DE19641155C2

DE19641155C2 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten eines Innenraumes mindestens einseitig offener Hohlkörper

Info

Publication number: DE19641155C2
Application number: DE1996141155
Authority: DE
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: EISENMANN ANLAGENBAU GMBH & CO. KG, 71032 BOEBLINGEN, DE
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: DE19641155A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektro phoretischen Beschichten eines Innenraumes mindestens einseitig offener Hohlkörper, insbesondere mit Email, in einem Tauchbad, wobei eine Dialysezelle in den Innenraum des Hohlkörpers eingefahren wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind vorzugsweise für die Beschichtung von Hohlkörpern mit unterschiedlich oder kom pliziert geformten Innenraumflächen geeignet; das technische Anwendungsgebiet sind dabei vorzugsweise Hohlkörper, die durch entsprechende Beschichtung für ihre spätere Verwendung insbesondere gegen Hitze, Säuren und Laugen resistent sein müssen. Also z. B. Backofenkästen, Wasserbehälter, Boiler, Waschmaschinen, Bottiche, Duschtassen und Badewannen.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen für die vorgenannte Beschichtungsmethode zeigen u. a. auch Lösungen auf, die sich mit dem Problem des Abzuges von Elektrolysegasen und von beim Eintauchen entstehenden Blasen, mitgerissene Luft befassen.

So ist bei einer Vorrichtung nach der DE 24 00 705 A1 das Anbringen von zusätzlichen Austritts öffnungen im Bodenbereich des Innenraumes des Hohlkörpers bzw. bei einem Verfahren nach der DE 40 04 345 C2 ein zusätzlicher Flutungs- und Absaugvorgang unmittelbar vor dem Beginn der eigentlichen Beschichtungsphase vorgesehen.

Bei diesen bisher üblichen Beschichtungsmethoden müssen in erheblichem Umfang derartige Hohlkörper nach der eigentlichen Beschichtung in den kritischen Flächen bereichen manuell oder automatisch mit Email nachbeschichtet werden.

Weiterhin ist aus der DE-AS 15 46 926 ein Verfahren zum elektrophoretischen Beschichten von Hohlräumen von Werkstücken, im speziellen von Kraftfahrzeugkarossen, bekannt, bei dem in den Hohlräumen jedes Werkstückes diesem gegenüber isolierte Hilfselektroden zu mehreren gleichzeitig oder zeitlich aufeinanderfolgend befestigt werden und bei dem an alle jeweils gleichzeitig befestig ten Hilfselektroden dann ein den Stromübergang zwischen diesen und dem Werkstück messender Meßkreis jeweils an gelegt wird, der bei Abweichung einer Meßgröße von einem Sollwert eine Veränderung der augenblicklichen Bewegungs geschwindigkeit des jeweiligen, im Beschichtungsbad befindlichen Werkstückes selbsttätig auslöst.

Dieses bekannte Verfahren wird zur Beschichtung von Werk stücken mit organischen Beschichtungsstoffen eingesetzt und findet vorallem dort Anwendung, wo das Beschichtungs verfahren optimal an die Taktzeit einer Fertigungsstraße angepasst werden muß.

Hinweise oder Lösungsansätze für eine bessere qualitative und/oder quantitative Beschichtung von kritischen Flächenbereichen, z. B. Ecken, insbesondere bei der automatischen Beschichtung von Werkstücken mit Email oder Maßnahmen für einen ausreichenden Abzug entstehender Blasen bei einer Beschichtung im Tauchverfahren offenbart dieses Verfahren nicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb vor rangig darin zu sehen, ein Verfahren und eine Vorrich tung zu schaffen, die bei der elektrophoretischen Innen raumbeschichtung mehrseitig geschlossener, mindestens einseitig offener, unterschiedlicher Hohlkörper, ohne den bislang immer notwendigen Schritt der Nachbeschichtung auszukommen und dennoch eine absolut geschlossene gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten, zudem sind weiterhin Maßnahmen für einen ausreichenden Abzug entstehender Blasen vorzusehen und insgesamt der technisch ökonomische Aufwand gering zu halten.

Gelöst wird diese Aufgabe dabei durch die in den Patentan sprüchen angegebenen Verfahrens- sowie vorrichtungsmäßigen Vorgänge und baulichen Anordnungen.

