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Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit elektrostatischer Auf
sprühung eines Pulvers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum teilweisen
Beschichten der Oberfläche einer aus Haltevorrichtung und Werkstück bestehenden
Anordnung mittels elektrostatischer Aufsprühung eines Pulvers, das nach Durchlaufen
einer Wärmezone zu einer zusammenhängenden, fest haftenden Schicht schmilzt.
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Bei bekannten Verfahren dieser Art wird allgemein die gesamte Oberfläche
einer Anordnung beschichtet, die in die Behandlungsanlage eingebracht wird. Das
heißt, daß jeweils ein zu der Anordnung gehörendes Gehänge, Ständer oder sonstige
Haltevorrichtungen mit beschichtet werden, aber auch solche Teile des Fertigungsgegenstandes,
die an sich unbeschichtet bleiben können oder unbeschichtet bleiben müssen. Bei
den Gehängen bildet sich
mit der Zeit eine immer stärkere Schicht
aus. Um die Betriebsfähigkeit zu erhalten, müssen entweder die Gehänge von Ze-it
zu Zeit von der Schicht befreit oder gegen neue Gehänge ausgetauscht werden. Di.e
ständig dicker werdende Schicht an den Gehängen oder der Aufnahmevorrichtung bewirken
ab einer gewissen Dicke bei elektrostatischen Be-Schichtungsverfahyren eine Isolierwirkung.
Das Werkstück wii'd dann nämlich durch das elektrostatische Aufbringen des Beschichtungsmaterials
wie eine Kondensatorplatte mit einer SpannurE aufgr aden, die höher als die verwendete
elektrostatische Sp nung sein kaum. Kommt das so aufgeladene Werkstück dan; in die
Nähe geerdeter Anlageteile, so kann sich eine Funkenstrecke ergeben, deren Energie
ausreicht, um eine Explosion auszulösen.
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Andererseits hewirkt die dicker werdende Schicht an den Gehänge und
der Aufnahmevorrichtung für das Werkstück von einer gewissen Dicke bei den elektrostatischen
Behandlungsverfahren eine solche Isolierwirkung, daß eine einwandfreie Lackierung
nicht mehr erreicht wird da das Werkstück nicht mehr einwandfrei geerdet wird.
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Noch größere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Behandlung von Werkstücken,
deren Oberfläche nur zum Teil beschichtet werden soll. Es ist bekannt, in solchen
Fällen Abdeckbänder oder dergleichen zu verwenden, die im Fall der Auftragung eines
Pulvers im elektrostatischen Sprühverfahren mit anschließender Wärmebehandlung ein
Festsetzen des Pulvers auf den freizuhaltenden Flächen
vermeiden
sollen. Die Klebebänder werden von Hand wieder entfernt. Eine Massenfertigung wird
durch einen solchen zwischenzuschaltenden Arbeitsgang erschwert und verteuert.
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Das Material, das bei der Sprühauftragung auf der Oberseite der Folie
oder des Papiers abgelagert worden ist, geht im allgemeinen verloren.
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Bei der elektrostatischen Beschichtung ist es selbst durch Bildung
von Faraday'schen Käfigen nicht möglich, die freizuhaltende Fläche vollkommen unbeschichtet
zu lassen. Bei diesem Verfahren tritt aber außerdem noch der Nachteil auf, daß der
Körper, der zur Bildung des Faraday'schen Käfigs eingebracht wird, selbst von außen
mitbeschichtet wird.
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Ähnliche Schwierigkeiten treten auf, wenn die Haltevorrichtung mit
Hilfe der bisher bekannten Maßnahmen von einer Beschichtung freigehalten werden
soll. Selbst bei Verwendung von bis auf eine Zuleitung zum Werkstück isolierten
Haltevorrichtung werden diese bei wiederholten Durchgängen durch die Bearbeitungsanlage
zunehmend beschichtet.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur
Oberflächenbeschichtung mit Hilfe elektrostatischer f'ulverae;prühung derart auszugestalten,
daß Teilflächen nach Beendigung des Beschichtungsvorganges
von der
durch Wcismeeinwirkung festhaftenden Schicht frei bleiben.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur teilweisen Beschichtung
der Oberfläche einer aus Haltevorrichtung und Werkstück bestehenden Anordnung, auf
die zunächst in elektrostatischen Pulversprhverfahren ein Pulver aufgetragen wird,
das nach Durchlaufen einer Wärmezone zu einer zusammenhängenden, fest haftenden
Schicht schmilzt.
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Das Verfahren ist zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst die gesamte Oberfläche der Anordnung mit Pulver beschichtet wird, das
vor Eintritt in die Wärmezone von den freizuhaltenden Flächenteilen wieder entfernt
wird. Insbesondere sieht die Erwindung vor, daß das Pulver von den freizuhaltenden
Flächenteilen abgesaugt wird. In weiterer Ausgestaltung oder in einer Abwandungsform
wird erfindungsgemäß ein nruckluftstrahl auf die mit Pulver beschichteten, aber
freizuhaltenden Flächenteile gerichtet.
