DE19511900C2 - Vorrichtung zum Elektro-Tauchlackieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektro-Tauchlackieren mit einem endlosen Metallband, das für den Transport und die Kontaktierung der zu beschichtenden Teile im Bereich der Teilezuführung, Tauchlackierung, Per­ meatspülung, VE-Wasserspülung, Lacktrocknung und Nachbehandlung ver­ wendet wird.

Aus der DE-OS 38 43 544 ist eine Vorrichtung zur elektrophoretischen Tauch­ lackierung von Kleinteilen und Schüttgütern bekannt, bei der als Transportband ein rostfreier Spiraldrahtgurt eingesetzt wird. Dieser Runddrahtgliedergurt erweist sich als ungünstig, da die elektrische Leitfähigkeit des Gurtes durch die Vielzahl der Berührungspunkte an den Gurtgliedern beeinträchtigt ist. Durch den zunehmenden Übergangswiderstand an den Berührungspunkten tritt ein erheblicher Spannungsabfall über der Bandoberfläche auf, der zu unterschied­ lichen Beschichtungsergebnissen der aufliegenden Teile führt.

Zudem bilden sich zwischen den beweglichen Gliedern des Spiraldrahtgurtes kleine Lacknester, die nicht oder nur unvollständig entfernt werden können. Nach dem Passieren des Trocknungsofens fallen die getrockneten Lackreste beim erneuten Durchlaufen des Lackbades ab und führen zur Verunreinigung des Bades und setzen sich als Rückstand an der Oberfläche der zu beschich­ tenden Teile ab.

Die DE-OS 41 42 997 beschreibt eine Vorrichtung zum elektrophoretischen Tauchlackieren mit einem, aus einzelnen Lamellen zusammengesetzten Transportband, wobei die Lamellen Erhebungen aufweisen.

Auch hier treten beim Einsatz des Bandes Schwierigkeiten beim Strom­ durchgang an den Berührungspunkten zwischen Transportkette, Querachsen und Lamellen auf, die zu den vorerwähnten technologischen Problemen führen. Durch die Bewegung der unter elektrischer Spannung stehenden Bauteile des Bandes gegeneinander kann es zudem zu gefährlichen Spannungsüberschlä­ gen kommen.

Die DE-OS 42 05 672 zeigt eine Vorrichtung zur elektrolytischen Beschich­ tung, die aus einem Schneckenförderer besteht, der in einem Lackbecken angeordnet ist. Diese Einrichtung ist ungeeignet für die Beschichtung größerer Teile oder von Teilen mit kompliziert geformter Außenkontur, die beim Durch­ laufen der rotierenden Förderschnecke untereinander verzahnen könnten.

Aus der DE-OS 43 41 188 ist eine Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren bekannt, bei der das Transportband mit leitfähigen Borsten besetzt ist, auf denen die zu beschichtenden Teile aufliegen. Die Borsten sind in hülsenför­ migen Einfassungen angeordnet. Nachteil dieser Lösung ist, daß Kontaktie­ rungsprobleme beim Stromübergang von einem Borstenbüschel zum benach­ barten auftreten. Zudem lagern sich im Borstenwurzelraum der Einfassung Lackreste ab, die koagulieren und unkontrolliert ins Lackbad zurückfallen. Diese führen zur Verunreinigung des Bades und setzen sich als Ablagerung an der beschichteten Oberfläche der zu behandelnden Teile ab.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen aus dem Stande der Technik zu eliminieren.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnen­ den Teils des Hauptanspruchs gelöst. Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren weist ein endloses, dünnwandiges Metallband (1) auf, das für den Transport und die Kontaktierung der zu be­ schichtenden Teile im Bereich der Teilezuführung, Tauchlackierung, Per­ meatspülung, VE-Wasserspülung, Lacktrocknung und Nachbehandlung ver­ wendet wird.

Auf der Oberfläche (2) des Metallbandes (1), die den zu beschichtenden Teilen zugewandt ist, sind Auskragungen (3a) vorhanden. Unterhalb der Auskragun­ gen (3a) ist das Metallband (1) durchbrochen.

Das Metallband (1) weist eine bevorzugte Blechstärke von 0,05 mm bis 1,5 mm auf. Dadurch verfügt das Metallband (1) über eine hinreichende Elastizität, um auftreffende Werkstücke, die über bekannte Rutschen, Wendeln oder fallend auf das Metallband (1) auftreffen, sicher abzufedern und mechanische Zerstö­ rungen an der Werkstückoberfläche zu vermeiden.

Diese Federwirkung wird noch verstärkt durch die einseitig aus dem Metall­ band (1) hervortretenden Auskragungen (3a), die gegenüber der Oberfläche (2) des Metallbandes (1) geneigt sind. Damit wirken die Auskragungen (3a) wie ein einseitig eingespannter, elastischer Stab.

