DE10109607A1

DE10109607A1 - Herstellung eines oberflächenbeschichteten massiven Gegenstandes

Info

Publication number: DE10109607A1
Application number: DE2001109607
Authority: DE
Inventors: Kai K O Baer; Rainer Gaus
Original assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Current assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: WO2002068705A2; AU2002235923A1; WO2002068705A3; DE10109607B4

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbeschichteten massiven, insbesondere metallischen Gegenstands (10), mit folgenden Verfahrensschritten: Bestrahlen des Gegenstandes (10) in einem Strahlungsfeld (20) elektromagnetischer Strahlung hoher Leistungsdichte und/oder im Bereich des nahen Infrarot, welches seinen wesentlichen Wirkanteil insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 mum und 1,5 mum, hat; Herausführen des erwärten Gegenstandes (10) aus dem Strahlungsfeld (20); Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens eine Oberfläche (12) des Gegenstandes (10); und Trocknen und/oder Vernetzen der Beschichtung unter Nutzung der von dem Gegenstand (10) aufgenommenen Wärme.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines oberflächenbeschichteten massiven, insbeson dere metallischen, Gegenstandes nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 bzw. 11.

Unter den hier in Rede stehenden oberflächenbeschichteten mas siven Gegenständen werden nachfolgend Gegenstände aus einem Ma terial verstanden, welches über eine hinreichend große Wärmeka pazität verfügt, daß eine Beschichtung, z. B. in Form einer Pulversprühlackierung, ohne weiteres anhaftet und zudem für ei nen nachfolgenden Trocknungs- und/oder Vernetzungsprozeß noch genügend bei einer vorangehenden Erhitzung aufgenommene Wärme zur Verfügung steht. Darunter können massive Gegenstände ver schiedenster Art, insbesondere Gegenstände aus einem Metallguß- oder Sintermaterial sein.

Gesinterte ferrimagnetische Werkstoffe, sogenannte Ferrite, spielen als Bauteile für elektrische Maschinen oder elektroni sche Bauelemente, insbesondere in der Hochfrequenztechnik, eine große Rolle. Weichmagnetische Ferritkerne haben als technische Induktivitäten (Spulen, Transformatoren, Übertrager) in der Elektrotechnik und Elektronik große Bedeutung erlangt, weil durch ihren hohen spezifischen elektrischen Widerstand im Gegensatz zu Blechkernen die Wirbelstromverluste äußerst gering bleiben. Hartmagnetische Ferritkerne werden als Permanentmagne te in Lautsprechersystemen, zur Ablenkkorrektur des Elektronen strahls in Bildröhren, in Motoren, Generatoren, Meßwerken und -instrumenten, Relais und Schaltern verwendet.

Üblicherweise werden Ferritkerne mit einer Isolierbeschichtung versehen, die regelmäßig in Form eines Lackes auf die Oberflä che eines Ferritkerns aufgebracht wurde. Zur Lackierung insbe sondere metallischer Gegenstände eignet sich unter den Aspekten der Großserienproduktion insbesondere ein berührungsloses Sprühverfahren. Aus wirtschaftlichen Erwägungen haben sich da bei vor allem Pulversprühverfahren durchgesetzt, welche wenig aufwendig (keine Lackreste) und leicht zu handhaben sind. Dabei wird an den zu lackierenden Gegenstand ein elektrisches Poten tial angelegt, wodurch die auf die Oberfläche des Gegenstandes auftreffenden Pulverkörnchen elektrostatisch anhaften. In einer nachfolgend ausgeführten Wärmebehandlung wurden dann die auf der Oberfläche des Gegenstandes haftenden Pulverkörnchen mit einander vernetzt und schließlich getrocknet.

