DE102017108724A1

DE102017108724A1 - Beschichtungsanordnung für ein Werkstück

Info

Publication number: DE102017108724A1
Application number: DE102017108724.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Bartels; Florian Hoffmann; Sebastian Saggel; Ulrich Hammelmaier
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Beschichtungsanordnung (100) zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks mit einem Beschichtungspulver, mit einer Beschichtungskammer (101) mit einem Innenraum (105) und einer Seitenwandung (103), wobei in der Seitenwandung (103) ein Spalt (123) gebildet ist, und wobei ein Werkstückabschnitt des Werkstücks durch den Spalt (123) in den Innenraum (105) zumindest einführbar ist; und einer Pulverabgabeeinrichtung (115), welche an der Beschichtungskammer (101) angeordnet ist, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) angeordnet ist, das Beschichtungspulver (117) in den Innenraum (105) abzugeben, um den Werkstückabschnitt zu beschichten.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Beschichtungsanordnung zum Beschichten eines Werkstückabschnittes eines Werkstücks, insbesondere eines Stabilisator eines Fahrzeuges, mit einem Beschichtungspulver.
Zum Schutz von Werkstücken, insbesondere Fahrzeugbauteilen, eines Fahrzeuges werden üblicherweise Pulverbeschichtungsverfahren verwendet, wodurch eine wirksame Pulverbeschichtung des Werkstückes bereitgestellt werden kann.
Die Druckschrift DE 35 38 800 offenbart eine Beschichtungskammer für die Pulverbeschichtung von Werkstücken, welche die Form eines aufrechtstehenden Hohlzylinders aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine weitere, effiziente Beschichtungsanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Beschichtungsanordnung für die Beschichtung von einem Werkstück gelöst werden kann, wobei ein Werkstückabschnitt des Werkstücks in eine Beschichtungskammer der Beschichtungsanordnung eingeführt werden kann.
Auf diese Weise kann durch die Beschichtungsanordnung sichergestellt werden, dass die Pulverbeschichtung des Werkstückes geringe Schwankungen der Schichtdicke aufweist.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Beschichtungsanordnung zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks mit einem Beschichtungspulver, mit einer Beschichtungskammer mit einem Innenraum und einer Seitenwandung, wobei in der Seitenwandung ein Spalt gebildet ist, und wobei ein Werkstückabschnitt des Werkstücks durch den Spalt in den Innenraum zumindest einführbar ist, und einer Pulverabgabeeinrichtung, welche an der Beschichtungskammer angeordnet ist, wobei die Pulverabgabeeinrichtung angeordnet ist, das Beschichtungspulver in den Innenraum abzugeben, um den Werkstückabschnitt zu beschichten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch Einführen des Werkstückabschnittes des Werkstückes in die Beschichtungskammer nur der Abschnitt des Werkstückes beschichtet wird, an dem eine besonders geringe Schwankungsbereite der Schichtdicke der Beschichtung benötigt wird.
Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades in herkömmlich verwendeten Pulverbeschichtungssystemen ist das Beschichten von Werkstoffen mit einer definierten Schichtdicke nur in einer Schwankungsbreite zwischen 20 µm und 140 µm möglich. Falls eine geringe Schwankungsbreite der Schichtdicke der Beschichtungen, z.B. zwischen 40 µm und 80 µm, benötigt wird, müssen oftmals die entsprechenden Beschichtungen gemäß herkömmlichen Pulverbeschichtungsverfahren manuell aufgetragen werden, wodurch sich der Beschichtungsaufwand und die Kosten erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der zu beschichtende Werkstückabschnitt des Werkstücks durch den Spalt in den Innenraum der Beschichtungskammer eingeführt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Werkstück nur an der gewünschten Stelle im Bereich des Werkstückabschnitt mit der entsprechenden Beschichtung in einer gleichmäßigen Schichtdicke beschichtet wird. Dies wird insbesondere dadurch sichergestellt, dass in dem Innenraum eine homogene Luft-Pulver-Mischung vorhanden ist, welche sich vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeit des Beschichtungsergebnisses des Werkstückabschnitts auswirkt.
