DE19606000C1 - Elektrolytbad für eine kathodische Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrolytbad für eine kathodische Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Elektrolytbäder sind beispielsweise aus DE 28 47 172 A1 und GB 2 227 253 A bekannt.

Um Karosserien an allen Stellen mit Lack beschichten zu kön­ nen, ist die elektrophoretische Tauchgrundierung bekannt. Die Anlage gemäß der vorgenannten GB 2 227 253 A sieht mehrere separate, längs der Beckenseitenwandungen angeordnete Anoden vor, die sich vertikal jeweils über etwa die gleiche Höhe - etwa die gesamte Badtiefe - erstrecken. Die einzelnen in Ho­ rizontalrichtung einen gegenseitigen Abstand aufweisenden An­ oden sind bezüglich des Stromdurchflusses jeweils getrennt steuerbar. Werden derartige Elektrolyt-durchströmte, mit ei­ nem Vor- und Rücklauf versehene Dialysezellen (Anolytzellen) als Anoden eingesetzt, so kommt es auf der als Kathode ge­ schalteten Karosserie zu nicht akzeptablen Schichtdickenun­ terschieden.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier eine Verbesserung zu schaffen, d. h. die Dicke der Lackabscheidung örtlich gleich­ mäßiger zu gestalten. Darüber hinaus soll die Funktion der als Dialysezellen ausgebildeten Anoden sowie deren Haltbar­ keit verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ausgestaltung des gattungsgemäßen Elektrolytbades nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein ausgezeichneter Potential-Umgriff in das Innere der Karosserie sowie in deren Hohlräume hinein und damit ein sehr guter Korrosionsschutz erreichbar. Im Seitenbereich der Karosserie wird eine be­ reichsweise Lacküberdosierung vermieden, wodurch ein insge­ samt gleichmäßiger dünner sparsamer Lackauftrag auf der Ka­ rosserieaußenseite gewährleistet ist. Dies ermöglicht insge­ samt eine Einsparung an für eine Karosserielackierung erfor­ derlichem Lackiermaterial.

Aufgrund einer in Vertikalrichtung unterbrochenen und in För­ derrichtung besser umströmbaren Gestaltung und Anordnung der vorzugsweise in der Form von Rundrohren ausgebildeten Anoden findet während des Eintauchens und Hindurchförderns der Ka­ rosserie durch das Tauchbecken eine besonders günstige und intensive Umströmung der Karosserie bei hervorragender Durch­ mischung des Tauchbeckeninhaltes statt. Dies führt wiederum zu einem guten Konzentrations- und Temperaturausgleich inner­ halb des Beckens, wodurch wiederum ein gleichmäßiger Lackauf­ trag begünstigt wird. Die für die Dicke der Lackabscheidung verantwortliche Temperatur auf der Karosserieoberfläche wird dank einer großräumigen und gleichmäßigen Umströmung der Ka­ rosserie während des Baddurchlaufes örtlich vergleichmäßigt. Lagestabile Totwassergebiete, die zu einem Wärmestau und so­ mit zu einer erhöhten Lackabscheidung führen, werden vermie­ den.

Ein guter Temperatur- und Konzentrationsausgleich innerhalb des Tauchbeckens bewirkt in und an den die Anoden bildenden Dialysezellen die Erzielung eines äußerst gleichmäßigen Ana­ lytleitwertes, wodurch wenig vollentsalztes Wasser zur Steue­ rung dieser Größe benötigt wird und wodurch desweiteren eine Abwasserverringerung erzielbar ist.

Durch eine vertikale Unterbrechung der horizontal verlaufen­ den Anoden in verschiedene streifenförmige Bereiche können die streifenförmige Anodenbereiche voneinander elektrisch isoliert werden, so daß das Potential des Beckeninhaltes für den Bodenbereich zum einen und für den oberflächennahen Be­ reich zum anderen auf jeweils unterschiedliche optimale Po­ tentiale einstellbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung nach­ folgend anhand verschiedener, in den Zeichnungen dargestell­ ter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Elektrolyt-Durchlaufbades mit einer an einer der beiden Längs­ wände des Elektrolytbades gezeigten Anoden-Anordnung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strömungsverhält­ nisse innerhalb eines Tauchbades während des Hin­ durchförderns einer zu lackierenden Karosserie,

Fig. 3a-c verschiedene Möglichkeiten für eine Anordnung von Anoden im Längsseitenbereich eines Tauchbeckens,

Fig. 4 die Ansicht auf eine als Rundanode ausgebildete Dialysezelle.

