EP0405194B1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten von Eisen- oder Stahlteilen mit Email - Google Patents

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EP0405194B1
EP0405194B1 EP19900110656 EP90110656A EP0405194B1 EP 0405194 B1 EP0405194 B1 EP 0405194B1 EP 19900110656 EP19900110656 EP 19900110656 EP 90110656 A EP90110656 A EP 90110656A EP 0405194 B1 EP0405194 B1 EP 0405194B1
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EP
European Patent Office
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coating
procedure
accordance
counter electrode
enamel
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EP19900110656
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EP0405194A1 (de
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Heinrich Warnke
Wolfgang Bultmann
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Miele und Cie KG
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Miele und Cie KG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/02—Electrophoretic coating characterised by the process with inorganic material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the electrophoretic coating of preferably iron or steel parts with enamel.
  • the electrophoretic coating with enamel has hitherto been carried out exclusively in systems which work with lifting rods or the like.
  • Such a system is described in DE-A-3402151.
  • a disadvantage of these known systems operating in a clocked process is that the investment costs are relatively high.
  • Another disadvantage is that the workpieces have to be transferred to a chain conveyor system after coating with enamel so that they can then be transported through the dryer.
  • electrophoretic enamelling differs fundamentally from electrophoretic painting.
  • electrophoretic painting the electrical resistance of the deposited paint layer increases with the layer thickness. If, for example, the electrophoretically deposited lacquer layer is initially thicker in places where the current is favorable, the electrical resistance increases - corresponding to the thickness of the lacquer layer - and less lacquer is then deposited at these points. This results in self-limitation of the layer thickness during electrophoretic painting.
  • electrophoretic enamelling the electrical resistance does not increase with increasing layer thickness.
  • the electrophoretically deposited grows Enamel layer continues undiminished at current-favored areas of a workpiece, so that this results in extremely differently thick enamel layers.
  • electrophoretic enamelling has only been carried out in systems that work with lifting rods in a cycle process.
  • the object of the invention is to avoid these known disadvantages and to disclose a method and an apparatus for carrying out the method in which only an inexpensive chain conveyor system can be used and in which evenly thick enamel layers are achieved.
  • the invention is characterized by the features mentioned in the main claim.
  • Advantageous embodiments of the invention result from the features of the subclaims.
  • the electrophoretic enamelling system (1) consists of the pretreatment baths (2), in which the usual pretreatment such as rinsing, degreasing, activation etc. is carried out and a coating container (3) for electrophoretic coating with enamel. This is followed by further rinsing baths (4), a dryer (5) and a baking oven (not shown). At least one counter electrode (7) is present in the coating container (3) filled with enamel slip, which is arranged in a fixed association with the workpiece (8) during the electrophoretic coating.
  • the counter electrode (7) in the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3 is moved during the coating parallel to the workpiece (8) through the coating container (3) filled with enamel slip. This movement is driven by the chain conveyor system (9), which also transports the workpieces (8) through the enamelling system (1).
  • a particularly exact parallel guidance of the counter electrode (7) to the workpiece (8) is achieved if the coating container (3) is assigned a guide (10) on which the counter electrode (7) is guided.
  • the guide (10) can e.g. consist of guide rods (11) and guide bushes (12).
  • the counter electrode (7) is connected to the chain conveyor system (9) via a coupling (13).
  • the clutch (13) consists of a clutch fork (14) open at the top and a clutch pin (15).
  • the coupling fork (14) is fastened to the guide bush (12), with which the counter electrode (7) is also connected.
  • the coupling pin (15) is preferably arranged horizontally and connected to the conveyor chain of the chain conveyor system (9). This connection is particularly simple in construction if the hanger (16) for receiving the workpieces (8) is also arranged on the horizontal coupling pin (15).
  • the power supply to the workpieces (8) can also take place via the horizontally arranged coupling pin (15).
  • the desired coating time can be achieved by regulating the transport speed of the chain conveyor system (9).
