DE4217754C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Pulverbeschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke, wobei das Werkstück induktiv erwärmt wird und wobei das Beschichtungspulver mittels einer Sprüheinrichtung auf das Werkstück aufgebracht wird.

Ein gattungsbildendes Verfahren sowie eine gattungsbildende Vorrichtung sind aus der Zeitschrift "Silikattechnik" 28 (1977), Heft 10, Seiten 310 bis 312 bekannt. Im konkreten wird dort ein Verfahren zum induktiven Emailieren beschrieben, bei dem zunächst ein Werkstück mit Emailschlicker überzogen und daran anschließend in­ duktiv getrocknet und gebrannt wird. Demnach befindet sich die thermisch zu behan­ delnde Schicht bereits auf dem Werkstück, bevor der Induktor zum Einsatz kommt. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, daß der Emailschlickerüberzug in einem separaten, der thermischen Behandlung des Werkstücks vorgeschalteten, zeitauf­ wendigen Verfahrensschritt auf das Werkstück aufgebracht wird. Der erhöhte Zeit­ aufwand ergibt sich insbesondere daraus, daß das Werkstück zum Induktor trans­ portiert werden muß. Bei einer Anwendung des bekannten Verfahrens auf andere Beschichtungspulver, bspw. auf thermo- oder duroplastischer Basis zur Erzeugung einer lackartigen Schicht, kommt das Problem der Haftung hinzu. Um nämlich eine Haftung zwischen solchen Beschichtungspulvern und der Werkstückoberfläche her­ beizuführen, ist der Einsatz sog. Haftungsvermittler, die entweder die Beschichtung selbst behindern oder im Hinblick auf die Umwelt bedenklich sind, notwendig.

Die aus der Literaturstelle bekannte Vorrichtung zur induktiven Emailierung umfaßt eine bspw. mit einem Tauchbecken ausgestattete Station, in der die Werkstücke mit Emailschlicker überzogen werden, und eine Induktionseinrichtung, in der der Email­ schlickerüberzug getrocknet und gebrannt wird. Diese Vorgänge werden im Taktver­ fahren ausgeführt. Für den Takt des Beschichtens ist eine zusätzliche Einrichtung notwendig, so daß sich die Anlage nach der gattungsbildenden Schrift dahingehend als nachteilig erweist, daß ein erhöhter apparativer Aufwand betrieben werden muß. Durch die örtliche Trennung der Beschichtungs- und der Induktionseinrichtung ent­ steht außerdem ein erhöhter Platzbedarf.

Aus I-Lack 2/92, 60. Jahrgang, Seiten 37 und 38 sind ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pulverbeschichtung bekannt, nämlich zur Pulverbeschichtung von Gußgehäusen. Auf einen Vorbehandlungsvorgang folgt ein Vorwärmen des Werkstücks in einem Temperofen. Anschließend wird das Werkstück über einen Wärmetunnel in eine Pulverkabine überführt, in der das Pulver auf das erwärmte Werkstück aufgetragen wird. Danach erfolgt der Transport des Werkstücks zu einem Brennofen, in dem das Werkstück mit dem Pulverauftrag zur Erzielung der Be­ schichtung thermisch behandelt wird. Das Verfahren gemäß "I-Lack" a. a. O. vollzieht sich also im wesentlichen in herkömmlicher Weise, indem zuerst der Pulverauftrag erfolgt und anschließend der Einbrennvorgang vorgenommen wird.

Gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik wird gemäß "I-Lack" a. a. O. das Werkstück vor dem Pulverauftrag erwärmt. Nach dem Pulverauftrag wird das Werkstück - wie üblich - zu einem Einbrennofen transportiert, in dem das aufgetra­ gene Pulver dem eigentlichen Aufschmelz- und Erweichungsprozeß unterzogen wird und so die Beschichtung des Werkstücks bewerkstelligt wird. Folglich dient die Vor­ wärmung des Werkstückes lediglich zur Verbesserung des Pulverauftrags und hat mit der Erwärmung des Werkstücks auf die Verarbeitung- bzw. Schmelz- oder Erwei­ chungstemperatur des Beschichtungspulvers nichts zu tun. Außerdem ist es bei dem bekannten Verfahren ausgeschlossen, daß das Aufsprühen des Be­ schichtungspulvers zeitgleich mit der Erwärmung des Werkstücks fortgeführt wird. Des weiteren ist hier wesentlich, daß innerhalb der Pulverkabine lediglich das Aufsprühen des Pulvers erfolgt. Folglich handelt es sich bei der Sprüheinrichtung um eine separate Bearbeitungsstation.

