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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gestelle zum Tragen von Werkstücken in
industriellen Beschichtungsvorgängen,
und insbesondere auf solche Gestelle, die entnehmbare Haken zum
Aufhängen
solcher Werkstücke
besitzen. Sie findet besondere Anwendung auf industrielle, elektrostatische Beschichtungssysteme.
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Hintergrund
der Erfindung
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Industrielle
Beschichtungssysteme setzen einen Förderer ein, von welchem Werkstücke an Traggestellen
abgehängt
sind und durch mehrere Stationen gefördert werden, üblicherweise
einschließend
Stationen zum Durchführen
der Schritte des Reinigens, Spülens,
Trocknens, Beschichtens und Brennens. In zahlreichen industriellen
Beschichtungsvorgängen
bewegen sich die Werkstücke
durch eine elektrostatische Beschichtungszelle, in welche die elektrisch
geerdeten Werkstücke
mit elektrisch geladenen Beschichtungspartikeln, die entweder flüssig oder
pulverförmig
sind, besprüht
oder beschichtet werden. Nach dem Beschichten und Brennen werden
die beschichteten Werkstücke
von den Gestellen entnommen und die Gestelle werden für einen
weiteren Beschichtungszyklus wiederverwendet. Aufgrund der Wiederverwendung
der Gestelle werden sie mit mehreren Schichten des Beschichtungsmaterials
beschichtet und verkrustet. Es ist in diesem Zusammenhang wichtig,
dass wenn eine elektrostatische Beschichtung eingesetzt wird, das
Traggestell elektrisch leitfähig
ist, sodass die Werkstücke
in einem geerdeten Zustand gehalten werden können. Die Werkstücke werden über ein
leitfähiges
Traggestell elektrisch mit der Erdung verbunden, sodass elektrisch
geladene Partikel durch das elektrostatische Feld an die Werkstücke angezogen
werden. Daher ist es wünschenswert,
ein Traggestell bereitzustellen, bei welchem der elektrische Kontakt
zwischen einzelnen Haken, die an dem Gestell hängen, mit einem elektrischen
Kontakt mit geringem Widerstand zu dem Gestell aufrecht erhalten
werden, sodass die von den Haken abgehängten Werkstücke ausreichend
geerdet sind.
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Jeder
Beschichtungszyklus bringt eine Beschichtungslage auf den freigelegten,
in das Werkstück
eingreifenden Abschnitt des Traghakens auf, welche die gesamte Oberfläche des
Hakens außer dem
kleinen Kontaktbereich mit dem Werkstück bedeckt. Sofern nicht identische
Werkstücke
in nacheinander folgenden Zyklen beschichtet werden, sodass das
Werkstück
in elektrischem Kontakt mit dem Haken in einer identischen Position
ist, wird es erforderlich, den Traghaken zu reinigen, um den geforderten
elektrischen Kontakt zwischen dem Werkstück und dem Traghaken sicher
zu stellen. Dementsprechend ist es wünschenswert, dass die Traghaken
lösbar
mit dem Gestell in Eingriff sind, sodass beschichtete Haken periodisch
entfernt und durch neue oder gereinigte Haken ersetzt werden können. Eine
einfache und schnelle Austauschbarkeit der Traghaken ist ebenso
derart wünschenswert,
dass unterschiedliche Abmessungen und Formen der Traghaken wie gewünscht ausgetauscht
werden können,
damit das Gestell zum Beschichten einer großen Vielzahl von Werkstücken genutzt
werden kann. Es ist wünschenswert,
diese Austauschbarkeit vorzusehen, während weiterhin ein guter elektrischer
Kontakt zwischen jedem Traghaken und dem entsprechenden Gestell
während
den Beschichtungsvorgängen
aufrechterhalten wird.
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In
diesem Zusammenhang wurde es als wünschenswert festgestellt, einen
Traghaken in der Form einer Feder auszubilden, um eine saubere Oberfläche des
Hakens gegen eine saubere Oberfläche
des Traggestells vorzuspannen.
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Ein
frühes
Beispiel einer derartigen zusammenwirkenden Haken- und Gestellkonstruktion
ist in dem US-Patent Nr.
1,533,805 zu finden,
die sich auf ein Gestell zum Elektrobeschichten von Werkstücken bezieht.
Ein jüngeres
Beispiel einer derartigen zusammenwirkenden Haken- und Gestellkonstruktion ist
in dem US-Patent Nr.
