfaßt, über dessen Länge sich ein Schlitz erstreckt. In dem Zylinder ist ein Kolben angebracht, der durch Luft bewegt wird, mit der die Seiten des Kolbens selektiv beaufschlagt werden. Die Kolben tragen jeweils ein Teil 2, das sich durch den zugeordneten Schlitz erstreckt, wobei das Innere des Zylinders durch eine Dichtung abgedichtet wird, so daß es bei einer Bewegung des Kolbens entlang des Zylindermantels nicht zu einer Undichtigkeit am Schlitz kommt. Der Schlitten 16 ist mit den Teilen 2 verbunden und trägt eine Sprühmittelabgabevorrichtung S, die ein oder mehrere Sprühpistolen oder Sprühköpfe H umfaßt, durch die Flüssigkeit auf die Behälter gerichtet wird.
• Die Sprühmittelabgabevorrichtung S wird über Schläuche mit Sprühflüssigkeit versorgt, wobei die Schläuche durch eine flexible und faltbare Führungsbahn 20 geführt werden.
• Wie in den Fig. 2 und 6 zu erkennen ist, sind die Sprühflüssigkeitszylinder 21 jeweils an dem Rahmen angebracht. Sie umfassen jeweils eine mit dem benachbarten Schlitten 19 verbundene Kolbenstange 22, so daß der Winkel zwischen der Achse des Armes 1 und der Längsachse der Bewegung des Schlittens 10 so veränderbar ist (siehe Fig. 7), daß er von einer senkrechten Stellung bezüglich der Transportbahn bis zu einer Stellung reicht, in der das eine oder das andere Ende des Armes 1 voreilt. Der Arm 1 ist also gemäß einem x-förmigen Muster bewegbar.
• Wenn der Arm 1 senkrecht zur Transportbahn 10 angeordnet ist, können mit der Sprühvorrichtung entweder kontinuierlich oder intermettierend Beschichtungen auf die Behälter aufgebracht werden.
• Wie in den Fig. 7 bis 12 dargestellten Diagrammen zu erkennen ist, lassen sich der Winkel und die zugehörigen Geschwindigkeiten der einzelnen Bauteile so einstellen, daß zwischen den Reihen aus einzelnen Behältern C gesprüht wird. Fig. 7 zeigt die Verschiebung X an den Enden des Armes 1 bezüglich der horizontal verlaufenden Mittellinie 3 zwischen den Reihen. Die Geschwindigkeit des Sprühschlittens 16 wird durch die Arbeitsgeschwindigkeit der kolbenstangenlosen Zylinder über der Transportbahn 10 bestimmt. Wenn die Geschwindigkeit der Transportbahn 10 passend auf die Geschwindigkeit des Sprühschlittens 16 abgestimmt ist, befinden sich die Sprühpistolen zu jedem Zeitpunkt während der Bewegung zwischen den Reihen.
• Gemäß Fig. 8 beträgt der Mittellinienabstand zwischen den Reihen R, während für die Vorwärtsbewegung einer Reihe (ein Arbeitstakt) die Zeit Tr erforderlich ist. Die Geschwindigkeit der Reihenbewegung beträgt demgemäß Vr = R/Tr. Die (bei einem Durchlauf oder einer Vorschubbewegung) den Anfangspunkt mit dem Endpunkt verbindende Linie 4 zeigt die Bewegung einer Sprüheinrichtung, die erforderlich ist, damit die Sprüheinrichtung zwischen den Reihen verbleibt, wenn die Transportbahn während eines Arbeitsganges um die Strecke R nach vorne bewegt wird.
• Fig. 9 zeigt die Position des Armes 1 mit der Sprüheinrichtung H am Ende eines Durchlaufs.
• Ein rückseitiger Durchlauf verläuft wie folgt:
• 1. Die Arme 1 mit den Luftzylindern werden unter einem Winkel α eingestellt und die Sprüheinrichtung wartet am Ende des Zylinders auf der stomabwärts gelegenen Seite.
• 2. Beim Vorbeibewegen einer Reihe "A" aus Behältern wird die Sprüheinrichtung "getriggert" (aktiviert).
• 3. Eine Warte- (oder Verzögerungs-) Schaltung gestattet ein Passieren der Reihe "A" vor Beginn eines Sprühzyklus.
• 4. Der Druckluftzylinder empfängt ein Druckluftsignal, durch das der Kolben (und die Sprüheinrichtung) über das Förderband bewegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sprüharm nicht geschwenkt oder einer Winkelveränderung unterworfen.
• 5. Die Sprüheinrichtung wird (durch Steuerung der zugeführten Druckluft) mit einer Geschwindigkeit Vs = C/Tr entlang des Vektors FC vorwärtsbewegt, so daß sie innerhalb der Zeitspanne Tr die gegenüberliegende Seite des Armes 1 erreicht. Der Vektor (Winkel und Geschwindigkeit) beschreibt die Vorwärtsbewegung der Flaschen.
