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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung für Kleinteile mit einer Trommel zur Aufnahme der Kleinteile während der Beschichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Beschichtung der Kleinteile, wobei die Kleinteile in der Trommel während der Beschichtung umgewälzt und mit Beschichtungsstoff besprüht werden.
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STAND DER TECHNIK
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Trommelbeschichtungsvorrichtungen und Trommelbeschichtungsverfahren sind für die Beschichtung von Kleinteilen, wie Schrauben, Kunststoffkleinteile und dergleichen seit längerem bekannt. Beispiele hierfür sind in der
WO 2007/022954 A1 oder der
WO 2006/092423 A1 beschrieben.
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Obwohl mit derartigen Beschichtungsvorrichtungen bzw. -verfahren gute Ergebnisse erzielt werden, besteht eine Problematik darin, dass bei kleinen Chargen, also geringen Mengen der zu beschichtenden Kleinteile, die Beschichtung keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert, sodass entweder mehr Teile beschichtet werden müssen als erforderlich oder andere Beschichtungsverfahren eingesetzt werden müssen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Trommelbeschichtungsvorrichtung bzw. ein Trommelbeschichtungsverfahren so weiterzubilden, dass derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren auch für kleine Chargen, sogenannte Mindermengen, eingesetzt werden können. Dabei soll die Vorrichtung einfach aufgebaut und das Verfahren zuverlässig und effektiv betreibbar sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beschichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Beschichtungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor, bei einer Trommelbeschichtungsvorrichtung, bei der die zu beschichtenden Kleinteile während der Beschichtung in einer rotierenden Trommel umgewälzt werden, eine Trommel vorzusehen, die einen Boden und eine den Boden und den Boden gegenüberliegende Öffnung umgebende Trommelwand sowie in einem zentralen Bereich des Bodens eine vom Boden der Trommel sich erstreckende Erhöhung aufweist, sodass zwischen der Erhöhung und der Trommelinnenwand eine Rinne gebildet wird, in der sich die Kleinteile bei der Beschichtung sammeln können, um so die erforderliche Konzentration der zu beschichtenden Kleinteile auch bei geringen Mengen an zu beschichtenden Kleinteilen zu erreichen.
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Die zentrale Erhöhung, die sich vom Boden der Trommel aus erstreckt, kann konisch ausgebildet sein, sodass sich die Rinne, die sich zwischen der Trommelinnenwand und der Erhöhung ergibt, in Richtung der Trommelöffnung erweitert. Die Erhöhung kann insbesondere als Kegel- oder Pyramidenstumpf ausgebildet sein.
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Die Erhöhung kann fest oder als austauschbarer Einsatz in der Trommel angeordnet sein, sodass die Trommel bei einem lösbaren Anbringen der Erhöhung in der Trommel durch Entfernen der Erhöhung auch für größere Mengen an zu beschichtenden Kleinteilen eingesetzt werden kann. Ferner können mehrere Erhöhungen unterschiedlicher Dimensionen vorgesehen sein, sodass abgestimmt auf die Menge an zu beschichtenden Kleinteilen die optimale Erhöhung eingesetzt werden kann.
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Die Trommel kann bei der Beschichtung mit ihrer Trommelachse geneigt zur Vertikalen und/oder Horizontalen sein, sodass sich die Kleinteile durch die Schwerkraft in einem unteren Bereich der Trommel an der Verbindungsstelle zwischen Trommelboden und Trommelwand sammeln, sodass dadurch bereits eine Ansammlung bzw. Konzentrierung der zu beschichtenden Kleinteile gegeben ist, die durch die erfindungsgemäße Trommel mit der Erhöhung im zentralen Bereich und der Ausbildung einer entsprechenden Rinne weiter verstärkt bzw. verbessert wird.
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Bei einer üblicherweise zylindrischen Grundform der Trommel kann die in der Grundform zylindrische Trommelwand zur Verbesserung der Umwälzung der Kleinteile eine gewellte oder zackenförmige Gestalt mit einer Vielzahl von abwechselnd vorgesehenen Einbuchtungen und Vorsprüngen aufweisen, wobei die Einbuchtungen und/oder Vorsprünge eine dreieckige oder quaderförmige oder eine gewellte, insbesondere sinus-förmige Querschnittsform bei einem Schnitt quer zur Trommelachse aufweisen können.
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Alternativ oder zusätzlich zur Abänderung der Trommelform mit der Anordnung einer Erhöhung am Trommelboden kann eine Beschichtung einer geringeren Menge an Kleinteilen durch ein Trommelbeschichtungsverfahren auch dadurch ermöglicht werden, dass zu der Menge an zu beschichtenden Kleinteilen Füllstoffe bzw. Füllkörper zugegeben werden, die mit den zu beschichtenden Kleinteilen in der Trommel umgewälzt und beschichtet werden. Die Füllkörper ersetzen somit zu beschichtende Kleinteile, sodass eine nicht erwünschte Beschichtung von zusätzlichen Kleinteilen vermieden werden kann und kostengünstige Füllkörper stattdessen Verwendung finden können. Unterschreitet somit die Menge an zu beschichtenden Kleinteilen einen Grenzwert für einen Mindestfüllgrad, bei dem eine wirksame Beschichtung der Kleinteile in der Trommelbeschichtungsvorrichtung noch möglich ist, so können die Füllkörper zugegeben werden, bis der Mindestfüllgrad erreicht oder überschritten wird.