5,531,334 zum
elektrostatischen Beschichten von Werkstücken zu finden.
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Es
wurde festgestellt, dass derartige Haken- und Gestellkonstruktionen
des Standes der Technik bestimmte Nachteile bei industriellen Beschichtungsvorgängen besitzen,
und es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haken-
und Gestellkonstruktion bereitzustellen, die eine wesentlich verbesserte
Leistung besitzt.
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Darstellung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein kostengünstiges
Traggestell und ein zusammenwirkender Haken zum Tragen von Werkstücken während des
Transports durch die verschiedenen Stationen eines industriellen
Beschichtungsvorgangs bereitgestellt. Das Gestell umfasst einen
horizontalen Stab oder Träger,
der einen oberen Flansch, einen unteren Flansch und einen die Flansche
verbindenden Steg besitzt. Der obere Flansch besitzt eine darin gebildete,
hakenaufnehmende Öffnung
und der untere Flansch besitzt einen darin gebildeten, hakenaufnehmenden
Schlitz, der sich von dem Rand des Flansches nach innen zu dem Steg
und dann nach außen zu
dem Rand erstreckt, um hierdurch eine Rastklinke bereitzustellen.
Die Öffnung
und der Schlitz sind ausgerichtet, um einen Haken aufzunehmen, an
welchem ein Werkstück
aufgehängt
werden kann. Der Haken ist nahe eines oberen Endes gebogen, um eine
Feder zu bilden, die einen Endschenkel und einen abhängigen Schenkel
besitzt. Das Ende des Endschenkels erstreckt sich in die Öffnung in
dem oberen Flansch, und der abhängige
Schenkel erstreckt sich durch den in dem unteren Flansch gebildeten
Schlitz hinter die Rastklinke. Die aus dem Haken gebildete Feder
spannt den abhängigen
Schenkel gegen ein Lösen
von hinter der Rastklinke vor.
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Der
Stab und der Haken stellen in Kombination Mittel bereit, durch welche
der Haken schnell in dem Stab eingebaut werden kann, wobei die Federvorspannung
die Leitfähigkeit
der Verbindung zwischen dem Stab und dem Haken verbessert, und der Haken
kann leicht von dem Stab zum Einsetzen eines anderen Hakens oder
zum Einbauen desselben Hakens, nachdem der Haken gereinigt worden
ist, entnommen werden. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist das Vorsehen eines horizontalen Stabes oder Trägers mit
erhöhter
Steifigkeit, der einem Biegen sowohl entlang der x-Achse als auch
entlang der y-Achse seines Querschnitts widersteht. Horizontale
Stäbe des
Standes der Technik, wie die in den oben angegebenen Patenten offenbarten,
haben eine geringe Steifigkeit gegenüber einem Biegen entlang der
x-Achse bereitgestellt, obgleich sie eine annehmbare Steifigkeit
entlang der y-Achse bereitgestellt haben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird auf folgende Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Elemente
gleiche Bezugszeichen besitzen:
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1 ist
eine teilweise Perspektivansicht eines Gestells mit einem horizontalen
Stab und Traghaken, die verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung
verkörpern;
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2 ist
eine vergrößerte, teilweise
Ansicht des horizontalen Stabes und eines einzelnen Traghakens aus 1,
welche die Weise des Einfügens
des Hakens in den Stab veranschaulicht;
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3 ist
eine vergrößerte, teilweise
Ansicht einer alternative Ausführungsform
des Stabes der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine teilweise Perspektivansicht des Stabes und des Traghakens,
die in 1 gezeigt sind, und veranschaulicht dessen Anbringen
an einem vertikalen Gestellelement;
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5 ist
eine teilweise Ansicht des Stabes und des Hakens aus 1,
die alternative Mittel zum Anbringen an einem vertikalen Gestellelement
zeigt;
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6 ist
eine teilweise Perspektivansicht des Stabes aus 1,
die alternative Mittel zum Tragen des Stabes zeigt; und
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7 ist
eine teilweise Perspektivansicht des Stabes und des Hakens aus 1,
die noch andere alternative Mittel zum Anbringen an einem vertikalen
Element des Gestells zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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In
1 ist
ein Gestell gezeigt, das verschiedene Merkmale der vorliegenden
Erfindung verkörpert
und allgemein mit Bezugszeichen
21 bezeichnet ist. Das
Gestell
21 ist dazu ausgelegt, durch einen Kettenförderer auf
die in meinen US-Patenten
Nr.
