DE2902352A1

DE2902352A1 - Verfahren und vorrichtung zum konservieren von werkstuecken durch beschichten im tauchverfahren

Info

Publication number: DE2902352A1
Application number: DE19792902352
Authority: DE
Inventors: Karl-Hermann Ing Grad Kruse
Original assignee: B & W Transportsysteme GmbH
Current assignee: B & W Transportsysteme GmbH
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2902352B2; DE2902352C3; EP0013701A1

Description

Anitielderin: Industriewerke Transportsysteme GmbH, Wesloer Str. 112, 2400 Lübeck

Verfahren und Vorrichtung zum Konservieren von ν Werkstücken durch Beschichten im Tauchverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konservieren von Werkstücken durch Beschichten im Tauchverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. nach dem Oberbegriff der Ansprüche 3 und 6.

Bei den bisher bekannten Tauchverfahren ist nachteilig, daß das leichtfließende Beschichtungsmittel nach dem Herausführen des Werkstückes vor allem an den senkrechten Flächen nach unten abläuft, so daß unregelmäßige Beschichtungsstrukturen entstehen und vor allem ungleichmäßige Schichtstärken unvermeidlich sind. Dies kann auch nicht damit verhindert werden, daß man die Werkstücke schnell aus dem Tauchbecken herauszieht, so daß man häufig schon dazu übergegangen ist, die Werkstücke mit einer Geschwindigkeit aus dem Beschichtungsmittel zu ziehen, die kleiner ist als die Geschwindigkeit, mit der das Beschichtungsmittel am Werkstück herunterläuft. Dabei muß aber eine entsprechend lange Beschichtungszeit in Kauf genommen werden.Schließlich macht sich bei den bekannten Tauchverfahren der weitere Nachteil bemerkbar, daß das Tauchbecken jeweils so hoch mit Beschichtungsmittel ausgefüllt sein muß, daß das Werkstück insgesamt und vollständig untergetaucht werden kann. Zu diesem Zweck muß man also ent-

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sprechend viel Beschichtungsmittel auf Vorrat halten und außerdem relativ hohe Energiekosten für seine Temperierung aufwenden.

Ein anderer erheblicher Nachteil besteht darin, daß bei Werkstücken/ z.B. bei großen Behältern wie Container oder andere Großbehälter, bei denen oft taschenartige Hohlräume, Nischen, komplizierte Eckausbildungen, Hinterschneidungen oder dergleichen im Innern vorhanden sind, sich in diesen Hohlräumen Beschichtungsmittel sammelt, das nach dem Beschichtungsvorgang nicht wieder aus diesen Hohlräun^.n herausläuft. Ferner ist auch nachteilig, daß wegen dieser Hohlräume eine ausreichende Innenbeschichtung nicht in jedem Fall gewährleistet ist. Während im ersten Fall ein beträchtlicher Verlust an Beschiel· '.^n mittel zu verzeichnen ist, bedingt der zweite Fall einen mangelnden Korrosionsschutz, Im erstgenannten Fall kommt noch hinzu, daß das Beschichtungsmittel erst bei der weiteren Handhabung des Werkstückes bzw. Behälters ausläuft und so unschöne Spuren sowohl auf dem Behälter als auch auf der weiteren Behandlungsvorrichtung hinterläßt mit den sich daraus ergebenen Nachteilen.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, mit dem eine auch von den Kosten her optimale und sichere Beschichtung an und in all^n Bereichen des Werkstückes sowie eine vollständige Befreiung von überschüssigem Beschichtungsmittel möglich ist, -sowie in der Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. -

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Hinsichtlich des Verfahrens ist die Lösung der Aufgabe in dem Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.

Mit dieser Lösung ist eine optimale Beschichtung an und in allen Bereichen des Werkstückes gegeben, d.h. es ist überall eine gleichmäßige und ausreichend dicke Beschichtung vorhanden, und ferner ist dies mit weniger Kostenaufwand als bisher erreichbar, da das Volumen des Beschichtungsmittelbades wegen der geringeren Badtiefe erheblich kleiner gehalten werden kann mit den sich daraus ergebenen Vorteilen.

