DE19616308C2

DE19616308C2 - Device for the partial powder coating of a component

Info

Publication number: DE19616308C2
Application number: DE19616308A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dopheide
Original assignee: Helmut Dopheide
Current assignee: PULVER-BESCHICHTUNGS-CENTER DOPHEIDE GMBH, 42653 S
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: DE19616308A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum partiellen Ab saugen eines Pulverauftrags aus elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungspartikeln an von einer Lackierung auszunehmenden Oberflächenbereichen eines Bauteils, inbesondere an Dicht flächen oder Gewindebereichen, vor einer Fixierung des ver bleibenden Pulverauftrags durch Wärmebehandlung, mit einem Vakuumerzeuger, mit einem Düsenträger und mit einer Vielzahl von an dem Düsenträger angeordneten Saugdüsen.The invention relates to a device for partial Ab suck a powder application from electrostatically charged Coating particles on paint to be excluded Surface areas of a component, especially on sealing surfaces or thread areas, before fixing the ver permanent powder application by heat treatment, with a Vacuum generator, with a nozzle holder and with a variety of suction nozzles arranged on the nozzle carrier.

Derartige Pulverbeschichtungsverfahren werden sowohl als Kor rosionsschutz als auch aus Gründen der optischen Oberflächen verbesserung angewandt. Beim Pulverbeschichten von Bauteilen ist es oftmals erforderlich, bestimmte Bereiche, beispiels weise Dichtflächen, Gewinde oder dergleichen von der Beschich tung auszunehmen. Insbesondere Dichtflächen müssen zur Erhal tung der Dichtfunktion absolut beschichtungsfrei bzw. lackfrei gehalten werden. Hierzu werden die nicht zu beschichtenden Bereiche vor dem Auftragen des unverfestigten Pulvers auf das Bauteil mit geeigneten Mitteln abgedeckt. Gewindebohrungen werden beispielsweise mit Stopfen versehen, Dichtflächen wer den mit Klebeband, Kuststoffabdeckleisten oder dergleichen versehen. Das gezielte Abdecken von bestimmten von der Be schichtung auszunehmenden Bereichen eines Bauteils kann in der Regel nur in aufwendiger Handarbeit bewerkstelligt werden und ist daher teuer und umständlich. Werden beispielsweise Ge windebohrungen an Bauteilen mit Kunststoffabdeckstopfen ver schlossen, können diese Abdeckstopfen erst nach der Wärmebe handlung des Bauteils entfernt werden, da anderenfalls die nur lose aufgebrachte Pulverschicht durch das Entfernen der Stopfen wieder zerstört würde. Unter der Wärmebehandlung lei den die Stopfen und haben daher nur eine begrenzte Lebens dauer. Hierdurch werden unnötige Materialkosten verursacht. Beim Abkleben bestimmter Bereiche der Bauteile mittels Klebe bändern kommt es vor, daß diese Bänder nach dem Aushärten der Beschichtung nur noch sehr schwer entfernt werden können, so daß unschöne Klebebandreste auf dem beschichteten Bauteil verbleiben.Powder coating processes of this type are used both as cor protection against corrosion and for reasons of optical surfaces improvement applied. When powder coating components it is often necessary to specific areas, for example as sealing surfaces, threads or the like from the Beschich exception. Sealing surfaces in particular must be preserved the sealing function is absolutely coating-free or paint-free being held. For this, the ones that are not to be coated Areas before applying the unconsolidated powder to the Component covered with suitable means. Tapped holes are provided with plugs, sealing surfaces who with adhesive tape, plastic cover strips or the like Mistake. The targeted covering of certain of the loading Areas of a component that are to be excluded from stratification can be found in the Usually only be done in elaborate manual work and is therefore expensive and cumbersome. For example, if Ge Ver wind holes on components with plastic cover plugs closed, these cover plugs can only be action of the component are removed, otherwise the only loosely applied powder layer by removing the Plug would be destroyed again. Lei under the heat treatment the plugs and therefore have a limited life duration. This causes unnecessary material costs. When masking certain areas of the components using adhesive tapes it happens that these tapes after hardening of the Coating is very difficult to remove, so that unsightly tape remains on the coated component remain.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 24 58 681 B2 bekannt. Diese Druckschrift betrifft ein Verfahren zum Markieren und zum musterartigen Beschichten von leitfähigen Unterlagen. Nach dem dort beschriebenen Ver fahren wird ein Teil der auf die Unterlage aufgebrachten Be schichtung unmittelbar nach dem Auftrag durch Abblasen oder Absaugen wieder entfernt, um ein bestimmtes Muster auf der Unterlage zu erzeugen. Hierbei sollen Platten mit Markierungs linien versehen werden, entlang derer die Platten geschnitten oder geschweißt werden sollen. Großflächig markierte Bereiche der Platten sollen dabei frei von einem Überzugsmaterial sein, weil das Überzugsmaterial das Schneiden und Schweißen der Platten behindert. Hierzu werden die dauerhaft zu beschichten den Oberflächenbereiche vor Entfernung des Pulvers vorfixiert. Als Beschichtungsmaterial für die elektrostatische Beschich tung wird ein photoleitendes Material verwendet, dessen Haf tung an dem Substrat bzw. an der Platte durch Belichtung in bestimmten Bereichen stark vermindert wird. Nach musterartiger Belichtung der Platte wird das Beschichtungspulver im Luftblas- oder Saugverfahren oder durch Vibration der Platte entfernt. Die hierzu beschriebene Pulverentfernungseinrichtung besteht aus einem mit mehreren Luftdüsen ausgestatteten Düsen träger, wobei die Luftdüsen wahlweise blasend oder saugend verwendet werden können. Jede Düse ist mit einem Ventil ausge stattet, um die Düse in der Weise zu schließen oder zu öffnen, daß eine selektive Ansteuerung der Düsen möglich ist. Während des Absaugens oder Abblasens wird das mit Beschichtungspulver versehene Substrat horizontal unter dem Düsenträger hindurch geführt.A device of the type mentioned is, for example known from DE 24 58 681 B2. This publication concerns a method for marking and for pattern-like coating of conductive documents. According to the Ver will drive part of the Be on the pad Layering immediately after application by blowing off or Aspirate removed to a specific pattern on the Generate document. Plates with marking should be used lines along which the panels are cut or to be welded. Large areas marked the plates should be free of a coating material, because the coating material is cutting and welding the Plates hindered. To do this, coat them permanently pre-fixed the surface areas before removing the powder. As a coating material for electrostatic coating tion, a photoconductive material is used, the Haf device on the substrate or on the plate by exposure in certain areas is greatly reduced. After pattern-like Exposure of the plate is the coating powder in the Air blowing or suction process or by vibration of the plate away. The powder removal device described for this purpose consists of a nozzle equipped with several air nozzles sluggish, the air nozzles either blowing or sucking can be used. Each nozzle is equipped with a valve equipped to close or open the nozzle in the way that a selective control of the nozzles is possible. While the suction or blowing off with coating powder provided substrate horizontally under the nozzle holder guided.

