DE19616502A1 - Verbesserte Oberflächenbehandlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Reinigung (zum Beispiel Entfetten) sowie auch bei der Tauchbeschichtung von Ge­ genständen (zum Beispiel Fahrzeugkarosserien) mit schwer zugänglichen Flächen wie Hohl­ räumen, Kapillaren, Hinterschneidungen, Falzen, Blechdoppelungen etc., ist das Arbeitser­ gebnis oftmals nicht ausreichend, da kein genügender Kontakt mit der Behandlungsflüssig­ keit erfolgt. Hierdurch werden angelöste, störende Partikel oder Stoffe nicht ausge­ schwemmt bzw. in nachfolgende Behandlungsbäder verschleppt. Bei einer Beschichtung besteht die Gefahr, daß durch eine ungenügende Vorbehandlung die Haftung der Beschich­ tung zu gering ist, oder daß die Beschichtung in Teilbereichen gar nicht aufgebracht wird. Bei der Nachbehandlung einer Beschichtung besteht ebenfalls das oben aufgeführte Pro­ blem störender nicht ausgewaschener Partikel oder Stoffe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem feste Gegenstände prozeßsicher in Kontakt mit einer Behandlungsflüssigkeit eines Tauch­ bades gebracht werden.

Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren wird dies erreicht mit dem kennzeichnenden Schritt des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung fester Gegenstände beinhaltet das Aufneh­ men eines festen Gegenstandes auf ein Transportmittel, von dem der Gegenstand zu einem Tauchbad gebracht wird, das eine Behandlungsflüssigkeit zur Oberflächenbehandlung des Gegenstandes enthält. Das Transportmittel kann beispielsweise ein Gehänge, wie bin Pen­ delförderer oder Überkopfförderer sein, insbesondere eignet sich für das Transportmittel ein Transportwagen, der vorzugsweise schienengeführt ist. Am Tauchbad wird der Gegenstand in die Behandlungsflüssigkeit untergetaucht, wobei dies vorteilhaft zusammen mit dem Transportmittel erfolgt, wobei Teile desselben auch aus dem Tauchbad herausragen kön­ nen. Die Eintauchtiefe des Gegenstandes richtet sich nach dem gewünschten Umfang der Oberflächenbehandlung, sofern die gesamte Oberfläche des Gegenstandes behandelt wer­ den soll, wird dieser vorzugsweise ganz untergetaucht. Erfindungsgemäß wird der unterge­ tauchte Gegenstand in Schwingungen versetzt, wobei je nach Art der Oberflächenbehand­ lung und Geometrie des Gegenstandes, insbesondere bei solchen mit Behandlungsflüssig­ keit gefüllten Hohlkörpern, alternativ oder insbesondere zusätzlich auch ein Schwingen unmittelbar nach dem Tauchen möglich bzw. vorteilhaft ist. Insbesondere bei einer Oberflä­ chenbehandlung, die nur in Kontakt mit dem Tauchbad selbst wirkt, beispielsweise wegen einer an das Tauchbad angelegten Spannung, hat das Versetzen des festen Gegenstandes in Schwingungen während des Tauchvorganges zu erfolgen. Anschließend nach der Ober­ flächenbehandlung wird der feste Gegenstand aus dem Bad entnommen und abtranspor­ tiert, wobei wiederum auch das Entnehmen des Gegenstandes vorteilhaft durch das Trans­ portmittel erfolgt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das Transportmittel Mittel um die Schwingungen des Gegenstandes während des Tauchens zu erzeugen. Insbesondere bil­ den die Transportmittel auch ein Band, so daß feste Gegenstände nacheinander durch das Tauchbad geführt werden.

Die Schwingungen haben vorteilhaft eine Frequenz von mindestens 0,2 Hz, vorzugsweise mindestens 0,5 Hz und bei kleineren Gegenständen mindestens 1 Hz und insbesondere mindestens 3 Hz. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Schwingung der Gegenstände derart, daß ein äußerer Punkt des Gegenstandes eine maximale Amplitude von 50 cm, insbeson­ dere maximal 10 cm und besonders vorteilhaft maximal 5 cm hat. Geeignet ist das erfin­ dungsgemäße Verfahren besonders für Gegenstände mit einem Gewicht von mindestens 5 kg, vorzugsweise 20 kg und insbesondere mindestens 70 kg. Üblicherweise ist die Frequenz der Schwingung auf 1 kHz, insbesondere 100 Hz begrenzt.

