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Verfahren und Vorrichtung zum elektrophoretischen Auftragen von Lack
auf Metallkörper Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrophoretischen Auftragen
von Lack auf Metallkörper, die gruppenweise unter sich gleich sind, und eine Vorrichtung
zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Beim elektrophoretischen Lackieren werden Metallteile, z. B. Kraftfahrzeugkarosserieteile,
im Tauchbad lackiert. Der Lack stellt dabei eine wäßrige Emulsion dar. Durch Gleichstrom,
der durch das Bad geleitet wird, werden die geladenen Lackteilchen zu den eingetauchten
Metallteilen, die als Elektroden des Gleichstroms geschaltet sind, geleitet. Die
Lackteilchen verteilen sich dabei gleichmäßig auf der Oberfläche der Metallteile.
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Wesentliche Voraussetzung für eine einwandfreie elektrophoretische
Lackierung dieser Art ist, daß die Lackteilchen nicht zu schnell aufgetragen werden.
Auf der anderen Seite sollen sie im Interesse einer kurzen Tauchzeit auch nicht
zu langsam aufgetragen werden.
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Die in Frage stehenden Kunststoffharze, die zur Lackierung vorgesehen
sind, können nicht ohne weiteres emulgiert werden. Sie müssen zu diesem Zweck mit
basischen Stoffen versetzt werden. Hierzu kommen in erster Linie Amine in Frage.
Die Harzteilchen laden sich dann positiv auf, während die Amine als negative Ionen
die Harzteilchen umhüllen. Schlagen sich die Harzteilchen auf den negativ geladenen
Metallteilen nieder, dann werden die negativ geladenen Aminionen frei und gelangen
in die wäßrige Phase. Auf diese Weise entsteht im Bereich der Auftragsstelle bei
laufendem Betrieb eine Anreicherung an negativen Aminionen, die die weitere Lackierung
behindern. Soll der Ionenstrom dessen ungeachtet konstant gehalten werden, dann
muß die Gleichspannung in dem Bad in dem Maß erhöht werden, in dem sich das negative
Ionenpotential vor der Auftragsstelle aufbaut.
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Für eine optimale Betriebsweise gibt es für die Metallkörper einer
Gruppe mit unter sich gleichen Metallkörpern ein optimales Spannungsprogramm zum
Betrieb des Bades. Dieses Spannungsprogramm kann empirisch ermittelt werden und
jeweils von Hand eingestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zu vereinfachen,
so daß es rationeller betrieben werden kann.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der optimale
zeitliche Spannungsverlauf für einen Metallkörper einer Gruppe bei der hierfür zu
verwendenden Lackemulsion ermittelt wird und dann für die folgenden Metallkörper
dieser Gruppe in ein programmierbares Steuergerät für die Badspannung einprogrammiert
wird.
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Die Erfindung macht sich dabei den Umstand zunutze, daß bei der industriellen
Lackierung sehr oft und mit vielfacher Wiederholung gleichartige Metallkörper lackiert
werden. Ist für einen solchen Metallkörper einmal das optimale Spannungsprogramm
ermittelt, dann kann nach der Erfindung das programmierte Steuergerät die Spannungseinstellung
nach diesem Programm für alle folgenden Metallkörper gleicher Ausbildung übernehmen.
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Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung der Badspannung ein programmierbares
Steuergerät vorgesehen ist. Steuergeräte mit programmierbaren Steuerfunktionen sind
an sich bekannt und auch üblich, so daß sich eine nähere Erläuterung eines solchen
Steuergerätes hier erübrigt. Die Programmierung kann z. B. in der Weise erfolgen,
daß der zeitliche Spannungsverlauf auf ein Kurvenblatt aufgetragen wird, das in
das Steuergerät eingesteckt wird und dort mit einem optischen Fühler abgetastet
wird.
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Der optimale Spannungsverlauf während einer Lackierung wird zweckmäßig
empirisch ermittelt. Dabei wird ein Metallkörper in das Bad eingehängt und die Badspannung
laufend von Hand so nachgestellt, daß jeweils die gewünschte Spannung herrscht.