Der Einsatz eines solchen Großserienverfahrens ist allerdings bei ferrimagnetischen Werkstoffen insofern problematisch, als durch das Magnetfeld eines Ferritkerns eine gleichmäßige Be schichtung durch Ablenkung und ungleichmäßige Verteilung der Pulverkörnchen nicht gewährleistet ist. Gerade im Bereich elek tronischer Bauelemente ist aber eine hohe Qualität und Zuver lässigkeit von Isolierungen aufgrund der immer kleiner werden den Abmessungen notwendige Voraussetzung für die Funktionsfä higkeit. Um dieses Problem zu umgehen, wurde bei der Oberflä chenbeschichtung von Ferritkernen häufig auf ein lösungsmittel behaftetes berührendes oder Sprühlackverfahren zurückgegriffen, welches aber entsprechend aufwendiger und teurer war.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines oberflächenbeschichteten massiven, insbesondere metallischen, Gegenstandes bereitzustel len, welcher einfach und kostengünstig einer lösungsmittelfrei en Sprühlackierung, insbesondere einer Pulverlackierung, unter zogen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrens schritten a) Bestrahlen des Gegenstandes in einem Strahlungs feld elektromagnetischer Strahlung hoher Leistungsdichte und/ oder im Bereich des nahen Infrarot, welches seinen wesentlichen Wirkanteil im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm hat; b) Herausführen des erwärmten Gegenstandes aus dem Strah lungsfeld; c) Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens eine Oberfläche des Gegenstandes; und d) Trocknen und/oder Vernetzen der Beschichtung unter Nutzung der von dem Gegenstand aufgenom menen Wärme, gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist dabei, daß der in dem Strahlungsfeld elektromagnetischer Strahlung erwärmte oder durchwärmte Gegenstand die auf seiner Oberfläche auftreffenden Pulverkörner der Sprühlackierung durch die aufgenommene Wärme sofort haften läßt. Gleichzeitig wird die Trocknung und/oder Vernetzung der Beschichtung unter Nutzung der von dem Gegen stand aufgenommenen Wärme bewirkt. Durch die Umkehrung des üb licherweise ablaufenden Prozesses der Pulverlackierung mit an schließender Wärmebehandlung setzt die Trocknung und/oder Ver netzung im erfindungsgemäßen Verfahren überlappend mit der Auf bringung einer Beschichtung auf die Oberfläche des Gegenstands ein. Vorteilhafterweise bietet ein solches Verfahren den prak tischen Ausschluß von eventuellen ferrimagnetischen Einwirkun gen auf die Qualität der Beschichtungsverteilung. Es wird ins besondere dadurch eine hohe Oberflächenqualität und gleichmäßi ge Isolierung erzielt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unter ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, daß in wenigstens den Schritten c) und d) der Gegenstand im wesentlichen berüh rungsfrei zur Beschichtung und Trocknung und/oder Vernetzung gehalten wird. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß insbeson dere ein Ferritkern mit einer zylinderförmigen Durchgangsboh rung durch in dieser angreifende geeignete Mittel gehalten wird. Dadurch wird ein gleichmäßiges Verlaufen der Lackierung an allen dafür vorgesehenen Stellen erreicht. Wird der Gegen stand in den Schritten a) und b) im wesentlichen berührungsfrei in das Strahlungsfeld hinein und aus diesem hinausgeführt, ist auch eine gleichmäßige Erwärmung oder Durchwärmung des Gegen stands gewährleistet. Eventuell ungleichmäßige Beschichtungs qualität durch verschieden schnelles Trocknen und/oder Vernet zen der Beschichtung wird dadurch ausgeschlossen.

Eine sehr schnelle und gleichmäßige Erwärmung oder Durchwärmung eines Gegenstandes wird dadurch erzielt, daß als elektromagne tische Strahlung im Bereich des nahen Infrarot die konzentrier te Strahlung einer Halogenlampe, vorzugsweise mehrerer Halogen lampen mit einer Strahlertemperatur von mehr als 2500 K, insbe sondere mehr als 2900 K, benutzt wird.

