BOLTSHAUSER, Werner (Wolfenweg 4, Bütschwil, CH-9606, CH)
| Patentansprüche Verfahren zum Herstellen eines Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, bei welchem Verfahren ein Metallband in dessen Längsrichtung gegen eine Trenneinrichtung bewegt wird, von der Trenneinrichtung Trennschritte durchgeführt werden, um Abschnitte des Metallbandes als Dosenmäntel mit einer gestossenen Laser-Längsnaht bereitzustellen, mindestens ein Laserschritt durchgeführt wird zum Ausbilden der Laser-Längsnähte der Dosenmäntel und Verbindungsschritte durchgeführt werden, mit denen an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband in einem Druckschritt mit Dekorflächen bedruckt wird, die in einer ersten Richtung des Metallbandes, vorzugsweise in dessen Längsrichtung, eine Höhen-Ausdehnung des Dosendekors in Richtung der Dosenachse und quer zur ersten Richtung die Umfangs-Ausdehnung des Dosendekors aufweisen, wobei im Bereich jeder Dekorfläche mindestens eine Längs- Registermarke angeordnet ist, und die Längs-Registermarken die Steuerung der Trennschritte so ermöglicht, dass die abgetrennten Dosenmäntel je eine vollständige Dekorfläche umfassen. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Druckschritt zum Drucken von Dekorflächen eine Grundierung auf das Metallband aufgetragen wird, welche vorzugsweise mindestens eine Schicht, gegebenenfalls eine Haftschicht und eine bedruckbare obere Schicht, mit einem Lack insbesondere einem Zweikomponenten Lack umfasst, wobei der Zweikomponenten Lack vorzugsweise auf Polyester und/oder Polyurethan und/oder Epoxiharz und/oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) und/oder Nitrocellulose und/oder Alkydharz basiert. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierung mit mindestens einer Druckform einer Druckmaschine aufgetragen wird, vorzugsweise nur im Bereich der Dekorflächen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Druckschritt zumindest eines der Druckverfahren aus der Gruppe von Offsetdruck, Siebdruck und Flexodruck eingesetzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Druckschritt am flachen Metallband in Normalebenen zur Längsachse des Metallbandes Schlitze im Metallband ausgebildet werden, welche sich aber nicht bis zu den beiden seitlichen Randbereichen des Metallbandes erstrecken, das Metallband bei einer Formvorrichtung in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes zu einem Rohr geformt sowie bei einer Schweisseinrichtung in einem Schweissschritt das geformte Rohr mit einer Laser- Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrich- tung geschlossen wird und bei einer Trenneinrichtung mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abgetrennt werden, wobei vorzugsweise in mindestens einem Bereich ohne Schlitz mindestens eine Schneidkante von aussen gegen die Rohrachse und nach dem Schneiden wieder von der Rohrachse weg bewegt wird und insbesondere die mindestens eine Schneidkante bei ihrer Schneidbewegung zusätzlich mit dem Rohr mitbewegt und anschliessend wieder in die Position vor dem Abtrennen gebracht wird. Verfahren zum Herstellen eines Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, bei welchem Verfahren ein Metallband in dessen Längsrichtung bewegt, bei einer Formvorrichtung in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes zu einem Rohr geformt und bei einer Schweisseinrichtung in einem Schweissschritt das geformte Rohr mit einer Laser-Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Um- fangsrichtung geschlossen wird, wobei bei einer Trenneinrichtung mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abgetrennt sowie als Dosenmäntel mit einer Laser-Längsnaht bereitgestellt werden und Verbindungsschritte durchgeführt werden, mit denen an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bearbeitungsbereich nach der Schweisseinrichtung und vor der Trenneinrichtung mit einer Innenbeschichtungseinrichtung ein In- nenbeschichtungsschritt durchgeführt wird, bei dem an der Innenseite des geschlossenen Rohres eine in Umfangsrichtung geschlossene Innenbeschichtung ausgebildet wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Innenbeschich- tungsschritt die Innenseite mit einer Kunststoff-Innenschicht versehen wird, welche mittels einer Extrusionsdüse zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite und der Kunststoff-Innenschicht eine Haftvermittlungsschicht aufgetragen wird, welche vorzugsweise beim Innenbeschichtungsschritt mittels einer Extrusionsdüse zugeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband entlang seiner Längsrichtung in mindestens zwei Metallbänder aufgeteilt wird, die in Querrichtung je nur das Dekor für einen Dosenmantel aufweisen und in den weiteren Verfahrensschritten getrennt weiter verarbeitet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Metallbänder in parallel arbeitenden Linien zu Dosenmäntel verarbeitet werden und die Dosenmäntel der parallel arbeitenden Linien zum Durchführen der Verbindungsschritte, mit denen an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt wird, zusammengeführt und in einer gemeinsamen Vorrichtung bearbeitet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Metallband mindestens eine seitlichen Beschneidung durchgeführt wird, um für das Schweissen der Laser-Längsnaht saubere und exakte seitliche Kontaktflächen bereitzustellen. Verfahren zum Herstellen eines bedruckten Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, bei welchem Verfahren in einem Mantelformschritt der um eine Dosenachse geschlossene Dosenmantel bereitgestellt und in einem digitalen Druckschritt der Dosenmantel mit mindestens einem Digitaldrucksystem über eine Druckhöhe und den gesamten Dosenumfang bedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim digitalen Druckschritt innerhalb eines gemeinsamen Zeitintervalls und bei einem gemeinsamen Bewegungsablauf des Dosenmantels alle, mindestens zwei, Farben des mindestens einen Digitaldrucksystems mit entsprechenden Druckköpfen in entsprechend benötigten Anteilen auf den Dosenmantel aufgetragen werden, wobei alle Druckköpfe des mindestens einen Digitaldrucksystems einem gemeinsamen Druckbereich zugeordnet sind, in welchem Druckbereich sich der Dosenmantel während des Bewegungsablaufs befindet. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf des Dosenmantels für das Aufbringen der Farben eines Digitaldrucksystems zumindest eine Drehbewegung um die Achse des Dosenmantels umfasst, wobei sich die Druck- köpfe in Richtung der Dosenachse über die ganze Druckhöhe erstrecken oder die Druckköpfe zum Bedrucken der gesamten Druckhöhe in Richtung der Dosenachse bewegt werden. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf des Dosenmantels beim Aufbringen der Farben eines Digitaldrucksystems zumindest eine Verschiebung des Dosenmantels in Richtung der Achse des Dosenmantels umfasst, wobei sich die Druckköpfe rund um den Dosenumfang erstrecken oder die Druckköpfe zum Bedrucken des gesamten Umfangs in Richtung des Dosenumfangs bewegt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Druckschritt gegebenenfalls am beidseits offenen Dosenmantel oder am mit einem Dosenboden verbundenen Dosenmantel oder an der fertigen Dose, insbesondere direkt vor oder nach dem Befüllen der Dose, durchgeführt wird, wobei der Dosenmantel über eine Fördervorrichtung mit einem Staubereich in eines von mindestens zwei an den Staubereich anschliessenden Digitaldrucksystemen gefördert wird und der Dosenmantel dabei gegebenenfalls auf einen palettenförmigen Träger aufgesetzt ist. 16. Dosenkörper mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, wobei der Dosenmantel aus einem Metallblech gebildet ist, das von einem Metallband abgetrennt und mit einer gestossene Laser-Längsnaht geschlossen wurde, der Dosenmantel an der Aussenseite eine Dekorfläche umfasst und der Dosenboden an einer Stirnseite des Dosenmantels befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorfläche als Druck auf das flache Metallband ausgebildet ist und mindestens eine Längs- Registermarke umfasst, welche vom Dosenband das Abtrennen eines Abschnitts für den Dosenmantel so gewährleistet, dass der Dosenmantel eine vollständige Dekorfläche umfasst. 17. Dosenkörper mit einem Dosenmantel, der eine Innenbeschichtung umfasst, und mit einem Dosenboden, wobei der Dosenmantel aus einem Abschnitt eines Metallbandes gebildet ist, das kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen zu einem Rohr geformt und mit einer Laser-Längsnaht bei den stumpf zusam- mengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrichtung geschlossen wird, und der Dosenboden an einer Stirnseite des Dosenmantels befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbeschichtung eine an der Innenseite des geschlossenen Rohres haftende, zusammen mit dem Metallband abgetrennte und in Umfangsrichtung geschlossene Schicht ist, welche die Laser-Längsnaht überdeckt. 18. Vorrichtung zum Herstellen eines Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, welche Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung, eine Trenneinrichtung und eine erste sowie eine zweite Laserschweisseinrichtung umfasst, wobei das Metallband von der Vorschubeinrichtung in der Längsrichtung des Metallbandes gegen die Trenneinrichtung bewegt wird, von der Trenneinrichtung Trennschritte durchgeführt werden, um Abschnitte des Metallbandes als Dosenmäntel mit einer von der ersten Laserschweisseinrichtung erzeugten gestossenen Laser-Längsnaht bereitzustellen, und von der zweiten Laserschweisseinrichtung Verbindungsschritte durchgeführt werden, mit denen an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt wird, da- durch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Druckeinrichtung umfasst, mit der das Metalband in einem Druckschritt mit Dekorflächen und Längs-Registermarken bedruckt wird, wobei die Dekorflächen in einer ersten Richtung des Metallbandes, vorzugsweise in dessen Längsrichtung, eine Höhen-Ausdehnung des Dosendekors in Richtung der Dosenachse und quer zur ersten Richtung die Umfangs-Ausdehnung des Dosendekors aufweisen, die Längs-Registermarken im Bereich der Dekorflächen angeordnet sind und die Steuerung der Trennschritte so ermöglichen, dass die abgetrennten Dosenmäntel je eine vollständige Dekorfläche umfassen. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlitzeinrich- tung beim Druckschritt am flachen Metallband in Normalebenen zur Längsachse des Metallbandes Schlitze im Metallband ausbildet, welche sich aber nicht bis zu den beiden seitlichen Randbereichen des Metallbandes erstrecken, einer Formvorrichtung das Metallband in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes zu einem Rohr formt, eine Schweisseinrich- tung in einem Schweissschritt das geformte Rohr mit einer Laser-Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrichtung schliesst und eine Trenneinrichtung mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abtrennt, wobei vorzugsweise in dem mindestens einen Bereich ohne Schlitz mindestens eine Schneidkante von aussen gegen die Rohrachse und nach dem Schneiden wieder von der Rohrachse weg bewegt wird und insbesondere die mindestens eine Schneidkante bei ihrer Schneidbewegung zusätzlich mit dem Rohr mitbewegt und anschliessend wieder in die Position vor dem Abtrennen gebracht wird. 20. Vorrichtung zum Herstellen eines Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, welche Vorrichtung eine Vorschubeinrichtung, eine Formeinrichtung, eine erste sowie eine zweite Laserschweisseinrichtung, eine Trenneinrichtung und eine Innenbeschichtungseinrichtung umfasst, wobei das Metallband von der Vorschubeinrichtung in der Längsrichtung des Metallbandes gegen die Formeinrichtung bewegt wird, die Formeinrichtung das Metallband in eine geschlossene Form umformt, die ers- te Laserschweisseinrichtung die stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen des Metallbandes mit einer Laser-Längsnaht verbindet, die Trenneinrichtung mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abgetrennt und die zweite Laserschweisseinrichtung an einer Stirnseite jedes Dosenmantels einen Dosenboden befestigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbeschichtungseinrichtung in einem Bearbeitungsbereich nach der Schweisseinrichtung und vor der Trenneinrichtung angeordnet ist und eine an der Innenseite des geschlossenen Rohres in Umfangsrichtung geschlossene Innenbeschichtung ausgebildet. 21. Vorrichtung zum Herstellen eines bedruckten Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden, welche Vorrichtung eine Mantelformvorrichtung und ein digitales Digitaldrucksystem umfasst, wobei das digitale Digitaldrucksystem den Dosenmantel über eine Druckhöhe und den gesamten Dosenumfang bedruckt, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Digitaldrucksystem innerhalb eines gemeinsamen Zeitintervalls und bei einem gemeinsamen Bewegungsablauf des Dosenmantels alle, mindestens zwei, Farben des mindestens einen Digitaldrucksystems mit entsprechenden Druckköpfen in entsprechend benötigten Anteilen auf den Dosenmantel aufträgt, wobei alle Druckköpfe des mindestens einen Digitaldrucksystems einem gemeinsamen Druckbereich zugeordnet sind, in welchem Druckbereich sich der Dosenmantel während des Bewegungsablaufs befindet. |
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen von Dosen nach den Oberbe- griffen der Ansprüche 1 , 6, 12 auf Vorrichtungen zum Herstellen von Dosen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 18, 19, 20 und auf Dosenkörper nach den Oberbegriffen der Ansprüche 16 und 17.
Dosenkörper sind ein- oder mehrteilig ausgebildet. Bei einteiligen Aerosol-Aludosen wird ein zylindrischer Dosenkörper mittels Kaltfliesspressen bereitgestellt. Anschliessend wird am offenen Ende mittels Stauch-Necking ein verengter Halsteil ausgebildet. Dieses Herstellungsverfahren ist aufgrund der für die vielen Bearbeitungsschritte benötigten Anlage und dem Wasser- sowie Energiebedarf für Reinigung und Trocknung sehr aufwändig. Die US 4 095 544 und die EP 0 666 124 A1 beschreiben das Herstellen nahtfreier Stahldosen. Dabei wird der zylindrische Dosenkörper mittels Stanzen, Pressen und Abstrecken aus einem mit Zinn bzw. mit Kunststoff beschichteten Stahlblech hergestellt. Beim Ausbilden eines verengten Dosenhalses können enorme Probleme auftreten, weil die Materialstruktur durch das Abstrecken verändert bzw. verhärtet ist. Bei den bekannten einteiligen Dosen befinden sich an der Dosenaussenseite Fett- oder Ölrückstände. Zum Ausbilden einer De- korschicht wird eine Reinigung (Waschen, Trocknen), eine Grundlackierung (Trocknen), eine Bedruckung und eine Überlackierung direkt an der Gefässaussenfläche durchgeführt, was sehr aufwändig ist.
