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9'Verfahren zum Lackieren von Karosserien" Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Lackieren von Karosserien mit Vorbehandlung wie Entfetten
und Phospha-und evtl.Nachlackieren tieren und anschließendem Grundlackiered. Hierbei
sind in der Regel eine große Zahl von Einzelstufen erforderlich, da zwischen den
einzelnen Hauptbehandlungsvorgängen Zwischenbehandlungen wie Spülen, Kühlen, Trocknen
od.dgl. eingeschaltet werden müssen und die einzelnen Behandlungen meist in mehreren
Stufen oder Stationen stattfinden.
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Im allgemeinen findet hierbei die Vorbehandlung wie Entfetten oder
Phosphatiereri im Spritzverfahren statt, während daz Lackieren im 3pritzzerfahren
oder Tauchverfahren geschieht. Beispielsweise folgt einem Zinkphosphatieren im Sprltzverfahren
ein Lackieren im Elektrotauchverfahren (Eleictrophorese). Eine solche Behandlungsweise
hat vielfache Vorteile, jedoch den wesentlichen Nachteil, daß zwar die Hohlräume
der Karosserie beim Farbaut'trag im Tauchverfahren voll beaufschlagt werden, nicht
aber bei
der vorhergehenden Reinigung und Phosphatierung. Ein einwandfreier
Korrosionsschutz gerade der Innenräume ist aber für die Korrosionsbeständigkeit
einer Karosserie von entscheidender Bedeutung. Wie die Erfahrung zeigt, beginnt
die Korrosion einer Karosserie an diesen dem Spritzverfahren nicht oder unvollkommen
zugänglichen Oberflächenteilen, etwa an Türschwellen, Rückverstärkungen usw. Die
Hohlräume dieser Teile wirken wie Dampfräume, in denen die starken klimatischen
Schwankungen, denen ein Kraftfahrzeug unterworfen ist, voll zur Auswirkung kommen.
Versuche, hier durch verzinktes Material, Ausspritzen mit Kunststoff oder Spezialfarbe
oder auch eine naßchemische Vorbehandlung im sogenannten "Slipperdip"-Verfahren,
bei dem die Karosserie bis oberhalb der Türschwellen getaucht, oberhalb derselben
jedoch gespritzt wird, ergaben keine entscheidendenVorteile.
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Die weitere Möglichkeit, alle Einzelteile einer Karosserie vor dem
Zusammenbau zu entfetten und zu zinkphosphatieren, bedeutet einen erheblichen apparativen
und organisatorischen Aufwand, abgesehen von den Verunreinigungen der phosphatierten
Oberfläche bei den Zwischenoperationen.
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Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, diese Nachteile der bisherigen
Behandlungsweisçn zu vermeiden und die Herstellung einer Oberfläche der Karosserie
zu gewährleisten, die einer Gefahr der Korrosion an einzelnen, insbesondere im Spritzverfahren
nicht oder wenig zugänglichen Stellen nicht mehr unterworfen sind. Die Erfindung
geht des weiteren
von der Überlegung aus, daß hierfür die Anwendung
des Tauchverfahrens auch für die Vorbehandlung zwar eine erstrebenswerte Lösung
dieses Problems ist, daß jedoch diese Maßnahme allein nicht ausreicht, sondern noch
weitere Maßnahmen erforderlich sind, damit die Wirtschaftlichkeit einer solchen
Behandlungsart derjenigen des bisher wirtschaftlicheren Spritzverfahrens gleich-
oder nahezu kommt.
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Diese Bedenken gegen das Tauchverfahren auch für die Vorbehandlung
sind vor allem darin begründet, daß wegen der wesentlich längeren Behandlungszeiten
in den einzelnen Behandlungsstufen auch ein erhöhter apparativer Aufwand erforderlich
ist und ferner infolge des Arbeitens mit höheren Konzentrationen auch der Chemikalienverbrauch
höher als im Spritzverfahren ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei der Vorbehandlung
in den Kapillaren des Karosseriematerials verbleibende Chemikalien-Rückstände zu
nachträglicher Korrosion führen. Da außerdem die Bäder beim Tauchen wesentlich heißer
sein müssen als beim Spritzen, trocknet die Metalloberfläche beim Austauchen an
und eine glatte Schichtbildung wird gestört.
