DE4243136C1 - Verfahren zum Aufbringen eines Lacküberzugs auf ein Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufbringen eines Lacküberzuges nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Verfahren dieser Gattung wird der Lack in Form eines Sprühstrahls aufgetragen und die exakte Positionierung und scharfe Seitenbe­ grenzung des Lacküberzugs durch Abdeckelemente erreicht, die vor dem Aufspritzen des Lacks über das Werkstück gelegt und danach wieder von diesem entfernt werden. Dieses Verfahren ist umständlich, zumal die Abdeckelemente in kurzen Zeitabständen entlackt werden müssen, wenn die an die Positionierung und Seitenbegrenzung des Lacküberzugs gestellten Forderungen sicher erfüllt werden sollen. Außerdem eignet sich das bekannte Verfahren nicht für eine automatisierte Fertigung, in welcher eine rasche Umstellung auf das Lackieren unterschied­ licher Werkstücke beziehungsweise unterschiedlicher Bereiche von Werkstücken möglich sein soll.

Zum Stand der Technik zahlt ferner ein Verfahren, bei welchem eine tintenähnliche Flüssigkeit in Form eines gebündelten, durch Elektro­ denplatten lagegesteuerten Spritzstrahls zum Erzeugen eines Schrift­ bildes auf ein Werkstück aufgebracht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen von Lacküberzügen bereitzustellen, das in eine automatische Fertigung eingebunden werden kann, wobei auch unterschiedliche Werkstücke und/oder unterschiedliche Bereiche von Werkstücken einfach und ohne aufwendige Umstellarbeiten lackierbar sein sollen.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es ohne Abdeckelemente auskommt und sich daher einfach automatisieren läßt. Durch das gezielte Auf­ bringen des Lacks in Form eines scharf gebündelten Strahls wird der Lackverbrauch minimiert und eine Verschmutzung der umliegenden Be­ reiche der Arbeitsstelle sowie eine dadurch bedingte Geruchsbe­ lästigung weitgehend vermieden; so daß das erfindungsgemäße Ver­ fahren auch umweltfreundlicher als das vorstehend angeführte be­ kannte Verfahren ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine besonders gleichmäßige und homogene Oberflache des Lacküberzugs ergibt sich, wenn der Spritzstrahl und/oder das Werkstück oszil­ lierend hin- und herbewegt werden.

Die oszillierende Bewegung des Spritzstrahls kann beispielsweise durch mechanisches Bewegen der Spritzdüse beziehungsweise des Spritzkopfes hervorgerufen werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die oszil­ lierende Bewegung des Spritzstrahls dadurch erzeugt, daß ein elektrisch leitfähiger und/oder ionisierbarer Lack verwendet und der Spritzstrahl zwischen Elektrodenplatten hindurchgeführt wird, die an ein Gerät zur oszillierenden Strahlsteuerung angeschlossen sind. Durch entsprechende Programmierung des Steuergerätes kann die Be­ wegungscharakteristik auch bei feststehender Spritzdüse den Beson­ derheiten des jeweiligen Anwendungsfalles einfach angepaßt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich vorteilhaft auch zwei Komponentenlacke fertigungsgerecht verarbeiten, wobei die beiden Komponenten des Lacks gleichzeitig oder kurzzeitig aufeinan­ derfolgend jeweils auf ein- und denselben Zielpunkt beziehungsweise Zielbereich "naß in naß" aufgespritzt werden.

Um ein Verkleben der Spritzdüse zu vermeiden, wird weiter vorge­ schlagen, daß beim Werkstückwechsel ein Leerlaufstrahl des Lacks in einer Rückführeinrichtung aufgefangen wird.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Lackieren von in Achsrichtung begrenzten Abschnitten be­ ziehungsweise Ringbereichen von rotationssymmetrischen Werkstücken, beispielsweise von Einspritzventilen für Kraftfahrzeuge, deren beide Stirnbereiche eine metallisch blanke Oberfläche haben sollen. Bei relativ schmalen Ringbereichen kann der Spritzstrahl des Lacks oszillierend über die ganze axiale Breite des Ringbereichs geführt werden. Beim Aufbringen von in Achsrichtung breiten Lacküberzügen kann es zweckmäßig sein, den Oszillationshub des Spritzstrahls kleiner als die axiale Erstreckung des zu lackierenden Werkstückab­ schnitts zu bemessen und dem Werkstück einen axialen Vorschub zu erteilen. In diesem Fall kann vorteilhaft das Gerät zur oszillieren­ den Strahlsteuerung auch einen Antrieb für die Drehung und den axialen Vorschub des Werkstücks steuern.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch zum Auftragen von exakt lageorientierten und begrenzten Lackschichten auf ebenen Flächen an Werkstücken beziehungsweise Substraten ange­ wendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In der dargestellten Einrichtung wird ein Werkstück 1, nämlich ein Einspritzventil, in dem durch einen Doppelpfeil gekennzeichneten, rotationssymmetrischen Bereich 2 mit einem geschlossenen Lacküberzug versehen. Der Lack wird über eine Zuleitung 3 einem Spritzkopf 4 zugeführt in welchem der Lack elektrostatisch aufgeladen be­ ziehungsweise aufbereitet und zu einem scharf gebündelten Spritz­ strahl geformt wird. Der in der Zeichnung nicht sichtbaren Spritz­ düse des Spritzkopfes 4 liegt koaxial ein Auffangtrichter 5 gegen­ über, von dem eine Rückleitung 6 zurück zu einem Lackbehälter führt.