Ein weiterer beträchtlicher Vorteil besteht darin, daß auch, besonders im Innern eines nach außen offenen Behälters, insbesondere eines Großbehälters, vorhandene taschenartige Hoh.lra.uine, Nischen, komplizierte Ecken, Hinterschneidungen und dergleichen auf einfache Weise von Beschichtungsmittel, das sich darin gesammelt haben sollte, befreit werden können. Dies wird·durch eine zusätzlich zur Rotationsbewegung, die als Hauptbewegung anzusehen ist, durchgeführte vertikale Schrägstellung des Werkstückes erzielt, so daß das Beschichtungsmittel sicher aus den genannten Hohlräumen auslaufen kann. Im Falle einer zusätzlich gewünschten Innenbeschichtung des Werkstückes wird durch diese Schrägstellung auch eine sichere Beschichtung dieser schwer zugänglichen Stellen erzielt. Ein nachträgliches Auslaufen von Beschichtungsmittel ist somit in jedem Falle vermieden.

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Im Anspruch 3 ist eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Schutz gestellt. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus und läßt sich platzsparend aufstellen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in den anliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach der Erfindung, Figur 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Figur 1, Figur 3 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform für eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der ein zu beschichtender Container nur an einem Ende gehalten und geführt wird.

Bei der in den Figuren 1und 2 gezeigten Vorrichtung besteht die Fördereinheit für das Werkstück 1, z.B. ein Container, aus zwei parallelen und horizontalen Tragschienen 2 und 3, die auf einer nicht gezeigten Abstützung stehen, und aus einem Wagen 4, der über die angedeuteten vier Rollen 5 bzw. 6 auf den Schienen verfahrbar ist, und zwar angetrieben durch Elektromotoren 7 und 8. Mit dem Wagen 4 stehen zwei vertikale Halterungen 9, 10 mit kardanischen Gelenken 11, 12 in Verbindung, deren Drehachsen die gemeinsame Rotationsachse 18 der beiden Greifeinrichtungen 13, 14 bilden.

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Mit Hilfe eines vereinfacht dargestellten Antriebs 15 können die Halterungen 9, 10 je nach Antriebsx-ichtung nach oben oder unten vorstellt werden, um so den Container 1 relativ zu den ortsfesten Teilen der Vorrichtung anheben und absenken zu können. Dabei werden die Halterungen durch senkrechte Teile 16 geführt, die wiederr-n mit dem Wagen 4 verbunden sind.

Mit der Kardangelenkachse 12 der Greifeinrichtung 14 steht ein Elektromotor 17 über ein Getriebe in Verbindung, während die GelenkacV-se 11 der anderen Greifeinrichtung 13 frei in der dortigen Halterung verdrehbar ist. Im Betrieb wird dieser Motor 17 die Greif einrii htung 14 und damit auch den Container 1 während des Beschichtens und auch noch nachher in Umdrehung um die Rotationsachse 18 verset?· :-.n, die gleichzeitig die Längsachse des Containers ist, so daß dieser mit seinem jeweils unteren Bereich durch das Beschichtungsmittel im Tauchbecken 20 bewegt wird ^

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise. Zunächst wird der bereitstehende Container 1 von der Fördereinrichtung erfaßt, indem die beiden doppelarmigen Greifeinrich tungen 13, 14 diagonal an den Stirnseiten des Containers angesetzt werden, wobei die abgewinkelten Greifelemente 13a, 14a über die entsprechenden Ecken des Containers fassen. Zu diesem Zweck sind die Greifelemente radial zur Achse 18 beispielsweise teleskopisch verstellbar, wie durch die Pfeile angedeutet ist, und schließlich auch in der Arbeitsstellung feststellbar. Die Greifelemente weisen

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eine ausreichende axiale Länge auf, tun insbesondere beim Schrägstollen des Containers nicht von diesem abzugleiten, wie noch klar wird.

Durch Betätigung des Antriebs 15 wird der Container um ein gewisses Maß angehoben, worauf die Motore 7, 8 eingestellt werden, um den Wagen 4 mittig über das Tauchbecken 20 zu fahren. Durch entsprechend entgegengesetzten Betrieb des Antriebs 15 xvird der Container 1 so weit abgesenkt, daß er mit seiner unteren horizontalen Selte^erade in das Beschichtungsmittel 19 eintaucht (Figur 1, ausgezogene Darstellung). Sodann wird der Motor 17 eingestellt, um den Container 1 zur Durchführung der Beschichtung in Rotation um die Achse 18 zu versetzen. Bei der Konzeption der Vorrichtung ist natürlich darauf zu achten, daß der Abstand der beispielsweise mittig und längs über das Becken 20 verlaufenden Rotationsachse 18 zum Becken boden geringfügig größer sein muß als die längstmögliche radiale Erstreckung des jeweils zu beschichtenden Werkstückes bzw. Containers 1. Im übrigen kann, wenn mit der Vorrichtung taktweise gearbeitet wird, der Boden des Tauchbeckens 20 im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildet sein, wodurch erreicht wird, daß im Vergleich zu einem Becken mit rechteckigem Querschnitt entsprechend weniger Beschichtungsmittel eingefüllt zu werden braucht.

