DE4341188A1

DE4341188A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Elektrotauchlackieren von Kleinteilen und Schüttgütern mit elektrisch leitfähiger Oberfläche

Info

Publication number: DE4341188A1
Application number: DE19934341188
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Hentschel
Original assignee: HENTSCHEL MICHAEL DIPL ING FH
Current assignee: NUETRO MASCHINEN- UND ANLAGENBAU GMBH & CO. KG, 90
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2013-12-04
Also published as: DE4341188C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektro tauchlackieren mit zwei endlosen Transportbändern, wobei das erste Band im Bereich des Lackbadeinlaufes bis hin zur Umlenkung für die Beschichtung, und das zweite Band für den schonenden Transport der beschichteten Teile aus dem Lackbecken und für die Nachbehandlung zuständig ist. Aus den deutschen Offenlegungsschriften 38 43 544; 42 05 672; und 41 42 997 sind Vorrichtungen bekannt, welche ein Elektrodurchlauf-Tauchlackieren von Kleinteilen, Schrauben, Muttern, Beschlägen, auf einem als Elektrode geschalteten Bandförderer, beziehungsweise Trommelför derer, ermöglichen. Beim Lackiervorgang werden die Kon taktpunkte der zu beschichteten Teile ein oder mehrmals geändert, indem die Teile auf der Transportunterlage bewegt werden. Eine solche Änderung der Kontaktstellen beim Lackiervorgang ermöglicht einen flächendeckenden Zugang des Tauchlackes auf dem Substrat. Die Lage änderung der Teile auf der Transportunterlage läßt sich bei den bekannten Durchlauf-Tauchlackieranlagen durch Schikanen, Lageänderung der Teile gegeneinander, stoßar tiges Erschüttern, Änderung der Kontaktpunkte eines Lamellentransportbandes und Änderung der Kontaktpunkte durch Transport der Teile in einem Schneckenförderer erreichen.

Die Transportunterlagen sind aus rostfreiem Stahl, als Spiraldrahtgliedergurt mit rundem oder dreieckigen Profil, als Lamellengurt mit Erhebungen versehener Oberfläche, oder als Schneckenförderer mit pilzförmigen Kontakten ausgebildet.

Stand der Technik ist ein Durchlauf-Tauchlackieren mit anschließendem Einbrennen des Lackes in einem Einbrenn ofen, wobei die beschichteten Teile sich auf einem den Einbrenntemperaturen stabilen Transportband befinden.

Die Übergabe zwischen dem Transportband der elektro phoretischen Tauchlackierung und dem darauffolgenden Transportband für Spülstationen und dem Einbrennofen erfordert eine sensible mechanische Lösung, welche mechanische Schädigungen verhindern soll, die bei den bekannten Anlagen über eine mit Wasser beaufschlagte Rutsche, oder durch kammartiges Ineinandergreifen von Lamellenbändern mit und ohne Übergabekämme gelöst wurde.

Die Erfindung hat die verfahrenstechnische Aufgabe, ein vollständiges, umfassendes Elektrotauchlackieren mit geringstem anlagentechnischem Aufwand zu ermöglichen, wobei eine schonende Übergabe und eine geringe Lackver schleppung aus dem Tauchbecken Priorität besitzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Übergabe zwischen zwei voneinander unabhängig angetrie benen, elektrisch kontaktierten und materialspezifisch angepaßten Borsten-Transportbändern, sich im Lackbad befindet.

Das einlaufende Transportband ist der Elektrokoagulation zugeordnet. Es besteht aus faserverstärkten Kunststoff trägermaterial, mit eingeflochtenen durchkontaktierten Borsten aus rostfreiem Federstahldraht. Die Borstendich te wird weitestgehend von der Größe und der Kontur der zu lackierenden Werkstücke bestimmt. Desweiteren sind kreisförmige Durchbrüche im Trägermaterial des Trans portbandes eingebracht, welche einerseits eine gleich mäßige Durchflutung des Tauchlackes während des Beschichtungsvorganges, und anderseits ein zügiges Ab fließen des Lackes beim Austauchen aus dem Lackbad sicherstellt. Die senkrecht aus dem Transportband rausragenden Borsten besitzen unterschiedliche Höhen, so das je nach Größe und Kontur, der zu beschichteten Teile mindestens eine sichere Dreipunktauflage gewährleistet wird. Eine notwendige Kontaktpunktveränderung wird im ersten Wendepunkt erreicht. Diese Umlagerung ermöglicht die Beschichtung der Auflagepunkte, welche bis zu diesem Zeitpunkt Kontaktpunkte waren. Die Kontaktstellen, welche erfindungsgemäß einer Punktauflage gleichen und sich an Wendepunkten verändern, ermöglichen einen voll ständigen flächendeckenden Zugang des Tauchlackes an das Substrat.

