Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Behältern.

Trocknungsvorrichtungen sind grundsätzlich bekannt. Trocknungsvorrichtungen werden beispielsweise als Durchlaufofen mit einem Förderband vorgesehen, wobei die als Dosen ausgebildeten Behälter mittels des Förderbandes durch einen

Ofen bewegt und währenddessen mit heißer Luft beaufschlagt werden. Ferner können Trocknungsvorrichtungen Ketten mit Stiften zur Beförderung der Dosen aufweisen. Solche Trocknungsvorrichtungen werden auch als Stiftöfen bezeichnet. Üblicherweise weist ein solcher Ofen mehrere hintereinander angeordnete Trocknungskammern auf, in denen Wasser verdampft, die Dosen auf eine Zieltemperatur aufgeheizt werden und über eine vordefinierte Zeitspanne die Zieltemperatur aufweisen, um einerseits Wasser von den Dosen zu entfernen und darüber hinaus eine Polymerisation einer Beschichtung, insbesondere eines Lackes, zu gewährleisten.

Eine solche Trocknungsvorrichtung wird auch als Lacktrocknungsofen bezeichnet, der insbesondere dafür ausgebildet ist, eine Innenlackierung und/oder eine Außenlackierung einer Dose zu trocknen und/oder zu polymerisieren. Ferner kann eine solche Trocknungsvorrichtung ein Durchlauftrockner zur Trocknung der Dosen nach einem Reinigungsprozess sein. Nachdem die Dosen die Trocknungskammern passiert haben, weisen diese eine hohe Temperatur auf. Diese hohe Temperatur erhöht die Temperatur in der Umgebung der Trocknungsvorrichtung. Darüber hinaus kann die hohe Temperatur der Dosen in einem nachgelagerten Herstellungsprozess negative Auswirkungen haben. Um die Temperatur der Dosen zu verringern, ist häufig ein Kühlabschnitt in Prozessrichtung hinter den Trocknungskammern vorgesehen.

In dem Kühlabschnitt werden die Dosen mit einem Fluid derart beaufschlagt, dass die Temperatur der Dosen verringert wird. Um eine sichere Kühlung zu gewährleisten, werden die Lüfter zur Bereitstellung des Fluidstroms auf einen vordefinierten Wert eingestellt. Dieser Wert wird unabhängig von der tatsächlich zu erbringenden Kühlleistung eingestellt und insbesondere auf Basis des maximal zu kühlenden Dosenvolumens eingestellt.

Das Kühlen der Dosen erfordert einen hohen Energieaufwand. In der Regel ist der bereitgestellte Fluidstrom im Kühlabschnitt überdimensioniert, um eine sichere Kühlung zu gewährleisten. Die Differenz des tatsächlich erforderlichen Fluidstroms und des eingestellten Fluidstroms stellt eine Energieverschwendung dar.

Es ist eine Anforderung aus der Industrie, dass derartige T rocknungsvorrichtungen einen möglichst geringen Energieverbrauch aufweisen. Insbesondere durch die steigenden Anforderungen hinsichtlich ökologischer Randbedingungen ist es ein Ziel, derartige Trocknungsvorrichtungen energieeffizienter zu gestalten. Somit wird auch der ökologische Fußabdruck einer jeden Dose verbessert, sodass unter Berücksichtigung eines jährlichen Dosenvolumens von mehreren hundert Milliarden, dass auf weltweit mehr als 600 Linien mit einer Kapazität von mehr als einer Milliarde Dosen pro Jahr hergestellt wird, ein großer Einfluss auf den ökologischen Fußabdruck möglich ist. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Trocknungsvorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Behältern bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine energieeffizientere Herstellung von Behältern, insbesondere von Dosen, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Trocknungsvorrichtung und einem Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Behältern mit mindestens einer Behältereigenschaft, umfassend einen Kühlabschnitt, in dem die Behälter kühlbar sind, eine Fluidstromvorrichtung, die angeordnet und ausgebildet ist, die Behälter mit einem Fluidstrom innerhalb des Kühlabschnitts zu beaufschlagen, und eine Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, die Fluidstromvorrichtung in Abhängigkeit der mindestens einen Behältereigenschaft derart zu steuern, dass die Behälter mit dem Fluidstrom gekühlt werden.

Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass der Fluidstrom zur Kühlung der Behälter in Abhängigkeit einer Behältereigenschaft so einstellbar ist, dass dieser eine effiziente Kühlung der Behälter ermöglicht. Insbesondere wird durch die Abhängigkeit von der mindestens einen Behältereigenschaft vermieden, dass der Fluidstrom zu groß eingestellt wird. Die Behälter können somit durch einen gezielt eingestellten Fluidstrom zielgenau gekühlt werden. Ferner wird somit vermieden, dass der eingestellte Fluidstrom deutlich über einem tatsächlich erforderlichen Fluidstrom zur Kühlung der Behälter eingestellt wird.

