DE2633179B2 - Vorrichtung zur elektrophoretischen Beschichtung eines eine krummlinige Oberfläche aufweisenden elektrisch leitfähigen Werkstücks - Google Patents
Vorrichtung zur elektrophoretischen Beschichtung eines eine krummlinige Oberfläche aufweisenden elektrisch leitfähigen WerkstücksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrophoretischen Beschichtung einer Oberfläche eines
elektrisch leitfähigen Werkstücks mit einer um eine Achse geführten krummlinien Oberfläche, wobei die
krummlinige Oberfläche eine lineare Ausdehnung besitzt, mit einem Vorratsbehälter für elektrophoretisches
Beschichtungsmaterial, mit einer Düseneinrichtung zur Erzeugung einer geraden Strömung des
elektrophoretischen Beschichtungsmaterials auf dem eine gerade Ausdehnung aufweisenden Teil des
Werkstücks, mit einer Einrichtung, zur Zuführung des elektrophoretischen Beschichtungsmaterials aas dem
Vorratsbehälter der Düsenanordnung zur Aufladung der linearen Strömung des elektrophoretischen Beschichtungsmaterials
relativ zum Werkstück, i.nd mit einer Einrichtung zur Lagerung und Bewegung des
Werkstücks und der Düseneinrichtung nebeneinander.
Aus der DE-AS 12 61035 ist eine derartige
Verrichtung zum Aufbringen von elektrisch abscheidbaren
organischen Überzügen auf kleine Metallgegenstände bekanntgeworden, die einen Vorratsbehälter mit
einem Ausguß besitzt, in dem elektrisch isoliert ein unter Spannung stehender Draht eingesetzt ist, der als die
eine Elektrode dienL Die andere Elektrode bildet ein auf einem Förderband vorbcigcführtes Werkstück. Beim
Ausfließen des Beschichtungsmittels wird der Stromkreis geschlossen und das Werkstück beschichtet. Mit
der bekannten Vorrichtung lassen sich jedoch nur ebene Werkstücke beschichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elekkophoretischen Beschichtung, von
jo Werkstücken mit krummlinigen Oberflächen, wie z. B. Rotationskörpern, zu schaffen. Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lager- und Bewegungseinrichtung entweder das Werkstück für die
Bewegung um die Achse einspannt und gleichzeitig die
J5 Düseneinrichtung in einer Halteposition festhält, oder
die Düseneinrichtung für die Bewegung um die Achse einspannt und gleichzeitig das Werkstück in einer
Halteposition festhält.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Werkstück
die Düseneinrichtung bzw. die Düseneinrichtung des Werkstücks umkreist, um so at' finfache Weise
Werkstücke mit krummlinigen Oberflächen elektrophoretisch zu beschichten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen herausgestellt.
Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematisierte Draufsicht einer Vorrichtung zum Beschichten der Außenfläche eines
Werkstücks und zeigt einen um Zahnräder laufenden Endlosförderer, der die Werkstücke in Form von Dosen
durch Beschichtungs-, Spül- und Härtestationen trägt,
Fig. 2 ist ein geringfügig vergrößerter Teil der Draufsicht der Fig. 1 bei entferntem Dosen- und
Werkstückhalter und zeigt die Ritzel-, Dehnungs- und Kettenanordnung zum Drehen der Werkstücke während
des Beschichtens, Spülens und Härtens der Außenfläche,
Fig. 3 ist ein vergrößerter Seitenriß der Konstruk-
M) tion, die den Werkstückhalter längs des Endlosfördcrers
bewegt und dreht, wie in F i g. 2 gezeigt,
Fig.4 ist ein vergrößerter Seitenriß des Vorganges
des Beschichtens der Außenfläche eines Werkstücks und zeigt eine Einrichtung, die die Konstruktion in einen
elektrischen Stromkreis einbringt, wobei eine Düsenelektrode, eine Hilfselektrode sowie eine Drehrichtiing
zum Drehen des Werkstücks wühlend des Beschichtens gezeigt sind,
Fig. 5 ist eine Draufsicht der in Fig.4 gezeigten
Konstruktion,
F i g. 6 ist ein schematisierter Seitenriß einer Vorrichtung zum Beschichten des Inneren eines Werkstücks mit
einer isolierten Düsenelektrodeneinrichtung, mit der das Werkstück in einen elektrischen Stromkreis mit der
Düsenelektrode eingebracht wird, mit einer Einrichtung, die den Behälter oder die Düse während des
Beschichtens drehen kann, sosvie einem Vorratsbehälter für das Beschichtungsmaterial mit einer zugeordneten
Kühl-, Filter- und i umpanordnung,
F i g. 7 ist ein vergrößerter Schnitt eines Behälters entsprechend der F i g. 6 auf der Linie 7-7 der F i g. 8 mit
