DE2232162B2

DE2232162B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen

Info

Publication number: DE2232162B2
Application number: DE2232162A
Authority: DE
Inventors: Karl Thomas Forest Park Bagdal; Roy Albertus Monroe Brown Jun.; Eugene Edward Haney; Harry Latour
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1971-07-22
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1980-08-07
Also published as: FR2146226B1; GB1393163A; BR7204199D0; ATA566572A; DE2232162A1; AR193410A1; ES405088A1; JPS5717959B1; FR2146226A1; US3830716A; IT958611B; AT325744B; DE2232162C3; BE785349A; CA969507A; CH576532A5; NL7209129A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen, bei dem man die Gegenstände auf einer Fördereinrichtung durch ein Bad der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung hindurchführt, wobei man eine elektrische Ladung eines ersten Potentials an die Fördereinrichtung anlegt, um die Gegenstände aufzuladen, und eine elektrische Ladung eines zweiten Potentials an eine benachbart zu der Fördereinrichtung in dem Bad angeordnete Elektrode anlegt; sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die einen Behälter für die Aufnahme des Bades aus der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung, ein elektrisch leitendes Förderband, eine Antriebseinrichtung, die dafür sorgt, daß das Förderband mindestens teilweise in das Beschichtungsbad eintaucht, eine innerhalb des Beschichtungsbades angeordnete Elektrode und eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines ersten Potentials an die auf dem Förderband transportierten zu beschichtenden Gegenstände und zum Anlegen eines zweiten Potentials an die Elektrode umfaßt.

Verfahren und Vorrichtungen des vorgenannten Typs werden als Elektrobeschichtungs-, Elektrophoreseoder Elektrolackierungssysteme bezeichnet.

Die Prinzipien der Elektrobeschichtung haben sich aus den seit langem bekannten Prinzipien entwickelt, die bei der Elektroplattierung angewendet werden. Dabei wird der zu beschichtende Gegenstand in Bad einer speziellen Zusammensetzung eingebracht und mit einer elektrischen Ladung eines bestimmten Potentials aufgeladen. Eine in das Bad eintauchende Elektrode wird in einem davon verschiedenen Potential aufgeladen. Unter dem Einfluß dieser Ladungen wandern die Harz- und Pigmentkomponenten der Beschichtungszusammensetzung zu dem zu beschichtenden Gegenstand und werden auf dessen Oberfläche in Form eines dichten Überzugs aus gleichmäßig verteilten Einzelteilchen abgeschieden. Unter dem Einfluß einer nachfolgenden Wärmebehandlung entsteht ein zäher, an der Oberfläche fest haftender Film.

Die Elektrobeschichtung von verhältnismäßig großen Gegenständen, insbesondere Gegenständen mit einer großen Länge, ist bereit? sehr weit entwickelt. Z. B. können Autoniobilkarrosserien direkt mit einer elektri-

sehen Ladung versehen und in ein geeignetes Beschichtungsbad eingeführt werden. Es ist auch leicht, ein elektrisches Potential direkt auf beispielsweise einen Stahlblechbund aufzubringen.

Im Falle der Beschichtung von kleinen Gegenständen, wie z. B. Schrauben, Muttern und d^-l, hat sich jedoch gezeigt, daß das direkte Aufbringen einer elektrischen Ladung auf jeden einzelnen Gegenstand nicht praktikabel ist Es wurden verschiedene Anordnungen entwikkelt, mit deren Hilfe es möglich sein soll, eine elektrische Ladung auf einen auf einer Fördereinrichtung transportierten Gegenstand mittels der Fördereinrichtung aufzubringen (vgl. z. B. die US-Patentschrift 36 16 392). Gemäß einer spezifischen Ausführungsform der darin beschriebenen Vorrichtung sind zwei Becherfördereinrichtungen in einem Beschichtungsbad vorgesehen. Die elektrische Ladung wird auf die Fördereinrichtung und von da auf die in den einzelnen Bechern enthaltenen zu beschichtenden Gegenstände aufgebracht (vgl. in diesem Zusammenhang auch die US-Patentschrifi 34 20 766, in der eine Vibrationsfördereinrichtung zum Elektroplattieren beschrieben ist).