Bevorzugterweise beträgt die Leistungsdichte der Strahlung auf der Oberfläche des Gegenstandes in dem Schritt a) mehr als 300 kW/m², insbesondere aber mehr als 500 kW/m². Besonders in Groß serienverfahren wird dadurch die Wärmebehandlung einer großen Anzahl von zu beschichtenden Gegenständen pro Zeiteinheit mög lich.

Liegt die Temperatur auf der Oberfläche des Gegenstandes im Schritt c) im Bereich zwischen 200°C und 250°C, steht im nachfolgenden Schritt d) eine aufgenommene Wärmemenge zur Verfü gung, welche zur gleichmäßigen und nachhaltigen Trocknung und/ oder Vernetzung herkömmlicher Beschichtungssysteme, insbesonde re Pulverlacke, nutzbar ist. Dabei kann die Beschichtung ein Pulverlack zur Zwischen- oder Endlackierung des Gegenstandes sein. Denkbar ist, alle Verfahrensschritte a) bis d) ein weite res Mal zu durchlaufen, um mehrere Schichten eines Pulverlacks aufzubringen.

Zur Bestimmung eines definierten Trocknungs- bzw. Vernetzungs regimes ist es vorteilhaft, in dem Schritt a) mindestens eine prozeßrelevante Größe der Oberfläche des Gegenstandes, insbe sondere die Temperatur, zur messen und zur Steuerung der Strah lungsdichte oder Verweildauer des Gegenstandes im Strahlungs feld zu nutzen. Dies kann z. B. beim Beschichten verschieden großer oder aus unterschiedlichen metallischen Materialien be stehender Gegenstände unterschiedlicher Formgebung und Oberflä chenbeschaffenheit sinnvoll sein.

In bevorzugter Weise wird zwischen den Schritten a) und b) auf grund der Meßwerte der gemessenen Größe oder Größen die Strah lungsdichte oder Verweildauer des Gegenstandes im Strahlungs feld in einer geschlossenen Regelschleife gesteuert. Damit ist ein manuelles Eingreifen nicht mehr notwendig, was die Zuver lässigkeit der voreingestellten Prozeßgrößen betrifft.

Die Qualität der Oberflächenbeschichtung des Gegenstandes kann unter den vorgegeben Prozeßparametern durch einen weiteren, während des Schrittes d) durchgeführten Verfahrensschritt e) erhöht werden, in dem ein erneutes Einführen des Gegenstandes in ein Strahlungsfeld elektromagnetischer Strahlung, wie in Schritt a), zur Förderung des Verlaufens der Beschichtung an noch nicht abgedeckte Stellen der Oberfläche vorgesehen ist. Dadurch wird die Beschichtung noch einmal erweicht und gelangt insbesondere an die Stellen, die möglicherweise durch eine Auflage für den Gegenstand bei der Beschichtung abgedeckt oder schwer zugänglich waren.

Bevorzugt wird das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung oberflächenbeschichteter Ferritkerne einge setzt, da der negative Einfluß des magnetischen Feldes des Kerns auf die Beschichtungsqualität durch die gute Haftung, insbesondere eines Pulverlackes auf der erwärmten Oberfläche, vollständig kompensiert wird.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes elektromagnetischer Strahlung mit hoher Leistungsdichte und/oder im Bereich des na hen Infrarot, die insbesondere ihren wesentlichen Wirkanteil im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm, hat; Mittel zur Beschichtung der Oberfläche des Gegenstandes und Mittel zur Ab laufsteuerung der Bewegung des Gegenstandes bezüglich des Strahlungsfeldes und der Mittel zur Beschichtung derart vorge sehen sind, daß diese zeitlich nach dem Strahlungsfeld auf den Gegenstand einwirken.

Ein wesentlicher Punkt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, daß die Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes mit den Mitteln zur Beschichtung der Oberfläche des Gegenstandes durch die Ablaufsteuerung funktional so zusammenwirken, daß die Herstellung eines oberflächenbeschichteten Gegenstandes unter Großserienbedingungen reibungslos möglich ist. Dabei müssen die Mittel zur Beschichtung der Oberfläche so angeordnet sein, daß eine direkte Aufnahme des Gegenstandes nach dem Durchlauf durch das Strahlungsfeld und der dabei erfahrenen Erhitzung möglich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den folgenden Unteransprüchen 12 bis 26 angegeben.

