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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Spritzbeschichtung von Werkstücken, insbesondere von
Metallbauteilen wie Blechen, die über eine Förderstrecke transportiert und
hierbei durch quer zu dieser Förderstrecke
bewegte Spritzdüsen
beschichtet werden, die an zwei oder mehr separaten, jeweils mit
mindestens einer Spritzdüse
ausgestatteten, hin- und herbewegbaren Spritzeinheiten angeordnet
sind.
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Bereits
in der
DE 23 23 572 wird
eine Spritzbeschichtungsvorrichtung beschrieben, die zum beiderseitigen
Spritzbeschichten, insbesondere mit Lacken, von langgestreckten
Werkstücke
wie beispielsweise Blechen, Profilstange und/oder dergleichen geeignet
ist. Diese Vorrichtung weist eine Spritzkammer auf, in der eine
kopfseitig vorgesehene, mit nach unten gerichtetem Sprühstrahl
arbeitende Farbspritzpistole und eine bodenseitig mit nach oben
gerichtetem Sprühstrahl
arbeitende Farbspritzpistole angeordnet sind. Unterhalb der nach
unten gerichteten Spritzpistole ist eine Zubring-Förderstrecke
vorgesehen, die von einzelnen Förderwalzen
gebildet wird. Die gegenüberliegend
der Förderstrecke
angeordnete Farbspritzpistole ist hinter der in Förderrichtung gesehen
letzten Förderwalze
angeordnet. Über
die Förderstrecke
wird ein Blech beim Transport ober- und unterseitig lackiert. Um
ein aufgrund der geringen Blechstärke zu befürchtendes Absenken des frei schwebenden
Werkstückendes
zu vermeiden, ist eine exzentrisch gelagerte Stützwalze vorgesehen, die das
Werkstück
an seiner vorderen Längskante aus
der abgesenkten Stellung wieder etwa in Höhe der Übernahmestelle zu einem Endlosförderer anheben
soll. Die Spritzdüsen
sind vertikal zur Förderstrecke
ausgerichtet.
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Um
ein manuelles Nachspritzen an solchen Werkstück-Teilbereichen zu verhindern,
die vertikal zur Transportebene bzw. parallel zur Spritzdüsenrichtung
ausgerichtet sind, wird in der
DE 34 20 633 A1 vorgeschlagen, zusätzlich weitere
Spritzpistolen schrägwinklig
vorzusehen. Eine schrägwinklige
Anordnung der Spritzdüsen
ist insbesondere bei der Beschichtung von T- oder I-Trägern anwendbar.
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Generell
sind bei Beschichtungsverfahren und den hierzu notwendigen Anlagen
sowohl werkstückspezifische
als auch verfahrenstechnische Aufgaben zu lösen. Das Werkstück selbst
soll möglichst gleichmäßig, insbesondere
fehlerfrei beschichtet werden, dem der Wunsch nach einer größtmöglichen Durchlaufgeschwindigkeit
gegenüber
steht, um die Beschichtungskosten zu minimieren. Die in die Beschichtungsvorrichtung
eingeführten
Werkstücke sind
bereits vorbehandelt, z. B. durch Strahlverfahren, um die Walzhaut
bei Blechen zu beseitigen. Die zunder- und staubfrei angelieferten
Werkstücke
können
Durchlaufgeschwindigkeiten von 4 bis 6 m/min erreichen. Um eine
hinreichende Oberflächenbeschichtung
während
solcher Durchlaufgeschwindigkeiten gewährleisten zu können, müssen entsprechend
der Winkelgröße Spritzfahnen
durch Düsen erzeugt
und die Düsen
mit einer ausreichend großen Quergeschwindigkeit über das
Werkstück
geführt werden.
Grenzen der Düsen-Laufgeschwindigkeiten liegen
etwa im Bereich von 1,2 bis 1,4 m/s, da bei höheren Spritzgeschwindigkeiten
die Spritzfahne zu inhomogen und damit die Beschichtung zu ungleichmäßig wird.
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Um
den Wirkungsgrad zu erhöhen
wird zudem mit Spritzeinheiten gearbeitet, die mehrere nebeneinander
liegende Düsen
tragen. Die Anzahl der Düsen
wird durch die Spritzgeometrie sowie die Abstände der Rollen einzelner Rollgänge bestimmt.
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Bearbeitungsobjekte
sind insbesondere Bleche, deren Dicke zwischen 4 und 160 mm bei
Längen von
2,5 m bis 24 m und Breiten von 1,5 m bis 4,5 m liegen kann. Bei
dünnen
Blechen ist selbstverständlich
mit einer entsprechend guten Unterstützung zu arbeiten, welche der
Durchbiegung entgegenwirkt.