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Falls erforderlich kann eine zusätzliche Bearbeitung der freizuhaltenden
Flächenteile mittels Bürsten vorgesehen werden.
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Das bei diesem Verfahren gewonnene Pulver wird nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung zum Beschichten nachfolgeber Anordnungen zurückgeführt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für die Bearbeitung von
Nas0enartikeln geeignet, z.B. für die Beschichtung von Kraftfahrzeugteilen, Teilen
von Kaushaltsgeräten oder Möbeln. Die Nachteile der Abdeckung mit Abdeckbändern,
nämlich das nachträgliche Abziehen von Hand, BeeinträchtiOund der Ränder der zu
beschichtenden il'eile und Verlust an Material, werden weitestgehend vermieden.
Gerade für die Massenfertigung können Einrichtungen erstellt werden, die zwischen
einer Anlage zum Pulverauftrag und einer Wärmebehandlungsanlage eine hbsaugaIAage
aufweisen, die vorzugsweise mit in ihrer Lage und Richtung einstellbar angeordneten
Düsen ausgestattet ist. Zusätzlich oder stattdessen können auch in Lage und Richtung
einstellbare Druckluftdüsen benutzt werden, die in Verbindung mit einer Absauganlage
das Pulver von den freizuhaltenden Flächen wegblasen.
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In beiden Fällen ist es möglich, selbsttätig genau abgegrenzte Flächen
vor dem Eintritt in die Wärmezone vom Pulver freizumachen. Auf diese Weise werden
auch die für die Aufhängung oder Halterung der Werkstücke benutzten Teile wieder
vom Pulver freigemacht.
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Durch die Rückgewinnung des Pulvers und die Beträchtlich verlängerte
Benutzungsdauer der Haltevorrichtungen oder Gehänge ergibt sich bei ständiger Benutzung
trotz der zusetzlichen Einrichtungskosten eine Verbilligung des
Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch wesentlich einfacher als der bisher übliche
Schutz der freizuhaltenden Flachen durch Abdeckbänder oder -folien, die nachträglich
wieder entfernt werden müssen Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der das erfindungsgemäße
Verfahren anhand der Zeichnungen erläutert wird. Es zeigen Fig. 1 eine zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Einrichtung in vereinfachter Darstellung,
Fig. 2 eine Darstellung eines Teiles der Einrichtung nach Fig. 1 in schematischer
Darstellung, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausführungsform und Fig. 4 ein weiteres Beispiel für die Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Eine Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
siehe Fig. 1 und 2, weist eine Anlage 10 zur elektrostatischen Pulveraufsprühung
und eine Wärmebehandlungsanlage 12 auf, die zusammen mit einer Fördereinrichtung
13 auf einem Grundgestell angeordnet sind. Die Fördereinrichtung 13 ist vorzugsweise
ein Endlosförderer, in ein endloses Band dem Beispiel, /das über eine angetrieb0ne
Rille 18 und eine lose Rolle 19 läuft. Vor dem Eingang der Anlage 10 werde bei 14
die aus Gehänge und Werkstück bestehenden
Anordnungen zusammengesteljt,
die die Behandlungseinrichtunt durchlaufen sollten. Bei 16 am Ausgang der Wärmebehandlungsanlage
12 werden die fertigen Werkstücke wieder abgenommen. Gegebenenfalls können auch
die Stationen 14 und 16 zusammengelegt werden. Die Haltevorrichtungen oder Gehänge
sind an sich bekannt und deshalb nicht näher dargestellt worden. Es ist ebenfalls
bekannt, daß die zu beschichtenden Werkstücke mit genügend kleinem tbergangswiderstand
an den positiven oder negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen sind,
während sie durch die Anlage 10 hindurchlaufen. Vorzugsweise wird dieser Anschluß
über die Haltevorrichtung oder das Gehänge hergestellt.
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In der Anlage 10 wird ein Kunststoffpulver mechanisch mit ausreichend
geringer Teilchengröße zu einer Wolke verstäubt. Die Teilchen dieser Wolke werden
durch die negativen oder positiven Elektroden einer Hochspannungsgleichstromquelle
aufgeladen. Die Derart aufgeladenen Teilchen setzen sich auf dem mit dem positiven
oder negativen Pol einer Gleichstromquelle verbundenen Werkstück ab. Gleichzeitig
setzen sich auch auf der Haltevorrichtung des Werkstückes Teilchen ab. Die Teilchen
behalten auch noch nach dem Absetzen minutenlang ihre elektrostatische Aufladung,
so daß sie fest am Werkstück und an der Haltevorrichtung haften.
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Die derart mit Pulver beschichtete Anordnung aus Werkstück und Gehänge
durchläuft dann eine Anlage 20, in der von den Flächenteilen, die von einer Beschichtung
freizuhalten
sind, und auch von den Gehänge, das in der Anlage 10
aufgebrachte Pulver wieder entfernt wird. Die Anlage 20 ist eine Absauganlage, die
in Fig. 2 näher dargestellt ist.
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Sie ist wit einer Vorrichtung 22 zur Erzeugung von Saugluft ausgestattet.