Normalerweise wird eine vollständige Umdrehung des Containers ausreichen, obwohl natürlich auch mehrere Umdrehungen möglich sind.

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Bei der Drehung wird kontinuierlich und nacheinander die gesamte Außenflache des Containers gleichmäßig beschichtet. Da meist auch .eine Beschichtung der Innenfläche gewünscht ist, wird man, falls die Stirnseiten des Behälters nicht offen sind, zum Beispiel gesonderte Eintrittsöffnungen für das Beschichtungsmittel vorsehen. Aus dem Verfahrensablauf ergibt sich, daß der jeweils aus dem Beschichtungsmittel austauchende Bereich des Containers 1 mit der Oberfläche bzw. dem Spiegel des Beschichtungsmittels 19 einen Winkel alpha einschließt, der sich im Verlauf der Rotationsbewegung periodisch ändert. Bei einem Container mit rechteckigem Querschnitt licjt dieser Winkel alpha je nach fortgeschrittener Rotation zwischen 0 Grad und 90 Grad. Durch diese unterschiedlichen Austauchwinkel läuft das Beschichtungsmittel auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von den Containerwänden in das Tauchbecken 20 zurück, was evtl. Anlaß zu ungleichmäßigen Schichtdicken geben könnte, falls das Beschichtungsmittel insoweit eine ungünstige Viskosität hat. Um dies zu vermeiden, kann die Winkelgeschwindigkeit der Rotationsbewegung in Abhängigkeit vom Winkel alpha derart gesteuert werden, daß kleineren Winkeln eine größere Winkelgeschwindigkeit und größeren Winkeln eine geringere Winkelgeschwindigkeit zugeordnet wird.

Auf diese Weise erreicht man unabhängig von verschiedenen Austauchwinkeln alpha eine über den Umfang des Containers oder sonstigen zu beschichtenden Werkstückes gleichmäßige Beschichtung, da durch die Änderung der Winkelgeschwindigkeit bewirkt wird, daß an der

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Trennlinier zwischen dem Beschichtungsmittel und der Containerwand bei großen Winkeln alpha eine längere Antrockenzeit zur Verfügung steht als bei kleineren Austauchwinkeln.

Nach so erfolgter Beschichtung wird der Container über den Antrieb 15 wieder angehoben, und zwar zweckmäßigerweise so, daß ein ggf. noch auftretendes Abtropfen des Beschichtungsmittels über eine Kante erfolgt, die später an fertigen Produkt nicht sichtbar ist. Bei Containern der gezeigten Art wird dies eine der unteren Kanten der Standfläche sein.

Um auch zu gewährleisten, daß der Überschuß an Bechichtungsmittel, welches insbesondere in Nischen, taschenartigen Hohlräumen Ecken und dergleichen im Innern des Containers gelangt ist , aber sich auch a Llgemein im Innern des Containers befindet, sicher wieder entfernt wird, wird der Container auf jeden Fall nach dem Austauchen aus dem Beschichtungsmittelbad um seine horizontale Querachse, also in vertikaler Ebene schräggestellt. Dabei rotiert der Container kontinuierlich oder intermittierend weiter, wobei die Rotationsrichtung auch gewechselt werden kann. Sollten die Halterungen oder deren Teilbereiche, weiche die Greifeinrichtungen aufweisen, nicht axial nachgiebig ausgebildet sein, ist durch die axiale Länge der Greifelemente 13a, 14a genug Spielraum gegeben, um die Schrägstellung des Containers zu ermöglichen. Die Sehragstellung wird durch, die Betätigung eines der Antriebe 15 bewirkt. Im Bedarfsfälle kann auch

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eine gegensinnige Schrägstellung· erfolgen. Dazu wird dann beispielsweise das zuerst angehobene Containerende wieder abgesenkt,ohne dabei in das Bad zu gelangen, und dann das andere angehoben.

