EP2091664B1 - Verfahren und vorrichtung zum lackieren von schnittflächen - Google Patents

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EP2091664B1
EP2091664B1 EP07819761A EP07819761A EP2091664B1 EP 2091664 B1 EP2091664 B1 EP 2091664B1 EP 07819761 A EP07819761 A EP 07819761A EP 07819761 A EP07819761 A EP 07819761A EP 2091664 B1 EP2091664 B1 EP 2091664B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
paint
edge
stamp
coating
cut
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07819761A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2091664A1 (de
Inventor
Thomas Turner
Hermann Schauer
Karl-Heinz Stellnberger
Christian Ivancsits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Stahl GmbH
Original Assignee
Voestalpine Stahl GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200610061014 external-priority patent/DE102006061014B8/de
Application filed by Voestalpine Stahl GmbH filed Critical Voestalpine Stahl GmbH
Publication of EP2091664A1 publication Critical patent/EP2091664A1/de
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/006—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to the edges of essentially flat articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/06—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length by rubbing contact, e.g. by brushes, by pads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/06—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work by devices moving in contact with the work

Definitions

  • the invention relates to a method for painting cut surfaces.
  • edges are often sharp-edged, so that there is an accident risk during installation and operation.
  • a method for treating the edges of stamped, pressed or cut metal parts is known in which the edges of the metal parts are coated with a powder coating in the electrostatic powder rinsing process, wherein a plurality of metal parts are joined together to form a metal subpackets.
  • the GB-A-1 504 022 (D1) describes a device for applying a sealant to openings of a can, wherein flat sealant is applied to a can bottom surface. Sealant also probably reaches the opening edges of the can, but deliberate application to an edge, as in the case of the invention, is not mentioned.
  • the punch indicated in D1 does not correspond in contour to the contour of the edge of the can opening to be printed.
  • the EP-A-1 222 969 (D2) describes a flat printing of discs. Printing takes place annularly, again, however, no edges are specifically printed here. Therefore, the contour of the punch edge does not correspond to the contour of the workpiece edge.
  • edges of veneers are to be provided with adhesive.
  • adhesive application surfaces are pressed against the edges to be bonded with force.
  • the application surfaces are just as flat as the edges to be bonded.
  • Stamp surface and. Veneer have no contour in the sense of a non-straight boundary line.
  • the patent application is clearly limited to sheet metal components.
  • the FR-A-2 877 861 (D7) describes how bevelled edges of panels are treated with impregnating agent.
  • the medium is fed to an application surface via a central nozzle and the surface is exposed to slight pressure on a bevelled edge to be impregnated.
  • the agent spreads by capillary forces over the region of the beveled edge, in which the application surface is located.
  • a convex application surface is also used. To coat the entire edge, the tool with the application surface must be moved along the edge. The remedy will therefore be struck under pressure.
  • EP-A-1 379 114 (D9) describes how to apply a sealant to a contoured surface.
  • an edge can be provided with sealant
  • the tool for surface application of the sealant is independent of the surface contour, however, always the same and not adapted to a contour of the sealant to be provided surface.
  • an inner edge of a hole passing through two plates is coated by injecting a sealant.
  • a space between two sealing rings is acted upon with sealant on an outer circumference of a tube.
  • the tube is thereby introduced into the hole prior to the application and then sealant is pressed through a hole in the tube to the outside in the space between the sealing rings.
  • Sealant should be applied in the scorched area of a scored hole for a countersunk screw without flowing into the hole.
  • the bore is closed with a conical tip and supplied via an annular nozzle which is formed between the tip and a tube surrounding this tip, sealing means. The takes place after introduction of the entire device in countersunk bore. It is not the entire scorched area coated, but only the area of the annular nozzle, which is not a sheet metal part.
  • FIGS. 41 to 44 Dipping processes have hitherto been known from the prior art ( FIGS. 41 to 44 ), in which a component is immersed in a paint bath. In this case, a workpiece edge is immersed in the paint bath and then lifted from the paint bath. As can be seen in a highly schematic way, this leads to long process times, since in this case the immersion times must be taken into account. In addition, it must be noted that the bath level is constantly kept constant and the bath surface does not change the viscosity and that no skin forms on the bath level.
  • hole edges can not be satisfactorily coated by such methods.
  • the inventive method provides for applying a liquid to a well-defined area of a workpiece, in particular the cut edges, to use a stamp that is adapted to the particular shape of the workpiece or to the edge profile.
  • the stamp is initially in a container and is completely covered by the liquid to be applied.
  • it is lifted from the liquid container and left for a certain period of time, so that excess liquid can run off.
  • For application of a liquid film on the workpiece this is now brought into contact with the punch form-fitting or with a small distance and removed immediately or after a short residence time again.
  • This method is used e.g. for applying a corrosion protection varnish to the cut surfaces of coated steel strip workpieces. This is done in a further step, the curing of the paint.
  • stamp steel As a material for the construction of the stamp steel, stainless steel, aluminum, plastics and other materials, with or without additional coating in the form of a galvanizing, chrome plating, nickel plating, plastic coating or powder coating o.A. be used.
  • the workpieces to be machined are stamped or otherwise severed sheet metal parts that may be flat, bent or deep-drawn.
  • the application of paint can be done on almost every possible cutting surface of a three-dimensional, deep-drawn molding.
  • the sheets can be zinc plated, galvanized and / or with an organic coating be provided. Depending on the complexity, the workpiece can be coated with one or more stamps in one or more steps.
  • anti-corrosion lacquers lacquers with or without pigments, adhesives, liquid zinc or liquid materials which can be foamed in a further working step are used as liquids to be applied.
  • liquids are used which are cured by thermal energy input or by energy input in the form of UV radiation.
  • UV lacquers are preferably used.
  • the viscosity of the liquids used may need to be adjusted to the process by solvents or other additions.
  • thermoplastics are used instead of paints.
  • the paint container is provided with stirrers and / or devices for temperature control.
  • the liquid container which also houses the die, is designed such that it has an inlet and a drain, so that the corresponding liquid is pumped in the circulation and is in each case refreshed in a separate mixing tank and, in particular, with new ones Solvents provided and / or heated.
  • the inventive coating of cut surfaces in deep-drawn workpieces made of coated steel sheet with UV-curing protective coating, which is applied over the stamp, leads to an extremely good corrosion protection behavior, both after salt spray fog test, VDA alternating test and electrochemical corrosion tests and gives the workpiece a pleasing appearance.
  • the coating of the cut surface may be further painted together with the workpiece, e.g. by powder coating.
  • a further advantage of the invention is that the coating of the cut surfaces of the workpiece encloses the cut surfaces and covers the very sharp cutting edge to the outside and leaves a smooth, rounded contour on the workpiece, which virtually eliminates the risk of injury.
  • the classic stamping was first tried, being used as stamp material foam or rubber, such as sponge rubber.
  • the stamp was immersed in a paint vessel, then the cut surface of a stamped part was stamped, but the result was not satisfactory because the paint distribution was uneven, have formed in the paint bubbles and a large wear on stamp material was present and the corrosion protection is not always sufficient was.
  • rubber or bare steel are used for stamping. By immersing the stamp in a paint container initially no uniform coating distribution on the stamp could be achieved, which is why the paint was applied with a compressed air dosing system on the stamp.
  • the paint cartridges used were degassed by centrifuges.
  • openings within a sheet metal component can also be provided with an edge protection lacquer, wherein the coating of the edges delimiting an opening can take place simultaneously with the coating of the outer edges or sequentially.
  • edge protection lacquer a coating of the edges delimiting an opening can take place simultaneously with the coating of the outer edges or sequentially.
  • mandrels are retracted in such openings, which are either conical and have a corresponding cross-section of the opening or which can enlarge and reduce its size and are optionally rotated to effect a uniform application of paint on the edges bounding an opening.
  • the device 1 has a paint container 2, which has, for example, a square base surface or an oblong rectangular base surface in accordance with the workpiece to be processed.
  • the paint container 2 thus has a bottom wall 3 and a circumferential side wall 4.
  • a coating die 5 is arranged in the paint container 2.
  • the coating die 5 has a substantially U-shaped bracket 6, which has a bottom wall 7 of this upwardly projecting ironing walls 8 and 8 of the Bügelwandungen laterally outgoing support walls 9 has.
  • the support walls 9 extend beyond the walls 4 of the paint container to the outside and are arranged on a lifting mechanism 10, for example on a pneumatic or hydraulic piston 11 of the lifting mechanism 10. With the lifting device 10 and the pneumatic or hydraulic piston 11, on the support walls 9 act, thus the coating die 5 can be up and lifted within the paint container 2.
  • the coating die 5 additionally has a die wall 13 corresponding to the edge contour of a workpiece 12 to be coated, the die wall 13 being arranged on the bottom wall 7 and having an upwardly directed peripheral die edge 14.
  • the stamp edge 14 is adapted both in terms of its circumferential course and with respect. Its height profile to the contour of a component 12 in the present images of a gas cap 12 such that a gas cap 12 which is placed on the stamp edge 14, with its circumferential edge on all sides immediately rests.
  • the workpiece 12 is positioned with a gripper 15 above the coating die 5, the gripper 15 being, for example, a suction gripper 15.
  • the punch edge 14 may be formed flat, but the punch edge 14 may also be formed as a groove with a u- or v-shaped groove, which collects in the groove, the liquid with which the edge of the workpiece to be coated.
  • the bottom wall 7 preferably has apertures 16, so that in the area enclosed in front of the stamp wall 13 region of the paint can flow.
  • one or more webs 17 are left to stand on which, for example, one or more centering mandrels 18 can be arranged, which engages in the following to be described laying the workpiece in a corresponding center hole 19 to center the workpiece.
  • both the workpiece 12 are moved to the punch edge 14, as well as the punch are raised by means of the lifting mechanism of the liquid, in such a way that at least the punch edge 14 projects beyond the liquid level 20.
  • the placement of the cutting edge to be coated on the upper coating edge of the stamp can be such that the edge rests on the stamp or a certain distance from the edge to be coated edge to the die edge, the edge but already immersed in the coating liquid and the coating liquid due to capillary forces on the Edge of the workpiece and the adjacent areas flows or spreads.
  • the workpiece and the punch edge 14 or the punch are again moved away from each other and then caused a drying or curing of the edge covering liquid, for example by a so-called UV drying in a corresponding facility (UV oven ).
  • a drying or curing of the edge covering liquid for example by a so-called UV drying in a corresponding facility (UV oven ).
  • such a device 30 also has a paint container 31 with a bottom wall 32 and a peripheral container wall 33.