Von der Vorrichtung 22 führt eine Leitung 24 in der eine an sich bekannte, hier
nicht näher dargestellte Rückgewinnungsanlage enthalten ist1 zu dem Behälter 26,
der über der Anlage 10 angeordnet ist und einen zur Erzeugung der Bulærwolke in
der Anlage 10 zu verwendenden Vorrat an Pulver enthält. Die Rückgewinnungsanlage
ist in bekannter Weise mit Filter- und Siebeinrichtungen zur Abtrennung des Pulvers
aus dem Luftstrom versehen.
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In Fig. 2 ist die Anlage 20 ebenfalls vereinfacht aber mit weiteren
Einzelheiten dargestellt. Eine Absaugdüse 30 ist an einem Stativ 32 mittels Gelenken
34 und 35 in ihrer Iage und Ausrichtung einstellbar angeordnet. Die Pulse 30 ist
durch eine Leitung 36 an die Saugluftquelle 22 angeschlossen. Die Einschaltung der
Saugluft zur Düse 30 kann durch eine Schaltvorrichtung, die mit einer bei 28 schematisch
angedeuteten Lichtschranke arbeitet, gesteuert werden.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform mit einer Anlage 20'.
In der Anlage 20' ist eine Absaughaube 40 angeordnet, die gegebenenfalls auch in
ihrer Lage und Ausrichtung einstellbar sein kann. Das gleiche gilt für eine
Druckluftdüse
42, die auf die freizumachenden Flächenabsshnitte gerichtet wird. Die Druckluftdüse
42 ist über eine Leitung 44 an eine Vorrichtung 22' angeschlossen, die die Saugluft
für die Düse 40 und die Druckluft für die Düse 42 erzeugt. Die Anlage 20' kann wiederum
mit einer Schalteinrichtung versehen sein, die die Düsen 40 und 42 mit Hilfe einer
Lichtschranke oder eines Anschlagschalters 28' steuert.
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Fig. 4 zeigt vereinfacht eine Absaugestation, die der Gegenstand 50
nach dem elektrostatischen Aufsprühen durchläuft, bevor er in eine Wärmebehandlungsanlage
befördert wird. Der Gegenstand 50 soll allseits, mit Ausnahme der Unterseite 52,
beschichtet werden. Die Unterseite 52 soll von einer Beschichtung freigehalten werden.
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Zur Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Gegenstand
50 auf einer Haltevorrichtung 54 angeordnet, die in diesem Beispiel eine Art Tisch
ist, der mit einer an sich bekannten Fördereinrichtung 56 weiter befördert wird.
Die Fördereinrichtung 56 und ein Teil der Haltevorrichtung 54 End durch Manschetten
58 abgedeckt.
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Die Fördereinrichtung 56 und die Manschetten 58 sind auf einer Grundplatte
60 feststehend angeordnet0 Der Gegenstand 50 und der obere Teil der Haltevorrichtung
54 sind in einer vorhergehenden Station entsprechend der im ersten Beispiel besebriebenen
Anlage 10 elektrostatisch
mit einem Pulver auf allen freiliegenden
Flächen beschichtet worden. In der Abssugestation durchläuft die Iialtevorrichtung
54 mit dem darauf angeordneten Gegenstand 50 eine aus den Kästen 62, 64 gebildete
Absaugstelle. Die Kästen 62, 64 sind mit Schlitzdü3en 66 an der Oberseite und auf
den einander zugekehrten Seitenflächen versehen.
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Die Kästen 62, 64 sind außerdem über Rohrleitungen 68 an einen Ventilator
70 angeschlossen. Der Ventilator 70 fördert über die Rohrleitung 72 die abgesaugte
Luft in eine nicht näher dargestellte Pulverrückgewinnungsanlage, über die das Pulver
zur erneuten Verwendung zur Beschichtungsstation zurückgeführt wird. Bei Durchlaufen
der Absaugstelle wird aon der Fläche 52 und dem den Schlitzdüssen 66 ausgesetzten
Teil der Haltevorrichtung 54 das darauf befindliche Pulver abgesaugt in Richtung
der Pfeile 75, Nach Passieren der Absaugstation sind die Unterseite 52 und die Haltevorrichtung
54 der aus Gegenstand 50 und Haltevorrichtung 54 bestehenden Anordnung von dem vorhergehend
elektrostatisc,h aufgebrachten Pulver wieder befreit, so daß lliglich. die Pulverschicht
auf den übrigen Flächen des Gegenstandes 50, d.h. mit Ausnahme der Fläche 52, in
der nachfolgenden Wärmebehandlungsstation in eine fest haftende, zusammenhängende
Schicht umgewandelt wird.
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Die in Fig. 4 dargestellte Station zur Entfernung des Pulvers von
freizuhaltenden Flächen kann auch in ähnlicher Weise wie in Fig. 3 dargestellt,
durch ,lasluftdüsen
ergänzt werden. Ferner kann zusätzlich mit
einer mechanischen Bearbeitung der freizumachenden Flächen durch Bürsten gearbeitet
werden.
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- PATENTANSPRÜCHE -