DE4341188C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Elektrotauchlackieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum Elektrotauchlackieren von Kleinteilen und Schüttgütern mit elektrisch leitender Oberfläche.

Aus den deutschen Offenlegungsschriften 38 43 544, 42 05 672 und 41 42 997 sind Vorrichtungen bekannt, welche ein Elektrodurchlauf-Tauchlackieren von Kleinteilen, Schrau­ ben, Muttern, Beschlägen auf einem als Elektrode ge­ schalteten Bandförderer beziehungsweise Trommelförderer ermöglichen. Beim Lackiervorgang werden die Kontakt­ punkte der zu beschichteten Teile ein oder mehrmals ge­ ändert, indem die Teile auf der Transportunterlage be­ wegt werden. Eine solche Änderung der Kontaktstellen beim Lackiervorgang ermöglicht einen flächendeckenden Zugang des Tauchlackes auf dem Substrat. Die Lageände­ rung der Teile auf der Transportunterlage läßt sich bei den bekannten Durchlauf-Tauchlackieranlagen durch Schi­ kanen, Lageänderung der Teile gegeneinander, stoßartiges Erschüttern, Änderung der Kontaktpunkte eines Lamellen­ transportbandes und Änderung der Kontaktpunkte durch Transport der Teile in einem Schneckenförderer errei­ chen.

Die Transportunterlagen sind aus rostfreiem Stahl, als Spiraldrahtgliedergurt mit rundem oder dreieckigem Pro­ fil, als Lamellengurt mit Erhebungen versehener Oberflä­ che, oder als Schneckenförderer mit pilzförmigen Kontak­ ten 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 elektropho­ retischen Tauchlackierung und dem darauffolgenden Trans­ portband für Spülstationen und dem Einbrennofen erfor­ dert eine sensible mechanische Lösung, welche mechani­ sche 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 durch eine Vor­ richtung der eingangs erwähnten Art, die erfindungsgemäß mit zwei unabhängig voneinander angetriebenen Transport- Borstenbändern ausgestattet ist. Dabei befindet sich die Übergabe zwischen den voneinander unabhängig angetriebe­ nen, elektrisch kontaktierten und materialspezifisch angepaßten Borsten-Transportbändern im Lackbad.

Das einlaufende Transportband ist der Elektrokoagulation zugeordnet. Es besteht aus faserverstärktem Kunststoff­ trägermaterial mit eingeflochtenen durchkontaktierten Borsten aus rostfreiem Federstahldraht. Die Borsten­ dichte wird weitestgehend von der Größe und der Kontur der zu lackierenden Werkstücke bestimmt. Des weiteren sind kreisförmige Durchbrüche im Trägermaterial des Transportbandes eingebracht, welche einerseits eine gleichmäßige Durchflutung des Tauchlackes während des Beschichtungsvorganges, und andererseits ein zügiges Abfließen des Lackes beim Austauchen aus dem Lackbad sicherstellt. Die senkrecht aus dem Transportband raus­ ragenden Borsten besitzen unterschiedliche Höhen, so daß je nach Größe und Kontur der zu beschichtenden Teile mindestens eine sichere Dreipunktauflage gewährleistet wird.

Bei der Verwendung einer Bürstenwalze kann die Bebor­ stung pfeilförmig mehrreihig ausgebildet sein, d. h. die Borsten können in der Draufsicht pfeilförmig angeordnet sein. Dabei besteht das Borstenmaterial aus rostfreiem Federstahldraht, während der Bürstenkörper und die Welle aus elektrisch leitfähigem rostfreiem Material bestehen.

Eine notwendige Kontaktpunkteveränderung 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 vollständigen 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 Ausfahrwinkel über 15° bis 30° möglich, welcher einen entscheidenden Einfluß auf die Minimierung des benötigten Lackvolumens besitzt.

Bei einem Verfahren zum Elektrotauchlackieren von Kleinteilen und Schüttgütern mit elektrisch leitfähiger Oberfläche werden die Teile mit einem Transportborstenband, dessen Beborstung elektrisch durchkontaktiert ist, beschichtet und in einem Tauchlackbad an ein Transportborstenband mit nicht durchkontaktierter Beborstung übergeben.

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 ausgelegt, mit dem Ziel, die beschichtete Oberfläche der Teile nicht zu verletzen, was auch durch den Einsatz von flexiblem Borstenmaterial unterstützt wird. Das Bandträgermaterial ist bei beiden Bändern ebenfalls aus thermisch stabilem Material, wie zum Beispiel Viton® oder abriebfestem Teflon®. Das Lackmaterial haftet und koaguliert versuchsgemäß nicht auf dem Kunststoff und nicht auf dem Borstenmaterial des Nachbehandlungsbandes. Bei Lackbadaustritt kann mittels Blasdüsen, Lack vom Band leicht entfernt und folglich ins Becken rückgeführt werden. 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, das der Erfindung entspricht;

Fig. 3 in der Drauf sicht und Seitenansicht als Einzelheit das Transport-Borstenband 5, das 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 mit Spülzonen 6, dem Einbrennofen 7, der Kühlzone 8 und dem Abwurfbereich 9.