  • the paint container preferably has a continuous bottom surface, wherein in the paint container, a coating device 34 is present.
  • the coating device 34 consists, for example, of a base frame 35 and a hinged foldable stamping device 36 arranged thereon.
  • the stamping devices 36 are pivotable upwardly about an axis 37 and have a coating edge 38 which extends substantially vertically in the coating state.
  • the coating edge 38 can likewise be flat or be formed with a groove.
  • two mutually parallel edges 39 of a workpiece 40 are coated, wherein the workpiece 40 is moved with a gripper 41 in the region of the punch edge 38 and the punch edges 38, respectively FIG. 6 be moved out of the liquid level 42 out.
  • the workpiece is first placed in this device and then the coating movement 43 is performed.
  • inner edges of a workpiece 40 can be coated in a comparable manner by corresponding pivoting punch devices 36 are folded into it.
  • two opposite edges can first be coated and then the other, opposite edges can be coated.
  • one partial circle or one partial oval can first be coated and, with a further pivoting movement, the other partial oval or the other partial circle.
  • the devices 1 and 30 can also be used together in a device in which both down and side edges are coated.
  • a paint container is present, which in its interior, approximately centrally comprises a receiving column 52 which has upwardly facing receiving mandrels 53.
  • the receiving mandrels 53 are formed so that they can engage in corresponding receiving holes 54 of a workpiece 55 in order to hold the workpiece immovably in the x and ⁇ direction and lead.
  • the coating device 50 has two pairs of workpieces 55 and Lackierstkovn 56th
  • This coating device 50 is designed, for example, to paint an elongated oval workpiece 55, which is formed flat flat, at the edges.
  • the workpiece 55 is first moved over the coating device 50 ( FIGS. 8a to 8c ), with the punches 56a and the punches 56b resting in the paint bath.
  • the punches 56a, 56b are guided via lifting devices 57, which engage from outside on the punches 56a, 56b.
  • first a first pair of opposing punches 56a are moved out of the paint container 51 by the lifting devices 57 and positioned at the level of the circumferential edge 58 of the workpiece 55 (FIG. FIGS. 9a to 9c ). Subsequently, the Workpieces 55 ( FIGS.
  • a workpiece 60 is coated on the edges, which has a pointing towards the coating bath, for example, by punching and deep drawing resulting, circumferential edge 63 has and a central opening 61, which is bounded by an edge 62.
  • the corresponding coating device 50 in turn has a paint container 51, wherein in the paint bath a first, the course of the edge 63 corresponding liftable punch 66 has and in turn stamp 56a and 56b stamp.
  • the punches 56a and punches 56b can in turn be raised and lowered by means of suitable lifting devices 57 from outside the lacquer bath and can also be moved horizontally outward and inward in this coating device 50.
  • the guides are arranged in the paint bath, that in the paint bath a hollow, in this case slot-shaped, column 65 is present, which comprises an opening 64, which makes it possible to control the guides from below the paint container 51.
  • the workpiece 60 is first deposited on the stamp 66, which is moved up from the paint bath and applied paint on the peripheral edge 63 ( Figures 16a to 16c). Due to an overlap of the stamp 56a and 56b, the punches 56a, 56b must first be moved inwards before they can be conveyed up to the workpiece 60 (FIG. FIGS. 17a to 17c ). When the punches 56a, 56b are at the correct height, they are brought into contact with the peripheral edge 62 ( Figures 18a, 18b ) and then lowered again. Subsequently, the other two punches 56b are moved inward and brought to the correct height ( FIGS. 19a to 19c ) and subsequently ( FIGS. 20a to 20c ) is brought into contact with the inner edge 62, so that the inner circumferential edge 62 and the outer circumferential edge 63 are completely coated. Subsequently, the component is moved, for example to a UV dryer or UV oven.
  • FIGS. 21 to 27 In a further advantageous embodiment of the invention ( FIGS. 21 to 27 ) is provided for the coating of a circumferential edge of a hole 71 in a corresponding workpiece 70 at least one coating mandrel 72.
  • FIGS. 21 to 27 For the sake of clarity is in the FIGS. 21 to 27 only the coating of a hole or peripheral edge of a hole 71 is shown.
  • the methods described above for coating larger openings or circumferential edges of the workpiece can be carried out at the same time or before or after.
  • a coating mandrel 72 is arranged on a coating mandrel bridge 73, wherein the coating mandrel bridge 73 on a lifting device 57, as known and described in the previous examples is arranged.
  • a workpiece 70 is placed in a positionally accurate manner above the coating mandrel 72 and then the coating mandrel 72 is raised.
  • the mandrel has a conically encircling coating surface 74, which is extended from the paint bath 75 and enters the hole 71.
  • the conical surface 74 of the coating mandrel 72 is smaller at its thinnest point in diameter than the hole 71 and in its thickest portion larger than the hole 71.
  • the conical surface is in the hole 71 completely retracted state at the hole 71 delimiting edge on, whereby paint, in particular paint, which flows off at the coating surface 74, wets the corresponding edge.
  • the coating mandrel 72 is driven down again with the coating mandrel bridge 73 into the paint bath, the workpiece 70 is moved and further processed.
  • a lifting mechanism 76 is present instead of a lifting device 57.
  • the lifting mechanism 76 consists for example of a lifting cylinder 77 and a reciprocating rod 78, wherein the Hubkolbenstange 78 passes through the bottom of the paint container and acts directly on the coating mandrel 72.
  • the coating mandrel 72 is formed with a radial groove 79 in the region where it is located within the hole 71.
  • the coating mandrel 72 is designed with respect to the radial groove 79 so that it narrows, for example, by a head portion 80, which is retractable into the coating mandrel 70, the groove 79.
  • the operation of this mandrel is in this case such that accumulates in the groove 79 in the idle state in the paint bath of the paint.
  • the groove 79 is narrowed, so that the paint is pushed out of the groove 79 and to the circumferential edge of the hole 71 passes. As a result, the edge of the hole 71 can be coated without contact.
  • the coating mandrel 72 is formed instead of a groove 79 with a cushion 81, for example of a rubber-like plastic or foam, which outwardly, over the circumference of the coating mandrel 72 toölbbar (here FIG. 24 ).
  • the pad 81 is arranged radially circumferentially in a groove 79 and is bulged by reducing the groove width of the groove 79, for example, by the interaction of a head portion 80 with the coating mandrel 72 to the outside.
  • the protrusion can also be done by a pneumatic inflation or hydraulic filling of the pad 81.
  • the cushion 81 may also be formed as a tube 81 which rests in a groove 79.
  • the mandrels are not moved with a lifting device 57 from the paint container 51, but are pivotally mounted on the paint container 51 via a pivot arm 85.
  • the coating mandrels 72 can, for example, be pivoted in such a way that they can penetrate into a hole with a vertical hole plane (FIG. FIG. 25 left) or engage in a hole with a horizontal hole plane.
  • the coating mandrels 72 are each arranged on a lifting device 86, which is provided separately for each mandrel and lift the coating mandrels 72 in the vertical direction (arrow 86a) from the paint bath or paint container 51.
  • the mandrels In order to introduce the coating mandrels 72 into a hole with a vertical hole plane, the mandrels also have a device that allows a horizontal displacement (arrow 86b). The horizontal one Displacement is accomplished, for example, via a pneumatic or hydraulic piston-cylinder arrangement or a stepping motor or the like.
  • the mandrel is rotatably disposed outside of a paint container 51, wherein the mandrel is formed as anchor mandrel 89, wherein the anchor mandrel 89 has two similar anchor leg mandrels 87 which are arranged on an armature shaft 88, wherein the armature shaft 88 at its end outside of the paint container 51st is rotatably mounted.
  • the armature pin By pivoting the armature pin in the pivot point, the armature leg 87 can emerge alternately from the coating bath and be introduced into a correspondingly extending with a horizontal hole plane hole, which allows relatively high clock rates.
  • FIGS. 28a-28d is a mandrel 100 is present, which may be present in addition to other spines or other coating elements but also alone, this mandrel 100 does not have to be immersed in a paint bath.
  • this mandrel is formed with a ring groove 101.
  • the circumferential annular joint 101 has feeds 102, which lead paint from a central axial bore 103 in the mandrel 100 into the annular joint 101.
  • the mandrels can take on a variety of forms, which of course depends on the geometry of each hole.
  • Four different geometries are in the FIGS. 24a to 29l with the coating mandrels 72 each having an oblique application surface 74 (FIG. FIGS. 30a to 30l ) are formed.
  • the mandrels may be formed in cross-section or the application surfaces 74 in cross-section substantially round, oval, square or rectangular pyramidal or triangular pyramidal.
  • a coating mandrel 72 is likewise arranged on a coating mandrel bridge 73 with a lifting device 57, wherein other lifting devices are also possible here.
  • a coating mandrel 72 For coating the peripheral edge of a hole 71, in these embodiments ( FIGS. 30a to 30g ) in the coating mandrel 72 radially extendable segments 90 are provided.
  • the coating mandrel 72 is brought into the correct height position with retracted segments 90. Then, the segments 90 are extended and the inner edge of the opening 71 is coated.
  • the contact pressure of the segments 90 is advantageously chosen so that not too much paint is displaced.
  • FIG Figure 30b, 30c Such a coating mandrel 72 with segments 90 is shown in FIG Figure 30b, 30c can be seen, wherein the movement of the segments 90 takes place radially.
  • the distance between the segments 90 to the peripheral edge of the opening 71 is drawn greatly enlarged.
  • the distance between the retracted segments and the peripheral edge of the opening 71 is kept as small as possible.
  • a nationwide coating of the peripheral edge can be achieved because the paint spreads on the edge and also flows between the segments.
  • Such an embodiment is of course conceivable for elliptical openings, as shown in the Figures 29f . 29g is indicated.
  • FIGS. 30d, 30e is only a Jerusalemfederbarer ring or a Jerusalemfederbares ring segment 90 is present, which is pressed by bending against the peripheral edge of the opening 71. Again, the distance to the edge is as small as possible.
  • a segmented rotatable mandrel 91 is provided on the device 50 on a lifting device 93.
  • the segmented, rotatable mandrel 91 consists for example of two mandrel halves 92, which are each formed as a stamp.
  • the mandrel halves 92 and die halves 92 are immersed in a paint bath, wherein the paint bath or paint container 51 has a central opening with walls, so that the paint container 51 is formed as a circumferential round groove and the mandrel halves 92 and die halves 92 the paint container 51 in the middle.