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Die Erfindung berücksichtiß:t diese Bedenken und besteht im wesentlichen
darin, daß die Karosserien sowohl durch die Vorbehandlungszone als auch durch die
Lackierzone und evtl.
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Nachbehandlun@szone I;s zone im Tauchverfahren, und zwar vorzugsweise
durch sämtliche Behandlungsstufen der Vorbehandlungs- und der
Lackierzone
sowie evtl. der Nachbehandlungszone, in lotrecht ter Lage hindurchgeführt werden.
Vorzugsweise erfolgt hierbei das Vorbehandeln im elektrochemischen Tauchverfahren,
das Lackieren im Elektrotauchverfahren nach dem elektrophoretischen Prinzip, wobei
die Anwendung dieses Prinzipes nicht beschränkend verstanden werden soll und nicht
ausschließt, daß auch gleichzeitig andere Verfahren angewendet werden.
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Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: 1. Die Hohlräume
der Karosserie können einwandfrei entfettet und phosphatiert werden, da die Badflüssigkeit
auch an äußerlich unzugänglichen Stellen der Karosserie gelangt.
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Zugleich ermöglicht das Tauch-Phosphatierungsverfallren in der Regel
eine wesentlich bessere Haftung und einen besseren Korossionsschutz als das Spritzverfahren.
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2. Durch das Tauchen der Karosserie in lotrechter Lage, d.h.
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also mit dem Frontteil oder dem Heckteil der Karosserie nach unten
hängend, wird ein wesentlich- schnelleres Ablaufen der Behandlungsflüssigkeiten
beim Ausheben aus den Tauchbädern ermöglicht. Während bei der bisher üblichen Behandlung
der Karosserien in horizontaler Lage die Karosserie nach Art eines Schöpflöffels
die Badflüssigkeit zurückhält und diese daher nur relativ langsam abfließen kanne
weswegen man schon zusätzlich Offnungenin der Bodeiipartie der Karosserie anbrac}lte,
die nachträglich wieder geschlossen werden müssen, wird durch die lotrecht hängende
Lage der Karosserie der Flüssigkeit ohne weiteres die Möglicilkeit gegeben> schnell
und vollständig aus dem Innern der Karosserie abzufließen Die Aushebegeschwindigkeit
kann infolgedessen
wesentlich, beispielsweise etwa auf das Zwei-
bis Dreifache und mehr der bisherigen Aushebegeschwindigkeit, erhöht werden, wodurch
auch die Gefahr eines Antrocknens der heißen Lösungen beim Austauchen entsprechend
gemindert wird.
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5 Durch das Tauchen der Karosserie in lotrechter Lage können die einzelnen
Badbehälter entsprechend dem gegenüber der Länge geringeren Querschnitt der Karosserie
in Transportrichtung erheblich verkürzt werden, so daß auch die gesamte Anlage wesentlich
kürzer gebaut und an Bodenfläche sowie an den damit zusammenhängenden Kosten gespart
werden kann.
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4. Durch die kleinere freie Oberfläche der Tauchbäder wird ferner
auch der wärmetechnische Haushalt verbessert, da die Wärmeverluste entsprechend
der kleineren Badoberfläche ver mindert werden.
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5. Schließlich ist es ferner möglich, die für das elektrophoretische
Lackierverfahren ohnehin erforderlichen Hilfseinrichtungen, wie insbesondere die
im Innern der Hohlräume anzubringenden Hilfselektroden, zugleich auch für die elektrochemische
Vorbehandlung zu verwenden. Indem diese Hilfseinrichtungen jeweils zusammen mit
den Karosserien durch die Anlage laufen, können die elektrochemischen Vorgänge beschleunigt
und die für die Vorbehandlung erforderlichen Zeiten herabgesetzt und damit die Wirtschaftlichkeit
des
Verfahrens auch in dieser Hinsicht erhöht werden.
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Insgesamt kann somit ein Verfahren erreicht werden, das bei wesentlich
verbesserter Qualität des Enderzeugnisses mit nicht oder kaum höheren Kosten als
die bisherigen kombinierten Spritz-Tauchverfahren verbunden ist.