elektrisch geladener Beschichtungsdüse und zeigt weiterhin den Ausdehnungs'eil einer Düsenausführung
und einen Isolierring, der einen Kurzschluß der geladenen Auftragsdüse verhindert,
Fig. 8 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines Werkstücks mit einer elektrisch geladenen Beschichtungsdüse
in dessen Inneren, wobei die spezielle Düse eine Aufweitung an deren entferntem Ende, um eine
vollständigere Abdeckung des Bodens zu gewährleisten, sowie Schütze oder Durchbrüche zum gleichmäßigeren
Auftrag der Beschichtung, Isolierringe zum Vernindern
versehentlicher elektrischer Kurzschlüsse sowie eine Isoliereinrichtung zwischen der Düse und dem Vorratsbehälter
ausweist, wobei die Strömungsrichtung des elektrophoretischen Beschichtungsmaterials mit Pfeilen
angezeigt ist,
Fig.9 ist ein vergrößerter Längsschnitt einer weiteren Form einer Düse zum Beschichten des Inneren
eines Werkstücks wie bspw. einer ausgepreßten Bierdose mit gesicktem Bodenteil und zeigt eine
keilförmige Düse, die einen gleichmäßigen Auftrag des Beschichtungsmaterials auf diese Stücke im Boden des
Behälters gewährleistet, sowie eine Abdeckung der Düsenöffnung in Form eines Maschcnnetzes aus
nichtleitendem Material, die eine laminare Strömung fördert und die Blasenbildung verhindert,
Fig. 10 ist ein vergrößerter Längsschnitt des Vorgangs des Beschichtens einer Außenfläche eines sich
drehenden Werkstücks unter Verwendung einer ortsfesten
nicht geladenen Düse mit einem keilförmigen Oberteil und einer separaten Elektrode in Foim eines
leitfähigen Gitters oder Maschennetzes, weiterhin zeigt die Fig. 10 innerhalb des Werkstücks in einer
schematisierten Darstellung einen unterdruckbetätigten Werkstückhalter,
Fig. Il ist eine Endansicht auf der Linie 11-11 der
Fig. 10.
Fig. 12 ist ein vergrößerter Längsschnitt, der das Beschichten der Außenfläche eines ortsfesten Werkstücks
mittels einer rotierenden Auftragsdüse darstellt, Fig. 13 ist ein Schnitt auf der Linie 13-13 der Fig. 12,
Fig. 14 ist ein vergrößerter Längsschnitt und zeigt das Beschichten der Innenfläche eines ortsfesten
Werkstücks mittels einer rotierenden Auftragsdüse sowie einen unterdruckbetätigten Werkstückhalter zum
Ergreifen einer Außenfläche,
Fig. 15 ist ein Schnitt auf der Linie 15-15 der
F i g. 14 und
F i g. Ib ist ein vergrößerter schcmalisicrlcr Seitenriß,
der das Beschichten der Außenfläche eines konturierten Werkstücks wie bspw. eines Kfz-Rades mittels einer
ortsfesten Auftragsclüsc und/oder -elektrode mit einer der Kontur des Werkstücks angepaßten Oberflächengestaltung
sowie eine Einrichtung zum Drehen dieses Werkstücks zeigt, wodurch ein gleichmäßiger Auftrag
des Beschichtungsmaterials erreicht wird.
Die Beschichtungsanlage 10 der F i g. 1 weist eine Beschichtungskammer 11 auf, die zwei aufeinanderfolgende
Spülkainmern 12, 13 sowie eine Trockenkammer 14 speist, wobei die Kammern von den Wänden 17
getrennt sind, die jeweils öffnungen 16 für den Durchgang eines Dosenkörpers aufweisen, der in den
entsprechenden Kammern beschichtet, gespült bzw. gehärtet wird.
ίο Die Bewegung der Dose erfolgt a'if einer allgemein
kreisförmigen Bahn, die an der Eintrittsöffnung 18 in die Beschichtungskammer 11 beginnt und an der öffnung
20 der Trockenkammer 14 endet. Diese Kreisbewegung während der Behandlung wird mittels eines f.ndlosii
förderers 21 erzeugt, der vorzugsweise um die beabstandeten
Zahnräder 22 sowie ein Paar kleinerer Zwischenrollen 22 gelegt ist, die jeweils nahe dem Kingang
18 bzw. dem / usgang 20 IL-gen. Der Endlosförderer 21
kann vorzugsweise in Form einer Lagereinrichtung oder Gliederkette mit Dornen 19 vorliegen, die an der
Kette entlang beabstandet sind und den />j beschichtenden
Dosenkörper aufnehmen und dreien. Eine Hilfselektrode
— vergl. F i g. 4 — kann in der Beschichtungskammer 11 an den Dosenkörpern angeordnet sein.
j Obgleich der Förderer der F i g. 1 horizontal angeordnet dargestellt ist, lassen sich selbstverständlich auch andere Ausführungen — wie bspw. eine vertikale Anordnung — wählen.
j Obgleich der Förderer der F i g. 1 horizontal angeordnet dargestellt ist, lassen sich selbstverständlich auch andere Ausführungen — wie bspw. eine vertikale Anordnung — wählen.
