DE202014010585U1

DE202014010585U1 - Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten für insbesondere eine nachfolgende Lackierung

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Publication number: DE202014010585U1
Application number: DE202014010585.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2016-01-25
Anticipated expiration: 2024-01-04
Also published as: WO2015101519A1; DE102014000137A1

Abstract

Vorrichtung zur mikroabrasiven Bearbeitung einer Oberfläche von insbesondere Aluminiumfelgen, aufweisend ein Strahlmedium mit einer Korngröße von 50–400 μm und einem Härtegrad von 4–10 (Moh's Skala), eine Düse sowie einen Drallkörper (10), der vor Eintritt des mikrofeinen Strahlmediums in die Düse durchströmt wird, und der mindestens einen Strömungsweg für das Strahlmedium aufweist, der in einem Winkel von zwischen 10° und 25° zur Strömungsachse der Düse geneigt ist, wobei ein Luftdruck von ca. 1–4 bar aufgebracht wird, sodass das Strahlmedium beim Eintritt in die Düse in Wirbelstromrotation versetzt wird.

Description

Bei jeglichen Objekten, die einer Lackierung bedürfen, muss deren Oberfläche geeignet vorbehandelt werden, damit eine nachfolgend aufgetragene Deckschicht dauerhaft hält. Die vorliegende Erfindung geht hierzu auf KFZ-Teile, insbesondere auf Metallfelgen und im speziellen auf Aluminiumfelgen ein. Die Erfindung ist aber gleichermaßen auf Karbonteile anwendbar.
Bei beispielsweise der Reparatur von Auto-Felgen ist nach heutigem Stand der Technik ein sehr hoher, mitunter auch manueller und zeitlicher Aufwand notwendig, um die bestehende Lackoberfläche selbst bei Zuhilfenahme von Schleifgeräten vor einer neuen Lackierung an- bzw. abzuschleifen. Derartige Schäden können aus einem Steinschlag oder einer Kontaktierung der Felge mit der Bordsteinkante resultieren und sind insbesondere bei glanzgedrehten Aluminium-Felgen mit Klarlackschicht gravierend.
Besagte Aufbereitung erfordert gerade bei schwer zugänglichen Zwischenräumen, dass die Felge per Hand geschliffen wird. Hier ist zwangsläufig keine ausreichende Haftung für die nachfolgende Lackbeschichtung gegeben, weil die Oberfläche nicht genügend mattiert ist.
Es kommen auch Standard-Sandstrahltechniken zum Einsatz, die die Oberfläche jedoch stark aufrauen oder sie verursachen Strahlspuren, die erst später bei der lackierten Oberfläche optisch zu Tage treten und erhebliche Nacharbeiten mit sich bringen. Ein Strahlverfahren mit Korundpartikeln geht beispielsweise aus der DE 36 09 408 A1 hervor. Im Übrigen ist vom Gesetzgeber geregelt, dass Sandstrahlverfahren zur Anwendung bei Aluminiumfelgen nicht erlaubt sind, weil durch die enorme Impaktwirkung des Strahlmittels eine Gefügeveränderung hervorgerufen und die ursprünglichen Eigenschaften des Materials verändert werden. Im Stand der Technik ist zum Reinigen von Metallflächen beispielsweise die EP 0 691 183 A1 genannt, bei der eine Strahldüse eingesetzt wird, die eine rotationssymetrische Kammer für ein Reinigungsmittel-Gemisch aufweist. Die rotationssymetrische Kammer hat an ihrer Innenwandung ausgebildete Leit-Einrichtungen zur Beeinflussung der Strömung des Reinigungsmittel-Gemisches, die nach Art von in den Innenraum der Kammer einstehenden Leit-Schaufeln ausgebildet sind, die mit ihren Flächen gegenüber der Längsachse der Kammer verstellt sind. Im Übrigen ist vom Gesetzgeber geregelt, dass Sandstrahlverfahren zur Anwendung bei Aluminiumfelgen nicht erlaubt sind, weil durch die enorme Impaktwirkung des Strahlmittels eine Gefügeveränderung hervorgerufen und die ursprünglichen Eigenschaften des Materials verändert werden.