DE 199 02 045 und US 6 773 217 B2 beschreiben die Beschichtung eines Weissblechban- des, von dem Ronden ausgestanzt und diese mittels Tiefziehen zu Dosenkörpern für Getränkedosen geformt werden, wobei sich zwischen den Ronden grossen Mengen an Ausschussmaterial und die bereits erwähnten Probleme beim Erstellen der äusseren Dekorschicht ergeben. Beim Bedrucken von geformten Aerosoldosen können die Druckkosten in der Grössenord- nung des Rohdosenpreises liegen. Störungen an der Druckmaschine führen zu Unterbrüchen in der Dosenherstellung. Ein weiterer Nachteil liegt darin begründet, dass bei der Ausführung kleineren Dosen-Aufträgen an der Druckmaschine die Druckplatten bzw. Druckzylinder ausgewechselt werden müssen, was zum Stilllegen der gesamten Dosen- Fertigungslinie führt. Die Druckmaschine muss von einem Druckfachmann bedient und überwacht werden.
Für die Herstellung von dreiteiligen Dosen können Blechtafeln mit rasterförmig angeordne- ten Dekors bedruckt und anschliessen in einzelne Zargen zugeschnitten werden, wobei die Zargen zu Dosenmänteln weiter verarbeitet werden. Beim bekannte Drucken ist das Handhaben der Blechtafeln aufwändig und die verwendeten Lösungsmittel sind nachteilig und schränken den Ort für das Drucken ein, was zu unerwünschten Transportwegen führt. Das Schneiden in zwei orthogonalen Richtungen entsprechend der jeweils gewünschten Do- senhöhe und des entsprechenden Dosenumfangs ist insbesondere beim Wechsel zu Dosen mit anderen Massen aufwändig. Zudem gibt es bei den verwendeten Standard- Blechtafeln immer in beiden Richtungen Blechabschnitte, die nicht verwendet werden können. Aus der WO05/000498 ist eine Lösung bekannt, bei der ausgehend von einem Metallband mit einem Umform- und einem Schweissschritt ein in Umfangsrichtung geschlossenes Rohr hergestellt wird, von dem Mantelabschnitte für Dosen abgetrennt werden. An jedem mit einer gestossenen Laser-Längsnaht geschlossenen Dosenmantel wird an der unteren Stirnseite ein Dosenboden mit einer Lasernaht befestigt. Bei der oberen Stirnseite wird eine Verengung ausgebildet. Gegebenenfalls wird das obere Ende des Dosenmantels mittels Stauch-Necking oder Spin-Flow-Necking verengt, wobei diese Verengung bis zur Ausbildung des Ventilsitzes durchgeführt werden kann. Eine Dekorschicht an der Aussensei- te des Dosenmantels wird in der Form einer bedruckten Folie aussen auf das bereits gebildete Rohr aufgebracht. Damit die Folie genügend gut am Rohr hält, ist ein aufwändiges präzises Anlegen und Verbinden nötig. Gegebenenfalls wird die bedruckte Folie bereits vor dem Formen und Verschweissen des Rohres auf das flache Metallband aufgebracht. Hier entsteht der unerwünschte Aufwand beim Ausbilden der Laserlängsnaht, weil die bedruckte Folie vom Laserstrahl ferngehalten werden muss. Die WO05/068127 beschreibt ein ähnliches Herstellungsverfahren wobei zusätzlich der Dosenmantel radial nach aussen an eine Innenform gepresst wird. Es ist eine Dekorfolie beschrieben, die auf ihrer Aussenseite und auf der dem Dosenkörper zugewandten Innenseite gegebenenfalls mit einer Grundierung bedruckt ist und nach dem Bedrucken auf das flache Metallband aufgebracht wird. Über die Druckschicht der Innenseite wird eine Siegel- schicht aufgetragen, die auch durch die Druckschicht hindurch zwischen der Folie und dem Metallband eine feste Siegelverbindung gewährleistet. Eine auf der Innenseite in einer ersten Druckerei vorbedruckte und mit der Siegelschicht versehene Folienbahn wird gegebenenfalls in einem weiteren Druckschrift auf der Vorderseite bedruckt. Dieser weitere Druckschritt kann beim Dosenhersteller durchgeführt werden um spezifische Dekor-Informationen aufzubringen. Das heisst beispielsweise, dass zu einem Grunddekor im weiteren Druckschritt Beschriftungen aufgebracht werden, die für die jeweiligen Absatzmärkte unterschiedlich sind. Das Bereitstellen und Aufbringen der Dekorfolie ist somit mit mehreren Bearbeitungsschritten verbunden. Gemäss der EP 0 525 729 wird eine Dekorfolie in Umfangsrichtung direkt auf den Dosenkörper aufgewickelt und am Dosenkörper zu einer geschlossenen Folienhülle verbunden. Das Abtrennen und das Aufbringen eines Folienstückes auf den Dosenkörper ist bei dünnen Folien sehr schwierig, bzw. mit Problemen verbunden. Aus den Schriften US 4 199 851 , DE 197 16 079 und EP 1 153 837 A1 sind Lösungen bekannt, bei denen schrumpffä- higes Kunststoff-Flachmaterial um einen Wickeldorn gewickelt, zu geschlossenen Hüllen ausgebildet und als Rundum-Etiketten in axialer Richtung auf Flaschen bzw. Dosen geschoben und fest geschrumpft wird. Das Verschieben der Rundum-Etiketten über die Flaschen bzw. Dosen ist insbesondere bei dünnen Folien mit einer hohen Verformungs- und Beschädigungsgefahr verbunden. Nebst den Betätigungs- und den Reibungskräften kön- nen reibungsbedingte elektrostatische Ladungen und damit verbundene variable, auf die Folie wirkende elektrostatische Kräfte auftreten, so dass ein schnelles Übertragen der zylinderförmig geschlossene Folie äusserst störanfällig ist.
Die WO 2004/065273 A2 beschreibt das Verbinden eines Folienstückes zu einer ge- schlossenen Folienhülle an einer konkaven Innenfläche, an der zumindest ein Teil der Folie mit dem Überlappungsbereich anliegt. Zum Erzielen der Siegelverbindung wird der Überlappungsbereich von einer Pressleiste nach aussen an die konkaven Innenfläche gedrückt und dabei über eine Siegelverbindung verbunden. Die konkave Innenfläche kann ohne Verklemmungsprobleme mit der Folienhülle zusammen über einen Do- senkörper gestossen werden. In dieser Lage wird die Folienhülle durch einen
Schrumpfvorgang von der konkaven Innenfläche an die Mantelfläche des Dosenkörpers übertragen. Der Schrumpfprozess wird in einem Ofen durchgeführt. Zum Bedrucken der Folienbahnen ist ein Transferverfahren beschrieben. Dabei gelangt zumindest eine, vorzugsweise aber gelangen verschiedene Farben, auf eine Übertragungsfläche und von der Übertragungsfläche in einem Schritt auf die Folie. Die bedruckten Folien- bahnen müssen im Voraus gedruckt und gelagert werden bis sie auf Dosen aufgebracht werden. Dabei entsteht Planungs- und Lageraufwand.
Die für Dosen verwendeten Druck- und Bearbeitungsverfahren sind sowohl beim direkten Bedrucken der Dosen als auch beim Bedrucken und Aufbringen von Folien sehr aufwändig. Wenn Folien bedruckt werden, müssen mehr Folienabschnitte hergestellt werden, als benötigte Dosen, weil ja beim Aufbringen der Folien auf ein Metallband oder auf die Dosen mit Ausschuss zu rechnen ist. Wenn direkt auf die Dosen gedruckt wird, so entsteht Do- senausschuss bis der richtige Farbabgleich erzielt ist.
Für das Bedrucken von Papier in relativ kleinen Stückzahlen sind digitale Druckverfahren verbreitet. Die digitalen Verfahren benötigen keine vor dem Drucken bereitzustellenden Druckformen. Sie sind aber im Vergleich zu den Druckverfahren mit Druckformen langsam. Weil für eine kostengünstige Herstellung der Dosen die Anzahl der pro Zeit hergestellten Dosen sehr hoch ist, werden für das Dosendekor nur sehr schnelle Druckverfahren und somit bis jetzt keine digitalen Druckverfahren eingesetzt. US 5 207 153 beschreibt eine Lösung bei der nach dem Aufbringen des Dosendekors mit einem digitalen Inkjet- Druckverfahren eine Markierung auf den Dosenmantel aufgedruckt wird. Aus der US 6 769 357 ist eine Lösung bekannt, bei der die Mantelflächen von Dosenkörpern digital bedruckt werden, wobei eine Transportvorrichtung die Dosenmäntel auf Aufspannbolzen nacheinander zu den Druckköpfen mit verschiedenen Farben führt und dort beim Drucken mittels Servomotoren um die Achsen der Aufspannbolzen dreht. Beim Transport von einem Druckkopf zum nächsten müssen die Dosenmäntel in definierter Aus- richtung gehalten werden, damit die verschiedenen Farben koordiniert aufgetragen werden. Die Anforderung an die mechanische Transportvorrichtung bezüglich der genauen Ausrichtung ist sehr hoch, was zu aufwändigen Transportvorrichtungen führt. Wenn die Ausrichtung nicht genügend genau ist, wird die Bildqualität schlecht. EP 521 606 B1 beschreibt die Herstellung einer dreiteiligen Dose ausgehend von einem Stahlband, das auf einer Seite ein mittels Tiefdruck bedrucktes Folienband und auf der anderen Seite mindestens eine wärmeaushärtende Kunststoffschicht oder eine thermoplastische Harzschicht umfasst. Um eine gute Verbindung zwischen dem Stahlband und dem bedruckten Folienband zu gewährleisten, müssen Heizvorrichtungen mit grosser Ausdeh- nung eingesetzt werden, weil die hohe Temperatur über eine genügend lange Zeit wirken muss. Wenn die Verbindung ungenügend ist, so können Verformungen, wie das Ausbilden eines verengten Dosenhalses, zu unerwünschten Verformungen der Folie relativ zum Blech führen. Quer zur Längsausdehnung des Stahlbandes haben die Beschichtungen eine Ausdehnung, die etwas kleiner ist als der Dosenumfang. Vom Stahlband werden Tafeln bzw. Zargen für Dosenmäntel abgetrennt, die anschliessend umgeformt und mittels Widerstandschweissen zu geschlossen Dosenmänteln geformt werden. Die Schweissnaht muss mit Abdeckbe- schichtungen überdeckt werden. Die Weiterbearbeitung der Tafeln und insbesondere das Anbringen der Abdeckbeschichtungen ist aufwändig.
EP 646 428 A1 beschreibt eine ähnliche Lösung, wobei lediglich eine Innenbeschichtung und diese mit einer Extrusionsvorrichtung direkt auf dem flachen Blechband ausgebildet wird. Auch bei dieser Lösung ist die Weiterbearbeitung der Tafeln bzw. Zargen und insbe- sondere das Anbringen einer Nahtabdeckung aufwändig.
Die gängigen einteiligen Aluminium-Dosen werden zum Bereitstellen einer Innenbarriere innen nach dem Waschen und Trocknen mit einem Lösungsmittel haltigen Lack besprüht, der dann in einem Trocknungsofen unter Abgabe von unerwünschten Lösungsmitteldämp- fen getrocknet wird. Sowohl die bewegliche Sprühdüse als auch die Waschanlagen und/oder die Trocknungsanlagen mit den Lagerschalen zum Aufnehmen der Dosenkörper sind aufwändig aufgebaut bzw. unerwünscht gross.
EP 426 258 B1 beschreibt eine Lösung, bei der aus Blechstücken um einen Vorrichtungs- arm geschlossene Dosenmäntel gebildet werden, die aneinander anschliessend entlang des Vorrichtungsarms durch eine Innenbeschichtungsvorrichtung geführt werden. Vom Vorrichtungsarm her wird an die Innenseite der Dosenmäntel ein Kunstharzpulver aufgetragen, das durch Zufuhr von Wärme geschmolzen und emailliert und durch Abkühlen ausgehärtet wird. Vorzugsweise wird das Kunstharzpulver elektrisch geladen und mit einer Koronaentladung aufgetragen. Die Handhabung der einzelnen Blechstücke und der einzelnen Dosenmäntel ist aufwändig, insbesondere gelangt auch Kunstharzpulver zwischen den Dosenmänteln hindurch zur Aussenseite, was zu unerwünschten Verschmutzungen führt. WO2005/000498 A1 beschreibt eine Innenbarriere in der Form einer Folie, die vor der Rohrformung als Folienband auf das Metallband aufgebracht wird. Das Metallband wird mit einer Induktionsheizung vorgewärmt. Anschliessend wird das Folienband über eine Umlenkrolle auf das Metallband 1 gedrückt, so dass eine Siegelschicht des Folienban- des das Folienband mit dem Metallband verbindet. Ein Folienband mit Siegelschicht ist aufwändig in der Herstellung. Zum Ausbilden eines geschlossenen Rohres ist eine Schweissverbindung zwischen den beiden seitlichen Rändern des Metallbandes nötig. Weil das Folienband die im Bereich der Schweissnaht entstehende Temperatur nicht erträgt, wird sich das Folienband seitlich nicht bis zu den Rändern des Metallbandes erstrecken. Um trotzdem eine geschlossene Innenbarriere ausbilden zu können, wird nach der Nahtbildung ein Nahtabdeckband aufgebracht. Das Zuführen und dichte Verbinden des Nahtabdeckbandes ist aufwändig, weil es beim Ausbilden der Schweissnaht von dieser beabstandet sein muss und erst anschliessend durch das Zusammendrücken des gebildeten Rohres an den Nahtbereich angepresst wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu finden, mit der Dosen einfach und kostengünstig hergestellt werden können, wobei insbesondere ein qualitativ hoch stehendes Dekor und/oder eine dichte Innenbeschichtung mit möglichst grosser Flexibilität mit einfachen Anlagen erzielt werden soll.