In einer Ausführungsform ist in einer der Seitenwandung gegenüberliegenden weiteren Seitenwandung ein weiterer Spalt gebildet, wobei der Werkstückabschnitt durch den Spalt in den Innenraum zumindest einführbar ist, und wobei der Werkstückabschnitt durch den weiteren Spalt zumindest abschnittsweise aus dem Innenraum ausführbar ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Werkstückabschnitt durch den Innenraum vorteilhaft durchgeführt werden kann, um den Werkstückabschnitt des Werkstücks vorteilhaft zu beschichten. Hierbei kann der Werkstückabschnitt durch den Spalt in der Seitenwandung in den Innenraum eingeführt werden und der Werkstückabschnitt kann anschließend nach der Beschichtung durch den weiteren Spalt in der gegenüberliegenden weiteren Seitenwandung wieder aus dem Innenraum ausgeführt werden. Somit kann der Werkstückabschnitt durch den Innenraum durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform weist die Pulverabgabeeinrichtung eine Pulverabgabedüse aufweist, welche für die Abgabe des Beschichtungspulvers dem Innenraum zugewandt ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Pulverabgabedüse eine wirksam gerichtete Abgabe des Beschichtungspulvers in den Innenraum ermöglicht, wobei das Beschichtungspulver hierbei insbesondere mit einer hohen Geschwindigkeit in den Innenraum abgegeben werden kann, um eine besonders wirksame Beschichtung des Werkstückabschnitts sicherzustellen.
In einer Ausführungsform weist die Beschichtungskammer eine Deckenwand mit einem Durchbruch auf, wobei die Pulverabgabeeinrichtung in oder an dem Durchbruch angeordnet ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Pulverabgabeeinrichtung das abgegebene Beschichtungspulver direkt durch den Durchbruch in den Innenraum der Beschichtungskammer abgeben kann, ohne dass Beschichtungspulver verloren geht. Somit kann in dem Innenraum insbesondere eine besonders gleichmäßig ausgebildete Pulverwolke erhalten werden. Insbesondere kann der Durchbruch den gesamten Bereich der Deckenwand umfassen, wobei in diesem Fall die Seitenwandung an der Oberseite vollständig offen ist.
In einer Ausführungsform ist die Pulverabgabeeinrichtung ausgebildet, das Beschichtungspulver gegen eine Seitenwandung der Beschichtungskammer, insbesondere gegen die Seitenwandung oder gegen eine an die Seitenwandung angrenzende Seitenwandung der Beschichtungskammer oder gegen eine der Seitenwandung gegenüberliegende Seitenwandung der Beschichtungskammer zu richten, um in dem Innenraum eine Pulverwolke zum Beschichten des Werkstückabschnitts zu erhalten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das von der Pulverabgabeeinrichtung abgegebene Beschichtungspulver an einer oder mehreren Seitenwandungen wirksam abprallen kann, um eine besonders homogene Pulverwolke in dem Innenraum zu erhalten, wodurch eine besonders wirksame Beschichtung des Werkstückabschnitts sichergestellt wird. Hierbei kann das Beschichtungspulver auch nacheinander gegen unterschiedliche Seitenwandungen der Beschichtungskammer gerichtet werden, um eine besonders wirksame Pulverwolke zu erhalten.
In einer Ausführungsform weist die Beschichtungskammer eine Deckenwand und eine Bodenwand auf, wobei der zumindest eine Spalt als ein vertikaler Spalt ausgebildet ist, welcher sich in der Seitenwandung zumindest abschnittsweise von der Deckenwand zu der Bodenwand erstreckt.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein vertikaler Spalt eine besonders vorteilhafte Orientierung des durch den Spalt und/oder weiteren Spalt in die Beschichtungskammer eingeführten Werkstückabschnitts in den Innenraum der Beschichtungskammer sicherstellt. Der sich zumindest abschnittsweise von der Deckenwand zur Bodenwand erstreckende Spalt kann sich vollständig von der Deckenwand zur Bodenwand erstrecken, oder sich nur in einem begrenzten Bereich der einen Seitenwandung oder der mehreren Seitenwandungen erstrecken.
In einer Ausführungsform ist in einer Bodenwand der Beschichtungskammer eine Öffnung gebildet, wobei in dem Innenraum vorhandenes Beschichtungspulver durch die Öffnung aus dem Innenraum abführbar ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass innerhalb des Innenraums von oben nach unten gefördertes Beschichtungspulver besonders vorteilhaft durch die Öffnung in der Bodenwand abgeführt werden kann, wodurch das Beschichtungspulver beispielsweise für weitere nachfolgende Beschichtungsvorgänge wiederverwendet werden kann. Insbesondere kann die Öffnung den gesamten Bereich der Bodenwand umfassen, wobei in diesem Fall die Seitenwandung an der Unterseite vollständig offen ist.