Bevorzugt werden als Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfel des mehrere, insbesondere röhrenförmig langgestreckte, Halogen lampen mit einer Strahlertemperatur von über 2500 K, insbeson dere über 2900 K, eingesetzt. Der Betrieb der Halogenlampen in diesem Temperaturbereich setzt eine elektromagnetische Strah lung mit hoher Leistungsdichte und/oder im Bereich des nahen Infrarot frei, die geeignet ist, eine schnelle Erwärmung von Gegenständen im Strahlungsfeld zu erzielen. Durch Variation der Betriebstemperatur im benannten Bereich ist zudem eine Abstim mung auf die Materialeigenschaften des zu erwärmenden Gegen standes möglich.

Zur Erhöhung der Strahlungsintensität werden vorteilhafterweise die Halogenlampen in einer im wesentlichen zylindrischen Anord nung zueinander, und dabei im wesentlichen parallel zu ihrer jeweiligen Symmetrieachse ausgerichtet, angebracht. Abhängig von der Art und Richtung der Zuführung des Gegenstandes in das Strahlungsfeld ist die Ausrichtung der zylindrischen Anordnung der Halogenlampen z. B. in der Vertikalen oder Horizontalen sinnvoll. In diesem Fall wird der Gegenstand z. B. entlang ei ner Symmetrieachse der zylindrischen Anordnung der Halogenlam pen in das Strahlungsfeld ein- und ausgeführt. Denkbar ist al lerdings auch, ringförmig gebogene Halogenlampen in einer zy lindrischen Anordnung parallel nebeneinander ausgerichtet anzu bringen. Durch die elektrischen Anschlüsse der Halogenlampen bedingt, entsteht dann an einer Stelle des Ringes eine Öffnung, welche durch entsprechend parallele Anordnung mehrerer Halogen lampen einen seitlichen Spalt entlang der Symmetrieachse der zylindrischen Anordnung der Halogenlampen freiläßt. Dieser Spalt kann als Zuführung des Gegenstandes senkrecht zu der ge nannten Symmetrieachse der zylindrischen Anordnung der Halogen lampen in das Strahlungsfeld hinein und wieder heraus genutzt werden. Die Form und Anordnung der Halogenlampen läßt damit ei ne Reihe von Variationsmöglichkeiten zur Gestaltung eines Strahlungsfeldes unter funktionalen und ablauftechnischen Ge sichtspunkten zu.

Zur Bündelung und Ausrichtung der Strahlung umfassen die Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes vorteilhafterweise einen oder mehrere Reflektoren. Eine besonders einfache Ausführung besteht darin, daß ein Reflektor die zylindrische Anordnung der Halogenlampen vollständig umschließt und die Bündelung und Aus richtung der Strahlung auf eine Förderbahn oder einen Ruhepunkt des Gegenstandes im Strahlungsfeld vornimmt. Jeder Halogenlampe einzeln zugeordnete Reflektoren könnten dagegen durch ihre in dividuelle Einstellbarkeit zu einer jeweils gewünschten, auf den Gegenstand abgestimmten Strahlungsintensität verwendet wer den.

Vorteilhafterweise ist eine Steuerungsvorrichtung zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes mit vorgegebenen, insbesondere konstan ten Bestrahlungsparametern, speziell einer vorgegebenen Leis tungsdichte der Strahlung, vorgesehen. Es ist dabei zweckmäßig, diese Steuerungsvorrichtung zur Einstellung eines Reflektors oder mehrerer Reflektoren, möglicherweise in Kombination mit Blenden, oder auch zur direkten Leistungssteuerung der Halogen lampen über die angelegte Spannung zu verwenden.