Beim Lösen dieser Aufgabe wurden verschiedene Erfindungen gemacht, die in Kombinationen besonders vorteilhaft sind. Eine erste Erfindung betrifft das direkte Bedrucken des Metallbandes. Eine zweite Erfindung betrifft das Ausbilden einer in Umfangsrichtung geschlossenen Innenbeschichtung nach dem Ausbilden der Lasernaht am rohrförmig umge- formten Metallband und zwar vor dem Abtrennen von einzelnen Dosenmänteln. Eine dritte Erfindung betrifft die Verwendung mindestens eines Digitaldrucksystems. Allen Erfindungen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass langsamere und schnellere Bearbeitungsschritte kombiniert werden können, wobei dann aber auf eine lineare inline Produktion verzichtet werden muss und beispielsweise schnelle Bearbeitungsschritte in einer einzigen Linie und langsame in parallelen Linien, bzw. gleichzeitig in mehreren Bearbeitungsstationen, durchgeführt werden. Zudem kann eine schnell bedruckte Metallbahn auch zu einem Coil aufgewickelt werden, wobei solche Coils in langsameren Bearbeitungen parallel weiter verarbeitet werden. Die Metallbahn eines Coils kann auch vor der Weiterverarbeitung mit mindestens einem Längsschnitt in Teilbahnen aufgeteilt werden. Um die vielseitigen Dekor- Wünsche mit kleinem Aufwand erfüllen zu können, werden gegebenenfalls verschiedene Druckverfahren kombiniert und dabei an verschiedenen Stellen der Dosenherstellung oder gegebenenfalls ein digitales Druckverfahren erst beim Abfüllen der Dosen eingesetzt.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 6, 12, 16, 17, 18, 19 und 20 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte bzw. alternative Ausführungsformen.
Im Rahmen der ersten Erfindung wurde erkannt, dass bei der Dosenherstellung zum Bedrucken gemäss dem Stande der Technik im Wesentlichen nur zwei aufwändige Lösungen in Betracht gezogen werden, was auf ein einschränkendes Vorurteil hinweist. Zum Bedrucken von fertigen Dosen werden sehr teure und in der Handhabung aufwändige Druckvorrichtungen verwendet, welche die Dosenherstellung auf Betriebe zur Dosenherstellung einschränken. Das Bedrucken von Tafeln und Folienbändern hingegen erfolgt in Druckbetrieben, die auf Spezialdrucke ausgelegt sind. Erst mit der Er- kenntnis, dass direkt ein Metallband bedruckt werden muss, hat sich eine Lösung ergeben, die das Drucken des Dekors und das Herstellen der Dose beim Abfüllbetrieb ermöglicht.
Bei der erfinderischen Lösung wird das zum Herstellen von Dosenmänteln verwendete Metallband in einem Druckschritt mit Dekorflächen bedruckt, die in einer ersten Richtung des Metallbandes, vorzugsweise in dessen Längsrichtung, die Ausdehnung in Richtung der Dosenachse und quer zur ersten Richtung die Ausdehnung in Richtung des Dosenumfangs aufweisen, wobei im Bereich jeder Dekorfläche mindestens eine Längs-Registermarke angeordnet ist, und die Längs-Registermarken die Steuerung von Trennschritten so ermög- licht, dass die abgetrennten Abschnitte des Metallbandes je eine vollständige Dekorfläche umfassen. Die Abschnitte werden als Dosenmäntel eingesetzt. Vorzugsweise wird das Metallband bereits vor dem Trennschritt mit einer gestossenen Laser-Längsnaht in Umfangs- richtung geschlossen und anschliessend werden geschlossene Dosenmäntel abgetrennt. Mit etwas grösserem Aufwand ist es auch möglich, Abschnitte des Metallbandes erst nach dem Trennschritt in die Dosenmantelform umzuformen und mit einer gestossenen Laser- Längsnaht in Umfangsrichtung zu schliessen. Die vielen kurzen Laser-Längsnähte können jeweils am Ende zu Problemen führen, weil dort die eingetragene Wärme nicht weiterflies- sen und eine lokale Überhitzung entstehen kann. An einer Stirnseite jedes Dosenmantels wird ein Dosenboden befestigt. Zum Bedrucken können alle bekannten Druckverfahren eingesetzt werden, wobei vorzugsweise mindestens ein Offset- oder ein Flexo- oder ein Sieb-Druckverfahren verwendet wird. Weil das Aushärten bzw. Trocknen der Farben beim Bedrucken für das anschliessende Weiterverarbeiten oder für das anschliessende Aufwickeln auf einen Coil sehr schnell erfol- gen muss, wird die Farbe vorzugsweise mittels UV gehärtet. Über die Farben kann noch eine Deckschicht aufgetragen oder aufgedruckt werden, welche etwa eine glatte Oberfläche und eine gewisse Kratzfestikeit gewährleistet.
Die mindestens eine Längs-Registermarke im Bereich jeder Dekorfläche erlaubt die ge- wünschte Steuerung der Trennschritte. Wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Dekors ein kleiner Abstand ausgebildet ist, kann auch ein Rand des Dekors als Längs- Registermarke verwendet werden. Vorzugsweise wird aber eine charakteristische im Dekor oder gegebenenfalls am Rand des Dekors aufgedruckte Längs-Registermarke verwendet. Weil die Dosenmäntel bzw. die Abschnitte für Dosenmäntel nach dem Drucken abgetrennt werden und weil sich das Dekor vorzugsweise über die gesamte Höhe eines Dosenmantels erstrecken muss, wird der Abstand zwischen den Dekors möglichst klein gewählt. Gegebenenfalls wird sogar auf einen Abstand verzichtet. Daher ist es auch sehr wichtig, dass die Trennlinie in Längsrichtung des Metallbandes sehr genau platziert werden, was mit aufge- druckten Längs-Registermarken erzielt werden kann.
Weil zumindest bei einer Stirnseite des Dosenmantels eine Laser-Verbindung zu einem Dosenboden ausgebildet wird, ist es vorteilhaft, wenn bei der Stirnseite ein enger Randbe- reieh des Dosenmantels frei vom Dekor ist. Dieser freie Randbereich wird vorzugsweise dadurch gewährleistet, dass das Dekor nicht bis zur Linie gedruckt wird, bei der die Trennung erfolgt. Es wäre auch möglich, dass beim Trennen oder nach dem Trennen das Dekor im Randbereich entfernt wird. Es hat sich gezeigt, dass eine Laser-Verbindung gegebenenfalls auch möglich ist, wenn der Laserstrahl erst nach dem Durchtritt durch das Dekor, bzw. der damit verbundenen Entfernung des Dekors, die metallische Schicht des Do- senmantels mit der metallischen Schicht des innen am Dosenmantel anliegenden Dosenbodens verbindet.
Wenn auf das Metallband quer zu dessen Längsrichtung mindestens zwei Dekors nebeneinander aufgedruckt werden, so muss das Metallband in die entsprechende Anzahl von Teilbahnen aufgeteilt werden. Weil die beiden Längsseiten jeder Teilbahn, oder gegebe- nenfalls der Abschnitte davon, stumpf zusammengeführt und mittels Laserschweissen verbunden werden, ist es vorteilhaft, wenn bei den Längsseiten ein enger Randbereich des Dosenmantels frei vom Dekor ist. Dieser freie Randbereich wird vorzugsweise dadurch gewährleistet, dass das Dekor nicht bis zu den Längsseiten gedruckt wird. Es ist zweck- mässig, wenn beim Aufteilen in Teilbahnen oder nach dem Aufteilen bei beiden Längsseiten eine saubere Schnittlinie ausgebildet wird. Gegebenenfalls wird im an die Schnittlinie bzw. Längsseite anschliessenden Randbereich das Dekor entfernt.
Damit verschiedene Farben auf dem Metallband sehr gut halten, wird vor dem Bedrucken vorzugsweise eine Grundierung aufgetragen oder aufgedruckt. Die Grundierung kann einerseits auf das Haften an der metallischen Oberfläche und andererseits auf das Bereitstellen einer bedruckbaren Oberfläche ausgerichtet werden. Wenn diese beiden Aufgaben nicht vom gleichen Lack gelöst werden, so kann ein Primer für das Haften und darauf ein Decklack für die bedruckbare Oberfläche aufgetragen werden. Besonders vorteilhaft ist eine Grundierung die als Blechband-Beschichtung bzw. Coil Coating aufgetragen wird.
Beim Coil Coating werden gewalzte Metallbänder organisch beschichtet, wobei aufgrund der einfachen Geometrie ein hoher Auftragswirkungsgrad erreicht werden kann. Die dabei notwendigen Schritte beschränken sich auf das Lackieren und das Trocknen. Gegebenen- falls wird auch noch eine Reinigung, eine Vorbehandlung und/oder eine Nachbehandlung durchgeführt. Wenn auf die Oberfläche des Metallbandes keine Fette und Öle aufgebracht wurden, so kann auf eine Reinigung verzichtet werden. Es ist beispielsweise möglich eine erste Lackschicht (Primer) in einem Walzverfahren aufzutragen, bei etwa 240 °C einzubrennen, anschließend eine zweite Lackschicht (Decklack) wiederum im Walzverfahren aufzutragen und wieder bei etwa 240 °C einzubrennen. Anschliessend kann das Metallband zu einem Coil aufgerollt oder direkt weiter verarbeitet werden.
Weil der Coil Coating Schritt am besten direkt bei der Herstellung des Metallbandes durchgeführt wird, handelt es sich bei mit Coil Coating grundierten Metallbändern um Spezialpro- dukte. Wenn nun für die Dosenherstellung ein solches spezielles Ausgangsprodukt nötig ist, kann dies zu unerwünschten Engpässen oder Problemen führen. Es ist zweckmässig die Dosen ausgehend von Metallbändern herzustellen, die überall problemlos erhältlich sind. Die gängigen Stahlbänder sind gegen Oxidation mit einer Zinn- oder Chrom- Beschichtung sowie gegebenenfalls mit Fett oder Öl geschützt. Damit gängige Metallbän- der verwendet werden können, wird das Metallband gegebenenfalls gereinigt und/oder ge- bürstet und dann direkt vor dem Bedrucken mit einer Grundierung versehen. Die Grundierung kann direkt von einer Druckmaschine aufgetragen werden, insbesondere nur im Bereich der zu druckenden Dekors. Dabei muss die Grundierung aber schnell härten, was vorzugsweise mit einer unter UV Bestrahlung härtenden Grundierung erzielt wird.
Vorzugsweise werden lösungsmittelhaltige Lacksysteme eingesetzt, insbesondere Zweikomponentensysteme (2K-Lacke) mit einem Bindemittel aus Harz und Härter. Es sind aber auch lösungsmittelfreie Systeme möglich, beispielsweise unter UV härtende Grundierungen. Gängige Lacksysteme basieren auf Polyester und Polyurethan (und Kombinationen), Epoxiharz und Polyvinylidenfluorid (PVDF). Polyurethanlacke kommen als 1- und 2-
Komponenten-Systeme zur Anwendung. Die Härtung wird bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durchgeführt. Bei 2-Komponentensystemen kann Polyisocyanat und eine polyalkoholhaltige Komponente verwendet werden. Polyurethanlacke sind insbesondere auch für Coil-Coating-Verfahren geeignet. Erste für Metall geeignete Lacke waren
Nitrocelluloselacke mit Alkydharzen. Alkydharze können mit vielen anderen Filmbildnern kombiniert werden, etwa mit Phenolharzen und Epoxiharzen. Polyvinylester besitzen eine gute Klebekraft und haften gut auf metallischen Flächen. Acrylharze können in Kombination mit anderen Harzen auf Metall eingesetzt werden. Die Oberfläche der Grundierung wird so gewählt, dass günstige Druckverfahren mit günstigen Druckfarben eingesetzt werden können. Es kann beispielsweise eine Standard-Offset- Druckmaschine (Folienzylinder und Gummituchzylinder) mit den vielseitig verwendeten und dabei günstigen ölbasierten Farben eingesetzt werden. Nebst Haetset-Rollenoffset- Druckfarben sind gegebenenfalls auch wasserverdünnbare oder UV härtbare Farben und Farben mit Lösungsmitteln einsetzbar, die bei tieferen Temperaturen trocknen. Nebst dem Offsetdruck können auch Flexodruck-, Verpackungs-Tiefdruck- und Siebdruckverfahren vorteilhaft eingesetzt werden. Beim Flexodruck wird dünnflüssige Farbe (UV härtbar, lösemittelbasiert oder wasserbasiert) von einer Tauchwalze zur Auftragswalze geführt und die Auftragswalze überträgt den Farbfilm auf die erhabenen Druckformen des Formzylinders. Beim Tiefdruck wird die Druckform mit den Vertiefungen durch Eintauchen in dünnflüssige Farbe eingefärbt und überflüssige Farbe mit einem Stahlmesser (Rakel) abgezogen.
