DE10044877A1

DE10044877A1 - Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel bzw. Sprühkopf

Info

Publication number: DE10044877A1
Application number: DE10044877A
Authority: DE
Inventors: Fritz Brehm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel. Die Vorrichtung (10) weist eine Transporteinrichtung (14) zum Transport des Werkstücks (12), eine eine Sprühdüse (16) aufweisende Sprüheinrichtung (18) zum Besprühen des Werkstücks mit Schmiermittel und eine Absaugeinrichtung (20) mit einer Absaugöffnung (22) für ein Luft-Schmiermittel-Gemisch auf. DOLLAR A Bei Ankunft des Werkstücks (12) im Sprühbereich der Sprühdüse (16) beginnt das Besprühen des Werkstücks mit Schmiermittel und das Absaugen des Luft-Schmiermittel-Gemischs. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein Luft-Schmiermittel-Gemisch wie z. B. ein Ölnebel nahe bei seinem Entstehungsort, nämlich nahe der Sprühdüse (16), abgesaugt, bevor es sich in der Werkhalle ausbreiten kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, insbesondere zur Vorbereitung auf eine Bearbeitung mit Bereichen großer Verformung des Werkstücks, wie beispielsweise zur Herstellung von Automobiltanks aus einer Aluminium-Zink- Legierung durch den Vorgang des Ziehens. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Sprühkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 15.

Ein derartiges - im Endeffekt hergestelltes - Ziehteil wird üblicherweise in mehreren Stufen aus einer Platine oder auch aus Rollenmaterial hergestellt. Zunächst wird als Werkstück z. B. eine Platine mit Schmiermittel beschichtet, anschließend durch einen Niederhalter eingespannt, wobei dann eine Ziehmatrize das eingespannte Material in seitlicher Richtung in eine feststehende Gegenmatrize preßt. Ziehmatrize und Gegenmatrize sind nur durch das verformte Werkstück voneinander beabstandet, Ziehmatrize, Gegenmatrize und Werkstück entsprechen sich also in ihrer Form. Die Benutzung einer Gegenmatrize ermöglicht lokale Verformungen in Richtung entgegen der Bewegungsrichtung der Ziehmatrize. Somit sind Materialverformungen in beiden Richtungen senkrecht zur Ebene des eingespannten Ausgangs-Werkstücks möglich und typischerweise erwünscht, was zu Bereichen großer Verformung des Werkstücks führt.

Um das Werkstück beim Verformen nicht durch Reibung an einer der Matrizen zu beschädigen, wird es vor dem Verformen mit Schmiermittel beschichtet. Aus praktischen Gründen geschieht dies beim Zuführen zu der Presse vor dem Einspannen. Für Bleche aus Stahllegierungen wird üblicherweise ein Fett als Schmiermittel ausgewählt. Für Bleche aus einer Aluminium-Zink-Legierung wird jedoch heißes Öl verwendet und mittels einer Sprühvorrichtung einseitig oder zweiseitig aufgetragen. Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel weist eine Transporteinrichtung zum Transport eines Werkstücks, eine mindestens eine Sprühdüse aufweisende Sprüheinrichtung zum Besprühen des Werkstücks mit Schmiermittel und eine Versorgungs- und eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung steuert den Transport des Werkstücks und steuert den Sprühvorgang über die Versorgungseinrichtung in Abhängigkeit von der Position des Werkstücks. Dabei entsteht bei Verwendung einer herkömmlichen Sprühvorrichtung ein Ölnebel, der sich in der Werkhalle ausbreitet und die Arbeitsbedingungen und die Gesundheit des Personals beeinträchtigt, was nicht optimal ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bzw. einem Sprühkopf zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel zu schaffen, bei deren bzw. bei dessen Einsatz die Entstehung eines Schmiermittelnebels in der Werkhalle weitestgehend vermieden ist.

Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung nun dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nahe der Sprühdüse eine Absaugeinrichtung mit mindestens einer Absaugöffnung für ein Luft-Schmiermittel-Gemisch aufweist. Für den Sprühkopf ist diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 15 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel wird ein Luft-Schmiermittel-Gemisch wie z. B. ein Ölnebel . nahe bei seinem Entstehungsort, nämlich nahe der Sprühdüse, abgesaugt, bevor es sich in der Werkhalle ausbreiten kann. Hierzu können mehrere Absaugöffnungen um eine Sprühdüse herum angeordnet werden. Dies ist vorteilhaft bei einer Anlage, in der ein ruhendes flächiges Werkstück besprüht wird. Eine Reihe von Sprühdüsen bspw. ermöglicht ein Besprühen eines bewegten Werkstücks über seine gesamte Breite gleichzeitig und aus geringer Entfernung. So kann eine Reihe von Sprühdüsen zu beiden Seiten von je einer dazu parallelen Reihe von Absaugöffnungen umgeben werden. Eine Absaugung des Luft-Schmiermittel-Gemischs zu beiden Seiten einer Sprühdüsenreihe bspw. eine Ausbreitung des Gemischs auf der den Absaugöffnungen gegenüberliegenden Seiten der Sprühdüsenreihe verhindert und verbessert so die Absaugung. Zusätzlich kann die Absaugeinrichtung mehrere Absaugöffnungen im wesentlichen in einer Reihe angeordnet aufweisen, und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Luftvorhangs, also mehrere Luftdüsen vorgesehen sein. Der Luftvorhang erzeugt eine Luftströmung und begrenzt damit räumlich den Bereich des Luft-Schmiermittel- Gemischs und beeinflußt dessen Strömung. Die Anordnung in Reihen ermöglicht ein Besprühen des Werkstücks über seine gesamte Breite gleichzeitig und aus geringer Entfernung. Schließlich kann ein Sprühkopf selbst so ausgebildet sein, daß der Sprühkopf eine in der Massenfertigung einsetzbare Einheit ist, die auf eine vorgegebene Bahnbreite und ein vorgesehenes Schmiermittel abgestimmt und vorgefertigt werden kann und in der Werkhalle leicht als Ganzes mit geringen Rüstzeiten austauschbar ist. Im Ergebnis werden die eingangs genannten Nachteile vermieden, nämlich die Entstehung bzw. Ausbreitung eines Schmiermittelnebels verhindert.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Schmiermittel in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Beschichten eines Werkstücks 12 mit Schmiermittel dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine Transporteinrichtung 14 zum Transport des Werkstücks, eine eine Sprühdüse 16 aufweisende Sprüheinrichtung 18 zum Besprühen des Werkstücks mit Schmiermittel und eine Absaugeinrichtung 20 mit Absaugöffnung 22 für ein Luft-Schmiermittel-Gemisch auf. Eine Öl-Versorgungsleitung 24 für die Zufuhr von Öl zur Sprühdüse 16 ist mit einer nicht gezeigten Versorgungseinrichtung verbunden. Eine Abluft-Versorgungsleitung 26 für die Abfuhr von dem durch die Absaugeinrichtung 20 abgesaugtem Luft-Schmiermittel-Gemisch ist ebenfalls mit der nicht gezeigten Versorgungseinrichtung verbunden, in der die Abluft zur Reinigung bzw. Rückgewinnung des Öls behandelt werden kann. Die Vorrichtung 10 ist im Seitenansicht dargestellt und zeigt auf den Transport des Werkstücks 12 in Richtung des Pfeils 28.

Die Vorrichtung 10 wird von einer nicht gezeigten Steuereinrichtung gesteuert. Die Transporteinrichtung 14 transportiert das Werkstück 12 an der Sprüheinrichtung 18 und an der Absaugeinrichtung 20 vorbei. Bei Ankunft des Werkstücks 12 im Sprühbereich der Sprühdüse 16 beginnt das Besprühen des Werkstücks 12 mit Schmiermittel und das Absaugen des Luft-Schmiermittel-Gemischs. Sobald Schmiermittel aus der Sprühdüse 16 austritt bildet sich das Luft-Schmiermittel-Gemisch. Insbesondere falls die Versorgungseinrichtung heißes Öl bereitstellt, welches nach dem Austritt teilweise verdampft und bei Verwirbelung mit kühlerer Luft wieder kondensiert, bildet sich ein Luft- Schmiermittel-Gemisch mit besonders feinen Tröpfchen. Nachdem das Werkstück 12 den Sprühbereich der Sprühdüse 16 passiert hat wird das Besprühen und das Absaugen beendet und das Werkstück 12 ist mit Schmiermittel beschichtet. Vorteilhaft wird das Absaugen mit einer Vorlaufzeit vor dem Besprühen ein- und/oder mit einer Nachlaufzeit nach dem Besprühen ausgeschaltet. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wird ein Luft-Schmiermittel-Gemisch wie z. B. ein Ölnebel nahe bei seinem Entstehungsort, nämlich nahe der Sprühdüse 16, abgesaugt, bevor es sich in der Werkhalle ausbreiten kann.