Als Alternative kommt teilweise auch eine chemische Entlackung zum Einsatz, die aber wegen Ihrer Umweltbelastung nicht tragbar ist und zusätzlich eine mechanische Nachbearbeitung erfordert, um Reste der noch verbliebenen Beschichtung zu entfernen. Bei Anwendung der chemischen Entlackung muss dann die gesamte Felge, Innen und Außen, mit entsprechendem Kostenaufwand neu lackiert werden.
Generell existiert ein Problem bei beschichteten Alu-Felgenoberflächen darin, die unterschiedlichen Beschichtungssysteme sachgemäß anzurauen/mattieren, deren einzelne mechanische Bearbeitung sehr großen Zeitaufwand erfordert. Teilweise sind die Oberflächen auch nur bedingt schleifbar, da die Lackoberfläche insbesondere bei thermoplastischer Beschichtung durch die mechanische Einwirkung wie z. B. durch maschinelles Schleifen oder auch beim Sandstrahlen erhitzt und dadurch klebrig, bzw. schmierig wird, und es dann sehr mühsam ist, diese Beschichtung zu entfernen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, obige Nachteile im Stand der Technik zu beheben.
Erfindungsgemäß wird gelehrt, eine Wirbelstrom-Vorrichtung zum mikroabrasiven Mattieren der betreffenden Oberfläche einer Felge einzusetzen.
Damit ergeben sich folgende Vorteile:
Das mikroabrasive Wirbelstromverfahren führt bei der anschließenden Überlackierung zu einer wesentlich verbesserten Lackhaftung. Das gilt insbesondere an manuell schwer bis gar nicht zugänglichen Stellen zwischen den Speichen und im Bereich der Schraublöcher. Dies wird erzielt durch eine deutlich höhere Verklammerung der neuen Lackschicht mit dem behandelten Untergrund. Versuche mit dem Lack-Gitterschnitt-Verfahren haben dies gezeigt.
Durch das mikroabrasive Wirbelstromverfahren und der damit verbesserten Lackhaftung wird auch ein wesentlich besserer Korrosionsschutz erreicht.
Darüber hinaus bringt der Einsatz des mikroabrasiven Wirbelstromverfahrens für den Anwender eine enorme Zeitersparnis und trägt somit zu einer deutlich reduzierten Kostenstruktur bei.
Die mit dem Wirbelstromverfahren mattierte Oberfläche ergibt eine insgesamt gleichmäßige Oberfläche ohne Schattenbildung und Schleifkratzer für die anschließende Decklackierung. Eine so erzielte Oberflächengüte wird durch manuellen Handschliff nicht erreicht – auch nicht durch herkömmliche Sandstrahlerfahren.
Die abzutragende Oberfläche kann eine Beschichtung aus Pulverlackierung, aus Wasserlacken oder eine andere thermoplastische Beschichtung sein. Diese Beschichtungen sind in der Regel bis auf die Kratzspuren „in Takt”, die beispielsweise durch Berührungen an Bordsteinen hervorgerufen werden.
Für die nachfolgende Lackierung genügt es, wenn die alte Beschichtung mattiert wird, so dass eine mechanische Verklammerung der neuen Beschichtung gewährleistet ist.
Die mikroabrasive Wirbelstrom-Vorrichtung hat vor der Düseneinmündung einen vorgesetzten Drallkörper mit beispielsweise vier schrägen Bohrungen, die vorteilhaft eine Neigung von 12° bis 20° (Winkelgrad) zur Strömungsachse haben. So strömen die Mikrostrahlpartikel durch besagte schräge Bohrungen winklig in die Düse ein. Letztere ist zur Austrittsseite konisch aufgeweitet, sodass sich beim Beaufschlagen mit Druckluft ein einzelner, aufgeweiteter und zusätzlich rotierender Wirbelstromkegel mit optimaler Partikelverteilung über den gesamten Querschnitt des rotierenden Strahlkegels ergibt. Als mikroabrasives Strahlmedium kann z. B. Korund mit einer Partikelgröße von 50–400 μm verwendet werden. Durch den erzielten Rotations-Effekt des Luftstroms werden die mikrofeinen Mikrostrahlpartikel annähernd tangential über die zu mattierende Oberfläche geführt. Dadurch reduziert sich die negative Impakt-Wirkung des Strahlmediums und verursacht keine negativen Bearbeitungsspuren der Lack- bzw. Beschichtungs-Oberfläche.