Wie nun in Fig. 2 und 3 dargestellt, sind die jo Lagereinrichtung oder Dorne 19 euf einer sich
drehenden Welle 24 gelagert, auf der ein Ritzel 26 befestigt ist, das mit einer Zahnung 27 kämmt, um der
Welle 24 des Doms 19 und damit dem Dosenkörper Drehung zu erteilen. Diese Drehung der Dosenkörper
J5 erfolgt auf Grund des Umstands, daß vor dem Eintritt in die Beschichtungskammer Il die Dosenkörper in
Richtung ihrer Längsachse auf die Lagereinrichtung oder Dorne 19 aufgesetzt wurden und von diesen
getragen werden. Eine Druckplatte 23 kann am Endlosförderer 21 vorgesehen werden, die das Ritzel 26
in die Zahnung 27 drückt. Infolge der Bewegung des Endlosförderers 21 entlang der Zahnung 27 und des
Eingriffs des Ritzels in dieselbe wird den auf den Dornen 19 sitzenden Dosenkörpern bei dem Durchlauf durch
die Beschichtungskammer 11, die Spülkammern i2 und
13 eine Drehung erteilt. Die Drehgeschwindigkeit der Dorne läßt sich zwar einstellen, um sie auf die
physikalischen Eigenschaften des im Einzelfall eingesetzten Beschichtungsmaterials und die angelegte
Spannung abzustimmen. Es haben sich jedoch Drehgeschwindigkeiten im Bereich von etwa 60 bis 400 U/min,
als geeignete herausgestellt. Mit dieser Drehgeschwindigkeit kann der Dosenkörper während des Beschichtungsvorgangs
mindestens eine oder möglicherweise fast -»wc. Umdrehungen ausführen. Die Dosenkörper
lassen sich auf die Dorne 19 von Hand oder durch weitere, hier nicht gezeigte Vorrichtungen auisetzen.
Desgleichen können Vorrichlungsteile, die hier nicht besonders gezeigt sind, vorgesehen sein, um die
Dosenkörper von den Dornen 19 abzunehmen, nachdem sie durch den Ausgang an der Öffnung 20 gelaufen
sind.
Desgleichen kann eine Sternfordereniici.'h.-inik einer
aus dem Stand der Technik bekannten Art eingesetzt hi werden, um die Werkstücke durch die Beschichtungs-.
Spül- und Härtestatione-, zu führen.
Insbesondere ist in den F i g. 4 und 5 eine Ausführungsform der Erfindung zum Beschichten der Außen-
fläche durch Drehen während des Durchlaufs desselben
durch die Beschichtungskammer Il dargestellt. Während des Beschichtens wird ein Dosenkörper mittels des
Dorns 19 gedreht. Flüssiges elektrophoretisches Besehichtungsmaterial
wird der Außenfläche 40 eines Dosenkörpers durch die Auftragsdüse 29 zugeführt, die
äquidistani zum Dosenkörper angeordnet und an eine Versorgungsleitung 31 angeschlossen ist. die dieses
Bcschichtungsmaterial aus einem unter ihr liegenden Vorratsbehälter zieht. Dieser Vorratsbehälter (nicht
gezeigt) dient auch dazu, überschüssiges, von der Außenfläche 40 des Dosenkörpers abfließendes Besehichtungsmaterial
aus Ersparnisgründen wieder aufzufangen.
Diese Düse 29 kann einen Düsenarm 32 aufweisen, der über den Boden der Außenfläche des umgekehrten
Dosenkörpers reicht. Wo das eingesetzte Beschichtungsmaterial anodisch ist, ist die Welle 24 /um Drehen
des Dorns 19 mit einer konzentrischen, elektrisch
Düse 29 kathodenseitig in den Anoden-Kathoden-Strom-Kreis eingefügt ist (bei einem hier nicht
angesprochenen kathodischen Beschichtungsmateriai wird die Düse zur Anode und der zu beschichtende
Gegenstand der Kathode). Weiterhin kann gegenüber der Düse 29 eine Hiifskathode 33 vorgesehen werden,
die die Gleichmäßigkeit der Strömung und der Verteilung des elektrophoretischen Beschichtungsmaterials
verbessert. Die Düsen 29 sind mit einer Vielzahl kleiner öffnungen 30 versehen, um die Gleichmäßigkeit
der Sirömungsverteilung des Beschichtungsmaterials zu verbessern. Der Abstand zwischen diesen öffnungen 30
und der Außenfläche 40 des Dosenkörpers liegt bevorzugt im Bereich von etwa 2 ... 15 mm.
Das Abspülen des überschüssigen elektrophoretischen Materials erfolgt in den Spülkammern 12, 13, die
jeweils aus der Versorgungsleitung 37 gespeist werden, die an die Düse 36 angeschlossen ist — vergl. die
Beschreibung zur Fig. I. Das überschüssige Material kann so dem Vorratsbehälter wieder zugeführt werden.