  • the punch halves 92 and thorn halves 92 are in this case on a lifting device 93 vertically displaceable and designed to be rotatable about the vertical axis and horizontally displaceable.
  • the mandrel or the mandrel halves 92 is driven out of the annular paint container 51 in the appropriate height position.
  • the punch segments 92 are extended outward in accordance with the direction of the arrow 94 until they rest against the edge delimiting the opening 71 (FIG. Figures 32a, 32b ) and then retracted according to the arrows 95 again.
  • the mandrel or the thorn halves are rotated according to the arrow 96 and dipped before or after in the paint container to apply paint again on the job surfaces.
  • Both the above-described dies and mandrels, segment mandrels or rotatable mandrels described above may have edge surfaces 97 that are smooth.
  • these application surfaces 97 can be contoured in accordance with the application.
  • FIG. 31a to 31d different groove shapes of the application surfaces 97 are shown, wherein the groove is chosen so that it is slightly wider than the workpiece thickness. In the grooves accumulates due to adhesion but also through the groove-shaped undercut lacquer, during coating, the cut surface to be coated dips into the groove, whereby a particularly good Kantenumgriff is achieved.
  • a circumferential, in cross-section V-shaped groove FIG.
  • FIG. 31b can be an automatic centering of the segment, stamp or mandrel on the workpiece.
  • FIG. 31c The unbalanced cross-section, which results when punching thick sheets, can be compensated.
  • an easy-to-manufacture groove according to FIG. 31d be used.
  • FIG. 33 is in contrast to the Figures 1 and 2 shown a similar device in which in addition to the punch edge 14 for coating the peripheral edge of the workpiece, a mandrel 108 is provided to provide a hole 109 with a vertical hole plane with a paint job, so that with such a device, both a peripheral edge coating and a hole coating can take place.
  • the mandrel 108 can be arranged displaceably in the horizontal direction for this purpose.
  • the stamp is designed so that the stamp edge is supplied from the stamp interior with paint.
  • Such an embodiment can be used alone or in conjunction with punches that emerge from a varnish bath.
  • Such a stamp ( FIGS. 34a-34d ) is formed as a substantially hollow punch 110 having a cavity 111 which is enclosed by walls 112 and is supplied via a feed line 113 with paint.
  • the coating die has a stamping surface 116 towards a workpiece edge 114 of a workpiece 115 to be stamped.
  • the stamping surface 116 is pierced by bores or slots 117, through which paint can be pressed from the cavity 111 to the surface 116.
  • the surface 116 is bounded on both sides of an edge 114 to be stamped by short wall sections 118, so that a coating groove 119 is formed.
  • the paint which is pressed through the paint channels 117 in the groove 119, is pressed to a Badspiegel- or paint level height 119a, so that a certain paint reservoir is present in the groove.
  • means for controlling the inflow 121 may be present in the channels 117, for example valves.
  • the stamp can from the shown, a straight line but vaulted edge to coat and of course also three-dimensional ie also z.
  • B. box-shaped edge courses coat, as for example in the Figures 1 and 2 are shown.
  • the stamp is completely placed on the workpiece edge 114 or slightly spaced from it, so that the paint can spread to the workpiece edge 114.
  • the punch 110 is raised again ( Figure 34d ), leaving a lacquer layer 122 on the edge.
  • the viscosity of the paint is an important process parameter. It depends on the behavior of the paint on the stamp and the behavior during transfer to the workpiece. Thus, there is a lower and upper limit for the viscosity, with too low a viscosity of the paint after coating withdraws again from the sharp cutting degree and too high viscosity of the paint does not flow around the cut surface around. In both cases, a corrosion resistance but also an effective protection of the edge or a user from cuts is not given.
  • the stamp must be adapted to the selected viscosity, in particular by the shape of a possibly existing groove. In the process, the limit values for these parameters must be adhered to accordingly.
  • the embodiment of the stamp depends greatly on the viscosity of the paint. After the stamp has been lifted out of the paint bath, stamping must be carried out until excess paint has expired from the transfer surface 97 and a resting coating layer has formed on the corresponding transfer surface or in a corresponding groove or on a corresponding web. The resulting waiting time can be greatly reduced if the chipping of the paint is not hindered.
  • z. B. the stamp web are made very high and the lower part of the stamp be provided with a large opening.
  • the optimal case is a stamp that consists only of a bridge.
  • the width of the web determines the thickness of the lacquer layer on the workpiece.
  • a compromise between the corrosion resistance and a very thin coating must be considered. Basically, the viscosity is low or vice versa for a wide punch or a wide application area.
  • liquefaction can also be produced by the movement of the stamp, in particular at fast cycle rates, and reinforced by agitators. It should be noted that the reduction in viscosity only lasts as long as the paint is stirred. With little effort, the viscosity of the paint can be varied over the temperature in many areas, which makes a device for controlling the temperature of the paint an important component.
  • the basic process of the coating results from FIG. 35 ,
  • the parts to be coated are removed from a loading system, provided that the workpieces are pre-processed and stacked.
  • the items must be separated.
  • the coating system is mounted directly on an existing system or integrated into an existing system, the workpieces are already available individually. Existing plants can z. B. stamping, thermoforming or facilities for pre-assembly of the workpiece.
  • a pretreatment is carried out, in which case in particular the cut surfaces must be pretreated for coating.
  • This refers in particular to the elimination of small amounts of oil, the elimination of paint crumbs in organic coated sheets, for example by brushing or blowing off with compressed air and optionally the roughening of the cut surface.
  • a chemical bond between the UV coating and an organic precoating of the sheet can be achieved by a chemical treatment of the cut surfaces or cut edges, which usually does not take place.
  • the coating takes place according to the possibilities already described, followed by curing.
  • the curing preferably takes place via UV radiation or thermally in known aggregates, it being possible to work with intermediate curing in the case of a coating which takes place in several steps.
  • a so-called paint circuit ( Figure 38 ), in which case fresh paint from a paint reservoir 120 via a control valve 121 and a pump 122 and optionally a filter 123 is supplied to an inner paint circuit.
  • the viscosity may be adjusted via the addition of solvents or thixotropic agents, with a temperature control device 125 which regulates the temperature of the paint.
  • the working container 126 is supplied with paint and the level of the paint level 129 and the bathroom mirror 129 is regulated and kept as constant as possible.
  • the paint container may also be provided with a stirring device 128.
  • the discharged paint is pumped through a filter and can also be a degassing 127 are supplied.
  • the entire handling process during the coating process is in the Figures 39 . 40 described, for example, a component to be coated with a complex geometry with holes, projections, etc. is provided.
  • the component has a circumferential cut surface, cut surfaces on the end face of a flange and holes.
  • the workpiece 70 is singulated, held with a gripper, coated at a first coating station 130 with a punch along one side edge, then rotated and coated at a second coating station 131 at the opposite edge. Subsequently, the component is picked up and tilted again, and then at a further coating station 132, both the holes and a bent collar or flange is coated. This is followed by UV curing in the case of light at a curing station 133 and then stacking at a station 134.
  • the device according to the invention and the method according to the invention can also be integrated into a conventional stamping or deep-drawing system, as described in US Pat FIG. 40 is shown, wherein in a first section 135 of planar boards, the components are punched or deep drawn. The corresponding components are then hardened coated and deposited in a process sequence 136 at the edges.
  • the exemplary embodiment is a complex component with a three-dimensional edge and a hole opening in a tab with a vertical orientation.
  • the component is moved by a magnetic gripper, the pneumatic cylinder of the Lifting device are synchronized via throttle valves.
  • the paint container is located in a temperature-controlled water bath, the stamp is made of hard chrome-plated steel and inside has a large recess, so as not to hinder the drainage of the paint.
  • the ridge has a width of three millimeters, with the mandrel for coating the inner surface of the hole being mounted on the ram.
  • the UV varnish used is a formulation specially optimized for corrosion resistance, the varnish being thixotropic, translucent and hard, viscoplastic in the cured state.
  • the density is 1.2 g / ml in the liquid and 1.3 g / ml in the cured state.
  • the paint is solvent-free and the volume shrinkage stems from the crosslinking of the paint during curing.
  • the viscosity of the paint is 6,000 mPa * s at room temperature and must be reduced for the coating process. Due to the thixotropic nature of the paint, the viscosity drops noticeably when the amount of paint is stirred. In this case, the thixotropic property already sinks by the entry and exit of the stamp.
  • a further reduction of the viscosity is achieved by heating the paint, wherein the paint bath is heated to 35 to 40 ° C and held there, thereby adjusting a viscosity of 3,200 to 4,200 mPa * s in the current process together with the stamp movement.
  • FIG. 35 the sequence of the coating is shown with the time duration for each step.
  • the component is located at the beginning next to the paint container. It is picked up by the gripper and placed above the punch. At the same time, the stamp is lifted out of the paint bath. In order to let excess paint run off, a sufficient waiting time is maintained and then the cut edge is pressed onto the face of the stamp and held. During this time, the paint spreads evenly over the cut surface. After this residence time, the component is moved 20 mm vertically over the punch to bring small paint threads to tear. The circumferential cut surface is now completely covered with a layer of varnish.
  • the component is moved backwards, so that the tab of the component is located in front of the mandrel. Subsequently, the component is moved down until the bore is coaxially oriented with the mandrel (aligned) and the mandrel can penetrate into the bore. The component is moved horizontally backwards until the conical surface of the mandrel and the inside of the bore touch. Due to the small size no waiting time is required here and the component is removed after touching horizontally from the mandrel. The hole is now completely coated. It can happen that a coating skin spans over the circular area of the bore after the coating.
  • the component can be moved to the mandrel again, until the skin and the tip of the brush touch, resulting in the desired effect.
  • the component is then brought to cure, at the same time for further transport of the component, the stamp is recessed in the paint bath and held there.
  • the duration for a complete cycle is z. B. 10 seconds, after coating on the cut surface, a lacquer layer with 0.47 g / m 2 based on the length of the cut surface is formed.
  • the thinnest layer thickness is about 100 microns, with the curing in the UV oven is in about one second.
  • the viscosity is adjusted such that for the duration of the application, In particular, in a device 30 sufficient liquid for coating the edge is available.
  • stamped or cut sheet metal components can be easily, quickly and safely formed with an edge coating
  • the devices of the invention allow a fully automated fast operation with high cycle times.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren von Schnittflächen.
  • Es ist bekannt, aus Stahlblech, insbesondere verzinkten Stahlblech, Bauteile für die Automobilindustrie aber auch für die Haushaltsgerätindustrie zu stanzen und anschließend zu formen.