Im Verpackungsbereich wird häufig mit Echtfarbtönen und gegebenenfalls auch mit Grundierungen gearbeitet. Aus diesem Grund sind die Maschinen meist mit einer grossen An- zahl Farbwerken ausgestattet. Bei Reihen-Mehrzylindermaschinen weist jedes Druckwerk einen eigenen Druckwerkständer mit Gegendruckzylinder auf und das Metallband legt zwischen den Druckwerken eine längere Trocknungsstrecke zurück. Beim Siebdruck wird die Druckfarbe mit einer Gummirakel durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf das zu bedruckende Metallband bzw. dessen Lackschicht gedruckt. An denjenigen Stellen des Gewebes, wo dem Druckbild entsprechend keine Farbe gedruckt werden soll, werden die Maschenöffnungen des Gewebes durch eine Schablone farbundurchlässig gemacht. Im Vergleich zu anderen Druckverfahren ist die Geschwindigkeit kleiner. Für den Siebdruck werden sehr viele Farbsorten angeboten. Sie unterscheiden sich vor allem in ihren Haftungseigenschaften, Beständigkeiten auf verschiedenen Materialien und in ihrem Trock- nungsverhalten. Aufgrund des grossen Farbangebotes kann gegebenenfalls auch eine Farbe eingesetzt werden, welche direkt auf das Metall aufgetragen werden kann und dazu gegebenenfalls ähnliche Binder aufweist, wie die vorne beschriebene Grundierung. Um ein schnelles Trocknen bzw. Härten der Farbe zu erzielen, werden vorzugsweise Farben verwendet, die mit UV Licht oder gegebenenfalls mit Elektronenstrahlen gehärtet werden kön- nen.
Offsetdruck kommt vor allem dann zur Anwendung, wenn höchste qualitative Anforderungen bezüglich Rasterdruck und Farbtreue gefordert sind. In Kombination mit Siebdruck, Heissfolienprägedruck oder Kaltfoliendruck können spezielle Effekte erzeugt werden.
Günstige Druckplatten bzw. Druckwalzen mit flexiblen Druckplatten sowie der hohe Standardisierungsgrad im Offsetdruck machen dieses Verfahren auch interessant für das Drucken von einfacheren Dekors zu attraktiven Preisen. Überall dort, wo hohe Deckung, Detailgenauigkeit und Farbkraft gefordert werden, um brilliante, hochwertige Bildwirkungen zu erzielen, eignet sich Siebdruck ausgezeichnet. Mittels Lackauftrag werden Spezialeffekte wie zum Beispiel Reliefs ermöglicht. Duftlacke, thermochromatische Farben und Glitzerfarben sind nur einige Beispiele für Anwendungsfelder des Siebdrucks. Mit dem Siebdruckverfahren lässt sich zudem jedes Dekor mit der Blindenschrift Braille versehen.
Für die Herstellung von Rundsiebdruckformen werden flexible Siebdruckplatten verwendet die durch Belichten und weitere Bearbeitungsschritte die gewünschte Farbdurchlässigkeit erhalten. Die Verarbeitung ist gleichwertig zu anderen fotopolymeren Druckplatten, wie sie für den Buchdruck und den Flexodruck verwendet werden. Sämtliche Arbeitsschritte können mit wenigen, einfachen Hilfseinrichtungen rasch ausgeführt werden. Vom Reprofilm bis zur einsatzfähigen Druckform benötigt man weniger als 30 Minuten. Die Siebdruckplatten können auch ohne analogen Film digital bebildert werden. Das bedruckte Metallband kann gemäss einem beliebigen bekannten Verfahren zu geschlossenen Dosenmänteln und weiter zu Dosen verarbeitet werden. Besonders vorteilhaft ist es aber einsetzbar für eine Weiterverarbeitung bei der es von mindestens einer Rohrformanlage mit einer Laserschweissvorrichtung in ein stumpf geschlosse- nens Rohr verarbeitete wird, von dem mit einer Trennvorrichtung Abschnitte als Dosenmäntel abgetrennt werden. Wenn auf dem Metallband seitlich nebeneinander mindestens zwei Dekors angeordnet sind, so wird das Metallband in eine entsprechende Anzahl Teilbänder aufgeteilt, die in Querrichtung je nur das Dekor für einen Dosenman- tel aufweisen. Eine seitliche Beschneidung kann auch durchgeführt werden, um für das Schweissen saubere und exakte seitliche Kontaktflächen auszubilden. Beim seitlichen Schneiden kann bei Bedarf auch in einem schmalen Randbereich das Dekor mitsamt der Grunddierung entfernt werden, um für die Lasernaht die metallische Schicht von aussen her freizulegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden am flachen Metallband in Normalebenen zur Längsachse des Metallbandes Schlitze im Metallband ausgebildet. Diese Schlitze erleichtern nach der Rohrformung das Abtrennen von Dosenmänteln bzw. Abschnitten, weil dann nur noch in den Bereichen ohne Schlitze eine Trennung durchgeführt werden muss. Die Schlitze erstrecken sich aber nicht bis zu den beiden seitlichen Randbereichen des Metallbandes. In beiden seitlichen Randbereichen des Metallbandes wird auf Schlitze verzichtet, weil dort ja die Laserlängsnaht ausgebildet werden muss. Vorzugsweise wird auch in der Mitte zwischen den beiden seitlichen Randbereichen auf einen Schlitzverzichtet. Nach dem Schweissen des Rohres gibt es bei der Lasernaht und im bezüglich der zentralen Rohrach- se gegenüberliegenden Bereich keine Schlitze. An diesen zusammenhängenden Bereichen können Antriebsmittel, insbesondere Schleppraupen, reibungsschlüssig ans Rohr angreifen und den für die Rohrherstellung gewünschten Vorschub erzielen.
Die Schlitze werden vorzugsweise direkt bei der Druckmaschine ausgebildet. Sie können als Längs-Registermarken verwendet werden und erlauben dann beim späteren Abtrennen der Rohrabschnitte die gewünschte Steuerung der Trennschritte. Gegebenenfalls umfasst die Druckmaschine auch eine Prägestation, bei der das Metallband beispielsweise mit Prägewalzen bearbeitet wird. Am Ende der Druckmaschine kann eine Längsschneideinrichtung angeordnet werden, welche das bedruckte und geschlitzte Metallband in Teilbänder aufteilt. Die Schlitze werden so ausgebildet, dass die Teilbänder an den Rändern und in der Mitte keine Schlitze aufweisen. Die Teilbänder können aufgerollt und zwischengelagert, oder direkt parallel weiterverarbeitet werden.
Für bedruckte Dosen mit einer Innenbeschichtung wird zwischen der Laserschweiss- Vorrichtung und der Trennvorrichtung eine in Umfangsrichtung geschlossene Beschich- tung an der Innenseite des entstehenden Rohres angebracht. An mindestens einer Stirnseite jedes Dosenmantels wird vorzugsweise ein Anschlussbereich ausgeformt, an dem mit einer Laserverbindung ein Abschlussteil befestigt werden kann. Gegebenenfalls werden mit einem Digitaldrucksystem zusätzliche Dekor- oder Informationselemen- te am Dosenmantel aufgedruckt, wobei dies vorzugsweise erst vor oder nach der Abfüllanlage erfolgt und dabei erlaubt spezifische, insbesondere individualisierte, Informationen auf den Dosen anzubringen.
Im Rahmen der zweiten Erfindung wurde erkannt, dass die Innenbeschichtung nach dem Laserschweissen des entstehenden Rohres und vor dem Abtrennen der Dosenmäntel an der Innenseite des Rohres ausgebildet werden soll, weil dann auch die Naht überdeckt ist und nicht jede Dose einzeln beschichtet werden muss.
Zum Herstellen eines Dosenkörpers mit einem Dosenmantel und einem Dosenboden wird daher ein Metallband in dessen Längsrichtung bewegt, bei einer Formvorrichtung in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes zu einem Rohr geformt und bei einer Schweisseinrichtung in einem Schweissschritt mit einer Laser-Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrichtung geschlossen. Bei einer Trenneinrichtung werden mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abgetrennt sowie als Dosenmäntel mit einer Laser-Längsnaht bereitgestellt. Anschliessend werden Verbindungsschritte durchgeführt, mit denen an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt wird. In einem Bearbeitungsbereich nach der Schweisseinrichtung und vor der Trenneinrichtung wird mit einer Innenbeschichtungseinrichtung ein Innenbeschichtungsschritt durchgeführt, bei dem an der Innenseite des geschlossenen Rohres eine in Umfangsrichtung geschlossene Innenbeschichtung ausgebildet wird. Weil dabei auch die Naht abgedeckt wird, kann auf einen zusätzlichen Nahtabdeckungsschritt verzichtet werden.
Die Dicke der Innenbeschichtung ist meist kleiner als die Dicke des Metallbandes. Eine gute Haftverbindung zwischen der Rohrwand und der Innenbeschichtung ist für viele An- wendungen wichtig, weil sonst beim Trennschritt die Gefahr besteht, dass sich die Innenschichtung etwas vom Rohr löst. In speziellen Anwendungen kann es auch erwünscht sein, eine nur geringe Haftwirkung zwischen der Innenbeschichtung und dem Metallkörper zu erzielen, um mit einer definierten Abschälkraft die Komponenten voneinander trennen zu können. Wenn die Innenseite des Rohrs im Querschnitt kreisrund und ohne Absatz ausgebildet ist, also stumpf geschweisst, so kann die extrudierte Innenbeschichtung gut an die Innenseite angepresst werden, was bei einer beim Extrudieren genügend haftenden Kunststoffmasse eine gute Verbindung bewirkt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Innenbeschichtungsschritt die Innenseite mit einer Innenbeschichtung, vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen (PE) bzw. aus Low Density Polyethylen (LDPE) versehen, welche mittels einer Extrusions- düse im plastifizierten Zustand zugeführt wird. Es versteht sich von selbst, dass die Innenbeschichtung jeweils gemäss den Spezifikationen für das in die Dose zu füllende Produkt gewählt wird und somit beispielsweise auch PET oder PP eingesetzt werden könnte. Das Extrudieren und an die Innenseite Anlegen einer schlauchförmigen Kunststoff-Innenschicht hat den Vorteil, dass kein Trocknungs- bzw. Härtungsschritt mit einer hohen Temperatur durchgeführt werden muss. Wenn die Kunststoff-Innenschicht nicht von sich aus an der Innenseite haftet, so muss das Haften gegebenenfalls mit einer vorgängig auf das flache Metallband aufgebrachten Haft- oder Siegelschicht erzielt werden. Abhängig von den Kontakteigenschaften der Innenseite des geschlossenen Rohres bzw. des Metallbandes und den Hafteigenschaften der Kunststoff-Innenschicht kann es auch genügen, wenn das geschlossene Rohr erwärmt wird, bevor die Kunststoff-Innenschicht aufgetragen wird. Gegebenenfalls wird zwischen der Innenseite und der Kunststoff-Innenschicht eine Haftvermittlungsschicht aufgetragen, welche vorzugsweise beim Innenbeschichtungsschritt mittels einer Extrusionsdüse zugeführt wird. Die Innenbeschichtung kann dabei als Mono- schicht ausgeführt sein, oder aber als Mehrschichtaufbau extrudiert werden. Bei der Mehr- schichtextrusion bzw. der Coextrusion würde dieser Schichtverbund aus mindestens einem Haftvermittler und mindestens einer Funktionsschicht bestehen (Zweischichtcoextrusion). Gegebenenfalls wird die Haftvermittlungsschicht oder eine Halteschicht für die Kunststoff- Innenschicht bereits vor dem Innenbeschichtungsschritt auf das Metallband aufgetragen, wobei für das Trocknen oder Aushärten Wärme oder gegebenenfalls UV Licht zugeführt werden. Bei einem Schlauchauftrag aus einer ringförmigen Extrusionsdüse wird eine schlauchförmige Kunststoff-Innenschicht extrudiert und vorzugsweise mittels eines Druckunterschieds zum Anliegen an die Rohr-Innenseite gebracht werden. Bei einer ersten Gruppe von Lösungen ist nach der Extrusionsdüse im Rohrinnern ein Schleppstopfen angeordnet und der Rohr-Innenraum der von der Extrusionsdüse, dem Schleppstopfen und einem Abschnitt der schlauchförmigen Kunststoff-Innenschicht umgeben ist, wird von der Extrusionsdüse her mit Stützluft gespiesen. Der dabei in diesem Innenraum entstehende erhöhte Druck presst die schlauchförmige Kunststoff-Innenschicht an die Innenseite des geschlossenen Rohres. Zusammen mit entsprechenden Haftungseigenschaften (Haftvermittler und/oder Wärme) wird gewährleistet, dass die Kunststoff- Innenschicht dauerhaft an die Innenseite des geschlossenen Rohres haftet. Gegebenenfalls führt der Schleppstopfen zu einem Anpressen der Kunststoff-Innenschicht an die Innenseite des geschlossenen Rohres.
Bei einer zweiten Gruppe von Lösungen ist vor der Extrusionsdüse im Rohrinnern ein Unterdruckraum ausgebildet, welcher radial ausserhalb der Extrusionsdüse einen Unterdruck bereitstellt, welcher die schlauchförmige Kunststoff-Innenschicht an die Innenseite des geschlossenen Rohres saugt.
Anstelle des Schlauchauftrags könnte auch ein Druckauftrag vorgesehen werden, bei dem das Beschichtungsmaterial von der Extrusionsdüse radial an die Innenseite des Rohres gepresst wird. Weil bereits kleine Schwankungen des Rohrdurchmessers zu Ungenauigkei- ten bei der aufgetragenen Schicht führen können, scheint der Druckauftrag für diese An- wendung weniger geeignet als der Schlauchauftrag.
