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Um metallische Materialien, Teile, Komponenten und Produkte einerseits vor Korrosion zu schützen und andererseits ansehnlich und angenehm in der Handhabung zu gestalten, ist die Oberflächenveredelung für moderne Industrie-Produkte von großer Bedeutung.
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Durch elektrostatische Effekte bei Flüssigkeiten, insbesondere bei der kathodische Tauchlackierung, welche sich zum Beispiel hervorragend als Applikations-Systeme für Grundierung eignet, wird zusätzlich der umweltfreundliche Wert des Verfahren zur Beschichtung von Aluminium-, Gusseisen-, Magnesium- und Stahl-Legierungen sichtbar, da das Beschichtungs-Material (Lack) nur vom Bad-Inhalt auf das Werkstück gelangt und somit zum Beispiel keine Luftverschmutzung etc. entstehen kann.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung elektrostatischer Effekte bei Flüssigkeiten, insbesondere bei Oberflächen-Lackanhaftungs-Systemen die durch Anode-Kathode-Einflüsse – Elektrolytische Leitung – mit gleitend angepasster Überstrom-Abschaltung (Ampere-Abschaltung) den Stromverlauf so überwacht, dass in der Regel keine Werkstück-Beschädigungen durch Kurzschluss, der sich zum größten Teil nicht verhindern lässt, umfassend ein Überstromabschaltungs-Verfahren welches durch die gleitende Anpassungs-Wirkweise und extrem schnelle Reaktion (zum Beispiel, kleiner 5 Millisekunden) eine negative Kurzschluss-Wirkung am Werkstück verhindert, und noch dazu optimale elektrostatische Effekte unterstützt.
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Eine derartige Verfahrens-Regelung bei Flüssigkeiten ist aus
EP 2735628 A1 und
DE 10 2007 029 930 A1 bekannt. Zur Regelung elektrostatischer Effekte, insbesondere bei Flüssigkeiten deren Anhaftung an einem Gegenstand bzw. Produkt, ist ein Resultat, welches eine glatte, gleichmäßige Schichtdicke die innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegen soll, von großer Bedeutung, nicht zuletzt, da die weiteren Oberflächenveredelungs-Funktionen sich auf vorgenannte Anhaftungsgüte stützen. Die KTL (kathodische Tauchlackierung) ist ein umweltfreundliches Beschichtung-Verfahren für Metallische Oberflächen. Es eignet sich hervorragend als Grundierung, für zum Beispiel eine anschließende Pulverbeschichtung, auch Decklack genannt. Für die Behandlung wird das Werkstück als Kathode geschaltet und in ein Lackbad mit positiv geladenen Lackpartikeln getaucht. Das negativ geladene Werkstück zieht die anodischen Partikel an und behält sie als gleichmäßigen Film auf seiner Oberfläche. Dieser Partikelaufbau hat zu Folge dass entsprechen der zunehmende Isolationswert des Werkstücks, den Amperewert (Stromstärke) automatisch herabsetzt. Damit genügend Lackpartikel aus dem Bad an dem Werkstück haften, wird die maximale Stromstärke auf einen hohen Wert, zum Beispiel 1000 Ampere eingestellt und damit ist auch bei gegebenenfalls einem Kurzschluss im Bad durch die hohe Stromstärke eine Beschädigung des Werkstücks so stark, das eine Nacharbeit nicht ausreicht und entsprechend, das durch Kurzschluss-Brand geschädigte Werkstück verschrottet werden muss. In einem Tauchbad, durch Anode-Kathode-Einflüsse, die einerseits mit mindestens einer Elektrode an dem Tauchbad und andererseits mit mindestens einer Elektrode an den Werkstücken, mit einer fest eingestellten maximalen Stromgrenze, ausgehend von einer Prozess-Einstellung, die sich einerseits aus der zu beschichtenden Eintauch-Masse (Werkstücke) und andererseits aus den in dem Tauchbecken liegenden Lack-Menge und dem Lack-Typ, resultierend eine Ausgangs-Gleichspannung, welche ohne gleitende Überstromabschalt-Regelung die Werkstück-Volumen- bzw. Massen-Verhältnisse, bestimmt. Nachteilig an dieser Art der fest eingestellten maximalen Stromgrenze ist einerseits die dadurch entstehenden Brand-Risiken bei einem möglichen Kurzschluss, sowohl einerseits bei einer oder mehreren Werkstücken, zum Beispiel mehrere Kraftfahrzeug-Karossen, in einem Bad, die dann verschrottet werden müssen und andererseits die durch den Ausschleusungs-Vorgang entstehenden Bandstillstand in einer Serienfertigung, deren kostenintensives Zeitfenster bei ca. einer Stunde, durch hohe Gewinneinbußen einhergeht. Resultierend durch auftretende Stromspitzen, kann es an den Kontaktstellen, welche in der Regel als Kontaktierungsglocken oder als Schleifkontakte ausgeführt sind, zu Funkenbildung und damit zum Brand kommen.