In einer Ausführungsform erstreckt sich der zumindest eine Spalt entlang einer Spaltlängsrichtung in der Seitenwandung, und ist der Spalt ausgebildet, das Werkstück in dem Spalt entlang der Spaltlängsrichtung verschiebbar zu lagern.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die verschiebbare Lagerung des Werkstücks in dem Spalt und/oder weiteren Spalt, der zu beschichtende Werkstückabschnitt innerhalb des Innenraums entlang der Spaltlängsrichtung vorteilhaft versetzt werden kann. Hierbei kann der Werkstückabschnitt insbesondere zumindest abschnittsweise von einer Bodenwand der Beschichtungskammer entlang der Spaltlängsrichtung in Richtung einer Deckenwand der Beschichtungskammer bewegt werden. Dadurch wird der Werkstückabschnitt einer gleichmäßig verteilten Pulverwolke ausgesetzt und eine Beschichtung des Werkstückabschnitts mit einer geringen Schwankungsbreite wird sichergestellt.
In einer Ausführungsform ist an dem zumindest einen Spalt ein Dichtelement, insbesondere eine den Spalt zumindest abschnittsweise umlaufende Dichtlippe, angeordnet, wobei das Dichtelement ausgebildet ist, den Spalt fluiddicht und/oder gasdicht abzudichten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Dichtelement ein unkontrolliertes Austreten von Beschichtungspulver aus dem Innenraum der Beschichtungskammer durch den Spalt und/oder weiteren Spalt verhindert. Hierbei kann der Werkstückabschnitt des Werkstücks an dem Dichtelement vorbei, insbesondere durch die den Spalt zumindest abschnittsweise umlaufende Dichtlippe, in den Innenraum eingeführt werden, wodurch auch während des Beschichtungsvorgangs eine fluiddichte, bzw. gasdichte Abdichtung des Spalts sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform ist die Beschichtungskammer als ein Hohlzylinder, Hohlquader oder Hohlwürfel ausgebildet, wobei der zumindest eine Spalt in einer Zylindermantelfläche des Hohlzylinders gebildet ist, oder wobei der zumindest eine Spalt in einer Quaderseitenfläche des Hohlquaders gebildet ist, oder wobei der zumindest eine Spalt in einer Würfelseitenfläche des Hohlwürfels gebildet ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch unterschiedliche geometrische Dimensionen der Beschichtungskammer eine unterschiedliche Verteilung des Beschichtungspulvers in dem Innenraum ermöglicht wird. Insbesondere ist die Beschichtungskammer als ein Hohlquader oder Hohlwürfel ausgebildet, wobei durch die dadurch in dem Innenraum vorhandenen Kanten das in den Innenraum eingeführte Beschichtungspulver besonders wirksam und vorteilhaft in dem Innenraum homogen verteilt werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Beschichtungskammer eine Kammerlängsachse auf, welche sich von einer Bodenwand zur einer Deckenwand der Beschichtungskammer erstreckt, wobei die Pulverabgabeeinrichtung ausgebildet das Beschichtungspulver entlang einer Abgabeachse an den Innenraum abzugeben, wobei sich die Abgabeachse parallel oder winklig zur Kammerlängsachse erstreckt.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass sich durch die unterschiedliche Stellung der Pulverabgabeeinrichtung in Bezug zur Beschichtungskammer unterschiedliche Eigenschaften der Pulverwolke in dem Innenraum der Beschichtungskammer ergeben. Wenn das Beschichtungspulver entlang der Abgabeachse parallel zur Kammerlängsachse an den Innenraum abgegeben wird, ergibt sich in dem Innenraum eine besonders turbulente Luftströmung. Wenn das Beschichtungspulver entlang der Abgabeachse winklig zur Kammerlängsachse an den Innenraum abgegeben wird, prallt das Beschichtungspulver zunächst gegen die Seitenwandung der Beschichtungskammer, wodurch sich eine besonders homogene Pulverwolke in dem Innenraum ergibt.
In einer Ausführungsform ist zumindest eine Prallwand an einer dem Innenraum zugewandten Seite der Seitenwandung angeordnet, wobei die Pulverabgabeeinrichtung ausgebildet ist das Beschichtungspulver gegen die zumindest eine Prallwand zu richten, um in dem Innenraum eine Pulverwolke zum Beschichten des Werkstückabschnitts zu erhalten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die zumindest eine Prallwand ein besonders vorteilhaftes Verteilen des Beschichtungspulvers in dem Innenraum der Beschichtungskammer sichergestellt wird, wodurch sich eine besonders homogene Pulverwolke in dem Innenraum ergibt.