  • the counter electrode (7) and the workpiece (8) can thus completely can be transported in parallel from the chain conveyor system (9) through the coating container (3) filled with enamel slip.
  • the coupling pin (15) is lifted out of the upwardly open coupling fork (14) by the conveyor chain (17) and thereby disengaged.
  • the weight (19) of the counterelectrode (7), the guide bushing (12) and the coupling fork (14) on the guide rods (11) can again be pulled in via a cable (20) pull the initial position (21) and the next coating process can begin as soon as the next coupling pin (15) engages in the coupling fork (14).
  • the coating containers (3) can be filled with different enamels, so that e.g. a color change can be carried out quickly and without long changeover times.
  • the rinsing baths (4) downstream of the coating containers (3) can also be arranged horizontally and transversely to the conveying direction of the chain conveyor system (9) on a guide (22).

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten von vorzugsweise Eisen- oder Stahlteilen mit Email. Bei diesen bekannten Emaillierverfahren wurde bisher die elektrophoretische Beschichtung mit Email ausschließlich in Anlagen, die mit Hubgestängen oder dergl. arbeiten, im Taktverfahren durchgeführt. Eine derartige Anlage ist in DE-A-3402151 beschrieben. Nachteilig bei diesen bekannten im Taktverfahren arbeitenden Anlagen ist, daß die Anlagekosten relativ hoch sind. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die Werkstücke nach dem Beschichten mit Email auf ein Kettenfördersystem umgehängt werden müssen, damit sie anschließend durch den Trockner transportiert werden können.
  • Das vom elektrophoretischen Lackieren bekannte Durchlaufverfahren über ein Kettenfördersystem konnte bisher nicht eingesetzt werden, weil beim elektrophoretischen Emaillieren - im Gegensatz zum elektrophoretischen Lackieren - eine Selbstbegrenzung der Schichtdicke durch Erhöhung des elektrischen Widerstands in der elektrophoretisch abgeschiedenen Emailschicht nicht gegeben ist und dadurchextrem unterschiedlich dicke Email-Schichten erreicht werden.
  • In diesem Punkt unterscheidet sich das elektrophoretische Emaillieren grundsätzlich vom elektrophoretischen Lackieren.
    Beim elektrophoretischen Lackieren erhöht sich der elektrische Widerstand der abgeschiedenen Lackschicht mit der Schichtdicke. Wenn z.B. an strombegünstigten Stellen die elektrophoretisch abgeschiedene Lackschicht zunächst dicker ist, erhöht sich - der Dicke der Lackschicht entsprechend - der elektrische Widerstand und es wird an diesen Stellen anschließend weniger Lack abgeschieden. Dadurch erfolgt beim elektrophoretischen Lackieren eine Selbstbegrenzung der Lack-Schichtdicke. Im Gegensatz dazu erhöht sich beim elektrophoretischen Emaillieren der elektrische Widerstand mit wachsender Schichtdicke nicht. Als Folge davon wächst die elektrophoretisch abgeschiedene Emailschicht an strombegünstigten Stellen eines Werkstücks unvermindert weiter, so daß es dadurch zu extrem unterschiedlich dicken Email-Schichten kommt. Das elektrophoretische Emaillieren erfolgte bisher ausschließlich in Anlagen, die mit Hubgestängen im Taktverfahren arbeiten.
  • Nach dem elektrophoretischen Beschichten mit Email müssen die Gehänge mit den Werkstücken für den Transport durch den Trockner und den Einbrennofen dann von Hand auf ein Kettenfördersystem umgehängt werden (DE-A-3402151). Die Aufgabe der Erfindung ist, diese bekannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu offenbaren, bei welchem ausschließlich ein preiswertes Kettenfördersystem eingesetzt werden kann und bei dem trotzdem gleichmäßig dicke Email-Schichten erreicht werden.
