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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Elektroabscheiden einer Beschichtung auf einer Fahrzeugkarosserie in einem Durchzieh-Elektroabscheideprozess.
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Es ist gang und gäbe, Fahrzeugkarosserien durch Verwenden eines Elektroabscheideprozesses mit einer Korrosionsschutzbeschichtung zu beschichten. Eine Art von Anlage, die bei Großserienfertigung von Fahrzeugen verwendet wird, ist eine Durchzieh-Elektroabscheideanordnung. Herkömmliche Durchzieh-Elektroabscheideanordnungen umfassen ein Elektrolytbad, durch das die Fahrzeugkarosserien gezogen werden, wenn sie den Elektroabscheideprozess durchlaufen. Bei diesen herkömmlichen Anordnungen werden typischerweise nur zwei oder drei große Gleichrichter verwendet, wobei jeder zu einer relativ großen Anzahl an im Behälter angeordneten Anoden einen sehr hohen elektrischen Strom liefert. Somit handelt es sich bei ihnen um allgemein nach Kundenbedürfnissen gebauten Gleichrichter/Anoden-Anordnungen, die eine relativ beschränkte Steuerbarkeit des Prozesses und nur Spannungssteuerung aufweisen. Demgemäß sind die Kosten für solche Anlagen sowie die Kosten eines Ersatzgleichrichters für diese Anlagen teurer als erwünscht. Zudem eignen sie sich nicht zum Anpassen der Anlage, um Ausweitungen der Fahrzeugfertigung zu bewältigen.
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Aus der
DE 10 2005 037 174 B3 ist eine Elektro-Tauchlackiervorrichtung bekannt, bei der die zu lackierenden Werkstücke im Durchlaufverfahren in ein Lackbad eingetaucht werden. Jedes Werkstück ist hierbei über eine Kontakteinrichtung mit einer Kontaktschiene verbunden, wobei zwischen jeder Kontakteinrichtung und dem zugehörigen Werkstück eine steuerbare Spannungsregeleinheit angeordnet ist. Durch eine Steuerung wird jedes Werkstück auf eine gewünschte Spannung gelegt.
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Die
DE 199 42 556 C2 lehrt eine Elektrotauchlackiervorrichtung mit einem Lackbad, einer Fördereinrichtung und in Anodengruppen angeordneten Anodenelementen, welche mit Spannungsquellen verbunden sind und jeweils einem Abschnitt einer Kontakteinrichtung zugeordnet sind.
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Ferner ist aus der
DE 103 26 605 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer kathodischen Tauchlackier-Anlage bekannt. Hierbei wird die Stärke des Gleichstroms zwischen den Anoden einer mit einer Beschichtungsflüssigkeit gefüllten Wanne und einem als Kathode fungierenden Formkörper für jede Anode individuell entsprechend der Kontur des vorbeigeführten Formkörpers zeitlich gesteuert.