In einer Ausführungsform umfasst die Beschichtungskammer ein elektrisch nicht leitendes Material, insbesondere Kunststoff oder Pappe.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass durch die Verwendung eines elektrisch nicht leitendes Materials, insbesondere Kunststoff oder Pappe, eine besonders wirksame Beschichtung des Werkstückabschnitts sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform ist der zumindest eine Spalt der Beschichtungskammer ausgebildet, ein als Fahrzeugbauteil ausgebildetes Werkstück, insbesondere einen Stabilisator, aufzunehmen.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass z.B. ein Stabilisator besonders vorteilhaft durch den Spalt in den Innenraum der Beschichtungskammer eingeführt werden kann. Hierbei kann insbesondere ein oder mehrere Endbereiche des Stabilisators gezielt in dem Innenraum der Beschichtungskammer mit einer Beschichtung beschichtet werden, welche eine geringe Variation der Schichtdicke aufweist.
In einer Ausführungsform umfasst das durch die Pulverabgabeeinrichtung abgegebene Beschichtungspulver Pulverpartikel mit einer Partikelgröße zwischen 1 µm und 100 µm, und/oder umfasst das Beschichtungspulver Epoxid,- und/oder Polyesterharze, insbesondere Epoxidharze.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Pulverpartikel mit einer Partikelgröße zwischen 1 µm und 100 µm, und/oder Epoxid,- und/oder Polyesterharze eine besonders wirksame Beschichtung des Werkstückabschnitts sicherstellen.
In einer Ausführungsform umfasst die Pulverabgabeeinrichtung eine Sprühpistole, insbesondere eine automatisch betreibbare Sprühpistole, welche ausgebildet ist, ein aus elektrostatisch aufgeladenen Pulverpartikeln bestehendes Beschichtungspulver abzugeben.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein aus elektrostatisch aufgeladenen Pulverpartikeln bestehendes Beschichtungspulver eine besonders wirksame Beschichtung des Werkstückabschnitts sicherstellt. Eine automatisch betreibbare Sprühpistole ermöglicht einen vorteilhaft automatisch steuerbaren Beschichtungsprozess, wodurch sich die Reproduzierbarkeit des Prozesses erhöht und der Beschichtungsaufwand und damit die Kosten reduziert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks mit Beschichtungspulver in einer Beschichtungsanordnung, wobei die Beschichtungsanordnung eine Beschichtungskammer mit einem Innenraum und einer Seitenwandung umfasst, wobei in der Seitenwandung ein Spalt gebildet ist, und wobei die Beschichtungsanordnung eine Pulverabgabeeinrichtung aufweist, welche an der Beschichtungskammer angeordnet ist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst, Einführen des Werkstückabschnittes des Werkstücks durch den Spalt in den Innenraum, und Abgeben von Beschichtungspulver durch die Pulverabgabeeinrichtung in den Innenraum, um den Werkstückabschnitt zu beschichten.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders wirksames Beschichten des Werkstückabschnitts sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform beträgt die Schichtdicke der auf den Werkstückabschnitt aufgetragenen Beschichtung zwischen 40 µm und 80 µm.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die durch das Verfahren aufgetragene Beschichtung eine vorteilhafte und geringe Schwankungsbreite der Beschichtung von nur maximal 40 µm aufweist.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 Eine Beschichtungsanordnung zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 Eine Beschichtungsanordnung zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 Eine Beschichtungsanordnung zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 Ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks in einer Beschichtungsanordnung.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Beschichtungsanordnung 100 zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht. Die Beschichtungsanordnung 100 weist eine Beschichtungskammer 101 zur Aufnahme des in 1 nicht dargestellten Werkstückabschnitts eines Werkstücks auf. Hierbei ist die Beschichtungskammer 101 insbesondere als ein Hohlzylinder, Hohlquader oder Hohlwürfel ausgebildet. Die Beschichtungskammer 101 weist eine Seitenwandung 103 auf, welche einen Innenraum 105 der Beschichtungskammer 101 begrenzt. Die Beschichtungskammer 101 weist hierbei eine Deckenwand 107 und eine Bodenwand 109 auf, wobei in der Deckenwand 107 ein Durchbruch 113 gebildet, wobei der Durchbruch 113 in 1 nur schematisch dargestellt ist. Optional kann die Deckenwand 107 auch nicht vorhanden sein, wobei in diesem Fall die Seitenwandung 103 an der Oberseite vollständig offen ist und der Durchbruch 113 den gesamten Bereich der nicht vorhandenen Deckenwand 107 umfasst.