Die Sprühdüse 16 und die Absaugeinrichtung 20 sind nahe beieinander angeordnet, derart daß ihre Entfernung zueinander in der Größenordnung des Abstands der Sprühdüse 16 von dem Werkstück 12 ist. Die Sprühdüse 16 ist vorteilhaft zur Absaugeinrichtung 20 hin geneigt wie in Fig. 1 dargestellt, damit das Luft-Schmiermittel- Gemisch im Entstehen in Richtung der Absaugeinrichtung 20 geführt wird.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung 30 zum Beschichten eines Werkstücks 32 mit Schmiermittel zum Einsatz in einer Fertigungsstraße dargestellt. Die Vorrichtung 30 weist eine Transporteinrichtung 34 zum Transport des Werkstücks 32, eine Reihe von Sprühdüsen 36 aufweisende Sprüheinrichtung 38 zum Besprühen des Werkstücks 12 mit . Schmiermittel und zu beiden Seiten der Sprüheinrichtung 38 Absaugeinrichtungen 40 mit je einer Reihe von Absaugöffnungen 42 für ein Luft-Schmiermittel-Gemisch auf. Öl- Versorgungsleitungen 44 für die Zufuhr von Öl zu den Sprühdüsen 36 sind mit einer Öl- Versorgungseinrichtung 45 verbunden. Abluft-Versorgungsleitungen 46 für die Abfuhr von durch die Absaugeinrichtungen 40 abgesaugtem Luft-Schmiermittel-Gemisch sind mit einer Abluft-Versorgungseinrichtung 47 verbunden, in der die Abluft zur Reinigung bzw. Rückgewinnung des Öls behandelt werden kann. In der schematischen Darstellung von Fig. 2 schaut der Betrachter auf die Stirnseiten der Reihe von Sprühdüsen 36 der Sprüheinrichtung 38 und der dazu benachbarten parallelen Reihen von Absaugöffnungen 42 der Absaugeinrichtungen 40 zu beiden Seiten der Sprüheinrichtung 38.

Die Vorrichtung 30 hat weiterhin zwei Einrichtungen 48 zur Erzeugung eines Luftvorhangs mit je einer Reihe von Luftdüsen 50 benachbart und parallel zu den Reihen der Absaugöffnungen 42 der Absaugeinrichtungen 40. Luft-Versorgungsleitungen 52 für die Zufuhr von Luft zu den Luftdüsen 50 sind mit einer Luft-Versorgungseinrichtung 54 verbunden. Also ist eine Reihe von Sprühdüsen 36 der Sprüheinrichtung 38 zu beiden Seiten von je einer dazu parallelen Reihe von Absaugöffnungen 42 der Absaugeinrichtungen 40 umgeben, und diese parallelen Reihen sind außen zu beiden Seiten von je einer parallelen Reihe von Luftdüsen 50 der Einrichtungen 48 zur Erzeugung eines Luftvorhangs umgeben. Die Sprüheinrichtung 38, die Absaugeinrichtungen 40, und die Einrichtungen 48 zur Erzeugung eines Luftvorhangs bilden zusammen einen Sprühkopf 56. Der Sprühkopf 56 ist auf eine vorgegebene Bahnbreite und ein vorgesehenes Schmiermittel abgestimmt und vorgefertigt und kann in der Werkhalle leicht als Ganzes mit geringen Rüstzeiten ausgetauscht werden. Die Sprühdüsen 36 und die Absaugeinrichtung 40 sind im Sprühkopf 56 nahe beieinander angeordnet, derart daß ihre Entfernung zueinander in der Größenordnung des Abstands des Sprühkopfs 56 vom Werkstück 32 ist.