Die Borstenspitzen geben dem Schüttgut einen sicheren Halt auf den Transportbändern beim Ein- und Ausfahren im Tauchbecken. Infolgedessen ist ein Ein- und Ausfahrwin kel über 15° bis 30° möglich, welcher einen entscheiden ten Einfluß auf die Minimierung des benötigten Lackvolu mens besitzt.

Die Übergabe auf das Folgeband befindet sich im hinteren Drittel im Lackbehälter. Zu diesem Zeitpunkt haftet der abgeschiedene Lack auf dem Substrat gut, hat einen hohen Feststoffgehalt, ist wasserunlöslich und hochviskos. Diese Übergabe ist vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten Teile sanft im Medium Lack auf das Nachbehandlungsband sinken. Das Nachbehandlungsband ist konstruktiv gleich dem ersten Transportband aufgebaut. Die Wendepunkte nach der Teileübernahme, sowie am Beckenauslauf, sind mit großzügigen Kurvenradien ausge legt, mit dem Ziel, die beschichtete Oberfläche der Teile nicht zu verletzen, was auch durch den Einsatz von flexiblen Borstenmaterial unterstützt wird. Das Bandträ germaterial ist bei beiden Bändern ebenfalls aus ther misch stabilen Material, wie zum Beispiel Viton oder abriebfesten Teflon. Das Lackmaterial haftet und koagu liert versuchsgemäß nicht auf dem Kunststoff und nicht auf dem Borstenmaterial des Nachbehandlungsbandes. Vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß bei Lackbadaus tritt, mittels Blasdüsen, Lack vom Band leicht entfernt und folglich ins Becken rückgeführt werden kann. Danach noch haftende Lackreste werden im Bereich der Permeat spülzone leicht entfernt. Das Nachbehandlungsband, welches beginnend im Lackbehälter, weiter durch Spül-, Einbrenn- und Kühlzone bis hin zum Abwurfbereich Funk tionen erfüllt, ist insbesondere dadurch gekennzeich net, daß es auf Grund einer nicht durchkontaktierten Federstahldrahtbeborstung, eine hohe elektrische Durch schlagsfestigkeit besitzt. Diese Eigenschaft bietet in Bezug der Anlagensicherheit besondere Vorteile. Die Dialysezellen sind unmittelbar unter dem Transportband planparallel zum Tauchbeckenboden angebracht. In Kombi nation mit den Lackinjektoren ist eine intensive Badum wälzung und Umspülung der Anionenaustauschermembranen garantiert, welche gleichzeitig Pigmentsedimentation des Tauchlackes verhindert.

Die Erfindung wird nachfolgend, mittels der in den Zeichnungen dargestellten Anlagenteile, näher erläutert:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der beschriebenen Elektrotauch lackieranlage mit Zuführeinrichtung und Nachbehand lung.

Fig. 1.1 eine Einzelansicht des Elektro-Durchlauf-Tauchbecken;

Fig. 2 in der Draufsicht und Seitenansicht als Einzelheit das Transport-Borstenband 4 was der Erfindung entspricht;

Fig. 3 in der Draufsicht und Seitenansicht als Einzelheit das Transport-Borstenband 5 was der Erfindung entspricht;

Fig. 4 als Einzelheit der in Fig. 1 mit a gekennzeichneten Bandentlackungs- und Kontaktierungskombination;

Fig. 5 als Einzelheit den in Fig. 1 mit b gekennzeichneten Übergabebereich;

Fig. 6 als Einzelheit den in Fig. 1 mit c gekennzeichneten Badauslauf mit Blasvorrichtung;

Fig. 7 als Einzelheit den in Fig. 1 mit d gekennzeichneten Bereich, der die Anordnung der Dialysezellen und Lack injektoren darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Durchlauf-Elektrotauchlackieranlage mit einem Zuführband 1, Schüttgut 2, einen Badbehälter 3 mit dem integrierten Transportband 4, sowie ein Nachbehand lungsband 5, den Übergabebereich b zwischen Transport band 4 und 5. Den Nachbehandlungsbereich, welcher aus Spülzonen 6, den Einbrennofen 7, der Kühlzone 8 und dem Abwurfbereich 9 dargestellt ist.