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Bei
nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen sind an einer
quer zur Förderrichtung des
Werkstückes
bewegbaren Traverse mehrere Spritzdüsen angeordnet, die sich in
zwei Gruppen aufteilen lassen, von denen eine erste Gruppe um 45° nach der
einen Richtung und die andere Gruppe um 45° nach der anderen Richtung geneigt
ist. Auf dem Hinweg, den die Traverse bei Überquerung des geförderten
Bleches zurücklegt,
sprüht
die erste Gruppe der Düsen,
wohingegen auf dem Rückweg der
Traverse die zweite Gruppe der Düsen
sprüht. Problematisch
bei die ser alternierenden Sprühbearbeitung
sind die jeweiligen Übergangszeiten
bzw. Anschlussbereiche beim Wechsel der Sprühbearbeitung von der ersten
Gruppe der Düsen
auf die zweite Gruppe der Düsen.
Um ein gleichmäßiges Sprühbild bzw.
eine homogene Beschichtung auf dem Werkstück zu erzeugen, muss entweder
mit einer verringerten Fördergeschwindigkeit
oder unter hohem steuerungstechnischem Aufwand, mit dem die Relativgeschwindigkeit
des Beschichtungsgutes an die Ungleichmäßigkeit beim „Düsenwechsel" ausgeglichen wird,
gearbeitet werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der mit einfachen Hilfsmitteln ohne hohen steuerungstechnischen
Aufwand eine optimale Spritzbeschichtung von Werkstücken bei
hohen Fördergeschwindigkeiten,
vorzugsweise ≥ 6
m/min oder mehr, erzielt wird.
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Diese
Aufgabe löst
die Vorrichtung nach Anspruch 1. Erfindungsgemäß besitzt diese Vorrichtung auf
einer Beschichtungsseite des Metallbauteiles zwei Spritzeinheiten,
die gleichzeitig in einer einzigen gemeinsamen Bewegungsebene so
geführt
werden, dass sie eine geschlossene Bahn durchlaufen, wobei nur in
einer Bewegungsrichtung Spritzbeschichtungen durchgeführt und
auf dem Rückweg
die Spritzeinheiten, vorzugsweise mit höherer Geschwindigkeit, an der
anderen Spritzeinheit vorbeiführbar
sind. Durch die beschriebene Vorrichtung ergibt sich zunächst, dass
die Düsen
von zwei getrennten Spritzeinheiten jeweils nur bei einer Bewegungsrichtung, z.
B. auf dem Hinweg, spritzen, hingegen auf dem Rückweg abgestellt sind. Hierdurch
wird das Beschichtungsergebnis gleichmäßiger. Erreichbare Fördergeschwindigkeiten
können
bei 10 m/min und mehr liegen.
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Zudem
ist es möglich,
dass der Rückweg schneller
durchlaufen wird, so dass die Spritzeinrichtung vor Wiederaufnahme
des Spritzvorganges in einer weiteren Zone des geförderten
Werkstückes
exakt positionierbar ist. Vorzugsweise liegt die gemeinsame Bewegungsebene
vertikal zur Förderrichtung, d.
h. bei einer horizontalen Förderrichtung
werden die Spritzeinheiten auf dem Hinweg in Sprühtätigkeit nahe dem Werkstück bewegt,
anschließend
angehoben bzw. abgesenkt und auf dem Rückweg an der anderen Spritzeinheit,
die inzwischen die Sprühtätigkeit
aufgenommen hat, vorbei geführt.
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Sofern
Werkstücke
sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite beschichtet werden
müssen, kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
so ausgestaltet sein, dass je zwei Spritzeinheiten auf gegenüberliegenden
Seiten der Förderstrecke
angeordnet sind, die in der vorbeschriebenen Art und Weise geführt werden.
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Aus
eingangs genannten Gründen
ist es empfehlenswert, die Spritzeinheiten mit Geschwindigkeiten
von maximal 1,4 m/s, vorzugsweise ≤ 1
m/s zur Spritzbeschichtung zu bewegen, wohingegen auf dem Rückweg Laufgeschwindigkeiten
von 1,5 m/s und mehr möglich
sind.
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Aus
konstruktiven Gründen
werden die vorhandenen Spritzeinheiten über zwei Motoren angetrieben,
wobei die unterschiedlichen Laufgeschwindigkeiten durch Frequenzumrichter
realisiert werden.
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Vorzugsweise
werden die an der Spritzeinheit befestigten Düsen unter einem Winkel von
30° bis
60°, insbesondere
45° zur
Bewegungsrichtung geneigt, was den Vorteil hat, dass auch vertikal
stehende Flächenstücke gleichermaßen wie
waagerecht liegende Werkstückflächen beim
Besprühen
erreicht werden. Da nur in einer Bewegungsrichtung gesprüht wird,
sind alle Düsen
in der gleichen Richtung geneigt, wobei optional eine Neigungsverstellung
der Düsen
vorgesehen sein kann.