Empirische Untersuchungen mit Vibrationsfördereinrichtungen zum Elektrolackieren haben jedoch eine Reihe von schweren Nachteilen gezeigt So ist die Förderwirkung nicht positiv, d. h. die einzelnen Komponenten verbleiben für variierende Zeitspanne 1 in dem Färbebad. Außerdem hat sich eine Vorrichtung dieses Typs für den technischen Betrieb als nicht zufriedenstellend erwiesen, weil sie verhältnismäßig häufig blockiert ist. Andererseits hat die in der obengenannten US-Patentschrift 36 16 392 beschriebene Fördereinrichtung vom Becher-Typ einen komplizierten Aufbau, der zum größten Teil während beträchtlicher Zeiträume in das Färbebad eintaucht. Dies führt zu Problemen in bezug auf die Reinigung und Instandhaltung der Fördereinrichtung. Keine dieser bekannten Vorrichtungen eignet sich daher für die großtechnische Herstellung von qualitativ hochwertigen beschichteten Gegenständen.

In der belgischen Patentschrift 6 95 619 ist ein Verfahren zum elektrischen Abscheiden eines Überzugs auf einem elektrisch leitenden Gegenstand beschrieben, bei dem elektrischer Strom durch eine flüssige Beschichtungsmasse zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und einer Elektrode fließt, wobei der zu beschichtende Gegenstand auf einer Fördereinrichtung durch das Beschichtungsbad transportiert wird, mit deren Hilfe es möglich ist, den zu beschichtenden Gegenstand mit einem der Pole der elektrischen Stromquelle elektrisch zu verbinden. In der US-Patentschrift 30 94 477 ist eine Vorrichtung zum Beschichten eines Abschnittes eines elektrisch leitenden Gegenstandes durch Elektrophorese beschrieben, die einen zylindrischen Träger mit Reihen von elektrisch isolierten Erhebungen, die im Abstand voneinander auf dem Träger angeordnet sind, auf denen die zu beschichtenden Gegenstände aufliegen, einen elektrisch isolierten Trog unterhalb des Trägers, durch den diese beschichteten Gegenstände transportiert werden, wenn der Träger gedreht wird, eine Vielzahl von vertikalen Rippen innerhalb des Troges, die Abteile begrenzen, die abwechselnd die Beschichtungsmasse und eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthalten, mit deren Hilfe es möglich ist, einen elektrischen Kontakt zu den elektrisch leitenden Gegenständen herzustellen, wobei in jedem Abteil eine Elektrode angeordnet ist, umfaßt.

Aber auch mit diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es nicht möglich, eine Vielzahl von kleinen Gegenständen im Rahmen eines großtechnisch durchführbaren wirtschaftlichen Verfahrens kontinuierlich elektrisch zu beschichten.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf line Vielzahl von kleinen Gegenständen zu entwickeln, mit deren Hilfe es

ίο möglich ist, im Rahmen eines großtechnisch durchführbaren wirtschaftlichen Verfahrens innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitraums gleichmäßige, blasenfreie Überzüge gleichzeitig auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen aufzubringen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch getost werden kann, daß vor der Durchführung der elektrischen Beschichtung eine Vorbenetzung mit einer mit der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung verträglichen Vorbenetzungs-Zusammensetzung durchgeführt wird, wobei während der Durchführung der Vorbenetzung die zu beschichtenden kleinen Gegenstände relativ zueinender bewegt und nach dem Vorbenetzen im noch feuchten Zustand auf die Fördereinrichtung zum elektrischen Beschichten aufgebracht werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen, bei dem man die Gegenstände auf einer Fördereinrichtung durch ein Bad der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung hidurchtührt, wobei man eine elektrische Ladung eines ersten Potentials an die Fördereinrichtung anlegt, um die Gegenstände aufzuladen, und eine Ladung eines zweiten Potentials an eine benachbart zu der Fördereinrichtung in dem Bad angeordnete Elektrode anlegt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die zu beschichtenden Gegenstände mit einer Zusammensetzung vorbenetzt, die mit der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung verträglich ist, wobei die Gegenstände relativ zueinander bewegt werden, während sie sich im Kontakt mit der Vorbenetzungszusammensetzung befinden, und daß man die vorbenetzten Gegenstände im noch feuchten Zustand auf die Fördereinrichtung aufbringt.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Vorbenetzung mit einer mit der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung verträglichen Vorbenetzungszusammensetzung und durch das Bewegen der zu beschichtenden Gegenstände relativ zueinander während der Durchführung der Vorbenetzung wird sichergestellt, daß gleichmäßige, blasenfreie Überzüge innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitraumes durch Elektrobeschichtung im Rahmen eines einfach durchführbaren und wirtschaftlichen großtechnischen Verfahrens auf kleine Gegenstände kontinuierlich aufgebracht werden können. Dadurch, daß erfindungsgemäß eine Anreicherung der elektrischen Beschichtungszusammensetzung auf der Fördereinrichtung verhindert wird, wird stets für