Zwischen dem Spritzkopf 4 und dem Auffangtrichter 5 sind zu beiden Seiten der gemeinsamen Achse 7 dieser Teile mit unterschiedlichem Abstand je eine Elektrodenplatte 8, g angeordnet, die über Leitungen 10, 11 an ein programmierbares Steuergerät 12 angeschlossen sind. Das Werkstück 1 ist in eine Vorrichtung eingespannt, die in der Zeichnung durch zwei sich koaxial gegenüberliegende Zentrier- und Spannelemente 14, 15 angedeutet ist. Die Vorrichtung ist mit einem motorischen Antrieb 16 versehen, der das eingespannte Werkstück 1 in Richtung des Pfeils 17 zu drehen und in Richtung des Doppelpfeiles 18 hin- und her zu bewegen vermag. Der Antrieb 16 wird vom Steuer­ gerät 12 synchron mit den beiden Elektrodenplatten 8, 9 in der nach­ stehend beschriebenen Weise gesteuert.

Bei einem Lackiervorgang erzeugen die beiden Elektrodenplatten 8, 9 ein elektrostatisches Feld, das einem aus dem Spritzkopf 4 aus­ tretenden Spritzstrahl 20 des Lackes aus der Achse 7 aus- und auf den zu lackierenden Bereich 2 des Werkstücks 1 hinlenkt. Dabei werden die Elektrodenplatten 8, 9 über das Steuergerät 12 derart oszillierend geschaltet, daß sich der Spritzstrahl 20 zwischen der mit einer vollen Linie gezeichneten Lage in die mit einer ge­ strichelten Linie 20a angedeuteten Lage oszillierend hin- und her­ bewegt. Gleichzeitig wird das Werkstück 1 durch den Antrieb 16 ge­ dreht und axial aus einer Anfangsstellung heraus soweit verschoben, daß der Spritzstrahl 20 den gesamten Bereich 2 des Werkstücks 1 spaltfrei überstreicht. Dabei wird bei jeder Umdrehung des Werk­ stücks 1 ein Lackstreifen 21 auf die Werkstückoberfläche aufge­ tragen, dessen Breite dem Oszillierhub des Spritzstrahls 20 ent­ spricht.

Bei dem beschriebenen Verfahren trifft der Spritzstrahl 20 mehrfach auf jeden Punkt des zu lackierenden Bereichs 2 auf, so daß sich trotz der scharfen Bündelung des Spritzstrahls 20 ein homogener Lacküberzug mit exakter Kantenbegrenzung ergibt. Während des Werk­ stückwechsels wird bei weiterer, gegebenenfalls gedrosselter Lack­ zufuhr das elektrostatische Feld zwischen den beiden Elektroden­ platten 8, 9 abgeschaltet, worauf der weiter austretende Spritz­ strahl als Leerlaufstrahl in den Auffangtrichter 5 und von dort in die Rückleitung 6 gelangt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Aufbringen eines Lacküberzugs auf ein Werkstück, der einen vorgegebenen Bereich der Werkstückoberfläche exakt mit scharfer seitlicher Begrenzung überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack in Form eines gebündelten Spritzstrahls (20) auf das Werkstück (1) aufgetragen wird, und daß durch gesteuertes Bewegen des Spritzstrahls (20) und/oder des Werkstücks (1) der Spritzstrahl (20) über den gesamten zu lackierenden Bereich (2) der Werkstück­ oberfläche geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzstrahl (20) und/oder das Werkstück (1) oszillierend hin- und herbewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitfähiger und/oder ionisierbarer Lack verwendet und der Spritzstrahl (20) zwischen Elektrodenplatten (8, 9) hindurchgeführt wird, die an ein Gerät (12) zur oszillierenden Strahlsteuerung angeschlossen sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Zweikomponentenlack verwendet wird und die beiden Komponenten "naß in naß" aufgespritzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Werkstückwechsel ein Leerlaufstrahl des Lacks in einer Rückführeinrichtung (5, 6) aufgefangen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es zum Lackieren von in Achsrichtung begrenzten Abschnitten beziehungsweise Ringbereichen (2) von rotationssymme­ trischen Werkstücken (1) verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (12) zur oszillierenden Strahlsteuerung auch einen An­ trieb (16) für die Drehung und den axialen Vorschub des Werkstücks (1) steuert.