DE4011320C2 - Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreßter oder geschnittener Metallteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreßter oder geschnittener, vorzugswei­ se plattenförmiger Metallteile.

Bei der Weiterbearbeitung scharfkantiger Metallteile nach dem Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang treten trotz geeigne­ ter Vorsichtsmaßnahmen, wie das Tragen von Handschuhen, häufig Verletzungen auf, die durch den bei der Bearbeitung des Metallteiles entstandenen Grat hervorgerufen werden. Gleichzeitig bilden die scharfen Kanten gestanzter, gepreß­ ter oder geschnittener Metallteile häufig den Ausgangspunkt einer Korrosion des Metallteiles, auch wenn dieses zusätz­ lich beispielsweise durch Feuerverzinkung oder Chromatie­ rung behandelt wurde.

Aus der DE 37 04 364 C1 ist ein Verfahren zur Schnittkanten­ behandlung von Zuschnitten aus bandlackiertem Material für Blechgehäuseteile bekannt, bei dem die sichtbaren Schnitt­ kanten mit einem durch UV-Strahlung aushärtendem Lack mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen beschichtet werden. Die Spritzdüsen werden entlang der Schnittkanten verfahren und derart positioniert und ausgerichtet, daß sie unter einem Winkel auf dem Kantenbereich der Zuschnitte gerichtet sind. Anschließend wird der aufgetragene Lack mit UV-Be­ strahlung ausgehärtet.

Dieses bekannte Verfahren zur Schnittkantenbehandlung von Zuschnitten dient ausschließlich dazu, die nach dem Zu­ schnitt ungeschützten Schnittkanten des bandlackierten Material vor Korrosion zu schützen, die das optische Ausse­ hen des Werkstückes negativ beeinflussen kann und als Ausgangspunkt einer weiteren Korrosion des Werkstückes anzusehen ist.

Dabei erweist sich das Lackieren der scharfkantigen Blech­ teile als wenig umweltverträglich, da die im Lack enthalte­ nen Lösungsmittel frei austreten und unter anderem auch die Gesundheit der Arbeiter gefährden können. Ein weiterer Nachteil des bekannten Lackierverfahrens besteht darin, daß eine lange Verweildauer der zu behandelnden Werkstücke trotz der UV-Trocknung in Kauf zu nehmen ist.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der Behandlung scharfkan­ tiger Blechteile nach diesem Verfahren besteht darin, daß der Lack vor der Trocknung und insbesondere von den schar­ fen Kanten abtropft, so daß ein nur äußerst ungenügender Kantenschutz gegeben ist.

Des weiteren sind elektrostatische Beschichtungsverfahren bekannt. So wird in der Zeitschrift Oberfläche und JOT Sonderausgabe EPS 85, S. 7-10 im Artikel "Der Schnell­ schuß" von H. Sinn ein elektrostatisches Beschichtungsver­ fahren beschrieben, bei dem zur großflächigen und gleichmä­ ßigen Beschichtung eines Werkstückes die Feldstärke durch Erdungsstäbe lokal herabgesetzt wird, da allgemein bei Anwendung elektrostatischer Beschichtungsverfahren die Abscheidung der Partikel bevorzugt an den Kanten eines Werkstückes erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreßter oder ge­ schnittener Metallteile mit einem Lack, vorzugsweise Pulver­ lack, im elektrostatischen Sprühverfahren zu schaffen, das einen wirksamen Schutz vor Schnittverletzungen bei der Weiterbearbeitung der Metallteile durch eine dichte Umhül­ lung der Schnittkanten bei kurzer Bearbeitungszeit gewähr­ leistet und das eine dauerhafte Verbindung der Umhüllung mit dem Metallteil auch nach der Beendigung der Bearbeitung für einen wirksamen Korrosionsschutz sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden für die elektrostatische Beschich­ tung mehrere vorzugsweise plattenförmige Metallteile zu einem Paket miteinander verbunden, wobei der Abstand zwi­ schen den benachbarten Metallteilen so gewählt wird, daß die gewünschte Breite des Randbereiches beschichtbar ist.

Die Verbindung der Metallteile zu einem Paket erfolgt vorzugsweise über Bolzen, die durch miteinander fluchtende Durchzüge in den Metallteilen gesteckt werden, so daß eine gleichförmige Ausrichtung sämtlicher Metallteile im Metall­ teile-Paket gewährleistet ist. Mit diesen Bolzen werden die Metallteile mittels Flügelschrauben gleichzeitig zu einem Paket für den Verarbeitungsvorgang verspannt. Diese Maßnah­ me erlaubt eine gleichmäßige Kantenbeschichtung sämtlicher Metallteile.

Eine weitere Variante der Zusammenfügung der einzelnen Metallteile zu Metallteile-Paketen ist die, daß zwischen den einzelnen Metallteilen Abstandselemente eingefügt werden und daß das Gesamtpaket mit Klammern während der Be­ schichtung zusammengehalten wird.