Insbesondere unter den Aspekten einer Großserienfertigung wei sen die Mittel zur Beschichtung der Oberfläche des Gegenstandes bevorzugterweise eine Sprühvorrichtung auf. Im vorliegenden Fall wird die Sprühvorrichtung vorteilhafterweise mit einem Pulverlack betrieben, es ist jedoch auch denkbar, unter gewis sen Gegebenheiten einen Naßlack zu verwenden.

Die Sprühvorrichtung kann dabei eine manuell handhabbare Sprüh pistole aufweisen, aber auch oder zusätzlich aus einer oder mehrerer Zuführungen bestehen, welche einzeln so ausgerichtet sind, daß durch Zusammenwirken aller Zuführungen die gesamte Oberfläche des Gegenstandes beschichtet wird. Insbesondere durch Verwendung einer zusätzlichen Sprühpistole können im Pro zeßablauf sichtbare Defekte in der Oberflächenbeschichtung des Gegenstandes noch rechtzeitig nachgearbeitet werden. Die Anord nung einer oder mehrerer Zuführung(en) ist dabei vorteilhafter weise so gestaltet, daß eine Voreinstellung abhängig vom zu be schichtenden Gegenstand und der zu erreichenden Oberfläche vor genommen werden kann. Denkbar ist natürlich auch, diese eine oder mehrere Zuführungen auf nur eine zu beschichtende Teil oberfläche des Gegenstandes auszurichten.

Zur Vermeidung von aufwendigen und teuren Nacharbeiten an der Oberflächenbeschichtung weisen die Mittel zur Beschichtung der Oberfläche des Gegenstandes eine im wesentlichen berührungs freie Haltevorrichtung auf. Diese könnte z. B. in einer als Te traeder oder Hexaeder oder einfachen Dreiecksform ausgeführten Halterung bestehen, auf deren oder zwischen deren Spitzen der Gegenstand aufliegt oder eingespannt ist. Dadurch wird eine im wesentlichen berührungsfreie Lagerung und ein entsprechend gu tes Erreichen aller zu beschichtenden Oberflächenanteile durch den Sprühlack erzielt.

Wird die Haltevorrichtung um wenigstens eine Achse frei drehbar gelagert, ist durch gleichmäßiges Drehen des Gegenstandes z. B. um seine Symmetrieachse, eine besonders gleichmäßige Beschich tung durch eine fest installierte Sprühvorrichtung möglich. Da durch ist insbesondere eine dreh- oder schwenkbar Sprühvorrich tung überflüssig, die bei nicht drehbarer Lagerung des Gegen standes beim Beschichten zwar einsetzbar, aber auch wesentlich aufwendiger wäre. Insbesondere kann durch die Drehbarkeit der Haltevorrichtung nicht nur um eine Achse sondern um zwei Ach sen, der zu beschichtende Gegenstand sozusagen auf den Kopf ge stellt werden, was ein besonders gutes Verfließen des aufge brachten Lackes an seiner Ober- bzw. Unterseite gewährleistet.

Bevorzugt weisen die Mittel zur Ablaufsteuerung eine Förderein richtung zur Bewegung des Gegenstandes in das Strahlungsfeld hinein und aus dem Strahlungsfeld hinaus auf. Diese Förderein richtung kann, in Abstimmung mit der Bestrahlungssteuereinrich tung, mit einer höheren oder niedrigeren Geschwindigkeit be trieben werden. Dadurch wird eine Variation der Einwirkzeit der Strahlung auf den Gegenstand möglich. Die im vorhinein be schriebene Haltevorrichtung kann dabei ein Teil der Förderein richtung, aber auch ein getrennt davon arbeitendes Mittel zur Beschichtung der Oberfläche sein.