Aus der EP 0 003 369 A1 ist ein Verfahren zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähi­ ger Werkstücke bekannt. Dabei wird das Werkstück induktiv erwärmt und anschlie­ ßend mittels einer Sprüheinrichtung bepulvert. Bei dem bekannten Verfahren ist wesentlich, daß ein zweistufiges Aufheizen des Werkstücks erfolgt. Die erste Stufe dient dem gleichmäßigen Verlaufen des aufgebrachten Pulvers und die zweite Stufe dem Aushärten der Beschichtung. Von einer Temperatureinstellung zur Bildung einer glatten und/oder homogenen Oberflächenschicht ist nicht die Rede. Des weiteren be­ stehen der Induktor und die Sprüheinrichtung aus separaten Bauteilen.

Schließlich sind aus der WO 90/07984 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pul­ verbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke bekannt. Dabei werden die Werkstücke induktiv erwärmt und mittels einer Sprüheinrichtung bepulvert. Die Sprüheinrichtung umfaßt einen bewegbaren Sprühkopf. Der Induktor und die Sprüheinrichtung sind mit einem Rahmen zur Aufnahme des Werkstücks verbunden. Weiterhin sind Führungsmittel zum Führen des Werkstücks durch den Rahmen vor­ gesehen. Der Sprühkopf kann kreisförmig um ein Werkstück bewegt werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zum Pulverbeschichten anzugeben, wonach das zur Beschichtung die­ nende Beschichtungspulver mit einfachen Mitteln auf das zu beschichtende Werk­ stück aufbringbar ist und die Beschichtung ohne weiters auch auf der Innenseite ei­ nes Hohlkörpers, bspw. eines Rohres oder dgl. erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke, bei dem die zuvor genannte Aufgabe gelöst ist, ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Danach wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren die induktiv zu erreichende Temperatur an der Oberfläche des Werkstücks derart eingestellt, daß das Beschichtungspulver nicht nur anschmilzt, sondern auf­ grund der sich einstellenden Oberflächenspannung eine glatte bzw. homogene Ober­ fläche bildet und daß bei dem Induktor fest zugeordneter Sprüheinrichtung die zu er­ zielende Schichtdicke durch die Vorschubgeschwindigkeit des Induktors und der Sprüheinrichtung und/oder durch die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks ge­ steuert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 7. Danach ist die eingangs genannte Vorrichtung derart ausgestaltet, daß die als Sprüheinrichtung ausgeführte Beschichtungseinrichtung dem Induktor fest zuge­ ordnet ist und der Induktor an einen Wechselrichter angeschlossen ist und mit einem Wechselstrom variabler Frequenz beaufschlagbar ist.

Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß einerseits das Problem des Haftens des Beschichtungspulvers am zu beschichtenden Werkstück und anderer­ seits das Problem einer von außen auf das zu beschichtende Werkstück gerichteten Erwärmung, insbesondere im Hinblick auf sonst übliche große Industrieöfen, dadurch in quasi einem Arbeitsgang gelöst werden kann, indem nämlich das Werkstück be­ reits vor der eigentlichen Beschichtung - induktiv - aufgewärmt wird und gleich nach dem Aufwärmen - im aufgewärmten Zustand - mit dem Beschichtungspulver be­ sprüht wird. Hier ist weder ein aufwendiges Verfahren bzw. eine aufwendige Vor­ richtung zum Anhaften des Beschichtungspulvers an dem Werkstück noch ein auf­ wendiger Industrieofen zum anschließenden Anschmelzen des aufgebrachten Be­ schichtungspulvers erforderlich. Vielmehr erfolgen die zuvor unabhängigen Vorgänge des Anhaftens und Anschmelzens in quasi einem Arbeitsgang, nämlich durch induk­ tives Erwärmen und nachgeschaltetes Beschichten, wobei hier nur ein unwesentli­ cher zeitlicher Versatz zwischen Erwärmung und Beschichtung erfolgt. Beide mitein­ ander quasi verschmolzenen Arbeitsvorgänge finden an einem Ort statt, so daß ein zeitraubender und daher kostenintensiver Transport von einer Bearbeitungsstation zur anderen entfällt.