Vorzugsweise wird die Schwingung mit wiederholter Bewegungsumkehr durchgeführt und/oder erfolgt nicht um eine Längsachse des festen Gegenstandes und insbesondere um keine Achse des Gegenstandes. Sofern die Schwingung um eine Achse des Gegenstandes erfolgt, ist eine Bewegungsumkehr sehr vorteilhaft.

Mit den aufgeführten Spezifikationen der Schwingung wird es möglich, den Gegenstand ohne großen Aufwand besonders gut in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit zu bringen, so daß das Ergebnis der Oberflächenbehandlung verbessert wird. Durch dieses gezielte Schwingenlassen des beispielsweise zu reinigenden oder zu beschichtenden Gegenstandes beim Tauchen in die Behandlungsflüssigkeit, insbesondere beim Durchfahren durch das Tauchbad (zum Beispiel Entfettungsbad, kataphoretische Tauchlackierung, Spülbad) wird durch die Relativbewegung des Gegenstandes, insbesondere bei den vorgegebenen Spezifi­ kationen, eine innigere Kontaktierung mit der Behandlungsflüssigkeit erreicht. Beim Reinigen oder Spülen hat dies eine vorteilhafte Waschbewegung zur Folge, beim Beschichten wird eine gleichmäßigere und vollständige Benetzung erreicht. Insbesondere dringt die Behand­ lungsflüssigkeit in die eingangs erwähnten schlecht zugänglichen Stellen verbessert ein und ein Heraustransport von störenden Stoffen (zum Beispiel Schmutz, Fett, Reinigungs- oder Beschichtungschemikalien, lose Farbreste, Flüssigkeit etc.), wird verbessert. Hinzu kommt eine Verlagerung von Lufteinschlüssen an kritischen Stellen, wie beispielsweise Hohlräu­ men, wodurch hier eine Reinigung bzw. Beschichtung (beispielsweise Zinkphosphatierung) erst möglich wird.

Wie oben beschrieben wird der Gegenstand vorzugsweise mittels eines Transportwagens oder an einem Gehänge durch das Tauchbad geführt, wobei vorzugsweise eine Vielzahl von Transportwagen oder Gehänge hintereinander zu einem Band angeordnet sind. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Transportwagen oder das Gehänge bzw. vorteilhaft ein Teil dersel­ ben mit dem aufgenommenen Gegenstand in Schwingungen versetzt wird. Das heißt, ein Schwingungserzeuger ist vorteilhaft mit dem Gehänge, Förderer bzw. Skid gekoppelt und setzt den Gegenstand wie oben beschrieben in Schwingungen. Der Schwingungserzeuger kann beispielsweise ein Elektromotor sein, der eine eindimensionale, zweidimensionale oder auch dreidimensionale Rüttelbewegung in den Gegenstand überträgt, vorzugsweise erfolgt dies jedoch ohne Elektromotor durch den Fahrbetrieb des Gegenstandes, wobei Mittel vor­ gesehen werden, die die Fahrbewegung (translatorische Bewegung) des Gegenstandes in die Schwingungsbewegung umsetzen. Dies kann beispielsweise über eine Zahnstange erfolgen, die entlang der Fahrstrecke ortsfest angeordnet ist und an der ein Zahnrad angreift, dessen durch den Fahrbetrieb bewirkte Drehung auf den Schwingungserzeuger übertragen wird. Durch entsprechende Anordnung der Zahnstange an den Bereichen des Bandes, an denen die Schwingung erfolgen soll (z. B. im Tauchbad) wird der Gegenstand allein durch den Fahrbetrieb an den vorgesehenen Stellen in Schwingung versetzt. Vorteil­ haft ist hierbei in den Schwingungsantrieb ein Dämpfungsmittel eingebaut, beispielsweise ein Federelement, damit der Beginn der Schwingung nicht zu ruckartig erfolgt.