Eine Extrusionsvorrichtung umfasst nebst der Extrusionsdüse das Extrusionswerkzeug, mindestens eine ins Extrusionswerkzeug führende Schmelzleitung, sowie mindestens eine Versorgungsleitung und mindestens einen Extruder, der die mindestens eine Leitung mit dem zu extrudierenden Material speist. Gegebenenfalls wird auch eine Schmelzepump zwischen den Extruder und den Rest geschaltet. Wenn mindestens zwei Rohre parallel hergestellt werden, so ist es zweckmässig, den mindestens einen Extruder zum Speisen von parallel eingesetzten Extrusionswerkzeugen zu verwenden. Ein Extrusionswerkzeug ist dem Innern eines entstehenden Rohres zugeordnet und wird von der Seite her gehalten, wo das Metallband noch offen ist, bzw. die seitlichen Randflächen des Metallbandes noch nicht zusammengeführt sind. Im Innern des Extrusionswerkzeuges sind Verbindungen ausgebildet, die zumindest das Schmelzmaterial für die Kunststoff-Innenschicht von mindestens einer Leitung so zur Extrusionsdüse führen, dass dieses schlauchförmig aus einer ringförmigen Austrittsöffnung ausgetragen werden kann. Gegebenenfalls sind auch Verbindungen für einen Haftvermittler vorgesehen, der so zugeführt wird, dass er zwischen die Kunststoff- Innenschicht und die Innenseite des geschlossenen Rohres zu liegen kommt. Der Haftvermittler wird vorzugsweise mit dem Kunststoffmaterial aus einer gemeinsamen Düsenöffnung ausgetragen. Gegebenenfalls wird der Haftvermittler getrennt vom Kunststoffmaterial aus einer eigenen Düsenöffnung ausgetragen. Weitere Verbindungen im Extrusionswerk- zeug können für die Stützluftzuführung und/oder einen Unterdruckanschluss vorgesehen werden.
Die Elemente der Innenbeschichtungsvorrichtung werden so angeordnet, dass die Kunststoff-Innenschicht nach der Schweissvorrichtung an die Innenseite des Rohres angelegt wird. Das Extrusionswerkzeug und die Extrusionsdüse können in einem Bereich von der Formvorrichtung bis nach der Schweissvorrichtung angeordnet werden.
Für die Rohrformung, das Laserschweissen der Rohrlängsnaht, das Anbringen der in Umfangsrichtung geschlossene Innenbeschichtung und das Abtrennen von Dosenmänteln kann ein beliebiges Metallband zugeführt werden, insbesondere auch ein unbeschichtetes und unbedrucktes. Gegebenenfalls umfasst das verwendete Metallband auf der späteren Innenseite eine Haftbeschichtung für die in Umfangsrichtung geschlossene Innenbeschichtung. Vorzugsweise wird aber ein auf der späteren Aussenseite bereits bedrucktes Metallband verwendet, wobei das Dekor vorzugsweise auf eine Grundierung gedruckt ist und über dem Druck gegebenenfalls eine Deckschicht angebracht ist. Die geschlossenen Dosenmänteln werden gemäss einem bekannten Verfahren weiter zu Dosen verarbeitet. Wenn auf dem Metallband seitlich nebeneinander mindestens zwei Dekors angeordnet sind, so wird das Metallband in eine entsprechende Anzahl Teilbänder aufgeteilt, die in Querrichtung je nur das Dekor für einen Dosenmantel aufweisen. Eine seitliche Be- schneidung kann auch durchgeführt werden, um für das Schweissen saubere und exakte seitliche Kontaktflächen auszubilden. Beim seitlichen Schneiden kann bei Bedarf auch in einem schmalen Randbereich das Dekor mitsamt der Grundierung entfernt werden, um für die Lasernaht die metallische Schicht von aussen her freizulegen. Bei Ausführungsformen, die am flachen Metallband in Normalebenen zur Längsachse des Metallbandes Schlitze im Metallband ausbilden, ist nach der Rohrformung das Abtrennen von Dosenmänteln bzw. Abschnitten erleichtert. Es muss nur noch in den Bereichen ohne Schlitze eine Trennung durchgeführt werden. Vorzugsweise muss die Trennung nur in zwei bezüglich der zentralen Rohrachse einander gegenüberliegenden schmalen Teilbereichen des Rohrumfangs durchgeführt werden. Weil die Mantelfläche des Rohrs in diesen Teilbereichen nur wenig von einer Tangentialebene abweicht, können zum Abtrennen zwei einander gegenüberliegende, sich über den jeweiligen schmalen Bereich erstreckenden Trenneinrichtungen eingesetzt werden, die je von einer Seite her, den zu trennenden Be- reich durchstechen. Weil das entstehende Rohr von einem zentralen Dorn geführt und kontinuierlich entlang der Rohrachse in Bewegung ist, umfasst die Trenneinrichtung Schneidelemente, die bei ihrer Schneidbewegung zusätzlich mit dem Rohr mitbewegt werden.
Eine einfach aufgebaute Schneideinrichtung umfasst eine drehende Trommel mit radial vorstehenden Schneidkanten. Die Drehachse der Trommel ist orthogonal zur Rohrachse angeordnet. Der Trommeldurchmesser ist so gewählt, dass der Umfang einem ganzzahligen Vielfachen der gewünschten Länge der Rohrabschnitte entspricht, wobei die Schneidkanten in entsprechenden Umfangsabständen an der zylindrischen Aussenfläch der Trommel angeordnet sind und dabei in Ebenen parallel zur Drehachse liegen. Für einen effizien- ten Trennschritt ist es zweckmässig, wenn die Schneidkante mit einer Stützkante des Dor- nes zusammenwirkt. Weil die Wandstärke des Rohres sehr klein ist und der Trommeldurchmesser genügend gross ist, steht die Ebene der Schneidkante während des Schneidvorgangs nahezu senkrecht zur Rohrachse und die entstehende Schnittlinie liegt dann nahezu in einer Normalebene zur Rohrachse.
Wenn ein hoher Anspruch daran gestellt wird, dass die Schnittlinie in einer Normalebene zur Rohrachse liegt, und/oder wenn sich die Schnittlinie über einen grossen Umfangsab- schnitt des Rohres erstreckt, so können Schneidkanten mit Führungseinrichtungen verwendet werden, wobei eine solche Führungseinrichtung die Schneidkante mit den daran anschliessenden Flächen der Schneideinrichtung während des gesamten Schneidvorgangs in einer Normalebene zur Rohrachse hält und gleichzeitig diese Normalebene mit der Geschwindigkeit des Rohrvorschubs bewegt. Nach dem Trennschritt wird die Schneidkante ausserhalb des Rohres entgegen der Vorschubrichtung des Rohres von der Führungseinrichtung zurückgestellt. Die Führungseinrichtung kann in einer Schnittebene entlang der Rohrachse die Schneidkante kreisähnlich bewegen, wobei während des Schneidens in Richtung der Rohrachse vorzugsweise eine im Wesentlichen konstante mit der Vorschubgeschwindigkeit der Rohres übereinstimmende Geschwindigkeit gewährleistet werden soll. Die Schneidkante bewegt sich nicht nur radial mit der Schneidgeschwindigkeit, sondern auch in Richtung des Rohrvorschubs. Beim Schneiden bewegt sich die Schneidkante in der Schnittebene vorzugsweise entlang einer Geraden, was als kleine Abweichung von einer Kreislinie verstanden werden soll.
Die Stützkante des Domes ist vorzugsweise so positioniert, dass die Schneidkante beim Auftreffen auf der Rohrinnenseite im gewünschten minimalen Abstand zur Stützkante steht. Dieser minimale Abstand ist an die Wandstärke des Rohres angepasst. Am Anfang des Schneidprozesses, also beim Einstechen der Schneidkante in den Rohrmantel, wird die Innenseite des Rohrmantels etwas an den Dorn angepresst. Damit dabei keine reibungsbedingte Bremsung des Rohrmantels erfolgt, ist die Kontaktfläche des Domes von einem Material mit einem möglichst kleinen Reibungskoeffizienten gebildet, beispielsweise von keramischem Material. Um die beim Schneiden von der Schneidkante auf das Rohr wirkenden Kräfte möglichst klein zu halten, kann die Schneidkante so ausgebildet oder gegebenenfalls bewegt werden, dass beim Einstechen nur ein Teil der Schneidkante mit dem Rohr in Kontakt ist und die anderen Teilbereiche erst anschliessend in Kontakt treten. Besonders geeignet dazu ist beispielsweise eine zahnförmige Schneidkante, wobei die Zahn- spitzen im Wesentlichen auf einem Kreissegment liegen, so dass beim Einstechen zumindest ein Teil der Zähne im Wesentlichen gleichzeitig in das Rohr eintreten. Der Vorschub und die Vertiefungen zwischen den Zähnen werden so gewählt, dass am Ende des
Schneidvorganges das Rohr auf der gesamten Länge der Schneidkante abgetrennt ist. Es hat sich nun gezeigt, dass Schneidkanten, die sich über Kreissegmente erstrecken, nicht nur zum Abtrennen bei geschlitzten Rohren vorteilhaft einsetzbar sind. Auch unabhängig von den in den Patentansprüchen beanspruchten Erfindungen sind Lösungen neu und erfinderisch, welche zum Schneiden von kontinuierlich bewegten Rohren entlang des Rohrumfangs eine Mehrzahl von Schneidkanten vorsehen, welche im Wesentlichen in Normalebenen zur Rohrachse radial zur Rohrachse hin bewegbar sind, wobei am Ende der Schneidbewegung die Schneidkanten radial innerhalb der Rohr-Wand liegen und sich dabei zu einer geschlossenen Linie ergänzt haben. Vorzugsweise wirken die Schneidkanten mit einer Stützkante eines Domes im Rohrinnern zusammen. Nach dem Schneiden werden die Schneidkanten wieder radial nach aussen bewegt. Die kleinen radialen Bewegungen der Schneidkanten sind in äusserst kurzen Zyklen durchführbar. Beim Abtrennen mit radial bewegten Schneidkanten entstehen keine Späne und es kann auf das Entfernen von Spänen verzichtet werden.
Bei äusserst dünnwandigen Metallrohren kann gegebenenfalls auf eine Bewegung der Schneidkanten in Richtung der Rohrachse verzichtet werden, wobei dann der während des Schneidvorgangs vorgeschobene äusserst kurze Rohrvorschub etwas radial nach innen um die Stützkante umgeformt werden kann. Wenn der Rohrvorschub durch in Rohrlängsrichtung fix positionierte Schneidkanten beeinträchtigt wird, so werden die Schneidkanten beim Schneiden in Rohrlängsrichtung bewegt. Dazu kann die zum Erzielen der Schlitze bereits beschriebene Trommellösung oder die Lösung mit Führungseinrichtungen verwendet werden, wobei solche Führungseinrichtungen die Schneidkanten während des Schneidvorgangs in einer Normalebene zur Rohrachse halten und gleichzeitig diese Normalebene mit der Geschwindigkeit des Rohrvorschubs bewegen. An mindestens einer Stirnseite jedes Dosenmantels wird vorzugsweise ein Anschlussbereich ausgeformt, an dem mit einer Laserverbindung ein Abschlussteil befestigt werden kann. Gegebenenfalls werden mit einem Digitaldrucksystem zusätzliche Dekoroder Informationselemente am Dosenmantel aufgedruckt, wobei dies vorzugsweise erst vor oder nach der Abfüllanlage erfolgt und dabei erlaubt spezifische, insbesondere indivi- dualisierte, Informationen auf den Dosen anzubringen.
Im Rahmen einer dritten Erfindung, die auch für sich alleine vorteilhaft ist, wurde erkannt, dass bei der Dosenherstellung Digitaldrucksysteme eingesetzt werden können, die von den Fachleuten im Bereich der Dosenherstellung als zu langsam und zu teuer betrachtet wer- den. Dabei wurde ein im Bereich der Dosenherstellung herrschendes Vorurteil überwunden, nämlich dass aufgrund der Wirtschaftlichkeit immer sehr grosse Stückzahlen einer Dose mit festem Dekor hergestellt werden müssen und somit nur Druckverfahren mit Druckformen geeignet sind. Beim Überwinden des Vorurteils musste erkannt werden, dass die Herstellung des Dosenkörpers und das Bereitstellen des Dekors getrennt optimiert wer- den können. Auch wenn die Bearbeitungsschritte zum Herstellen des Dosenkörpers sehr schnell erfolgen, so kann der Druckschritt trotzdem langsamer durchgeführt werden, wenn er beispielsweise für mehrere Dosen parallel oder gegebenenfalls erst beim Abfüllen der Dosen, bzw. vor oder nach dem Abfüllen, durchgeführt wird. Die Dosen können mit einem beliebigen bekannten Verfahren hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die Dosen gemäss der ersten und/oder zweiten bereits beschriebenen Erfindung hergestellt werden.
Das Bedrucken wird dann bei der Dosenherstellung oder beim Abfüllen mit parallel dru- ckenden Drucksystemen durchgeführt, wobei Digitaldrucksysteme an im Wesentlichen zylindrischen Dosenmänteln eingesetzt werden. Der verbreitete Einsatz von Digitaldrucksystemen ist auf flache Oberflächen ausgerichtet. Es musste somit für die vorliegende Erfindung auch ein Vorurteil der Fachleute im Bereich des Digitaldruckes überwunden werden. Dieses weitere Vorurteil besteht darin, dass man beim möglichst schnellen digitalen Dru- cken, das zu bedruckende Produkt in der Form von Bögen oder Bändern in der flachen Form bedruckt, weil dadurch ein schnelles Positionieren und Wechseln zwischen den Druckvorgängen gewährleistet werden kann.