bo einen vollständigen elektrischen Kontakt gesorgt und die Bildung von ungleichmäßigen Überzügen vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Anreicherung eines locker gebundenen

h5 Überzugs aus der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf der Fördereinrichtung verhindert, die vorzugsweise aus einem Material mit Rektifizierungseigenschaften besteht. Die Anreicherung des locker

gebundenen Überzugs wird vorzugsweise verhindert durch Durchführung einer Reinigung unter Polaritätsumkehr.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sorgt man dafür, daß sich die vorbenetzter] Gegenstände während des Transports durch das Beschichtungsbad nicht relativ zueinander bewegen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, die einen Behälter für die Aufnahme eines Bades einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung, ein elektrisch leitendes Förderband, eine Antriebseinrichtung, die dafür sorgt, daß das Förderband mindestens teilweise in das Beschichtungsbad eintaucht, eine innerhalb des Beschichtungsbades angeordnete Elektrode und eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines ersten Potentials an die auf dem Förderband transportierten zu beschichtenden Gegenstände und zum Anlegen eines zweiten Potentials an die Elektrode umfaßt, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Vorbenetzen der zu beschichtenden Gegenstände vor dem Aufbringen derselben auf das Förderband, eine Vibrationseinrichtung zum Bewegen der zu beschichtenden Gegenstände relativ zueinander während der Vorbenetzung und eine Einrichtung zum Aufbringen der vorbenetzten Gegenstände auf das Förderband, während die Gegenstände noch feucht sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Förderband um ein perforiertes Band aus einem Material, das eine elektrische Ladung leitet, selbst jedoch keinen Überzug aus der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung aufnimmt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Förderband aus anodisiertem Aluminium oder es ist mit Zink beschichtet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum kontinuierlichen elektrischen Reinigen des Förderbandes mit einer zweiten Elektrode, die sich in der Nähe des Förderbandes in dem Beschichtungsbad befindet, einer zweiten Gleichstromquelle mit einem positiven Pol, der über einen Schalter mit der zweiten Elektrode verbunden ist, und einem negativen Pol, der über den Schalter mit dem Förderband verbunden ist. zum Anlegen eines dritten Potentials an die Elektrode auf.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig.! ein Biock-Fließdiagramm, das allgemein die zur erfolgreichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Stufen angibt;

F i g. 2 eine seitliche Aufrißansicht eines Elektrobeschichtungsbades und des Aufbaus der Fördereinrichtung;

Fig. 3 eine Endansicht im Aufriß der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung;

F i g. 4 eine ebene Draufsicht auf die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung; und

F i g. 5 eine schematische Darstellung der elektrischen Schaltung, die zum kontinuierlichen elektrischen Beschichten von kleinen Gegenständen auf einer Fördereinrichtung und zum elektrischen Reinigen der Oberfläche der Fördereinrichtung erforderlich ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend die verschiedenen Stufen, die zur erfolgreichen Durchführung de; erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind, näher beschrieben.

Wie oben angegeben, bezieht sich die Erfindung au die Elektrobeschichtung einer Vielzahl von kleinen Gegenständen, z. B. Schrauben, Muttern und Bolzen Für technische Zwecke ist es erwünscht, daß die Beschichtung kontinuierlich erfolgt. In dem Kästchen 10 ist die Zuführung der zu beschichtenden kleinen

ι ο Gegenstände angegeben. Die zu beschichtenden kleinen Gegenstände werden kontinuierlich von der Zuführungsquelle 10 zu einer Vorbenetzungsstufe 12 bewegt Diese Vorbenetzung kann durch eine beliebige Einrichtung erfolgen, welche die zu beschichtenden kleinen

!5 Gegenstände kontinuierlich durch ein Bad einer Vorbenetzungszusammensetzung bewegt. Der Mechanismus zum Transportieren der kleinen Gegenstände durch die Vorbenetzungszusammensetzung sollte eine Einrichtung zum Bewegen der Teile relativ zueinander umfassen. Beispielsweise kann zur Durchführung der Vorbenetzungsstufe eine Vibrationsfördereinrichtung verwendet werden, wie sie in der obengenannten US-Patentschrift 34 20 766 beschrieben ist. Die Vorbenetzungszusammensetzung muß mit der als Elektrobe-

2> schichtungsbad verwendeten Zusammensetzung verträglich sein. Natürlich können für die Vorbenetzung und die Elektrobeschichtung auch identische Zusammensetzungen verwendet werden. Es wird als wesentlich angesehen, daß die Vorbenetzung und die

jo Elektrobeschichtung in Zusammensetzungen durchgeführt werden, die im wesentlichen den gleichen Träger (Verdünnungsmittel) enthalten. D. h. mit anderen Worten, bei Verwendung einer wäßrig-organischen Elektrolackierungslösung kann die Vorbenetzung mit

3) einer anderen wäßrig-organischen Elektrolackierungslösung oder sogar mit Wasser durchgeführt werden.

