DE19629288A1 - Vorrichtung zur gleichmäßigen Oberflächenbearbeitung von felgenartigen Körpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die in Verbindung mit einem üblichen Arbeits­ werkzeug eine gleichmäßige Bearbeitung der Oberfläche von felgenartigen Körpern ermöglicht. Unter Oberflächenbearbeitung von felgenartigen Körpern sei hierbei ins­ besondere das Lackieren von Auto- und Motorradfelgen oder Kabeltrommeln durch eine von Hand zu bedienende Farbsprühapparatur berücksichtigt. Mit Hilfe der Erfindung kann der zur Oberflächenbearbeitung nötige Arbeits- und Materialaufwand reduziert werden. Bei der Erfindung hängt die Qualität der Oberflächenbearbeitung von wenigen wesentlichen Parametern ab. Deshalb eignet sich die Erfindung zur automatisierten Oberflächenbearbeitung von felgenartigen Körpern.

In Auto- und Lackierwerkstätten können Auto- bzw. Motorradfelgen erneut lackiert oder beschichtet werden. Hierzu wird üblicherweise zunächst der Reifen von der Felge montiert, die Oberfläche der Felge gereinigt und z. B. mittels Sandstrahlen vorbehandelt. Üblicherweise sollen bei einer Felge eine oder beide der Stirnflächen lackiert werden, nicht jedoch der Bereich des Felgenbetts bzw. der äußeren Umfangsfläche der Felge. Beim herkömmlichen Verfahren wird die Felge zur Lackierung gehaltert und eine Sprühapparatur von einer Arbeitskraft relativ zur ruhenden Felgenoberfläche hin- und herbewegt bei gleichzeitiger Regelung des Farbmitteldurchflusses durch die Sprüh­ apparatur. Der Arbeitsvorgang ist dann beendet, wenn beide Stirnfläche wie gewünscht vollständig beschichtet sind.

Die Qualität der Lackierung wird wesentlich durch einen gleichmäßigen Farbauftrag bestimmt, ohne daß Teile der zu beschichtenden Oberfläche ausgelassen werden dürfen. Die Kosten bei dieser Vorgehensweise werden insbesondere von der Dauer der Lackie­ rung sowie von der Qualifikation der ausführenden Fachkraft bestimmt.

Vor allem bei der Lackierung von hochwertigen Auto- und Motorradfelgen, die eine aufwendig strukturierte Oberfläche mit radial oder nicht-radial verlaufenden Querstreben besitzen können, erweist sich das herkömmliche Verfahren als nachteilig. Anhand von Abb. 1 werden einige dieser Nachteile erläutert.

Der schraffierte Teil der Abb. 1 zeigt als Beispiel einen Ausschnitt aus einer strukturierten Felge mit einer rechteckigen Vertiefung. Die jeweilige Position der Sprühapparatur sowie die Richtung, in die der Lack von der Sprühapparatur versprüht wird, sind durch ein Rechteck bzw. einen Pfeil im rechten Teil der Abbildung symboli­ siert. Wird die Sprühapparatur in der dargestellten Weise in Position 1 gebracht, so kann nur der untere Teil der Vertiefung auf der Felgenoberfläche lackiert werden, während der mittlere bzw. obere Teil nicht von der Sprühwolke getroffen wird. Nur durch mehrmaliges geeignetes Positionieren und Orientieren der Sprühapparatur, wie bei­ spielhaft durch die Ziffern 1, 2 und 3 angedeutet, kann der gesamte Bereich der dar­ gestellten Vertiefung lackiert werden. Die Lackierung der gesamten Stirnfläche einer aufwendig strukturierten Felge erfordert deshalb einen geeigneten Bewegungsablauf in Verbindung mit einer geeigneten Farbdosierung und einem geeigneten Neigungswinkel, unter dem die Sprühapparatur relativ zur Felgenoberfläche gehalten wird. Es kann deshalb vorkommen, daß versehentlich Teile der Oberfläche von der Arbeitskraft übersehen und nicht lackiert werden.