Des weiteren ist wesentlich, daß sich die zu erzielende Schichtdicke über die Vor­ schubgeschwindigkeit des Induktors und der Sprüheinrichtung einstellen läßt. Auch können die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks sowie die Aufheizge­ schwindigkeit des Induktors zur Beeinflussung des Schichtdicke herangezogen wer­ den.

Im Hinblick auf den eigentlichen Beschichtungsvorgang ist es von Vorteil, wenn das Aufsprühen des Beschichtungspulvers nach einer vorgeschalteten Erwärmungs­ phase durch den Induktor beginnt und dann mit der Erwärmung und dem Besprühen fortgeführt wird. Zur Beendigung des Beschichtungsverfahrens wird dann der Induk­ tor deaktiviert und der verbleibende Bereich vollends besprüht.

Sofern es sich bei dem zu beschichtenden Werkstück um ein längliches Teil, bei­ spielsweise um eine Welle oder gar um ein Rohr, handelt, kann dieses Werkstück während des induktiven Erwärmens und Besprühens aufgrund seiner rotationssym­ metrischen Ausgestaltung vorzugsweise über eine Einspannvorrichtung in Drehbe­ wegung um seine Längsachse verbracht werden. Folglich könnten hier der Induktor und die Sprüheinrichtung ortsfest angeordnet sein, so daß das längliche Teil bzw. das Rohr im Wirkungsbereich des Induktors und der Sprüheinrichtung dreht, um eine allseitige homogene Beschichtung zu erreichen.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn während des induktiven Erwärmens und Be­ sprühens das Werkstück relativ zu dem Induktor und der Sprüheinrichtung oder der Induktor und die Sprüheinrichtung relativ zu dem Werkstück bewegbar ist bzw. sind. Diese Relativbewegung könnte in Längsrichtung zum Werkstück erfolgen, so daß sich die durch die Einspannvorrichtung hervorgerufene Drehbewegung des Werk­ stücks und die in Rede stehende Längsbewegung entweder des Werkstückes oder des Induktors mit der Sprüheinrichtung dahingehend ergänzen könnten, daß das Werkstück, beispielsweise das Rohr, insgesamt, d. h. auf seiner gesamten Länge, wirksam beschichtet werden kann.

Gerade bei zu beschichtenden Rohren ist es von Vorteil, wenn die Induktionserwär­ mung der Rohrwandung, insbesondere über die Einstellung der Frequenz des In­ duktorstromes, derart ausgelegt ist, daß eine komplette Durchwärmung der Rohr­ wandung bis hin zur Innenwandung bzw. zur Innenfläche erfolgt, so daß das Rohr auch von innen mittels einer weiteren Sprüheinrichtung besprühbar bzw. beschicht­ bar ist. Eine solche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hätte den großen Vorteil, daß das Rohr von außen - zonal - auf induktivem Wege erwärmt wird, wobei diese Erwärmung bis in das Rohrinnere hinein reicht. Eine dem Induktor nach­ geschaltete Sprüheinrichtung könnte bei sowohl außerhalb als auch innerhalb des Rohres angeordneten Düsen das Beschichtungspulver innen wie auch außen auftra­ gen, wobei das Beschichtungspulver gleich nach Auftreffen auf die jeweiligen Flä­ chen anhaften würde.

Des weiteren wäre es denkbar, daß das Rohr sowohl von außen als auch von innen, vorzugsweise gleichzeitig, durch jeweils einen unabhängigen Induktor erwärmt und durch eine entsprechende Sprüheinrichtung besprüht bzw. beschichtet wird. Der in das Rohr einzufahrende Induktor müßte in Form einer Sonde, vorzugsweise stabför­ mig, ausgeführt sein, wobei die beiden Induktoren völlig unabhängig voneinander und auch an unterschiedlichen Stellen wirken könnten. Eine partielle Beschichtung des Rohres sowohl von außen als auch von innen ist ohne weiteres möglich.