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Eine weitere Verbesserung des Verfahrens läßt sich dadurch erzielen,
daß vor der Vorbehandlung im Tauchverfahren eine Behandlung mittels eines Neutralreinigers
oder eines Korrosionsschutzmittels vorgenommen wird. Hierdurch kann die Gefahr eines
Festsetzens von Rückständen in den Kapillaren der Metalloberfläche praktisch vollkommen
ausgeschlossen werden, so daß die Badflüssigkeit auch späterer, stärker konzentrierter
Bäder aus den Kapillaren verdrängt bleibt.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung, durch das eine weitere Qualitätsverbesserung
des Enderzeugnisses erreicht werden kann, besteht ferner darin, daß die Karosserien
beim oder unmittelbar nach dem Ausheben aus einem Tauchbad mit der Flüssigkeit des
Tauchbades unter hohem Druck angespritzt werden. Ein solches Anspritzen, das z.B.
mittels eines Hochdruck-Spritzringes oberhalb der Badoberfläche und mit hohem Druck
von z.B. ca. 50 bis 50 atü erfolgen kann, bewirkt, daß eventuell noch offene Poren
des Karosseriematerials mit der Badflüssigkeit ausgefüllt werden und
dadurch
weiterhin ein schädliches Austrocknen der Oberfläche verhindert wird. Das Anspritzen
der Karosserieoberfläche soll hierbei mit geringem Abstand erfolgen. Es ist daher
vorzugsweise eine Spritzanlage vorzusehen, welche dem Umriß der Karosserie angepaßt
ist bzw. die Spritzdiisen derart - gegebenenfalls auch selbsttätig - verstellbar
sind, daß beim Ausheben der Karosserie und bei deren Durchgang durch den Spritzring
der jeweils günstigste Abstand der Düsen von der Karosserleoberfläche eingehalten
wird.
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Mit besonderem Vorteil kann ferner eine zwangsläufige Führung der
Karosserie beim Einsetzen in den Badbehälter bzw.
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beim Ausheben aus diesem vorgesehen sein, indem beispielsweise ei
die Karosserie in lotrechter Lage tragender Gestellrahmen an der Innenwandung des
Behälters durch Führungsschienen oder entsprechende Führungselemente geführt wird.
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hierdurch wird verhindert, daß die Karosserie beim Ein-oder Ausheben
innerhalb des Behälters hin- und herpendelt und auch bei einem die Karosserie eng
umschließenden Behälter nicht gegen die Behälterwand anschlägt. Der Querschnitt
des Behälters, dessen Erstreckung in Transportrichtung sowie der Aufwand an Material
und Bad flüssigkeit können dadurch auf ein Mindestmaß reduziert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, der Karosserie innerhalb
des Tauchbades eine Bewegung,vorzugsweise eine hin- und hergehende Bewegung in lotrechter
Richtung,
zu erteilen, um ein möglichst intensives Bespülen der
Karosserie mit der Badflüssigkeit zu erhalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann als sogenanntes ttstarres" Verfahren
mit gleichen Teilbehandlungszeiten in den einzelnen Behandlungsstufen oder, was
im allgemeinen vorteilhafter ist und eine besonders weitgehende Ausnutzung der Vorteile
des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, als "unstarres" Verfahren mit differenzierten
Teil zeiten zur Behandlung in den einzelnen Behandlungsstufen durchgeführt werden.
Es kann in einer ringförmig geschlossenen Anlage oder in einer offenen Anlage mit
in Reihe hintereinander folgenden Behandlungszonen bzw. Behandlungsstationen ausgerührt
werden.
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Außer für Karosserien kann die Erfindung auch bei ähnlichen Werkstücken
ähnlicher Größenabmessungen angewandt werden, bei denen für ein Tauchen in lotrechter
Lage, insbesondere zwecks schnelleren Ablaufes der Badflüssigkeit, entsprechende
Voraussetzungen wie bei Karosserien gegeben sind.
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Die Erfindung sei anhand einer Schemazeichnung noch etwas näher erläutert.
