DE10145105A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Metallbeschichtung von Stahlband - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Metallbeschichtung von StahlbandInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf ein im Durchlauf durch diese Vorrichtung befindliches Trägerband (7). Zum Zweck der genau einstellbaren Trägerbandbeschichtung wird ein Rollcoater eingesetzt, wobei dem Rollcoater (1) ein Schmelzbad (2) für ein Auftragmetall mit einer darin eintauchenden Schöpfwalze (3), und im Zusammenwirken mit dieser eine die Dicke des Auftrages der Beschichtung (6) kontrollierende Bemessungswalze (4), sowie mit dem Trägerband (7) zusammenwirkende Auftragswalze (5) zugeordnet sind. Vorrichtung und Verfahren sind sowohl für einseitiges als auch beidseitiges Beschichten von Trägerband (7) geeignet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen einer, Beschichtung auf ein im Durchlauf durch diese Vorrichtung befindliches Trägerband.
- Die Herstellung von Oberflächenüberzügen auf metallische Werkstücke sind bekannt und dienen zumeist dem Korrosionsschutz der metallischen Werkstücke. Es kann aber auch sein, dass man mit ihnen erhöhte Härte-, verbesserte Gleiteigenschaften oder dekoratives Aussehen erreichen will, oder eine Materialauftragung im Falle von Reparaturen herstellen will.
- Bekannt ist bspw. die Herstellung metallischer Überzüge, insbesondere auf metallisches Grundmaterial durch Elektrolyse in geeigneten Bädern. Dabei wird ein metallischer Niederschlag erzeugt, dessen Dicke von der Stromdichte bzw. der Expositionszeit abhängig ist.
- Zur Erzeugung bspw. einseitiger metallischer Niederschläge muss die niederschlagsfreie Seite eines Werkstücks bspw. mit einer Isolierschicht abgedeckt werden. Dies ist ein arbeitsintensives und damit kostenträchtiges Verfahren.
- Metallische Überzüge können auch durch Tauchen in flüssige Metallschmelzen hergestellt werden, wobei sich hierfür nur Metalle mit verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt eigenen.
- Durch Feuerverzinnen oder Feuerverzinken bzw. Feuerverbleien hergestellte Überzüge sind zumeist vergleichsweise dick und weniger gleichmäßig, als bei entsprechenden galvanischen Herstellungsverfahren.
- Für Werkstücke, welche nur stellenweise beschichtet werden sollen, oder die für das Tauchen in Bädern ungeeignet sind, bzw. deren Schmelzpunkt niedriger liegt, als der des gewählten Überzugsmetalles, eignet sich das Metallspritzen zur Herstellung von metallischen Überzügen. Das Metallspritzen ist jedoch in erheblichem Maße von der Geschicklichkeit des ausführenden Personals abhängig und ergibt daher keine Beschichtungen mit definierter Schichtdicke.
- Und schließlich ist es, insbesondere aus der Schiffbautechnik bekannt, große Flächen bzw. Konstruktionsteile von Hand mit Farben oder chemischen Überzügen zu streichen. Verständlicherweise ist die hierfür erforderliche Handarbeit nicht nur kostenträchtig, sondern sie ergibt auch vergleichsweise schwierig zu kontrollierende Auftragsdicken.
- Dem Stand der Technik ist ferner ein Verfahren unter der Bezeichnung "Roll- Coating-System" zu entnehmen, mit welchem ein Metallband einseitig mit Hilfe einer Vielzahl von Beschichtungsrollen mit Farbe oder einer chemischen Substanz beschichtet werden kann. Das bekannte Verfahren ist in dem Dokument WO 96/22839 ausführlich beschrieben. Daraus geht jedoch hervor, dass dieses Verfahren keine Metallbeschichtungen umfasst.
- Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe der an sich bekannten Maschinengattung von Rollcoatern eine Metallbeschichtung auf ein metallisches Trägerband durchzuführen.
- Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung auf ein im Durchlauf durch diese Vorrichtung befindliches Trägerband dadurch gelöst, dass die Beschichtungsvorrichtung ein Rollcoater ist, wobei dem Rollcoater mindestens ein Schmelzbad für ein Auftragmetall mit einer darin eintauchenden Schöpfwalze und im Zusammenwirken mit dieser eine die Dicke des Auftrages der Beschichtung kontrollierende Bemessungswalze, sowie mit dem Trägerband zusammenwirkende Auftragswalze zugeordnet sind. Mit dieser Vorrichtung wird es möglich dünne Metallbeschichtungen auf ein metallisches Trägerband äußerst gleichmäßig aufzutragen und eine hohe Oberflächengüte sicherzustellen. Ferner werden die Kosten der Beschichtung reduziert, da der Verbrauch an metallischem Beschichtungsmaterial reduziert wird. Die Vorrichtung ist sowohl für das einseitige Beschichten eines Trägerbandes als auch für dessen beidseitiges Beschichten geeignet.
- Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Trägerband ein Stahlband ist, und die Metallbeschichtung aus einem Weichlot für Schwermetalle wie z. B. Zink besteht.
- Weiterhin sieht die Vorrichtung nach der Erfindung vor, dass die Walzen bzw. ihre Arbeitsflächen aus korrosionsresistentem Metall wie Edelstahl, z. B. aus einer Chrom-Nickel-Legierung, bestehen und dass mit der Weichlotschmelze in Kontakt befindliche Teile oder Bereiche der Vorrichtung auf einer deren Temperatur entsprechenden Arbeitstemperatur, bspw. von ca. 450°C für Zink, gehalten sind.
- Und schließlich sieht eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass die mit dem Beschichtungsprozess in Kontakt befindlichen Vorrichtungsteile oder -bereiche unter einer sauerstoffarmen Schutzgasatmosphäre eingehaust sind. Vorteilhafterweise kann hierzu das Gehäuse des Glühofens mit dem Gehäuse des Rollcoaters verbunden werden, so dass die Schutzgasatmosphäre des Glühofens auch für den Rollcoater wirksam wird.
- Um die Schichtdicken-Toleranz des auf das Trägerband aufgetragenen Metalls zu egalisieren wird in Fortbildung der Vorrichtung vorgeschlagen, dass im Bereich hinter der Auftragswalze mindestens eine auf das beschichtete Trägerband gerichtete Abstreiferdüse angeordnet ist.
- Das Verfahren zum Auftrag einer Metallbeschichtung auf ein metallisches Trägerband wird erfindungsgemäß unter Verwendung eines Rollcoaters durchgeführt.
- Eine Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, dass eine Schmelze des Auftragmetalles in einem Vorratsbehälter unter laufender Ergänzung und Umwälzung sowie bei gleichmäßiger Temperatur mittels kontrollierter Wärmezufuhr unter Schutzgasatmosphäre, vorrätig gehalten wird.
- Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Auftragmetall aus dem Schmelzenbad mittels einer in Rotation eintauchenden Schöpfwalze aufgenommen, mit kontrollierter Menge bzw. Schichtdicke anhaftender Schmelze auf eine Bemessungswalze, und von dieser auf eine Beschichtungswalze übertragen, und von dieser auf das Trägerband aufgebracht wird. Die Bevorratung der Metallschmelze und das für die Beschichtung des Trägerbandes erforderliche Schmelzbadvolumen wird auf diese Weise getrennt und stabilisiert.
- Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sehen vor, dass das Schmelzenbad aus wenigstens einem Vorratsbehälter durch Flüssigmetall- Pumpen laufend mit flüssigem Auftragmetall versorgt bzw. ergänzt wird. Dabei kann erfindungsgemäß von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass Zugabe und Aufschmelzen fester Metallblöcke in dem Vorratsbehälter vorgenommen wird.
- In Fortbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass bei einseitiger Trägerband-Beschichtung der Auftragswalze auf der unbeschichteten Seite des Bandes eine Gegendruckwalze zugeordnet wird, welche einen kontrollierbaren Auftragsdruck zwischen den Walzen erzeugt und dadurch die Schichtdicke der Auftragsschicht bestimmt wird. Und schließlich zeichnet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch aus, dass das zu beschichtende Metallband unter Zugspannung durch den Rollcoater hindurch gefördert wird. Vorteilhaft wird die Schichtdickentoleranz der Auftragsbeschichtung dadurch egalisiert, dass hinter der Auftragswalze Abstreifdüsen auf das beschichtete Trägerband einwirken.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zweigen:
- Fig. 1 einen Rollcoater für die einseitige Bandbeschichtung
- Fig. 2 einen Rollcoater für die beidseitige Bandbeschichtung
- Die Zeichnung gemäß Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine rein schematische Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen einer insbesondere einseitigen Metallbeschichtung 6 auf ein im Durchlauf durch diese Vorrichtung befindliches metallisches Trägerband 7. Für die Trägerbandbeschichtung wird ein Rollcoater eingesetzt.