In einer fertigungstechnisch vorteilhaften Weiterbildung werden die Aus­ kragungen (3a) durch den Einsatz von Schnitt- und Biegewerkzeugen unmittel­ bar aus dem Metallband (1) gefertigt. Dadurch entfällt das sonst notwendige Ausstanzen der Durchbrüche (3b) im Metallband, die dem ungehinderten Abfluß des überschüssigen Lackes dienen und das nachfolgende Aufbringen der stegförmigen Auskragungen (3a), z. B. durch Widerstandspunktschwei­ ßung.

Um das Ausschneiden und Umformen der Auskragungen (3a) aus dem Metall­ band (1) zu erleichtern, sind diese bevorzugt in Form von Halbkreisen, halben Ellipsen, Dreiecken, Vierecken oder Vielecken ausgebildet. Diese Formen sichern zugleich eine gute Kontaktierung der zu beschichteten Teile und deren schonenden Transport.

Der mittlere Abstand, die Form und Größe der auf dem Metallband (1) ange­ ordneten Auskragungen (3a) wird weitestgehend von Form, Größe und Kontur der zu lackierenden Teile bestimmt.

Die Auskragungen (3a) sind zugleich Auflage- und Kontaktierungspunkte der zu beschichtenden Teile. Die unterhalb der Auskragungen (3a) angeordneten Durchbrüche (3b) im Metallband (1) sorgen für eine gleichmäßige Durchflutung des Tauchlackes während des Beschichtungsvorganges und für ein zügiges Abfließen des Lackes beim Auftauchen aus dem Lackbad.

Die Auskragungen (3a) des Metallbandes (1) weisen in einer bevorzugten Weiterbildung unterschiedliche Längen auf oder sind gegenüber der Ober­ fläche (2) des Metallbandes (1) unterschiedlich stark geneigt, so daß eine sichere Auflage und Kontaktierung auch geometrisch kompliziert geformter Teile gewährleistet ist.

Ein notwendiger Wechsel der Kontaktierungspunkte am Werkstück wird am Wendepunkt des Metallbandes (1) zwischen Einlauf (7) und Lackbad (8) er­ reicht. An diesem Punkt ändert sich der Abstand der Kanten (4) benachbarter Auskragungen (3a) zueinander. In der Folge verschieben sich die Auflage- und Kontaktierungspunkte am Werkstück. Der Vorgang wiederholt sich beim Auslauf (9) des Metallbandes (1) aus dem Lackbad (8). Der Wechsel der Kontaktierungspunkte ermöglicht die Beschichtung der Auflagepunkte, die bis zu diesem Zeitpunkt als Kontaktierungspunkte fungierten.

Die Kanten (4) der Auskragungen (3a) sind in einer bevorzugten Form messer­ artig ausgebildet. Durch die daraus resultierende geringe Auflagefläche, deren Lage sich zudem an den Wendepunkten des Metallbandes (1) ändert, wird ein vollständiger, flächendeckender Zugang des Tauchlackes an die zu beschich­ tenden Werkstücke gewährleistet.

Die Auskragungen (3a) des Metallbandes (1) geben den zu beschichtenden Teilen einen sicheren Halt während des gesamten Lackierungs- und Trock­ nungsvorganges.

Die Elastizität des Metallbandes (1) ermöglicht einen flachen Einfahrwinkel, welcher einen entscheidenden Einfluß auf die Minimierung des benötigten Lackvolumens besitzt. Der Ausfahrwinkel ist sehr gering ausgelegt, um die beschichteten Teile an dieser Stelle nicht zu beschädigen, da zu diesem Zeitpunkt der abgeschiedene Lack auf dem Substrat nur haftet, jedoch noch nicht eingebrannt ist. Da das Metallband (1) keine Gelenke oder lose Verbindungsteile aufweist, ist ein Einschleppen von Lackresten in das Lackbad (8) nicht möglich.

Der Antrieb des Metallbandes (1) erfolgt in Abhängigkeit von Bandlänge, Band­ breite, Masse der zu transportierenden Werkstücke und Bandgeschwindigkeit wahlweise kraftschlüssig durch Reibradantrieb oder formschlüssig Kettenräder, die in die Ausnehmungen der Transportperforation (5) eingreifen.

Das Metallband (1) wird verfahrensbedingt mit Tauchlack beschichtet, jedoch ist es möglich, durch eine Kunststoffbeschichtung des Metallbandes (1), z. B. mit einem Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA) eine Haftung des Tauchlackes an der Bandoberfläche, die nicht der Teileauflage oder Kontaktierung dient, zu verhindern. Im Falle einer Kunststoffbeschichtung baut sich lediglich eine Schichtdicke im Bereich der Teileauflagepunkte bzw. der Kontaktierungspunkte auf, deren elektrischer Widerstand bei wiederholenden Beschichtungsvorgän­ gen so hoch wird, daß keine weitere Zunahme der Schichtdicke zu erwarten ist.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Metallband (1) mit Ausnahme der Kanten (4) vollständig mit einem, für den jeweiligen Verfahrensprozeß geeigneten Kunststoff beschichtet.