Die Erfindung wird folgend anhand von in Zeichnungen weitest gehend schematisiert und teils im Schnitt dargestellten Aus führungsbeispielen für geeignete Vorrichtungen näher erläu tert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung für die elektrophoretische Beschichtung nach dem neuen Verfahren nebst neuer Dialysezelle,

Fig. 2 eine Weiterbildung der Vorrichtung Fig. 1 für einen anderen Hohlkörper und

Fig. 3 eine mögliche Anordnungsvariante der neuen Dialysezellen beim Einsatz in einer Fertigungsstraße.

In der Fig. 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsvariante einer Vorrichtung zur Durchführung des neuen elektro phoretischen Beschichtungsverfahrens nach dem Patentanspruch 1 oder 2 dargestellt.

Die Vorrichtung umfaßt ein aus Tauchbecken 1 mit Prozeß lösung, Emailbad 2, Eintaucheinheit 3, Halteeinheit 3a, Kon taktiereinheit 4, Stromanschluß 5 und einer Schalt- bzw. Steuereinheit bestehendes Tauchbad für den zu beschichtenden Hohlkörper 11, in dessen 11 Innenraum 12 mittels einer Schwenk- und Führungseinheit 6 eine neu gestaltete Dialyse zelle 7 eingeführt ist.

Wesentlich ist nun an dieser neuen Dialysezelle 7, daß ein Grundkörper 8 vorgesehen ist, der mit mindestens einem, seine obere 8a und untere 8b Fläche durchbrechenden Durchgangs loch 9 versehen ist, und, daß dieser Dialysezelle 7..., 8b, 9 mindestens eine feststehende, elektrisch isolierte und sepa rat ansteuerbare Zusatz-Elektrode 10a zugeordnet ist, die speziell auf kritische Stellen 12c und 12d des Innenraumes 12 des Hohlkörpers 11 ausgerichtet wird, und, daß die äußeren Flächen des Grundkörpers 8 elektrisch leitend sind.

Neu an dem Verfahrensablauf ist nun, daß unter Nutzung der Zusatz-Elektrode(-en) 10a der Hauptbeschichtungsphase eine Vorbeschichtungsphase zeitlich vorgelagert wird, wobei die Verfahrensparameter Spannung und Zeit in jeder der beiden Phasen derart verschieden voneinander sind, daß während des gesamten Beschichtungsprozesses notwendige Parameter, wie der Leitwert und die Temperatur, der Prozeßlösung, Emailbad 2, annähernd konstant bleiben. Dabei ist es vorteilhaft, die Vorschichtungsphase mit einer Spannung im Bereich von 60 bis 200 V und in einem Zeitbereich von 0 bis 10 s durchzuführen. Das neue Verfahren nebst der neuen Dialysezelle ermöglichen, daß kritische Stellen des Innenraumes 12 des Hohlkörpers 11, wie die durch die aufeinander treffenden Seitenflächen gebildeten Kantenbereiche 12c oder in ebenflächigen Seiten 12b bzw. in glattflächigen Wandungen eingearbeitete Ausformungen 12d, z. B. Rillen, Nuten, Schrägen und Absätze, in gleicher Qualität wie die Hauptflächen beschichtet werden. Damit entfällt Nacharbeit und der technisch ökonomische Vorrichtungs- und Prozeßaufwand kann gering gehalten werden.

Zudem ist durch die neue Bauform des Grundkörpers 8 der Dialysezelle 7, deren Anordnung im Hohlkörper 11 und der nach oben gerichteten offenen Seite 12a des Innenraumes 12 während des Beschichtens eine bessere Ableitung für entstehende Luft- und Gasblasen geschaffen worden.

Bei der Ausführung nach der Fig. 1 sind die Zusatz-Elektro den 10a durch das Durchgangsloch 9 des Grundkörpers 8 hindurch geführt und an selbigen 8 gehaltert, wobei zur Außenfläche des Grundkörpers 8 eine elektrische Isolation gegeben ist. In erfinderischer Weiterbildung kann bei Bedarf der Grundkörper 8 auch mehrere Durchgangslöcher 9 aufweisen, die zur Halterung von Zusatz-Elektroden 10a und/oder zur Blasenabführung dienen.

Die Fig. 2 zeigt nun noch eine Anpassung der neuen Dialysezelle 7 an einen Hohlkörper 11, dessen Innenraum 12 schräge bzw. nutartige Ausformungen 12e in den Seitenflächen aufweist.

Hier sind im Grundkörper 8 vertikale, horizontale oder schräge Öffnungen 8c, z. B. Bohrungen, vorgesehen, die 8c Zusatz-Elektroden 10b, 10c haltern und von der äußeren Fläche des Grundkörpers 8 elektrisch isolieren.