Die bereits mit Beschichtungspulver besprühte Fläche des Werkstücks könnte in weiter vorteilhafter Weise durch den Induktor nochmals aufgeheizt werden, damit sich das zumindest bislang teilweise aufgeschmolzene Beschichtungspulver auf­ grund seiner spezifischen Oberflächenspannung im schmelzflüssigen bzw. er­ weichten Zustand an der Oberfläche glätten kann. Ein solches nochmaliges Erwär­ men könnte als Nachbehandlung verstanden werden, sofern im ersten Durchgang möglicherweise lediglich ein Anhaften des Beschichtungspulvers erreicht worden ist. Auf jeden Fall könnte beim weiteren Erwärmen eine definierte Oberflächenrauhigkeit bzw. Glätte der zu erzielenden Schicht eingestellt werden.

Beim Aufsprühen des Beschichtungspulvers auf das induktiv erwärmte Werkstück ist es stets von Vorteil, das Pulver nicht strahlförmig bzw. punktuell auf das Werkstück zu richten, sondern vielmehr das Pulver in Form eines Sprühnebels, d. h. mit einer gewissen Streubreite, auf das Werkstück zu richten. Dabei läßt es sich nicht vermei­ den, daß wesentlich mehr Pulverpartikel in Richtung des Werkstücks gesprüht wer­ den, als das Werkstück in der Lage ist aufzunehmen. Zur Vermeidung von Ver­ schmutzungen und somit einer Umweltbelastung durch das Beschichtungspulver und zur Vermeidung enormer Pulververluste und somit zur Reduzierung der Kosten ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die gesprühten und nicht an dem Werkstück angeschmolzenen Pulverteilchen über eine besondere Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Die abgesaugten Pulverteilchen könnten dann wieder der Sprüheinrichtung zum weiteren Sprühen zugeführt werden, wobei diese von der Absaugeinrichtung zunächst in einen Sammel- oder Vorratsbehälter rückgeführt und von dort aus wieder der Sprüheinrichtung zugeführt würden.

Die Frequenz des Induktors ist zur Beeinflussung der Eindringtiefe der durch den In­ duktor im Werkstück induzierten Wirbelströme vorzugsweise stufenlos einstellbar. Die Vorgabe einzelner Stufen zur Einstellung unterschiedlicher Frequenzen ist jedoch ohne weiteres möglich.

Sofern es sich bei dem zu beschichtenden Werkstück um ein längliches Werkstück, vorzugsweise um ein Rohr, handelt, könnte der Induktor so ausgestaltet sein, daß er das Werkstück zumindest teilweise mit vorzugsweise einstellbarem Abstand umgreift. Dabei sollte der Induktor so ausgestaltet sein, daß er bereits ohne Relativbewegung zwischen Werkstück und Induktor einen relativ großen Bereich des Werkstücks be­ aufschlagt. In besonders vorteilhafter Weise könnte der Induktor in etwa halbkreisförmig ausgeführt sein. Eine kreisringförmige Ausgestaltung ist zumindest dann denkbar, wenn das zu beschichtende Werkstück rohrförmig ausgeführt ist und der Induktor das Werkstück von einer freien Seite her über das Rohr verbracht wer­ den kann. Schließlich könnte der Induktor auch in etwa zangenförmig ausgeführt sein, wobei die jeweiligen Zangenteile wiederum bewegbar ausgeführt sein könnten, damit die Induktorhälften ohne Beeinflussung des zu beschichtenden Werkstücks um dieses herumgelegt und dort zum quasi kreisförmigen Induktor geschlossen werden können.

Zum sicheren Halt des zu beschichtenden Werkstückes ist es von weiterem Vorteil, wenn eine vorzugsweise zwei Aufnahmen aufweisende Einspannvorrichtung für das Werkstück vorgesehen ist. Zur Aufnahme eignen sich besonders zum Halten des Werkstücks dienende Aufnahmen, zumal dieses dann beidseitig, beispielsweise von den Stirnflächen her, gehalten werden kann.

In weiter vorteilhafter Weise ist die Einspannvorrichtung bzw. sind die Aufnahmen der Einspannvorrichtung drehangetrieben, so daß das eingespannte Werkstück in Rota­ tion verbringbar ist. Eine Rotationsbewegung des zu beschichtenden Werkstücks hat den großen Vorteil, daß dieses ohne Bewegung des Induktors und auch bereits bei beispielsweise halbkreisförmiger Ausgestaltung des Induktors allseitig erwärmt und somit beschichtet werden kann.