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Dies ist aber unerwünscht, wenn durch mangelnde Regelung einerseits nicht reparable Produktschäden auftreten und andererseits, der dann in der Regel auftretende Bandstillstand den Betreiber der Anlage belastet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein Verfahren zur Regelung elektrostatischer Effekte bei Flüssigkeiten, vorwiegend durch gleitende Parameterzuführungen, resultierend muss die Ampere-Abschaltgrenze in einer bestimmten Größenordnung, zum Beispiel ca. 100 Ampere, zur eingestellten aber variierenden Ampere-Regelgrenze verlaufen, insbesondere durch die geringe Stromgrößen-Differenz gepaart mit einem Abschalt-Schnelligkeit im Millisekunden-Bereich, zum Beispiel kleiner 5 Millisekunden, wird ein Kurzschluss-Schaden verhindert. Zur Sicherstellung dieser kathodischen Tauchlackierungs-Funktion wird die Wirkweise des Überstromabschaltungs-Verfahren über fortlaufende Ampere-Messungen im Gleichrichter und dessen Ergebnis-Diagramme vergleichend zu den oberen Ampere-Grenzwerten, erzeugt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung elektrostatischer Effekte bei Flüssigkeiten mit gleitend angepasster Überstrom-Abschaltung, zeichnet sich dadurch aus, das es eingelagert in einer Anode-Kathode-Funktionalität, weitere Einflüsse der kathodische Tauchlackierung positiv beeinflusst. Zum Beispiel wird durch die variierende Ampere-Regelgrenze (früheres Erreichen der herabgesetzten maximalen Ampere Obergrenze), eine positive Rampendarstellung (Amperewerte-Diagramm, welches sich aus dem zunehmenden Isolationswert durch Ansetzen des Lacks am Werkstück, der den Strom automatisch herabsetzt, ergibt) erzeugt und dadurch werden einerseits, der hohe Energieeinsatz für Badumwälzungstechnik reduziert und andererseits ist die Lackverteilung am Werkstück gleichmäßiger und dadurch qualitativ hochwertiger.
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Durch eine Kontrolle der Gesamtanlagen-Funktionalität ist eine laufende Verluststrom-Messung Bestandteil der Anlagentechnik, insbesondere werden Becken-Isolation, wie auch Dialysezellen, die im Tauch-Bad meist als Anoden eingesetzt werden und gegebenenfalls auch Flutrohr-Halterungen durch Verluststrom-Messung überwacht. Auch die laufende Kontrolle der Restwelligkeit (Güte der Gleichspannung für den Beschichtungsprozess) ist eine, für den Gesamtprozess der kathodischen Tauchlackierung wichtige Größe, welche als Bestandteil der Gesamtanlage fungiert.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zur Regelung elektrostatischer Effekte, ist es vorgesehen, die aus den positiven Rampendiagramm-Daten und der daraus resultierenden gleichmäßigeren und damit besseren Lackverteilung am Werkstück, eine Regelung zur weiteren Optimierung der notwendigen Stromwerte, sowie der Restwelligkeit definiert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Funktionsablauf dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Regelung elektrostatischer Effekte, vorwiegend durch gleitende Parameterzuführungen, resultierend muss die Ampere-Abschaltgrenze in einer bestimmten Größenordnung, zur eingestellten, aber variierenden Ampere-Regelgrenze verlaufen.
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In 1 ist der Funktionsablauf des Verfahrens zur Regelung elektrostatischer Effekte gezeigt, ausgehend von einer Prozess-Einstellung 2, die sich einerseits aus der zu beschichtenden Eintauch-Masse 1 (Werkstücke) und andererseits aus den in dem Tauchbecken liegenden Lack-Menge 1 und dem Lack-Typ 1 ergibt, wird über fortlaufende Ampere-Messungen 4 im Gleichrichter 3 und dessen Ergebnis-Diagramme (Daten-Auswertung) 5 vergleichend zu den oberen Ampere-Grenzwerten (Ampere Steuerung) 6, erzeugt. Resultierend muss die Ampere-Abschaltgrenze (Stop-Auslösung bei Überstrom) 7 in einer bestimmten Größenordnung, zur eingestellten aber variierenden Ampere-Regelgrenze (aus Daten-Auswertung) 5 verlaufen, insbesondere durch die geringe Stromgrößen-Differenz gepaart mit einem Abschalt-Schnelligkeit im Millisekunden-Bereich. Durch die Erkennungs-Speicherung 8 wird die Ampere-Abschaltgrenze (Stop-Auslösung bei Überstrom) 7 optimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System Bestandteile
- 2
- Prozess-Einstellung
- 3
- Gleichrichter
- 4
- Ampere Messung
- 5
- Daten Auswertung
- 6
- Ampere Steuerung
- 7
- Stop-Auslösung bei Überstrom
- 8
- Erkennungs-Speicherung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2735628 A1 [0004]
- DE 102007029930 A1 [0004]