Hierbei zeigen Fig. 1 das Schema einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehenen Anlage in Seitenansicht, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,
Fig.
3 einen schematischen Querschnitt durch einen Behandlungsbehälter mit in diesem
lotrecht gefühpter Karosserie und Fig. 4 einen schematischen Längs-schnitt durch
einen solchen Behandlungsbehälter.
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In den Figuren ist mit 10 ein Behandlungstunnel bzw. eine in Linie
angeordnete Reihe von Behandlungskammern bezeichnet.
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Den Kammern werden die Karosserien 11, von denen einige an der Eingangsseite
und einige an der Ausgangsseite des Beje nach Bedarf handlungstunnels angedeutet
sind (sie sind im Betriebe/Uber die ganze Reihe der Kammern laufend verteilt), auf
einer Zuleitungsbahn 12 einem endlos umlaufenden Laufband 13 zugeleitet. Sie werden
hierbei, sofern dieses nicht bereits vorher geschehen ist, mit einem Tragrahmen
verbunden und zusammen mit diesem aus der in Fig. 1 links dargestellten horizontalen
Lage in eine lotrechte Lage gebracht, was z.B.
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durch Verschwenken des Tragrahmens um eine waagerechte Schwenkachse,
durch Führungabahnen oder durch einen der Laufkräne 14, von denen in der Zeichnung
vier angedeutet sind, geschehen kann, die auf seitlichen Schienen 15 geführt sind.
Die Laufkräne können die Kaross-erien in lotrechter Lage derselben, d.h, mit dem
Heckteil oder Frontteil nach unten hängend, aufnehmen, wobei die Futrun.---gsaohienen
15 etwa in halber Höhe der innerhalb von den Laufkränen 14 hochgezogenen und in
höchster Lage befindlichen Kar-osserien-verlaufen.
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In diesem Zustande werden die Karosserien 11 von dem Transportband
15, von den Laufkränen 14 durch abwechselndes Heben und Senken nacheinander in die
einzelnen Tauchbehälter 16 gehoben.
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Beispielsweise folgen etwa die nachstehend angegebenen Behandlungsstufen
aufeinander: Neutralbad A, Entfetten B mit Nachentfetten, Spülen C, Phosphatieren
D, Kalt- und Nachspülen mit Abblasen E, Einbauzone F für den Einbau von Hilfselektrõden,
elektrophoretisches Grundlackieren G, Spülen und Abblasen H, Ausbauzone ci für Hilfselektrodenausbau,
Nachbehandlungszone K mitTrocknen, Kühlen; gegebenenfalls PVC-Spritzen zum Unterbodenschutz
oder zur Herstellung einer schalldämmenden Schicht, anschließendem nochmaligem Trocknen,
Kühlen od. dgl.
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Die Karosserien durchlaufen diese Nachbehandlungszone bei spielsweise
auf einem endlosen Förderband 17 und werden am Ausgangsende der Anlage durch einen
der Laufkräne 14 in ähnlicher Weise wie vorn, nur umgekehrt, oder auch durch eine
besondere Schwenkvorrichtung 18 wieder aus einer lotrechten in eine waagerechte
Lage übergeführt, und, z.B. nach Lotsen von seinem Tragrahmen, von einem ableitenden
Förderband 19 od.dgl. in geeigneter Weise abtransportiert.
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Bei der vorbeschriebenen Reihenfolge der Verfahrensstufen ist angenommen,
daß die Hilfselektroden erst in der Zone F nach der Vorbehandlung eingebaut werden.
Der Einbau kann jedoch auch, wie bereits erwähnt, schon am Anfang der Vorbehandlung,
insbesondere vor dem Phosphatieren, stattfinden, so daß auch für die Vorbehandlung
die für das Elektrophoreseverfahren notwendigen Hilfselektroden verwendet werden
können.
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An sich können auch die Karosserien in einer oder einigen Stufen bzw.