5,147,050 und
5,524,774 gezeigte Weise
getragen zu werden, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen
wird. Das Gestell umfasst einen allgemein horizontalen Stab oder
Träger
23,
der geeignet an vertikalen Elementen des Gestells
25 angebracht
ist. An dem Stab
23 sind lösbar eine Mehrzahl von Haken
27 befestigt,
an welche Werkzeuge angehängt
werden können,
wenn der Förderer
das Gestell durch verschiedene Stationen eines Beschichtungsvorganges
führt.
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Wie
in 2 genauer gezeigt, besitzt der Stab 23 drei
Trägerelemente,
einen oberen Flansch 29, einen unteren Flansch 31 und
einen die Flansche verbindenden Steg 33. Der Träger besitzt
einen allgemein S- oder Z-förmigen
Querschnitt, wobei der obere Flansch 29 eine darin gebildete Öffnung 35 besitzt,
und der untere Flansch 31 besitzt einen darin gebildeten
Schlitz 37. Der Haken 27 ist nahe seines oberen
Endes gebogen, um einen Endschenkel 39 und einen abhängigen Schenkel 41 bereitzustellen.
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Der
Schlitz 37 erstreckt sich von dem Rand des unteren Flansches 31 nach
innen zu dem Steg 33 und dann nach außen zu demselben Rand, um eine
Rastklinke 43 bereitzustellen.
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Der
Haken 27 ist in 2 in seiner entspannten Position
gezeigt, bevor er in die hakenaufnehmende Öffnung 35 und den
hakenaufnehmenden Schlitz 37 eingefügt ist. Um den Haken 27 lösbar an dem
Stab 23 anzubringen, wird zuerst der Endschenkel 39 des
Hakens in die Öffnung 35 in
der durch den breiten Pfeil in 2 gezeigten
Richtung eingefügt, und
dann wird der abhängige
Schenkel 41 in den Schlitz 37 gezwängt, bis
er die Rastklinke 43 freigibt, und wird hinter der Rastklinke.
gehalten.
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Es
ist zu sehen, dass die Öffnung 35 diamantförmig ist,
wobei eine Spitze des Diamanten zum dem Rand des oberen Flanschelements 29 zeigt.
Die Öffnung
ist bevorzugt mittels Stanzen durch den Stahlflansch mit einem diamantförmigen Stanzer
gebildet, was relativ scharfe Kanten um dessen Umfang ergibt. Diese
scharfen Kanten verbessern die Leitfähigkeit der Verbindung zwischen
dem Endschenkel 39 des Hakens und dem Rand der Öffnung 35.
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In ähnlicher
Weise ist das Ende des Schlitzes 43 in einer allgemein
diamantartigen Form ausgebildet, wobei eine Spitze des Diamanten
zu dem Rand des unteren Flansches zeigt, sodass der abhängige Schenkel 41 des
Hakens ebenso in einer verbesserten leitenden Beziehung mit dem
unteren Flansch 31 ist. Es wird ersichtlich sein, dass
wenn der abhängige
Schenkel des Hakens 27 in eine Position hinter der Rastklinke 43 gezwängt ist,
es eine Federvorspannung geben wird, die den Schenkel gegen die
Spitze des Schlitzes 37 zwängt und ebenso den Endschenkel 39 gegen
die Spitze der Öffnung 35 zwängt. Diese
Vorspannung kann leicht durch manuellen Druck überwunden werden, wodurch der
abhängige
Schenkel 41 von hinter der Rastklinke gelöst wird
und ermöglicht
wird, dass der Haken leicht entnommen werden kann.
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Ein
Vorteil der Spitzenform der Anlageflächen der Öffnung 35 und des
Schlitzes 37 ist, dass es die Verwendung von Haken erlaubt,
die aus verschiedenen Drähten
hergestellt sind und sicher darin aufgenommen werden können. Die
Verjüngungsbreite der
Spitze nimmt Haken auf, die aus Draht mit wesentlich geringerem
Durchmesser gebildet sind, als die Breite der Öffnung 35 oder des
Schlitzes 37, während
die gewünschte
verbesserte leitende Beziehung zwischen dem Haken und dem Stab aufrechterhalten wird.
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Der
Stab oder Träger 23 ist
vorteilhaft aus ebenem Stahlmaterial hergestellt, das gestanzt wird, um
die Öffnungen 35 und
Schlitze 43 zu bilden, während das Material in seinem
ebenen Zustand ist. Das gestanzte, ebene Material wird dann gebogen
oder gefaltet, um den oberen und den unteren Flansch 29 bzw. 31 vorzusehen.