Zur Bereitstellung einer wirksamen Förderstrecke ist die För dereinrichtung bevorzugt im wesentlichen parallel zur Symme trieachse der Halogenlampen angeordnet. Unter der Voraussetzung besonders hoher Strahlungsdichte im Strahlungsfeld ist es dabei denkbar, die Herstellung eines oberflächenbeschichteten Gegen standes so vorzunehmen, daß dieser zunächst in die Nähe des Strahlungsfeldes gefördert wird, durch welches er schließlich in freiem Fall und unter Erhitzung hindurchtritt.

Bevorzugt ist zur Bewegung des Gegenstandes ein Luftstrom und/ oder ein magnetisches Feld vorgehen. Speziell rotationssymme trische Gegenstände können z. B. in einem Quarzglaszylinder un ter Einsatz von Druckluft durch das Strahlungsfeld transpor tiert werden, Gegenstände anderer Formgebung können in einem magnetischen Feld gehalten sein. Gerade ein magnetisches Feld zur Bewegung des Gegenstandes eröffnet die Möglichkeit, einen möglicherweise fehlerhaft beschichteten Gegenstand zur Wärme nachbehandlung noch einmal berührungsfrei dem Strahlungsfeld auszusetzen. Dies ist natürlich auch in dem Fall möglich, in dem die Mittel zur Beschichtung wie z. B. die Haltevorrichtung den Rücktransport des Gegenstandes in das Strahlungsfeld zu läßt.

Zur gezielten Steuerung der Erwärmung oder Durchwärmung des Ge genstandes sind die Mittel zur Ablaufsteuerung mit mindestens einer Meßeinrichtung zur Erfassung mindestens einer physikali schen Größe der Oberfläche des Gegenstandes, insbesondere von deren Temperatur, verbunden. Das Meßergebnis wird vorteilhaf terweise zur Steuerung der Bestrahlung ausgewertet und genutzt. Damit wird eine dynamische Anpassung der Strahlungsdichte ab hängig von der gemessenen und gewünschten Temperatur der Ober fläche des Gegenstandes möglich. Möglich ist damit auch, in ei ner zu beschichtenden Charge verschiedenartige Gegenstände zu beschichten, deren Erwärmung abhängig von ihrer jeweils gemes senen Oberflächentemperatur individuell gesteuert wird.

Bevorzugt ist die Meßeinrichtung als ein auf die Oberfläche des Gegenstandes ausgerichtetes Pyrometer ausgebildet. Diese berüh rungslose Meßmethode ist besonders einfach und kostengünstig und fordert keine spezifische Integration von Meßsensoren in die Mittel zur Ablaufsteuerung oder die Mittel zur Beschich tung.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin dungsgemäße Vorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen be schrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer zwei ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden im folgenden glei che Bezugsziffern verwendet.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung, bei der eine Oberfläche 12 eines Ferritkernes 10 mit einer kreiszylindrischen Form und einer mittigen Durchgangsboh rung, in ein Strahlungsfeld 20 eingebracht wird. Dieses Strah lungsfeld 20 wird mit langgestreckten röhrenförmigen Halogen lampen 22 erzeugt, welche in einer kreiszylindrischen Anordnung angebracht und von einem gekühlten Reflektor 24 umschlossen sind.

Zur definierten Bewegung des Gegenstandes 10 im Strahlungsfeld 20 ist eine Fördereinrichtung 40 vorgesehen, welche aus einem Quarzglaszylinder besteht, welcher von unten nach oben mit ei nem Luftstrom beaufschlagt ist. Die Geschwindigkeit des Luft stroms läßt den Ferritkern 10 langsamer oder schneller gegen die Erdanziehung nach unten sinken, worüber die Einwirkdauer der elektromagnetischen Strahlung gesteuert werden kann. Als Meßeinrichtung 50 ist ein Pyrometer 52 vorgesehen, welches auf die Oberfläche 12 des Ferritkernes im Strahlungsfeld 20 ausge richtet ist.