  • Aber auch aus anderen Blechen, wie Aluminiumblechen werden derartige Teile hergestellt.
  • Hierbei ist von Nachteil, dass ein gegebenenfalls auf einer Oberfläche angebrachter Korrosionsschutz, wie beispielsweise eine Zinkbeschichtung im Bereich der Kanten, nicht mehr vorhanden ist, so dass eine Kantenkorrosion erfolgen kann.
  • Zudem sind derartige Kanten oft scharfkantig, so dass bei der Montage und im Betrieb eine Unfallgefahr besteht.
  • Aus "Schnittflächenschutz an bandverzinkten Blechen", Andreas Schütz, Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH sind die negativen Einflüsse durch die Schnittkante und die Möglichkeit der Verbesserung des Korrosionsverhaltens des sogenannten Rundschnitts diskutiert.
  • Aus "Verhalten von Oberflächenbeschichtungen auf Stahlblechen beim Umformen und Schneiden", 3. Stahlsymposion, Werkstoffanwendung, Forschung, Düsseldorf, 12.03.2003 sind ebenfalls Korrosionsprobleme, insbesondere an Schnittkanten bekannt. Um Schnittkanten mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehen, ist es aus dieser Veröffentlichung bekannt, einen Kantenschutz dadurch zu erzeugen, dass entweder die komplette Karosserie eingetaucht wird, eine Schnittflächenbeschichtung mittels Laser und Pulverlack erfolgt, eine Beschichtung mittels Zinkstift als Reibschweißverfahren durchgeführt wird, eine Auftragsstrahlung einer Zinkbeschichtung durchgeführt wird, Zinküberzüge an der Zinkkante vorgenommen werden oder UV-Lackbeschichtungen durchgeführt werden, wobei hierzu nur Voruntersuchungen vorliegen sollen. Ein derartiges Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf Kantenflächen von Blechen ist beispielsweise aus der DE 101 06 474 A1 bekannt, bei dem über einen Laser Zinkpulver, das mit Flussmittel versetzt ist, auf die Kanten aufgebracht wird. Bei einem derartigen Verfahren ist von Nachteil, dass dieses sehr aufwändig und teuer ist.
  • Aus der DE 40 11 320 C2 ist ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepresster oder geschnittener Metallteile bekannt, bei dem die Kanten der Metallteile mit einem Pulverlack im elektrostatischen Pulverspülverfahren beschichtet werden, wobei mehrere Metallteile zu einem Metallteilpakete miteinander verbunden werden.
  • Ein solches Verfahren ist schlecht in bestehende Fertigungsprozesse zu integrieren, da aus den einzelnen Bauteilen zunächst Stapel erstellt werden müssen.
  • Aus DE 38 280 045 C1 ist das Herstellen korrosionsgeschützter Schnittkanten von korrosionsgeschützten Blechen durch das Anreiben eines Korrosionsschutzstoffes bekannt, wobei der anzureibende Korrosionsschutzstoff aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. Dies soll insbesondere durch Anbauteile an den Schneidscheren gewährleistet werden. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass eine solche Vorrichtung keinen besonders guten Korrosionsschutz ergibt.
  • Aus der DE 37 04 364 C1 ist ein Verfahren zur Schnittkantenbehandlung von Zuschnitten aus bandlackierten Material für Blechgehäuseteile bekannt, bei dem zumindest die sichtbaren Schnittkanten mit einem durch UV-Strahlung aushärtenden Lack mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen beschichtet werden, die entlang der Schnittkanten verfahren werden und derartig positioniert und ausgerichtet sind, dass sie mit Abstand zum jeweiligen Kantenbereich unter einem Winkel von der der Sichtseite entgegengesetzten Seite des Zuschnitts aus, auf diese gerichtet sind und dass der aufgetragene Lack mit UV-Strahlung ausgehärtet wird.
  • Die GB-A-1 504 022 (D1) beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Dichtungsmittels auf Öffnungen einer Dose, wobei flächig Dichtungsmittel auf eine Dosenbodenfläche aufgebracht wird. Dabei gelangt wohl auch Dichtungsmittel auf die Öffnungskanten der Dose, von einem gezielten Aufbringen auf eine Kante wie bei der Erfindung ist jedoch nicht die Rede.
  • Des Weiteren entspricht der in D1 angegebene Stempel hinsichtlich seiner Kontur nicht der Kontur der Kante der zu bedruckenden Dosenöffnung. Entsprechendes gilt für das bei der D1 beschriebene Verfahren, dass einen ganz anderen Zweck als dem gezielten Beschichten und Korrosionsschützen einer Schnittkante dient.
  • Die EP-A-1 222 969 (D2) beschreibt ein flächiges Bedrucken von Scheiben. Das Bedrucken findet ringförmig statt, Wiederum werden hier aber keine Kanten gezielt bedruckt. Daher entspricht auch die Kontur der Stempelkante nicht der Kontur der Werkstückkante.
  • In D3 ( US-A-5 582 676 ) sollen schräg geschnittene Kanten von Furnieren mit Klebstoff versehen werden. Dazu werden mit Klebstoff versehene Aufbringflächen gegen die zu verklebenden Kanten mit Kraft angedrückt. Die Aufbringflächen sind genauso eben wie zu verklebenden Kanten. Stempelfläche und. Furnier besitzen jedoch keine Kontur im Sinne einer nicht geraden Begrenzungslinie. Zudem ist das Patentbegehren klar auf Blechbauteile eingeschränkt.
  • Bei der DE 11 32 704 B (D4) sollen profilierte Stirnflächen von Hölzern mit Leim versehen werden. Dazu werden Stempel mit dem gleichen Profil wie diese Stirnflächen mit Leim versehen und gegen die Stirnfläche gefahren. Es findet kein Beschichten von Kanten statt. Es liegt keine Kontur im Sinne einer gebogenen Fläche, sondern ein Profil im Sinne einer Oberflächenstrukturierung vor. Zudem ist wie bereits ausgeführt das Patentbegehren auf Blechbauteile eingeschränkt worden.
  • Bei der DE 198 48 494 A1 (D5) werden klassische Stempelkissen eingesetzt, um Beschichtungsmaterial wie Lack auf ein Bauteil aufzubringen. Das beispielsweise ringförmige Stempelkissen wird erst nach unten in ein Bad gefahren und nach oben gegen eine Kante des Bauteils gefahren. Dabei wird das Stempelkissen jedoch mit Kraft gegen das Bauteil gedrückt, so dass es flächig verformt wird. Bereits in der Beschreibungseinleitung der internationalen Anmeldung ist klar ausgeführt, dass sich mit Stempelkissen die Ergebnisse nicht erzielen lassen. Vielmehr ist es wichtig, dass der Lack aufgrund der Berührung mit der Kante auf die Kante aufgebracht wird.
  • Aus der US-A-5891 521 (D6) sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Lackieren einer geschnittenen Kante eines Stahlblechs bekannt, wobei als Stempelkissen ein Schwamm oder Stoff, der mit einer aufzubringenden Farbe vollgesaugt ist, mit einer eingestellten Kraft gegen die Kante gedrückt wird. Vor dem Andrücken wird überschüssige Farbe auf dem Schwamm entfernt, so dass keine Farbe frei auf dem Stempel steht, die auf die zu beschichtende Kante aufspreiten könnte. Aus den Gründen, die bereits zu D5 genannt sind, ist D6 ebenfalls nicht einschlägig.
  • Die FR-A-2 877 861 (D7) beschreibt, wie Schrägkanten von Platten mit Imprägniermittel behandelt werden. Dazu wird einer Applikationsfläche über eine mittige Düse das Mittel zugeführt und die Fläche über leichten Druck auf eine zu imprägnierende Schrägkante ausgesetzt. Das Mittel breitet sich durch Kapillarkräfte über den Bereich der Schrägkante aus, in dem sich die Applikationsfläche befindet. Außer einer geraden Applikationsfläche wird auch eine konvexe Applikationsfläche eingesetzt. Um die gesamte Kante zu beschichten, muss das Werkzeug mit der Applikationsfläche entlang der Kante gefahren werden. Das Mittel wird also unter Druck aufgestrichen.
  • Aus der EP-A-0 404 169 (D8) ist eine Kantenbeschichtung von Tafelschnittstellen bekannt, wobei als Lackauftragseinrichtung ein Lackauftragsrollo oder ein Beschichtungsfilz verwendet werden, mit dem durch Rollbewegung oder Ähnliches Lack auf eine Kante aufgebracht werden. Es findet also durch klassisches Aufrollen oder Auffilzen ein Lackieren statt.
  • In der EP-A-1 379 114 (D9) wird beschrieben, wie auf eine konturierte Fläche eine Dichtungsmasse aufgebracht wird. Hierbei kann auch eine Kante mit Dichtungsmasse versehen werden, das Werkzeug zum flächigen Aufbringen der Dichtungsmasse ist unabhängig von der Flächenkontur jedoch stets das gleiche und nicht an eine Kontur der mit Dichtungsmasse zu versehenden Fläche angepasst.
  • Aus der DE 101 13 022 A1 (D10) ist eine Vorrichtung zum Lackieren einer Fläche eines Bauteils bekannt, wobei ein Farbträger, wie z. B. einen mit Farbe tränkbares Stempelkissen gegen die Fläche gedrückt wird.
  • Bei der FR-A-2 617 743 (D11) wird eine Innenkante eines Lochs, das zwei Platten durchgreift, durch Injizieren eines Dichtungsmittels beschichtet. Dazu wird auf einen Außenumfang eines Rohres ein Raum zwischen zwei Dichtungsringen mit Dichtungsmittel beaufschlagt.
    Das Rohr wird dabei vor der Beaufschlagung in das Loch eingebracht und anschließend Dichtungsmittel durch eine Bohrung im Rohr nach außen in den Raum zwischen den Dichtungsringen gepresst.
  • Aus der US-A-4 302 271 (D12) soll bei einer angesengten Bohrung für eine Senkschraube Dichtungsmittel im angesengten Bereich aufgebracht werden ohne in die Bohrung zu fließen. Dazu wird die Bohrung mit einer kegelförmigen Spitze verschlossen und über eine ringförmige Düse, die sich zwischen Spitze und einem diese Spitze umgebenden Rohr ausgebildet ist, Dichtungsmittel zugeführt. Die erfolgt nach Einbringen der gesamten Vorrichtung in angesenkte Bohrung. Es wird nicht der gesamte angesengte Bereich beschichtet, sondern nur der Bereich der Ringdüse, wobei es sich hier nicht um ein Blechbauteil handelt.