Zum Spülen wird entionisiertes Wasser verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Spülwasser
als Permeat aus einer Feinstfilteranlage zugeführt. Das Spülwasser kann im Rahmen eines geschlossenen,
umweltfreundlichen Kreislaufs aufbereitet und erneut verwendet werden. Der beschichtete und gespülte
Dosenkörpei läuft dann durch die Härte- bzw. Trockenkammer 14 an den Heizelementen 39 vorbei,
die die gespülte Beschichtung aushärten sollen. Während des Härtens braucht der Dosenkörper nicht
gedreht zu werden. Nach dem Härten kann man die beschichteten Behälter durch automatisierte Einrichtungen
(nicht dargestellt) von den Dornen 19 abnehmen.
Die F i g. 6 bis 9 zeigen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche 50 eines
Dosenkörpers bzw. Behälters. Die Vorrichtung die allgemein mit dem Bezugszeichen 49 bezeichnet ist,
weist eine Beschichtungsdüse 51 auf, die als Zufuhrrohr für das elektrophoretische Beschichtungsmateriai und
auch als Kathode in einem Anoden-Kathoden-Kreis mit dem Behälter dient, wenn ein anodisches Beschichtungsmateriai
eingesetzt wird. Der Dosenkörper oder Behälter wird auf einer an eine Drehantriebseinheit
(nicht dargestellt) angeschlossene Dorneinrichtung in seiner Längsrichtung gelagert und drehangetrieben.
Alternativ kann der Düse 51 Drehung erteilt werden, wobei der Dosenkörper ortsfest bleibt Die Dorneinrichtung
52 kann mittels eines Kragens 53 am Behälter befestigt werden, der über der Bodenaußenfläche 54 de«
Behälters sitzt. Alternativ kann man einen durch Unterdruck betätigten Werkstückhalter einsetzen, wie
in Fig. 14 gezeigt. Die eingesetzte Spannungsversor gung 69 liefert typischerweise /wischen 50 und 350 V
Die Beschichtungsdüse 51 ist gegen den Vorratsbehältet 56 mit dem Beschichtungsmateriai mittels eines
Isolators 57 isoliert. Das Beschichlungsmaterial 58 wird der Beschichtungsdüse 51 mittels einer Pumpe 59 aus
in dem Vorratsbehälter 56 zugeführt, in dem sich die
Schnorcheleinrichtung 61 befindet. Nach dem Überfließen der Innenfläche 50 des Behälters fließt überschüssiges
Bcschichtungsmaterial in den Vorratsbehälter 5i zurück. Die Pfeile in Fig. 6 bis 9 /eigen die
ι ι Bewegungsbahn des Beschichtungsmaterials 58 aus dem
Vorratsbehälter 56 durch den Schnorchel 61, die vor der
Pumpe liegende Leitung 62 zur Pumpe 59, die auf die Pumpe folgende Leitung 63 /ur Düse 51 auf die
geladene Innenfläche 50 des Behälters und den in den Vorratsbehälter 56 rückf'icuendcn Überschuß, in einer
bevorzugten Ausführungsform können an den Vorratsbehälter 56 ein Kühler 64 und ein Filter 65
angeschlossen sein, die das Beschichtungsmateriai kühlen und filtern.
_>■> F i g. 7, 8 und 9 zeigen weitere Einzelheiten der
Gestalt, Anordnung und Bestandteile der Auftragsdüse
51. Beispielsweise weist nach Fig.8 die Düse 51 an ihrem entfernten Ende 51a einen aufgeweiteten Teil 66
auf. un ?ine vollständigere Abdeckung der inneren
in Bodenflächc 50A des Behälters zu gewährleisten. Die
Isolierringe 67 sind untereinander beabstandet entlang der Düse vorgesehen, um ein versehentliches Kurzschließen
der kathodischen Düüc 51 zum anodischen Behälter zu verhindern. Im allgemeinen ist die
3> Auftragsdüse 51 einstellbar in einem Abstand von etwa
2... 15 mm zur Behälterinnenfläche 50 angeordnet. In
Abständen entlang der Auftragsdüse sind Schlitze oder Durchbrüche 68 angeordnet, die den Auftrag des
Beschichtungsmaterials ergänzen, um die Beschichtung
au gleichmäßiger zu machen.
Die in der F i g. 9 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der Fig. 8 in der Form der Düse 51, die
keilförmig ist, um einen gleichmäßigen Auftrag des Beschichtungsmaterials 58 in den Sicken 60 am Boden
4i des Dosenkörpers — bspw. einer ausgepreßten
Bierdose — zuzulassen. Weiterhin ist ein nicht leitfähiges Maschennetz 67a vorgesehen, das die
öffnungen 68 der Düse 51 abdeckt und die Düse 51 gegen den Dosenkörper isoliert, eine laminare Strömung
fördert und ein Schäumen des Beschichtungsmaterials verhindert. Vorzugsweise ist die Düse 51
einstellbar in einer Entfernung von 2... 15 mn. zur Innenfläche 50 des Behälters angeordnet. In der
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist das offene Ende vorzugsweise aus der waagerechten leicht
nach unten geneigt, damit überschüssiges Beschichtungsmateriai in das Bad zurückfließen kann, wie mit
dem Pfeil A in F i g. 9 gezeigt.