Die Beschichtungsanordnung 100 weist ferner eine Pulverabgabeeinrichtung 115 auf, welche ausgebildet ist ein Beschichtungspulver 117 in den Innenraum 105 abzugeben. Hierbei weist die Pulverabgabeeinrichtung 115 eine Pulverabgabedüse 111 auf, welche für die Abgabe des Beschichtungspulvers 117 dem Innenraum 105 zugewandt ist. Die Pulverabgabeeinrichtung 115 ist an der Beschichtungskammer 101, insbesondere an der Deckenwand 107 der Beschichtungskammer 101, angeordnet. Insbesondere ist die Pulverabgabeeinrichtung 115 in oder an dem Durchbruch 113 angeordnet. Die Pulverabgabeeinrichtung 115 ist angeordnet das Beschichtungspulver 117 durch den Durchbruch 113 an den Innenraum 105 abzugeben, so dass das Beschichtungspulver 117 von oben in den Innenraum 105 eingeführt wird.
Die Pulverabgabeeinrichtung 115 umfasst hierbei eine insbesondere automatisch betreibbare Sprühpistole, welche insbesondere an der Beschichtungskammer 101 befestigt ist. Die als eine automatisch betreibbare Sprühpistole ausgebildete Pulverabgabeeinrichtung 115 ermöglicht eine schnelle und vorteilhaft dosierbare Abgabe eines aus Partikeln bestehendes Beschichtungspulvers 117 in den Innenraum 105. Die Pulverpartikel können hierbei insbesondere eine Partikelgröße zwischen 1 µm und 100 µm aufweisen und/oder das Beschichtungspulver 117 kann hierbei insbesondere Epoxid,- und/oder Polyesterharze umfassen.
Die Beschichtungskammer 101 weist eine Kammerlängsachse 119 auf, welche sich von der Bodenwand 109 zu der Deckenwand 107 der Beschichtungskammer 101 erstreckt.
Die in der ersten Ausführungsform dargestellte Pulverabgabeeinrichtung 115 ist senkrecht zur Beschichtungskammer 101 ausgerichtet, wobei sich hierbei eine Abgabeachse 121 des durch die Pulverabgabeeinrichtung 115 abgegebenen Beschichtungspulvers 117 parallel zur Kammerlängsachse 119 erstreckt. Das in die Beschichtungskammer 101 eindringende Beschichtungspulver 117 erzeugt eine Pulverwolke innerhalb des Innenraums 105, wobei die Pulverwolke sowohl von inneren Einflüssen, wie z.B. der elektrostatischen Ladung, der Größe und/oder den Bestanteilen der Pulverpartikel abhängig ist, als auch von äußeren Einflüssen, wie z.B. der Geometrie des Innenraums 105 oder der Innenoberfläche der Seitenwandung 103 abhängig ist.
In der Seitenwandung 103 der Beschichtungskammer 101 ist ein Spalt 123 gebildet, welcher die Seitenwandung 103 durchbricht. Der in der Beschichtungskammer 101 zu beschichtende Werkstückabschnitt des Werkstücks wird durch den Spalt 123 in den Innenraum 105 der Beschichtungskammer 101 eingeführt. Hierbei umfasst das zu beschichtende Werkstück insbesondere einen Stabilisator eines Kraftfahrzeugs und die Enden des Stabilisators werden hierbei während des Beschichtungsvorgangs insbesondere nacheinander durch den Spalt 123 in den Innenraum 105 eingeführt. Dadurch kann eine gezielte Beschichtung der Enden des Stabilisators in der Beschichtungskammer 101 sichergestellt werden, so dass eine abschnittsweise Beschichtung des als Stabilisator ausgebildeten Werkstücks sichergestellt wird.
Das Werkstück wird hierbei insbesondere während des Beschichtungsvorgangs in dem Spalt 123 gehalten und kann insbesondere in dem Spalt 123 verlagert werden, um Schwankungen der Schichtdicke der auf das Werkstück aufgetragenen Beschichtung so gering wie möglich zu halten. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Werkstück von unten nach oben in dem Spalt 123 bewegt wird, wodurch das Ende des als Stabilisator ausgebildeten Werkstücks ebenfalls in dem Innenraum 105 entgegen der Sprührichtung des Beschichtungspulvers 117 von unten nach oben bewegt wird. Da somit der zu beschichtende Abschnitt des Stabilisators in unterschiedlichen Bereichen der Pulverwolke bewegt wird, werden hierbei besonders geringe Schwankungen der Schichtdicke der Beschichtung des Werkstücks erreicht.
Die Beschichtungskammer 101 umfasst insbesondere ein elektrisch nicht leitendes Material, wie z.B. Kunststoff oder Pappe, da hierdurch ein besonders wirksames Beschichten des Werkstücks mit dem Beschichtungspulver 117 erreicht wird.