Außerdem kann es geschehen, daß ein Bereich der Felge wegen Unachtsamkeit der Arbeitskraft zu lange besprüht. Dies führt zur Bildung von Farbtropfen- bzw. tränen, was nach Möglichkeit zu vermeiden ist, weil Farbtropfen in der Regel nur nachträglich kosten- und zeitaufwendig entfernt werden können. Vermeiden läßt sich die Bildung von Farbtropfen durch geeignete Dosierung des Farbmitteldurchflusses durch die Sprühdüse. Wie bereits beschrieben, ist jedoch bei der üblichen Vorgehensweise die Aufmerksamkeit der Arbeitskraft bereits von der Koordinierung der Bewegungsabläufe sehr stark be­ ansprucht. Eine tropfenfreie Lackierung von hochwertigen, strukturierten Felgen kann deshalb den Einsatz von geschulten und erfahrenen Fachkräften erfordern, was sich nachteilig auf die Arbeitskosten auswirkt. Nachteilig ist außerdem, daß das herkömm­ liche Verfahren aufgrund des komplizierten Bewegungsablaufs, der auf jeden Felgentyp individuell abgestimmt sein muß, nur von hochwertigen Automaten wie z. B. Robotern durchgeführt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zu beschreiben, die auch angelernten Kräften eine qualitativ hochwertige Oberflächenbearbeitung von Felgen und felgenartigen Körpern ermöglicht. Durch die Beschränkung auf wenige, einfach zu kontrollierende Parameter, die die Qualität der Oberflächenbearbeitung festlegen, soll die Vorrichtung eine automatisierte Oberflächenbearbeitung ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird der felgenartige Körper - oder auch kurz die Felge genannt - zur Bearbeitung seiner Oberfläche von der Erfindung drehbar gehalten. Die Vorrichtung umfaßt eine Drehlagerung, eine Antriebseinrichtung und eine Kraftüber­ tragungseinrichtung, um eine Antriebskraft der Antriebseinrichtung auf die Felge zu übertragen. Zur Oberflächenbearbeitung wird die Felge mit Hilfe dieser Vorrichtung in eine gleichmäßige Rotationsbewegung um ihre Rotationsachse versetzt. Diese Rotations­ achse stimmt mit der im Gebrauch der Felge üblichen Rotationsachse überein. Zunächst wird die Sprühapparatur in eine geeignete Anfangsposition gebracht, z. B. in die Nähe der Rotationsachse der Felge, und anschließend gleichmäßig entlang des gesamten Felgenradius geführt, wobei es ggf. erforderlich sein kann, die Sprühapparatur regel­ mäßig zu verkippen.

Mit Hilfe von Abb. 2 soll der durch die Erfindung ermöglichte Arbeitsablauf z. B. zur Lackierung der Stirnfläche einer Felge erläutert werden. Schraffiert dargestellt ist ein Querschnitt einer Felge. Diese weist zur Aufnahme des Reifens üblicherweise ein - von der Rotationsachse (gestrichelte Linie 6) aus betrachtet - konkaves Felgenbett auf. Die Oberflächen der vorderen und hinteren Stirnfläche der Felge seien strukturiert. Wie durch den Pfeil um die Rotationsachse (6) angedeutet, wird die Felge zur Bearbeitung zunächst in eine gleichförmige Rotationsbewegung um die Rotationsachse (6) versetzt.

Zu Beginn der Lackierung befinde sich die Sprühapparatur in der Nähe der Felgenmitte (Position 4). Nach Betätigen der Sprühapparatur wird diese mit einer geeigneten Ge­ schwindigkeit entlang des gesamten Felgenradius (7) bewegt, bis die äußere Umfangs­ fläche (Position 5) erreicht ist. Falls erforderlich kann die Sprühapparatur zusätzlich um ihre Längsachse hin- und hergeneigt werden.

Aufgrund der Rotationsbewegung wird derselbe Bereich der Felgenoberfläche nur für einen Bruchteil der Felgenumlaufzeit besprüht, so daß die Wahrscheinlichkeit der unerwünschten Farbtropfenbildung geringer ist. Außerdem hat sich der zum Lackieren erforderliche Bewegungsablauf entscheidend vereinfacht. Statt die Sprühapparatur geeignet hin- und herzubewegen und dabei gleichzeitig den Farbmitteldurchfluß zu regeln, braucht die Sprühapparatur bei der Erfindung nur noch gleichmäßig entlang des Felgenradius bewegt und ggf. geneigt werden. Dieser Bewegungsablauf ist einfacher als beim herkömmlichen Verfahren und kann langsamer ausgeführt werden. Die Arbeitskraft kann sich deshalb besser auf die richtige Dosierung des Farbdurchflusses durch die Sprühapparatur konzentrieren. Dieser beschriebene, vereinfachte Arbeitsablauf kann deshalb auch von einer angelernten Arbeitskraft durchgeführt werden, so daß Personal­ kosten eingespart werden können. Aufgrund der Rotationsbewegung kann es nicht mehr vorkommen, daß Teile der Felgenoberfläche versehentlich nicht lackiert werden, falls nur die Sprühapparatur konsequent entlang des gesamten Felgenradius geführt wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Qualität des Farbauftrag im wesentlichen nur von drei Parametern bestimmt wird, nämlich

• - von der Rotationsgeschwindigkeit der Felge,
• - vom Farbdurchfluß durch die Sprühapparatur und
• - von der Geschwindigkeit, mit der die Sprühapparatur relativ zur Drehlagerung bewegt wird.