Ebenso besteht die Möglichkeit, das Metallband (1) zunächst vollflächig mit diesem Kunststoff zu beschichten und nachfolgend die Kunststoffschicht im Bereich der Kanten (4) zu entfernen.

Als vorteilhaft hat sich eine Anordnung der Auskragungen (3a) auf dem Metallband (1) erwiesen, bei dem die Auskragungen (3a) in Transportrichtung (19) des Metallbandes (1) geöffnet sind. Dadurch wird ein gleichmäßiger Umgriff des Tauchlackes an das Substrat (das zu beschichtende Werkstück) gewährleistet.

Unabhängig davon ist eine Anordnung der Auskragungen (3a) auch entgegen­ gesetzt zur Transportrichtung (19) möglich. Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß die Auskragungen (3a) des Metallbandes (1) bei einer möglichen Kollision des Bandes oder darauf liegender Werkstücke mit feststehenden Teilen der Beschichtungseinrichtung oder mit im Bad befindlichen Fremdteilen in Richtung auf die Oberfläche (2) des Metallbandes (1) elastisch zurückweichen und so schwerwiegenden Zerstörungen der Bandanlage entgegenwirken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zu­ gehöriger Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Systemverlauf des Metallbandes (1) in einer Elektro- Durchlauf-Tauchlackierungsanlage,

Fig. 2 in vergrößerter, herausgebrochener Darstellung eine Draufsicht auf das Metallband (1),

Fig. 3 das Metallband (1) nach Fig. 2 in einer Seitenansicht,

Fig. 4 eine Einzelheit des Metallbandes (1) nach Fig. 2,

Fig. 5 die Einzelheit nach Fig. 4 in einer Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt das endlose Metallband (1), das als Transport- und Kontaktie­ rungsunterlage für den Beschichtungs- und Trocknungsprozeß genutzt wird.

Die zu beschichtenden Teile werden nach entsprechender Vorbehandlung in einlagiger Schicht im Aufgabenbereich (6) auf das Metallband (1) aufgebracht und danach flachwinklig über den Badeinlauf (7) in das Lackbad (8) eingeführt.

Im Wendepunkt zwischen Einlauf (7) und Lackbad (8) erfolgt durch den geänderten Transportvektor und durch die Relativbewegungen der Kanten (4) benachbarter Auskragungen (3a) des Metallbandes (1) zueinander eine Zwangsverlagerung der Teile, wobei einlaufseitig die Kontaktierungs- und Auf­ lagepunkte geändert werden, so daß die bisher unbeschichteten Kontaktie­ rungs- und Auflagepunkte beim weiteren Durchlauf des Lackbades (8) dem Tauchlack zugänglich gemacht und beschichtet werden können.

Im Lackbad (8) können bedarfsweise Kulissen als Hindernisse installiert werden, die eine nochmalige Änderung der Kontaktpunkte bewirken.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ermöglichen die Elastizität des Metallbandes (1) und die vorhandene Transportperforation (5) einen sehr flachen, in den Wendepunkten auf großzügigen Radien geführten Transportverlauf der zu beschichtenden Teile.

Im Bandbereich (10) erfolgt eine Permeatspülung, welche lose, nicht auf den Werkstücken (Substrat) und dem Metallband (1) haftende Lackteilchen, ent­ fernt.

Im Bandabschnitt (11) erfolgt eine Oberflächenneutralisierung mittels einer voll­ entsalzten Wasserspülung. Anschließend werden die beschichteten Teile, dessen Lackschicht zu diesem Zeitpunkt wasserunlöslich und hochviskos ist, in der Einbrennzone (12) eingebrannt. Beim Durchlaufen der Einbrennzone (12) besteht die Möglichkeit, durch weitere Kulissen eine Zwangsumlagerung der einzubrennenden Teile zu realisieren, um eine umfassende Polymerisation der Beschichtung zu begünstigen.

Im weiteren Verlauf folgt eine Abkühlzone (13), der ein Abwurfbereich (14) nachgeordnet ist, an dem die beschichteten Teile, deren Lackschicht aus­ gehärtet ist, das Metallband (1) verlassen.

Da verfahrensseitig die Möglichkeit besteht, haftende Lackteilchen auf der Oberfläche des Metallbandes (1), die den bisherigen Prozeß mit durchlaufen haben, weiterzuschleppen, wird das Metallband (1) im Bandabschnitt (15) einem Reinigungsprozeß unterzogen. Hier werden auch mit mechanischen Mitteln die Ränder (4) und die obersten Auflagepunkte der Auskragungen (3a) des Metallbandes (1) gereinigt um eine elektrisch leitfähige Kontaktierungsauflage zu schaffen.