Nach der Vorbenetzungsstufe 12 werden die kleinen Gegenstände in das Elektrobeschichtungsbad 14 transportiert. Wie nachfolgend näher erläutert, umfaßt das

■40 mit der Ziffer 14 angegebene Bad eine Fördereinrichtung, auf welche die kleinen Gegenstände gebracht werden. Die Fördereinrichtung muß durch eine saubere Oberfläche charakterisiert sein und sie muß eine elektrische Ladung auf die von ihr getragenen kleinen Gegenstände wirksam übertragen. In dem Bad 14 ist eine zweite Elektrode angeordnet; dabei wird ein Überzug auf den kleinen Gegenständen abgeschieden, wenn sie sich mit der Fördereinrichtung durch das Bad 14 hindurchbewegen. Schließlich werden die beschichteten kleinen Gegenstände aus dem Bad 14 mit Hilfe einer beliebigen geeigneten Einrichtung in die Brenn-Endstufe 16 überführt Durch Einwirkung von Wärme auf den elektrisch abgeschiedenen Überzug wird dieser in einen gleichmäßigen, fest haftenden Film umgewandelt Die Zeit, die Temperatur und andere Parameter für die Brenn-Endstufe hängen von der jeweils angewendeten Beschichtungszusammensetzung ab. Für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist das Nachbrennen erforderlich, es ist jedoch klar, daß das Brennen selbst kein wesentliches Merkmal der Erfindung darstellt

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die F i g. 2,3 und 4 der beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Befördern der zu beschich- tenden kleinen Gegenstände durch das Elektrobeschichtungsbad näher beschrieben. Der Behälter 20 eignet sich zur Aufnahme eines Vorrats für eine geeignete Elektrobeschichtungszusammensetzung. Die

normale Höhe der Beschichtungsflüssigkeit in dem Behälter ist bei 22 angedeutet. Es ist natürlich klar, daß im Falle eines kontinuierlichen technischen Betriebs zum Füllen und Wiederauffüllen der Elektrobeschichtungszusammensetzung übliche Einrichtungen verwen- > det werden und ein Ablauf vorgesehen sein kann. Diese Komponenten sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. Die Fördereinrichtung umfaßt einen Rahmen mit in einem Abstand voneinander angeordneten parallelen Seitenwandteiien 24 und 26. Diese Teile wenden durch κι die Querstreben 28,30,32 und 34 in parallelem Abstand voneinander gehalten. Die gesamte Fördereinrichtung ist somit, wie nachfolgend näher beschrieben, auf dem Rahmen befestigt und kann zur Instandhaltung und Reinigung aus dem Behälter 20 entfernt werden. Die !■> Fördereinrichtung umfaßt die Walzen 36 und 38, die rotierend zwischen den Seitenwänden 24 und 26 befestigt sind, und das endlose Förderband 40, das natürlich um die Walzen 36 und 38 herumläuft.

Es ist klar, daß bei einer technischen Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung geeignete Trägerkonstruktionen für die Walzen 36 und 38 vorgesehen sein können. Bei der dargestellten Ausführungsform dient die vollständig eingetauchte Walze 36 nur als Umlaufwalze. Sie sollte aus einem Material hergestellt 2> sein, das elektrisch isolierend ist. Die Antriebswalze 38 kann andererseits zum Übertragen oder Leiten einer elektrischen Ladung auf die von dem Förderband getragenen kleinen Gegenstände verwendet werden. In diesem Falle muß die Walze 38 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein. Es ist klar, daß eine geeignete Antriebsvorrichtung vorgesehen ist; diese Vorrichtung per se ist kein wesentlicher Teil der Erfindung und daher in der beiliegenden Zeichnung nicht dargestellt. Beispielsweise kann eine solche η Antriebsvorrichtung einen Elektromotor und einen Getriebeübersetzungsantrieb umfassen, der mit einem flexiblen Kabelantrieb an der Welle 38a, an der die Walze 38 befestigt ist, angekuppelt sein kann. Es sei darauf hingewiesen, daß die Welle 38a etwas oberhalb au des Niveaus 22 der flüssigen Zusammensetzung in dem Bad angeordnet sein kann, so daß der gesamte Antriebsmechanismus nicht der Umgebung der Flüssigkeit ausgesetzt ist.