Beim digitalen Bedrucken der Dosenmäntel werden die Druckköpfe eines Digitaldrucksys- tems einem gemeinsamen Druckbereich zugeordnet, damit auf das Transportieren der Dosenmäntel mit kontrollierter Ausrichtung von einem Druckkopf zum nächsten verzichtet werden kann. Wenn die Druckköpfe einem gemeinsamen Druckbereich zugeordnet sind, so erfolgt das Aufbringen aller verschiedenen Farben bei der gleichen Bewegung des Dosenmantels. Die Bewegung des Dosenmantels ist entweder eine Drehbewegung um die Achse des Dosenmantels oder eine Verschiebung des Dosenmantels in Richtung der Achse des Dosenmantels. Weil ein Dosenmantel nicht von einem Druckbereich zum nächsten bewegt werden muss, sondern in einem Druckbereich vollständig bedruckt wird, hängt die Koordination des Druckens der verschiedenen Druckköpfe nicht von der Genauigkeit eines Transports des Dosenmantels von einem Druckbereich zum nächsten ab.
Im digitalen Farbdruck wird die genaue farbtreue Wiedergabe von Vorlagen oder bestimmter normierter Farbtöne ermöglicht, ohne dass bei Druckbeginn eines neuen Dekors Aus- schuss entsteht. Es können direkt aufeinander Dosen mit unterschiedlichen Dekors hergestellt werden. Das aufgedruckte Dekor kann insbesondere auch eine Nummer oder ein an- deres Dekorelement umfassen, das auf jeder Dose anders ist, so dass Dosen mit einem individualisierten Dekor entstehen. Änderungen am Druck lassen sich in wenigen Sekunden per Mausklick vornehmen.
Beim Digitaldruck gibt es verschiedene Drucktechniken wie Tintenstrahldruck, Wachsdruck, Thermotransferdruck, digitaler Siebdruck, Laserdruck usw. mit jeweils entsprechenden Ei- genschaften. Bei der Weiterbearbeitung nach dem Druck gibt es ebenfalls eine breite Auswahl von Beschichtungs- oder Schutzmöglichkeiten. Bevorzugt sind Digitaldrucke mit Trocken- oder Flüssigtonern. Heiss aufgetragene Farbschichten sind meist sehr beständig. Wachsdruck erzielt aufgrund eines dicken Farbauftrags eine hohe Leuchtkraft und Intensi- tat. Digitaler Siebdruck ist sehr preiswert und schnell. Tintenstrahldrucke bieten auf Spezi- algrundierung derzeit die beste Auflösung und Fotoqualität. Farblaserdrucker sind in der Anschaffung und bei den Kosten pro gedrucktes Dekor günstig.
Um alle Farben möglichst gut erzielen zu können werden vorzugsweise Digitaldrucke mit mindestens vier Farben eingesetzt. Bevorzugt sind Tintendrucker, beispielsweise ein Tintendrucker HP mPrinter 4000 mit fünf Farben. Für äusserst hohe Ansprüche kann ein 7- oder 8-Farb-Tintendruck beispielsweise mit HP Vivera Tinten verwendet werden. Die Tinten liefern ein breites Spektrum brillanter Farben für naturgetreue Bilder und Schwarzweissdarstellungen mit neutralen Grautönen und kräftigem Schwarz. Mit der weis- sen HP Indigo Tinte kann eine seidenglatte Fläche gedruckt werden. Selbst fluoreszierende Farben können eingesetzt werden. Ein Druckkopf-Managementsystem mit elektrostatischer Kontrolle der Tintentröpfchen reduziert den Reinigungsbedarf und sorgt für einen perfekten Zustand der Druckköpfe. Wenn vor dem Drucken am Dosenmantel eine geeignete Grundierung angeordnet wird, so kann die Druckqualität und insbesondere auch die Lichtbeständig erhöht werden. Der Druck ist sofort wasserabweisend, wischfest und feuchtigkeitsbeständig. Bei geeigneter Grundierung ist der Druck absolut wasserfest. Vorzugsweise werden für die Grundierung lösungsmittelhaltige Lacksysteme eingesetzt, insbesondere Zweikomponentensysteme (2K-Lacke) mit einem Bindemittel aus Harz und Härter. Es sind aber auch lösungsmittelfreie Systeme möglich. Gängige Lacksysteme basieren auf Polyester und Polyurethan (und Kombinationen), Epoxiharz und Polyvinylidenfluorid (PVDF). Aufgrund der ständigen Weiterentwicklung der Farben können immer weitere Oberflächen problemlos bedruckt werden und daher kann zunehmend auf eine vorgängige Oberflächenbehandlung des Dosenman- tels verzichtet werden.
Es gibt Digitaldrucksysteme bei denen die Druckköpfe hin und her bewegt werden, wobei die zu bedruckenden Dosenmäntel koordiniert mit den Bewegungen der Druckköpfe bewegt werden. Die Bewegung der Druckköpfe erfolgt im Wesentlichen orthogonal zur Bewe- gung der Dosenmäntel. Wenn die Dosenmäntel beim Drucken schrittweise um ihre Längs- achse gedreht werden, so werden die Druckköpfe in Richtung der Längsachse hin und her bewegt, wobei die jeweilige Bewegung davon abhängt, ob die Farbe des Druckkopfes im entsprechenden Bereich des Dosenmantels benötigt wird. Wenn die Dosenmäntel beim Drucken in Richtung ihrer Längsachse schrittweise verschoben werden, so werden die Druckköpfe In Umgangsrichtung um die Längsachse bewegt, wobei die jeweilige Bewegung davon abhängt, ob die Farbe des Druckkopfes im entsprechenden Bereich des Dosenmantels benötigt wird.
Es versteht sich von selbst, dass bewegte Druckköpfe vorzugsweise zusammen an einem gemeinsamen Bewegungssystem angeordnet werden können. Dabei muss die Bewegung der Druckköpfe so durchgeführt werden, dass die Druckköpfe überall dorthin geführt werden, wo zumindest eine Farbe aufgetragen werden muss. Wenn für jeden Druckkopf ein eigenes Bewegungssystem vorhanden ist, wird die Bewegung einzelner Druckköpfe auf Bereiche beschränkt, in denen die entsprechende Farbe benötigt wird. Sobald alle Druck- köpfe den zugeordneten Bereich des Dosenmantels bedruckt haben, kann der Dosenmantel etwas weiter bewegt werden.
Auf die Bewegung der Druckköpfe kann verzichtet werden, wenn die Druckköpfe die ganze Druckausdehnung - die Höhe oder den Umfang der Dosenmäntel - überspannen. Lineare Druckköpfe können länger sein als die zu bedruckende Dosenhöhe, wobei dann durch die Drucksteuerung gewährleistet wird, dass das Drucken auf die gewünschte Höhe des Dosenmantels beschränkt ist. Bei ringförmigen Druckköpfen, die an den Umfang des Dosenmantels angepasst sind, müssen für die verschiedenen Dosendurchmesser jeweils entsprechende Druckköpfe eingesetzt werden.
Wenn lineare Druckköpfe für verschiedene Farben in Umfangsrichtung um eine Drehachse verteilt (bzw. etwas versetzt) sind, so erfolgt das Drucken aller Farben gegebenenfalls gleichzeitig beim Drehen des Dosenmantels, wobei die Druckköpfe je ihrem Abstand in Umfangsrichtung entsprechend versetzte Bildabschnitte auftragen. Wenn die Reihenfolge beim Auftragen wichtig ist, so kann auch eine Farbe nach der anderen aufgetragen werden, wobei dann der Dosenmantel mehrmals um seine Achse gedreht werden muss. Bei zylindrischen Dosenmänteln sind die linearen Druckköpfe gerade. Für rotationssymmetrische Dosenmäntel, die von der zylindrischen Form abweichen, wäre es aber auch möglich entsprechend geformte lineare Druckköpfe einzusetzen, wobei dann aber für jede Mantel- form Druckköpfe bereitgestellt werden müssten. Wenn kreisförmige Druckköpfe zentrisch um eine gemeinsame Vorschubachse in Achsrichtung versetzt angeordnet sind, so erfolgt das Drucken verschiedener Farben entsprechender Bildbereiche bei den verschiedenen Druckköpfen zeitlich etwas versetzt während der Bewegung des Dosenmantels entlang der Vorschubachse, wobei der zeitliche Versatz von der Vorschubgeschwindigkeit und der Distanz zwischen den Druckköpfen abhängt.
Das im Wesentlichen gleichzeitige bzw. parallele Bedrucken mehrerer Dosenmäntel kann an Drehtellern durchgeführt werden, was aber aufgrund der synchronisierten Übergaben und der auf die Dosendurchmesser abgestimmten Halte- und Übergabeelemente relativ aufwändig ist. Zudem hat ein Drehteller auf dem viele Dosenmäntel im Wesentlichen gleichzeitig bedruckt werden einen grossen Durchmesser und braucht viel Platz. Das Bedrucken der Dosenmäntel wird gegebenenfalls an Dosenmänteln ohne Dosenboden und ohne oberen Abschluss bzw. ohne obere Verengung durchgeführt. Insbesondere werden zylindrische Dosenmäntel bedruckt. Dazu wird die Anlage zum Bedrucken zwischen der Anlage zum Herstellen der geschlossenen Dosenmäntel und der Anlage zum Anbringen eines Dosenbodens angeordnet. Vorzugsweise werden aber zum Befüllen bereite oder bereits befüllte Dosen bedruckt.
Die benötigten Durchsatzleistungen beim Bedrucken werden mit Lösungen erzielt, bei denen parallel mehrere lineare Drucklinien vorgesehen sind. Vor den Drucklinien werden Staubereiche vorgesehen, von denen die zu bedruckenden Dosenmäntel in die parallelen Drucklinien geführt werden. Wenn die Produktion von Dosen mit einem ersten zu Dosen mit einem zweiten Durchmesser umgestellt wird, so müssen bei den Zuführungen zu den parallelen Drucklinien nur wenige Elemente an den geänderten Durchmesser angepasst werden. Bei Problemen mit einer Drucklinie muss die Dosenproduktion nicht gestoppt werden, sondern es wird lediglich der Staubereich vor den Drucklinien etwas mehr gefüllt.
Zum Bedrucken von Dosenmänteln werde diese vorzugsweise direkt nach der Herstellung auf Paletten aufgesetzt, mit denen sie vom Bereich der Dosenmantel-Herstellung durch einen Staubereich vor den Drucklinien, durch die Drucklinien und anschliessen zum nächsten Bearbeitungsschritt der Dosenherstellung gefördert werden können. Zur Förderung der Dosenmäntel werden vorzugsweise Paletten mit magnetischem Material oder mit spontan nicht magnetischem aber magnetisierbaren Material und Magnetförderer verwendet. Die Paletten weisen Bereiche auf die für den Kontakt mit Lenkflächen der Förderer und anderer Führungselemente ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Paletten dornartig ausgebildet und dabei als innere Stützstruktur für die Dosenmäntel ausgebildet, welche die für das Drucken nötige Stabilität und die von den Drucklinien benötigten Halteeinrichtungen gewährleistet.
Die Bearbeitungsschritte der Dosenteile können im Wesentlichen unabhängig von den Drucklinien durchgeführt werden. Erst wenn ein grosser Teil der Drucklinien Probleme hat muss die Dosenproduktion eventuell gestoppt werden. Es ist zweckmässig mehr Drucklinien vorzusehen, als für den Durchsatz der Dosenproduktion nötig wäre. Dadurch kann ein unerwünschter Rückstau vor dem Drucken verhindert werden. Bei parallelen Drucklinien können die einzelnen Linien verschiedene Dekors drucken und die bedruckten Dosenmäntel getrennt der weiteren Bearbeitung zuführen. Vorzugsweise gelangen die bedruckten Dosenmäntel aber anschliessend an die Drucklinien in einen gemeinsamen Staubereich aus dem sie dem nächsten Dosen- Herstellungsschritt zugeführt werden.
Gegebenenfalls erfolgt das Bedrucken erst direkt vor, beim oder nach dem Befüllen der Dosen, wobei an dieser Stelle gegebenenfalls nur ein Teil des Dekors gedruckt wird.
Die Zeichnungen erläutern die erfindungsgemässe Lösung anhand von Ausführungs- beispielen. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schritte und Vorrichtungen, die für das
Erstellen des Dekors auf Dosen eingesetzt werden,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schritte und Vorrichtungen, die für das Erstellen einer Innenbeschichtung an Dosenmänteln eingesetzt werden,
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung zur Ausbildung der Längsnaht, Fig. 4 bis 7 schematische Schnittdarstellungen von Innenbeschichtungsein- richtungen Fig. 8 eine schematische Darstellung der Schritte und Vorrichtungen, die für das Erstellen von Dosenmänteln mit Dekor und Innenbeschichtung eingesetzt werden,
Fig. 9a und 9b eine Stirn- bzw. Seitenansicht einer Trommel mit Schneidkanten zum Erstellen von Schlitzen im Metallband,
Fig. 10a und 10b eine Seiten- bzw. Stirnansicht von zwei Trommeln mit Schneidkanten zum Abtrennen von Rohrabschnitten,
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Druckeinrichtung,
Fig. 12a, 12b, 12c schematische Schnittdarstellungen einer Abtrenneinrichtung mit einer Führungseinrichtung zum Bewegen der Schneidkante in einer mit dem Rohr mitbewegten Normalebene zur Rohrachse
Fig. 13a, 13b, 13c eine Stirnansicht des Rohres mit zur Rohrachse radial bewegbaren Schneidkanten,
Fig. 14a, 14b, 14c eine Seitenansicht des Rohres mit zur Rohrachse radial bewegba ren Schneidkanten,
Fig. 15a, 15b eine Stirnansicht des Rohrs mit Schneidkanten mit Zähnen vor bzw. nach dem Schneiden des Rohres.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, welche ein effizientes und vielseitiges Erstellen des De- kors von Dosen ermöglicht. Metallbändern 1 werden der gewünschten Drucklinie zugeführt. Eine Druckeinrichtung 2 mit zylindrischen Druckformen bedruckt das Metallband mit einer gewünschten Anzahl von Farben. Dabei entstehen Dekorflächen und Längs- Registermarken, wobei die Dekorflächen in einer ersten Richtung des Metallbandes, vorzugsweise in dessen Längsrichtung, eine Höhen-Ausdehnung des Dosendekors in Rich- tung der Dosenachse und quer zur ersten Richtung die Umfangs-Ausdehnung des Dosendekors aufweisen. Die Längs-Registermarken sind im Bereich der Dekorflächen angeordnet. Gegebenenfalls wird zuerst mit mindestens einer Druckform eine Grundierung aufgetragen. Für stark individualisierte Drucke oder kleine Serien werden digitale Drucksysteme 3 verwendet. Weil diese langsamer drucken ist es gegebenenfalls zweckmässig parallel mehrere Bänder zu bedrucken. Bei Bedarf wird ein mit der Druckeinrichtung 2 bedrucktes Metallband zum Aufbringen von kleinen Ergänzungen einem digitalen Drucksystem 3 zugeführt.