• 6. Wenn die Sprüheinrichtung die gegenüberliegende Seite erreicht, wird der Arm 1 geschwenkt, d.h. die Sprüheinrichtung so "verschoben", daß sie einen weiteren vollständigen Zyklus beginnen und in entgegengesetzter Richtung sprühen kann, wenn sie durch die nächste Reihe getriggert wird.
• In Fig. 11 wurde der Sprüharm aus der Durchlaufstellung 4 in die Durchlaufstellung 5 geschwenkt und die Sprüheinrichtung wurde "verschoben", so daß das Aufsprühen während eines zwischen den Reihen verlaufenden Rücklaufs 5 des Sprühpistolenschlittens 19 erfolgt.
• Wenn es während des Betriebes (Fig. 12) erforderlich ist, Vs zu erhöhen, so daß die Sprüheinrichtung die gegenüberliegende Seite in der Zeit Tr' erreicht, mit 0 < Tr' < Tr' wird die Sprüheinrichtung vor dem Start des nächsten Zyklus durch die nächste Reihe während der zusätzlichen Zeitspanne Tx = Tr - Tr' "verschoben". Der Winkel des Sprüharms wird demgemäß auf einen kleineren Winkel &alpha;' eingestellt.
• Fig. 13 veranschaulicht die allgemeine Anordnung der unterschiedlichen Teile zueinander, wobei der Sprüharm in einer Seitenansicht, in einer Draufsicht und im Querschnitt dargestellt ist.
• Fig. 14 zeigt die Stellungen der Teile zueinander am Beginn eines Durchlaufs. Ein Zylinder im Magnetventil empfängt ein Signal von einer programmierbaren Steuereinrichtung (von einer als Auge wirkenden Triggerphotozelle, Fig. 1), um die rechte Seite der Zylinder mit Druckluft zu beaufschlagen. Da die beiden Zylinder innen miteinander verbunden sind, beginnen sich die Kolben gleichzeitig zu bewegen. Die Kolben sind mechanisch mit dem Sprühschlitten gekoppelt.
• Wenn ein rechter Sprühsensor bei der Bewegung eines Sensorgliedes am Sensor vorbei von dem Sensorglied freigegeben wird, (Fig. 15), wird das Sprühmagnetventil zum Anschalten der Sprüheinrichtung durch die programmierbare Steuereinrichtung aktiviert.
• Wenn die Druckluft auf die rechte Seite der Kolben drückt, tritt Luft auf der linken Seite durch eine Stromregeleinrichtung von rechts nach links, das Zylindermagnetventil und eine Auslaßöffnung aus. Die Geschwindigkeit des Schlittens Vs wird durch diese Stromregelung bestimmt.
• Wenn der Schlitten die linke Seite erreicht, bedeckt das Sensorglied einen linken Bremssensor, so daß die linke Seite der Kolben durch ein Bremsmagnetventil mit Luft beaufschlagt wird. Der Luftdruck der Bremse ist ausreichend hoch, um die Geschwindigkeit der Kolben/Schlittenanordnung zu verringern. Die Luftzufuhr erfolgt solange, wie das Sensorglied den Bremssensor bedeckt.
• Wenn das Sensorglied den linken Sprühsensor bedeckt, wird die Sprüheinrichtung abgeschaltet (siehe Fig. 17). Die Geschwindigkeit des Schlittens wird noch weiter verringert und der Schlitten wird schließlich durch einen linken Stoßdämpfer gestoppt. Ein Verschiebungsmagnetventil empfängt ein Signal von der programmierbaren Steuereinrichtung, so daß ein Luftsignal an einen Verschiebezylinder gesendet wird.
• Wie in Fig. 13 zu erkennen ist, wird durch die programmierbare Steuereinrichtung periodisch eine pneumatische Kolbenpumpe betätigt, um an der Stelle, an der die Luft in den Luftzylinder eintritt, Öl zu injizieren und zu gewährleisten, daß auf den Kolbenabdichtungen Öl vorhanden ist, wenn der Kolben am Ende seines Hubes stoppt.
• Wie zu erkennen ist, wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, mit denen sich die eingangs erwähnten Nachteile überwinden lassen und die ein System zur Querbewegung von Sprühpistolen ergeben. Sie ermöglichen zudem eine exakte Bewegung und eine genaue Steuerung des Sprühmusters, so daß zwischen den sich bewegenden Reihen aus Behältern eine Beschichtung auf die Behälteroberflächen aufgebracht wird. Sie ermöglichen ferner ein Beschleunigen und ein Abbremsen von jedem Ende des Hubes der Vorrichtung in Querrichtung, sie erfordern einen minimalen Wartungsaufwand und sie gestatten sowohl die Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens als auch eines Reihenfolgeverfahrens.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen an Glasbehälter (C), umfassend:

eine Transportbahn (10) mit einer Längsachse und einer Querachse zum Tragen einer Vielzahl von Glasbehältern (C) in sich quer erstreckenden Reihen sowie zum Bewegen der Behälter entlang der Längsachse;

einen Rahmen (11, 12, 13);

eine Überspanneinrichtung, welche die Transportbahn (10) überspannt und über dieser liegt sowie von den Rahmenelementen gestützt wird, wobei sich ein Teil der Überspanneinrichtung während der Beschichtung in einem spitzen Winkel (&alpha;) zur Querachse erstreckt;

ein Sprühschlitten (16), der entlang dieses Teils der Überspanneinrichtung geführt wird, und eine Sprüheinrichtung (S) trägt;

Antriebseinrichtungen zum Bewegen des Sprühschlittens (16) entlang des Teils der Überspanneinrichtung;

eine Betätigungseinrichtung (21, 22) zum Ändern des spitzen Winkels (&alpha;) zwischen dem Teil der Überspanneinrichtung und der Querachse, und

eine Steuereinrichtung zum Steuern der Betätigungseinrichtung;

dadurch gekennzeichnet,

daß die über der Transportbahn (10) liegende Überspanneinrichtung ein überspannendes Rahmenelement (13), welches ein Teil des Rahmens (11, 12, 13) ist, und einen Sprüharm (1) umfaßt, welcher das Teil der Überspanneinrichtung ist, das die Sprüheinrichtung (S) trägt,

daß der Sprüharm (1) mit zwei Enden über eine vertikale Drehachse (18a) mit dem überspannenden Rahmenelement (13) verbunden ist und Antriebseinrichtungen in Form von Zylindern (14, 15) umfaßt,

daß sich die vertikale Drehachse (18a) im wesentlichen in der Mitte der Vorrichtung bezüglich der Transportbahn (10) befindet,