Die Trocknungsvorrichtung kann insbesondere ein Lacktrocknungsofen sein. Beispielsweise kann die T rocknungsvorrichtung zur T rocknung einer Beschichtung der Behälter ausgebildet sein, beispielsweise einem Lack. Ferner kann diese Beschichtung innen oder außen an den Behältern angeordnet sein. Die Behälter können beispielsweise zur Bevorratung von Getränken und/oder Lebensmitteln vorgesehen sein. Insbesondere können die Behälter Dosen, beispielsweise Getränkedosen, sein. Die Behälter können Stahl und/oder Aluminium aufweisen oder aus diesen bestehen.

Der Kühlabschnitt kann insbesondere ein dreidimensionaler Raum sein. Der Kühlabschnitt kann beispielsweise ein im Wesentlichen umschlossener Raum sein. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass der Kühlabschnitt in Behälterbewegungsrichtung stromabwärts von Trocknungskammern zur Aufwärmung der Behälter angeordnet ist.

Die Fluidstromvorrichtung ist angeordnet und ausgebildet, die Behälter mit dem Fluidstrom innerhalb des Kühlabschnitts zu beaufschlagen. Die Fluidstromvorrichtung ist insbesondere zur Bereitstellung des Fluidstroms ausgebildet. Die Fluidstromvorrichtung kann beispielsweise einen, zwei oder mehrere Ventilatoren aufweisen, mit denen Luft aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung in den Kühlabschnitt befördert wird. Die Fluidstromvorrichtung ist insbesondere derart angeordnet und ausgebildet, dass der Fluidstrom auf die Behälter ausrichtbar ist. Unter einem Beaufschlagen der Behälter mit dem Fluidstrom ist beispielsweise zu verstehen, dass ein Hohlraum der Behälter, konkave Behälterabschnitte, beispielsweise ein Boden, und/oder eine Mantelfläche der Behälter mit dem Fluidstrom beaufschlagt wird beziehungsweise werden.

Die Steuerungsvorrichtung ist eingerichtet, die Fluidstromvorrichtung in Abhängigkeit der mindestens einen Behältereigenschaft derart zu steuern, dass die Behälter mit dem Fluidstrom gekühlt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass der von der Fluidstromvorrichtung bereitgestellte Fluidstrom in Abhängigkeit der Behältereigenschaft eingestellt wird. Beispielsweise kann ein funktionaler Zusammenhang zwischen einer Behältertemperatur und der Menge je Zeit oder des Fluiddrucks des Fluidstroms berücksichtigt werden. In anderen Worten, je höher die Temperatur der Behälter, desto höher ist beispielsweise die erforderliche Menge je Zeit des Fluidstroms, um eine definierte Abkühlung der Behälter zu ermöglichen.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Behälter mit dem Fluidstrom auf oder unter eine vordefinierte Temperatur gekühlt werden. Die vordefinierte Temperatur ist vorzugsweise kleiner-gleich 120 °C, kleiner-gleich 110 °C, kleiner-gleich 100 °C, kleiner-gleich 95 °C, kleiner-gleich 90 °C, kleiner-gleich 75 °C, insbesondere kleiner-gleich 50 °C und/oder kleiner-gleich 25 °C.

Die Behältereigenschaft der Behälter kann eine kinetische, eine materialspezifische und/oder geometrische Behältereigenschaft sein. Wie im Folgenden noch näher erläutert, kann die Behältereigenschaft eine Fördergeschwindigkeit, eine Behältertemperatur, eine Wärmekapazität, eine Lufttemperatur in einem vordefinierten Abstand von den Behältern, eine Transportdichte und/oder eine Behältergeometrie sein.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung umfasst eine Fördereinheit, mit der die Behälter mit einer Fördergeschwindigkeit durch den Kühlabschnitt hindurch bewegbar sind, wobei die mindestens eine Behältereigenschaft die Fördergeschwindigkeit ist. Das Hindurchbewegen der Behälter durch den Kühlabschnitt kann beispielsweise in horizontaler Richtung, insbesondere mit einem Förderband, und/oder mäanderförmig, beispielsweise mit einer Stiftkette, erfolgen.