Ein bedrucktes Metallband wird einer Formeinrichtung 4 mit einer ersten Laserschweissein- richtung und einer Trenneinrichtung zugeführt. Darin wird das Metallband in dessen Längs- richtung bewegt und in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes zu einem Rohr geformt. Bei der Laserschweisseinrichtung wird in einem Schweissschritt das geformte Rohr mit einer Laser- Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrichtung geschlossen. Bei einer Trenneinrichtung 5 werden mit Trennschritten Abschnitte des geschlossenen Rohres abgetrennt. Für Dosen mit einer Innenbeschichtung wird das Metallband nach der Schweisseinrichtung und vor der Trenneinrichtung mit einer Innenbeschichtung versehen, die an der Innenseite des geschlossenen Rohres haftet und in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist und dabei die Naht überdeckt.
In einer Verbindungseinrichtung 6 wird an einer Stirnseite jedes Dosenmantels ein Dosenboden befestigt. Gegebenenfalls wird auch das obere Dosenende entsprechend der gewünschten Dosenart ausgebildet. Ein weiteres Digitaldrucksystem 7 ist darauf ausgelegt einen Dosenmantel über eine Druckhöhe und den gesamten Dosenumfang zu bedrucken. Dazu werden innerhalb eines gemeinsamen Zeitintervalls und bei einem gemeinsamen
Bewegungsablauf des Dosenmantels relativ zum weiteren Digitaldrucksystem 7 alle Farben des mindestens einen Digitaldrucksystems mit entsprechenden Druckköpfen in entsprechend benötigten Anteilen auf den Dosenmantel aufgetragen, wobei alle Druckköpfe des weiteren Digitaldrucksystems einem gemeinsamen Druckbereich zugeordnet sind, in wel- ehern Druckbereich sich der Dosenmantel während des Bewegungsablaufs befindet. Die vollständig bedruckten Dosen werden in der Abfüllanlage 8 befüllt und verschlossen.
Gemäss Fig. 2 wird das Metallband 1 über eine Einrichtung 9 zum Beschneiden der seitlichen Ränder der Formeinrichtung 4 mit der ersten Laserschweisseinrichtung 0 und der Trenneinrichtung 5 zugeführt. Das Metallband 1 wird mit einer Schleppraupenanordnung 11 in seiner Längsrichtung bewegt. Auf der Zuführseite der Laserschweisseinrichtung 10 wird das Metallband 1 in einem Formschritt kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen zu einem Rohr geformt. Bei der Laserschweisseinrichtung 10 wird in einem Schweissschritt das geformte Rohr mit einer Laser-Längsnaht bei den stumpf zusammengeführten seitlichen Randflächen in Umfangsrichtung geschlossen.
Für Dosen mit einer Innenbeschichtung wird das Metallband 1 nach der Laserschweisseinrichtung 10 und vor der Trenneinrichtung 5 mit einer Innenbeschichtungseinrichtung 12 an der Innenseite beschichtet. Die entstehende Innenbeschichtung haftet an der Innenseite des geschlossenen Rohres, ist in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist und über- deckt daher die Laser-Längsnaht. Das Beschichtungsmaterial für die Innenbeschichtung gelangt von einer Speiseeinrichtung 13 durch das Innere des umgeformten Metallbandes zur Innenbeschichtungseinrichtung 12. Zum äusseren Überdecken der Laser-Längsnaht wird zwischen der ersten Laserschweiss- einrichtung 10 und der Trenneinrichtung 5 eine äussere Nahtbeschichtungseinrichtung 14 angeordnet. Damit sich die Innenbeschichtung und gegebenenfalls auch die äussere Nahtabdeckung gut mit dem Metallband verbindet, wird eine Heizvorrichtung 15 eingesetzt. An einer Stirnseite jedes innen beschichteten und aussen mit einem Dekor versehenen Do- senmantels 16 wird mit einer zweiten Laserschweisseinrichtung ein Dosenboden befestigt.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt bei der Laserschweisseinrichtung 10. Im Innern des in Um- fangsrichtung kreisförmig geformten Bandmaterials 1a befindet sich ein Dorn 17, der im Bereich der Laser-Längsnaht 18 einen Freiraum lässt. Damit das äusserst dünne Bandma- terial 1a bei der Laser-Längsnaht 18 mit den beiden seitlichen Rändern präzise stumpf zusammentrifft, sind beidseits der Laser Längsnaht 18 Anpressrollen 19 vorgesehen. Die Anpressrollen 19 können bei magnetisierbarem Bandmaterial 1a entlang des Umfangs mit Magneten 19a besetzt sein, so dass das Bandmaterial 1a auch an den Anpressrollen präzise gehalten werden kann und somit auf ein reibungserzeugendes Festpressen am Dorn 17 verzichtet werden kann. Durch den Dorn führen nicht dargestellte Durchführungen für die Innenbeschichtung und gegebenenfalls zum Zuführen oder Abführen von Gas aus dem Bereich der Laserschweisseinrichtung 10.
Die Fig. 4 zeigt eine Innenbeschichtungseinrichtung 12 zur Innenbeschichtung des Rohres, das aus dem Metallband 1 hergestellt wird. Das Metallband 1 wird mit einer Formeinrichtung 4 kontinuierlich durch stumpfes Zusammenführen der seitlichen Randflächen des Metallbandes 1 zu einem Rohr geformt und mit einer Laserschweisseinrichtung 10 geschlossen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Innenbeschichtungseinrichtung 12 als Extrusi- onsvorrichtung ausgebildet und umfasst eine Extrusionsdüse 20, ein Extrusionswerkzeug 21 , mindestens eine ins Extrusionswerkzeug 21 führende Leitung 22 und mindestens einen nicht dargestellten Extruder, der mindestens eine Leitung mit dem zu extrudierenden Material speist. Das Extrusionswerkzeug 21 und die Extrusionsdüse sind dem Innern des ent- stehenden Rohres zugeordnet und werden von jener Seite her gehalten, wo das Metallband 1 noch offen ist.
In der dargestellten Ausführungsform wirkt das Extrusionswerkzeug 21 im Bereich der La- serschweisseinrichtung 10 mit der Formeinrichtung 4 zusammen und übernimmt die Funktion des Domes 17 gemäss Fig. 3, der im Bereich der Laser-Längsnaht 18 einen Freiraum lässt.
Im Innern des Extrusionswerkzeuges 21 sind Verbindungen 23 ausgebildet, die Material für die Innenbeschichtung von einer Leitung 22 so zur Extrusionsdüse 20 führen, dass das Material als schlauchförmig geschlossene Innenbeschichtung 24 aus einer ringförmigen Austrittsöffnung 20a ausgetragen wird. In der dargestellten Ausführungsform ist radial ausserhalb der zentralen Leitung 22 eine Leitung für einen Haftvermittler dargestellt, der über eine ringförmige Verbindungen 23 radial aussen um das zentral zugeführte Beschich- tungsmaterial angeordnet wird. Die so zusammengeführten Komponenten gelangen durch konisch verlaufende Verbindungen 23 zur Extrusionsdüse 20. Der Haftvermittler befindet sich an der Aussenseite der schlauchförmigen Innenbeschichtung 24 und gewährleistet eine gutes Haften der Innenbeschichtung 24 an der Innenseite 25 des Rohres 26. Die schlauchförmige Innenbeschichtung 24 wird vorzugsweise mittels eines Druckunterschieds zum Anliegen an die Innenseite 25 des Rohres 26 gebracht. Zum Erzielen des gewünschten Druckunterschieds wird nach der Extrusionsdüse 20 im Rohrinnern ein
Schleppstopfen 27 angeordnet und der Rohr-Innenraum der von der Extrusionsdüse 20, dem Schleppstopfen 27 und einem Abschnitt der schlauchförmigen Innenbeschichtung 24 umgeben ist, wird über eine Leitung 22, eine Verbindung 23 und eine Stützluftdurchführung 28 durch die Extrusionsdüse 20 hindurch mit Stützluft versorgt. Der dabei in diesem Innenraum entstehende erhöhte Druck presst die schlauchförmige Innenbeschichtung 24 an die Innenseite 25 des geschlossenen Rohres 26. Gegebenenfalls wird das Rohr 26 im Bereich der Innenbeschichtungseinrichtung 12 von einer Heizvorrichtung 29, insbesondere einer Induktionsheizung, gewärmt um die Haftung der Innenbeschichtung 24 zu verbessern. Die Verwendung eines Haftvermittlers und/oder der Heizvorrichtung 29 gewährleistet, dass die Innenbeschichtung 24 dauerhaft an die Innenseite 25 des geschlossenen Rohres 26 haftet. Der Schleppstopfen 27 ist über eine Halteverbindung 27a an der Extrusionsdüse 20 befestigt. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit einem Extrusionswerkzeug 21 , das sich im Bereich mit dem noch nicht geschlossenen Metallband 1 vom Rohrinneren radial nach aussen erstreckt. In einer Verbindung 23 wird zentral das Beschichtungsmaterial und direkt anliegend darum herum der Haftvermittler zugeführt. Die aus der Extrusionsdüse 20 austretende schlauchförmige Innenbeschichtung 24 wird vom Schleppstopfen 27 an die Innenseite 25 des Rohres 26 angepresst. Bei dieser Ausführungsform kann sich das Werkzeug auch weit vor dem geschlossenen Metallband 1 befinden, so dass ein extrudierter, insbesondere erkalteter, Kunststoff-Schlauch in das geformte Metallband 1 geführt wird. Im Bereich nach der Metallband-Verschweissung wird die schlauchförmig geschlossene Innenbeschichtung 24 an der Rohrinnenseite 25 durch Zufuhr von Wärme und mittels Überdruck befestigt.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform bei der die Extrusionsdüse 20 eine erste und eine zweite ringförmigen Austrittsöffnung 20a, 20b aufweist, wobei das Material der Innenbeschichtung durch die erste Austrittsöffnung 20a und der Haftvermittler durch die zweite Austrittsöffnung 20b austritt. Die Verbindungen 23 sind entsprechend ausgebildet und an die Leitungen 22 angeschlossen.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform bei der vor der Extrusionsdüse 20 im Rohrinnern ein Unterdruckraum 30 ausgebildet ist, welcher radial ausserhalb der Extrusionsdüse 20 einen Unterdruck bereitstellt und damit die schlauchförmige Innenbeschichtung 24 an die Innenseite 25 des geschlossenen Rohres 26 saugt. Der Unterdruckraum 30 ist auf einer Seite mit einer Dichtung 31 und auf der anderen mit der schlauchförmigen Innenbeschichtung 24 abgeschlossen. Der Unterdruck wird mit einer Vakuumpumpe erzeugt, welche über eine Verbindung 23 am Unterdruckraum 30 angeschlossen ist. Zwei weitere Verbindungen 23 dienen zum Zuführen des Haftvermittlers und des Beschichtungsmaterials, welche beiden Komponenten erst kurz vor der Extrusionsdüse 20 so zusammengeführt werden, dass der Haftvermittler nach dem Austritt aus der Extrusionsdüse 20 der Innenseite 25 des Rohres 26 zugewandt ist. Die Elemente der Innenbeschichtungseinrichtung 12 werden so angeordnet, dass die Innenbeschichtung 24 nach der Laserschweisseinrichtung 10 an die Innenseite 25 des Rohres 26 angelegt wird. Gegebenenfalls ist anstelle des Doms 17 gemäss Fig. 3 eine Hülse 17a um das Extrusionswerkzeug 21 angeordnet, welche Hülse 17a im Bereich der Laser- Längsnaht 18 einen Freiraum aufweist. Damit das äusserst dünne Metalband 1 bei der La- ser-Längsnaht 18 mit den beiden seitlichen Rändern präzise stumpf zusammentrifft, sind beispielsweise beidseits der Laser Längsnaht 18 nicht dargestellte Anpressrollen vorgesehen.
Es versteht sich von selbst, dass auch in den Ausführungsformen der Fig. 5 bis 7 je eine nicht eingezeichnete Formeinrichtung (analog zu Fig. 4) vorgesehen ist. In den Fig. 5 und 6 wurde die vorhandene Laserschweisseinrichtung nicht eingezeichnet, wobei sie wie in Fig. 4 oder 7 im Bereich des Extrusionswerkzeuges 21 bzw. einer Hülse 17a positioniert würde. Nach dem Anbringen der Innenbeschichtung werden bei einer anschliessenden Trenneinrichtung 5 mit Trennschritten Abschnitte 6 des geschlossenen Rohres 26 abgetrennt (Fig. 2).
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform mit einer Druckmaschine 32 zum Drucken von Dekorflächen und einem Bearbeitungsabschnitt mit einer Formeinrichtung 4, einer Laserschweisseinrichtung 10, einer Innenbeschichtungseinrichtung 12, einer Beschichtungsmaterial- Speiseeinrichtung 13, einer Schleppraupenanordnung 11 und einer Trenneinrichtung 5. Bei der Druckmaschine 32 wird zusätzlich zu den Druckschritten 32b, gegebenenfalls ein Grundierschritt 32a durchgeführt.
