DE4011320A1 - Verfahren zur behandlung der kanten gestanzter, gepresster oder geschnittener metallteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreßter oder geschnittener, vorzugs­ weise plattenförmiger Metallteile.

Bei der Weiterbearbeitung scharfkantiger Metallteile nach dem Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang treten trotz geeig­ neter Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen von Handschuhen häufig Verletzungen auf, die durch den bei der Bearbeitung des Metallteiles entstandenen Grat hervorgerufen werden. Gleichzeitig bilden die scharfen Kanten gestanzter, ge­ preßter oder geschnittener Metallteile häufig den Aus­ gangspunkt einer Korrosion des Metallteiles, auch wenn dieses zusätzlich beispielsweise durch Feuerverzinkung oder Chromatierung behandelt wurde.

Aus der DE-PS 37 04 364 ist ein Verfahren zur Schnittkan­ tenbehandlung von Zuschnitten aus bandlackiertem Material für Blechgehäuseteile bekannt, bei dem die sichtbaren Schnittkanten mit einem durch UV-Strahlung aushärtendem Lack mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen beschichtet werden. Die Spritzdüsen werden entlang der Schnittkanten verfahren und derart positioniert und ausgerichtet, daß sie unter einem Winkel auf den Kantenbereich der Zuschnit­ te gerichtet sind. Anschließend wird der aufgetragene Lack mit UV-Bestrahlung ausgehärtet.

Dieses bekannte Verfahren zur Schnittkantenbehandlung von Zuschnitten dient ausschließlich dazu, die nach dem Zu­ schnitt ungeschützten Schnittkanten des bandlackierten Ma­ terials vor Korrosion zu schützen, die das optische Ausse­ hen des Werkstückes negativ beeinflussen kann und als Aus­ gangspunkt einer weiteren Korrosion des Werkstückes anzu­ sehen ist.

Dabei erweist sich das Lackieren der scharfkantigen Blech­ teile als wenig umweltverträglich, da die im Lack enthal­ tenen Lösungsmittel frei austreten und unter anderem auch die Gesundheit der Arbeiter gefährden können. Ein weiterer Nachteil des bekannten Lackierverfahrens besteht darin, daß eine lange Verweildauer der zu behandelnden Werkstücke trotz der UV-Trocknung in Kauf zu nehmen ist.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der Behandlung scharf­ kantiger Blechteile besteht darin, daß der Lack vor der Trocknung insbesonderen von den scharfen Kanten abtropft, so daß ein nur äußerst ungenügender Kantenschutz gegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreßter oder ge­ schnittener Metallteile zu schaffen, das einen wirksamen Schutz vor Schnittverletzungen bei der Weiterbearbeitung der Metallteile durch eine dichte Umhüllung von Schnitt­ kanten bei kurzer Bearbeitungszeit gewährleistet und das eine dauerhafte Verbindung der Umhüllung mit dem Metall­ teil auch nach der Beendigung der Bearbeitung für einen wirksamen Korrosionsschutz sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine dichte Um­ hüllung von Schnitt- oder Stanzkanten unmittelbar im An­ schluß an den Stanzvorgang und somit eine wirksame Herab­ setzung der Verletzungsgefahr bei der Weiterbearbeitung von Metallteilen.

Die Beschichtung der Kanten mit einem Pulverlack im elek­ trostatischen Pulversprühverfahren gewährleistet darüber hinaus eine extrem kurze Bearbeitungszeit und stellt eine dauerhafte Verbindung der Umhüllung mit dem Metallteil auch nach Abschluß der Endbearbeitung der Metallteile si­ cher, so daß ein dauerhafter und wirksamer Korrosions­ schutz gewährleistet ist, da die besonders korrosionsge­ fährdeten Schnittkanten entsprechend geschützt sind.

Die erfindungsgemäße Lösung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß das elektrostatische Feld so verteilt ist, daß die weitaus größte Feldstärke im Bereich der Schnittkanten herrscht, so daß beim elektrostatischen Pulversprühverfah­ ren eine größere Menge des Pulverlackes aufgrund der ver­ größerten elektrostatischen Anziehung die Schnittkanten umgibt und so zu einer wirksamen Abrundung der Schnittkan­ ten beiträgt.

Die extrem kurze Bearbeitungszeit beim Auftragen des Pul­ verlackes im elektrostatischen Pulversprühverfahren ermög­ licht es, diesen Verfahrensschritt unmittelbar an den Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang anzuschließen, so daß die Weiterbearbeitung des so behandelten Metallteiles ohne die Gefahr einer Schnittverletzung gewährleistet ist.

Die behandelten Metallteile können aus feuerverzinktem, chromatiertem oder blankem Material bestehen.