Stationen am Eingangsende der Vorbehandlungszone bzw. am Ausgangsende der Nachbehandlungszone
in waagerecnter oder anderer Lage behandelt werden, doch ist es aus Gründen der
Einfachheit der Anlage, der baulichen Länge der Anlage sowie auch aus Behandlungsgründen
zur Erzielung eines Enderzeugnisses hoher Qualität vorteilhaft, sämtliche Behandlungen
mittels Badflüssigkeit oder hiermit im Zusammenhang stehende Behandlungsarten wie
Kühlen oder Trocknen, durchgehend in lotrecht hängender Lage der Karosserien durchzuführen,
Gegebenenfalls kann auch eine besondere Stapel zone, z.B. anschließend an den Ausbau
der Hilfselektroden, in die Behandlungsvorgänge eingeschaltet sein.
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Die einzelnen Behälter können gemeinsam eingesetzt, ausgehoben und
weitertransportiert werden oder je nach dem gewünschen Arbeitsablauf im unstarren
System mit unterschiedlichen Verweilzeiten in den einzelnen Behältern verbleiben
und
weitertransportiert werden, wobei z.B. die einzelnen Laufkräne jeweils bestimmte
Abschnitte der Anlage Die Behälter können sämtlich gleich groß oder - insbesondere
in Transportrichtung - unterschiedlich bemessen bzw. in gleichen oder in unterschiedlichen
Abständen voneinander angeordnet sein, so daß es - auch bei einem grundsätzlichen
kontinuierlichen Transport - möglich ist, ohne Störung des Ablaufes der Vorgänge
die Karosserien in einzelnen Behältern länger als in anderen Behältern zu belassen.
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In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen der Behälter 16 mit eingesetzter
Karosserie 11 dargestellt. Die Karosserie ist auf einem Tragrahmen 20 in beliebig
geeigneter Weise vorteilhaft in einer Schwerpunktsebene, aufgespannt, wobei der
Tragrahmen in lotrechten Führungsschienen 21 zum pendelfreien Ein- und Ausheben
geführt ist Fig. 3 zeigt ferner, wie in Anwendung auf das elektrophoretische Verfahren
einzelne Elektroden 22, die auch im Innern der Karosserie angebracht sein können,
um die Karosserie herum und in Anpassung an den Umriß derselben verteilt sind. Sie
werden z.B. an der Karosserie oder am Tragrahmen angebracht und können gegebenenfalls
auch bereits in der elektrochemischen Vorbehandlung verwendet werden, so daß sie
z.B. zusammen mit der jeweiligen Karosserie die gesamten Behandlungsvorgänge mitdurchlaufen
und zur Verbesserung und Beschleunigung auch der elektrochemischen Vorgänge beitragen.
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Sie können auch verstellbar, insbesondere radial zur Behälterachse
verstellbar
angeordnet sein.
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Fig. 4 zeigt einen beispielsweisen Axialschnitt durch einen der zylindrischen
Behandlungsbehälter 16. Der Tragrahmen 20, der wieder entsprechend Fig. 3 in lotrechter
Richtung geführt sein kann und die Karosserie 11 in lotrechter Lage trägt, ist an
der Hebevorrichtung 23 des auf den Schienen 15 geführten Laufkranes 14 aufgehängt,
wie dieses in Fig. 4 schematisch angedeutet ist, wobei die Führungss-chienen, wie
ersichtlich, nur einen verhältnismäßig kleinen Abstand vom oberen Behälterrand über
diesem angeordnet sind, durch die auf ein Seitliches Schwenken der Karosserien hinwirkenden
Kräfte besonders stabil auSgenommen werden können.
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In Fig. 4 sind des weiteren nahe über dem Badflüssigkeitsspiegel und
über den Umfang des- Behälters 16 verteilt einzelne, einen Hochdruckspritzring bildende
Spritzdüsen 24 in beliebiger Zahl angeordnet, derart, daß die aus dem Tau--chbad
auftauchende Karosserieoberfiäche allseitig von den unter hohe Druck aus den Düsen
austretenden Spritzstrahlen angespritzt wird. Damit die Strahllänge bis zum Auftreffen
auf der Oberflache stets einen gAnstigsten Wert hat-> können die Düsen radial
zur Zylinderachse verstellbar gelagert sein. Sie kann nen hierfür gewünschtenfalls
auch in Abhängigkeit vom Durchgang der Karosserie durch den Hochdruc-kspritzring
selbsttätig gesteuert sein.