Den Abschluß eines jeden Metallteile-Paketes bilden schon beschichtete Metallteile gleicher Größe und gleichen Zu­ schnitts.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachte Schichtdicke beträgt 40 bis 120 µm und wird in einem oder mehreren aufeinander folgenden Bearbeitungsgängen aufge­ bracht. Die erfindungsgemäße Lösung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß das elektrostatische Feld so verteilt ist, daß die weitaus größte Feldstärke im Bereich der Schnittkanten herrscht, so daß beim elektrostatischen Pulversprühverfahren eine größere Menge des Pulverlackes aufgrund der vergrößerten elektrostatischen Anziehung die Schnittkanten umgibt und so zu einer wirksamen Abrundung der Schnittkanten beiträgt.

Die extrem kurze Bearbeitungszeit beim Auftragen des Pulver­ lackes im elektrostatischen Pulversprühverfahren ermöglicht es, diesen Verfahrensschritt unmittelbar an den Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang anzuschließen, so daß die Weiter­ bearbeitung des so behandelten Metallteiles ohne die Gefahr einer Schnittverletzung gewährleistet ist.

Die behandelten Metallteile können aus feuerverzinktem, chromatiertem oder blankem Material bestehen.

Als Pulverlack kommt jeder auf dem Markt erhältliche Pulver­ lack, also Epoxy-, Epoxy-Polyester-, Polyester- oder Polye­ ster-Polyurethan-Pulverlack in Frage.

Nach sorgfältiger Reinigung der Oberfläche des Metallteiles in den zu beschichtenden Bereichen wird das Pulver durch eine unter Spannung stehende Düse gesprüht, wobei es sich elektrisch auflädt. Das zu beschichtende Metallteil ist kalt, so daß sich das Pulver auf der Oberfläche des Metall­ teiles absetzt. Nachdem die gewünschte Schichtdicke aufge­ bracht ist, durchläuft das Metallteil einen Ofen. Dabei schmilzt das Pulver und bildet einen entsprechenden zusam­ menhängenden Film.

Pulverlacke zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie feste, lösemittelfreie Beschichtungsstoffe darstellen, so daß mit der Verarbeitung der Pulverlacke keine Umweltbeein­ trächtigungen und gesundheitliche Gefahren verbunden sind. Die Filmbildung zu den duroplastischen Überzügen erfolgt bei Temperaturen zwischen 150 bis 220°C.

Durch die Verbindung mehrerer Metallteile zu einem Paket wird nicht nur die Bearbeitungszeit für jedes einzelne Metallteil weiter verkürzt, sondern eine zusätzliche wirksa­ me Erhöhung der Feldstärke im Kantenbereich erreicht, so daß sich die elektrostatische Anziehungskraft beim Pulver­ versprühen erhöht und somit in einem einzigen Bearbeitungs­ gang eine große Schichtdicke zu erzielen ist. Infolge der Feldfreiheit im Inneren des Paketes wird gleichzeitig bewirkt, daß sich auf diesen Metallteilflächen kein Pulver niederschlägt. Es erfolgt eine optimale Materialausnutzung.

Es wird lediglich im Randbereich ein Streifen von 8 bis 10 cm beschichtet. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt damit eine Kostensenkung der Beschichtung von bis zu 60% gegen­ über sonstigen Lackierungsverfahren, eine Pulvereinsparung von 70%, sowie eine Verkürzung der Anlagendurchlaufzeit.

Neben der im wesentlichen dem Unfallschutz dienenden Be­ schichtung des Randbereiches der Metallteile wird gleichzei­ tig eine Erhöhung des Korrosionsschutzes erzielt, da die insbesondere von den Kanten ausgehende Verrostung weitge­ hend vermieden wird. Auch eine Unterwanderung einer vorher aufgetragenen Zinkschicht von der Spitze her wird wirksam verhindert.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet somit eine dichte Umhüllung von Schnitt- oder Stanzkanten unmittelbar im Anschluß an den Stanzvorgang und somit eine wirksame Herab­ setzung der Verletzungsgefahr bei der Weiterbearbeitung von Metallteilen.

Die Beschichtung der Kanten mit einem Pulverlack im elektro­ statischen Pulversprühverfahren gewährleistet darüber hinaus eine extrem kurze Bearbeitungszeit und stellt eine dauerhafte Verbindung der Umhüllung mit dem Metallteil auch nach Abschluß der Endbearbeitung der Metallteile sicher, so daß ein dauerhafter wirksamer Korrosionsschutz gewährlei­ stet ist, da die besonders korrosionsgefährdeten Schnittkan­ ten entsprechend geschützt sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles und der Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein gestanztes Metallteil mit zwei Durchzügen;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Metallteil im Randbe­ reich mit zugehöriger Feldverteilung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Metalltei­ le-Paketes;

Fig. 4 einen Schnitt durch das Metallteile-Paket gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein Metallteil, dessen äußere Umrißlinie und Durchzüge durch Stanzen, Pressen oder Schneiden hergestellt werden, wobei in Folge des Stanz-, Preß- oder Schneidvorgan­ ges eine Kante 2 mit einem entsprechenden Grat gebildet wird. Dieser Grat kann bei der weiteren Bearbeitung des Metallteiles 1 zu Schnittverletzungen, auch bei Verwendung geeigneter Arbeitsmittel, führen. Zur Herabsetzung dieser Verletzungsgefahr wird mittels elektrostatischem Pulver­ sprühverfahren erfindungsgemäß ein Randbereich 3 des Metall­ teiles 1 mit einer Pulverlackschicht ummantelt.