Die Bodenwand 109 der Beschichtungskammer 101 weist eine Öffnung 125 auf, durch das nach der Beschichtung des Werkstücks verbleibende Beschichtungspulver 117 aus dem Innenraum 105 abgeführt werden kann. Beispielweise kann das Beschichtungspulver 117 nach dem Beschichtungsvorgang durch die in dem Innenraum 105 vorhandene Luftströmung und durch die Schwerkraft selbstständig aus dem Innenraum 105 austreten. Das abgeführte Beschichtungspulver 117 kann anschließend gesammelt und gegebenenfalls aufbereitet werden, um in einem nachfolgenden Beschichtungsvorgang erneut verwendet zu werden. Optional kann die Bodenwand 109 auch nicht vorhanden sein, wobei in diesem Fall die Seitenwandung 103 an der Unterseite vollständig offen ist und die Öffnung 125 somit den gesamten Bereich der nicht vorhandenen Bodenwand 109 umfasst.
Da durch das Beschichten in der Beschichtungskammer 101 nur eine abschnittsweise Beschichtung des Werkstücks sichergestellt wird, erfolgt die restliche Beschichtung der nicht durch die Beschichtungsanordnung 100 beschichteten Abschnitte des z.B. als Stabilisator ausgebildeten Werkstücks in einer nachgelagerten Beschichtungskammer, welche in der 1 nicht dargestellt ist. Hierbei kann der beschichtete Werkstückabschnitt, z.B. die Enden des Stabilisators, während des nachgelagerten Beschichtungsvorgangs beispielsweise abgedeckt werden.
Somit kann durch die Beschichtungsanordnung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung ein besonders wirksames Beschichten von Werkstücken, insbesondere eines Stabilisators eines Kraftfahrzeuges sichergestellt werden. Innerhalb des Innenraums 105 wird eine gleichmäßig verteilte homogene Luft-Pulver-Mischung bereitgestellt, durch welche ein besonders gleichmäßiges Auftragen des Beschichtungspulvers 117 auf das Werkstück sichergestellt wird. Es kann dadurch eine definierte Beschichtung mit einer geringen Schwankungsbreite der Schichtdicke der Beschichtung ermöglicht werden.
2 zeigt eine Beschichtungsanordnung 100 zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht.
Die Beschichtungsanordnung 100 weist eine Beschichtungskammer 101 zur Aufnahme des in 2 nicht dargestellten Werkstückabschnitts des Werkzeugs auf. Die Beschichtungskammer 101 weist eine Seitenwandung 103 auf, wobei in einer Deckenwand 107 ein Durchbruch 113 gebildet ist, wobei der Durchbruch 113 in 2 nur schematisch dargestellt ist. Insbesondere ist die Deckenwand 107 nicht vorhanden, wobei in diesem Fall der Durchbruch 113 den gesamten Bereich der nicht vorhandenen Deckenwand 107 umfasst.
Die Beschichtungsanordnung 100 weist femer eine Pulverabgabeeinrichtung 115 zum Abgeben eines Beschichtungspulvers 117 auf. Die Pulverabgabeeinrichtung 115 ist an der Beschichtungskammer 101, insbesondere in oder an dem Durchbruch 113 der Beschichtungskammer 101, angeordnet. Die Pulverabgabeeinrichtung 115 ist ausgebildet das Beschichtungspulver 117 durch den Durchbruch 113 dem Innenraum 105 zuzuführen, so dass das Beschichtungspulver 117 von oben in den Innenraum 105 strömt. Die Beschichtungskammer 101 weist eine Kammerlängsachse 119 auf, welche sich von der Bodenwand 109 zu der Deckenwand 107 der Beschichtungskammer 101 erstreckt.
Die in der zweiten Ausführungsform dargestellte Pulverabgabeeinrichtung 115 ist schräg zur Beschichtungskammer 101 ausgerichtet, wobei sich hierbei eine Abgabeachse 121 des durch die Pulverabgabeeinrichtung 115 abgegebenen Beschichtungspulvers 117 winklig zur Kammerlängsachse 119 erstreckt. Das in die Beschichtungskammer 101 eindringende Beschichtungspulver 117 erzeugt eine Pulverwolke innerhalb des Innenraums 105. Da das Beschichtungspulver 117 winklig in den Innenraum 105 eindringt, prallt das Beschichtungspulver 117 zunächst gegen eine Seitenwandung 103 der Beschichtungskammer 101, was zur Folge hat, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Beschichtungspulvers 117 weiter herabgesetzt wird, und sich eine besonders homogene Pulverwolke in dem Innenraum 105 ausbildet.
Dadurch ergibt sich innerhalb des Innenraums 105 eine besonders homogene Pulverwolke und es bildet sich innerhalb des Innenraums 105 eine von oben nach unten strömende Luftströmung aus durch die das Beschichtungspulver 117 nach dem Beschichtungsvorgang wirksam durch die Öffnung 125 in der Bodenwand 109 aus dem Innenraum 105 gefördert werden kann. Ist die Bodenwand 109 optional nicht vorhanden, umfasst die Öffnung 125 den gesamten Bereich der nicht vorhandenen Bodenwand 109.