Das Förderband 40 kann auch durch die elastische Walze 42 angetrieben werden, die natürlich in geeigneter Weise rotierend in den Seitenwänden 24 und 26 gelagert ist. Die Walze 42 wird normalerweise mittels der Federn 44 gegen das Förderband 40 und die Walze 38 gedruckt. Der Antriebsmechanismus ist dann an die Welle 42a angekuppelt. Das Förderband 40 muß zwei Hauptfunktionen erfüllen. Erstens muß es natürlich die zu beschichtenden kleinen Gegenstände durch einen Teil des Elektrobeschichtungsbades transportieren. Zweitens muß das Förderband 40, wie bereits angedeutet, eine elektrische Ladung auf die darauf befindlichen kleinen Gegenstände wirksam übertragen. Das Förderband 40 besteht daher vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material. Für einige Gegenstände ist zwar ein glattes Förderband 40 zufriedenstel- bo lend, ein mit Vertiefungen versehenes Förderband ist jedoch besser und ein perforiertes Förderband ist eindeutig das beste. Der hier verwendete Ausdruck »perforiertes Förderband« umfaßt jedes beliebige Band mit vielen in engem Abstand voneinander angeordneten as Öffnungen, wie z. B. ein gewebtes Maschensieb oder ein Lochband. Es ist klar, daß zum Leiten der elektrischen Ladung auf das Förderband 40 die verschiedensten Hilfsmittel verwendet werden können. Z. B. kann der Strom mittels Bürsten oder eines Spaltringes auf die Welle 38a oder mittels Bürsten oder dgl. direkt auf das Förderband 40 übertragen werden.

Die Elektroabscheidungsschaltung umfaßt auch eine Elektrode 46, die in dem Beschichtungsbad und in enger Nachbarschaft zu dem Wanderungsweg der von dem Förderband 40 getragenen kleinen Gegenstände angeordnet ist. Die Elektrode 46 kann aus einem flachen Blech bestehen oder die Form eines Gitters (Netzes) haben. Die Elektrode 46 kann zweckmäßig von Fingern oder Stäben getragen werden, welche in die öffnungen 48 in den Seitenwänden 24 und 26 eingreifen. Eine Vielzahl von derartigen öffnungen ermöglicht eine schnelle Justierung der Position des Gitters.

Derzeit sind die anodischen Gleichstrombeschichtungsverfahren die am höchsten entwickelten. D. h., der zu beschichtende Gegenstand wird mit einer positiven Ladung und die Elektrode 46 wird mit einer negativen Ladung versehen. Unter dem Einfluß der angelegten Ströme wandern die Harz- und Pigmentkomponenten der Beschichtungszusammensetzung in Richtung auf die Oberfläche der Gegenstände und werden dort in Form eines gleichmäßigen Überzuges abgeschieden. Kathodische Beschichtungsverfahren werden derzeit entwickelt und es ist natürlich klar, daß die hier beschriebene Vorrichtung durch Umkehr der elektrischen Anschlüsse auch leicht darauf angewendet werden kann. Dementsprechend können auch Wechselstrombeschichtungsverfahren bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendet werden. Bei jeder Beschichtung steht das Förderband 40 unter einem angelegten elektrischen Potential, das praktisch mit demjenigen der Gegenstände gleich ist, die von ihm getragen werden. Daraus folgt natürlich, daß die Harz- und Pigmentkomponenten des Beschichtungsbades erwartungsgemäß bis zu einem gewissen Grade auch auf dem Förderband selbst abgeschieden werden.