Die Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit bei der Steuerung der Fluidstromvorrichtung ist vorteilhaft, da ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Verweildauer, in der sich die Behälter innerhalb des Kühlabschnitts befinden, und der Kühlwirkung bei einem definierten Fluidstrom besteht. Je größer die Fördergeschwindigkeit durch den Kühlabschnitt eingestellt ist, desto geringer ist die Verweildauer im Kühlabschnitt und desto größer ist üblicherweise der einzustellende Fluidstrom. Da die Fördergeschwindigkeit in der Regel auch von der erforderlichen Fördergeschwindigkeit der Behälter durch die in Behälterförderrichtung vorgelagerten Trocknungskammern abhängig ist, ist es üblicherweise vorteilhaft, die Fluidstromvorrichtung einzustellen und im Wesentlichen nicht die Fördergeschwindigkeit.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der T rocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fördereinheit eine Kette, insbesondere eine Stiftkette, oder ein Förderband ist oder umfasst. Mit einer Kette, insbesondere einer Stiftkette, können die Behälter in vorteilhafter Weise mäanderförmig durch den Kühlabschnitt befördert werden. Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung umfasst einen mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelten Geschwindigkeitssensor zur Erfassung der Fördergeschwindigkeit. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Geschwindigkeitssensor innerhalb des Kühlabschnitts angeordnet ist. Obwohl die Fördergeschwindigkeit eine Einstellgröße der Trocknungsvorrichtung ist, ist es vorteilhaft, die Fördergeschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitssensor zu erfassen, um eine redundante und somit sichere Erfassung der Fördergeschwindigkeit zu ermöglichen. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Geschwindigkeitssensor an einem Behältereinlass des Kühlabschnitts angeordnet ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die mindestens eine Behältereigenschaft eine Behältertemperatur und/oder eine Wärmekapazität der Behälter ist. Die Behältertemperatur ist insbesondere die Temperatur der Behälter, mit der die Behälter in den Kühlabschnitt eintreten. Eine hohe Behältertemperatur führt zu einem erhöhten Kühlaufwand, und somit in der Regel zu einem größeren erforderlichen Fluidstrom.

Die Steuerungsvorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, um die Wärmekapazität der Behälter auf Grundlage eines Behältergewichts zu ermitteln. Das Behältergewicht kann beispielsweise auf Grundlage eines Gewichts einer Behälterproduktionscharge von der Steuerungsvorrichtung ermittelt werden. Ferner kann das Behältergewicht bekannt sein, da mit der Trocknungsvorrichtung in der Regel ein gleicher Behältertyp hergestellt wird. Dieser Wert kann beispielsweise von der Steuerungsvorrichtung verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass der Steuerungsvorrichtung das Behältergewicht bereitgestellt wird. Ferner ist es bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Wärmekapazität weiter unter Berücksichtigung des Behältermaterials zu ermitteln.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Behältereigenschaft eine Lufttemperatur in einem vordefinierten Abstand zu den Behältern ist. Auf Basis der Ermittlung der Lufttemperatur kann auf die Behältertemperatur geschlossen werden. Somit kann gegebenenfalls eine einfachere und/oder günstigere Ermittlung der Behälter- temperatur realisiert werden. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Lufttemperatur innerhalb des Kühlabschnitts ermittelt wird.

In einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese mindestens einen mit der Steuerungsvorrichtung gekoppelten Temperatursensor zur Erfassung der Behältertemperatur und/oder der Lufttemperatur umfasst. Unter der Lufttemperatur ist insbesondere die Lufttemperatur in einem vordefinierten Abstand zu den Behältern zu verstehen. Der Temperatursensor kann beispielsweise ein Infrarotsensor sein.

Der Temperatursensor kann beispielsweise an einem Behältereinlass und/oder einem Behälterauslass des Kühlabschnitts angeordnet sein. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung zwei oder mehr Temperatursensoren innerhalb des Kühlabschnitts aufweist, um eine redundante Messung der Temperatur zu ermöglichen und darüber hinaus einen Temperaturgradienten zu bestimmen.

Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass die mindestens eine Behältereigenschaft eine Transportdichte der Behälter ist. Die Transportdichte ist insbesondere die Anzahl an Behältern je Zeiteinheit, die in den Kühlabschnitt eintreten und/oder durch diesen hindurchbewegt werden und/oder aus dem Kühlabschnitt austreten.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Trocknungsvorrichtung einen Transportdichtesensor zur Erfassung der Transportdichte aufweist. Der Transportdichtesensor ist vorzugsweise innerhalb des Kühlabschnitts angeordnet. Der Transportdichtesensor kann beispielsweise eine Lichtschranke sein.

Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die mindestens eine Behältereigenschaft eine Behältergeometrie der Behälter ist. Die Behältergeometrie kann beispielsweise eine Behälterhöhe, ein Behälterdurchmesser und/oder ein Behältervolumen sein. Vorzugsweise umfasst die Trocknungsvorrichtung einen Geometriesensor zur Erfassung der Behältergeometrie, wobei vorzugsweise der Geometriesensor innerhalb des Kühlabschnitts angeordnet ist. Der Geometriesensor kann beispielsweise als eine, zwei oder mehrere Lichtschranken ausgebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Fluidstromvorrichtung derart in Abhängigkeit der mindestens einen Behältereigenschaft zu steuern, dass eine Fluidmenge je Zeiteinheit, eine Fluidgeschwindigkeit und/oder ein Fluiddruck des Fluidstromes eingestellt wird, um die Behälter mit dem Fluidstrom zu kühlen. Ferner ist es bevorzugt, dass die Fluidmenge je Zeiteinheit, die Fluidgeschwindigkeit und/oder der Fluiddruck des Fluidstromes derart eingestellt wird, dass die Behälter auf oder unter eine vordefinierte Temperatur gekühlt werden. Es ist ferner bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung einen Fluiddrucksensor aufweist, der eingerichtet ist, den Fluiddruck des Fluidstroms zu ermitteln.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Fluidstromvorrichtung ein mit einer Rotationsgeschwindigkeit rotierbares Fluidstromelement zur Erzeugung des Fluidstroms aufweist und die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, die Rotationsgeschwindigkeit des Fluidstromelements in Abhängigkeit der Behältereigenschaft zu steuern. Das Fluidstromelement kann insbesondere ein Laufrad sein. Das Laufrad kann auch als Ventilator bezeichnet werden.

Durch die Ansteuerung des Fluidstromelements durch die Steuerungsvorrichtung kann die Steuerungsvorrichtung unmittelbar das Fluidstromelement ansteuern und somit den Fluidstrom einstellen, insbesondere die Fluidmenge je Zeiteinheit, die Fluidgeschwindigkeit und/oder den Fluiddruck.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühlabschnitt einen Fluidauslass aufweist, wobei das Fluidstromelement angeordnet und ausgebildet ist, um einen definierten Fluidstrom aus dem Fluidauslass zu bewirken. Der Fluidstrom kann beispielsweise durch eine Fluidmenge je Zeiteinheit, eine Fluidgeschwindigkeit und/oder einen Fluiddruck des Fluidstroms definiert sein. Es ist ferner bevorzugt, dass das Fluidstromelement innerhalb des Fluidauslasses wirkt. Alternativ oder ergänzend kann das Fluidstromelement benachbart zu dem Fluidauslass angeordnet sein. Der Fluidauslass kann beispielsweise als ein Kanal oder als ein Rohr ausgebildet sein, innerhalb dessen das Fluidstromelement angeordnet ist. Der Fluiddrucksensor ist vorzugsweise benachbart zu dem Fluidauslass angeordnet. Ferner ist es bevorzugt, dass der Fluiddrucksensor innerhalb des Kanals oder des Rohrs angeordnet ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der T rocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Trocknungsvorrichtung ein Stiftofen und/oder ein Bandtrockner, insbesondere zum Trocknen einer Innenbeschichtung der Behälter, ist oder einen Stiftofen und/oder einen Bandtrockner umfasst. Der Stiftofen wird auch als Pin Oven bezeichnet. Insbesondere ist der Stiftofen zur Trocknung des Lacks auf einer Außenoberfläche der Behälter ausgebildet, da die Behälter von einem Stift gehalten werden, der in den Hohlraum der Behälter hineinragt. Der Bandtrockner wird auch als IBO oder auch als Internal Baking Oven bezeichnet. Ein solcher IBO ist insbesondere zur Trocknung des Lacks auf einer Innenoberfläche der Behälter vorgesehen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung ein Durchlauftrockner zur Trocknung der Behälter nach einem Reinigungsprozess, beispielsweise mit Wasser, der auch als Washer bezeichnet wird, ist oder umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Trocknung von Behältern mit mindestens einer Behältereigenschaft, umfassend die Schritte: Ermitteln einer Behältereigenschaft der Behälter, Beaufschlagen der Behälter mit einem Fluidstrom und Einstellen des Fluidstroms in Abhängigkeit der Behältereigenschaft zum Kühlen der Behälter. Insbesondere die Schritte Beaufschlagen und Einstellen können vollständig oder teilweise zeitparallel ausgeführt werden.

Das Ermitteln der Behältereigenschaft kann ein Bestimmen, beispielsweise mittels Messen, sein. Ergänzend oder alternativ kann das Ermitteln auch ein Empfangen von die mindestens eine Behältereigenschaft charakterisierenden Daten sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass eine Fluidmenge je Zeiteinheit, eine Fluidgeschwindigkeit und/oder ein Fluiddruck des Fluidstroms eingestellt wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass eine Rotationsgeschwindigkeit eines Fluidstromelements zur Erzeugung des Fluidstroms in Abhängigkeit der Behältereigenschaft gesteuert wird.

Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale beziehungsweise Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für die Trocknungsvorrichtung und ihre Fortbildungen verwendet zu werden.

Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Verfahrens und seiner möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Trocknungsvorrichtung verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung;

Figur 2: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung; und

Figur 3: eine schematische Ansicht eines Verfahrens.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt eine Trocknungsvorrichtung 100 mit einer ersten Trocknungskammer 102, einer zweiten Trocknungskammer 104 und einer dritten Trocknungskammer 106. Ferner umfasst die Trocknungsvorrichtung 100 einen Kühlabschnitt 142. Eine Fördereinheit 112 erstreckt sich durch die Trocknungskammern 102, 104, 106 und den Kühlabschnitt 142. Mittels der Fördereinheit 112 werden Behälter 1 durch die Trocknungsvorrichtung 100 hindurchbewegt. Die Trocknungskammern 102, 104, 106 weisen einen ähnlichen Aufbau aus, sodass im Folgenden lediglich die Trocknungskammer 102 im Detail beschrieben wird, wobei diese Ausführungen mit den erforderlichen Änderungen auch für die Trocknungskammer 104 und die Trocknungskammer 106 gelten. Die Trocknungskammer 102 erstreckt sich in einer horizontalen Richtung von einer Eingangsseite 108, an der die Behälter 1 in die Trocknungskammer 102 eintreten, hin zu einer Ausgangsseite 110, an der die Behälter 1 die T rocknungskammer 102 wieder verlassen.

Ferner weist die Trocknungsvorrichtung 100 eine erste Fluidstromvorrichtung 114 auf, die fluidisch mit der Trocknungskammer 102 gekoppelt ist. Ferner weist die Trocknungsvorrichtung 100 eine zweite Fluidstromvorrichtung 168, die mit der Trocknungskammer 104 fluidisch gekoppelt ist, und eine dritte Fluidstromvorrichtung 170 auf, die mit der Trocknungskammer 106 fluidisch gekoppelt ist.

Die erste Fluidstromvorrichtung 114 weist einen Fluideinlass 116 auf, durch den ein Prozessfluid, hier Luft, in die erste Fluidstromvorrichtung 114 eintreten kann. In einer Fluidstromrichtung stromabwärts vom Fluideinlass 116 ist ein Zuluftventilator 118 angeordnet, der die in die erste Fluidstromvorrichtung 114 einströmende Luft zu einer Heizeinrichtung 120 führt. Alternativ kann der Zuluftventilator 118 auch als Klappe ausgebildet sein. Die Heizeinrichtung 120 kann beispielsweise ein Gasbrenner sein.

Stromabwärts von der Heizeinrichtung 120 ist ein Umluftventilator 122 angeordnet, der einen Fluidstrom in die Trocknungskammer 102 bewirkt. Hierfür ist der Umluftventilator 122 mit einer Fluidführung 124 mit der Trocknungskammer 102 fluidisch gekoppelt.

Innerhalb von Trocknungsvorrichtungen treten oftmals Uniformitätsprobleme bei der Luftführung auf, wobei es ein Ziel ist, die Luft möglichst gleichmäßig auf die Behälter 1 zu richten. Hierfür weist die erste Fluidstromvorrichtung 114 eine erste Fluidverteileinheit 126 auf, die vorliegend als V-Blende ausgebildet ist. Stromabwärts ist eine zweite Fluidverteileinheit 128 vorgesehen, die eine weitere optimierte Verteilung des Prozessfluids gewährleistet. Die zweite Fluidverteileinheit 128 ist als ein Lochblech ausgebildet. Von diesem aus gelangt die Luft auf die Behälter 1 , die unter der Fluidstromeinheit 114 mittels der Fördereinheit 112 hindurchbewegt werden.

Die Fördereinheit 112 ist vorzugsweise luftdurchlässig ausgebildet. Dadurch gelangt die Luft, nachdem diese die Behälter 1 passiert hat, unter die Fördereinheit 112, wo diese auf einen Fluidsammelkanal 138 trifft. Der Fluidsammelkanal 138 führt das Prozessfluid mittels einer Umluftführung 131 zurück zu der Heizeinrichtung 120. Die Nutzung von einer solchen Umluft reduziert den Energiebedarf der Fluidstromvorrichtung 114.

Um einen Maximalwert eines Lösemittelgehalts in der Trocknungskammer 102 im Wesentlichen nicht zu überschreiten, sollte ein Teil des Prozessfluids aus der Trocknungskammer 102 auszuströmen. Hierfür weist die erste Fluidstromvorrichtung 114 einen Fluidauslass 132 auf, der mit einem Abluftventilator 134 fluidisch gekoppelt ist. Am Fluidauslass 132 ist darüber hinaus eine Fluidstrommesseinheit 136 angeordnet, die angeordnet und ausgebildet ist, einen aus der Trocknungskammer 102 ausströmenden Fluidstrom zu messen, beispielsweise in Kubikmetern pro Stunde.