Durch die selektive Betätigbarkeit der Düsen ist zwar in etwa das Absaugen oder Abblasen eines vorgegebenen Bereichs des Substrats möglich, jedoch geht dies nur bei entsprechender Belichtung des Pulverauftrags. Ohne Belichtung ist eine selek tive und konturenscharfe Absaugung des Pulvers nicht möglich. Das heißt, die Vorfixierung des nicht zu entfernenden Pulvers ist unerläßlich.Due to the selective actuation of the nozzles is approximately sucking off or blowing off a predetermined area of the Substrate possible, but this is only possible with the corresponding Exposure of the powder application. Without exposure is a selek Tive and sharp contour extraction of the powder is not possible. That is, the pre-fixation of the powder that cannot be removed is essential.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der ein gangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachsten Mitteln eine Absaugung des Pulvers in den von der Beschichtung bzw. Lackierung auszunehmenden Bereichen ermöglicht, wobei eine möglichst konturenscharfe Absaugung in möglichst wenig Ar beitsgängen gewährleistet sein soll.The object of the invention is therefore a device of the gangs mentioned to create, with the simplest means suction of the powder in the coating or Painting areas to be excluded, being a extraction with sharp contours as little as possible corridors should be guaranteed.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The task comes with the characteristics of the characteristic part solved by claim 1.

Die Vorrichtung ist ebenso einfach wie wirkungsvoll. Durch Aufbringen einer nur geringen Saugkraft, die größer ist als die durch elektrostatische Aufladung erzeugte Haftkraft des noch nicht endgültig fixierten Pulvers, können gezielt und konturenscharf bestimmte Oberflächen des Bauteils vor der Wärmebehandlung von Pulver befreit werden.The device is as simple as it is effective. By Apply only a small suction force that is greater than the adhesive force of the electrostatic charge powder that has not yet been finally fixed, can be targeted and certain sharp surfaces of the component in front of the Powder is removed from heat treatment.

Eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Anwendung der Vor richtung gemäß der Erfindung ist z. B. bei der Beschichtung von Ventilgehäuseteilen oder Zylinderkopfabdeckungen von Kraftfahrzeugmotoren möglich. Diese Teile werden aus Gründen der Gewichtsersparnis aus Magnesium oder Magnesium-Alumini umlegierungen hergestellt. Diese Materialien können aufgrund ihrer Porenstruktur Öl aufnehmen und sind bei bestimmten Tem peraturen und Drücken öldurchlässig. Zur Lösung dieses Pro blems hat der Anmelder vorgeschlagen, diese Gehäuse mit einer als Dichtmittel dienenden Pulverbeschichtung zu versehen. Solche Zylinderkopfabdeckungen sind aber mit an- oder ein vulkanisierten Gummi-Dichtlippen versehen, die zur Bewahrung der Dichtfunktion absolut frei von Lack- bzw. Beschichtungs partikeln sein müssen. Die Abdeckung dieser dünnen, umlaufen den Dichtlippen bereitet erhebliche Probleme und ist recht mühevoll. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich ein Oberflächenauftrag auf einer solchen Dichtlippe besonders einfach und kostengünstig entfernen.A particularly preferred and advantageous application of the front direction according to the invention is z. B. in the coating of valve housing parts or cylinder head covers from Motor vehicle engines possible. These parts are for reasons the weight saving from magnesium or magnesium aluminum alloys manufactured. These materials can be due their pore structure absorb oil and are at certain tem temperatures and pressures permeable to oil. To solve this pro The applicant has proposed this housing with a blems to be used as a sealant powder coating. Such cylinder head covers are with or on vulcanized rubber sealing lips provided for preservation the sealing function is absolutely free of paint or coating must be particles. Cover this thin, wrap around the sealing lip causes considerable problems and is right arduous. With the device according to the invention one can Surface application on such a sealing lip in particular easy and inexpensive to remove.

Dadurch, daß die Saugdüsen entsprechend der Lage der abzusau genden Bereiche des Bauteils an dem Düsenträger angeordnet sind, ist ein Erfassen aller von der Beschichtung auszunehmen der Oberflächenbereiche ohne eine Relativbewegung zwischen Bauteil und Düsen möglich.The fact that the suction nozzles according to the location of the vacuum regions of the component arranged on the nozzle carrier all of them must be excluded from the coating of the surface areas without a relative movement between Component and nozzles possible.

Es ist sogar möglich, eine beliebige Anzahl von in jeder Rich tung unmittelbar nebeneinander angeordneten Saugdüsen selektiv ansteuerbar auszubilden, d. h. selektiv mit Vakuum beauf schlagbar auszubilden.It is even possible to have any number in any rich selective suction nozzles arranged directly next to each other train controllable, d. H. selectively with vacuum trainable.

Durch die Ausbildung des Ansaugtrichters der Saugdüsen läßt sich die Konturenschärfe der abzusaugenden Bereiche einstel len. Ein geringerer Strömungsdruck am Rand des Ansaugtrichters ermöglicht ein konturenscharfes Absaugen des leicht haftenden Pulvers. Eine Querschnittsverengung in der Düse bewirkt bekanntermaßen eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, so daß die abgesaugten Beschichtungspartikel in der Düse beschleunigt werden.By designing the suction funnel of the suction nozzles the sharpness of the contours of the areas to be extracted arises len. A lower flow pressure at the edge of the suction funnel enables a sharply contoured suction of the slightly adhesive Powder. A Cross-sectional narrowing in the nozzle is known to cause one Increase the flow rate so that the extracted Coating particles in the nozzle are accelerated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Saugdüsen jeweils als Bohrungen in einem als Düsenträger dienenden Element mit flächiger Erstreckung ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the Suction nozzles each as holes in a nozzle holder serving element with flat extension.