  • Bei der US-A- 4 135 476 (D13) wird zum Aufbringen eines Dichtungsmittels eine konisch Bohrung mit gerader Innenfläche mittels eines birnenförmigen Stempels beschichtet, der somit bezüglich seines Höhenverlaufs eine andere Kontur als die Innenfläche aufweist. Mit dieser Methode wird nicht die ganze Innenfläche der Bohrung benetzt, sondern nur in einem Bereich der Birne, auf der vorher eine Menge Dichtungsmittel wulstartig aufgebracht wurde. Diese wird durch eine Drehung der Birne gegen die Innenfläche gerieben.
  • Allen vorgenannten Verfahren des Standes der Technik ist gemeinsam, dass diese als punktuelle Methoden recht langsam sind, der apparative Aufwand sehr hoch ist aber nur eine bedingte Dreidimensionaltauglichkeit vorhanden ist bzw. diese Verfahren nicht für komplexe Geometrien geeignet sind. Hinzu kommt, dass der Großteil undichte, im Hinblick auf Korrosionsschutz nicht zufriedenstellende Beschichtungen ergibt und auch das optische Erscheinungsbild nicht den Anforderungen entspricht.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen eines Korrosions- und Schnittschutzes auf Schnittkanten eines Blechbauteiles zu schaffen, welches einfach, schnell und sicher durchführbar ist, einen guten Korrosionsschutz und Schnittschutz an der Kante ergibt und mit dem auch komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen beschichtbar sind.
  • Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind von den hiervon abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
  • Aus dem Stand der Technik sind bislang Tauchverfahren bekannt (Figuren 41 bis 44), bei denen ein Bauteil in ein Lackbad eingetaucht wird. Hierbei wird eine Werkstückkante in das Lackbad eingetaucht und anschließend aus dem Lackbad emporgehoben. Wie man stark schematisiert erkennen kann, führt dies zu langen Verfahrensdauern, da hierbei die Abtauchzeiten beachtet werden müssen. Zudem muss beachtet werden, dass der Badspiegel ständig konstant gehalten wird und sich durch die Badfläche die Viskosität nicht ändert und sich keine Haut auf dem Badspiegel bildet.
  • Wie in den Figuren 45 und 46 zu erkennen ist, lassen sich mit den bekannten Tauchverfahren Werkstücke dann nicht befriedigend Kanten beschichten, wenn diese einen dreidimensionalen Kantenverlauf besitzen, das heißt z. B. Vorsprünge oder Rücksprünge bezüglich einer Badspiegelhöhe besitzen.
  • Wie dies in Figur 45 gezeigt ist, lassen sich Lochkanten mit derartigen Verfahren in keiner Weise befriedigend beschichten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, zur Aufbringung einer Flüssigkeit auf einen genau definierten Bereich eines Werkstücks, insbesondere die Schnittkanten, einen Stempel zu verwenden, der an die jeweilige Form des Werkstücks bzw. an den Kantenverlauf angepasst ist. Der Stempel befindet sich zu Beginn in einem Behälter und ist völlig von der aufzubringenden Flüssigkeit bedeckt. Um eine definierte Flüssigkeitsschicht auf den zum Beschichten des Werkstücks vorgesehenen Konturen des Stempels zu erreichen, wird diese aus dem Flüssigkeitsbehälter gehoben und eine bestimmte Dauer in Ruhe gelassen, damit überschüssige Flüssigkeit abrinnen kann. Zur Aufbringung eines Flüssigkeitsfilms auf das Werkstück wird dieses nun mit dem Stempel formschlüssig oder mit einem kleinen Abstand in Verbindung gebracht und sofort oder nach einer kurzen Verweildauer wieder entfernt.
  • Dieses Verfahren dient z.B. zur Aufbringung eines Korrosionsschutzlackes auf die Schnittflächen von Werkstücken aus beschichteten Stahlband. Dabei erfolgt in einem weiteren Schritt noch die Aushärtung des Lackes.
  • Als Material für den Aufbau des Stempels können Stahl, rostfreier Stahl, Aluminium, Kunststoffe sowie andere Materialien, mit oder ohne zusätzliche Beschichtung in Form einer Verzinkung, Verchromung, Vernickelung, Kunststoffbeschichtung oder Pulverbeschichtung o.A. verwendet werden.
  • Die zu bearbeitenden Werkstücke sind gestanzte oder anderweitig durchtrennte Blechteile, die flach, gebogen oder tiefgezogen sein können. Die Aufbringung von Lack kann dabei an beinahe jeder möglichen Schnittfläche eines dreidimensionalen, tiefgezogenen Formteils erfolgen. Die Bleche können unverzinkt, verzinkt und/oder mit einer organischen Beschichtung versehen sein. Das Werkstück kann je nach Komplexität in einem oder mehreren Schritten, mit einem oder mehreren Stempeln beschichtet werden.
  • Als aufzubringende Flüssigkeiten werden erfindungsgemäß Korrosionsschutzlacke, Lacke mit oder ohne Pigmenten, Klebstoffe, Flüssigzink oder in einem weiteren Arbeitsschritt aufschäumbare flüssige Materialien verwendet. Vorzugsweise werden Flüssigkeiten verwendet, die durch thermische Energieeinbringung oder durch Energieeinbringung in Form von UV-Strahlung ausgehärtet werden. Bevorzugt werden insbesondere UV-Lacke verwendet.
  • Die Viskosität der verwendeten Flüssigkeiten ist gegebenenfalls durch Lösungsmittel oder andere Zugaben an den Prozess anzupassen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden anstelle von Lacken thermoplastische Kunststoffe verwendet.
  • Da die Viskosität der verwendeten Flüssigkeiten einen wichtigen Prozessparameter darstellt, wird der Lackbehälter mit Rührwerken und/oder -einrichtungen zur Temperaturregelung versehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter, der auch den Stempel beherbergt, so ausgebildet, dass er über einen Zu- und einen Ablauf verfügt, so dass die entsprechende Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt wird und in einem separaten Abmischbehälter jeweils aufgefrischt wird und insbesondere mit neuen Lösungsmitteln versehen und/oder aufgeheizt wird.
  • Die erfindungsgemäße Beschichtung von Schnittflächen bei tiefgezogenen Werkstücken aus beschichteten Stahlblech mit UVaushärtenden Schutzlack, der über den Stempel aufgebracht wird, führt zu einem außerordentlich guten Korrosionsschutzverhalten, sowohl nach Salzsprüh-Nebeltest, VDA-Wechseltest und elektrochemischen Korrosionstests und gibt dem Werkstück ein ansprechendes Aussehen. Vorzugsweise kann die Beschichtung der Schnittfläche zusammen mit dem Werkstück weiter lackiert werden, z.B. durch Pulverbeschichten.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Beschichtung der Schnittflächen des Werkstücks die Schnittflächen umschließt und den sehr scharfen Schnittgrat nach außen abdeckt und eine glatte, abgerundete Kontur am Werkstück hinterlässt, was die Verletzungsgefahr praktisch ausschließt.
  • Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass die spezielle Ausgestaltung der Stempel für ein einwandfreies Ergebnis der Schnittkantenbeschichtung ausschlaggebend ist.
  • Im Rahmen der Erfindung wurde zunächst das klassische Stempeln ausprobiert, wobei als Stempelmaterial Schaumstoff oder Gummi, wie Moosgummi verwendet wurde. Der Stempel wurde in ein Lackgefäß eingetaucht, dann wurde die Schnittfläche eines Stanzteils bestempelt, wobei das Ergebnis jedoch nicht zufriedenstellend war, da die Lackverteilung ungleichmäßig war, sich im Lack Luftblasen gebildet haben und ein großer Verschleiß an Stempelmaterial vorhanden war und der Korrosionsschutz nicht immer ausreichend war. Um Luftblasen und großen Verschleiß zu vermeiden, werden erfindungsgemäß Gummi oder blanker Stahl zum Stempeln verwendet. Durch Eintauchen des Stempels in ein Lackbehälter konnte zunächst keine gleichmäßige Lackverteilung am Stempel erreicht werden, weshalb der Lack mit einem druckluftbetriebenen Dosiersystem auf dem Stempel aufgetragen wurde. Um Luftanschlüsse im Lack zu vermeiden, wurden die verwendeten Lackkartuschen durch Zentrifugen entgast. Durch diese Änderungen konnten die Mängel des klassischen Stempels beseitigt werden. Es wurde eine vollautomatisierte Versuchstation aufgebaut, mit der ein bestimmtes Teil reproduzierbar beschichtet werden konnte und die korrosionsschützende Beschichtung auch optisch gut war. Durch die aufwändige Beschichtung des Stempels ist dieses Verfahren jedoch langsam, d.h., diese Stempelmethode liefert eine zufriedenstellende Qualität der Beschichtung, ist jedoch mit einer langen Taktzeit verbunden, welches insbesondere bei Massenteilen nicht von Vorteil ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können zudem auch Öffnungen innerhalb eines Blechbauteils mit einem Kantenschutzlack versehen werden, wobei die Beschichtung der eine Öffnung begrenzenden Kanten gleichzeitig mit der Beschichtung der Außenkanten oder sequenziell erfolgen kann. Erfindungsgemäß werden in derartige Öffnungen Dorne eingefahren, die entweder konisch ausgebildet sind und einen entsprechenden Querschnitt der Öffnung besitzen oder die ihren Umfang vergrößern und verkleinern können und hierbei gegebenenfalls gedreht werden, um einen gleichmäßigen Lackauftrag auf die eine Öffnung begrenzenden Kanten bewirken.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
    • Figur 1:
    eine teilgeschnittene Seitenansicht einer ersten Aus- führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Figur 2:
    die Vorrichtung nach Figur 1 in einer perspektivi- schen teilgeschnittenen Ansicht;
    Figur 3:
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;
    Figur 4:
    die Vorrichtung nach Figur 3 in einer perspektivi- schen teilgeschnittenen Ansicht;
    Figur 5:
    die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 mit einge- zeichnetem Flüssigkeitspegel und den Bewegungsrich- tungen der beweglichen Teile;
    Figur 6:
    die Vorrichtung nach Figuren 3 und 4 mit den Bewe- gungsrichtungen der beweglichen Teile und einem ein- gezeichneten Flüssigkeitspegel.