daß die Steuereinrichtung die Betätigungseinrichtung (21, 22) so steuert, daß der Arm (1) in eine erste (4) oder eine zweite (5) Stellung geschwenkt wird, in der das Ende des Arms, an dem die Sprüheinrichtung (S) angekommen ist, einen Reihenabstand (R) bezüglich der Bewegungsrichtung der Transportbahn (10) zurückverschoben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Drehachse (18a) durch einen Stift gebildet wird, der eine Stütze (18) mit einem Bügel (17) verbindet, wobei sich die Stütze (18) horizontal von dem überspannenden Rahmenelement (13) erstreckt und der Bügel an dem Sprüharm (1) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (14, 15) zwei Druckluftzylinder ohne Kolbenstangen umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung programmierbare Steuereinrichtungen zum derartigen Steuern der Bewegung der Sprühvorrichtung umfaßt, daß sich die Sprüheinrichtung (S) zwischen den Reihen der Behälter (C) in beiden Richtungen zwischen beiden Enden des Sprüharms (1) hin- und herbewegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, kennzeichnet durch eine Schmiereinrichtung, die durch die programmierbare Steuereinrichtung zum Zuführen eines Schmiermittels an den Kolben des Zylinders (14, 15) betrieben wird, wenn er ein Ende seines Hubes erreicht hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Druckluftbremsen, die durch die programmierbare Steuerung betätigbar sind, um Druckluftstöße an die sich gegenüberliegenden Enden des Kolbens zuzuführen, wenn die Sprüheinrichtung (S) das Ende ihres Hubes erreicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Stoßdämpfereinrichtungen an jedem Hub des Zylinders (14, 15).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß die programmierbare Steuereinrichtung auf folgende Signale anspricht:

ein Signal zum Beginnen eines Bewegungszyklus des Kolbens des Zylinders (14, 15) in eine erste Richtung;

ein Signal in Abhängigkeit von der Bewegung der Sprüheinrichtung (S) über die Glasbehälter (C), um die Sprüheinrichtung (S) zu betätigen,

ein Signal zur Deaktivierung der Sprüheinrichtung (S), wenn die Sprüheinrichtung das Transportband (10) in der ersten Richtung passiert hat,

ein Signal zur Betätigung eine Druckluftbremse, wenn der Kolben das Ende seiner Bewegung in eine Richtung erreicht hat; und

ein Signal zur Aktivierung der Betätigungseinrichtung (21, 22) zum Schwenken des Arms (1), wenn der Kolben das Ende seiner Bewegung erreicht hat; ferner

ein Signal zum Umkehren der Bewegung des Zylinders (14, 15), um die Sprüheinrichtung (S) in eine zweite Richtung zur Anfangsposition zurückzubewegen;

ein Signal zur Aktivierung der Sprüheinrichtung, wenn sich die Sprüheinrichtung (5) über die Behälter (C) hinweg bewegt,

ein Signal zur Deaktivierung der Sprüheinrichtung (S), wenn die Sprüheinrichtung das Transportband (10) in der zweiten Richtung passiert hat; und

ein Signal, das auf die Annäherung des Kolbens in seine ursprüngliche Stellung anspricht, um eine

Druckluftbremse zu betätigen, damit die Geschwindigkeit des Kolbens verringert wird.

9. Verfahren zum Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen an Glasbehälter (0), mit folgenden Schritten:

a) Ein Transportband (10) wird in Längsrichtung mit einer Geschwindigkeit

V&sub1; = R/Tr bewegt, wobei R den Mittellinienabstand zwischen den Reihen der Behälter und Tr die Zeit zum Durchlauf einer Reihe (ein Zyklus) darstellen;

b) Eine Sprüheinrichtung (S) wird aktiviert und über das Transportband (10) in einer Zyklusperiode und entlang einer Linie (4) bewegt, die einen spitzen Winkel (&alpha;) zur Querachse der Transportbahn bildet, bei gleichzeitigem Sprühen auf die Reihe der Behälter (C);

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

c) Die Sprüheinrichtung (S) wird deaktiviert und um einen Reihenabstand (R) zurückgeschoben, und zwar in Bewegungsrichtung der Transportbahn (10) gesehen,

d) Die Sprüheinrichtung (S) wird aktiviert und über die Transportbahn (10) in einer weiteren Zyklusperiode, und zwar in entgegengesetzter Richtung wie in Schritt b) und entlang einer Linie (5) bewegt, die sich bezüglich der Querachse des Transportbandes in einem spitzen Winkel entgegengesetzt zu dem spitzen Winkel (&alpha;) des Schritts b) erstreckt, wobei gleichzeitig auf die Reihe der Behälter (0) gesprüht wird,

e) Wiederholen der Schritte b), c) und d), während sich das Transportband (10) gemäß dem Schritt a) vorwärtsbewegt.