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Der Mindestfüllgrad kann ein Wert ≤ 50 Vol.% des Trommelvolumens, insbesondere ≤ 30 Vol.% des Trommelvolumens, vorzugsweise ≤ 25 Vol.% des Trommelvolumens und höchst vorzugsweise ≤ 10 Vol.% des Trommelvolumens sein.
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Als Füllkörper kommen verschiedene Komponenten oder Körper in Betracht und zwar Füllkörper aus verschiedenen Materialien und verschiedenen Formen sowie Größen. Als Materialien können üblicherweise Kunststoff oder Metall gewählt werden, wobei insbesondere eine Anpassung an die zu beschichtenden Kleinteile bei der Materialauswahl möglich ist, sodass die Füllkörper aus Kunststoff gewählt werden, wenn die zu beschichtenden Kleinteile aus Kunststoff sind und entsprechend aus Metall, wenn die zu beschichtenden Kleinteile aus Metall sind sowie entsprechend angepasst auch für andere Materialien. Als Grundformen für die Füllkörper sind einfach geometrische Formen wie Kugeln, Würfeln, Quader, Tetraeder, Pyramiden und dergleichen denkbar. Die Größe der Füllkörper können im Bereich der Größe der zu beschichtenden Kleinteile liegen oder darunter. Insbesondere können die Füllkörper in ihrer maximalen Dimension bis zu 20%, vorzugsweise bis zu 10% größer als die maximale durchschnittliche Dimension der zu beschichtenden Kleinteile sein oder kleiner. Die eingesetzten Füllkörper können auch Mischungen aus verschiedenen Füllkörpern mit unterschiedlichen Formen und/oder Materialien und/oder Dimensionen darstellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGURGEN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung, bei der die Trommel in Beladeposition ist,
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2 eine perspektivische Darstellung der Beschichtungsvorrichtung aus 1, bei der die Trommel in einer Betriebsposition ist, jedoch die Deckel nicht geschlossen sind,
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3 eine perspektivische Darstellung der Beschichtungsvorrichtung aus 1 und 2, bei der die Trommel in eine Entladeposition ist,
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4 eine Schnittansicht durch eine Trommel, wie sie bei der Beschichtungsvorrichtung aus den 1 bis 3 eingesetzt werden kann, und in
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5 eine Draufsicht auf eine entsprechende Beschichtungstrommel.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich, wobei jedoch die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung 1 mit einem Gehäuse 2, in dem ein Trommelgehäuse 3 verschwenkbar gelagert ist. In dem Trommelgehäuse 3 mit mehreren Deckelelementen 5, 6, 7 ist eine zylindrische Trommel 4 angeordnet, die in dem Trommelgehäuse 3 um ihre Trommel- bzw. Zylinderachse drehbar gelagert ist. An einem der Deckelelemente 7 sind Einrichtungen 8 zur Beschichtung von in der Trommel 4 aufgenommenen Kleinteilen sowie zur Trocknung und/oder Härtung des Beschichtungsstoffs vorgesehen. Beispielsweise können derartige Einrichtungen Spritzpistolen für Lack, Heizgeräte, wie Infrarotheizgeräte, oder Warmluftversorgungseinrichtungen oder dergleichen umfassen.
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In der 1 ist die becherförmige Trommel 4 mit ihrer zylindrischen Grundform mit einem Boden, einer den Boden umgebenden Trommelwand und einer dem Boden gegenüber liegenden Öffnung so angeordnet, dass die Zylinderachse vertikal ausgerichtet ist und die Öffnung der Trommel 4 nach oben gerichtet ist. In dieser Position können die zu beschichteten Kleinteile in die Trommel gegeben werden. Nachdem die zu beschichteten Kleinteile in die Trommel gefüllt sind, können die Deckelelemente 5, 6, 7 geschlossen werden und das Trommelgehäuse 3 kann mit der Trommel 4 in eine Position gekippt werden, in der die Trommelachse der Trommel 4 gegenüber der Horizontalen und der Vertikalen geneigt ist und die Öffnung der Trommel 4 schräg nach oben weist. In der 2 ist zu besseren Darstellung die Beschichtungsvorrichtung 1 mit geöffnetem Deckelelementen 5, 6, 7 gezeigt, obgleich während des Beschichtungsvorgangs die Deckelelemente 5, 6, 7 geschlossen sind.