Nach sorgfältiger Vorbehandlung der Oberfläche, zumindest im Randbereich 3 des Metallteiles 1, wird ein geeignetes Pulver durch eine unter Spannung stehende Düse gesprüht, wobei sich das Pulver elektrisch auflädt. Das zu beschich­ tende Metallteil 1 ist kalt, so daß sich das elektrosta­ tisch aufgeladene Pulver auf der Oberfläche des Metalltei­ les 1 absetzt. Nachdem die gewünschte Schichtdicke aufge­ bracht wurde, wird das Metallteil in einen Ofen geführt. Bei einer Temperatur von 150 bis 200°C schmilzt das Pulver auf und bildet einen duroplastischen Film, der die Kante 2 im Randbereich 3 fest umhüllt. Die Schichtdicke beträgt vor­ zugsweise 80 bis 120 µm. Dabei wird jeder beim Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang entstehende Grat vollständig umhüllt.

Wie der Schnitt durch den Randbereich 3 des Metallteiles 1 mit dem eingetragenen Feldlinienverlauf gemäß Fig. 2 zeigt, tritt insbesondere an der Kante 2 eine wirksame Erhöhung der Feldstärke auf, so daß sich an dieser Stelle eine größere Schichtdicke ergibt, als im weiteren Randbe­ reich 3.

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Metallteile-Paketes 8, das aus mehreren einzelnen Metallteilen 1 besteht, die über Bolzen 9, 10 miteinander verbunden sind. Die Bolzen 9, 10 werden durch Durchzüge 5, 6 in den Metallteilen 1 wie sie in Fig. 1 gezeigt werden, gesteckt und mittels Flügelschrauben miteinander verspannt. Das so gebildete Metallteile-Paket 8 wird anschließend in eine Sprühanlage gebracht. Durch eine entsprechend ausge­ richtete Sprühpistole wird das Beschichtungspulver auf den Randbereich 3 aufgesprüht. Durch die Verbindung mehrerer Metallteile 1 zu einem Metallteile-Paket 8 wird vermieden, daß Pulver in das Innere des Metallteile-Paketes 8, das vorzugsweise aus 15 bis 20 einzelnen Metallteilen 1 zusam­ mengesetzt ist, gelangt.

Zusätzlich wird mit der Verbindung mehrerer Metallteile 1 zu einem Metallteile-Paket 8 erreicht, daß das elektrische Feld der durch den Stanz-, Preß- oder Schneidvorgang elek­ trostatisch aufgeladenen Metallteiles von der Mitte an den Rand des Metallteiles 1 verlagert wird, so daß eine erhöhte Pulverbeschichtung an den freistehenden Randbereichen 3 erreicht wird.

Da eine verstärkte Pulverbeschichtung im Randbereich 3 mit der scharfen Kante 2 erwünscht ist, wird durch die Verbin­ dung mehrerer Metallteile 1 zu einem Metallteile-Paket 8 eine Verstärkung der Schichtdicken direkt an der Kante 2 erzielt, da nicht jeder einzelne Randbereich 3 der Metall­ teile 1 elektrostatisch aufgeladen wird, sondern das gesam­ te Metallteile-Paket 8, so daß in einem einzigen Arbeits­ gang eine große Schichtdicke zur Umhüllung auch größere Grate erzielt wird.

Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, werden an der Ober- und Unterseite des Metallteile-Paketes 8 schon beschichtete Metallteile 11, 12 gleicher Größe und gleichen Zuschnitts wie die am Rand zu beschichtenden Metallteile angeordnet und über die Bolzen 9, 10 fest mit den zu beschichtenden Metallteilen verspannt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepreß­ ter oder geschnittener, vorzugsweise plattenförmiger Metallteile, durch Beschichtung der Kanten der Metalltei­ le mit einem Pulverlack im elektrostatischen Pulversprüh­ verfahren, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Metallteile (1) zu einem Metallteile-Paket (8) miteinander verbunden werden, wobei der Abstand zwischen den benachbarten Metallteilen (1) so gewählt wird, daß eine vorgegebene Breite des Randbereiches beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtungsdicke von 40-120 µm in einem oder mehreren aufeinander folgenden Bearbeitungsgängen aufge­ bracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Metallteile (1) über Abstandsele­ mente zu Metallteile-Paketen (8) gestapelt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß plattenförmige Metallteile (1) über Bolzen (9; 10) miteinander verbunden werden, die durch miteinander fluchtende Durchzüge (5; 6) der Metallteile (1) gesteckt werden und daß die plattenförmi­ gen Metallteile (1) über die Bolzen (9; 10) miteinander verspannt werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als oberstes und unterstes Metallteil (1) eines Metallteile-Paketes (8) gebrauchte Metallteile (11; 12) eingesetzt werden.