Die in F i g. 6 bis 9 dargestellte Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche 50 eines sich drehenden
Behälters mittels einer ortsfesten Düse läßt sich mit einem Endloskettenantrieb zusammen mit dem Ritzel-
und Zahnungs-Antrieb zum Beschichten einer Außenfläche einsetzen, der zur F i g. 1 beschrieben ist Die dort
ausgeführten Grundsätze gelten auch für eine Anordnung zum Beschichten von Innenflächen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen das Beschichten der
Außenfläche 70 eines sich drehenden Werkstücks
mittels einer ortsfesten Düse 71, wobei das Prinzip dem in F i g. 4 und 5 dargestellten ähnlich ist. Die ortsfeste
und ungeladene Düse 71 hat einen keilförmigen Oberteil 72, der der Kontur der Außenfläche 70 des Werkstücks
(bei dem es sich um eine Bierdose handeln kann, wie dargestellt) entsprechend ausgestaltet ist. Die Düse
enthält die Beschichtungsöffnungen 73 an dem Werkstück, durch die das Beschichtungsmaterial zu einem
gleichmäßigen Auftrag auf das Werkstück fließt, wie mit
den Pfeilen gezeigt. Ein entsprechend gestaltetes Elektrodengitter 74 liegt zwischen der Düse 71 und dem
Werkstück, um das Beschichtungsmaterif.l mit einem elektrischen Strom zu beaufschlagen, während es von
der Düse 71 zum Werkstück fließt. Ein nichtleitendes Maschennetz bzw. Einrichtung 75 deckt das Gitter 74 ab
und verhindert versehentliche Kurzschlüsse zwischen dem Werkstück und dem Gitter 74, fördert eine
laminare Strömung und verhindert eine Blasenbildung. Das Gitter 74 weist einen keilförmigen Teil auf, der
dicht an der Außenfläche des geschlossenen Endes des zu beschichtenden Behälters angeordnet ist und dazu
dient, für eine gegebene Drehung des Werkstücks die Verweilzeit des Beschichtungsmaterials für jeden Punkt
des geschlossenen Endes der Außenfläche 76 und damit eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten. Die
F i g. 10 zeigt auch schematisch eine Saugeinrichtung /8 zum Halten der Dosen. Ein Saugnapf 80 liegt an der
Bodeninnenfläche 81 des Werkstücks an und ist mit einer Unterdruckleitung 82 verbunden. Die Saugeinrichtung
78 hält das Werkstück auch mittels einer Feder 83, die sich an die Innenseitenfläche 84 anlegt und
beide-seits durch die Federauflager 85, 85, die von der Unterdruckleitung 82 her vorstehen, gehalten wird.
Die Spannungsversorgung (Netzteil) 69 ist als an das Gitter 74 und das Werkstück angeschlossen dargestellt,
und zwar über einen Schleifring 86 mit Bürsten 87, die auf der Unterdruckleitung 82 gleiten und elektrischen
Strom über die elektrisch leitfähigen Federauflager 85, 85 und die Feder 83 zuführen. Von dort gelangt der
elektrische Strom über die Feder 83 zum Werkstück. Wie vom Pfeil R angedeutet, dreht die Saugeinrichtung
78 das Werkstück mittels einer nicht dargestellten Dreheinrichtung.
Die Fig. 12, 13 zeigen eine Vorrichtung zum Beschichten der Außenfläche 90 eines ortsfesten
Werkstücks durch Drehen einer elektrisch geladenen Auftragsdüsen-Elektrode 91. Die Auftragsdüse 91 kann
den zu beschichtenden Teil des Werkstücks vollständig umschließen, so daß während der Drehung das auf die
Fläche 90 aufströmende Beschichtungsmaterial zentrifugal auf die Außenfläche 90 gedruckt und daher nicht
verschwendet wird. Nach dem Beschichten fließt überschüssiges Beschichtungsmaterial in das Bad ab, wie
mit dem Pfeil A angedeutet
Die Strömungsöffnungen 93 sind in der Düse 91 am Ende von Kanälen 94 für das Beschichtungsmittel in
dieser dargestellt. Obgleich die öffnungen 93 nur auf einer Seite und dem halben Boden der Düse 72
vorgesehen zu sein brauchen, ist eine symmetrische Anordnung wie die in Fig. 13 aus Gründen des
Gleichgewichts während der Drehung bevorzugt
Die Kupplung 95, die Beschichtungsmaterial an die Düse 91 liefert, ist drehbar auf einem elektrisch
geladenen Versorgungsrohr % für das Beschichtungsmaterial angeordnet Eine Dreheinrichtung (nicht
dargestellt) ist an die Kupplung 95 angeschlossen und erteilt dieser sowie der Düse Sl eine Drehung, wie vom
Pfeil R angedeutet Die Spannungsversorgung in Form eines Gleichrichters 69 liefert der Düse und auch dem
Werkstück auf der Unterdruckleitung 82 der Saugeinrichtung 78 elektrischen Strom. Die Einzelheiten der
Saugeinrichtung 78 und der von diesem hergestellten elektrischen Verbindung entsprechen den oben zur
Fig. 10 beschriebenen.