    Figur 7:
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für flache Stanzteile mit umlaufenden Kanten;
    Figuren 8a - 8c:
    die Vorrichtung nach Figur 7 in einem ersten Bereit- schaftszustand, in dem ein Stanzteil aufgelegt werden kann;
    Figuren 9a - 9c:
    die Vorrichtung nach Figur 7 in einem zweiten Zu- stand, in dem ein Stanzteil aufgelegt ist und ein erster Stempelsatz in Bereitschaft steht;
    Figuren 10a - 10c:
    die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln gegenü- berliegender Seiten des Stanzteils;
    Figuren 11a - 11c:
    die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln der wei- teren gegenüberliegenden Seiten des Stanzteils, wobei die Stempel in Bereitschaft sind;
    Figuren 12a - 12c:
    die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln der wei- teren Seiten des Stanzteils, wobei die Stempel anlie- gend ausgebildet sind;
    Figuren 13a, 13b:
    die Vorrichtung nach Figur 7 bei abtauchenden Stem- peln und einem abgehobenen und verfahrenen Stanzteil nach erfolgtem Stempeln;
    Figur 14:
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Draufsicht;
    Figur 15:
    eine Explosionszeichnung der Vorrichtung nach Figur 14;
    Figuren 16a - 16c:
    Die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Beschichten der Kanten eines dreidimensional gewölbten Bauteils mit einer Innenausnehmung beim Lackieren einer zum Gefäß hinweisenden umlaufenden Kante;
    Figuren 17a - 17c:
    die Vorrichtung nach Figur 14 erster gegenüberliegen- der Kantenbereiche einer im Wesentlichen ovalen Öff- nung;
    Figuren 18a, 18b:
    die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die Lackierstem- pel an den ersten umlaufenden Kantenbereichen anlie- gen;
    Figuren 19a - 19c:
    die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die Stempel zum Lackieren der restlichen Schnittkanten der Öffnung in Stempelposition sind;
    Figuren 20a - 20c:
    die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die verbliebenen Schnittkanten der Öffnung bestempelt werden;
    Figur 21:
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lackierung der Schnittkanten eines Lochs oder einer lochartigen Ausstanzung mit einer Außenführung eines Beschichtungsdorns;
    Figur 22:
    eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fi- gur 21 mit einem innengeführten Beschichtungsdorn;
    Figur 23:
    eine weitere Vorrichtung zum Beschichten der Schnitt- kanten eines Lochs, wobei der Dorn nach dem Verdrän- gungsprinzip funktioniert;
    Figur 24:
    eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Beschichtung der Schnittflächen von Löchern, wobei der Lackierdorn drehbar gelagert ist;
    Figur 25:
    eine weitere Vorrichtung zum Beschichten der Schnitt- kanten einer Öffnung oder eines Lochs in einem Bau- teil, wobei zum Aufbringen des Lacks der Dorn einen Bereich mit einem vergrößerbaren Querschnitt besitzt;
    Figur 26:
    eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lackieren der Schnittkanten eines Lochs, wobei der Dorn linear in die entsprechende Hö- he und dann horizontal in das Loch bewegt wird;
    Figur 27:
    ein drehbarer, ankerartiger Beschichtungsdorn, wobei mehrere Bauteile nacheinander beschichtet werden kön- nen;
    Figuren 28a - 28 d:
    ein Beschichtungsdorn mit innerer Zuführung
    Figuren 29a - 29d:
    unterschiedliche Dorngeometrien in einer Seitenan- sicht;
    Figuren 29e - 29h:
    die Dorngeometrien nach Figuren 28a bis 28d in einer Draufsicht;
    Figuren 29i - 29l:
    die Beschichtungsdorne nach Figuren 28a bis 28d in einer perspektivischen Ansicht mit hierzu passenden Lochgeometrien in Bauteilen;
    Figur 30a:
    eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lackie- ren der Schnittfläche eines Lochs oder einer Ausneh- mung in einem Bauteil, insbesondere eines Bauteils mit einer größeren Materialstärke, wobei der Dorn ei- nen vergrößerbaren Umfang über eine Segmentierung be- sitzt;
    Figuren 30b, 30c:
    eine erste Ausführungsform eines segmentierten Dorns in Ruhestellung und in Lackierstellung;
    Figuren 30d, 30e:
    eine weitere Ausführungsform eines segmentierten Dor- nes, wobei sich der Dorn mit einer Lücke öffnet;
    Figuren 30f, 30g:
    ein segmentierter Dorn zum Beschichten einer elypti- schen Ausnehmung;
    Figur 31:
    eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zum La- ckieren der Schnittfläche einer Ausnehmung oder eines Lochs in einem Bauteil;
    Figuren 31a - 31f:
    Querschnitte der Segmente der erfindungsgemäßen Vor- richtung nach Figur 30 mit unterschiedlichen Be- schichtungsprofilen;
    Figuren 32a - 32e:
    die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Figur 30 mit einem drehbaren, segmentierten Dorn zum Beschichten der Schnittkanten eines Loches oder einer Ausnehmung;
    Figur 33:
    die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 in einer weiteren Ausführungsform mit einem Beschichtungsdorn zum Beschichten der Schnittkanten einer Öffnung;
    Figuren 34a - 34d:
    eine weitere erfindungsgemäße Ausführungs- form eines Stempels
    Figur 35:
    schematisiert der Verfahrensablauf;
    Figur 36:
    eine schematische Verfahrensbeschreibung;
    Figur 37:
    eine Verfahrensbeschreibung der Vorbehandlung;
    Figur 38:
    ein Verfahrensstammbaum des erfindungsgemäßen Lack- kreislaufs;
    Figur 39:
    der Handlingsablauf bei einem komplexen Werkstück mit einer Mehrzahl von Öffnungen;
    Figur 40:
    die Integration der erfindungsgemäßen Beschichtungs- vorrichtung in einer Anlage mit einer Tiefziehvor- richtung;
    Figuren 41 bis 44:
    ein Tauchverfahren nach dem Stand der Technik;
    Figuren 45 und 46:
    schematisch die Nachteile eines Tauchverfahrens nach dem Stand der Technik.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt einen Lackbehälter 2, der entsprechend des zu verarbeitenden Werkstücks, beispielsweise eine quadratische Grundfläche oder eine länglich rechteckige Grundfläche besitzt.
  • Der Lackbehälter 2 verfügt somit über eine Bodenwandung 3 und eine umlaufende Seitenwandung 4. Im Lackbehälter 2 ist ein Beschichtungsstempel 5 angeordnet. Der Beschichtungsstempel 5 verfügt über einen im Wesentlichen U-förmigen Bügel 6, der über eine Bodenwandung 7 von diesem nach oben abgehende Bügelwandungen 8 und von den Bügelwandungen 8 seitlich abgehende Auflagewandungen 9 besitzt. Die Auflagewandungen 9 erstrecken sich über die Wandungen 4 des Lackbehälters hinaus nach außen und sind an einem Hubmechanismus 10 angeordnet, beispielsweise an einem Pneumatik- oder Hydraulikkolben 11 des Hubmechanismus 10. Mit der Hubeinrichtung 10 und dem Pneumatik- oder Hydraulikkolben 11, die auf die Auflagewandungen 9 wirken, kann somit der Beschichtungsstempel 5 innerhalb des Lackbehälters 2 auf- und abgehoben werden.
  • Der Beschichtungsstempel 5 verfügt zudem über eine der Kantenkontur eines zu beschichtenden Werkstücks 12 entsprechende Stempelwandung 13, wobei die Stempelwandung 13 auf den Bodenwandung 7 angeordnet ist, und eine nach oben weisende umlaufende Stempelkante 14 besitzt.
  • Die Stempelkante 14 ist sowohl bzgl. ihres umfänglichen Verlaufs als auch bzgl. ihres Höhenverlaufs an die Kontur eines Bauteils 12 in den vorliegenden Bildern eines Tankdeckels 12 derart angepasst, dass ein Tankdeckel 12, der auf die Stempelkante 14 aufgelegt wird, mit seiner umlaufenden Kante allseitig gleich aufliegt.
  • Das Werkstück 12 wird mit einem Greifer 15 oberhalb des Beschichtungsstempels 5 positioniert, wobei der Greifer 15 beispielsweise ein Sauggreifer 15 ist.
  • Die Stempelkante 14 kann eben ausgebildet sein, die Stempelkante 14 kann aber auch als Hohlkehle mit einer u- oder v-förmigen Nut ausgebildet sein, wobei sich in der Hohlkehle die Flüssigkeit sammelt, mit der die Kante des Werkstücks beschichtet werden soll.
  • Die Bodenwandung 7 besitzt vorzugsweise Durchbrechungen 16, damit in dem vor der Stempelwandung 13 umschlossenen Bereich der Lack abfließen kann.
  • Vorzugsweise werden ein oder mehrere Stege 17 stehen gelassen, auf denen beispielsweise ein oder mehrere Zentrierdorne 18 angeordnet werden können, die beim nachfolgend noch zu beschreibenden Auflegen des Werkstücks in eine entsprechende Zentrierbohrung 19 eingreift, um das Werkstück zu zentrieren.
  • Um die Beschichtung herbeizuführen (Figur 5) kann sowohl das Werkstück 12 auf die Stempelkante 14 zu bewegt werden, als auch der Stempel mittels des Hubmechanismus aus der Flüssigkeit herausgehoben werden, und zwar derart, dass zumindest die Stempelkante 14 über den Flüssigkeitspegel 20 hinausragt.
  • Das Aufsetzen der zu beschichtenden Schnittkante auf die obere Beschichtungskante des Stempels kann derart erfolgen, dass die Kante auf dem Stempel aufliegt oder ein gewisser Abstand der zu beschichtenden Kante zur Stempelkante besteht, die Kante jedoch bereits in die Beschichtungsflüssigkeit eintaucht und die Beschichtungsflüssigkeit aufgrund Kapillarkräfte auf die Kante des Werkstücks und die benachbarten Bereiche auffliesst bzw. aufspreitet.
  • Nach der erfolgten Beschichtung der Kante werden das Werkstück und die Stempelkante 14 bzw. der Stempel wieder voneinander weg bewegt und anschließend eine Trocknung bzw. Aushärtung der die Kante bedeckenden Flüssigkeit herbeigeführt, beispielsweise durch eine sogenannte UV-Trocknung in einer entsprechenden Anlage (UV-Ofen).
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 3, 4 und 6) werden die nach außen oder innen weisenden Kanten eines Werkstücks beschichtet.