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 dem 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-Trans­ portband. Es besteht aus einem faserverstärkten Kunst­ stoff, aus den Basis-Polymeren wie: Fluor-Kautschuk (FPM, Viton®) oder abriebfestem Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon®) in Form eines Flachriemenbandes 10 mit eingeflochtenen rostfreien Federstahldraht-Borstenbü­ scheln 11a, welche untereinander durchkontaktiert 12 sind und senkrecht aus dem Flachriemenband herausragen 13, Die Beschichtung, in Form eines abgeschiedenen koa­ gulierten Lackfilmes auf dem Substrat, erfolgt aus­ schließlich 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 ge­ genüber dem Lackbad bilden. Es ist auch möglich Borsten­ material, aus für den Einbrennvorgang thermisch und den Lack chemisch stabilem Kunststoff, einzusetzen. Die Transportgeschwindigkeit ist gleich, oder größer dem Transportband 4, und die beschichteten Teile liegen einlagig 15 für den Nachbehandlungsbereich wie Spülung, Lacktrocknung und Polymerisation in ausreichender Distanz bereit. Ein Rücklösen des Lackfilmes im Bereich des Lackbadauslaufes, erfolgt versuchsgemäß nicht.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 1 mit Einzelheit "a" gekenn­ zeichnete Bandentlackungs- und Kontaktierungskombina­ tion. Die Düsenleiste 16 hat die Aufgabe, das 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 walzenförmigen Entlackungsbürste 17, welche mit einer Blecheinhausung 19 verkleidet ist. Die Einhausung hat die Aufgabe, den koagulierten Lack, welcher durch die rotierende Bürste 17 von den Borsten­ spitzen entfernt wird, abzusaugen und nicht ins Lack­ becken zurückzulassen. Die Bürstenleisten 18 stellen den elektrischen Kontakt zum Transportband 4 her.

Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 mit Einzelheit "b" gekenn­ zeichneten Übergabebereich der beschichteten Teile 2 von Transportband 4 auf Transportband 5. Dieser Vorgang ge­ schieht im Lackbad. Die Teile sinken im Medium Lack schonend auf das Nachbehandlungstransportband 5. Um die Teile in einer sicheren einlagigen Schicht für die Nach­ behandlung zu positionieren, ist die Transportgeschwin­ digkeit des Transportbandes 5 geringfügig schneller 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 Oberfläche verursacht. Die Transportradien 20 sind so ausgelegt, daß sie ein Umlagern der Teile auf der Transportunterlage nicht zu­ lassen.

Fig. 6 zeigt den in Fig. 1 mit Einzelheit "c" gekenn­ zeichneten Badauslauf mit Blasvorrichtung 23. Die be­ schichteten Teile verlassen das Tauchbecken auf dem Transportband 5, geführt über einen Auslaufradius 20. Nicht koagulierte Lackbestandteile auf den Teilen 2, so­ wie Lackreste die sich auf dem Transportband 5 befinden, werden durch die Blasvorrichtung 23 ins Tauchbecken rückgeführt. Die Permeatspülung 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" gekenn­ zeichnete Anordnung der Dialysezellen und Lackinjekto­ ren. Um eine gleichmäßig Umströmung der Dialysezellen 21 sicherzustellen, sind diese planparallel zum Behälterbo­ den ausgerichtet. Vorteilhafterweise läßt sich das er­ forderliche Lackvolumen im Tauchbecken minimieren. Die Strömungsvektoren der Lackinjektoren 22 sind tangential den Membranen der Dialysezellen ausgerichtet, sie sorgen für eine intensive Umwälzung und eine konstante Strö­ mungsgeschwindigkeit im Tauchbecken.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren von Klein­ teilen und Schüttgütern mit elektrisch leitender Oberfläche, gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinander angetriebene Transport-Borstenbänder (4, 5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transportbänder (4, 5) mit nach oben herausragender Beborstung versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Borstenmaterial elektrisch leitend ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Beborstung des Transportbandes (4) elektrisch durchkontaktiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Beborstung des Transportbandes (5) elektrisch nicht durchkontak­ tiert ist und gegenüber dem Lackbad kein Poten­ tial bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transportbänder (4, 5) mit Durchbrüchen im Bandträgermaterial versehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bandträgermaterial aus Fluorkautschuk oder Polytetrafluorethylen besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ge­ kennzeichnet durch Bürstenleisten (18), die den elektrischen Kontakt zum Transportband (4) herstel­ len.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge­ kennzeichnet durch eine Bürstenwalze (17) mit pfeilförmig mehrreihig angeordneten Borsten aus nicht rostendem Federstahldraht und einem Bür­ stenkörper und einer Welle aus elektrisch leitfä­ higem nichtrostendem Material.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenwalze (17) mit einer Einhausung (19) versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einhausung mit einer Absaugvor­ richtung verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbänder (4, 5) überlappend mit geringem Abstand in einem Tauchbecken angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintauch- und der Austauchwinkel der Transportbänder 16° bis 30° beträgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Transportband in För­ derrichtung in einem Trocknungsofen mindestens einen Wendepunkt durchläuft.

15. Verfahren zum Elektrotauchlackieren von Kleinteilen und Schüttgütern mit elektrisch leitfähiger Oberflä­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile auf einem Transportborstenband, dessen Beborstung elektrisch durchkontaktiert ist, beschichtet werden und im Tauchlackbad an ein Transportborstenband mit nicht durchkontaktierter Beborstung übergeben werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten Teile nach dem Austauchen aus dem Lackbad gemeinsam mit dem Transportband minde­ stens eine Blasstufe durchlaufen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeblasenen Lackreste in das Elektrotauch­ becken zurückgeführt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Borstenspitzen im Anschluß an die Blasstufe mittels einer Bürstenwalze von koagulier­ tem Lack befreit und das Band mit Kontaktbürsten­ leisten abgestreift wird.