Um beim Schrägstellen des Werkstückes oder Containers eine axiale Nachgiebigkeit in Richtung der Rotationsachse zu erhalten, kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß wenigstens eine der Halterungen 9, 10 am Wagen 4 um eine horizontale Querachse schwenkbar ausgebildet ist; oder derjenige Teilbereich derselben, der die Greifeinrichtung trägt. Zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens eine der beiden Greifeinrichtungen axial nachgiebig in der zugehörigen Halterung gelagert sein. Diese Ausführungsmöglichkeiten bieten für den Fachmann keine unzumutbaren Anforderungen, so daß hier auf eine genauere Erläuterung und Darstellung derselben verzichtet werden kann.

Nach dem vollständigen Auslaufen des überschüssigen Beschichtungsmaterials aus dem Container 1 wird dieser mit der Fördereinheit abtransportiert und schließlich abgesetzt. Nach Eisen der Greifeinrichtungen 13, 14 kann die Fördereinheit in ihre Ausgangsposition zurückkehren oder auch eine andere Position einnehmen und dort einen neuen Container aufnehmen.

Für die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit der Rotationsbewegung in Abhängigkeit vom Austauchwinkel alpha wird eine programmierte

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Steuereinheit 21 vorgesehen, die den Motor 17 in Bezug auf seine Laufdauer und Drehzahl regelt, und zwar insbesondere in Abhängigkeit von folgenden vorprogrammierbaren oder auch während des Beschichtend gewonnenen Daten, nämlich Dauer und Winkelgeschwindigkeit bzw. Winkelbeschleunigung der Rotationsbewegung, Form und augenblickliche Stellung des zu beschichtenden Teils sowie Art und Temperatur des Beschichtungsmittels. Dieser auf den Beschichtungsvorgang Einfluß nehmenden Faktoren und auch die Daten, die für einen vollautomatischen Ablauf des Verfahrens erforderlich sind, könnten auf einem Datenträger gespeichert werden. Durch einfaches Austauschen dieses Datenträgers ist es ohne lange Einstell- und Rüstzeit möglich, auf ein anderes und vorgespeichertes Programm umzustellen.

In diesem Zusammenhang wäre noch darauf hinzuweisen, daß die Daten für die jeweilige Rotationsstellung des Containers 1 über eine mit ihm drehbare Kurvenscheibe 22 abgetastet werden kann, wobei die so gewonnenen Abtastdaten in der Steuereinheit 21 zur Einleit .ig der Regelvorgänge auszuwerten sind.

Für Werkstücke bzw.Container mit kürzerer Länge kann so vorgegangen werden, daß eine Halterung, z.B„ die Halterung 9, längs des 1räg-y<s des Wagens 4 verfahrbar ausgebildet ist, so daß diese Halterung die in Figur 1 gestrichelte Stellung einnehmen kann.

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Für derartige Werkstücke ist es aber auch möglich, die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform zu verwenden. Bei dieser gelten für gleiche Teile auch gleiche Bezugsziffern. Hierbei ist nur eine Halterung vorgesehen, deren Aufbau im wesentlichen wie vorbeschrieben ist. Um aber eine Schrägstellung des Werkstückes um eine horizontale Querachse vornehmen zu können, ist die Kardangelenkachse 12 der Greifeinrichtung 14 derart ausgebildet, daß letztere auch in der gewünschten Schrägstellung festgehalten werden kann. Dies ist z.B. möglich mit einem den Achskörper 12 umfassenden Halteglied 23, das von der Kolbenstange 24 eines Zylinders 25 gehalten wird. Der Zylinder 25 ist an der Halterung 10, die durch eine zusatzli·.' e Verstärkungsrippe 26 stabilisiert ist, vertikal verfahrbar angeordnet. Bei Betätigung dieses Zylinders wird die Drehachse 18 der Greifeinrichtung 14 schräggestellt./ Ergänzend wird angeführt, daß die erwähnte Schrägstellung des Werkstückes auch schon dann vorgenommen werden kann, wenn der Beschichtungsvorgang voll im Gange ist oder wenn der Austauchvorgang des Werkstückes beginnt. Hierdurch wird neben einer guten Innenbeschichtung die Gesamtdaur c des Beschichtungsvorganges verkürzt.