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Eine andere Art von Elektroabscheideanlage für Fahrzeugkarosserien verwendet einen Indexbehälter. In einem Indexbehälter wird die Fahrzeugkarosserie geradewegs nach unten in den Behälter abgesetzt, die Elektroabscheidung erfolgt und dann wird das Fahrzeug geradewegs nach oben aus dem Behälter gehoben. Eine Art von Indexbehälteranlage verwendet mehrere Anodenpaare, wobei jedes Anodenpaar durch eine Gleichstromquelle versorgt wird. Während die jeweilige Fahrzeugkarosserie in dem Indexbehälter stationär ist, wird an jedem Anodenpaar ein elektrischer Konstantstrom angelegt, um den gewünschten Betrag von Korrosionsschutz, der an den verschiedenen Teilen der Fahrzeugkarosserie aufzubringen ist, zu bewirken. Während die kleine Anzahl an Hochleistungsgleichrichtern, die bei Durchziehbehältern verwendet werden, eliminiert wird, sind Indexbehälter für die Großserienfertigung von Fahrzeugen nicht praktisch – die Durchsatzleistung jedes Indexbehälters ist im Allgemeinen zu gering.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren für eine Durchzieh-Elektroabscheideanlage zum Galvanisieren einer Fahrzeugkarosserie. Eine zur Durchführung des Verfahrens konzipierte Anlage kann einen Durchzieh-Elektroabscheidebehälter, der eine Elektrolytlösung enthält, einen Fahrzeugkarosserieträger, der zum Lager und Befördern der Fahrzeugkarosserie durch den Durchzieh-Elektroabscheidebehälter ausgelegt ist, und eine Positionsüberwachungsvorrichtung, die zum Überwachen einer Position der Fahrzeugkarosserie bei Ziehen der Fahrzeugkarosserie durch den Durchzieh-Elektroabscheidebehälter ausgelegt ist, umfassen. Die verfahrensgemäße Anlage kann weiterhin umfassen: mehrere Anodenpaare, die in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter angeordnet sind, mehrere Anodenpaar-Stromversorgungen, wobei jede der Anodenpaar-Stromversorgungen zum Liefern elektrischer Leistung zu höchstens zwei der Anodenpaare ausgelegt ist, und ein Steuersystem, das mit den mehreren Anodenpaar-Stromversorgungen in Wirkverbindung steht und dafür ausgelegt ist, jede der Anodenpaar-Stromversorgungen einzeln zu steuern, um die den mehreren Anodenpaaren gelieferte elektrische Leistung beruhend auf einer Position der Fahrzeugkarosserie bei Ziehen der Fahrzeugkarosserie durch den Durchzieh-Elektroabscheidebehälter anzupassen.
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Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Ausführen eines Durchzieh-Elektroabscheideprozesses an einer Fahrzeugkarosserie, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bewegen der Fahrzeugkarosserie durch einen Durchzieh-Elektroabscheidebehälter; Überwachen von Fahrzeugkarosseriepositionen bei Bewegen der Fahrzeugkarosserie durch den Durchzieh-Elektroabscheidebehälter; Ermitteln einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stroms, die an jedem Paar von in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter angeordneten mehreren Anodenpaaren für eine aktuelle Position der Fahrzeugkarosserie in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter anzulegen sind; Anlegen der ermittelten elektrischen Spannung und des ermittelten elektrischen Stroms für jedes der Anodenpaare mittels einer entsprechenden von mehreren Anodenpaar-Stromversorgungen an den jeweiligen Anodenpaaren; und Wiederholen dieser Schritte, bis der Durchzieh-Elektroabscheideprozess abgeschlossen ist.
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Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Ausführen eines Durchzieh-Elektroabscheideprozesses an einer Fahrzeugkarosserie, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bewegen der Fahrzeugkarosserie durch einen Durchzieh-Elektroabscheidebehälter; Ermitteln einer aktuellen Position der Fahrzeugkarosserie in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter; Ermitteln einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stroms, die an einem in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter angeordneten ersten Anodenpaar für die aktuelle Position der Fahrzeugkarosserie in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter anzulegen sind; Anlegen der ermittelten elektrischen Spannung und des ermittelten elektrischen Stroms für das erste Anodenpaar mittels einer ersten Anodenpaar-Stromversorgung; Ermitteln einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stroms, die an einem in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter angeordneten zweiten Anodenpaar für die aktuelle Position der Fahrzeugkarosserie in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter anzulegen sind; Anlegen der ermittelten elektrischen Spannung und des ermittelten elektrischen Stroms für das zweite Anodenpaar mittels einer zweiten Anodenpaar-Stromversorgung; Ermitteln einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stroms, die an einem in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter angeordneten n-ten Anodenpaar für die aktuelle Position der Fahrzeugkarosserie in dem Durchzieh-Elektroabscheidebehälter anzulegen sind; Anlegen der ermittelten elektrischen Spannung und des ermittelten elektrischen Stroms für das n-te Anodenpaar mittels einer n-ten Anodenpaar-Stromversorgung; und Wiederholen dieser Schritte, bis der Durchzieh-Elektroabscheideprozess abgeschlossen ist.