Frühere Arbeiten haben diesen Faktor als unwesentlich erachtet. Es wurde nun jedoch gefunden, daß es zur Erzielung guter Ergebnisse über längere Betriebszeiträume hinweg erforderlich ist, das Förderband 40 so sauber wie möglich zu halten. Dies ist wichtig aus zwei Gründen. Erstens führt die Anreicherung einer Beschichtung auf dem Förderband dazu, daß nach einer längeren Zeit in dem Bad diese locker festgehalten wird. Die Abscheidung eines locker gebundenen Überzugs kann den elektrischen Kontakt vollständig verhindern und führt zu ungleichmäßigen Endüberzügen. Noch wichtiger ist jedoch, daß der auf den Gegenständen elektrisch abgeschiedene Film die Neigung hat, auf dem locker gebundenen Überzug auf dem Förderband zu kleben. Wenn die beschichteten Gegenstände von dem Förderband herabgenommen werden, kann ein Teil des Überzugs auf dem Gegenstand abgestreift werden, wodurch ein blanker Fleck zurückbleibt, oder der überzogene Gegenstand zieht ein Kügelchen aus dem locker gebundenen Überzug von dem Förderband ab, was ebenfalls zu einem ungleichmäßigen Überzug führt.

Die Reinigung kann dann auf zweierlei Weise durchgeführt werden. Einerseits sind bestimmte, nun bekannte Materialien vorhanden, die eine sogenannte Rektifikationscharakteristik aufweisen, d. h. diese Materialien sind elektrisch leitfähig und übertragen eine Ladung auf einen davon getragenen Gegenstand. Gleichzeitig werden diese Materialien selbst nicht beschichtet. So können beispielsweise im Falle der anodischen Beschichtung anodisierte Al-Bänder oder

mit Zn überzogene (galvanisierte) Bänder mit Erfolg verwendet werden. Alle diese Materialien leiten in geeigneter Weise eine Ladung auf Gegenstände, die von der Oberfläche des Förderbandes getragen werden, und dennoch sind sie auch nach langen Betriebsperioden, > wie gefunden wurde, praktisch frei von Beschichtungsmaterial.

Alternativ ist es auch möglich, das Förderband kontinuierlich elektrisch zu reinigen. Der hier verwendete Ausdruck »Reinigung mit umgekehrter Polarität« bezieht sich auf dieses Verfahren. Dafür muß eine zweite Elektrode, die in der F i g. 2 mit der Ziffer 50 bezeichnet ist, vorgesehen sein. Diese Elektrode 50 kann einstellbar in den Öffnungen 52 in den Seitenwänden 24 und 26 befestigt sein und es sei darauf hingewiesen, daß sie einstellbar in Nachbarschaft zu dem unteren Teil (Band) der Fördereinrichtung 40 angeordnet ist.

Eine schematische elektrische Schaltung für die Reinigung mit umgekehrter Polarität ist in F i g. 5 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. In dieser Figur und in dem zur Erläuterung angewendeten anodischen Beschichtungsverfahren ist der negative Anschluß 74 einer ersten Gleichstromquelle 76 mit der Elektrode 46 verbunden. Der positive Anschluß 78 wird in geeigneter Weise mit der Walze 38 oder dem Förderband 40 verbunden. Eine zweite Gleichstromquelle 80 weist einen positiven Anschluß 82 auf, der über den Schalter 84 mit der Elektrode 50 verbunden ist, und der negative Anschluß 86 ist über den Schalter 84 mit der Walze 38 oder dem Förderband 40 verbunden. So ist im Falle der jo anodischen Elektrobeschichtung die Elektrode 46 negativ geladen, während die Elektrode 50 positiv geladen ist. Die Walze 38 und das Förderband 40 sind positiver geladen als die Elektrode 46. Dadurch wandern die Harz- und Pigmentkomponenten der Elektrobeschichtungszusammensetzung zu den von dem Förderband 40 getragenen kleinen Gegenständen und werden darauf abgeschieden, wemm diese unter der Elektrode 46 vorbeigeführt werden. Gleichzeitig sind die Walze 38 und das Förderband 40 weniger positiv geladen als die Elektrode 50. Daher wird das Beschichtungsmaterial, das auf dem Förderband 40 abgeschieden worden ist, wenn es unter der Elektrode 46 vorbeigeführt wird, von dem Förderband 40 auf den oberen Lauf (Band) der Fördereinrichtung übertragen, wenn es vorbeigeführt wird und geht dann entweder zurück in Lösung oder wird auf der Elektrode 50 abgeschieden. Der Schalter 84 muß natürlich geschlossen sein, um diese Reinigung mit umgekehrter Polarität zu bewirken.