Ferner ist es auch möglich, das Werkstück während seiner Rotationsbewegung im Tauchbecken 20 um seine Hochachse/ also in der horizontalen Ebene hin und her zu schwenken. Dadurch wird eine Entinis" hung des Beschichtungsmittels im Becken vermieden .■ Diese horizontale Schrägstellung des Werkstückes könnte beispielsweise durch eine

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entsprechende Ausbildung der Fördereinheit bewirkt werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß an Stelle von Containern natürlich, alle möglichen anderen Werkstücke mit dem beschriebenen Verfahren beschichtet werden können. Falls es sich hierbei um relativ kleine und leichte Werkstücke handeln sollte, bietet sich die zuletzt beschriebene Vorrichtung an. Im übrigen koiTünen als Beschichtungsmittel Konservierungsmittel und insbesondere Lackfarben, jedoch auch pulverförmige Mittel zum Beschichten von Werkstücken im Wirbelsinterverfahren zur Anwendung. Ferner sind das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung auch zum Verzinken verwendbar.

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Claims

-välte

Dr. .^o Wilcken
Dipl.-Ing. Thomas Wilcken

Dipl -Chem. Dr. Wolfgang Laufer 9902352

Sorbahn 1 _ - _ 2400 Lübeck 1 I * U I J O 4

Anmelderin: Industriewerke Transportsysteme GmbH, Wesloer Str. 112, 2400 Lübeck.

Patentansprüche

1I Verfahren zum Konservieren von Werkstücken, insbesondere solchen mit nach außen offenen Hohlräumen, durch Beschichten im Tauchverfahren, bei dem das Werkstück zu einem das Beschichtungsmittel enthaltenden Tauchbecken gefördert und in dieses abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise in das Beschichtungsmittel eingetauchte Werkstück in diesem Zustand um seine horizontal verlaufende Längsachse in Rotation versetzt wird, daß das Werkstück spätestens nach seinem Austauchen aus dem Tauchbecken um eine horizontale Querachse verstellt wird und daß es in dieser Stellung kontinuierlich oder intermittierend rotiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Werkstückes um die horizontale Querachse, bezogen auf die beiden Endbereiche des Werkstückes, gegensinnig durchgeführt wird.
3. Vorrichtung zum Konservieren von Werkstücken, insbesondere solchen mit nach außen offenen Hohlräumen, durch Beschichten im Tauchverfahren, bestehend aus einem das Beschichtungsmittel enthaltenden Tauchbecken und aus einer spurgebundenen Fördereinheit mit zwei Halterungen zur Erfassung des Werkstückes und dessen Führung durch das Tauchbecken, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach

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den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halterung (9, 10) mit einer kardanisch an ihr angelenkten, rotatior.sfähigen Greifeinrichtung (13, 14) für das Werkstück zu dessen Erfassung und Haltung an seinen sich gegenüberliegenden Enden versehen ist, daß die eine Greifeinrichtung gegenüber der ander"η in der Höhe verstellbar ist und daß beide Greifeinrichtungen mit Greifelementen (13a, 14a) solcher Länge versehen sind, daß ein Herausfallen des Werkstückes beim Schrägstellen desselben aus den Elementen verhindert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Greifeinrichtungen in der Höhe gegensinnig verstellbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch. 3 oder 4, dadurch, gekennzeichnet, daß wenigstens eine Halterung und/oder ein Teilbereich derselben und/oder wenigstens eine Greifeinrichtung in Richtung der durch die Rotation der beiden Greifeinrichtungen bestimmte Drehachse (18) axial nachgiebig gelagert ist bzw. sind.
6. Vorrichtung zum Konservieren von Werkstücken, insbesondere solrJ - :i mit nach außen offenen Hohlräumen, durch Beschichten im Tauchverfahren, bestehend aus einem das Beschichtungsmittel enthaltenden Tauchbecken und aus einer spurgebundenen Fördereinheit mit wenigstens einer Halterung zur Erfassung des Werkstückes und dessen Führung durch das Tauchbecken, insbesondere zur Durchführung des

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Verfahrens nach den Ansprüchen 5 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (10) mit einer um eine horizontale und im wesentlichen horizontale Rotationsachse antreibbaren Greifeinrichtung (14) für das Werkstück versehen ist und daß die Halterung selbst und/oder ein Teilbereich derselben und/oder die Greifeinrichtung um eine zu der erwähnten Rotationsachse querverlaufende horizontale Schwenkachse verschwenkbar und arretierbar ausgebildet ist.

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