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Ein Vorteil einer Ausführungsform liegt darin, dass Anpassungen der elektrischen Leistung zu den einzelnen Anodenpaaren verwirklicht werden, um die erwünschte Beschichtung einer Fahrzeugkarosserie vorzusehen, während immer noch eine Verwendung eines Durchzieh-Elektroabscheidehälters in Großsenenfertigung ermöglicht wird. Das Versorgen der einzelnen Anodenpaare mit Leistung kann die Lebensdauer der Anoden verglichen mit herkömmlichen Hochstromgleichrichteranordnungen, bei denen ein einzelner Gleichrichter eine große Anzahl an Anoden mit Leistung versorgt, verlängern. Da ferner die elektrische Leistung zu einzelnen Anodenpaaren gesteuert wird, kann die sich ergebende modularere Anlage leichter für Fertigungsausweitungen oder -verkleinerungen durch Hinzufügen oder Entfernen von Leistungsmodulen in der Anlage angepasst werden. Zudem beeinflusst bei einer großen Anzahl von Modulen der Verlust von ein oder zwei Modulen (z. B. aufgrund von Fehlfunktionen) die Beschichtungsqualität nicht nachteilig – so dass nicht wie bei einigen Anlagen des Stands der Technik teure Reservemodule erforderlich sind. Dies ermöglicht es auch, dass Anpassungen unterschiedliche Materialien berücksichtigen, aus denen Fahrzeugkarosserien gefertigt sein können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer verfahrensgemäßen Durchzieh-Galvanisieranlage mit Fahrzeugkarosserien, die einen Elektroabscheideprozess durchlaufen.
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2 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Durchzieh-Galvanisieranlage.
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3 ist eine schematische Darstellung eines Elektronik- und Steuersystems der Durchzieh-Galvanisieranlage.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Elektroabscheidung zeigt, das die Durchzieh-Elektroabscheideanlage von 1–3 verwendet.
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Eingehende Beschreibung
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Unter Bezug auf 1–3 wird eine allgemein bei 20 angedeutete Durchzieh-Elektroabscheideanlage in einer Fahrzeugfertigungsstätte 21 gezeigt, die dazu geeignet ist, ein Verfahren zur Elektroabscheidung durchzuführen. Diese Anlage 20 umfasst einen Elektroabscheidebehälter 22, der eine Elektrolytlösung enthält, durch die Fahrzeugkarosserien 24 gezogen werden. Ein Förderband 26 trägt die Fahrzeugkarosserien 24, wenn sie in den Behälter 22 abgesenkt und durch diesen (wie in 1 ersichtlich von links nach rechts) gezogen werden. Das Förderband 26 kann auch die Fahrzeugkarosserien 24 durch eine Anordnung zum Spülen nach dem Elektroabscheiden 28, die sich über einem Auffangbecken 30 für die Spülflüssigkeit befindet, bewegen. Man wird erkennen, dass sich gleichzeitig mehrere Fahrzeugkarosserien 24 in dem Elektrolytbad befinden können, die den Elektroabscheideprozess durchlaufen. Die Position jeder Fahrzeugkarosserie 24 in dem Behälter 22 kann durch Stellungssensoren 31 ermittelt werden, die sich mit den Fahrzeugkarosserien 24 fortbewegen. Stattdessen können bei Bedarf andere Mittel zum Verfolgen der Position der Fahrzeugkarosserien 24 bei Ziehen durch den Behälter 22 verwendet werden.
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Bei dem Elektroabscheideprozess dienen die Fahrzeugkarosserien 24 bei Bewegen durch den Behälter 22 als die Kathoden, während sich in dem Behälter 22 feststehende Anoden befinden, so dass es sich um ein Anodensystem handelt. Die Anoden sind Teil eines Elektronik- und Steuersystems 32, das die Elektrizität zum Bewirken des Elektroabscheideprozesses liefert. Alternativ kann stattdessen ein Kathodensystem verwendet werden, in welchem Fall die hierin erläuterten Anoden Kathoden wären. Bei Verweis auf Anoden hierin gilt der Begriff somit für Kathoden, wenn statt eines Anodensystems ein Kathodensystem verwendet wird.