In Fig. 1 sind die Einbauten in einem Tauchlackierbad-Becken schematisch angegeben.

Das Becken selbst ist mit 1 in Längsrichtung abgebrochen an­ deutet. Auf der Innenwand ist dieses Tauchbecken mit einer Isolierung 2 versehen. Die Oberfläche der das Tauchbecken 1 ausfüllenden Elektrolytflüssigkeit ist mit 3 angegeben. In­ nerhalb der Elektrolytflüssigkeit sind vertikal mit Abstand übereinander Anoden 4, 5 und 6 vorgesehen, die in dieser An­ ordnung auf beiden Längsseiten des Tauchbeckens 1 angebracht sind. Während die Anoden 4 relativ weit unten in dem Tauch­ becken 1 liegen, befinden sich die Anoden 5 und 6 mit einem geringen Abstand zueinander mit einem relativ großen Abstand gegenüber der unteren Anode 4 in der Nähe der Badflüssig­ keitsoberfläche 3. Die Anoden 4 bis 6 sind als sogenannte Dialysezellen ausgebildet, wobei sie die Form einer sogenann­ ten Rundanode besitzen.

Solche Rundanoden sind als Beispiel in Fig. 4 dargestellt. Sie sind an einen nicht dargestellten Anolytkreislauf ange­ schlossen, wozu sie mit Stutzen 7 und 8 für einen Ein- und Auslauf der Anolytkreislaufflüssigkeit versehen sind.

In Fig. 1 befinden sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 des Tauchbeckens 1 Führungsschienen 9 zur Führung einer zu beschichtenden Fahrzeugkarosserie. Diese Führungsschienen 9 bestehen aus einer mittleren Hauptschiene, sowie einer in Förderrichtung davor liegenden Einlaufschiene, sowie einer dahinter liegenden Auslaufschiene. Die Einlauf- bzw. Auslauf­ schiene dient jeweils zum Einführen bzw. Herausnehmen der Fahrzeugkarosserie in das Tauchbecken 1 bzw. aus diesem her­ aus. Die Führungsschienen 9 sind als Kathode geschaltet, wo­ durch auch die von diesen aufgenommene Karosserie als Kathode wirkt. Die Art der Schaltung der Führungsschiene 9 als Katho­ den sowie der Anoden ist in Fig. 1 als schematischer Schalt­ plan eingetragen.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die vertikal in unterschied­ lichen Höhen angeordneten Anoden 4 bis 6 der Seitenfläche ei­ ner zu beschichtenden Karosserie höhenmäßig zugeordnet sind. Die untere Anode 4 befindet sich im Bereich der Unterkante einer Fahrzeugkarosserie 10. Die als Paar vertikal direkt ne­ beneinander angeordneten oberen Anoden 5 und 6 sind der Ka­ rosserie 10 höhenmäßig in der Seitenfensterpartie zugeordnet. Die Strömung der Farbpartikelteilchen im Bereich der Seiten­ fläche der Karosserie 10 mit Bezug auf die Anoden 4 bis 6 ist in Fig. 2 mit Zirkulationspfeilen 11 markiert. Die Förder­ richtung der Karosserien 10 innerhalb des Tauchbades 1 zeigen Pfeile 12 an. Bei dem Durchlaufen der Karosserie 10 durch das Tauchbecken 1 sind die seitlichen Türen wie üblich über einen geringen Spalt geöffnet.

Die Spannungsregelung der oberen und unteren Anoden 5, 6 bzw. 4 kann den speziellen Beschichtungsbedürfnissen entsprechend separat geregelt werden.

Mit der beschriebenen Beschichtungseinrichtung können an der Fahrzeugaußenseite gleichmäßige Lackschichtdicken von etwa 15 µm erreicht werden, während die Schichtdicke innerhalb der Karosserie 10 auf 12 µm eingestellt werden kann.

In Fig. 3 sind vergrößert herausgestellt und im Querschnitt gezeigt drei verschiedene Beispiele für Anordnungen und Aus­ bildungen der in der Form von Dialysezellen eingesetzten An­ oden.