In Fig. 3 ist nun noch ergänzend eine mögliche Ausführung der Schwenk- und Führungseinheit 6 für die neue Dialysezelle 7 gezeigt, die vorrangig an solche Fertigungslinien für die besagte Beschichtungsmethode eingesetzt wird, bei denen ein häufiger Wechsel unterschiedlicher Typen von Hohlraumkör pern 11 stattfindet. Die Schwenk- und Führungseinheit 6 weist mehrere, sternförmig in einer Ebene angeordnete Tragarme 14 auf, an denen jeweils mindestens eine in der äußeren Formge bung den verschiedenen Hohlkörpern angepaßte Dialysezelle 7 gehaltert ist.

Bezugszeichenliste

1

Tauchbecken

2

Emailbad

3

Eintaucheinheit

3

aHalteeinheit

4

Kontaktiereinheit

5

,

5

aStromanschlüsse

6

Schwenk- und Führungseinheit

7

Dialysezelle

8

Grundkörper

8

aobere Fläche (von Pos.

8

)

8

buntere Fläche (von Pos.

8

)

8

cÖffnungen (z. B. Bohrungen)

9

Durchgangsloch

10

a,

10

b

10

cZusatz-Elektroden

11

Hohlkörper

11

aStirnseite

12

Innenraum

12

aoffene Seite

12

bebenflächige Seiten

12

cKantenbereiche

12

d,

12

eAusformungen

13

Fördersysteme

14

Tragarme

Claims

1. Verfahren zur elektrophoretischen Beschichtung eines Innenraumes (12) mindestens einseitig offener (12a) Hohlkörper (11), vorzugsweise mit Email, durch Einbringen des Hohlkörpers (11, 11a, 12...; 12c; 11..., 12d bzw. 11..., 12e) in ein dafür geeignetes Tauchbad (1..., 6) und Einführung einer Dialysezelle (7) in den Innenraum (12), dadurch gekennzeichnet, daß unter Nutzung von Zusatz-Elektroden (10a; 10b; 10c), die einer speziellen Dialysezelle (7..., 9) zugeordnet und speziell auf kritische Stellen (12c; 12d; 12e) des Hohlkörpers (11) ausgerichtet sind, der Hauptbeschich tungsphase eine Vorbeschichtungsphase zeitlich vorgelagert wird, wobei die Verfahrensparameter Spannung und Zeit in jeder der beiden Phasen derart verschieden voneinander sind, daß während des gesamten Beschichtungsprozesses notwendige Parameter, wie der Leitwert und die Temperatur, der Prozeßlösung, Emailbad (2), annähernd konstant bleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbeschichtungsphase mit einer Spannung im Bereich von 60 bis 200 V und in einem Zeitbereich von 0 bis 10 s gefahren wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein aus Tauchbecken (1) mit Prozeß lösung, Emailbad (2), Eintaucheinheit (3), Halteeinheit (4), Stromanschluß (5) und einer Schalt- bzw. Steuer einheit bestehendes Tauchbad für den zu beschichtenden Hohlkörper (11), in dessen (11) Innenraum (12) mittels einer Schwenk- und Führungseinheit (6) eine Dialysezelle (7) einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysezelle (7) einen Grundkörper (8) besitzt, der mit mindestens einem, seine obere (8a) und untere (8b) Fläche durchbrechenden Durchgangsloch (9) versehen ist, und, daß dieser Dialysezelle (7..., 8b, 9) mindestens eine feststehende, elektrisch isolierte und separat ansteuer bare Zusatz-Elektrode (10a; 10b; 10c) zugeordnet ist, die speziell auf kritische Stellen (12c; 12d; 12e) des Hohl körpers (11) ausgerichtet wird, und, daß die äußeren Flächen des Grundkörpers (8) elektrisch leitend sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Elektroden (10a) durch das Durchgangsloch (9) des Grundkörpers (8) hindurch geführt und an selbigem (8) gehaltert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (8) vertikale, horizontale oder schräge Öffnungen (8c) aufweist, die (8c) Zusatz-Elektroden (10b, 10c) elektrisch isoliert haltern.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) derart in der Halteeinheit (3a) gehaltert ist, daß zumindest während der Beschich tungsphasen jener (11) mit nach oben zeigender offener Seite (12a) in der Prozeßlösung, Emailbad (2), vollständig eingetaucht ist.