Weil jeder dieser Parameter einfach zu regeln ist und weil der Bewegungsablauf auch bei aufwendig strukturierten Felgenoberflächen sehr einfach ist, eignet sich das beschriebene Verfahren zur Automatisierung.

Der eingereichten Schrift liegen 5 Abbildungen bei. Es zeigen:

Abb. 1 das bekannte Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Felgen,

Abb. 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Felgen,

Abb. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehlagerung aus einer Anzahl von in Anlage mit der äußeren Umfangsfläche der Felge befindlichen Rollen besteht,

Abb. 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein flexibles Band um die äußere Um­ fangsfläche der Felge geschlungen ist, und schließlich

Abb. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der gegenseitige Abstand der Rollen der Drehlagerung dem Durchmesser und der Breite der Felge angepaßt werden kann.

Anhand der Abb. 3 bis 5 sollen 3 bevorzugte Ausführungsbeispiele der Vor­ richtung erklärt werden.

Abb. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung, bei dem die Drehlagerung zur Führung der Rotationsbewegung aus einer Anordnung von Rollen (8) besteht, die mit einem Befestigungsrahmen (11) verbunden sind. Jeweils zwei dieser Rollen (8) bilden ein Rollenpaar, dessen gemeinsame Achse horizontal orientiert und parallel zur Achse der Rotationsbewegung (gestrichelte Linie 10) der Felge ist. Der Abstand der beiden Rollen eines Paares ist kleiner gewählt als die Breite der zu lackie­ renden Felge während der Abstand zweier Rollenpaare kleiner als der Felgendurchmesser gewählt ist. Zur Bearbeitung der vorderen (24) und hinteren Stirnfläche (25) wird die zu lackierende Felge zunächst auf die beiden unteren Rollenpaare aufgesetzt. Deren Rollen liegen an der äußeren Umfangsfläche (26) der Felge an, so daß die beiden Stirnflächen (24, 25) für die Bearbeitung vollständig zugänglich sind. Die so gelagerte Felge befindet sich in einer stabilen Position. Um die Felge während der Rotation zusätzlich zu führen oder um eine andere als die horizontale Rotationsachse zu ermöglichen, kann von der Oberseite zusätzlich ein oder mehrere Rollenpaare gegen die äußere Umfangsfläche (26) der Felge gedrückt werden. Diese zusätzlichen Rollenpaare können mit dem Befesti­ gungsrahmen (11) über einen in der Höhe verstellbaren Träger verbunden sein. Mit Hilfe der so ausgebildeten Anordnung von Rollen kann die zu lackierende Felge in eine geführte Rotationsbewegung um eine horizontale Rotationsachse (10) versetzt werden. Um diese Rotationsbewegung anzutreiben, ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine der Rollen (8) mit der Antriebsachse (12) einer Antriebsvorrichtung (9) verbunden.

Bei der beschriebenen Anordnung von Rollen zur drehbaren Lagerung der Felge liegen die Rollen am Felgenbett (26) an und die Antriebskraft wird auf die äußere Umfangs­ fläche (26) der Felge übertragen. Der Vorteil der beschriebenen Anordnung der Rollen ist, daß der gesamte Bereich der Felgenstirnflächen, der üblicherweise bei Felgen lackiert werden soll, der Sprühapparatur zugänglich ist, ohne daß Teile der Stirnflächen von Haltestrukturen verdeckt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß sowohl die vordere als auch die hintere Stirnfläche der Felge im gleichen Arbeitsgang bearbeitet werden kann, ohne daß die Felge z. B. umgedreht und neu gehaltert werden müßte, wie es z. B. der Fall wäre, wenn die Felge auf eine Antriebsachse aufgeschraubt wäre. Durch geeignete Höhenverstellung des Befestigungsrahmens (11) kann die Felge in der für die Arbeits­ kraft optimalen Arbeitshöhe, z. B. hüfthoch, gehaltert werden. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist, daß eine vertikale Lagerung der Felge unter ergonomischen Gesichts­ punkten vorteilhaft ist, weil die Arbeitskraft die Felge bearbeiten kann, ohne sich zusätzlich über die Felge beugen zu müssen, wie es z. B. bei einer horizontalen Lagerung der Fall wäre.

