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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Teilbeschichtung einer Karosserie
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Teilbeschichtung einer
Karosserie.
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Kraftfahrzeugkarosserien
werden generell mit einer Unterbodenschutzbeschichtung (UBS) versehen,
die überwiegend
Korrosionsschutzaufgaben hat. Neben der Resistenz gegen korrosive
Materialien, wie beispielsweise Salzwasser, hat die UBS insbesondere
eine Steinschlagschutzwirkung.
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Neben
diesen Hauptaufgaben hat die UBS noch eine akustisch dämpfende
Wirkung. Die UBS beeinflußt
das gesamte Klangbild des Kraftfahrzeuges günstig. Diese Entdröhnungseigenschaften
hat die UBS im wesentlichen aufgrund ihrer relativ hohen Auftragsmasse
pro Flächeneinheit
und ihrer verhältnismäßig dicken
Schicht. Solche verhältnismäßig dicken
UBS werden generell naß aufgetragen,
d. h., es handelt sich um flüssige
oder pastöse
Massen, die nach dem Auftragen am Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie
ausgehärtet
werden. Bevorzugt kommen hierbei wärmehärtende UBS-Massen zum Einsatz,
die nach dem Auftrag in einem Ofen geliert werden. Übliche eingesetzte
Massen sind mit Weichmacher und Füllstoffen versetzte Kunststoffe,
wie beispielsweise PVC oder (Meth)Acrylate.
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Als
Alternative zu den naß aufgetragenen UBS-Massen
gibt es UBS-Pulverbeschichtungen für Kraftfahrzeugkarosserien.
Solche Pulver-Beschichtungen sind wesentlich dünner als die naß aufgetragenen
gelierfähigen
UBS-Massen, haben jedoch eine deutlich geringere Entdröhnwirkung
als beispielsweise PVC-Schichten. Aus akustischen Gründen ist
daher ein Austausch der naß aufgetragenen Unterbodenschutzschicht
nur mit weiteren Begleitmaßnahmen
möglich.
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Der
Pulver-Unterbodenschutz kann auf unmittelbar zugänglichen Flächen mittels Infrarotstrahler
gehärtet
werden. Sofern dem Infrarotlicht nicht zugängliche Bereiche vorliegen,
ist eine Aushärtung durch
Wärmezufuhr
(in einem Ofen) möglich.
So ist es beispielsweise möglich,
Pulver-Beschichtungen an Kraftfahrzeugkarosserien mittels IR-Strahlern zu härten, um
dann anschließend
ungehärtete
Pulverschichten bzw. Pulver-Staubrückstände abzuwischen
oder abzuwaschen. Ein solches Vorgehen führt jedoch einerseits zu relativ
hohen Pulververlusten und andererseits bereitet die Entfernung des
ungehärteten
Pulvers Schwierigkeiten, da dieses Pulver einen ausgesprochen hohen
Drang zur Benetzung aller beteiligter Gegenstände zeigt, wodurch eine hohe
Kontamination bedingt ist. Für
nachfolgende Lackiervorgänge,
wie sie in der Kraftfahrzeugkarosserie vorkommen, ist eine solche
Pulverkontamination wegen der damit verbundenen Einschlüsse in den
neu erstellten Lackschichten nicht tragbar. Dies bedeutet, daß eine IR-Trocknung
im Kraftfahrzeugbereich bei Pulver-Unterbodenschutzschichten kaum möglich ist.
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Eine
bekannte Maßnahme
zur Kontaminationsverminderung ist das Ansetzen einer langgestreckten
Staubsaugerdüse
mit Ihrer Unterkante an die Karosserie oberhalb des Sprühbereiches.
Dies führt
zwar zu einer Verringerung der Pulverkontamination, wobei jedoch
zum einen die Staubsaugerdüse
selbst verhältnismäßig stark
verunreinigt wird und zum anderen immer noch zuviel Pulverpartikel
vagabundieren können,
so daß auch
diesem Verfahren kein dauerhafter Serieneinsatz zuteil wurde.
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Aus
der deutschen Patentanmeldung
DE 41 26 891 A1 ist eine elektrostatische
Pulver-Sprühbeschichtungsanlage
für Automobilkarosserien
bekannt. Diese Sprühanlage
weist eine Anzahl quer verfahrbarer und in Schlitzen vertikal bewegbarer Sprühvorrichtungen
auf. Ein Nachteil dieser Sprühbeschichtungsanlage
besteht darin, dass die Gefahr einer Kontamination des zu beschichtenden
Teils besteht.