Zur homogenen Beschichtung der gesamten Fläche des Werkstücks könnte die Ein­ spannvorrichtung in Längsrichtung des Werkstücks verfahrbar sein, so daß in Ergän­ zung zu der Rotationsbewegung des Werkstücks dieses sowohl über den gesamten Umfang als auch über die gesamte Länge hinweg erwärmbar und danach beschicht­ bar ist. Die Anordnung der Einspannvorrichtung und somit die Einspannung des Werkstücks könnte derart realisiert sein, daß das Werkstück sich horizontal er­ streckend einspannbar ist. Eine sich vertikal erstreckende Einspannung des Werk­ stückes wäre ebenfalls denkbar, wobei dann jeweils der Induktor auf die jeweilige Orientierung bzw. Einspannung des Werkstücks sowohl in seiner Anordnung als auch in seiner Bewegungsmöglichkeit angpaßt sein müßte.

Auch wäre es denkbar, daß der Induktor längs des Werkstücks linear verfahrbar ist, so daß die Einspannvorrichtung lediglich eine Drehbewegung zur Rotation des Werk­ stücks durchführen müßte. Auch könnte sowohl der Induktor als auch das Werkstück in Längsrichtung bewegbar sein, so daß sowohl vom Induktor als auch von der Ein­ spanneinrichtung jeweils nur der halbe Verfahrweg durchzuführen wäre. Die maxi­ male Verfahrbarkeit des Induktors und der Einspanneinrichtung wäre somit wirksam verringert.

Sowohl die Bewegung des Induktors als auch die lineare Bewegung der Einspann­ vorrichtung könnte im Hinblick auf die Geschwindigkeit variabel sein, um auch da­ durch den Beschichtungsvorgang wirksam beeinflussen zu können.

Sofern es sich bei dem zu beschichtenden Werkstück um ein Rohr handelt, könnte eine weitere Sprüheinrichtung vorgesehen sein, die zum Besprühen bzw. Beschich­ ten der Innenwandung des Rohrs vorzugsweise über eine Galgen und eine Lanze oder ein Seil in das Rohr einfahrbar ist. Dabei müßte jedoch gewährleistet sein, daß die von außen erfolgende induktive Erwärmung des Rohrs derart ausgelegt ist, daß die die Wärme verursachenden Wirbelströme eine hinreichende Eindringtiefe in das Rohr aufweisen, so daß auch tatsächlich eine hinreichende Erwärmung auf der In­ nenfläche des Rohrs stattfindet. Die zweite Sprüheinrichtung könnte dann parallel zu der außen arbeitenden ersten Sprüheinrichtung die Beschichtung von innerhalb des Rohrs bewirken, wobei beide Sprüheinrichtungen in etwa auf gleicher Höhe arbeiten und sich in etwa sich mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit längs des Rohres bewe­ gen würden. Eine dabei erfolgende Drehbewegung des Rohrs würde ein allseitiges Beschichten gewährleisten.

Alternativ zu der voranstehend erörterten Ausgestaltungsmöglichkeit könnte auch ein weiterer Induktor vorgesehen sein, der zum Erwärmen der Innenwandung des Rohrs vorzugsweise über einen Galgen und eine Lanze oder ein Seil in das Rohr einfahrbar wäre. Dieser zweite Induktor könnte die Heizleistung des außen wirkenden Induktors ergänzen, so daß die Wandung insgesamt homogen erwärmt würde.