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In 3 ist
eine alternative Ausführungsform des
Stabes und des Hakens aus 1 veranschaulicht,
bei denen die Öffnung 35 an
dem Rand des Flansches durch einen halbzylindrischen Halter 35 überbrückt ist.
Der Haken ist in die Öffnung
unter dem Halter eingefügt,
der derart funktioniert, um den Endschenkel des Hakens gegenüber einer
Bewegung zu begrenzen. Obwohl diese Konstruktion in einigen Situationen
vorteilhaft sein kann, ist sie weniger bevorzugt als die Ausführungsform
der in 2 gezeigten Öffnung.
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4 offenbart
Mittel, durch welche der Stab oder Träger 23 an einem vertikalen
Element 49 eines Gestells angebracht werden kann. Eine
Gewindestange 27 ist an dem Stab 23 angeschweißt oder
auf andere Weise angebracht und erstreckt sich durch eine Öffnung in
dem Element 49. Der Stab 47 ist durch eine Mutter 51 gesichert.
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5 zeigt
weitere alternative Mittel zum Anbringen des Stabes
23 an
einem vertikalen Element des Gestells. Das vertikale Element
53 ist
ein röhrenförmiges Element
mit rechteckigem Querschnitt und umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen
55.
Ein Arm ist an dem Ende des Stabes
23 angeschweißt oder
auf andere Weise angebracht, und zwar mit einem nach oben gedrehten
Ellenbogen
59, dessen Durchmesser derartige Abmessungen
besitzt, um satt in eine Öffnung
55 aufgenommen
zu werden. Der Stab
23 ist durch einfügen des Ellenbogens
59 in
eine Öffnung
55 und
durch Verriegeln des Ellenbogens auf der Innenseite des röhrenförmigen Elements
53 gegen dessen
innere Oberfläche
befestigt. Ähnliche
Mittel zum Anbringen sind in meinem oben angegebenen Patent Nr.
5,524,774 offenbart.
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6 veranschaulicht
weitere Mittel zum Abhängen
einer Mehrzahl von Stäben 23,
einer über dem
anderen. Eine Öffnung 61 ist
nahe des Endes des Stabes 23 in dem Steg 23 des
Stabes vorgesehen. Zwei C-Haken 63 sind durch die Öffnung 63 eingefügt, erstrecken
sich oberhalb und unterhalb des Stabes 23, zum Abhängen einer
Mehrzahl von Stäben 23.
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7 offenbart
noch weitere Mittel zum Anbringen des Stabes oder Trägers 23 an
einem vertikalen Element 65 eines Gestells. Ein Träger 67 ist
an dem Element 65 mittels Nieten, Punktschweißen oder
dergleichen befestigt, derart gebogen, um parallel zu dem Steg 33 des
Stabes 23 zu sein. Der Träger 67 kann an dem
Steg 33 punktgeschweißt
sein, um diesen zu tragen.
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Obwohl
der Stab oder Träger 23 derart
beschrieben worden ist, dass er einen S- oder Z-förmigen Querschnitt
besitzt, ist zu beachten, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
ebenso bei Trägern
mit verschiedenen Querschnitten genutzt werden können. Beispielsweise kann ebenso
ein Träger
mit einem Kanalquerschnitt mit einem oberen und einem unteren Flansch,
die sich von dem Steg in derselben Richtung anstelle entgegengesetzten
Richtungen erstrecken, eingesetzt werden, wobei Öffnungen und Schlitze in dem
oberen bzw. unteren Flansch gebildet sind. Andere Trägerquerschnitte
werden dem Fachmann im Lichte der vorhergehenden Beschreibung und
Zeichnungen ersichtlich sein.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform
und alternative Ausführungsform
beschrieben worden ist, wird dem Fachmann in diesem Zusammenhang
ferner klar sein, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen und Äquivalente
für Elemente
eingesetzt werden können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können zahlreiche
weitere Modifikationen vorgenommen werden, um ein bestimmtes Werkstück oder
Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne vom Wesentlichen Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Es ist daher vorgesehen, dass die Erfindung
nicht auf die besonderen, als beste Arten zum Ausführen der
Erfindung offenbarten Ausführungsformen
begrenzt ist, sondern dass die Erfindung derart ausgelegt wird, dass
sie alle in den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche fallenden
Ausführungsformen
umfasst.