Als Pulverlack kommt jedes im Markt erhältliche Pulver­ lack als Epoxy-, Epoxy-Polyester-, Polyester- oder Poly­ ester-Polyurethan-Pulver infrage.

Beim elektrostatischen Pulversprühverfahren können mit den Pulverlacken lackähnliche Überzüge mit Schichtdicken von 40 bis 100 µm in einem einzigen Arbeitsgang aufgebracht werden. Dabei wird nach sorgfältiger Reinigung der Ober­ fläche des Metallteiles in dem Bereich, erforderlich, wo das Pulver aufzubringen ist, das Pulver durch eine unter Spannung stehende Düse gesprüht, wobei es sich elektrisch auflädt. Das angesprühte Metallteil ist kalt, so daß sich das Pulver auf der Oberfläche des Metallteiles absetzt. Nachdem die gewünschte Schichtdicke aufgebracht wurde, durchläuft das Metallteil einen Ofen, wobei das Pulver schmilzt und einen entsprechenden Film bildet.

Pulverlacke zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie feste, lösemittelfreie Beschichtungsstoffe darstellen, so daß mit der Verarbeitung der Pulverlacke keine Umwelt­ beeinträchtigungen und gesundheitliche Gefahren verbunden sind. Die Filmbildung zu den duroplastischen Überzügen er­ folgt bei Temperaturen zwischen 150 bis 220°C.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lö­ sung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere plattenförmi­ ge Metallteile zu einem Paket gestapelt miteinander ver­ bunden und die nach außen ragenden Kanten der Metallteile mit einem Pulverlack im elektrostatischen Pulversprühver­ fahren beschichtet werden.

Durch die Verbindung mehrerer Metallteile zu einem Paket wird nicht nur die Bearbeitungszeit für jedes einzelne Me­ tallteil weiter verkürzt, sondern eine zusätzliche wirksa­ me Erhöhung der Feldstärke im Kantenbereich bewirkt, so daß die elektrostatische Anziehungskraft beim Pulversprü­ hen erhöht wird und somit in einem einzigen Bearbeitungs­ gang eine große Beschichtungsdicke zu erzielen ist. Infol­ ge der Feldfreiheit im Innerern des Paketes wird gleich­ zeitig bewirkt, daß kein Pulver auf den Metallteilflächen niederschlägt, so daß die Materialausnutzung optimal ist.

Die Verbindung der Metallteile zu einem Paket erfolgt vor­ zugsweise über Bolzen, die durch entsprechende Durchzüge in den Metallteilen gesteckt werden, so daß eine gleich­ förmige Ausrichtung sämtlicher Metallteile im Paket ge­ währleistet ist und somit eine gleichmäßige Kantenbe­ schichtung sämtlicher Metallteile erfolgen kann.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein gestanztes Metallteil mit zwei Durchzügen;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Metallteil im Kantenbe­ reich mit zugehöriger Feldverteilung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Metall­ teile-Paketes und

Fig. 4 einen Schnitt durch das Metallteile-Paket gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Metallteil 1, dessen äußere Umrißlinie und Durchzüge durch Stanzen, Pressen oder Schneiden hergestellt werden, wobei infolge des Stanz-, Preß- oder Schneidvorganges eine Kante 2 mit einem entsprechenden Grat gebildet wird. Dieser Grat führt bei der weiteren Bearbeitung des Metallteiles 1 zur Gefahr von Schnittverletzungen auch bei Verwendung geeigneter Ar­ beitsmittel. Zur Herabsetzung dieser Verletzungsgefahr wird erfindungsgemäß ein Randbereich 3 des Metallteiles 1 mit einer Pulverlackschicht ummantelt, die im elektrosta­ tischen Pulversprühverfahren aufgetragen wird.

Zu diesem Zweck wird nach einer sorgfältigen Vorbehandlung der Oberfläche zumindest im Randbereich 3 des Metallteiles 1 ein geeignetes Pulver durch eine unter Spannung stehende Düse gesprüht, wobei sich das Pulver elektrisch auflädt. Das angesprühte Metallteil 1 ist kalt, so daß sich das elektrostatisch aufgeladene Pulver auf der Oberfläche des Metallteiles 1 absetzt. Nachdem die gewünschte Schichtdic­ ke aufgebracht wurde, wird das Metallteil in einen Ofen gebracht und bei einer Temperatur von 150 bis 220°C ge­ schmolzen und bildet einen duroplastischen Film, der die Kante 2 im Randbereich 3 fest umhüllt. Da die Schichtdicke vorzugsweise zwischen 80 und 120 µm beträgt, wird jeder beim Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang entstehende Grat vollständig und wirksam umhüllt.