Ein weiterer Sprühkopf 58 ist auf der anderen Seite des flächigen Werkstücks 32 dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die zugehörigen Versorgungsleitungen nicht dargestellt worden sind. Diese Anordnung ermöglicht ein gleichzeitiges Besprühen des Werkstücks 32 auf beiden Seiten. Die Sprühköpfe 56 und 58 sind so eingerichtet, daß die Sprühdüsen 36 der Sprüheinrichtungen 38 zu den gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks 32 versetzt gegeneinander angeordnet sind. Dies verhindert bei vertikal übereinander liegenden Reihen von Sprühdüsen 36, daß Schmiermittel, vorzugsweise Öl, von oberen Sprühdüsen 36 auf untere Sprühdüsen 36 tropft. Unter der Sprühkopf-Anordnung befindet sich eine Abzieheinrichtung 60 für flüssiges Schmiermittel. Die Vorrichtung 30 ist als Seitenansicht dargestellt und zeigt auf den Transport des Werkstücks 32 in Richtung des Pfeils 62. Die Vorrichtung 30 hat weiterhin eine Steuereinrichtung 64, die mit Sprüheinrichtung 38, den Absaugeinrichtungen 40, und den Einrichtungen 48 zur Erzeugung eines Luftvorhangs durch Steuerleitungen 66 verbunden ist. Ein Positionsgeber 68 ist mit der Steuereinrichtung 64 über Signalleitungen 70 verbunden.

Die Vorrichtung 30 wird von der Steuereinrichtung 64 gesteuert. Die Transporteinrichtung 34 transportiert das Werkstück 32 an der Sprüheinrichtung 38 und der Absaugeinrichtung 40 vorbei. Bei Ankunft des Werkstücks 32 am Positionsgeber 68 vor dem Sprühbereich der Sprühdüse 36 beginnt die Zufuhr von Luft durch die Luft- Versorgungseinrichtung 54 zu den Luftdüsen 50, die einen Luftvorhang mit einem leichten lokalen Überdruck erzeugen. Gleichzeitig beginnt das Absaugen von Luft durch die Absaugeinrichtungen 40. Mit geringer zeitlicher Verzögerung, abgestimmt auf das Hochfahren der Absaugeinrichtungen 40, wird die Öl-Versorgungseinrichtung 45 zugeschaltet und die Zufuhr von Öl zu den Sprühdüsen 36 der Sprüheinrichtung 38 beginnt. Nun erreicht das Werkstück 32 den Sprühbereich und wird mit Schmiermittel besprüht. Durch gleichmäßigen Transport des Werkstücks 32 durch die Anlage wird ein gleichmäßiger Schmiermittelauftrag erreicht. Nachdem das Werkstück 32 den Positionsgeber 68 passiert hat, werden mit zeitlicher Verzögerung, abgestimmt auf die Transportgeschwindigkeit und die betreffenden Entfernungen, zunächst die Zufuhr von Öl zu den Sprühdüsen 36 und später die Zufuhr von Luft zu den Luftdüsen 50 und das Absaugen von Luft durch die Absaugeinrichtungen 40 abgeschaltet.

Durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 mit einer Einrichtung 48 zur Erzeugung eines Luftvorhangs mit einem leichten lokalen Überdruck wird ein Luft- Schmiermittel-Gemisch wie z. B. ein Ölnebel räumlich begrenzt, nämlich bis zu dem Luftvorhang. In der vorbeschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung 30 mit zwei Einrichtungen 48 zur Erzeugung je eines Luftvorhangs mit parallelen Reihen von Luftdüsen 36 50 wird das Luft-Schmiermittel-Gemisch bzw. der Ölnebel zwischen beiden Luftvorhängen, dem Sprühkopf 56 und dem Werkstück 32 eingeschlossen und kann vollständig abgesaugt werden. Gegebenenfalls können an den Stirnseiten des Sprühkopfs 56 zusätzliche Absaugöffnungen oder/und Luftdüsen vorgesehen werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Vorrichtung zum Beschichten