  • Hierzu weist eine derartige Vorrichtung 30 ebenfalls einen Lackbehälter 31 mit einer Bodenwandung 32 und einer umlaufenden Behälterwandung 33 auf. Der Lackbehälter besitzt vorzugsweise eine durchgehende Bodenfläche, wobei im Lackbehälter eine Beschichtungseinrichtung 34 vorhanden ist. Die Beschichtungseinrichtung 34 besteht beispielsweise aus einem Grundgestell 35 und daran angeordneten, schanierend klappbaren Stempeleinrichtung 36. Die Stempeleinrichtungen 36 sind nach oben um eine Achse 37 schwenkbar und besitzen eine, im beschichtenden Zustand im Wesentlichen vertikal verlaufende Beschichtungskante 38. Die Beschichtungskante 38 kann ebenfalls eben oder mit einer Hohlkehle ausgebildet sein.
  • Bei der vorliegenden Vorrichtung 30 werden zwei parallel zueinander verlaufenden Kanten 39 eines Werkstücks 40 beschichtet, wobei das Werkstück 40 mit einem Greifer 41 in den Bereich der Stempelkante 38 bewegt wird und die Stempelkanten 38, entsprechend Figur 6 aus dem Flüssigkeitsspiegel 42 heraus bewegt werden. Vorzugsweise wird bei dieser Vorrichtung zunächst das Werkstück platziert und anschließend die Beschichtungsbewegung 43 durchgeführt.
  • Selbstverständlich können auch innenliegende Kanten eines Werkstücks 40 in vergleichbarer Weise beschichtet werden, indem entsprechende schwenkbare Stempeleinrichtungen 36 dort hineingeklappt werden. Bei einer quadratischen Öffnung können z.B. zunächst zwei gegenüberliegende Kanten beschichtet und dann die weiteren, sich gegenüberliegenden Kanten beschichtet werden. Bei runden oder ovalen Öffnungen kann zunächst ein Teilkreis oder ein Teiloval beschichtet werden und mit einer weiteren Schwenkbewegung das andere Teiloval oder der andere Teilkreis.
  • Die Vorrichtungen 1 und 30 können auch gemeinsam in einer Vorrichtung verwendet werden, bei der sowohl nach unten als auch zur Seite stehende Kanten beschichtet werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 7 bis 13b) ist ein Lackbehälter vorhanden, der in seinem Inneren, etwa zentrisch eine Aufnahmesäule 52 umfasst, welche nach oben weisende Aufnahmedorne 53 besitzt. Die Aufnahmedorne 53 sind derart ausgebildet, dass sie in entsprechende Aufnahmelöcher 54 eines Werkstücks 55 eingreifen können, um das Werkstück in x- und γ-Richtung unverrückbar zu halten und zu führen.
  • Zudem besitzt die Beschichtungsvorrichtung 50 zwei Paare von Werkstücken 55 und Lackierstempeln 56.
  • Diese Beschichtungsvorrichtung 50 nach dem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise dazu ausgebildet, ein länglich ovales Werkstück 55, welches flach eben ausgebildet ist, an den Kanten zu lackieren. Hierzu sind zwei gegenüberliegende Stempel 56a und zwei um 90° versetzte gegenüberliegende Stempel 56b vorhanden, wobei die Stempelform der vier Stempel zusammen mindestens dem Außenumfang des Werkstücks entspricht.
  • Um das Werkstück zu beschichten wird das Werkstück 55 zunächst über die Beschichtungsvorrichtung 50 verfahren (Figuren 8a bis 8c), wobei die Stempel 56a und die Stempel 56b im Lackbad ruhen. Die Stempel 56a, 56b sind über Hubeinrichtungen 57, die von außen an den Stempeln 56a, 56b eingreifen, geführt. Nachdem das Werkstück 55 auf die Aufnahmedorne 53 aufgelegt ist, wird zunächst ein erstes Paar gegenüberliegende Stempel 56a durch die Hubeinrichtungen 57 aus dem Lackbehälter 51 herausgefahren und auf Höhe der umlaufenden Kante 58 des Werkstücks 55 positioniert (Figuren 9a bis 9c). Anschließend werden die Werkstücke 55 (Figuren 10a bis 10c) an die entsprechende Kante 58 des Werkstücks 55 gedrückt und hierdurch der Lack aufgetragen. Anschließend werden die Stempel 56a in das Lackbad zurückverfahren und die Stempel 56b für die noch nicht beschichteten umlaufenden Kantenteile werden aus dem Lackbad ausgefahren (Figuren 11a bis 11c) und anschließend an die entsprechende Kante 58 angedrückt (Figuren 12a bis 12c), anschließend wieder vom Werkstück 55 weggefahren und das Werkstück 55 mit einem Sauger oder Greifer 59 gegriffen und von der Vorrichtung 50 abgenommen .
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 14 bis 20c) wird ein Werkstück 60 an den Kanten beschichtet, welches eine in Richtung zum Lackbad weisende, beispielsweise durch Stanzen und Tiefziehen entstandene, umlaufende Kante 63 besitzt sowie eine mittige Öffnung 61, welche von einer Kante 62 begrenzt wird.
  • Die entsprechende Beschichtungsvorrichtung 50 besitzt wiederum einen Lackbehälter 51, wobei in dem Lackbad ein erster, dem Verlauf der Kante 63 entsprechenden, anhebbaren Stempel 66 besitzt und zudem wiederum Stempel 56a und Stempel 56b. Die Stempel 56a und Stempel 56b sind wiederum über geeignete Hubeinrichtungen 57 von außerhalb des Lackbades heb- und senkbar und bei dieser Beschichtungsvorrichtung 50 auch horizontal nach außen und innen verfahrbar. Die Führungen sind dabei derart im Lackbad angeordnet, dass im Lackbad eine hohle, in diesem Fall langlochförmige, Säule 65 vorhanden ist, welche eine Öffnung 64 umfasst, welche es ermöglicht, die Führungen von unterhalb des Lackbehälters 51 anzusteuern. Bei einer derartigen Beschichtungsvorrichtung 50 wird das Werkstück 60 zunächst auf dem Stempel 66 abgelegt, der aus dem Lackbad empor gefahren wird und Lack auf die umlaufende Kante 63 appliziert (Figuren 16a bis 16c). Auf Grund einer Überlappung der Stempel 56a und Stempel 56b müssen die Stempel 56a, 56b erst nach innen bewegt werden, bevor sie bis zum Werkstück 60 nach oben befördert werden können (Figuren 17a bis 17c). Wenn sich die Stempel 56a, 56b in der richtigen Höhe befinden, werden sie mit der umlaufenden Kante 62 in Kontakt gebracht (Figuren 18a, 18b) und anschließend wieder abgesenkt. Anschließend werden die anderen beiden Stempel 56b nach innen bewegt und in die richtige Höhe gebracht (Figuren 19a bis 19c) und anschließend (Figuren 20a bis 20c) mit der inneren Kante 62 in Kontakt gebracht, so dass die innen umlaufende Kante 62 und die außen umlaufende Kante 63 vollständig beschichtet sind. Anschließend wird das Bauteil verfahren, beispielsweise zu einem UV-Trockner bzw. UV-Ofen.
  • Neben derartigen großen Innenöffnungen eines Bauteils sind selbstverständlich auch kleinere Löcher, beispielsweise runde Löcher, ovale Löcher oder Langlöcher, aber auch eckige Öffnungen zu beschichten.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (Figuren 21 bis 27) ist für die Beschichtung einer umlaufenden Kante eines Lochs 71 in einem entsprechenden Werkstück 70 zumindest je ein Beschichtungsdorn 72 vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Figuren 21 bis 27 lediglich das Beschichten eines Lochs bzw. einer umlaufenden Kante eines Lochs 71 gezeigt. Selbstverständlich können auch die wie zuvor beschriebenen Verfahren zum Beschichten größerer Öffnungen oder umlaufender Kanten des Werkstücks zeitgleich oder davor oder danach durchgeführt werden.