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Das
deutsche Patent 42 15 428
C2 offenbart eine Sprühpistole
zum Auftragen von flüssigem
Beschichtungsmaterial auf einem Werkstück, bei der eine Schabloniereinrichtung
in Form eines Schablonentrichters vorgesehen ist, der sich in Richtung
zum Werkstück
hin verjüngt
und den Sprühstrahl
umgibt. Eine Verbindung zwischen dem Schabloniertrichter und der Sprühpistole
wird dabei durch eine einstellbare Halterungseinrichtung bewirkt,
wobei die Halterungseinrichtung so ausgebildet ist, dass der Schabloniertrichter
und die Sprühpistole
in Querrichtung gegeneinander verschiebbar sind beziehungsweise gegeneinander
verkippt werden können.
Die aus dieser Druckschrift bekannte Sprühpistole eignet sich ausschließlich für flüssiges Beschichtungsmaterial.
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Die
deutsche Patentschrift
DE
38 06 257 C2 offenbart ein Verfahren zum Lackieren von
Kraftfahrzeugkarosserien oder deren Teilen mit Hilfe von Infrarotstrahlung,
wobei zur partiellen Trocknung des vorhandenen Lackauftrags bei
gleichzeitiger Fortbewegung der Karosserie auf einem Förderer IR-Strahler fortlaufend
im Bereich der Schweller beabstandet von diesen angeordnet sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, mit denen Kraftfahrzeugkarosserien pulverbeschichtet
werden können
ohne die bisher unvermeidbare hohe Kontamination.
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Die
Erfindung wird hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Maßnahmen
des Anspruchs 1.
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Mit
einer Beschichtungskammer gemäß dem Anspruch
9 wird die gestellte Aufgabe hinsichtlich der Applikationsvorrichtung
gelöst.
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Die
Unteransprüche
beschreiben bevorzugte Ausführungsformen,
mit denen eine Staubkontamination besonders weitgehend vermindert
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung erfolgt der Pulver-Sprühauftrag
nicht mehr mittels eines freien Sprühkopfes, sondern mittels eines
in einer Kammer angeordneten Sprühkopfes,
wobei die Kammer eine Öffnung
hat, die nahe an den zu beschichtenden Gegenstand herangeführt und
insbesondere von dem Gegenstand mehr oder weniger weitgehend verschlossen
wird. Bei diesem Verfahren entspricht also der zu beschichtende
Bereich maximal in etwa der Öffnungsgröße der Kammer
bzw. die Öffnung
der Kammer überdeckt
im wesentlichen den zu beschichtenden Bereich. Vorteilhaft erfolgt
bei diesem Verfahren die Härtung
nach dem Entfernen der Kammer von der Karosserie, so daß die Pulverreste
in und ggf. außen
an der Kammer nicht gehärtet
werden. Bei einer solchen Beschichtungsart ist insbesondere eine
IR-Härtung
möglich
und sinnvoll, da die mit dem Pulver beschichtete Fläche in der
Regel auch ohne großen
Aufwand vollständig
einer IR-Strahlung ausgesetzt werden kann.
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Bevorzugt
wird an der Kammer eine (oder mehrere) Pulverabsaugung vorgesehen,
die einen Over-Spay, der sich in der Kammer ansammelt, abführt und
insbesondere einer Recyclinganlage zuführt. Zur Entfernung der Pulverreste
innerhalb der Kammer ist es günstig,
wenn die Kammer in Schwingungen gebracht werden kann. Hierzu wird
ein Vibrationsgerät
mit der Kammer verbunden, das jedoch vorteilhaft nur außerhalb
eines Beschichtungsvorganges einer Karosserie aktiv ist. Andernfalls
könnte die
Qualität
der Karosseriebeschichtung leiden.
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Besonders
vorteilhaft erfolgt außen
um die Öffnung
der Kammer eine Luftabsaugung, die insbesondere während des
Beschichtungsvorganges, aber auch vor und nach diesem aktiv ist.
Mit dieser Luftabsaugung wird erreicht, daß eventuell zwischen dem Öffnungsrand
und der angesetzten Karosserie austretende Pulverpartikel weitgehend
an einem Vagabundieren gehindert sind und statt dessen ebenfalls
dem Recycling zugeführt
werden können.
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Das
Eineinanderführen
der Kammer und dem zu beschichtenden Karosseriebereich erfolgt vorteilhaft
bis zu einem Berühren
der Karosserie mit dem Rand der Öffnung.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Rand der Öffnung mit einer Dichtung (Dichtungsring)
versehen ist. Diese Dichtung ist vorteilhaft aus einem fluorierten
Polymer und/oder einem Kautschukmaterial gebildet. Vorzugsweise
werden mindestens 80 % der Öffnungsfläche, vorteilhaft
mindestens 90 % und insbesondere mindestens 97 % von dem zu beschichtenden
Teil verschlossen. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn mindestens 80
%, insbesondere mindestens 90 % und besonders bevorzugt mindestens
95 % des Öffnungsrandes
beim Beschichten in Kontakt mit dem zu beschichtenden Teil stehen.