Desweiteren zeigt Fig. 1 die Positionen der Einzelheiten wie: Bandentlackungs- und Kontaktierungskombination "a", Badauslauf und Blaseinrichtung "c" und die Anordnung der Dialysezellen mit Lackinjektoren "d". Das Zuführband 1 dient der Teilezuführung, die Transportgeschwindigkeit ist gegenüber dem Transportband 4 langsamer geschaltet, um eventuell übereinanderliegende Teile auf den Trans portband 4 in einlagiger Schicht zu positionieren. Der Lackbehälter 3 besteht aus einer Polypropylen Kon struktion, seine Silhouette ist dem Verfahren angepaßt.

Der Einbrennbereich ist mit mehreren Wendepunkten 25 ausgelegt, diese Schikanen ermöglichen eine umfassende Polymerisation des koagulierten Lackes auf dem Substrat.

Fig. 1.1 zeigt als Einzelheit das Elektro-Durchlauf- Tauchbecken.

Das Transportband 4, in Fig. 2, zeigt ein Borsten- Transportband. Es besteht aus einem faserverstärkten Kunststoff, aus den Basis-Polymeren wie: Fluor-Kautschuk (FPM, Viton) oder abriebfesten Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) in Form eines Flachriemenbandes 10 mit eingeflochtenen rostfreien Federstahldraht- Borstenbüscheln 11a, welche untereinander durchkontak tiert sind 12 und senkrecht aus dem Flachriemenband herausragen 13. Die Beschichtung, in Form eines abge schiedenen koagulierten Lackfilmes auf dem Substrat, erfolgt ausschließlich auf dem Transportband 4.

Das Transportband 5 in Fig. 3 ist ähnlich dem Transport band 4 aufgebaut. Es unterscheidet sich durch die Bor stenbüschel 11b, welche untereinander keinen elektri schen Kontakt 14 haben, und folglich kein Potential gegenüber dem Lackbad bilden. Es ist auch möglich Borstenmaterial, aus für den Einbrennvorgang thermisch und dem Lack chemisch stabilen Kunststoff, einzusetzen. Die Transportgeschwindigkeit ist gleich, oder größer dem Transportband 4, vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtenden Teile einlagig 15 für den Nachbehand lungsbereich wie Spülung, Lacktrocknung und Polymerisa tion in ausreichender Distanz bereitliegen. Ein Rücklö sen des Lackfilmes im Bereich des Lackbadauslaufes, erfolgt versuchsgemäß nicht.

Fig. 4 zeigt den in Fig. 1 mit Einzelheit "a" gekenn zeichnete Bandentlackungs- und Kontaktierungskombina tion. Die Düsenleiste 16 hat die Aufgabe, daß Transport band 4 beim Austauchen aus dem Elektrotauchbecken von anhaftenden flüssigen Lack zu befreien. Anschließend folgt die Entlackung der Borstenspitzen des Transport bandes 4, mittels einer Entlackungsbürste 17, welche mit einer Blecheinhabsung 19 verkleidet ist. Die Einhausung hat die Aufgabe, den koagulierten Lack, welcher durch die rotierende Bürste 17 von den Borstenspitzen ent fernt wird, abzusaugen und nicht ins Lackbecken zurück zulassen. Die Bürstenleisten 18 stellen den elektri schen Kontakt zum Transportband 4 her.

Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 mit Einzelheit "b" gekennzeich neten Übergabebereich der beschichteten Teile 2 von Transportband 4 auf Transportband 5. Dieser Vorgang geschieht im Lackbad. Die Teile sinken im Medium Lack schonend auf das Nachbehandlungstransportband 5. Um die Teile in einer sicheren einlagigen Schicht für die Nachbehandlung zu positionieren, ist die Transportge schwindigkeit des Transportbandes 5 geringfügig schnel ler als die des Transportbandes 4. Der abgeschiedene koagulierte Lackfilm auf den Teilen, erfordert beim Weitertransport auf dem Transportband 5, eine sensible Handhabung die keine mechanische Verletzung der Oberflä che verursacht. Die Transportradien 20 sind so ausge legt, daß sie ein Umlagern der Teile auf der Transport unterlage nicht zulassen.

Fig. 6 zeigt den in Fig. 1 mit Einzelheit "c" gekennzeich neten Badauslauf mit Blasvorrichtung 23. Die beschichte ten Teile verlassen das Tauchbecken auf dem Transport band 5, geführt über einen Auslaufradius 20. Nicht koagulierte Lackbestandteile auf den Teilen 2, sowie Lackreste, die sich auf dem Transportband 5 befinden, werden durch die Blasvorrichtung 23 ins Tauchbecken rückgeführt. Die Permiatspülung 24 entfernt alle nicht auf dem Substrat haftenden Lackbestandteile, welche die Blasvorrichtung 23 nicht entfernen konnte.