Somit wird dadurch eine besonders homogene und wirksame Beschichtung des durch den Spalt 123 geführten Werkstückabschnitts des Werkstücks mit einer geringen Variation der Schichtdicke der Pulverbeschichtung ermöglicht.
3 zeigt eine Beschichtungsanordnung 100 zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht.
Die in der dritten Ausführungsform dargestellte Beschichtungsanordnung 100 entspricht der Beschichtungsanordnung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform, bis darauf, dass in dem Innenraum 105 der Beschichtungskammer 101 zumindest eine Prallwand 127 angeordnet ist. Durch eine oder mehrere Prallwände 127 kann das in den Innenraum 105 eindringende Beschichtungspulver 117 besonders wirksam umgeleitet werden, so dass sich eine besonders homogene Pulverwolke in dem Innenraum 105 ergibt. Hierbei können die Prallwände 127 insbesondere mit einer vorteilhaften Schräge an einer Innenseite der Seitenwandung 103 angeordnet werden, wodurch die entstehende homogene Pulverwolke im besten Fall nur durch die Schwerkraft bewegt wird. Insbesondere kann hierbei eine laminare Strömung in dem Innenraum 105 entstehen.
Somit wird dadurch eine besonders homogene und wirksame Beschichtung des durch den Spalt 123 geführten Werkstückabschnitts des Werkstücks mit einer geringen Variation der Schichtdicke ermöglicht.
4 zeigt ein Verfahren 200 zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks in einer Beschichtungsanordnung 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 200 umfasst als ersten Schritt, das Einführen 201 des Werkstückabschnittes des Werkstücks durch den Spalt 123 in den Innenraum 105 der Beschichtungskammer 101. Das Verfahren 200 umfasst als zweiten Schritt, das Abgeben 203 von Beschichtungspulver 117 durch die Pulverabgabeeinrichtung 115 in den Innenraum 105, um den Werkstückabschnitt zu beschichten.
Bezugszeichenliste

100: Beschichtungsanordnung
101: Beschichtungskammer
103: Seitenwandung
105: Innenraum
107: Deckenwand
109: Bodenwand
111: Pulverabgabedüse
113: Durchbruch
115: Pulverabgabeeinrichtung
117: Beschichtungspulver
119: Kammerlängsachse
121: Abgabeachse
123: Spalt
125: Öffnung
127: Prallwand
200: Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks
201: Erster Verfahrensschritt: Einführen des Werkstückabschnittes des Werkstücks
203: Zweiter Verfahrensschritt: Abgeben von Beschichtungspulver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3538800 [0003]

Claims

Beschichtungsanordnung (100) zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks mit einem Beschichtungspulver, mit: einer Beschichtungskammer (101) mit einem Innenraum (105) und einer Seitenwandung (103), wobei in der Seitenwandung (103) ein Spalt (123) gebildet ist, und wobei ein Werkstückabschnitt des Werkstücks durch den Spalt (123) in den Innenraum (105) zumindest einführbar ist; und einer Pulverabgabeeinrichtung (115), welche an der Beschichtungskammer (101) angeordnet ist, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) angeordnet ist, das Beschichtungspulver (117) in den Innenraum (105) abzugeben, um den Werkstückabschnitt zu beschichten.
Beschichtungsanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei in einer der Seitenwandung (103) gegenüberliegenden weiteren Seitenwandung (103) ein weiterer Spalt (123) gebildet ist, wobei der Werkstückabschnitt durch den Spalt (123) in den Innenraum (105) zumindest einführbar ist, und wobei der Werkstückabschnitt durch den weiteren Spalt (123) zumindest abschnittsweise aus dem Innenraum (105) ausführbar ist.
Beschichtungsanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) eine Pulverabgabedüse (111) aufweist, welche für die Abgabe des Beschichtungspulvers (117) dem Innenraum (105) zugewandt ist.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungskammer (101) eine Deckenwand (107) mit einem Durchbruch (113) aufweist, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) in oder an dem Durchbruch (113) angeordnet ist.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) ausgebildet ist, das Beschichtungspulver (117) gegen eine Seitenwandung (103) der Beschichtungskammer (101), insbesondere gegen die Seitenwandung (103) oder gegen eine an die Seitenwandung (103) angrenzende Seitenwandung (103) der Beschichtungskammer (101) oder gegen eine der Seitenwandung (103) gegenüberliegende weitere Seitenwandung (103) der Beschichtungskammer (101), zu richten, um in dem Innenraum (105) eine Pulverwolke zum Beschichten des Werkstückabschnitts zu erhalten.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungskammer (101) eine Deckenwand (107) und eine Bodenwand (109) aufweist, wobei der zumindest eine Spalt (123) als ein vertikaler Spalt (123) ausgebildet ist, welcher sich in der Seitenwandung (103) zumindest abschnittsweise von der Deckenwand (107) zu der Bodenwand (109) erstreckt.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in einer Bodenwand (109) der Beschichtungskammer (101) eine Öffnung (125) gebildet ist, und wobei in dem Innenraum (105) vorhandenes Beschichtungspulver (117) durch die Öffnung (125) aus dem Innenraum (105) abführbar ist.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der zumindest eine Spalt (123) entlang einer Spaltlängsrichtung in der Seitenwandung (103) erstreckt, und wobei der Spalt (123) ausgebildet ist, das Werkstück in dem Spalt (123) entlang der Spaltlängsrichtung verschiebbar zu lagern.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, an dem zumindest einen Spalt (123) ein Dichtelement, insbesondere eine den Spalt (123) zumindest abschnittsweise umlaufende Dichtlippe, angeordnet ist, wobei das Dichtelement ausgebildet ist, den Spalt (123) fluiddicht und/oder gasdicht abzudichten.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungskammer (101) als ein Hohlzylinder, Hohlquader oder Hohlwürfel ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Spalt (123) in einer Zylindermantelfläche des Hohlzylinders gebildet ist, oder wobei der zumindest eine Spalt (123) in einer Quaderseitenfläche des Hohlquaders gebildet ist, oder wobei der zumindest eine Spalt (123) in einer Würfelseitenfläche des Hohlwürfels gebildet ist.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungskammer (101) eine Kammerlängsachse (119) aufweist, welche sich von einer Bodenwand (109) zur einer Deckenwand (107) der Beschichtungskammer (101) erstreckt, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) ausgebildet das Beschichtungspulver (117) entlang einer Abgabeachse (121) an den Innenraum (105) abzugeben, wobei sich die Abgabeachse (121) parallel oder winklig zur Kammerlängsachse (119) erstreckt.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei an einer dem Innenraum (105) zugewandten Seite der Seitenwandung (103) zumindest eine Prallwand (127) angeordnet ist, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) ausgebildet ist das Beschichtungspulver (117) gegen die zumindest eine Prallwand (127) zu richten, um in dem Innenraum (105) eine Pulverwolke zum Beschichten des Werkstückabschnitts zu erhalten.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungskammer (101) ein elektrisch nicht leitendes Material, insbesondere Kunststoff oder Pappe, umfasst.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Spalt (123) der Beschichtungskammer (101) ausgebildet ist, ein als Fahrzeugbauteil ausgebildetes Werkstück, insbesondere einen Stabilisator, aufzunehmen.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das durch die Pulverabgabeeinrichtung (115) abgegebene Beschichtungspulver (117) Pulverpartikel mit einer Partikelgröße zwischen 1 µm und 100 µm umfasst, und/oder wobei das Beschichtungspulver (117) Epoxid,- und/oder Polyesterharze, insbesondere Epoxidharze, umfasst.
Beschichtungsanordnung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Pulverabgabeeinrichtung (115) eine Sprühpistole, insbesondere eine automatisch betreibbare Sprühpistole, umfasst, welche ausgebildet ist, ein aus elektrostatisch aufgeladenen Pulverpartikeln bestehendes Beschichtungspulver (117) abzugeben.
Verfahren (200) zum Beschichten eines Werkstückabschnitts eines Werkstücks mit Beschichtungspulver (117) in einer Beschichtungsanordnung (100), wobei die Beschichtungsanordnung (100) eine Beschichtungskammer (101) mit einem Innenraum (105) und einer Seitenwandung (103) umfasst, wobei in der Seitenwandung (103) ein Spalt (123) gebildet ist, und wobei die Beschichtungsanordnung (100) eine Pulverabgabeeinrichtung (115) aufweist, welche an der Beschichtungskammer (101) angeordnet ist, und wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte umfasst: Einführen (201) des Werkstückabschnittes des Werkstücks durch den Spalt (123) in den Innenraum (105); und Abgeben (203) von Beschichtungspulver (117) durch die Pulverabgabeeinrichtung (115) in den Innenraum (105), um den Werkstückabschnitt zu beschichten.
Verfahren (200) nach Anspruch 17, wobei die Schichtdicke der auf den Werkstückabschnitt aufgetragenen Beschichtung zwischen 40 µm und 80 µm beträgt.