Das in der Fig.5 schematisch dargestellte System bedingt ferner, daß keine gemeinsame Erdung zwischen der Stromabgabe der Quellen 76 und 80 vorliegt. Eine gemeinsame Erdung würde das System kurzschließen. Die Reinigung mit umgekehrter Polarität hat einen weiteren wesentlichen Effekt. Es ist bekannt, daß elektrisch abscheidbare Beschichtungssysteme innerhalb bestimmter Lösungscharakteristiken zufriedenstellend sind. Der pH-Wert der Lösung muß beispielsweise innerhalb eines ziemlich engen Bereiches gehalten w) werden. Wenn die Beschichtungslösung an Harz- und Pigmentkomponenten verarmt, wird sie alkalischer. Die Reinigung mit umgekehrter Polarität hat die Neigung, in dem Maße, wie das auf dem Förderband 40 abgelagerte Material wieder in Lösung gebracht wird, die Alkalinität b5 herabzusetzen, wodurch die Zeit während der der richtige pH-Wert aufrechterhalten wird, verlängert wird.

Empirische Untersuchungen haben gezeigt, daß die wichtigste Variable bezüglich der Frage der Abscheidung von Beschichtungsmaterial auf dem Förderband die Zusammensetzung des Beschichtungssystems ist. In Verbindung mit bestimmten Beschichtungszusammensetzungen oder -systemen kann die Verwendung eines perforierten Förderbandes 40 mit Rektifizieriingscharakteristiken (Gleichrichtercharakteristiken) ausreichend sein, um das Förderband ohne Reinigung mit umgekehrter Polarität in einem zufriedenstellend reinen Zustand zu halten. Desgleichen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch im Falle bestimmter Beschichlungssysteme mit einem Förderband 40, das keine Rektifizierungscharakteristiken aufweist, gut funktionieren durch Anwendung der Reinigung mit umgekehrter Polarität. In noch anderen Beschichtungssystemen können beide Systeme erforderlich sein, um über längere Betriebsperioden hinweg zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.

Aus der F i g. 2 der beiliegenden Zeichnung ist zu ersehen, daß eine Rinne 90 vorgesehen ist, durch welche die kleinen Gegenstände auf das Förderband 40 befördert werden. Wie bereits weiter oben angegeben, besteht ein wichtiger Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß es erforderlich ist, daß die zu beschichtenden kleinen Gegenstände in einer Zusammensetzung vorbenetzt werden, die mit dem Elektrobeschichtungsbad verträglich ist. Bei dieser Vorbenetzungsstufe werden die Gegenstände während der Vorbenetzung relativ zueinander bewegt. Zum Transportieren der Gegenstände aus der Vobenetzungsstufe in die Rinne 90 und von da auf das Förderband 40 kann jede übliche Fördereinrichtung verwendet werden.

Wie aus der F i g. 3 der beiliegenden Zeichnung am besten zu ersehen ist, sollte das Förderband 40 ein relativ feinmaschiges Siebmaterial sein. In der dargestellten Ausführungsform sind für die Ränder des oberen Laufs (Bandes) des Förderbandes 40 schmale Träger 92 und 94 (vgl. F i g. 4) vorgesehen. Im Falle von größeren Gegenständen, die durch die Rinne 90 zugeführt werden, kann es erforderlich sein, einen Träger vorzusehen, der sich über den gesamten Querschnitt des Bandes an dem Druckpunkt erstreckt, um die Lebensdauer des Förderbandes 40 zu erhöhen. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die Walze 38 gegenüber der Walze 36 erhöht ist und daß daher das Förderband 40 aus der Horizontalen geneigt ist. Damit befindet sich der letzte Teil des oberen Laufes des Förderbandes 40 vollständig oberhalb des normalen Niveaus des Bades 22. Dies erlaubt eine leichte Herunternähme der von dem Förderband 40 getragenen Gegenstände für die weitere Verarbeitung. In der dargestellten Ausführungsform nimmt die Gleitrinne 96 die Gegenstände von dem Förderband 40 auf und überführt sie auf einen anderen Fördermechanismus (nicht dargestellt) für die Überführung in die Brenn-Endbehandlungsstufe.

Zur Vervollständigung der Beschreibung der Erfindung werden nachfolgend Daten einer tatsächlich durchgeführten Beschichtung unter Anwendung der Erfindung angegeben. Die nachfolgenden Daten sollen die Erfindung jedoch lediglich erläutern.