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Ein erstes Paar von Anoden 34 befindet sich in dem Behälter 22 und trifft zuerst auf eine Fahrzeugkarosserie 24, wenn diese sich durch den Behälter 22 fortzubewegen beginnt. Ein zweites Paar von Anoden 36 befindet sich benachbart zu der Fahrzeugkarosserie 24 und trifft auf diese nach dem ersten Paar von Anoden 34. Es kann eine beliebige Anzahl von anderen Paaren von Anoden vorhanden sein, die allgemein bei 38 bezeichnet sind, bis zu einem n-ten Paar von Anoden 40. Das n-te Paar von Anoden 40 ist das letzte Paar von Anoden, die der Fahrzeugkarosserie 24 ausgesetzt werden, bevor diese den Behälter 22 verlässt. Der Behälter 22 kann zum Beispiel zehn bis dreißig Paare von Anoden 38 enthalten, wobei die Anzahl an Paaren veränderlich ist, um der jeweiligen Anwendung gerecht zu werden (in 1 sind der Klarheit halber beim Zeigen anderer Teile der Anlage nur zwei Anodenpaare gezeigt).
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Das Elektronik- und Steuersystem 32 umfasst auch eine erste Anodenpaar- Stromversorgung 44, eine zweite Anodenpaar-Stromversorgung 46, eine Anzahl von anderen Anodenpaar-Stromversorgungen, die allgemein bei 48 bezeichnet sind, und eine n-te Anodenpaar-Stromversorgung 50. Die erste Anodenpaar-Stromversorgung 44 liefert die elektrische Leistung zu dem ersten Paar von Anoden 34, die zweite Anodenpaar-Stromversorgung 46 liefert die elektrische Leistung zu dem zweiten Paar von Anoden 36 und die n-te Anodenpaar-Stromversorgung 50 liefert elektrische Leistung zu dem n-ten Paar von Anoden 40. Somit hat jedes Anodenpaar seine eigene Stromversorgung, was ein Bausteinprinzip der Anlage 22 ermöglicht. Aufgrund des Bausteinprinzips der Anlage kann jede Anodenstromversorgung die gleiche wie alle anderen Anodenpaar-Stromversorgungen sein.
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Jede Anodenpaar-Stromversorgung 44, 46, 48, 50 kann eine Gleichstromquelle 54, einen Ausgleichsfilter samt Dioden 56 und einen Trenntransformator 58 umfassen. Bei dieser Anordnung können dann der elektrische Strom und die elektrische Spannung für jedes Paar von Anoden 34, 36, 38, 40 einzeln angepasst werden. D. h. ein bestimmtes Anodenpaar kann bei einem anderen elektrischen Strom oder einer anderen elektrischen Spannung arbeiten als die anderen Paare von Anoden in dem Elektronik- und Steuersystem 32.
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Das Elektronik- und Steuersystem 32 umfasst auch einen Steuerabschnitt 62, der jede der Anodenpaar-Stromversorgungen 44, 46, 58, 50 steuert. Der Steuerabschnitt 62 kann ein mit einem Transformator 66 verbundenes Leistungssteuergerät 64 und ein anderes Steuergerät 68 umfassen, das Subsysteme zur Datenaufzeichnung 70 und zur Sicherheitsüberwachung 72 umfassen kann. Ein Bedienfeld 74 kann mit dem Steuergerät 68 zusammenwirken und eine Schnittstelle für Techniker zum Eingeben von gewünschten Parametern in das System 32 sowie das Empfangen eines Positionshinweises von den Sensoren 31 vorsehen.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Elektroabscheidung veranschaulicht, das die Durchzieh-Elektroabscheideanlage 20 von 1–3 verwendet. Während diese Beschreibung auf eine Fahrzeugkarosserie 24 gerichtet ist, die sich durch die Durchzieh-Elektroabscheideanlage 20 bewegt, durchlaufen natürlich mehrere Fahrzeugkarosserien 24 unterschiedliche Teile des Prozesses gleichzeitig. Dies ist ein Vorteil beim Verwenden eines Durchziehbehälters 22 – wobei die Anzahl der Fahrzeugkarosserien 24, die bearbeitet werden können, pro Stunde maximiert wird.