Wie bereits ausgeführt, erfolgt in dem Tauchbad vorzugsweise eine Beschichtung oder eine Reinigung, wobei der Reinigung vorteilhaft ein Beschichtungsverfahren vor- und/oder nach­ geschaltet ist.

Erfindungsgemäß können Gegenstände insbesondere Fahrzeugkarosserien, mit schlecht zugänglichen Stellen wie Hohlraum, Kapillaren, Hinterschneidungen, Falzen, Blechdoppe­ lungen, Toträumen, Kavernen, insbesondere mit Lufteinschlüssen, erheblich besser ober­ flächenbehandelt werden. Hierdurch wird eine Qualitätsverbesserung, effektivere Reinigung, Spülung bzw. Beschichtung, Verkürzung der Prozeßzeit, Einsparung an Chemikalien, Ver­ minderung einer Schmutzverschleppung, Standzeitverbesserung des Tauchbades bzw. nachgeschalteter Spülzonen, eine Verkürzung der Abtropfzeiten, Vermeidung von aus­ kochenden Fettpartikeln aus Kapillaren und ebenso eine Verringerung von Nacharbeiten er­ reicht.

Bei einem hintereinander durchgeführten mehrfachen Beschichtungs- und Reinigungspro­ zeß, beispielsweise bei der Grundierung bis Lackierung einer Karosserie wird das erfin­ dungsgemäße Verfahren vorzugsweise mehrfach eingesetzt, wobei vorzugsweise auch ein Wechsel des Transportmittels stattfindet. So wird beispielsweise die Vorbehandlung (Entfettung, Phospatierung und die KTL) auf einem Skid durchgeführt, von dem die Karos­ serie dann auf einen Förderer zur Unterbodenschutzaufbringung und von diesem auf einen zweiten Förderer zur Lackapplikation umgesetzt wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Karosserie auf einem Skid; und

Fig. 2 kritische Oberflächen der Karosserie.

Wie in Fig. 1 dargestellt wird auf einem Transportwagen (Skid) 1 eine Kraftfahrzeugkaros­ serie 3 unter der Oberfläche 12 eines Tauchbades 13 in Pfeilrichtung gefahren. Die Karos­ serie 3 sitzt über Verankerungen 4 auf einem Gestell 2 des Skids 1, wobei das Gestell 2 über Federlagerungen 6 mit einem Wagenunterteil 5 verbunden ist. Das Wagenunterteil ist über (nicht dargestellte) Räder schienengeführt und fährt über eine Zahnstange 10, die im Tauchbad 13 entlang der Fahrstrecke des Skids 1 verläuft. In die Zahnstange 10 greift ein Exzenterzahnrad 8 ein, das über eine Aufhängung 9 mit dem Gestell 2 des Skids 1 verbun­ den ist. Durch die exzentrische Aufhängung des Zahnrades 8 wird während des Fahrbetrie­ bes eine Vibration mit einer Frequenz entsprechend der Fahrgeschwindigkeit und dem Exzenterradumfang und einer Amplitude entsprechend der Exzentrizität des Zahnrades 8 auf die Karosserie 3 übertragen, die neben der Fahrbewegung in dem Tauchbad 13 eine zu­ sätzliche Relativbewegung zwischen der Oberfläche der Karosserie 3 und der Behandlungs­ flüssigkeit des Tauchbades 13 bewirkt. Durch diese zusätzliche Relativbewegung kommt zum einen die freie Oberfläche 7 der Karosserie 3 besser in Kontakt mit der Behandlungs­ flüssigkeit, da sich bei geringerer Relativbewegung eine größere Phasengrenzschicht aus­ bildet, und zum anderen werden, was erfindungsgemäß wichtiger ist, die in Fig. 2 dar­ gestellten Problembereiche sicher mit der Behandlungsflüssigkeit benetzt.

Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch die A-Säule 14 der Karosserie 3, die einen Kapillarspalt 15 aufweist, der in dem Bereich eines Schweißpunktes 16 liegt. Der Hohlraum 17 der A-Säule 14 füllt sich beim Tauchvorgang mit Behandlungsflüssigkeit des Tauchbades 13, wobei je­ doch im Bereich der Kapillaren 15 Benetzungsschwierigkeiten entstehen. Das heißt bei einer Reinigung können hier leicht Rückstände zurückbleiben, die bei einer nachfolgenden Be­ schichtung stören, und bei einer Beschichtung kann diese hier eine Fehlstelle aufweisen. Hierdurch kann es zu Produktbeeinträchtigungen kommen. Durch die Vibration der Karos­ serie 3 während der Fahrt durch das Tauchbad 13 wird auch an dem Problembereich des Kapillarspalts 15 eine gute Benetzung mit der Benetzungsflüssigkeit erreicht.

Bei dem in Fig. 2b dargestellten Querschnitt durch den Schweller 18 erkennt man wieder­ um Schweißpunkte 26, die mit Kapillaren 25 in Verbindung stehen. Auch hier gilt das oben Ausgeführte entsprechend. Hinzu kommt, daß sich hier in dem Hohlraum 27 beim Füllen mit der Behandlungsflüssigkeit 21 eine Luftblase 20 bildet, in deren Bereich sich ebenfalls eine Fehlstelle bei der Oberflächenbehandlung ausbildet. Durch das erfindungsgemäße Schwin­ gen wird die Luftblase 20 durch die Behandlungsflüssigkeit verdrängt bzw. ständig verlagert, so daß auch hier eine vollständige Benetzung des Hohlraumes 27 erreicht wird.

In Fig. 2c ist eine Blechüberlappung 19 dargestellt, wie sie vielfach in der Karosserie 3 ein­ gesetzt ist. Auch hier liegen Schweißpunkte 36 vor, die mit Kapillaren 35 in Verbindung ste­ hen. Hinzu kommt, daß je nach Lage der Schweißpunkte 36 sich wieder Luftblasen 30 bilden können. Dies führt wiederum zur oben beschriebenen Problematik, die erfindungsgemäß nicht mehr auftritt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung fester Gegenstände mit den Schritten:
Aufnehmen eines festen Gegenstandes auf ein Transportmittel, Transportieren des Gegenstandes zu einem Tauchbad, das eine Behandlungsflüssig­ keit enthält,
Tauchen des Gegenstandes in die Behandlungsflüssigkeit,
Entnehmen des Gegenstandes aus der Behandlungsflüssigkeit,
Abtransportieren des Gegenstandes von dem Tauchbad, gekennzeichnet durch den Schritt:
Versetzen des Gegenstandes in Schwingungen während des Tauchens und/oder unmittelbar nach dem Tauchen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen eine Frequenz von mindestens 0,2 Hz, insbesondere mindestens 0,5 Hz haben, und/oder daß ein äußerer Punkt des Gegenstandes eine maximale Amplitude von 50 cm, insbe­ sondere 10 cm hat, und/oder daß die Schwingung eine maximale Frequenz von 1 kHz, insbesondere 100 Hz hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen wiederholte Bewegungsumkehr zumindest bei einer Schwingung um eine Längsachse des Gegenstandes beinhalten.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mittels eines Transportwagens oder eines Gehänges durch das Tauchbad gefahren wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Trans­ portwagen oder Gehänge hintereinander durch das Tauchbad fahren.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Gegen­ stand verbundener Teil des Transportwagens oder des Gehänges oder auch der gesamte Transportwagen oder Gehänge in Schwingung versetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand durch den Fahrbetrieb des Transportwagens oder Gehänges gezielt in Schwingung versetzt wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tauchbad eine Beschichtung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tauchbad eine Reinigung des Gegenstandes erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder nach dem Tauchen eine Beschichtung des Gegenstandes erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingen auch in einer Abtropf- und/oder Trockenzone nach dem Entnehmen des Gegenstandes aus der Behandlungsflüssigkeit erfolgt.