Darüber hinaus weist die Trocknungsvorrichtung 100 einen Transportdichtesensor 130 zur Ermittlung der in die Trocknungskammer 102 eintretenden Behälter 1 pro Zeiteinheit auf. Des Weiteren ist eine Beschaffenheitsmesseinheit 133 vorgesehen, mittels derer mindestens eine Behälterbeschaffenheit ermittelbar ist.

Eine Steuerungsvorrichtung 140 ist eingerichtet, um die erste Fluidstromvorrichtung 114 basierend auf einem ermittelten Lösemitteleintrag zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung 140 ist insbesondere eingerichtet, einen aus der Trocknungskammer 102 auszuströmenden Soll-Fluidstrom in Abhängigkeit des Lösemitteileintrags zu bestimmen und die erste Fluidstromvorrichtung 114 derart zu steuern, dass ein aus der Trocknungskammer 102 ausströmender Fluidstrom zumindest dem Soll-Fluidstrom entspricht. Der Soll-Fluidstrom kann beispielsweise ein Mindestfluidstrom sein, der so gewählt ist, dass ein Lösemittelgehalt in der Trocknungskammer 102 einen vorbestimmten Wert im Wesentlichen nicht überschreitet, wobei vorzugsweise der vorbestimmte Wert eine Explosionsgrenze repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung 140 ist insbesondere eingerichtet, den Lösemitteleintrag basierend auf einer Transportdichte, beschreibend die in die Trocknungskammer 102 eintretenden Behälter 1 je Zeiteinheit und/oder basierend auf einer Lösemittelmenge je Behälter 1 zu ermitteln. Die Transportdichte kann auch als Wert der Steuerungsvorrichtung 140 bereitgestellt werden, insbesondere von einer vor der Trocknungsvorrichtung 100 angeordneten Vorrichtung, beispielsweise einer Lackieranlage.

Die Steuerungsvorrichtung 140 ist insbesondere mit dem Transportdichtesensor 130 und der Beschaffenheitsmesseinheit 133 signaltechnisch gekoppelt, sodass die Steuerungsvorrichtung 140 auf Basis von Messwerten des Transportdichtesensors 130 und der Beschaffenheitsmesseinheit 133 den Lösemitteleintrag ermitteln kann. Darüber hinaus kann auch der Messwert des Transportdichtesensors 130 und der im Vorherigen beschriebene bereitgestellte Wert der Transportdichte berücksichtigt werden, um mittels Redundanz eine hohe Sicherheit zu gewährleisten.

Die Trocknungsvorrichtung umfasst ferner den Kühlabschnitt 142, indem die Behälter 1 im bestimmungsgemäßen Betrieb gekühlt werden. Ferner umfasst die Trocknungsvorrichtung 100 eine Fluidstromvorrichtung 144, die angeordnet und ausgebildet ist, die Behälter 1 mit einem Fluidstrom innerhalb des Kühlabschnitts 142 zu beaufschlagen. Die Steuerungsvorrichtung 140 ist eingerichtet, um den von der Fluidstromvorrichtung 144 bewirkten Fluidstrom 150, 150‘ in Abhängigkeit der Behältereigenschaft zu steuern.

Die Fluidstromvorrichtung 144 weist ein Fluidstromelement 146 auf, das an einem Fluidauslass des Kühlabschnitts 142 angeordnet ist. Das Fluidstromelement 146 kann beispielsweise ein Ventilator sein. Darüber hinaus umfasst die Fluidstromvorrichtung 144 eine Fluideinlassklappe 148, die an einem Fluideinlass des Kühlabschnitts 142 angeordnet ist. Der Fluidstrom 150 ist der Fluidstrom, der aus dem Kühlabschnitt 142 herausströmt. Der Fluidstrom 150‘, ist der Fluidstrom, der in den Kühlabschnitt 142 einströmt.

In dem Kühlabschnitt 142 ist darüber hinaus ein Geschwindigkeitssensor 152 angeordnet, der eingerichtet ist, eine Fördergeschwindigkeit der Behälter 1 durch den Kühlabschnitt 142 zu erfassen. Darüber hinaus ist ein Transportdichtesensor 153 angeordnet, der eine Transportdichte der Behälter 1 ermitteln kann. Der Transportdichtesensor 153 kann beispielsweise als eine Lichtschranke ausgebildet sein. Ferner ist innerhalb des Kühlabschnitts 142 ein Temperatursensor 172 zur Erfassung einer Temperatur der Behälter 1 und ein Geometriesensor 174 zur Erfassung einer Geometrie der Behälter 1 angeordnet.

Die Anordnung der Sensoren 152, 153, 172, 174 ist schematisch. Die Sensoren können jeweils über oder unter der Fördereinheit 112 angeordnet sein und darüber hinaus an einem Behältereinlass und/oder an einem Behälterauslass oder zwischen dem Behältereinlass und dem Behälterauslass des Kühlabschnitts 142 angeordnet sein.