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In der in 2 gezeigten Stellung der Trommel 4 bzw. des Trommelgehäuses 3 wird bei geschlossenem Deckelelementen 5, 6, 7 die Trommel 4 in eine Drehung um die Trommelachse der Trommel 4 versetzt, sodass sich die zu beschichtenden Kleinteile aufgrund der Neigung der Trommel 4 im unteren Boden und Außenwandbereich der Trommel sammeln und die Kleinteile durch teilweises Mitführen an der Trommelwand umgewälzt werden. Gleichzeitig wird durch die Einrichtungen 8 zur Beschichtung Beschichtungsstoff in die Trommel eingespritzt, wobei nur so viel Beschichtungsstoff eingespritzt wird, dass dieser an den zu beschichteten Kleinteile möglichst schnell trocknet und/oder aushärtet, sodass eine glatte und saubere Oberfläche mit dem Beschichtungsstoff gebildet werden kann. Hierzu können entsprechende Trocknungs- und/oder Härtungseinrichtungen vorgesehen sein, wie beispielsweise eine Warmluftversorgungseinrichtung und/oder eine Heizeinrichtungen, wie Infrarotstrahler oder dergleichen, sowie Strahler für elektromagnetische Strahlung, die zur Aushärtung des Beschichtungsstoffs dienen können, wie beispielsweise UV-Strahler.
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Nach der Durchführung der Beschichtung können die Deckelelemente 5, 6, 7 wieder geöffnet werden und die Trommel 4 kann in eine Position gebracht werden, wie sie in der 3 gezeigt ist, sodass die Trommel 4 entleert werden kann.
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Die Trommel 4 ist in 4 in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass die Trommel 4 an ihrem Boden eine kegelstumpfförmige Erhöhung 12 aufweist, die durch einen Ring 14 beabstandet von der zylindrischen Trommelwand 11 am Boden 10 der Trommel 4 angeordnet ist, sodass sich zwischen der Trommelwand 11 und der kegelstumpfförmigen Erhöhung 12 eine umlaufende Rinne 13 ergibt, in der sich die Kleinteile während des Umwälzens beim Beschichtungsvorgang sammeln können. Durch die Erhöhung 12 wird das Volumen der Trommel 4 verringert und insbesondere der Aufenthaltsbereich einer kleinen Menge an zu beschichtenden Kleinteile auf den Bereich der Rinne 13 begrenzt, sodass dort eine kompakte, zu vermischende Ansammlung von Kleinteilen möglich ist.
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Durch die gewellte bzw. gezackte Form der Trommelwand 11, die in 5 in der Draufsicht auf die Trommel 4 mit den nach außen gerichteten Vorsprüngen 15 und den nach innen gerichteten Einbuchtungen 16 gezeigt ist, ist eine effektive Umwälzung der Kleinteile in der Trommel 4 möglich, sodass auch geringere Mengen an Kleinteilen in der Beschichtungsvorrichtung 1 mit der Trommel 4 effizient mit guter Qualität beschichtet werden können.
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Zusätzlich oder alternativ zum Vorsehen einer entsprechenden Trommel 4 mit einem Einsatz in Form einer sich über dem Boden 10 der Trommel 4 erstreckenden Erhöhung 12 kann zur Beschichtung von geringeren Mengen an Kleinteilen vorgesehen werden, zu den zu beschichtenden Kleinteilen Füllkörper zuzugeben, um eine kritische Menge an umgewälzten Teilen zu erreichen.
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Die Füllkörper können aus Kunststoff oder Metall oder einem anderen Material gebildet sein, wobei insbesondere die Wahl des Füllstoffs bzw. Füllkörpermaterials sich nach dem Material der zu beschichtenden Kleinteile richtet und bei zu beschichtenden Kleinteilen aus Kunststoff die Füllkörper auch aus Kunststoff gebildet werden können, während bei zu beschichtenden Kleinteilen aus Metall die Füllkörper auch aus Metall gewählt werden können. In gleicher Weise können sich die Größen der Füllkörper an den zu beschichtenden Kleinteilen orientieren oder kleiner sein. Auch eine geringfügige Übersteigung der Dimensionen der Füllkörper ist grundsätzlich denkbar. Darüber hinaus können die Füllkörper in einfachen geometrischen Formen wie Kugel, Würfel und dergleichen vorgesehen werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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DEFINITIONEN
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Unter einer Trommelachse wird die Achse verstanden, die sich durch die Mitte des Bodens parallel zur Trommelwand erstreckt. Bei einer zylindrischen Trommel entspricht die Trommelachse der Zylinderlängsachse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungsvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Trommelgehäuse
- 4
- Trommel
- 5
- Deckelelement
- 6
- Deckelelement
- 7
- Deckelelement
- 8
- Einrichtungen zur Beschichtung
- 10
- Boden
- 11
- Trommelwand
- 12
- Erhöhung
- 13
- Rinne
- 14
- Ring
- 15
- Vorsprünge
- 16
- Einbuchtungen
- 17
- Trommelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/022954 A1 [0002]
- WO 2006/092423 A1 [0002]