- Der Rollcoater 1 befindet sich unter Schutzgasabschluss relativ zur sauerstoffhaltigen Umgebungsluft in einem ihn nach außen abschließenden Metallgehäuse 14. Dieses Gehäuse 14 weist einen Einlaufschacht 13 für das noch unbeschichtete Band 12 auf. Mit der Ziffer 16 ist der Schutzgaseintritt aus einem nicht näher dargestellten Glühofen bezeichnet.
- Der Rollcoater 1 ist je hälftig links in eine Bandführungsseite und rechts in eine Bandbeschichtungsseite unterteilt. Das noch unbeschichtete Band 12 wird nach Einlauf durch den Einlaufschacht 13 zunächst nach unten und um die Führungswalzen 10, 11 herumgeführt und zum Beschichtungsauftrag zwischen der Auftragswalze 5 und der Gegendruckwalze 5' durch den hierdurch gebildeten Walzenspalt 17 hindurchgefördert. Im Abstand zwischen der Beschichtungswalze 5 und der Gegendruckwalze 5' wird die Dicke der Beschichtung äußerst exakt eingestellt.
- Das aus dem Walzenspalt 17 austretende und nunmehr in gewünschter Dicke beschichtete Trägerband 7 mit einseitiger Metallbeschichtung 6 und einer unbeschichteten Seite 7' wird durch den Austrittsschlitz 15 aus dem Metallgehäuse 14 ausgefördert.
- Der Rollcoater 1 enthält auf der rechten Beschichtungsseite ein Metallschmelzbad 2, welches einen Flüssigmetall-Kreislauf umfasst mit Vorratsbehälter 8 für flüssiges Auftragmetall, und mit angeschlossener Flüssigmetallpumpe 9 und Rücklauf 18. Durch diesen Kreislauf des Beschichtungs-Metalles wird dessen Temperatur und physikalische Beschaffenheit permanent konstant gehalten, so dass das Metallschmelzbad 2 stets die gleiche Temperatur und physikalische Beschaffenheit beibehält.
- Die im Schmelzbad 2 umlaufende Schöpfwalze 3 überträgt anhaftende Schmelze über die Bemessungs- bzw. Zwischenwalze 4 auf die Auftragswalze 5. Nach Maßgabe der Eintauchtiefe der Schöpfwalze 3 in das Schmelzenbad 2 sowie nach Vorgabe ihrer Umfangsgeschwindigkeit und der entsprechenden physikalischen Beschaffenheit der Schmelze wird beim Transport von Beschichtungsmaterial zum Trägerband über die Walzen 3, 4, 5 eine Vordosierung erreicht. Die endgültige Dicke des Beschichtungsmetalles auf der Auftragsfläche 6 des Trägerbandes 7 wird im Spalt 17 zwischen den Walzen 5, 5' durch entsprechende Einstellung der Walzendruckkraft erzielt. Überschüssiges Beschichtungsmaterial wird im Walzenspalt 17 abgequetscht und von der Auftragswalze 5 mitgenommen.
- Fig. 2 zeigt einen für die beidseitige Trägerbandbeschichtung geeigneten Rollcoater. Dieser ist zusätzlich mit dem Metallschmelzbad 2' ausgerüstet sowie mit einer Schöpfwalze 3', Bemessungs- bzw. Zwischenwalze 4' und Auftragswalze 5', deren Funktionsweise zu Fig. 1 bereits beschrieben wurde. Um die Genauigkeit der Metallauftragung noch zu erhöhen, kann man erfindungsgemäß der Auftragswalze 5 eine Abstreifdüse 19 nachschalten. Mit Hilfe der Abstreifdüse 19 können dann eventuell austretende Metallschichtdickentoleranzen egalisiert werden. Das überflüssige Metall sammelt sich dann wieder im Walzenspalt 17 zwischen dem Trägerband 7 und der Auftragswalze 5. Durch die Veränderung der Auftragsmenge kann man die dort vorhandene Metallmenge einstellen. Dies kann manuell oder automatisch erfolgen.