12

Werkstück

14

Transporteinrichtung

16

Sprühdüse

18

Sprüheinrichtung

20

Absaugeinrichtung

22

Absaugöffnung

24

Öl-Versorgungsleitung

26

Abluft-Versorgungsleitung

28

Pfeil

30

Vorrichtung zum Beschichten

32

Werkstück

34

Transporteinrichtung

36

Sprühdüsen

38

Sprüheinrichtung

40

Absaugeinrichtungen

42

Absaugöffnungen

44

Öl-Versorgungsleitungen

45

Öl-Versorgungseinrichtung

46

Abluft-Versorgungsleitungen

47

Abluft-Versorgungseinrichtung

48

Einrichtungen zur Erzeugung eines Luftvorhangs

50

Luftdüsen

52

Luft-Versorgungsleitungen

54

Luft-Versorgungseinrichtung

56

Sprühkopf

58

weiterer Sprühkopf

60

Abzieheinrichtung

62

Pfeil

64

Steuereinrichtung

66

Steuerleitungen

68

Positionsgeber

70

Signalleitungen

Claims

1. Vorrichtung (10, 30) zum Beschichten eines Werkstücks (12, 32) mit Schmiermittel mit einer Transporteinrichtung (14) zum Transport des Werkstücks (12, 32), einer mindestens eine Sprühdüse (16) aufweisenden Sprüheinrichtung (18, 38) zum Besprühen des Werkstücks (12, 32) mit Schmiermittel und einer Versorgungs- und/oder Steuereinrichtung (45, 64) dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10, 30) nahe der Sprühdüse (16) eine Absaugeinrichtung (20) mit mindestens einer Absaugöffnung (22, 42) für ein Luft-Schmiermittel-Gemisch aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Absaugöffnungen (42) um eine Sprühdüse (36) herum angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung (38) mehrere Sprühdüsen (36) im wesentlichen in einer Reihe angeordnet aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (40) mehrere Absaugöffnungen (42) im wesentlichen in einer Reihe angeordnet aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Sprühdüsen (36) zu beiden Seiten von je einer dazu parallelen Reihe von Absaugöffnungen (42) umgeben ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (48) zur Erzeugung eines Luftvorhangs mit mindestens einer Luftdüse (50) aufweist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (48) zur Erzeugung eines Luftvorhangs mehrere Luftdüsen (50) im wesentlichen in einer Reihe angeordnet aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Sprühdüsen (36) zu beiden Seiten von je einer dazu parallelen Reihe von Absaugöffnungen (42) umgeben ist, und diese parallelen Reihen außen zu beiden Seiten von je einer parallelen Reihe von Luftdüsen (50) umgeben sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Sprüheinrichtung (38) und eine Absaugeinrichtung (40) zu zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks (32) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) der Sprüheinrichtungen (38) zu den gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks (32) versetzt gegeneinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Abzieheinrichtung (60) für flüssiges Schmiermittel aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel Öl ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Sprüheinrichtung (38) abhängig von der Position des Werkstücks (32) schaltet.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Absaugeinrichtung (40) vor der Sprüheinrichtung (38) einschaltet und die Absaugeinrichtung (40) nach der Sprüheinrichtung (38) ausschaltet.

15. Sprühkopf (56) zum Beschichten eines Werkstücks (32) mit Schmiermittel mit mehreren im wesentlichen in einer Reihe angeordneten Sprühdüsen (36), gekennzeichnet durch mehrere im wesentlichen in einer Reihe angeordneten Absaugöffnungen (40) neben der Reihe der Sprühdüsen (36) und mehrere im wesentlichen in einer Reihe angeordneten Luftdüsen (50) zur Erzeugung eines Luftvorhangs neben der Reihe der Absaugöffnungen (42).

16. Sprühkopf nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine weitere Reihe von Absaugöffnungen (42) neben der Reihe der Sprühdüsen (36) an deren bisher freien Seite, und einer weiteren Reihe Luftdüsen (50) neben der weiteren Reihe der Absaugöffnungen (42).