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Gegebenenfalls
ist die erfindungsgemäße Spritzeinrichtung
in einer Kabine angeordnet, die zur Zuführung und Abführung der
Werkstückteile Öffnungen
aufweist. Insbesondere sind zur Zuförderung der Werkstücketeile
Rollgänge
und zur Abförderung
Bandendlosförderer
vorgesehen.
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Um
Werkstücke
unterschiedlicher Dicken bzw. Höhen
ohne Maschinenumrüstung
bearbeiten zu können,
ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die relative
Lage der Spritzeinheiten zu dem Beschichtungsgut über eine
vorhandene Mess einrichtung erfassbar und der Abstand der Spritzeinheiten
zum Beschichtungsgut steuerbar oder regelbar. Auf diese Weise ist
stets derselbe optimale Beschichtungsabstand zu gewährleisten.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 + 2 jeweils
schematische Seitenansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die
Spritzbeschichtungsvorrichtung besitzt insgesamt vier Spritzeinheiten 10, 11, 12 und 13,
von denen zwei Spritzeinheiten 10, 11 oberhalb
eines zu lackierenden Bleches 14 und zwei Spritzeinheiten 12, 13 unterhalb
des zu lackierenden Bleches 14 angeordnet sind. Jede der
Spritzeinheiten 10 bis 13 besitzt im dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwei Düsen 15, 16,
die mit nicht näher
dargestellten Zuführeinrichtungen
mit einem Lackierungsmittel versorgt werden. Die Spritzeinheiten 10 bis 13 sind,
wie durch Pfeile 17 bis 20 gekennzeichnet, in
der Blattebene hin- und herbewegbar, ferner, wie aus 1 und 2 ersichtlich,
in der Höhe
verstellbar. In 1 befinden sich die Spritzeinheiten 10 und 12 in
ihrer Startposition, d. h. nächst
möglich
und mit eingestelltem Abstand zum zu bespritzenden Werkstück (Blech 14).
Während
des Spritzvorganges werden die Spritzeinheiten 10 und 12 von
links nach rechts (entsprechend der Abbildung in 1)
geführt.
Hierbei wird das Blech 14 von oben und unten gleichmäßig lackiert.
Während
dieses Lackauftragens wird das Blech in einer senkrecht zur Zeichnungsebene stehenden
Richtung weiter transportiert, wobei die Fortführungsgeschwindigkeit des Bleches
etwa bei 3 bis 10 m/min liegt, während
die Bewegungsgeschwindigkeit der Spritzeinheiten beim Lackieren
bei 1 m/s oder darunter liegt. Während
derselben Zeit, während
die Spritzeinheiten 10 und 12 über die Blechbreite geführt werden,
wird die Spritzeinheit 11 angehoben bzw. die Spritzeinheit 13 abgesenkt
und in jeweils größerem Abstand
zum Blech 14 mit größerer Rückförderungsgeschwindigkeit
von beispielsweise 1,5 m/s in die Ausgangslage transportiert (in 1 links
am Blattrand), wonach die Spritzeinheiten wieder in Richtung auf
das Blech 14 abgesenkt bzw. angehoben werden. Der Abstand
zu dem zu lackierenden Werkstück
wird mittels Messeinrichtungen festgestellt und während des
Lackierens konstant gehalten.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass die Spritzeinheiten 10, 11 und 12, 13 allesamt
in einer einzigen Eben liegen, die senkrecht zu der Förderebene
und Querschnittebene des Bleches (14) liegt. Mit anderen Worten:
Die Spritzeinheiten 10 und 11 werden auf einer
geschlossenen, annähernd
rechtwinkligen Bahn geführt,
welche eine Ebene beschreibt, die senkrecht zu der Werkstückebene
liegt. Mit 21 und 22 sind die Sprühkegel bezeichnet,
die beim Spritzbeschichten gebildet werden. Selbstverständlich besitzt
jede Spritzeinrichtung so viele nebeneinander angeordnete Düsen, dass
ein vorbestimmter entsprechend großer Streifen des zu beschichteten
Werkstückes
erfasst wird. Durch Überführung der
Düsen über die
gesamte Breite des Werkstückes
wird so das Werkstück
jeweils streifenweise nach und nach lackiert, bis das Werkstück durch
die Vorschubbewegung komplett über
seine gesamte Länge
unter den Düsen hindurchgeführt bzw.
(bei Beschichtung von unten) über
den Düsen
hinweggeführt
worden ist.
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Die
Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes 14, die Spritzkegel
sowie die erfasste Spritzbreite und die Vorschubgeschwindigkeit
der Spritzeinheiten 10 bis 13 sind aufeinander
abgestimmt. Erfindungsgemäß wird das
Blech 14 nur bei einer Vorschubrichtung der Düsen 15 und 16 lackiert,
weshalb alle Düsen
in der gleichen Richtung geneigt sind. Auf dem Rückweg der Düsen in die Ausgangslage wird eine
deutlich höhere
Vorschubgeschwindigkeit gewählt,
die bis zu 2mal so groß wie
die Vorschubgeschwindigkeit sein kann.