So wird erfindungsgemäß eine gleichmäßig mattierte Oberfläche erzielt, die für die Neubeschichtung eine optimale mechanische Verklammerung gewährleistet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einen geschlossenen Kabinenraum auf, in den die Felge eingebracht wird. Damit wird das mikroabrasive Wirbelstrom-Verfahren in einem Strahlraum mit einem geschlossenen Strahlmittelkreislauf angewandt und ist dadurch besonders effizient und umweltschonend.
Als Düse kann eine Ausführungsform vom Typ einer Venturi- oder Lavaldüse verwendet werden. Ihr ist ein Drallkörper-Vorsatz vorgeschaltet. Der erfindungsgemäße Luftdruck liegt bei ca. 1–4 bar. Der Düsenabstand zum Objekt ist je nach vorliegendem Luftdruck variabel, beträgt aber allgemein bevorzugt 20–30 cm.
Als Strahlmedium kommen Partikel mit einem Härtegrad von 4–10 (Moh's Skala) zum Einsatz. Die Kornform ist vorteilhaft kantig oder kristallin. Bevorzugte Korngrößen liegen bei 50–200 μm.
In der als 1 beigefügten Zeichnung ist die Düse 12 mit Drallkörper 10 in größerem Detail gezeigt. Der Partikelstrom durchläuft von der linken Seite der Darstellung zuerst den Drallkörper 10 und nachfolgend die Düse 12. Die Düse ist in ihren relativen Abmessungen maßstabsgetreu wiedergegeben.
Der Drallkörper hat vier Bohrungen, die jeweils zur Strömungsrichtung des Strahlmediums eine Neigung von ca. 15° haben. Tritt das Strahlmedium derart winklig durch besagte Bohrungen in die Düse ein, wird eine Wirbelstromrotation der Partikel in der Düse verursacht. Beim nachfolgenden Durchströmen der Düse selbst wird das Strahlmedium zusätzlich aufgrund der konischen Form der Düse kegelförmig aufgefächert. Mit anderen Worten trifft das Strahlmedium beim rechtwinkligen Ausrichten der Düse 12 auf eine zu behandelnde Oberfläche nicht senkrecht auf diese auf, sodass auf der Oberfläche keine nachteilhaften „Einschlags”-Krater entstehen. Vielmehr streichen die mikroabrasiven Strahlkörper schrägwinklig, d. h. annähernd tangential über die Oberfläche, womit ein verbesserter Schleifeffekt bei zeitgleich schonenderem Mikroabtrag/Mattieren der Oberflächenschicht erzielt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3609408 A1 [0004]
EP 0691183 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur mikroabrasiven Bearbeitung einer Oberfläche von insbesondere Aluminiumfelgen, aufweisend ein Strahlmedium mit einer Korngröße von 50–400 μm und einem Härtegrad von 4–10 (Moh's Skala), eine Düse sowie einen Drallkörper (10), der vor Eintritt des mikrofeinen Strahlmediums in die Düse durchströmt wird, und der mindestens einen Strömungsweg für das Strahlmedium aufweist, der in einem Winkel von zwischen 10° und 25° zur Strömungsachse der Düse geneigt ist, wobei ein Luftdruck von ca. 1–4 bar aufgebracht wird, sodass das Strahlmedium beim Eintritt in die Düse in Wirbelstromrotation versetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse eine konische Öffnung hat, sodass der Strahl des Strahlmediums durch die konische Öffnung der Düse winklig aufgeweitet wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (12) vom Typ einer Venturi- oder Lavaldüse ist.