Wie ebenfalls oben beschrieben, hängt die Richtung des im Einzelfall eingeprägten Stroms davon ab, ob die
Beschichtung kathodisch oder anodisch ist. Nach der
ίο Drehbeschichtung können die Düse 91 und das
Werkstück durch Entfernen eines von beiden — bspw.
mittels einer Hin- und Herbewegung — voneinander getrennt werden.
Die Fig. 14 und 15 zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Beschichten der Innenfläche
50 eines ortfesten Werkstücks mittels einer sich drehenden Auftragsdüsen-Elektrode. Die sich drehende
Auftragsdüsen-Elektrode 101, weist ein inneres Rohr 102 auf, das in einen oder mehrere Kanäle 103 für das
Beschichtungsmittel mündet. Wie durch die Pfeile angezeigt, fließt das Beschichtungsmaterial durch das
Gitter 104, das an das Netzteil 69 angeschlossen ist und ebenfalls als Elektrode arbeitet. Vorzugsweise deckt ein
nicht leitendes Maschennetz bzw. Einrichtung 105 das Gitter 104 ab, um eine versehentliche Berührung
zwischen der Düse 101 und dem Werkstück zu verhindern. Wie in der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform, kann die Düse 101 keilförmige Abschlußteile 106
aufweisen, um der Kontur eines umgebördelten Dosenbodens — bspw. einer Bierdose — näher zu
kommen und damit einen gleichmäßigeren Auftrag zu erreichen.
Die Fig. 14, 15 zeigen desgleichen schematisch den Aufbau einer elektrisch leitenden Saugeinrichiung 107.
Ein Saugnapf 108, der an eine Unterdruckleitung 109 angeschlossen ist, liegt an einem Teil der Bodenaußenfläche
110 des Werkstücks an und hält dieses fest. Eine nicht leitende konzentrisch um die Unterdruckleitung
109 herumgelegte Kragenanordnung 111 liegt an einem
-to Teil der Außenwandfläche 112 des Werkstücks an und
unterstützt die Haltewirkung des Saugnapfes 108. Eine elektrisch leitende Bodenplatte 100 befindet sich im
Halter 107 und führt dem Werkstück elektrischen Strom zu.
Die Fig. 16 zeigt die elektrophoretisch^ Beschichtung
eines Werkstücks WPm'il einer Oberfläche 113, die
eine Symmetrieachse aufweist, bspw. ein Kfz-Rad. Elektrischer Strom wird in einer Polung vom Leistungsgleichrichter 69 an die Auftragsdüse und/oder Elektrode
114, in der entgegengesetzten Polung an einen leitenden Werkstückhalter 115 und damit an das Werkstück WP
gelegt Die Düse 114 ist so gestaltet, daß sie sich jeder
Kcntur in der Oberfläche 113 des Werkstücks WP
anpaßt, so daß jede Düsenöffnung 116 unmittelbar an
der Oberfläche 113 liegt und alle Öffnungen von dieser
den gleichen Abstand haben und das Beschichtungsmaterial gleichmäßig aufgetragen wird.
Die Düse 114 läßt sich alternativ aus flexiblem leitfähigem Material für unterschiedlich konturierte
Flächen einstellbar ausführen und ist vorzugsweise leicht auf eine bestimmte Oberflächenkontur einstellbar,
indem man sie zunächst fest auf diese zu beschichtende Oberfläche aufdrückt und dann die angepaßte Düse in
einer gewählten geringen Entfernung von der Oöerfläehe
anordnet
Eine lineare Strömung 117 aus elektrophoretischem Beschichtungsmateria! wird auf die Oberfläche 113 in
der gleichen Erstreckung wie deren lineare Längsab-
messung aufgebracht und zwischen der linearen Strömung 117 und der Oberfläche der Werkstücks wird
eine Relativbewegung hergestellt Diese Relativbewegung erfolgt seitlich zu der linearen Abmessung sowie in
Umfangsrichtung zu der und um die Symmetrieachse der Werkstückoberfläche 113. Obgleich eine solche
Relativbewegung sich erreichen läßt, indem man entweder das Werkstück WPoder die lineare Strömung
bewegt, ist in F.g. 16 dargestellt, wie das Werkstück WP mittels ein;s Halters 115 gedreht wird, der ebenfalls
als hin- und herbewegende Verbindungseinrichtung dienen kann, die das Werkstück nach beendetem
Beschichtungsvorgang von der Auftragsdüse trennt. Alternativ läßt die Düse 114 sich mit hier nicht
dargestellten Mitteln hin- und herbewegbar lagern.