  • Zu diesem Zweck ist die Erfindung durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine elektrophoretische Emaillier-Anlage in Seitenansicht,
    • Fig. 2 den Beschichtungsbehälter in Seitenansicht,
    • Fig. 3 den Beschichtungsbehälter nach Fig. 2 in Draufsicht.
  • Die elektrophoretische Emaillier-Anlage (1) besteht aus den Vorbehandlungsbädern (2), in denen die übliche Vorbehandlung wie Spülen, Entfetten, Aktivieren u.s.w. durchgeführt wird und einem Beschichtungsbehälter (3) für die elektrophoretische Beschichtung mit Email. Daran schließen sich noch weitere Spülbäder (4), ein Trockner (5) und ein nicht gezeichneter Einbrenn-Ofen an. In dem mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) ist mindestens eine Gegenelektrode (7) vorhanden, die während der elektrophoretischen Beschichtung in fester Zuordnung zum Werkstück (8) angeordnet ist.
  • Die Gegenelektrode (7) wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 während der Beschichtung parallel zu dem Werkstück (8) durch den mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) bewegt. Der Antrieb für diese Bewegung erfolgt durch das Kettenfördersystem (9), das auch die Werkstücke (8) durch die Emaillier-Anlage (1) transportiert.
  • Eine besondere exakte Parallelführung der Gegenelektrode (7) zum Werkstück (8) wird erreicht, wenn dem Beschichtungsbehälter (3) eine Führung (10) zugeordnet ist, auf der die Gegenelektrode (7) geführt ist. Die Führung (10) kann z.B. aus Führungsstangen (11) und Führungsbuchsen (12) bestehen. Die Gegenelektrode (7) ist über eine Kupplung (13) mit dem Kettenfördersystem (9) verbunden. Die Kupplung (13) besteht aus einer nach oben offenen Kupplungsgabel (14) und einem Kupplungszapfen (15). Die Kupplungsgabel (14) ist an der Führungsbuchse (12) befestigt, mit der auch die Gegenelektrode (7) verbunden ist. Der Kupplungszapfen (15) ist vorzugsweise waagerecht angeordnet und mit der Förderkette des Kettenfördersystems (9) verbunden. Konstruktiv besonders einfach ist diese Verbindung, wenn an dem waagerechten Kupplungszapfen (15) gleichzeitig auch das Gehänge (16) für die Aufnahme der Werkstücke (8) angeordnet ist.
  • Die Stromzuführung zu den Werkstücken (8) kann ebenfalls über den waagerecht angeordneten Kupplungszapfen (15) erfolgen. Die gewünschte Beschichtungszeit kann über eine Regelung der Transportgeschwindigkeit des Kettenfördersystems (9) erfolgen.
  • Der mit der Förderkette (17) des Kettenfördersystems (9) verbundene waagerecht angeordnete Kupplungszapfen (15) greift in die nach oben offene Kupplungsgabel (14) und stellt somit die feste Zuordnung der Gegenelektrode (7) zum Werkstück (8) her. Die Gegenelektrode (7) und das Werkstück (8) können somit völlig parallel von dem Kettenfördersystem (9) durch den mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) transportiert werden.
    Wenn die Gegenelektrode (7) und das Werkstück (8) die Endstellung (18) erreicht haben, wird der Kupplungszapfen (15) von der Förderkette (17) wieder aus der nach oben offenen Kupplungsgabel (14) gehoben und dadurch ausgekuppelt. Da nun keine Verbindung mehr mit der Förderkette (17) besteht, kann das Gewicht (19) die Gegenelektrode (7), die Führungsbuchse (12) und die Kupplungsgabel (14) auf den Führungsstangen (11) wieder über einen Seilzug (20) in die Anfangsstellung (21) ziehen und der nächste Beschichtungsvorgang kann beginnen, sobald der nächste Kupplungszapfen (15) in die Kupplungsgabel (14) eingreift.