Wie der Schnitt durch den Kantenbereich 3 des Metallteiles 1 mit dem eingetragenen Feldlinienverlauf gemäß Fig. 2 zeigt, tritt insbesondere an der Kante 2 eine wirksame Er­ höhung der Feldstärke auf, so daß sich an dieser Stelle eine größere Schichtdicke ergibt als im weiteren Kantenbe­ reich 3.

Zur Materialeinsparung wird dabei lediglich ein Kantenbe­ reich 3 von 8 bis 10 cm eingesprüht. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt damit eine Kostensenkung der Beschichtung von bis zu 60% gegenüber sonstigen Lackierungsverfahren und eine Pulvereinsparung von 70% sowie eine Verkürzung der Anlagendurchlaufzeit.

Gleichzeitig wird mit der im wesentlichen dem Unfallschutz dienenden Beschichtung des Randbereiches 3 des Metalltei­ les 1 eine wesentliche Erhöhung des Korrosionsschutzes er­ zielt, da der insbesondere von der Kante 2 ausgehende Rostverlauf weitestgehend vermieden wird. Auch eine Unter­ wanderung einer Zinkschicht von der Spitze her wird wirk­ sam verhindert.

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Paketes 8, das aus mehreren einzelnen Metallteilen 1 besteht, die über Bolzen 9, 10 miteinander verbunden sind. Die Bolzen 9, 10 werden durch Durchzüge 5, 6 gemäß Fig. 1 in den Metallteilen 1 gesteckt und mittels Flügelschrauben miteinander verspannt. Das so gebildete Metallteile-Paket 8 wird anschließend in eine Sprühanlage gebracht und durch eine entsprechend ausgerichtete Sprühpistole das Beschich­ tungspulver auf den Randbereich 3 aufgesprüht.

Durch die Verbindung mehrerer Metallteile 1 zu einem Me­ tallteile-Paket 8 wird vermieden, daß Pulver in das Innere des Metallteile-Paketes 8, das vorzugsweise aus 15 bis 20 einzelnen Metallteilen 1 zusammengesetzt ist, gelangt.

Zusätzlich wird mit der Verbindung mehrerer Metallteile 1 zu einem Metallteile-Paket 8 erreicht, daß das elektrische Feld der durch den Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang elek­ trostatisch aufgeladenen Metallteile von der Mitte an den Rand der Metallteile 1 verlagert wird, so daß eine erhöhte Pulverbeschichtung an den freistehenden Randbereichen 3 erreicht werden kann.

Da eine verstärkte Pulverbeschichtung im Randbereich 3 mit der scharfen Kante 2 erwünscht ist, wird durch die Verbin­ dung mehrerer Metallteile 1 zu einem Metallteile-Paket 8 eine Verstärkung der Schichtdicke erzielt, da nicht nur jeder einzelne Rand 3 der Metallteile 1 elektrostatisch aufgeladen wird, sondern auch das gesamte Metallteile-Pa­ ket, so daß in einem einzigen Arbeitsgang eine große Schichtdicke zur Umhüllung auch größerer Grate erzielt wird.

Gemäß Fig. 4 werden an der Ober- und Unterseite des Me­ tallteile-Paketes 8 gebrauchte Metallteile 11, 12 gleicher Größe und gleichen Zuschnittes wie die am Rand zu be­ schichtenden Metallteile 1 angeordnet und über die Bolzen 9, 10 fest gegeneinander verspannt.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, ge­ preßter oder geschnittener, vorzugsweise plattenförmiger Metallteile, gekennzeichnet durch eine Beschichtung der Kanten (2) der Metallteile (1) mit einem Pulverlack im elektrostatischen Pulversprühverfahren in einem unmittelbar an den Stanz-, Preß- oder Schneid­ vorgang anschließenden Bearbeitungsgang.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Beschichtungsdicke der Pulverschicht (4) von 40-120 µm in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Randbereich (3) von bis zu 10 cm Abstand von der Kante (2) beschichtet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere plattenförmige Metallteile (1) zu einem Paket (8) gesta­ pelt, miteinander verbunden und die nach außen ragenden Kanten (2) beschichtet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die plattenförmigen Metall­ teile (1) über Abstandselemente zu einem Paket (8) gesta­ pelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Me­ tallteile (1) über Bolzen (9, 10) miteinander verbunden werden, die durch miteinander fluchtende Durchzüge (5, 6) der Metallteile (1) gesteckt werden und daß die platten­ förmigen Metallteile (1) über die Bolzen (9, 10) miteinan­ der verspannt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als äu­ ßerste Metallteile (1) des Pakets (8) gebrauchte Metall­ teile (11, 12) verwendet werden.