Dieser Düsenträger kann beispielsweise als eine mit Bohrungen versehene Platte ausgebildet sein. Diese Platte kann dabei von ihrem Profil an das Profil des zu behandelnden Bauteils ange paßt sein.This nozzle holder can, for example, be one with holes provided plate be formed. This plate can be from their profile to the profile of the component to be treated fit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Teilansicht der Zylinderkopfabdeckung 1 mit einer Teilschnittdarstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung.The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows a partial view of the cylinder head cover 1 with a partial sectional view of the device according to the invention.

Bei dem zu beschichtenden Bauteil handelt es sich um eine Zylinderkopfabdeckung 1 eines Kraftfahrzeugmotors, die mit einer einvulkanisierten, umlaufenden Dichtlippe 2 versehen ist. Die Zylinderkopfabdeckung 1 besteht aus einer Magne siumlegierung, die unter Druck- und Temperatureinwirkung öl durchlässig ist und daher zu Dichtzwecken mit einer Pulver beschichtung versehen werden muß. In jedem Fall muß aber ver mieden werden, daß Pulverpartikel auf der Dichtlippe bleiben und bei der Wärmebehandlung der Zylinderkopfabdeckung 1 zum Einbrennen der Beschichtung auf der Dichtlippe 2 fixiert wer den. Hierdurch wird die Dichtfunktion der Dichtlippe 2 stark beeinträchtigt.The component to be coated is a cylinder head cover 1 of a motor vehicle engine, which is provided with a vulcanized, circumferential sealing lip 2 . The cylinder head cover 1 consists of a magnesium alloy, which is permeable to oil under pressure and temperature and must therefore be provided with a powder coating for sealing purposes. In any case, however, ver must be avoided that powder particles remain on the sealing lip and fixed in the heat treatment of the cylinder head cover 1 for baking the coating on the sealing lip 2 who the. As a result, the sealing function of the sealing lip 2 is greatly impaired.

Nach dem Verfahren, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird, wird zunächst die gesamte Zylinderkopfab deckung 1 ohne Auslassung bestimmter Oberflächenbereiche mit einem Pulverauftrag versehen. Die Pulverteilchen können bei spielsweise Duroplaste auf der Basis Epoxid-Polyester und Acrylharz sein, die elektrostatisch aufgeladen wurden. Unter dem Einfluß des elektrischen Feldes wandern diese zu dem ge erdeten Werkstück, hier die Zylinderkopfabdeckung 1, und setzen sich dort ab. Das aufgebrachte Pulver wird dann bei spielsweise in Umluft-Kammeröfen oder Durchlauföfen bei Tempe raturen zwischen 130°C bis 250°C auf dem Werkstück einge brannt.According to the method in which the device according to the invention is used, first the entire cylinder head cover 1 is provided with a powder application without omitting certain surface areas. The powder particles can be, for example, thermosets based on epoxy polyester and acrylic resin, which have been electrostatically charged. Under the influence of the electric field, they migrate to the grounded workpiece, here the cylinder head cover 1 , and settle there. The powder applied is then burned in for example in convection chamber ovens or continuous ovens at temperatures between 130 ° C to 250 ° C on the workpiece.

Vor dem Einbrennen der Beschichtung wird der Pulverauftrag auf der Dichtlippe 2 durch Absaugen entfernt. Hierzu wird entweder die Zylinderkopfabdeckung 1 mittels einer nicht dargestellten Handhabungseinrichtung an eine als Düsenträger ausgebildete Trägerplatte 3 herangeführt oder die Trägerplatte 3 wird an das Bauteil bzw. die Zylinderkopfabdeckung 1 herangeführt. Die Trägerplatte 3 wird dabei so vor der Zylinderkopfabdeckung 1 angeordnet, daß eine in der Trägerplatte 3 ausgebildete um laufende Nut 4 einen die Dichtlippe 2 aufnehmenden Steg 5 der Zylinderkopfabdeckung 1 umgreift. In der Nut 4 sind eine Viel zahl von Saugdüsen 6 angeordnet, die über nicht dargestellte Leitungen und einen nicht dargestellten Vakuumerzeuger mit Vakuum beaufschlagbar sind. In der Zeichnung ist nur eine Saugdüse 6 dargestellt, die anderen Saugdüsen sind in die Zeichnungsebene hinein hintereinander angeordnet, wobei zwi schen den einzelnen Saugdüsen ein nur geringer Abstand ist.Before the coating is stoved, the powder application on the sealing lip 2 is removed by suction. For this purpose, either introduced the cylinder head cover 1 by an unillustrated handling apparatus to a carrier constructed as a nozzle carrier plate 3 or the support plate 3 is brought up to the component or the cylinder head cover. 1 The carrier plate 3 is thereby arranged in front of the cylinder head cover 1 so that an opening formed in the support plate 3 to a running groove 4, the sealing lip 2 receiving web 5 of the cylinder head cover 1 engages. In the groove 4 , a large number of suction nozzles 6 are arranged, which can be acted upon by vacuum, not shown, lines and a vacuum generator, not shown. In the drawing, only one suction nozzle 6 is shown, the other suction nozzles are arranged one behind the other in the plane of the drawing, with only a small distance between the individual suction nozzles.