Nach dem Durchtritt des Ferritkernes 10 durch das Strahlungs feld 20 wird die Oberfläche 12 mittels einer Sprühvorrichtung 30 mit einem Pulverlack beschichtet. Dabei ruht der Ferritkern auf den Außenkanten eines tetraederförmigen Halters 34, welcher um seine Symmetrieachse drehbar ist. Dadurch wird eine im we sentlichen berührungsfreie Halterung des Ferritkernes erzielt.

Fig. 2 zeigt eine modifizierte erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der ein Ferritkern 10' wie bei der Anordnung nach Fig. 1 durch ein Strahlungsfeld 20' langgestreckter röhrenförmiger Ha logenlampen 22" gefördert wird. Eine Oberfläche 12' des Fer ritkernes wird mittels einer Sprühvorrichtung 30', welche aus mehreren Zuführungen 32, 32', 32" besteht, aus verschiedenen Winkeln mit einer Naßlackschicht beschichtet. Die Zuführungen 32, 32', 32" sind dabei so angeordnet, daß die gesamte Oberfläche 12' mit Lack bedeckt wird, ohne daß der Ferritkern ge dreht werden muß. Dieser selbst ist mittels einer von oben und unten in die Durchgangsbohrung eingreifenden dreieckförmigen Halterung 34' gelagert. Dadurch wird die weitgehend berührungs freie Halterung gewährleistet, so daß die gesamte außen liegen de Oberfläche des Ferritkernes 10' für die Beschichtung er reichbar ist. In dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zudem die Halterung 34' in die Fördervorrich tung 40' integriert, welche in diesem Fall aus zwei parallel verlaufenden Drähten besteht, welche in einer Art Endlosschlei fe zusammen mit den Haltevorrichtungen 34' das Zentrum des Strahlungsfeldes 20' durchlaufen. Zur Steuerung der Strahlungs intensität bzw. der Fördergeschwindigkeit werden - wie bei der ersten Ausführungsform - Meßsignale einer Meßeinrichtung 50' genutzt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben be schriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombi nation, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten De tails als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig. 10; 10' Ferritkern
12; 12' Oberfläche
20; 20' Strahlungsfeld
22; 22' Halogenlampen
24; 24' Reflektoren
30; 30' Sprühvorrichtung
32; 32'; 32" Zuführungen
34; 34' Haltevorrichtung
40; 40' Fördervorrichtung
50; 50' Meßeinrichtung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbeschichteten massiven, insbesondere metallischen Gegenstandes (10; 10'), mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Bestrahlen des Gegenstandes in einem Strahlungsfeld (20; 20') elektromagnetischer Strahlung hoher Leis tungsdichte und/oder im Bereich des nahen Infrarot, welches seinen wesentlichen Wirkanteil insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm, hat;
b) Herausführen des erwärmten Gegenstandes aus dem Strahlungsfeld (20; 20');
c) Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens eine Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes; und
d) Trocknen und/oder Vernetzen der Beschichtung unter Nutzung der von dem Gegenstand aufgenommenen Wärme.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens den Schritten c) und d) der Gegenstand (10; 10') im wesentlichen berührungsfrei zur Beschichtung und Trocknung und/oder Vernetzung gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schritten a) und b) der Gegenstand (10; 10') im we sentlichen berührungsfrei in das Strahlungsfeld (20; 20') hinein- und aus diesem herausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Strahlung im Bereich des nahen In frarot die konzentrierte Strahlung einer Halogenlampe, vorzugsweise mehrerer Halogenlampen (22, 22'), mit einer Strahlertemperatur von mehr als 2500 K, insbesondere mehr als 2900 K, genutzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsdichte der Strahlung auf der Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes (10; 10') in dem Schritt a) mehr als 300 kW/m², insbesondere mehr als 500 kW/m² beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf der Oberfläche (12; 12') des Gegen standes (10; 10') im Schritt c) im Bereich zwischen 200°C und 250°C liegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Pulverlack zur Zwischen- oder End lackierung des Gegenstandes (10; 10') ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt a) mindestens eine prozessrelevante Größe der Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes (10; 10'), insbesondere die Temperatur, gemessen und zur Steuerung der Strahlungsdichte oder Verweildauer des Gegenstandes im Strahlungsfeld (20; 20') genutzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schritten a) und b) aufgrund der Messwerte der gemessenen Größe oder Größen die Strahlungsdichte oder Verweildauer des Gegenstandes (10; 10') im Strah lungsfeld (20; 20') in einer geschlossenen Regelschleife gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren, während des Schrittes d) durchgeführten Verfahrensschritt