Während die Felge von der in Abb. 3 dargestellten Vorrichtung von einer Anzahl von Rollenpaaren drehbar gelagert wird, kann es, abhängig vom Felgentyp oder vom Be­ arbeitungsschritt, vorteilhafter sein, die Rollenpaare durch Walzen zu ersetzen, deren Länge kleiner als die Breite des Felgenbetts (26) ist und die in gleicher Weise gegen das Felgenbett gedrückt werden. Ein Vorteil einer so ausgebildeten Vorrichtung ist, daß der Reifen vor der Bearbeitung nicht mehr von der Felge abmontiert werden muß.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Seitenansicht. Bei dieser Vorrichtung wird die zu lackierende Felge (13) wie beim vorherigen Beispiel zur Bearbeitung so auf zwei Rollenpaare (14, 14′) aufgesetzt, daß die Rollenpaare am Felgenbett anliegen. Zur zuverlässigen Führung der Rotationsbewegung wird bei diesem Ausführungsbeispiel kein zusätzliches Rollenpaar von oben gegen die Felge gedrückt. Statt dessen wird vor der Bearbeitung ein flexibles Band (16) sowohl um das konkave Felgenbett als auch um die Antriebsachse (15) geschlungen. Dieses Band erfüllt zwei Funktionen: Erstens ist bei geeigneter Spannung des Bandes gewährleistet, daß die Felge während der Rotationsbewegung geführt ist und ohne größere äußere Krafteinwirkung auf die Felge nicht aus der Drehlagerung fallen kann. Zweitens kann von einem geeigneten Band die Antriebskraft der Antriebsvorrichtung direkt auf die äußere Umfangsfläche (26) der Felge übertragen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Drehlagerung auch aus einem um die äußere Umfangsfläche der Felge und um eine Antriebsachse geschlungenen flexiblen Band bestehen. Auch in diesem Fall wird die Rotationsbewegung der Felge zuverlässig geführt und die Antriebskraft direkt auf die äußere Umfangsfläche der Felge übertragen.

Wie in Abb. 4 dargestellt, ist es vorteilhaft, die Erfindung mit mehreren, vorzugsweise vier oder fünf, Drehlagerungen auszustatten, um mehrere Felgen in einem Arbeitsgang bearbeiten zu können, ohne daß Felgen aus der Vorrichtung entnommen und ausgetauscht werden müssen. Von den verschiedenen Möglichkeiten, mehrere Drehlagerungen platz­ sparend anzuordnen, erweist sich die in Abb. 4 dargestellte Anordnung als vorteilhaft. Bei dieser Anordnung sind die Achsen der Drehlagerungen parallel aber abständig nebeneinander angeordnet. Die vorderen (24) bzw. hinteren (25) Stirnflächen aller zu bearbeitenden Felgen (13a, 13b) bilden jeweils eine Ebene. Vorteilhaft ist, daß zur Bearbeitung der Felge die Sprühapparatur parallel zu einer dieser Ebenen bewegt werden kann, ohne daß die Sprühapparatur oder Teile davon an benachbarten Felgen anstoßen.

Abb. 5 zeigt, wie die Drehlagerungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele an Felgen mit unterschiedlichen Durchmessern und Breiten angepaßt werden können. Zu diesem Zweck ist der untere Befestigungsrahmen aus zwei Rechteck-Hohlprofilen ausgebildet. Beide Hohlprofile besitzen unterschiedliche Querschnittsflächen, so daß sie ineinander geschoben werden können. Zur drehbaren Lagerung einer Felge werden entlang einer Längsseite des Befestigungsrahmens (23) zwei Paare von unteren Rollen (17) und (18) bzw. (19) und (20) befestigt. Die Breite (21, 21′) jedes Rollenpaares kann dadurch an die Breite der Felge angepaßt werden, daß die beiden Hohlprofile entsprechend weit ineinander geschoben werden. Der Abstand (22) der beiden Rollenpaare zueinander kann durch Verschieben der Rollenhalterungen entlang der Längsseiten der beiden Hohlprofile an den Felgendurchmesser angepaßt werden. Je nach Profil der zu bearbeitenden Felge kann es vorteilhaft sein, die Rollenpaare durch Walzen auszutauschen. Außerdem kann es vorteilhaft sein, die Rollen oder Walzen durch eine Abdeckvorrichtung vor Farbresten zu schützen.