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Die
erfindungsgemäße Beschichtungskammer
ist aufgebaut aus einen Innenraum umschließenden Kammerwänden, die
eine Öffnung
freilassen. In dem Innenraum sind ein oder mehrere Pulversprühköpfe (insbesondere
fest) angeordnet und auf die Öffnung
ausgerichtet. Vorteilhaft ist zumindest um die Öffnung der Kammer eine weitere
(im Querschnitt ringförmige)
Kammer angeordnet, die ebenfalls eine Öffnung aufweist, die auf den
Rand der Öffnung
ausgerichtet ist. Diese zweite Kammer ist bei einer angesetzten
Karosserie mit ihrem Außenrand
vorteilhaft der angesetzten Karosserie ebenfalls nahe, ohne jedoch
weitgehend mit der Karosserie abzuschließen, so daß eine Luftabsaugung aus der
Kammer einen Luftstrom entlang der angesetzten Karosserie zu der Öffnung der
zweiten Kammer generiert.
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Im übrigen weist
die Beschichtungskammer vorteilhaft die bereits beim Verfahren beschriebenen Merkmale
(und umgekehrt) auf.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Beschichtungskammer im Längsschnitt;
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2 eine
Beschichtungskammer im Querschnitt; und
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3 den
Ablauf eines Beschichtungsverfahrens.
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Das
in 1 dargestellte Beschichtungskammersystem 1 enthält eine
innere Kammer 2, die über
eine umlaufende Dichtung 3 an einen Schweller 4 einer
(nur teilweise dargestellten) Kraftfahrzeugkarosserie 5 angedockt
ist. Der obere Dichtungsabschnitt 3a schließt dabei
mit der Schwelleroberkante und einer Kraftfahrzeugtür 6 ab.
Der untere Dichtungsbereich 3b steht im Kontakt mit dem
Abschlußflansch 7 des
Schwellers 4. In der inneren Kammer 2 sind (2)
acht Pulversprühpistolen 9 angeordnet, die
beispielsweise über
einen Vieldüsensprühkopf 10 einen
Pulverlack applizieren können.
Ferner ist das Gehäuse
der inneren Kammer 2 mit einem Vibrator 11 verbunden
und weist vier Pulverauslässe 12 auf, die
mit Pulverpumpen verbunden sind.
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Mittels
der Sprühköpfe 10 ist
der Schweller 4 durch die von der Dichtung 3 begrenzte Öffnung teilweise
oder vollständig
mit dem Pulverlack beschichtbar, wobei eine gute Abschirmung des
zu beschichtenden Bereiches gegenüber angrenzenden Bereichen
erreicht wird. Diese Abgrenzung wird noch verbessert durch eine
Außenkammer 13,
die um die innere Kammer 2 herum angeordnet ist. Die Außenkammer 13 hat
eine Öffnung 14,
die die Öffnung
der inneren Kammer 2 umgibt, jedoch nicht weitgehend mit
Karosserie 5 abschließt,
so daß ein
Luftstrom (Pfeile) von außen über die Öffnung 14 in
den Innenraum 15 der Außenkammer 13, generiert
durch eine Absaugung über
die Öffnungen 16 bis 18,
möglich
ist. Die Anschlüsse 19 der
Sprühpistolen 9 sind
entsprechend durch die Außenkammer 13 hindurch
nach außen
geführt.
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Mit
der Zahl und Anordnung der Sprühpistolen 9 und
Wahl der Sprühköpfe 10 wird
die zu besprühende
Fläche
bestimmt. Mit der hier vorliegenden Zahl von acht Sprühpistolen 9 und
den sich in Längsrichtung
erstreckenden rechenartigen Sprühköpfen 10 wird
zumindest im oberen Bereich des Schwellers 4 eine vollständige Pulver-Beschichtung
erreicht.
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Wie
aus der 3 ersichtlich ist, wird die Pulver-Beschichtung
mit einem Teilkreislaufsystem durchgeführt. Dargestellt ist das Kammersystem 2/13,
in das die Anschlüsse 19 für die Sprühpistolen 9 führen. Die
Pulverrückführung der Öffnungen 16 bis 18 gelangt
zu einem Zyklon 120, der an eine Siebmaschine 121 angeschlossen
ist, die beide das gesiebte (feine) Pulver in einen Speisebehälter 122 abgeben, der
einen minimalen und maximalen Pulverfüllstand aufweist und der Versorgung
der Pulverpistolen 9 dient. Zur Ergänzung des Füllstands des Speisebehälters 122 ist
ein Frischpulvercontainer vorgesehen, der an ein Containerwechselsystem
angeschlossen ist. Zur Versorgung mit Frischluft dient ein Absolutfilter 124.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
bzw. unter Einsatz der Vorrichtung wird es möglich, die Karosserie ganz
oder teilweise nach der Pulver-Teilbeschichtung mit weiteren Beschichtungen
zu versehen, ohne daß Pulverpartikel
die nachfolgende Beschichtung(en) übermäßig stören bzw. aufwendig von der
Karosserie entfernt werden müssen.