Im Hinblick auf die Anordnung der Sprüheinrichtung ist es von Vorteil, wenn diese dem Induktor nachgeordnet ist, so daß stets der in Vorschubrichtung des Induktors gesehen hinter dem Induktor liegende, induktiv erwärmte Bereich des Werkstücks mit dem Beschichtungspulver besprühbar ist, so daß dieses aufgrund der Erwärmung des Werkstücks an diesem anhaftet bzw. dort anschmilzt und sich homogen verteilt. Die Sprüheinrichtung ist dabei dem Induktor fest zugeordnet, d. h. beispiels­ weise gemeinsam mit dem Induktor auf einem Rahmen montiert. Auch hier wäre dann in Vorschubrichtung des Induktors gesehen stets der hinter dem Induktor lie­ gende, induktiv erwärmte Bereich mit dem Beschichtungspulver besprühbar, wobei eine Bewegung des Induktors stets eine identische Bewegung der Sprüheinrichtung zur Folge hat, so daß sich der möglicherweise einstellbare und dadurch stets vorge­ gebene Abstand zwischen Induktor und Sprüheinrichtung zumindest während des Beschichtens nicht ändert.

Insbesondere im Hinblick auf eine Vermeidung von Umweltbelastungen bzw. Ver­ schmutzungen sowie im Hinblick auf einen geringst möglichen Materialverbrauch des Beschichtungspulvers ist es von weiterem Vorteil, wenn der Sprüheinrichtung eine Absaugeinrichtung zugeordnet ist, die zum Absaugen der nicht an der Oberfläche des Werkstücks angeschmolzenen Pulverteilchen dient. Die Absaugeinrichtung könnte einen im wesentlichen trichterförmigen Absaugschirm aufweisen, wobei die­ ser sich zumindest teilweise um die Sprüheinrichtung herum erstrecken könnte, d. h. zumindest geringfügig um das Werkstück herum geformt bzw. gebogen sein könnte. Hier sind durchaus Absaugschirme denkbar, die den jeweiligen Formen der zu be­ schichtenden Werkstücke angepaßt sind, um ein absolut wirkungsvolles Absaugen bzw. Auffangen überschüssiger Teilchen des Beschichtungspulvers zu gewährlei­ sten.

Die Absaugeinrichtung könnte das abgesaugte Pulver in einen Sammelbehälter hin­ ein fördern. Ebenso könnte die Absaugeinrichtung mit einem Vorratsbehälter der Sprüheinrichtung strömungsverbunden sein, so daß das abgesaugte Beschichtungs­ pulver erneut und dabei direkt der Sprüheinrichtung zuführbar ist.

Schließlich könnte die Düse der Sprüheinrichtung gerade im Hinblick auf die Werk­ stückgeometrie und zur Vermeidung großer Mengen abzusaugender Beschichtungs­ pulver jeweils auf das zu beschichtende Werkstück abgestimmt sein. Dazu müßte die Düse der Sprüheinrichtung austauschbar sein, wobei über unterschiedliche Düsenformen und Vorschubgeschwindigkeiten der Sprüheinrichtung bzw. des In­ duktors wiederum die zu erzielende Schichtdicke einstellbar wäre.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 7 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer, blockmäßiger Dar­ stellung, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke mit­ tels eines Beschichtungspulvers, wobei hier ein Induktor und zwei Sprühein­ richtungen vorgesehen sind.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke, wobei es sich bei dem Werkstück um ein Rohr 1 handelt. Als Beschichtungspulver ist hier ein in der Figur nicht dargestellter Pulverlack vorgesehen, um an den Oberflächen des Rohrs 1 eine Lackschicht aufzubringen.

Ein Induktor 2 dient zum induktiven Erwärmen des Rohrs 1. Mittels einer Sprühein­ richtung 3 wird das aufgeheizte Werkstück bzw. das Rohr 1 mit dem Beschichtungspulver besprüht.

In der einzigen Figur ist des weiteren angedeutet, daß der Induktor 2 an einen Wech­ selrichter 4 angeschlossen ist. Dadurch ist der Induktor 2 mit einem Wechselstrom variabler Frequenz beaufschlagbar. Die Einstellbarkeit der Frequenz des Induktors 2 dient zur Beeinflussung der Eindringtiefe der durch den Induktor 2 am Rohr 1 indu­ zierten Wirbelströme und ist vorzugsweise stufenlos einstellbar.

In der einzigen Figur ist des weiteren angedeutet, daß der Induktor 2 das Rohr 1 teil­ weise umgreift. Der Abstand zwischen Rohr 1 und Induktor 2 ist einstellbar. Des weiteren ist der Induktor 2 in etwa halbkreisförmig ausgeführt, wobei eine kreis­ ringförmige Ausgestaltung sowie eine zangenförmige Ausgestaltung mit zwei Induk­ torteilen ohne weiteres möglich ist.