Von dem Tauchbecken 1 ist jeweils eine Seitenwand den Anoden zugeordnet.

Bei der Ausführung nach Fig. 3a sind drei Rundanoden einge­ setzt, von denen eine Anode 4 unten und zwei andere Anoden 5 und 6 als Paar oben nahe des Flüssigkeitsbadspiegels 3 lie­ gen. Oberhalb der nach oben jeweils frei liegenden Anoden 4 und 6 ist jeweils eine Sedimentationsschutzleiste 13 vorgese­ hen. Der Fahrzeugkarosserie 10 sind die Anoden nach Fig. 3a höhenmäßig in der in Fig. 2 gezeigten Weise der Seitenwand einer zu lackierenden Karosserie zugeordnet.

Die Sedimentationsschutzleisten 13 sind der Elektrolytströ­ mung um die jeweils zugeordnete Rundanode formmäßig angepaßt, wobei der Spaltabstand zwischen der Anodenoberfläche und der Gegenfläche einer betreffenden Sedimentationsschutzleiste 13 etwa 1 bis 2 cm beträgt.

Bei der Ausführung nach Fig. 3b ist das Anodenpaar 5, 6 zu einer durchmessermäßig vergrößerten einzigen Rundanode 14 zu­ sammengefaßt. Höhenmäßig ist diese einzige Rundanode 14 eben­ so wie das Anodenpaar 5, 6 dem Fensterbereich der Seitenflä­ che einer zu beschichtenden Karosserie 10 zugeordnet.

Die einzige obere Rundanode 14 nach Fig. 3b kann entspre­ chend der Darstellung in 3c auch als Halbrundanode 15 ausge­ bildet sein. Die Halbrundfläche ist in diesem Fall der zu be­ schichtenden Karosserie 10 zugewandt. Im oberen Bereich der Halbrundanode 15 kann ein Sedimentationsschutz 16 integriert sein.

Die Anoden können zur Erhöhung ihrer elektrischen Belastbar­ keit und/oder ihrer Lebensdauer mit Titan beschichtet sein.

Bei der Halbrundfläche der Halbrundanode 15 weist diese von außen nach innen als Schichten zunächst einen Kunststoff­ schutz 17, darunter eine Membran 18 und darunter ein Anoden­ blech 19 auf.

Die Sedimentationsschutzleisten 13 besitzen mit Bezug auf die zu beschichtende Fahrzeugkarosserie 10 jeweils einen inte­ grierten Türschutz.

Claims (9)

1. Elektrolytbad für eine kathodische Tauchlackierung von durch dieses Bad in horizontaler Lage eingetaucht hindurch zu fördernden kathodisch gepolten Fahrzeugkarosserien mit an den Längsseiten des Badbeckens parallel zu diesen verlaufenden Anoden, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Längsseite des Badbeckens (1) seitlich der zu lackierenden Karosserie (10) jeweils mehrere vertikal vonein­ ander beabstandete Anoden (4, 5, 6) vorgesehen sind.

2. Elektrolytbad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Anoden (4, 5, 6) eine horizontal vielfach größere Erstreckung als vertikal aufweisen.

3. Elektrolytbad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (4, 5, 6) Rundanoden sind.

4. Elektrolytbad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (4, 5, 6) in jeweils drei unterschiedlichen Hö­ henlagen angebracht sind.

5. Elektrolytbad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (4) in einer ersten Höhenlage der Unterkante der zu lackierenden Karosserie (10) und in einer zweiten und dritten vertikal eng benachbarten Höhenlage den Seitentürfen­ steröffnungen der Karosserie (10) zugeordnet sind.

6. Elektrolytbad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (4, 5, 6) titanbeschichtet sind.

7. Elektrolytbad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zuleitungen zu den Anoden (4, 5, 6) titanbeschich­ tet sind.

8. Elektrolytbad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach vertikal oben frei in dem Tauchbecken (1) liegende Anoden (4, 6) mit einer Sedimentationsschutzleiste (13) abge­ deckt sind.

9. Elektrolytbad mit Sedimentationsschutzleisten oberhalb der Anoden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sedimentationsschutzleisten (13) eine dreieckige Querschnittsform aufweisen mit einer dem jeweiligen Anoden­ rohr angepaßten, konkaven Unterseite und einer nach oben wei­ senden Dreieckspitze.