Obgleich die gewählte lineare Ausdehnung des Werkstücks in den F i g. 1 — 9 und 11 —15 als geradlinig
und in anderen hier erläuterten Ausführungsformen als teilweise geradlinig dargestellt ist, kann eine solche
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Durchsatz für jedes zu beschichtende Werkstück getrennt ermittelt werden und variiert mit dessen
Größe und Form.
Die Beschichtungsspannung kann 50 bis 350 V betragen. Auch die bevorzugte Spannung hängt von der
Größe und der Gestalt des Werkstücks sowie von der Zusammensetzung der Beschichtung ab. Im allgemeinen
sind jedoch 150 bis 180 V zufriedenstellend.
Die Beschichtungstemperatur kann 15,55 bis 60" C
betragen; der günstigste Bereich ist 21 bis 32°C. Die Viskosität des Beschichtungsmaterials ist nicht kritisch,
gewöhnlich jedoch etwa so groß wie die des Wassers.
Der Feststoffanteil der Beschichtung kann zwischen 7 und 15% variieren, beträgt aber vorzugsweise etwa
12%.
Die Beschichtungszeit schwankt erheblich in Abhängigkeit von Faktoren wie der Spannung, der Temperatur
des Beschichtungsmittels, der Art des Substrats sowie der gewünschten Schichtdicke. Es ist jedoch
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vollständig gekrümmt sein. Wenn bspw. die gewählte lineare Ausdehnung des Werkstücks geradlinig ist, wie
bspw. bei zylindrischen Rohrteilen, kann die Düse zum Auftragen der Beschichtung in Ring- oder teilweise
Ringform relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche und entweder die Düse oder das Werkstück axial
(seitlich) zur Umfangs-(Linear-)Ausdehnung bewegt werden, um die Oberfläche vollständig zu beschichten.
In den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen kann der Abstand zwischen Kathode und Anode
zwischen 2 und 15 mm variieren, wobei der bevorzugte Abstand 4 bis 5 mm beträgt. Die Drehgeschwindigkeit
des Werkstücks oder der Elektrode kann im Bereich von 60 bis 400 U/min liegen; bevorzugt wird der Bereich
von 120 bis 240 U/min eingesetzt.
Die Strömung des Baschichtungsmaterials kann pro
Auftragsdüse 0,95 bis 18,9 l/min betragen. Ein absolutes Optimum läßt sich hier nicht angeben; vielmehr muß der
zu halten. In der Praxis wird man mit 0,1 bis 10 s arbeiten, wobei Zeiten von 0,3 bis 3 s gewöhnlich am
praktischsten sind.
Ein typisches Beispiel für eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Beschichten des Inneren von Aluminiumbehältern, wie in den F i g. 6—9 gezeigt, würde ausgelegt sein für das Beschichten von 300 Dosen/min bei einer Beschichtungsdauer und einer Spannung von 180 V. Die Farbtemperatur würde 27° C bis 32° C betragen, der Feststoffanteil der Farbe 12 bis 14%. Die Drehgeschwindigkeit der Dose wäre 240 U/ min, der Farbdurchsatz 2,839 l/min pro Auftragsdüse und der Abstand der Elektrode zum Behälter wäre 4 mm. Nach dem Beschichten würde die Dose gespült werden, um überschüssiges Beschichtungsmaterial zu entfernen, und in einem Ofen mit der gewünschten Temperatur gebrannt werden, um die Beschichtung auszuhärten.