Zur Halterung des Rohrs 1 ist eine Einspannvorrichtung 5 vorgesehen, die das Rohr 1 mit zwei Aufnahmen 6, 7 hält. Die Einspannvorrichtung 5 bzw. die Aufnahmen 6, 7 der Einspannvorrichtung 5 sind drehangetrieben, so daß das eingespannte Rohr 1 durch die Einspannvorrichtung 5 in Rotation verbringbar ist. Sowohl die Einspannvor­ richtung 5 als auch der Induktor 2 können in Längsrichtung des Rohrs 1 verfahrbar sein, so daß das Rohr 1 im Verlaufe seiner gesamten Länge wirksam beschichtbar ist.

Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist die Einspannvorrichtung 5 derart an­ geordnet, daß sich das Werkstück bzw. das Rohr 1 im eingespannten Zustand verti­ kal erstreckt. Der Induktor 2 ist hier längs des Werkstücks bzw. des Rohrs 1 linear verfahrbar. Die Bewegung des Induktors 2 erfolgt mit variabler bzw. einstellbarer Ge­ schwindigkeit.

Weiterhin zeigt die einzige Figur, daß zu der Sprüheinrichtung 3 eine weitere Sprüh­ einrichtung 8 hinzukommt, die zum Besprühen bzw. Beschichten der Innenwandung des Rohrs 1 dient. Diese Sprüheinrichtung 8 ist über einen Galgen 9 und eine Lanze 10 in das Rohr 1 einfahrbar, wobei dies durch die obere Aufnahme 6 hindurch erfolgt.

Die Sprüheinrichtungen 3, 8 sind dem Induktor 2 in Vorschubrichtung des Induktors 2 gesehen nachgeordnet, so daß stets der in Vorschubrichtung des Induktors 2 gese­ hen hinter dem Induktor 2 liegende, induktiv erwärmte Bereich des Rohrs 1 mit dem Beschichtungspulver besprühbar ist. Des weiteren ist die Sprüheinrichtung 3 dem In­ duktor 2 auf einem gemeinsamen Rahmen bzw. Halter 11 fest zugeordnet, so daß die Sprüheinrichtung 3 dem Induktor 2 zwangsweise folgt.

Den Sprüheinrichtungen 3, 8 ist jeweils eine Absaugeinrichtung 12, 13 zugeordnet, die zum Absaugen der nicht an der Oberfläche des Werkstücks bzw. Rohrs 1 ange­ schmolzenen Pulverteilchen dient. Diese Absaugeinrichtungen 12, 13 weisen jeweils für sich einen im wesentlichen trichterförmigen Absaugschirm 14, 15 auf. Der Absaugschirm 14, 15 ist in Richtung des Rohrs 1 gerichtet, wobei dieser die Düse der Sprüheinrichtung 3, 8 auf der der Sprührichtung entgegensetzten Seite völlig umgibt.

Am unteren Ende des Rohrs 1 ist eine weitere Absaugeinrichtung 20 vorgesehen, die die Öffnung des Rohrs 1 insgesamt absaugt. Diese Absaugeinrichtung 20 ist der un­ teren Aufnahme 7 zugeordnet bzw. integraler Bestandteil der unteren Aufnahme 7.

Schließlich läßt die einzige Figur erkennen, daß die Absaugeinrichtungen 12, 13, 20 über Druckluftschläuche 16, 17, 21 mit einem Vorratsbehälter 18 der Sprüheinrich­ tung 3, 8 strömungsverbunden sind, so daß das abgesaugte Beschichtungspulver er­ neut den Sprüheinrichtungen 3, 8 zuführbar ist. Mittels in einem Druckbehälter 19 zur Verfügung gestellter Druckluft wird das Beschichtungspulver dann wieder den Sprüh­ einrichtungen 3, 8 über weitere Druckluftschläuche 22, 23 zugeführt.