Fig. 7 zeigt die in Fig. 1 mit Einzelheit "d" gekennzeich nete Anordnung der Dialysezellen und Lackinjektoren. Um eine gleichmäßige Umströmung der Dialysezellen 21 si cherzustellen, sind diese planparallel zum Behälterbo den ausgerichtet. Vorteilhaft, gegenüber seitlicher Montage dadurch gekennzeichnet, daß erforderliche Lack volumen im Tauchbecken zu minimieren. Die Strömungs vektoren der Lackinjektoren 22 sind tangential der Membranen der Dialysezellen ausgerichtet, sie sorgen für eine intensive Umwälzung und eine konstante Strömungs geschwindigkeit im Tauchbecken.

Claims

1. Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren mit zwei Trans port-Borstenbändern (4) und (5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbänder mit rausragender Beborstung versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Beborstenmaterial elektrisch lei tend ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beborstung des Transportbandes (4) elektrisch durchkontaktiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beborstung des Transportbandes (5) elektrisch nicht durchkontaktiert ist und gegenüber dem Lackbad kein Potential bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Transportbänder (4) und (5) mit Durchbrüchen im Bandträgermaterial versehen sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandträgermaterial des Trans portbandes (4) aus, gegenüber dem Tauchlack chemisch beständigen Kunststoff Material besteht.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandträgermaterial des Trans portbandes (5) aus, gegenüber dem Tauchlack chemisch beständigen, den Einbrenntemperaturen thermisch stabilen, elektrisch nicht leitenden und nicht mit Lack benetzbaren Kunststoff Material besteht.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach An spruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor zugsweise das Bandträgermaterial aus dem Basis-Poly mer:

- Viton (Fluor-Kautschuk) nach 150 1629 : FPM oder
- Teflon (Polytetrafluorethylen) n.ISO 1629 : PTFE besteht.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport bänder sich mit gleicher oder unterschiedlicher Ge schwindigkeit in gleicher Richtung bewegen.

11. Verfahren nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transport band (4) bis auf den Bereich der Bandentlackung und Kontaktierung, sich im Elektrotauchbecken befindet.

12. Verfahren nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beschich teten Teile nach dem Austauchen aus dem Lackbad gemeinsam mit dem Transportband eine erste Blasstufe durchlaufen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeblasenen Lackreste direkt, oder indirekt in das Elektrotauchbecken zurückgeführt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blasvorrichtung mit gefilterter Luft arbeitet.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintauch- und Austauchwinkel der Transportbänder 16° bis 30° beträgt.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (4), nach dem Austauchen aus dem Becken zuerst eine oder mehrerer Blasstufen durchläuft. Anschließend werden die Borstenspitzen, mittels Bürstenwalze, von koagu lierten Lack befreit und danach erfolgt die Kontak tierung des Bandes durch Abstreifen von Kontakt bürstenleisten.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasvorrichtung (16) mit gefilterter Luft arbeitet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenleisten elektrischen Kontakt zum Transportband herstellen und das diese ein oder mehrreihig rechtwinklig versetzt zum Transportband montiert sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beborstung der Bürstenwalze (17) pfeilförmig- mehrreihigen Charakter aufweist, das Borstenma terial aus rostfreiem Federstahldraht und das Bürstenkörper- und Welle aus elektrisch leitfähigen rostfreien Material bestehen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bürstenwalze neben einer rotieren den Bewegung auch eine tangential kontinuierliche Hub bewegung durchführen kann.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenwalze mit einer Einhausung versehen ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhausung mit einer Absaugvorrichtung ausge legt ist.

23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabe der be schichteten Teile zwischen den beiden Transportbän dern im Lackbad erfolgt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbänder übereinanderlappend mit ge ringem Abstand im Tauchbecken angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekenn zeichnet, daß eine sichere Teileübernahme auf das Transportband (5) über seitliche Führungen gewähr leistet wird.

26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysezellen mit den inte grierten Gegenelektroden vorzugsweise planparallel zum Tauchbeckenboden angeordnet sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsvektoren der Lackinjektoren eine tangentiale Lage gegenüber den Membranen der Dialyse zellen einnehmen.

28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (5) nach der Teileübernahme, vorteilhaft auf großzügigen Kurvenradien aus dem Lackbecken geführt wird.

29. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (5) in För derrichtung, im Trocknungsofen ein oder mehrere Wende punkte durchläuft.

30. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (5) entgegen der Förderrichtung im Trocknungsofen, thermisch isoliert ist.