Die beschichteten Gegenstände waren 0,635 cm χ 2,54 cm große galvanisierte Bolzen. Diese Gegenstände wurden zuerst durch Rotation in einer Mühle mit Aluminiümoxid-Pellets gereinigt Die Teile wurden dann abgespült und es wurde ein Umkehrüberzug aufgebracht und vorgebrannt Zur weiteren

Beschreibung der Umkehrbeschichtungs- und Vorbrennstufen wird auf die US-Patentschrift 36 16 392 Bezug genommen. Die Gegenstände wurden dann in einer mit der elektrisch abscheidbaren Lackierungslösung kompatiblen Lösung vorbenetzt und dann auf die in Fig. 2—4 dargestellte Fördereinrichtung gebracht. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die sehr kurze Zeit, die in dem Elektrobeschichtungsbad erforderlich ist, um eine vollständige Beschichtung zu gewährleisten. In der hier betrachteten tatsächlich verwendeten Vorrichtung betrug der Abstand zwischen den Walzen 36 und 38 etwa 61 cm und die Walze 38

wurde angetrieben, um das Band mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 cm/Sekunde zu bewegen. Diese Geschwindigkeit und das Niveau des Elektrobeschichtungsbades waren so, daß die Gegenstände etwa 30 Sekunden lang in das Bad eingetaucht wurden. Bei dem verwendeten Elektrobeschichtungsbad handelte es sich um einen schwarzen Anstrich (Lack) mit einem geringen Glanz. Die Endbrennstufe wurde bei einer Temperatur von etwa 316°C über einen Zeitraum von 2 Minuten durchgeführt. Die dabei enhaltenen Gegenstände wiesen einen gleichmäßigen, vollständigen Überzug einer Dicke von etwa 0,02 mm auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen, bei dem man die Gegenstände auf einer Fördereinrichtung durch ein Bad der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung hindurchführt, wobei man eine elektrische Ladung eines ersten Potentials an die Fördereinrichtung anlegt, um die Gegenstände aufzuladen, und eine elektrische Ladung eines zweiten Potentials an eine benachbart zu der Fördereinrichtung in dem Bad angeordnete Elektrode anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu beschichtenden Gegenstände mit einer Zusammensetzung vorbenetzt, die mit der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung verträglich ist, wobei die Gegenstände relativ zueinander bewegt werden, während sie sich im Kontakt mit der Vorbenetzungszusammensetzung befinden, und daß man die vorbenetzten Gegenstände im noch feuchten Zustand auf die Fördereinrichtung aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Anreicherung eines locker gebundenen Überzugs aus der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf der Fördereinrichtung verhindert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Fördereinrichtung jo aus einem Material mit Rektifizierungseigenschaften verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Anreicherung des locker gebundenen Überzugs verhindert durch Durchfüh- J5 rung einer Reinigung unter Polaritätsumkehr.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dafür sorgt, daß sich die vorbenetzten Gegenstände während des Transports durch das Beschichtungsbad nicht relativ 4» zueinander bewegen.

6. Vorrichtung zum kontinuierlichen gleichzeitigen Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung auf eine Vielzahl von kleinen Gegenständen nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, die umfaßt einen Behälter für die Aufnahme eines Bades einer elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung, ein elektrisch leitendes Förderband, eine Antriebseinrichtung, die dafür sorgt, daß das Förderband mindestens teilweise in das Beschichtungsbad eintaucht, eine innerhalb des Bescnichtungsbades angeordnete Elektrode und eine elektrische Schaltung zum Anlegen eines ersten Potentials an die auf dem Förderband transportierten zu beschichtenden Gegenstände und zum « Anlegen eines zweiten Potentials an die Elektrode, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12) zum Vorbenetzen der zu beschichtenden Gegenstände vor dem Anbringen dirselben auf das Förderband (40), eine Vibrationseinrichtung zum Bewegen der zu wi beschichtenden Gegenstände relativ zueinander während der Vorbenetzung und eine Einrichtung (90) zum Aufbringen der vorbenetzten Gegenstände auf das Förderband (40), während die Gegenstände noch feucht sind. ^h<>

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Förderband (40) um ein Derforiertes Band aus einem Material handelt, das eine elektrische Ladung leitet, selbst jedoch keinen Überzug aus der elektrisch abscheidbaren Zusammensetzung aufnimmt

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (40) aus anodisiertem Aluminium besteht oder mit Zink beschichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (50, 80, 82_ä 84, 86) zum kontinuierlichen elektrischen Reinigen des Förderbandes (40) mit einer zweiten Elektrode (50), die sich in der Nähe des Förderbandes in dem Beschichtungsbad befindet, einer zweiten Gleichstromquelle mit einem positiven Pol (82), der über einen Schalter (84) mit der zweiten Elektrode (50) verbunden ist, und einem negativen Pol (86), der über den Schalter (84) mit dem Förderband (40) verbunden ist, zum Anlegen eines dritten Potentials an die Elektrode (50).