- Die Erfindung ermöglicht erstmalig einen sowohl einseitigen als auch beidseitigen Metallbeschichtungsauftrag auf ein Trägerband 7 mit exakt einstellbarer Schichtdicke auf wirtschaftliche Weise. Liste der Bezugszeichen 1 Rollcoater
2 Metallschmelzbad
3 Schöpfwalze
4 Bemessungswalze
5 Auftragswalze
6 Beschichtung, Auftragsfläche
7 Trägerband
8 Vorratsbehälter
9 Metallpumpe
10 Führungswalze
11 Führungswalze
12 Band, unbeschichtet
13 Einlaufschacht
14 Metallgehäuse
15 Austrittsschlitz
16 Schutzgaseintritt
17 Walzspalt
18 Metall-Rücklauf
19 Abstreifdüsen
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung auf ein im Durchlauf durch
diese Vorrichtung befindliches Trägerband (7),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsvorrichtung ein Rollcoater ist, wobei dem Rollcoater
(1) zumindest ein Schmelzbad (2) für ein Auftragmetall mit einer darin
eintauchenden Schöpfwalze (3), und im Zusammenwirken mit dieser eine die
Dicke des Auftrages der Beschichtung (6) kontrollierende
Bemessungswalze (4), sowie mit dem Trägerband (7) zusammenwirkende Auftragswalze
(5) zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerband (7) ein Stahlband ist, und die Metallbeschichtung aus
einem Weichlot für Schwermetalle wie z. B. Zink besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzen (3 bis 5) bzw. ihre Arbeitsflächen aus
korrosionsresistentem Metall wie Edelstahl, z. B. aus einer Chrom-Nickel-Legierung,
bestehen, und dass mit der Weichlotschmelze (2) in Kontakt befindliche Teile
oder Bereiche auf einer deren Temperatur entsprechenden
Arbeitstemperatur, bspw. von ca. 450°C für Zink, gehalten sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mit dem Beschichtungsprozess in Kontakt befindlichen
Vorrichtungsbereiche unter einer sauerstoffarmen Schutzgasatmosphäre
eingehaust sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich hinter der Auftragswalze (5) mindestens eine auf das
beschichtete Trägerband (7) gerichtete Abstreifdüse angeordnet ist.
6. Verfahren zum Auftrag einer Metallbeschichtung (6) auf ein metallisches
Trägerband (7) unter Verwendung der Vorrichtung nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Rollcoaters (1)
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schmelze (2) des Auftragmetalles in einem Vorratsbehälter (8)
unter laufender Ergänzung und Umwälzung sowie bei gleichmäßiger
Temperatur mittels kontrollierter Wärmezufuhr unter Schutzgasatmosphäre,
vorrätig gehalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Auftragmetall aus dem Schmelzenbad (2) mittels einer in Rotation
eintauchenden Schöpfwalze (3) aufgenommen, mit kontrollierter Menge
bzw. Schichtdicke anhaftender Schmelze auf eine Bemessungswalze (4),
und von dieser auf eine Beschichtungswalze (5) übertragen, und von dieser
auf das Trägerband (7) aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auftragswalze (5) bei einseitiger Beschichtung auf der
unbeschichteten Seite (7') des Bandes (7) eine Gegendruckwalze (5')
zugeordnet wird, welche einen kontrollierbaren Auftragsdruck zwischen den Walzen
(5, 5') erzeugt und dadurch die Schichtdicke der Auftragsschicht (6)
bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schichtdicke der Auftragsbeschichtung (6) nach Maßgabe der
Quetschkraft zwischen der Bemessungswalze (4) und der Auftragswalze (5)
eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schichtdickentoleranz der Auftragsbeschichtung (6) hinter der
Auftragswalze (5) mittels Abstreifdüsen (19) egalisiert wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schmelzenbad (2) aus wenigstens einem Vorratsbehälter (8)
durch Flüssigmetall-Pumpen (9) laufend mit flüssigem Auftragmetall
versorgt bzw. ergänzt wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass Zugabe und Aufschmelzen fester Metallblöcke in dem Vorratsbehälter
(8) vorgenommen werden.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zu beschichtende Metallband (7) unter Zugspannung durch den
Rollcoater (1) hindurchgefördert wird.
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Cited By (3)
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| DE102014206839A1 (de) | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Sms Group Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines sich in Bandlaufrichtung bewegenden Metallbands sowie Anlage zum Herstellen von länglichen metallischen Walzgütern |
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| CN110773376A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-11 | 海盐大章五金制品有限公司 | 一种金属复合密封垫用垫片金属板上胶装置 |
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