Während die Vorrichtung bisher überwiegend im Zusammenhang mit dem Lackieren von Felgen beschrieben wurde, eignet sich die Vorrichtung ebenfalls für andere oberflächen­ bearbeitende Tätigkeiten, wie z. B. Sandstrahlen, und für andere rotationssymmetrische Körper, wie z. B. Kabeltrommeln.

Besteht die Sprühapparatur nicht aus einer einzigen, schmalen Sprühdüse sondern aus einer Anordnung von mehreren Düsen, die sich über den gesamten Radius der zu lackierenden Felge erstreckt, so braucht die Sprühapparatur während der Oberflächen­ bearbeitung nicht mehr relativ zur Drehlagerung bewegt werden. Ist der Öffnungswinkel der Sprühwolke entsprechend groß gewählt, so brauchen die Düsen während der Lackie­ rung auch nicht verkippt werden. Dadurch kann sich die Anzahl der die Qualität des Farbauftrags bestimmenden Parameter weiter reduzieren. Die Qualität ist in diesem Fall im wesentlichen durch die Rotationsgeschwindigkeit der Felge und durch den Farbmittel­ durchfluß durch die Sprühapparatur bestimmt.

Gemäß der Erfindung ist somit eine Vorrichtung gefunden worden, die in Verbindung mit einem üblichen oberflächenbearbeitenden Werkzeug eine gleichmäßige und kosten­ sparende Oberflächenbearbeitung von felgenartigen Körpern ermöglichen. Durch die Erfindung wird insbesondere die Gefahr der Tropfenbildung beim Lackieren von Felgen gemindert, weil die Aufmerksamkeit der Arbeitskraft nicht durch das Ausführen von komplizierten Bewegungsabläufen von der eigentlichen Oberflächenbearbeitung abgelenkt wird. Die Erfindung ermöglicht eine gleichmäßige Oberflächenbearbeitung durch ange­ lernte Fachkräfte oder einfache automatische Vorrichtungen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur gleichmäßigen Bearbeitung der Oberfläche eines felgenartigen Körpers in Verbindung mit einem oberflächenbearbeitenden Arbeitswerkzeug, gekennzeichnet durch,

• - eine Drehlagerung in Anlage mit einer äußeren Umfangsfläche (26) des felgen­ artigen Körpers zur
• - Unterstützung der äußeren Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers, und
• - Führung einer Rotationsbewegung des felgenartigen Körpers um eine Rotationsachse,
• - eine Antriebseinrichtung (9) zum Antreiben der Rotationsbewegung des felgen­ artigen Körpers, und
• - eine Kraftübertragungseinrichtung zur Übertragung einer Antriebskraft von der Antriebseinrichtung (9) auf den felgenartigen Körper.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlagerung aus einer Anordnung von Rollen (8) oder Walzen in Anlage mit der äußeren Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung eine oder mehrere der in Anlage mit der äußeren Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers befindlichen Rollen (8) oder Walzen der Drehlagerung zur Übertragung der Antriebskraft der Antriebsein­ richtung (9) auf die äußere Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers beinhal­ tet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung ein um die äußere Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers geschlungenes flexibles Band (16) zur Übertragung der Antriebskraft der Antriebseinrichtung auf die äußere Umfangsfläche (26) des felgen­ artigen Körpers beinhaltet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (21, 21′) der Rollen (17 und 18 bzw. 19 und 20) der Dreh­ lagerung zur Anpassung an die Breite und der gegenseitige Abstand (22) der Rollenpaare (17, 18 bzw. 19, 20) oder Walzen zur Anpassung an den Durchmesser des felgenartigen Körpers ausgelegt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (8) oder Walzen der Drehlagerung zur Anpassung an das Profil der äußeren Umfangsfläche (26) des felgenartigen Körpers austauschbar gehaltert sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der so ausgestalteten Drehlagerungen abständig nebeneinander und keine gemeinsame Rotationsachse (10a, 10b) aufweisend zur Bearbeitung mehrerer felgenartiger Körper (13a, 13b) in einem Arbeitsgang gehaltert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlagerung aus einem um die äußere Umfangsfläche (26) der Felge geschlungenen Band (16) zur Übertragung der Antriebskraft der Antriebsvor­ richtung (9) besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (10) der Rotationsbewegung horizontal orientiert ist.