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Die Fahrzeugkarosserie 24 wird von dem Förderband 26 in den Elektroabscheidebehälter 22, Block 100, bewegt. Wenn die Fahrzeugkarosserie 24 in den Behälter 22 bewegt wird, wird die Fahrzeugposition überwacht, Block 102. Eine elektrische Spannung und ein elektrischer Strom, die für jedes Paar von Anoden 34, 36, 38, 40 beruhend auf der Fahrzeugposition anzulegen sind, werden ermittelt, Block 104. Jedes Anodenpaar kann beruhend auf der aktuellen Position der Fahrzeugkarosserie (d. h. welcher Teil der Fahrzeugkarosserie 24 befindet sich gerade zwischen einem bestimmten Paar von Anoden) eine andere Spannungs-/Stromermittlung haben, und die Position des jeweiligen Paars von Anoden befindet sich in dem Elektroabscheideprozess (im Verhältnis zu den anderen Anodenpaaren), um die erwünschte Beschichtung der Fahrzeugkarosserie 24 zu erreichen. Jede Anodenpaar-Stromversorgung 44, 46, 48, 50 wird angepasst, um jedem Paar von Anoden 34, 36, 38, 40 die Sollspannung/den Sollstrom zu liefern, Block 106. Bei manchen Anodenpaaren kann es dann sein, dass wenig oder keine elektrische Spannung bzw. wenig oder kein elektrischer Strom bereitgestellt wird, wenn die Fahrzeugkarosserieposition so ist, dass sie sich nicht aktuell zwischen dem bestimmten Paar von Anoden befindet. Wenn der Elektroabscheideprozess für diese Fahrzeugkarosserie 24 nicht abgeschlossen ist, Block 108, dann werden die Schritte in den Blöcken 102–106 bis zum Abschluss wiederholt. Nachdem der Elektroabscheideprozess abgeschlossen ist, kann die Fahrzeugkarosserie 24 dann weiter durch eine Spülung hinter der Elektroabscheidung befördert werden, Block 110.
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Da es sich natürlich um einen Durchzieh-Elektroabscheidebehälter 22 handelt, kann während des Lieferns eines elektrischen Stroms/einer elektrischen Spannung zu dem n-ten Paar von Anoden 40 für den Teil der vorliegenden Fahrzeugkarosserie 24, der sich dazwischen befindet, das erste Paar von Anoden 34 eine Strom-/Spannungseinstellung aufweisen, die angepasst wird, um die erwünschte Elektroabscheidung an einem Teil der nächsten durch den Behälter 22 gezogenen Fahrzeugkarosserie vorzusehen, die sich zwischen dem jeweiligen Paar befindet. Auf diese Weise kann die Anzahl an behandelten Fahrzeugkarosserien 24 maximiert werden. Dies ermöglicht auch eine Anpassung der elektrischen Spannungen/elektrischen Ströme in den Anodenpaaren, um nach Bedarf Fahrzeugkarosserien unterschiedlicher Längen und Formen zu berücksichtigen, die durch den Behälter 22 gezogen werden. Zudem können elektrische Spannungen/elektrische Ströme einzeln in den Anodenpaaren angepasst werden, um aus unterschiedlichen Materialien hergestellte Fahrzeugkarosserien 24 zu berücksichtigen, die durch den Behälter 22 gezogen werden.
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Alternativ können zwei Paar Anoden durch jede einzelne Stromversorgung versorgt werden, was immer noch eine selektive Beschichtung der Fahrzeugkarosserie ermöglicht, wenn sie durch den Behälter gezogen wird – auch wenn etwas weniger Feinabstimmen der elektrischen Spannungen/elektrischen Ströme für den Elektroabscheideprozess gegeben ist.
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Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben wurden, wird der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen zum Umsetzen der durch die folgenden Ansprüche festgelegten Erfindung erkennen.