Der sich dabei ergebende Spannungsverlauf kann dann registriert werden, und aus
der Registrierung kann die Programmierung abgeleitet werden.
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Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung,
mittels der der optimale Spannungsverlauf empirisch ermittelt werden kann, ist dadurch
gekennzeichnet, daß für die Bad-Spannung und/oder den Badstrom je ein Meßgerät
vorgesehen
ist und daß für Badspannung bzw. Badstrom ein von Hand einstellbares Stellglied
vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung, in der eine
Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt ist, näher
erläutert.
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In der Figur ist mit 1 ein Tauchbad bezeichnet, das mit einer Lackemulsion
3 gefüllt ist. In das Tauchbad ist eine Kraftwagentür 2, die lackiert werden soll,
eingehängt. Der Badbehälter hat stromleitende Wände und ist geerdet. Die Tür 2 ist
so aufgehängt, daß sie die Wände des Behälters nicht berühren kann. Die Aufhängung
ist elektrisch leitend.
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Mit 9 ist ein Gleichrichter bezeichnet, dessen negative Ausgangselektrode
mit der Aufhängung für die eingehängte Tür 2 und damit mit der Tür 2 selbst und
dessen positive Ausgangselektrode mit der Wandung des Badbehälters 1 elektrisch
leitend verbunden ist. Mit 10 ist ein Strommeßgerät und mit 11 ein Spannungsmeßgerät
für den Badstrom bzw. die Badspannung bezeichnet. Der Gleichrichter 9 ist über den
Trenntransformator 8 und einen einstellbaren Steuertransformator 5 an eine Wechselspannungsquelle
4 anschließbar. Der Steuertransformator kann von Hand und über einen Motor 6 verstellt
werden. Die Anordnung ist so geschaltet, daß die Leerlaufausgangsspannung des Gleichrichters
9 durch Verstellen des Steuertransformators 5 regelbar ist.
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Mit 7 ist ein elektrisches Steuergerät bezeichnet, an das der Motor
6 angeschlossen ist.
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Die Anordnung wird wie folgt betrieben: Zunächst wird der Badbehälter
mit Lackemulsion 3 gefüllt und der Metallkörper 2 eingehängt. Dann wird bei abgeschaltetem
Steuergerät 7 die Badspannung eingestellt, und zwar durch Regeln an dem Steuertransformator
5 auf einen optimalen Wert. Am Steuertransformator 5 wird die Spannung laufend von
Hand nachreguliert, so daß sie immer den optimalen Wert beibehält. Zur Kontrolle
dessen dient das Strommeßgerät 10 und das Spannungsmeßgerät 11.
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Der zeitliche Verlauf der Einstellung an dem Steuertransformator 5
wird z. B. von Hand aufgezeichnet. Ist die Lackierung beendet, dann wird die Badspannung
abgeschaltet und der eingehängte Metallkörper 2 gegen einen unlackierten gleichartigen
Metallkörper ausgetauscht. Nun wird der zeitliche Einstellungsverlauf am Steuertransformator
in das Steuergerät 7 einprogrammiert. Das Steuergerät 7 wird dann eingeschaltet
und ahmt über den Motor 6 die bei dem zuerst beschriebenen Betrieb vorgenommene
Handeinstellung des Steuertransformators nach. Diese Betriebsweise kann nun für
alle gleichartigen Metallkörper 2 wiederholt werden.
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Soll eine andere Gruppe von Metallkörpern lackiert werden, dann wird
zunächst, wie eben beschrieben, empirisch die optimale Betriebsweise der Anordnung
ermittelt und zur Lackierung des zweiten und der folgenden Metallkörper in das Steuergerät
7 einprogrammiert.
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Falls es sich bei den Metallkörpern einer anderen Gruppe um solche
handelt, die die gleiche Oberfläche haben wie die einer Metallkörpergruppe, für
die bereits die Programmierung gefunden ist, kann die Anordnung unter Umständen
auch mit der gleichen Programmierung wie bei der zuletzt erwähnten Metallkörpergruppe
betrieben werden.