Ein typisches Beispiel für eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Beschichten des Inneren von Aluminiumbehältern, wie in den F i g. 6—9 gezeigt, würde ausgelegt sein für das Beschichten von 300 Dosen/min bei einer Beschichtungsdauer und einer Spannung von 180 V. Die Farbtemperatur würde 27° C bis 32° C betragen, der Feststoffanteil der Farbe 12 bis 14%. Die Drehgeschwindigkeit der Dose wäre 240 U/ min, der Farbdurchsatz 2,839 l/min pro Auftragsdüse und der Abstand der Elektrode zum Behälter wäre 4 mm. Nach dem Beschichten würde die Dose gespült werden, um überschüssiges Beschichtungsmaterial zu entfernen, und in einem Ofen mit der gewünschten Temperatur gebrannt werden, um die Beschichtung auszuhärten.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zur elektrophonischen Beschichtung einer Oberfläche eines elektrisch leitfähigen
Werkstückes mit einer um eine Achse geführten krummlinigen Oberfläche, wobei die krummlinige
Oberfläche eine lineare Ausdehnung besitzt, mit einem Vorratsbehälter für elektrophoretisches Beschichtungsmaterial,
mit einer Düseneinrichtung zur Erzeugung einer geraden Strömung des eleklrophoreiischen
Beschichtungsmaterials auf dem eine gerade Ausdehnung aufweisenden Teil des Werkstücks
mit einer Einrichtung, zur Zuführung des elektrophoretischen Beschichtungsmaterials aus
dem Vorratsbehälter der Düsenanordnung zur Aufladung der linearen Strömung des elektrophoretischen
Beschichtungsmaterials relativ zum Werkstück, und mit einer Einrichtung zur Lagerung und
Bewegung des Werkstücks und der Düseneinrichtung nebeneinander, dadurch gekennzeichnet,
daß als Lager- und Bewegungseinrichtung
entweder das Werkstück für die Bewegung um die Achse einspannt und gleichzeitig die Düseneinrichtung
in einer Halteposition festhält, oder die Düseneinrichtung für die Bewegung um die Achse
einspannt und gleichzeitig das Werkstück in einer Halteposition festhält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Lagereinrichtung (19) verbundenen
Förderer (21), der das gelagerte Werkstück transportiert und gleichzeitig um seine Achse dreht.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagereinrichtung (19) eine Saugeinrichtung (78, 10V) aufweist, die sich an eine
Oberfläche des Werkstücks anlegt und das Werkstück während des elektrophore..sehen Beschichtens
festhält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung (107) außerhalb
des Werkstücks angeordnet ist und weiterhin eine Kragenanordnung (111) aufweist, die das Werkstück
während des Beschichtens desselben zusätzlich abstützt.
5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtleitende Einrichtung (67a, 75,
105) zur Isolierung der geladenen Düseneinrichtung zwischen der Düseneinrichtung und der geladenen
Werkstückoberfläche zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse zwischen diesen angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtleitende Einrichtung ein
isolierendes Maschennetz zur Förderung einer laminaren Strömung und zur Unterdrückung einer
Blasenbildung aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düseneinrichtung ein elektrisch
leitfähiges Gitter (74,104) auf der Düseneinrichtung an der Werkstückoberfläche aufweist, das das
Beschichtungsmaterial elektrisch auflädt, während
es von der Düseneinrichtung auf die Werkstückoberfläche strömt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US59731475A | 1975-07-21 | 1975-07-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2633179A1 DE2633179A1 (de) | 1977-02-17 |
DE2633179B2 true DE2633179B2 (de) | 1979-03-08 |
DE2633179C3 DE2633179C3 (de) | 1979-10-25 |
Family
ID=24390996
Family Applications (2)
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DE19752548414 Pending DE2548414A1 (de) | 1975-07-21 | 1975-10-27 | Verfahren und vorrichtung zur elektrophoretischen beschichtung von gegenstaenden |
DE19762633179 Expired DE2633179C3 (de) | 1975-07-21 | 1976-07-21 | Vorrichtung zur elektrophoretischen Beschichtung eines eine krummlinige Oberfläche aufweisenden elektrisch leitfähigen Werkstücks |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19752548414 Pending DE2548414A1 (de) | 1975-07-21 | 1975-10-27 | Verfahren und vorrichtung zur elektrophoretischen beschichtung von gegenstaenden |
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IT (1) | IT1052220B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3938363A1 (de) * | 1989-11-16 | 1990-08-23 | Plm Berlin Dosenwerk Gmbh | Lackieren von zwei- oder dreiteiligen metallgetraenkedosen innen und aussen in zwei arbeitsgaengen durch eine ed-coat-spruehapplikation |
DE4005620A1 (de) * | 1990-02-22 | 1991-08-29 | Plm Berlin Dosenwerk Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum anodischen oder kathodischen elektrolackieren |
DE4005619A1 (de) * | 1990-02-22 | 1991-08-29 | Plm Berlin Dosenwerk Gmbh | Vorrichtung zum kathodischen elektrolackieren von gegenstaenden |
DE4239680A1 (de) * | 1992-05-21 | 1993-12-02 | Nosbuesch Dieter | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern |
Families Citing this family (2)
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DE4116643C2 (de) * | 1991-05-22 | 1994-06-09 | Klaus Joergens | Verfahren zum anodischen oder kathodischen Elektrolackieren von Band- oder Profilmaterial |
ES2068723T3 (es) * | 1992-05-21 | 1995-04-16 | Joergens Klaus | Procedimiento para el recubrimiento de cuerpos huecos y dispositivos para la realizacion del mismo. |
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1975
- 1975-10-27 DE DE19752548414 patent/DE2548414A1/de active Pending
- 1975-11-07 IT IT5210475A patent/IT1052220B/it active
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1976
- 1976-07-21 DE DE19762633179 patent/DE2633179C3/de not_active Expired
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Publication number | Publication date |
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DE2548414A1 (de) | 1977-01-27 |
DE2633179C3 (de) | 1979-10-25 |
IT1052220B (it) | 1981-06-20 |
DE2633179A1 (de) | 1977-02-17 |
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