Figur 2 zeigt einen Stiftofen 200. Der Stiftofen 200 umfasst eine Fördereinheit 202, die als Kette ausgebildet ist. Der Stiftofen 200 umfasst ferner eine Stabilisierungseinheit 210, eine Umluftfluideinheit 212, eine Fluidstromeinheit 215, eine Kühlfluideinheit 218 und eine Behälterentnahmeeinheit 220.

Die Behälter 1 werden in einer nicht von dem Stiftofen 200 umfassten Bedruckungsvorrichtung 234 beschichtet, insbesondere mit einem Lack, der Lösungsmittel enthält. Von der Bedruckungsvorrichtung 234 werden die Behälter 1 an den Stiftofen 200 übergeben. Die Bedruckungsvorrichtung 234 und der Stiftofen 200 können derart miteinander gekoppelt sein, dass die Bedruckungsvorrichtung 234 die Fördereinheit 202 antreibt.

Die Behälter 1 gelangen zunächst in einen Vortrockenrahmen 224. In dem Vortrockenrahmen 224 wirkt eine Stabilisierungseinheit 210, die die Behälter 1 mit einem Fluidstrom an der Fördereinheit 202 stabilisieren. Die Stabilisierungseinheit 210 ist mit einer Steuerungsvorrichtung 222 gekoppelt und wird von dieser derart eingestellt, dass die Behälter 1 in Abhängigkeit von Behältereigenschaften auf den Transportstiften 204, 204’, 204” stabilisiert werden. Darüber hinaus ist innerhalb des Vortrockenrahmens 224 ein Kettenspanner 254 vorgesehen, der die Kette der Fördereinheit 202 spannt, sodass diese stets eine vordefinierte Spannung aufweist.

Der Stiftofen 200 weist darüber hinaus einen Transportdichtesensor 240 auf, der die in den Stiftofen eintretenden Behälter 1 pro Zeiteinheit misst. Der Transportdichtesensor 240 kann zwei oder mehr Einzelsensoren aufweisen, um eine redundante Messung der Transportdichte zu ermöglichen. Darüber hinaus weist der Stiftofen 200 eine Geschwindigkeitsmesseinheit 242 auf, die die Fördergeschwindigkeit, mit der die Behälter 1 durch den Stiftofen 200 befördert werden, misst. Ferner weist der Stiftofen 200 eine Behältermesseinheit 244 auf, die eingerichtet ist, um mindestens eine Behältereigenschaft zu messen.

Stromabwärts von dem Vortrockenrahmen 224 weist der Stiftofen 200 einen Bodenbeschichter 226 auf. Stromabwärts von dem Bodenbeschichter 226 weist der Stiftofen 200 eine Ofeneinheit 228 auf. Die Ofeneinheit 228 bildet einen Ofenraum 252 aus, in dem die Behälter 1 auf eine hohe Temperatur, beispielsweise mehr als 180 Grad Celsius für mindestens 0,5 Sekunden, erwärmt werden. Hierfür weist die Ofeneinheit 228 eine Heizeinheit 214 auf. Die Heizeinheit 214 kann beispielsweise ein Gasbrenner sein. Die Heizeinheit 214 ist mit einer Umluftfluideinheit 212 gekoppelt, die den Fluidstrom in der Fluidstromrichtung 216 bewegt, also zunächst aus dem Ofenraum 252 in die Heizeinheit 214, anschließend in die Umluftfluideinheit 212 und anschließend zurück in den Ofenraum 252. Somit wird ein aufgeheizter Fluidstrom dem Ofenraum 252 zur Verfügung gestellt.

Die Ofeneinheit 228 ist darüber hinaus mit einer Fluidstromeinheit 215 gekoppelt. Die Fluidstromeinheit 215 ist angeordnet und ausgebildet, um der Ofeneinheit 228 ein Fluid aus der Umgebung des Stiftofens 200 zur Verfügung zu stellen und um ein Fluid aus der Ofeneinheit 228 herauszuführen. Hierfür weist der Stiftofen eine Fluideinlassvorrichtung 236 und eine Fluidauslassvorrichtung 238 auf. Die Fluidauslassvorrichtung 238 ist ferner mit einem Fluidstromsensor 246 gekoppelt, der eingerichtet ist, um den Fluidstrom zu messen.