Fig. 11 zeigt Details der Druckmaschine 32. Gegebenenfalls ist eine Reinigungsstation 51 vorgesehen, in der die zu bedruckende Oberfläche des Mantelbandes 1 so gereinigt bzw. behandelt wird, dass die aufzubringende erste Schicht genügend stabil an der Metalloberfläche hält. Die Behandlung kann waschen, bürsten und/oder weitere mechanische Behandlungen umfassen. Gegebenenfalls wird eine Laser- oder Plasma-Oberflächenbehandlung vorgesehen. Nach einer gegebenenfalls vorgesehenen Primärtrocknung 52 kann eine Grundlackierung 32a durchgeführt werden. Entsprechend der verwendeten Grundierung wird eine Warmlufttrocknung 54 und/oder eine UV-Trocknung 55 vorgesehen. Nach den verschiedenen Druckschritten 32b wird vorzugsweise jeweils eine UV-Trocknung 55 durchgeführt. Gemäss Fig. 8 und 11 umfasst die Druckmaschine 32 in einer bevorzugten Ausführungsform eine Schlitzeinrichtung 33, die im flachen Metallband 1 in Normalebenen zur Längsachse des Metallbandes 1 Schlitze ausbildet. Diese Schlitze erleichtern nach der Rohrformung das Abtrennen von Dosenmänteln bzw. Abschnitten, weil dann nur noch in den Bereichen ohne Schlitze eine Trennung durchgeführt werden muss. In beiden seitlichen Randbereichen des Metallbandes wird auf Schlitze verzichtet, weil dort ja die Laserlängs- naht ausgebildet werden muss. Vorzugsweise wird auch in der Mitte zwischen den beiden seitlichen Randbereichen auf einen Schlitz verzichtet. Die Schlitze können beim späteren Abtrennen der Rohrabschnitte 16 als Längs-Registermarken verwendet werden. Ein Teil einer einfach aufgebauten Schlitzeinrichtung 33 ist in den Fig. 9a und 9b vergrös- sert dargestellt. Die Schlitzeinrichtung 33 umfasst eine drehende Trommel 34 mit radial vorstehenden Schneidkanten 35. Die Drehachse der Trommel 34 ist orthogonal zur Längsachse des Metallbandes 1 angeordnet. Der Trommeldurchmesser ist so gewählt, dass der Umfang einem ganzzahligen Vielfachen der gewünschten Länge der Rohrabschnitte 6 entspricht, wobei die Schneidkanten 35 in entsprechenden Umfangsabständen an der zylindrischen Aussenfläch der Trommel 34 angeordnet sind und dabei in Ebenen parallel zur Drehachse liegen. Für einen guten Schlitzschritt ist es zweckmässig, wenn die Schneidkante 35 mit einer Stützwalze 36 zusammenwirkt, wobei dann vorzugsweise die Schneidkanten 35 mit Stützkanten der Stützwalze 36 zusammenwirken. Weil die Wandstärke des Rohres 26 sehr klein ist und der Trommeldurchmesser genügend gross ist, steht die Ebene der Schneidkante während des Schlitzvorgangs nahezu senkrecht zum Metallband 1.
Gegebenenfalls umfasst die Druckmaschine 32 auch eine Prägestation 37, bei der das Metallband beispielsweise mit Prägewalzen bearbeitet wird. Die Prägestation 37 umfasst eine drehende Trommel mit gekrümmten Prägeflächen, die beim Prägen den bereits gedruckten Dekorflächen zugeordnet sind. Die Drehachse der Trommel ist orthogonal zur Längsachse des Metallbandes 1 angeordnet. Der Trommeldurchmesser ist so gewählt, dass der Umfang einem ganzzahligen Vielfachen der gewünschten Länge der Rohrabschnitte 6 entspricht, wobei die Prägeflächen entsprechend an der zylindrischen Aus- senfläch der Trommel angeordnet sind. Für einen guten Prägeschritt ist es zweckmässig, wenn die Prägeflächen mit einer etwas elastischen Stützwalze 36 oder einer Stützwalze mit an die Prägeflächen angepassten Stützflächen zusammenwirkt.
Am Ende der Druckmaschine 32 kann eine Längsschneideinrichtung 38 angeordnet wer- den, welche das bedruckte, geschlitzte und gegebenenfalls geprägte Metallband 1 in Teilbänder 41 aufteilt. Die Längsschneideinrichtung 38 umfasst zumindest einen ersten Schneidring 39, der gegebenenfalls mit einem zweiten Schneidring bzw. einem Stützring 40 zusammenwirkt. Die Teilbänder 41 weisen an den Rändern und in der Mitte keine Schlitze auf. Die Teilbänder 41 können aufgerollt und zwischengelagert, oder direkt parallel weiter- verarbeitet werden. ln Fig. 8 ist auch die weitere Verarbeitung der bedruckten und geschlitzten Metallbänder 41 dargestellt. Mit der Formeinrichtung 4 wird das bedruckte Metallband rohrformig geschlossen. Mit der Laserschweisseinrichtung 10 wird die Längsnaht ausgebildet. Mit der Innenbe- schichtungseinrichtung 12 wird die Innenbeschichtung angebracht. Bei der Lasernaht und im bezüglich der zentralen Rohrachse gegenüberliegenden Bereich gibt es keine Schlitze. In diesen zusammenhängenden Bereichen greifen die Schleppraupen 11 reibungsschlüssig ans Rohr 26 an und erzielen den für die Rohrherstellung gewünschten Vorschub. Eine Registermarken-Leseeinrichtung 42 erkennt die Registermarken bzw. Schlitze und steuert die Trenneinrichtung 5, sowie gegebenenfalls den Antrieb der Schleppraupen 1 . Die Trenneinrichtung 5 trennt nach der Rohrformung Dosenmäntel 16 bzw. Abschnitten ab.
Fig. 10a und 10b zeigen eine einfache Trenneinrichtung 5. Es muss nur noch in den Berei- chen ohne Schlitze eine Trennung durchgeführt werden. Vorzugsweise muss die Trennung nur in zwei bezüglich der zentralen Rohrachse einander gegenüberliegenden schmalen Teilbereichen des Rohrumfangs durchgeführt werden. Weil die Mantelfläche des Rohrs 26 in diesen Teilbereichen nur wenig von einer Tangentialebene abweicht, können zum Abtrennen zwei einander gegenüberliegende Trenneinrichtungen eingesetzt werden, die je von einer Seite her, den zu trennenden Bereich durchstechen. Weil das entstehende Rohr 26 von einem zentralen Dorn 42 geführt kontinuierlich entlang der Rohrachse in Bewegung ist, umfasst die Trenneinrichtung Schneidkanten 35, die bei ihrer Schneidbewegung zusätzlich mit dem Rohr 26 mitbewegt werden. Die schematisch (nicht massstäblich) dargestellte Trenneinrichtung umfasst drehende
Trommeln 34 mit radial vorstehenden Schneidkanten 35. Die Drehachse der Trommeln ist orthogonal zur Rohrachse angeordnet. Der Trommeldurchmesser wird so gewählt, dass der Umfang einem ganzzahligen Vielfachen der gewünschten Länge der Rohrabschnitte 16 entspricht, wobei die Schneidkanten 35 in entsprechenden Umfangsabständen an der zy- lindrischen Aussenfläch der Trommel 34 angeordnet sind und dabei in Ebenen parallel zur Drehachse liegen. Für einen guten Trennschritt ist es zweckmässig, wenn die Schneidkante 35 mit einer Stützkante 43 des Domes 42 zusammenwirkt. Weil die Wandstärke des Rohres 26 sehr klein ist und der Trommeldurchmesser genügend gross ist, steht die Ebene der Schneidkante 35 während des Schneidvorgangs nahezu senkrecht zur Rohrachse und die entstehende Schnittlinie liegt dann nahezu in einer Normalebene zur Rohrachse. Die Fig. 12a, 12b und 2c zeigen eine Trenneinrichtung 5, bei der die Schneidkante 35 über eine Führungseinrichtung 44 bewegt wird, wobei eine solche Führungseinrichtung 44 die Schneidkante 35 während des gesamten Schneidvorgangs in einer Normalebene zur Rohrachse hält und sich diese Normalebene mit der Geschwindigkeit des Rohrvorschubs bewegt. Nach dem Trennschritt wird die Schneidkante 35 ausserhalb des Rohres entgegen der Vorschubrichtung des Rohres von der Führungseinrichtung 44 zurückgestellt. In einer Schnittebene entlang der Rohrachse kann die Führungseinrichtung 44 die Schneidkante kreisähnlich bewegen, wobei während des Schneidens in Richtung der Rohrachse vor- zugsweise eine im Wesentlichen konstante mit der Vorschubgeschwindigkeit der Rohres übereinstimmende Geschwindigkeit gewährleistet wird.
Um dies zu erzielen wird in der dargestellten Ausführungsform das Schneidmesser 35' mit der Schneidkante 35 an zwei beabstandeten Verbindungspunkten 45 je mit synchron dre- henden Scheiben 46 verbunden. Der Abstand der beiden Scheibendrehzentren 47 entspricht dem Abstand der beiden Verbindungspunkte 45. Um zu gewährleisten, dass die Geschwindigkeitskomponente der Schneidkante 35 in Richtung der Rohrachse konstant ist, sind für die Verbindungspunkte 45 gerade Führungslinien 48 vorgesehen. Damit die Verbindungspunkte 45 bei der Drehbewegung der Scheiben 46 diesen Führungslinien 48 fol- gen können, sind die Verbindungspunkte 45 an den Scheiben 46 in radialen Führungen 49 gehalten, wobei Federelemente 50 die Verbindungspunkte 45 in der möglichen äussersten Position halten.
In der vergrösserten Darstellung des Rohrs 26 ist aussen die Druckschicht 26a, innen die Innenbeschichtung 26b und dazwischen die metallische Dosenwand 26c dargestellt. Die Stützkante 43 des Domes 42 ist vorzugsweise so positioniert, dass die Schneidkante 35 beim Auftreffen auf das Rohr 26 (Fig. 12a) noch im Bereich des Domes 42 liegt. Während des weiteren Eindringens in das Rohr 26 (Fig. 2b) bewegt sich die Schneidkante 35 zusammen mit dem Rohr 26 gegen die Stützkante 43, so dass sie beim Erreichen der Roh- rinnenseite in einem gewünschten minimalen Abstand zur Stützkante 43 steht (Fig. 12c). Dieser minimale Abstand ist an die Wandstärke des Rohres 26 angepasst. Am Anfang des Schneidprozesses, also beim Einstechen der Schneidkante 35 in den Rohrmantel, wird die Innenseite des Rohrmantels etwas an den Dorn 42 angepresst. Damit dabei keine reibungsbedingte Bremsung des Rohrmantels erfolgt, ist die Kontaktfläche des Domes 42 von einem Material mit einem möglichst kleinen Reibungskoeffizienten gebildet, beispiel von keramischem Material.
Um die beim Schneiden von der Schneidkante auf das Rohr wirkenden Kräfte möglichst klein zu halten, kann die Schneidkante 35 so ausgebildet oder gegebenenfalls bewegt werden, dass beim Einstechen nur ein Teil der Schneidkante mit dem Rohr in Kontakt ist und die anderen Teilbereiche erst anschliessend in Kontakt treten. Besonders geeignet dazu ist beispielsweise eine in den Fig. 15a am Anfang und in Fig. 15b am Ende eines Schneidvorgangs dargestellte zahnförmige Schneidkante 35. Die Zahnspitzen liegen im Wesentlichen auf einem Kreissegment, so dass beim Einstechen zumindest ein Teil der Zähne im Wesentlichen gleichzeitig in das Rohr eintreten. Der Vorschub und die Vertiefungen zwischen den Zähnen werden so gewählt, dass am Ende des Schneidvorganges das Rohr 26 auf der gesamten Länge der Schneidkante 35 abgetrennt ist. Fig. 13a, 13b, 13c, 14a, 14b und 14c zeigen die Verwendung von Schneidkanten 35, die sich über Kreissegmente erstrecken, zum Schneiden von kontinuierlich bewegten Rohren 26. Dabei sind entlang des Rohrumfangs eine Mehrzahl von Schneidkanten 35 vorgesehen, welche im Wesentlichen in Normalebenen zur Rohrachse von ausserhalb des Rohrs radial zur Rohrachse hin bewegbar sind, wobei am Ende der Schneidbewegung die Schneidkanten 35 radial innerhalb der Rohr-Wand liegen und sich dabei zu einer geschlossenen Linie ergänzt haben. Anschliessend werden die Schneidkanten wieder radial nach aussen bewegt. Vorzugsweise wirken die Schneidkanten 35 mit einer Stützkante 43 eines Domes 42 im Rohrinnern zusammen. Bei äusserst dünnwandigen Metallrohren 26 kann gegebenenfalls auf eine Bewegung der Schneidkanten in Richtung der Rohrachse verzich- tet werden, wobei dann der während des Schneidvorgangs vorgeschobene äusserst kurze Rohrvorschub etwas radial nach innen um die Stützkante 43 umgeformt werden kann. Wenn der Rohrvorschub durch in Rohrlängsrichtung fix positionierte Schneidkanten beeinträchtigt wird, so werden die Schneidkanten beim Schneiden in Rohrlängsrichtung bewegt. Dazu kann die bereits beschriebene Trommellösung oder die Lösung mit Führungseinrich- tungen verwendet werden, wobei solche Führungseinrichtungen die Schneidkanten während des Schneidvorgangs in einer Normalebene zur Rohrachse halten und gleichzeitig diese Normalebene mit der Geschwindigkeit des Rohrvorschubs bewegen.
Next Patent: SPLIT COLLET WITH A NON-CIRCULAR OPENING