a) Erneutes Einführen des Gegenstandes (10; 10') in ein Strahlungsfeld (20; 20') elektromagnetischer Strah lung, wie in Schritt a), zur Förderung des Verlaufens der Beschichtung an noch nicht abgedeckte Stellen der Oberfläche (12; 12').

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (10; 10') ein Ferritkern ist.

12. Vorrichtung zur Herstellung eines oberflächenbeschichte ten massiven, insbesondere metallischen Gegenstandes (10; 10'), gekennzeichnet durch
Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes (20; 20') elektromagnetischer Strahlung mit hoher Leistungs dichte und/oder im Bereich des nahen Infrarot, die insbesondere ihren wesentlichen Wirkanteil im Wellen längenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm hat;
Mittel zur Beschichtung der Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes; und
Mittel zur Ablaufsteuerung der Bewegung des Gegen standes bezüglich des Strahlungsfeldes und der Mittel zur Beschichtung derart, dass diese zeitlich nach dem Strahlungsfeld auf den Gegenstand einwirken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes (20; 20') mehrere, insbesondere röhrenförmig langgestreckte, Halo genlampen (22, 22') mit einer Strahlertemperatur von über 2500 K, insbesondere über 2900 K, aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenlampen (22, 22') dabei im wesentlichen paral lel zu ihrer jeweiligen Längsachse ausgerichtet, insbe sondere in einer im wesentlichen zylindrischen Anordnung, angebracht sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Strahlungsfeldes (20; 20') einen oder mehrere Reflektoren (24; 24') zur Bündelung und Ausrichtung der Strahlung aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch eine Steuerungsvorrichtung zur Erzeugung eines Strah lungsfeldes (20; 20') mit vorgegebenen, insbesondere konstanten Bestrahlungsparametern, speziell einer vorge gebenen Leistungsdichte der Strahlung, vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Beschichtung der Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes (10; 10') eine Sprühvorrichtung (30; 30') aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung (30; 30') aus einer manuell handhab baren Sprühpistole aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung (30; 30') eine oder mehrere Zufüh rungen (32; 32', 32") aufweist, welche einzeln so ausge richtet sind, dass durch Zusammenwirken aller Zuführungen (32; 32', 32") die gesamte Oberfläche (12; 12') des ru henden Gegenstandes (10; 10') beschichtet wird.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Beschichtung der Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes (10; 10') eine im wesentlichen berührungs freie Haltevorrichtung (34; 34') aufweisen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (34; 34') um wenigstens eine Achse frei drehbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ablaufsteuerung eine Fördereinrichtung (40; 40') zur Bewegung des Gegenstandes (10; 10') in das Strahlungsfeld (20; 20') hinein und aus dem Strahlungs feld hinaus aufweisen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fördervorrichtung (40; 40') im wesentlichen parallel zur Längsachse der Halogenlampen (22, 22') ausgerichtet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Gegenstandes (10; 10') ein Luftstrom und/oder ein magnetisches Feld vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ablaufsteuerung mindestens eine Messein richtung (50; 50') zur Erfassung mindestens einer physi kalischen Größe der Oberfläche (12; 12') des Gegenstan des, insbesondere von deren Temperatur, vorgesehen ist und deren Messergebnis zur Steuerung der Bestrahlung aus gewertet und genutzt wird.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Messeinrichtung (50; 50') als ein auf die Oberfläche (12; 12') des Gegenstandes (10; 10') ausgerichtetes Pyro meter ausgebildet ist.