Die Saugdüsen 6 sind jeweils nach Art einer Venturidüse ausge bildet, d. h. beiderseitig einer in der Düse vorgesehenen Querschnittsverengung bzw. Einschnürung 7 sind trichterförmige Erweiterungen vorgesehen, von welchen jeweils eine einen sich stromaufwärts öffnenden Ansaugtrichter 8 bildet. Der Quer schnitt der Saugdüsen 6 ist jeweils rund. Die Saugdüsen 6 können durch beiderseits der Trägerplatte 3 angesetzte Kegel bohrungen erzeugt worden sein.The suction nozzles 6 are each formed in the manner of a Venturi nozzle, ie on both sides of a cross-sectional constriction or constriction 7 provided in the nozzle, funnel-shaped extensions are provided, each of which forms a suction funnel 8 that opens upstream. The cross section of the suction nozzles 6 is round in each case. The suction nozzles 6 may have been created through bores on both sides of the carrier plate 3 .

Die Dichtlippe 2 ist so vor dem Ansaugtrichter 8 angeordnet, daß zwischen der Mündung des Ansaugtrichters 8 und der Dicht lippe 2 ein Spalt 9 entsteht, durch welchen sogenannte Neben luft gezogen werden kann. Der Abstand zwischen der Dichtlippe 2 einerseits und dem Rand des Ansaugtrichters 8 andererseits ist entscheidend für die Konturenschärfe der von dem Pulver auftrag zu befreienden Oberfläche des Bauteils.The sealing lip 2 is arranged in front of the intake tube 8, that between the mouth of the suction funnel 8 and the sealing lip 2, a gap 9 is formed, through which can be drawn so-called secondary air. The distance between the sealing lip 2 on the one hand and the edge of the suction funnel 8 on the other hand is decisive for the sharpness of the contour of the surface of the component to be freed from the powder.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die umlaufende Nut 4 in der Trägerplatte 3 entsprechend dem Verlauf der Dichtlippe 2 in der Zylinderkopfabdeckung 1 ausgebildet sein. Dementsprechend sind in der Nut 4 eine Vielzahl von Saugdüsen 6 angeordnet.In the present exemplary embodiment, the circumferential groove 4 in the carrier plate 3 can be designed in accordance with the course of the sealing lip 2 in the cylinder head cover 1 . Accordingly, a plurality of suction nozzles 6 are arranged in the groove 4 .

Die Erfindung wurde anhand eines sehr speziellen Ausführungs beispiels erläutert, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kön nen jedoch Bauteile jedweder Art stellenweise konturenscharf von einem bereits aufgebrachten und noch nicht fixierten Pul verauftrag befreit werden.The invention was based on a very special embodiment explained, for example, with the device according to the invention However, components of any kind have sharp contours in places from an already applied and not yet fixed pul contract are exempted.

Claims

1.Device for partially suctioning off a powder application from electrostatically charged coating particles on surface areas of a component that are to be excluded from painting, in particular on sealing surfaces or threads, before fixing the remaining powder application by heat treatment, with a vacuum generator, with a nozzle holder and with a large number of arranged on the nozzle holder suction nozzles, characterized in that the suction nozzles ( 6 ) are arranged accordingly to the position of the areas of the component to be suctioned off on the nozzle holder and that the suction nozzles ( 6 ) each have a cross-sectional constriction and extensions on both sides of the constriction, of which in each case the extension facing the component forms an intake funnel ( 8 ) opening upstream.

2. Device according to claim 1, characterized in that the suction nozzles ( 6 ) are designed as bores in a serving as a nozzle holder element with a flat extension.

3. Device according to one of claims 1 or 2, there characterized by that of the nozzles carrier is formed as a plate provided with holes.