Darüber hinaus sind in dem Kühlabschnitt 230 ein erster Temperatursensor 248 und ein zweiter Temperatursensor 250 angeordnet, die zum Erfassen einer Behältertemperatur der Behälter 1 innerhalb des Kühlabschnitts 230 eingerichtet sind. Die Steuerungsvorrichtung 222 ist vorzugsweise eingerichtet, um einen Temperaturverlauf der Behälter 1 zu ermitteln. Ferner kann es bevorzugt sein, drei oder mehr, insbesondere eine Vielzahl, Temperatursensoren anzuordnen, um beispielsweise einen detaillierten Temperaturverlauf zu ermitteln. Der Kühlabschnitt 230 ist derart gestaltet, dass in diesem die Behälter 1 kühlbar sind. Ferner umfasst der Stiftofen 200 eine Fluidstromvorrichtung 218, die angeordnet und ausgebildet ist, die Behälter 1 mit einem Fluidstrom 262 innerhalb des Kühlabschnitts 230 zu beaufschlagen. Die Steuerungsvorrichtung 222 ist eingerichtet, den von der Fluidstromvorrichtung 218 bewirkten Fluidstrom 262 in Abhängigkeit der Behältereigenschaft zu steuern. Im Übrigen kann der Kühlabschnitt 230 im Wesentlichen die gleichen Elemente und Funktionen aufweisen, wie der im Vorherigen beschriebene Kühlabschnitt 142 der Trocknungsvorrichtung 100.

Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens. In Schritt 300 wird eine Behältereigenschaft der Behälter 1 ermittelt. Die Behältereigenschaft kann beispielsweise eine Behältertemperatur, eine Fördergeschwindigkeit, eine Wärmekapazität, eine Lufttemperatur in einem vordefinierten Abstand zu den Behältern, eine Transportdichte und/oder eine Behältergeometrie sein. In Schritt 302 werden die Behälter 1 mit einem Fluidstrom beaufschlagt. Der Fluidstrom weist vorzugsweise eine definierte Eigenschaft auf, insbesondere eine Fluidmenge je Zeiteinheit, eine Fluidgeschwindigkeit und/oder einen Fluiddruck. In Schritt 304 wird der Fluidstrom in Abhängigkeit der Behältereigenschaft zum Kühlen der Behälter 1 eingestellt. Insbesondere wird die im Vorherigen genannte Eigenschaft des Fluidstroms eingestellt. Die Schritte 302 und 304 können teilweise oder vollständig zeitparallel ablaufen.

Mit einer im Vorherigen beschriebenen Trocknungsvorrichtung und dem Verfahren zur Trocknung von Behältern 1 mit mindestens einer Behältereigenschaft, wird eine energieeffiziente Herstellung von Behältern 1 , insbesondere von Dosen, ermöglicht. Insbesondere durch einen hohen Energieeinspareffekt im Bereich des Kühlabschnitts 142, 230 der Trocknungsvorrichtung 100, 200 können die Behälter 1 mit einem geringeren Energieaufwand hergestellt werden.

Infolgedessen reduziert sich der Energieaufwand zur Herstellung einer einzelnen Dose, sodass der ökologische Fußabdruck einer jeden einzelnen Dose reduziert wird. Unter Berücksichtigung, dass pro Jahr mehrere hundert Milliarden Dosen weltweit hergestellt werden, hat die vorliegende Erfindung einen hohen Einspareffekt auf den globalen Energieverbrauch. BEZUGSZEICHEN

Behälter

T rocknungsvorrichtung erste Trocknungskammer zweite Trocknungskammer dritte Trocknungskammer

Eingangsseite

Ausgangsseite

Fördereinheit erste Fluidstromvorrichtung

Fluideinlass

Zuluftventilator

Heizeinrichtung

Umluftventilator

Fluidführung erste Fluidverteileinheit zweite Fluidverteileinheit

T ransportdichtesensor

Umluftführung

Fluidauslass

Beschaffenheitsmesseinheit

Abluftventilator

Fluidstrommesseinheit

Fluidsammelkanal 140 Steuerungsvorrichtung

142 Kühlabschnitt

144 Fluidstromvorrichtung

146 Fluidstromelement

148 Fluideinlassklappe

150, 150‘ Fluidstrom

152 Geschwindigkeitssensor

153 Transportdichtesensor

168 zweite Fluidstromvorrichtung

170 dritte Fluidstromvorrichtung

172 Temperatursensor

174 Geometriesensor

200 Stiftofen

202 Fördereinheit

210 Stabilisierungseinheit

212 Umluftfluideinheit

214 Heizeinheit

215 Fluidstromeinheit

216 Fluidstromrichtung

218 Fluidstromvorrichtung

220 Behälterentnahmeeinheit

222 Steuerungsvorrichtung

224 Vortrockenrahmen

226 Bodenbeschichter 228 Ofeneinheit

230 Kühlabschnitt

234 Bedruckungsvorrichtung

236 Fluideinlassvorrichtung 238 Fluidauslassvorrichtung

240 T ransportdichtesensor

242 Geschwindigkeitsmesseinheit

244 Behältermesseinheit

246 Fluidstromsensor 248 erster Temperatursensor

250 zweiter Temperatursensor

252 Ofenraum

254 Kettenspanner

262 Fluidstrom