Die Umlenkpunkte (16) des Metallbandes (1) sind vorzugsweise schwimmend gelagert, um Spannungen im Metallband (1) auszugleichen.

Fig. 2 zeigt in herausgebrochener Darstellung das dünnwandige Metallband (1) nach Fig. 1.

Aus der Oberfläche (2) des Metallbandes (1), die den zu beschichtenden Teilen zugewandt ist, ragen halbkreisförmige Auskragungen (3a) heraus. Größe und Abstände der Auskragungen (3a) werden bestimmt von der durch­ schnittlichen Größe und Kontur der zu beschichtenden Teile.

Der Antrieb des Metallbandes (1) erfolgt über beidseitig an den Rändern des Metallbandes (I) angeordnete Transportperforationen (5), die als Lochbänder ausgebildet sind.

In den Übergangsbereichen zwischen Einlauf (7) und Lackbad (8) und Lackbad (8) und Auslauf (9) erfolgt der Wechsel der Auflage- und Kontaktierungspunkte am Werkstück. In diesen Bereichen ändert sich der Abstand der Kanten (4) benachbarter Auskragungen (3a) zueinander. In der Folge verschieben sich die Auflage- und Kontaktierungspunkte am Werkstück, wie im Bereich der Bewegungspfeile in Fig. 3 sichtbar.

Die Biegelinie der halbkreisförmigen, aus dem Metallband (1) schräg hervor­ tretenden Auskragungen (3a) verläuft 90° versetzt zur Transportrichtung des Bandes. Dadurch wird die Biegewechselfestigkeit des Metallbandes (1) nicht beeinträchtigt.

Die unterhalb der Auskragungen (3a) vorhandenen Durchbrüche (3b) im Metallband (1) erzeugen im Lackbad leichte Turbulenzen und verbessern die Durchflutung des Tauchlackes. Damit wird ein gleichmäßiger Umgriff des Tauchlackes an allen Punkten der zu beschichtenden Werkstücke bewirkt.

Fig. 4 zeigt in einer Einzelheit einen vergrößerten Ausschnitt des Metall­ bandes (1) nach Fig. 2.

Unterhalb der halbkreisförmigen Auskragungen (3a) sind die Durchbrüche (3b) erkennbar, die eine gute Zirkulation des Lackes im Lackbad und nachfolgend ein leichtes Abfließen überschüssigen Lackes ermöglichen. Die Kanten (4) der Auskragungen sind messerartig auslaufend ausgebildet, um die Auflagefläche der zu beschichtenden Teile zu minimieren.

In Fig. 5 sind die, in Transportrichtung des Metallbandes (1) um etwa 15° ge­ neigten, elastischen Auskragungen (3a) in einer Schnittdarstellung von Fig. 4 erkennbar. Damit wirken die schuppenartig aufgerichteten, halbkreisförmigen Auskragungen (3a) mit den darunterliegenden Durchbrüchen (3b) wie Strö­ mungsleiteinrichtungen, die das Umfluten der zu beschichtenden Teile im Lackbad (8) verbessern.

Bezugszeichenliste

1 Metallband
2 Oberfläche
3a Auskragung
3b Durchbruch 4 Kante
5 Transportperforation
6 Aufgabenbereich
7 Einlauf
8 Lackbad
9 Auslauf
10 Bandbereich
11 Bandabschnitt
12 Einbrennzone
13 Abkühlzone
14 Abwurfbereich
15 Bandreinigung
16 Umlenkpunkt
17 Bandkontaktierung
18 Lackbecken
19 Transportrichtung

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren von Kleinteilen und Schüttgütern mit elektrisch leitender Oberfläche mit einem endlos verbundenen Metallband als Transport- und Kontaktierungsunterlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) auf seiner, den zu beschichtenden Teilen zugewandten Oberfläche (2) Auskragungen (3a) aufweist und unterhalb der Auskragungen (3a) durchbrochen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskragungen (3a) in Form von Halbkreisen, Dreiecken, Vierecken, Vielecken oder als elliptischer Bogen ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) aus nichtrostendem Material mit erhöhter Biegewechselfestigkeit besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskragungen (3a) messerartige Kanten (4) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das Metallband (1) eine Transportperforation (5) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportperforation (5) als beabstandete Reihung zylindrischer Durchbrüche (3b) ausgebildet ist, die beidseitig an den Rändern oder dem randnahen Bereich des Metallbandes (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskragungen (3a) rechtwinklig zur Längsrichtung des Metallbandes (1) angeordnet sind.