Claims (28)

1. Verfahren zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke (1), wobei das Werkstück (1) induktiv erwärmt wird und wobei das Beschichtungspulver mittels einer Sprüheinrichtung (3) auf das Werkstück (1) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur an der Oberfläche des Werkstücks (1) derart eingestellt wird, daß das Beschichtungspulver eine glatte und/oder homogene Oberfläche bildet und daß die Schichtdicke durch die Vorschubgeschwindigkeit der Einheit aus Induktor (2) und Sprüheinrichtung (3, 8) und/oder durch die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks (1) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem beschichtenden Werkstück (1) um ein längliches Teil handelt, das während des induktiven Erwärmens und Be­ sprühens über eine Einspannvorrichtung (5) in Drehbewegung um seine Längsachse verbracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Werkstück um ein Rohr (1) handelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionserwärmung der Rohr­ wandung derart ausgelegt ist, daß eine Durchwärmung bis hin zur Innenwandung er­ folgt und daß das Rohr (1) auch von innen mittels einer weiteren Sprüheinrichtung (8) besprüht und beschichtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) sowohl von außen als auch von innen durch jeweils einen Induktor (2) erwärmt und durch eine Sprüheinrichtung (3, 8) besprüht und beschichtet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesprühten und nicht an dem Werkstück (1) angeschmolzenen Pulverteilchen über eine Absaugeinrichtung (12, 13) abgesaugt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugten Pulverteilchen wieder der Sprüheinrichtung (3, 8) zum weiteren Sprühen zugeführt werden.

7. Vorrichtung zum Pulverbeschichten elektrisch leitfähiger Werkstücke (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Sprüheinrichtung (3, 8) ausge­ führte Beschichtungseinrichtung dem Induktor (2) fest zugeordnet ist und der Induk­ tor (2) an einen Wechselrichter (4) angeschlossen ist und mit einem Wechselstrom variabler Frequenz beaufschlagbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Induktors (2) stufenlos einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 8, wobei das Werkstück (1) länglich aus­ geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) das Werkstück (1) zumin­ dest teilweise mit einstellbarem Abstand umgreift.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) in etwa halbkreisförmig ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) das Werkstück (Rohr) (1) kreisringförmig umgreift und zweiteilig ausgeführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) in etwa zangenförmig ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwei Aufnahmen (6, 7) aufweisende Einspannvorrichtung (5) für das Werkstück (1) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspann­ vorrichtung (5) und die Aufnahmen (6, 7) der Einspannvorrichtung (5) drehangetrieben ist oder sind, so daß das eingespannte Werkstück (1) in Rotation verbringbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ spannvorrichtung (5) in Längsrichtung des Werkstücks (1) verfahrbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung (5) derart angeordnet ist, daß das Werkstück (1) sich horizontal erstreckend einspannbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung (5) derart angeordnet ist, daß das Werkstück (1) sich vertikal erstreckend einspannbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) längs des Werkstücks (1) linear verfahrbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Induktors (2) mit variabler Geschwindigkeit erfolgt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei es sich bei dem Werk­ stück um ein Rohr (1) handelt, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sprühein­ richtung (8) vorgesehen ist, die zum Besprühen und Beschichten der Innenwandung des Rohrs (1) über einen Galgen (9) und eine Lanze (10) oder ein Seil in das Rohr (1) einfahrbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei es sich bei dem Werk­ stück um ein Rohr (1) handelt, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Induktor vorgesehen ist, der zum Erwärmen der Innenwandung des Rohrs (1) über einen Gal­ gen (9) und eine Lanze (10) oder ein Seil in das Rohr (1) einfahrbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprüheinrichtung (3, 8) eine Absaugeinrichtung (12, 13) zugeordnet ist, die zum Absaugen der nicht an der Oberfläche des Werkstücks (1) angeschmolzenen Pulverteilchen dient.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugein­ richtung (12, 13) einen trichterförmigen Absaugschirm (14, 15) aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaug­ schirm (14, 15) sich zumindest teilweise um die Sprüheinrichtung (3, 8) herum er­ streckt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Rohrs eine weitere Absaugeinrichtung (20) vorgesehen ist, die die Öffnung des Rohrs (1) insgesamt absaugt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugein­ richtung (20) der unteren Aufnahme (7) zugeordnet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugein­ richtung (20) integraler Bestandteil der unteren Aufnahme (7) ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtungen (12, 13, 20) mit einem Vorratsbehälter (18) der Sprüh­ einrichtung (3, 8) strömungsverbunden sind.