  • Wenn zwei oder mehr nebeneinander stehende Beschichtungsbehälter (3) horizontal und quer zur Förderrichtung des Kettenfördersystems (9) verschiebbar auf einer Führung (22) angeordnet sind, können die Beschichtungsbehälter (3) mit unterschiedlichen Emails gefüllt werden, so daß z.B. ein Farbwechsel kurzfristig und ohne lange Umrüstzeiten durchgeführt werden kann. Die den Beschichtungsbehältern (3) nachgeschalteten Spülbäder (4) können ebenfalls horizontal und quer zur Förderrichtung des Kettenfördersystems (9) verschiebbar auf einer Führung (22) angeordnet sein.

Claims (12)

  1. Verfahren zum elektrophoretischen Beschichten von Eisen- oder Stahlteilen mit Email, bei dem in einem mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter mindestens eine Gegenelektrode angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Transport der Werkstücke (8) durch den Beschichtungsbehälter (3) über ein Kettenfördersystem (9) erfolgt,
    daß die Gegenelektrode (7) während der Beschichtung parallel zu dem Werkstück (8) durch den mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) bewegt wird,
    so daß während der Beschichtung eines Werkstücks (8) mit Email die Gegenelektrode (7) in fester Zuordnung zum Werkstück (8) angeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gegenelektrode (7) während der Beschichtung des Werkstücks (8) mit Email von dem Kettenfördersystem (9) aus einer Anfangsstellung (21) in eine Endstellung (18) durch den mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gegenelektrode (7) von einem Gewicht (19) wieder in die Anfangsstellung (21) zurückgezogen wird, sobald sich eine aus einem Kupplungszapfen (15) und einer nach oben offenen Kupplungsgabel (14) bestehende Kupplung (13) in der Endstellung (18) gelöst hat.
  4. Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten von Eisen- oder Stahlteilen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, mit einem mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter in dem mindestens eine Gegenelektrode angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß für den Transport der Werkstücke (8) durch den Beschichtungsbehälter (3) ein Kettenfördersystem (9) vorgesehen ist und
    daß dem Beschichtungsbehälter (3) eine Führung (10) zugeordnet ist, auf der die Gegenelektrode (7) während der Beschichtung parallel zu dem Werkstück (8) durch den mit Email-Schlicker gefüllten Beschichtungsbehälter (3) bewegt wird,
    so daß während der Beschichtung eines Werkstücks (8) mit Email die Gegenelektrode (7) in fester Zuordnung zum Werkstück (8) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gegenelektrode (7) über eine Kupplung (13)mit dem Kettenfördersystem (9) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kupplung (13) aus einer Kupplungsgabel (14) und einem Kupplungszapfen (15) besteht.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kupplungsgabel (14) an der Führung (10) der Gegenelektrode (7) befestigt und nach oben offen ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kupplungszapfen (15) waagerecht angeordnet und zylindrisch ausgebildet ist und daß er an der Förderkette (17) des Kettenfördersystems (9) befestigt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8.
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an dem waagerechten Kupplungszapfen (15) Gehänge (16) für die Aufnahme der mit Email zu beschichtenden Werkstücke (8) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stromzuführung zu den Werkstücken (8) über den waagerecht angeordneten Kupplungszapfen (15) erfolgt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwei oder mehr nebeneinanderstehende Beschichtungsbehälter (3) horizontal und quer zur Förderrichtung des Kettenfördersystems (9) verschiebbar auf einer Führung (22) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den Beschichtungsbehältern (3) Spülbehälter (4) nachgeschaltet sind, die ebenfalls als Mehrfachbehälter ausgebildet und auch horizontal und quer zur Förderrichtung des Kettenfördersystems (9) verschiebbar auf einer Führung (22) angeordnet sind.
EP19900110656 1989-06-24 1990-06-06 Verfahren und Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten von Eisen- oder Stahlteilen mit Email Expired - Lifetime EP0405194B1 (de)

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EP0405194A1 EP0405194A1 (de) 1991-01-02
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