  • Bei einer ersten Ausführungsform (Figur 21) ist ein Beschichtungsdorn 72 auf einer Beschichtungsdornbrücke 73 angeordnet, wobei die Beschichtungsdornbrücke 73 an einer Hubeinrichtung 57, wie sie aus den vorangegangenen Beispielen bekannt und beschrieben ist, angeordnet. Ein Werkstück 70 wird oberhalb des Beschichtungsdorns 72 lagegenau platziert und anschließend der Beschichtungsdorn 72 angehoben. Der Dorn besitzt eine kegelig umlaufende Beschichtungsfläche 74, welche aus dem Lackbad 75 ausgefahren wird und in das Loch 71 gelangt. Die kegelige Fläche 74 des Beschichtungsdorns 72 ist dabei an ihrer dünnsten Stelle kleiner im Durchmesser als das Loch 71 und in ihrem dicksten Bereich größer als das Loch 71. Hierdurch liegt die Kegelfläche in dem Loch 71 vollständig eingefahrenen Zustand, an der das Loch 71 begrenzenden Kante an, wodurch Lack, insbesondere Lack, der an der Beschichtungsfläche 74 abfließt, die entsprechende Kante benetzt. Anschließend wird der Beschichtungsdorn 72 mit der Beschichtungsdornbrücke 73 wieder herab in das Lackbad gefahren, das Werkstück 70 verfahren und weiter verarbeitet.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 22) ist anstelle einer Hubeinrichtung 57 ein Hubmechanismus 76 vorhanden. Der Hubmechanismus 76 besteht beispielsweise aus einem Hubzylinder 77 und einer Hubkolbenstange 78, wobei die Hubkolbenstange 78 den Boden des Lackbehälters durchgreift und direkt auf den Beschichtungsdorn 72 wirkt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 23) ist der Beschichtungsdorn 72 mit einer Radialnut 79 in dem Bereich ausgebildet, in dem er sich innerhalb des Lochs 71 befindet. Der Beschichtungsdorn 72 ist dabei bezüglich der Radialnut 79 so ausgebildet, dass er beispielsweise durch ein Kopfteil 80, welches in den Beschichtungsdorn 70 einziehbar ist, die Nut 79 verengt. Die Arbeitsweise dieses Dorns ist hierbei derart, dass sich in der Nut 79 im Ruhezustand im Lackbad der Lack ansammelt. Wenn der Dorn in die Öffnung 71 des Werkstück 70 gefahren wird, wird die Nut 79 verengt, so dass der Lack aus der Nut 79 herausgedrückt wird und an die umlaufende Kante des Lochs 71 gelangt. Hierdurch kann die Kante des Lochs 71 berührungslos beschichtet werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Beschichtungsdorn 72 anstelle einer Nut 79 mit einem Kissen 81, beispielsweise aus einem gummiartigen Kunststoff oder Schaumstoff ausgebildet, welches nach außen, über den Umfang des Beschichtungsdorns 72 auswölbbar ist (hier Figur 24). Beispielsweise ist das Kissen 81 radial umlaufend in einer Nut 79 angeordnet und wird durch das Verringern der Nutbreite der Nut 79 beispielsweise durch das Zusammenspiel eines Kopfteils 80 mit dem Beschichtungsdorn 72 nach außen vorgewölbt. Die Vorwölbung kann allerdings auch durch ein pneumatisches Aufblasen oder hydraulisches Befüllen des Kissens 81 erfolgen. In diesem Fall kann das Kissen 81 auch als Schlauch 81, der in einer Nut 79 ruht, ausgebildet sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 25) werden die Dorne nicht mit einer Hubeinrichtung 57 aus dem Lackbehälter 51 bewegt, sondern sind am Lackbehälter 51 schwenkbar über einen Schwenkarm 85 gelagert. Über den Schwenkarm 85 können die Beschichtungsdorne 72 beispielsweise derart verschwenkt werden, dass sie in ein Loch mit einer vertikalen Lochebene (Figur 25 links) oder in ein Loch mit einer horizontalen Lochebene eingreifen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 26) sind die Beschichtungsdorne 72 an je einer Hubeinrichtung 86 angeordnet, welche für jeden Dorn separat vorgesehen ist und die Beschichtungsdorne 72 in vertikaler Richtung (Pfeil 86a) aus dem Lackbad bzw. Lackbehälter 51 heben. Um die Beschichtungsdorne 72 in ein Loch mit einer vertikalen Lochebene einzubringen, besitzen die Dorne zudem eine Vorrichtung, die eine horizontale Verschiebung (Pfeil 86b) zulässt. Die horizontale Verschiebung wird beispielsweise über eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung oder einen Schrittmotor oder Ähnliches bewerkstelligt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 27) ist der Dorn außerhalb eines Lackbehälters 51 drehbar angeordnet, wobei der Dorn als Ankerdorn 89 ausgebildet ist, wobei der Ankerdorn 89 über zwei gleichartige Ankerschenkeldorne 87 verfügt, die an einem Ankerschaft 88 angeordnet sind, wobei der Ankerschaft 88 an seinem Ende außerhalb des Lackbehälters 51 drehbar gelagert ist. Durch ein Verschwenken des Ankerdorns im Drehpunkt können abwechselnd die Ankerschenkel 87 aus dem Lackbad auftauchen und in ein entsprechend mit einer horizontalen Lochebene verlaufendes Loch eingebracht werden, was relativ hohe Taktraten ermöglicht.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 28a - 28d) ist ein Dorn 100 vorhanden, der zuzüglich zu anderen Dornen oder anderen Beschichtungselementen aber auch alleine vorhanden sein kann, wobei dieser Dorn 100 nicht in ein Lackbad eingetaucht werden muss. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mehrere Öffnungen sehr dicht beieinander angeordnet sind, so dass bei derartigen komplexeren Formen die Beschichtung der Löcher sowohl von unten aus einem Lackbehälter als auch von oben erfolgen kann. Hierzu ist dieser Dorn mit einer Ringfuge 101 ausgebildet. Die umlaufende Ringfuge 101 besitzt Zuführungen 102, die aus einer zentralen axialen Bohrung 103 in dem Dorn 100 Lack in die Ringfuge 101 führen.
  • Zur Applikation eines Lackes wird zunächst Lack durch die zentrale axiale Zuführbohrung 103 im Stempel 100 in die Zuführbohrungen 102 und von diesen in die umlaufende Ringfuge 101 gedrückt (Figur 28b). Hierdurch bildet sich an der Ringfuge ein nach außen vorstehender Lackwulst 104. Der Lackwulst 104 wird durch das Eintauchen des Dorns 100 in eine Öffnung an den Öffnungskanten 105 abgestreift, wobei vorzugsweise unter Nachführung von Lack der Dorn und damit die Ringfuge durch die Öffnung hindurchbewegt wird (Figuren 28c, 28d), um beim Herausziehen des Dorns 100 aus der Öffnung auch an der Unterseite der Öffnungskante 105 bei der Aufwärtsbewegung Lack abzustreifen und somit die Kante umfänglich komplett zu beschichten.
  • Die Dorne können hierbei eine Vielzahl von Formen annehmen, die selbstverständlich von der Geometrie des jeweiligen Loches abhängt. Vier verschiedene Geometrien sind in den Figuren 24a bis 29l gezeigt, wobei die Beschichtungsdorne 72 jeweils mit einer schrägen Auftragsfläche 74 (Figuren 30a bis 30l) ausgebildet sind. Die Dorne können im Querschnitt bzw. die Auftragsflächen 74 können im Querschnitt im Wesentlichen rundlich, oval, quadratisch bzw. rechteckig pyramidal oder dreieckig pyramidal ausgebildet sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, insbesondere für mittlere bis große Blechdicken, ist ebenfalls ein Beschichtungsdorn 72 auf einer Beschichtungsdornbrücke 73 mit einer Hubeinrichtung 57 angeordnet, wobei auch hier andere Hubvorrichtungen möglich sind. Zur Beschichtung der umlaufenden Kante eines Lochs 71 werden bei diesen Ausführungsformen (Figuren 30a bis 30g) im Beschichtungsdorn 72 radial ausfahrbare Segmente 90 vorgesehen. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Beschichtungsdorn 72 mit eingefahrenen Segmenten 90 in die richtige Höhenposition gebracht. Dann werden die Segmente 90 ausgefahren und die Innenkante der Öffnung 71 wird beschichtet. Der Anpressdruck der Segmente 90 wird vorteilhafterweise so gewählt, dass nicht zu viel Lack verdrängt wird. Vor dem Entfernen des Dorns müssen die Segmente teilweise eingefahren werden, um ein Abscheren des Lacks am Schnittgrad zu verhindern. Ein derartiger Beschichtungsdorn 72 mit Segmenten 90 ist in Figur 30b, 30c ersichtlich, wobei die Bewegung der Segmente 90 radial erfolgt. Bei dieser schematischen Darstellung ist der Abstand der Segmente 90 zur umlaufenden Kante der Öffnung 71 stark vergrößert gezeichnet. Vorteilhafterweise wird der Abstand zwischen den eingefahrenen Segmenten und der umlaufenden Kante der Öffnung 71 so klein wie möglich gehalten. Bei kleinem Abstand und damit kleinem Weg, den die Segmente 90 zurücklegen müssen, kann bei geeigneter Einstellung der Viskosität des Lackes trotzdem eine flächendeckende Beschichtung der umlaufenden Kante erzielt werden, da der Lack auf die Kante aufspreitet bzw. auch zwischen die Segmente einfließt. Eine solche Ausführungsform ist selbstverständlich auch für elyptische Öffnungen denkbar, wie dies in den Figuren 29f, 29g angedeutet ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 30d, 30e) ist lediglich ein auffederbarer Ring bzw. ein auffederbares Ringsegment 90 vorhanden, welches durch Aufbiegen an die umlaufende Kante der Öffnung 71 gepresst wird. Auch hierbei ist der Abstand zur Kante möglichst gering.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 31, 32a bis 32e) ist an der Vorrichtung 50 ein segmentierter, drehbarer Dorn 91 auf einer Hubvorrichtung 93 vorhanden. Der segmentierte, drehbare Dorn 91 besteht beispielsweise aus zwei Dornhälften 92, die jeweils als Stempel ausgebildet sind. Hierbei werden die Dornhälften 92 bzw. Stempelhälften 92 in ein Lackbad eingetaucht, wobei das Lackbad bzw. der Lackbehälter 51 eine mittlere Durchbrechung mit Wandungen besitzt, so dass der Lackbehälter 51 als umlaufende runde Rinne ausgebildet ist und die Dornhälften 92 bzw. Stempelhälften 92 den Lackbehälter 51 mittig durchgreifen. Die Stempelhälften 92 bzw. Dornenhälften 92 sind hierbei auf einer Hubvorrichtung 93 vertikal verschiebbar sowie um die Hochachse drehbar und horizontal verschiebbar ausgebildet.
  • Um beispielsweise ein Kreisloch 71 mit einer beschichteten umlaufenden Kante auszubilden, wird der Dorn bzw. werden die Dornhälften 92 aus dem ringförmigen Lackbehälter 51 in die passende Höhenposition gefahren. Die Stempelsegmente 92 werden entsprechend der Pfeilrichtung 94 nach außen ausgefahren, bis sie an der die Öffnung 71 begrenzenden Kante anliegen (Figuren 32a, 32b) und anschließend entsprechend der Pfeile 95 wieder eingefahren. Anschließend wird der Dorn bzw. werden die Dornenhälften entsprechend des Pfeils 96 gedreht und vorher oder nachher in den Lackbehälter eingetaucht, um erneut Lack auf die Auftragsflächen aufzubringen. Anschließend wird entsprechend der Figuren 32d, 32e die Stempelsegmente 92 an die bislang unbeschichteten Bereiche der umlaufenden Kante der Öffnung 71 entsprechend der Pfeilrichtung 94 ausgefahren und anschließend entsprechend der Pfeilrichtungen 95 wieder eingefahren. Hierdurch wird ein etwas weniger aufwändiger Bau als bei einem Segmentdorn erzielt.
  • Sowohl die zuvor beschriebenen Stempel als auch die zuvor beschriebenen Dorne, Segmentdorne oder drehbare Dorne können Kanten- bzw. Auftragsflächen 97 besitzen, die glatt sind. Darüber hinaus können diese Auftragsflächen 97 abgestimmt auf den Anwendungsfall konturiert sein. In den Figuren 31a bis 31d sind verschiedene Nutformen der Auftragsflächen 97 gezeigt, wobei die Nut so gewählt ist, dass sie ein wenig breiter ist als die Werkstückdicke. In den Nuten sammelt sich aufgrund von Adhäsion aber auch durch den nutförmigen Hinterschnitt Lack, wobei beim Beschichten die zu beschichtende Schnittfläche in die Nut eintaucht, wodurch ein besonders guter Kantenumgriff erreicht wird. Bei einer umlaufenden, im Querschnitt V-förmigen Nut (Figur 31b) kann eine automatische Zentrierung des Segments, des Stempels oder des Dorns am Werkstück erreicht werden. Durch die Ausführungsform nach Figur 31c kann das unsymmetrische Schnittbild, welches beim Stanzen dicker Bleche entsteht, ausgeglichen werden. Für dünne Blechdicken kann eine einfach zu fertigende Nut gemäß Figur 31d verwendet werden. Bei besonders dicken zu beschichtenden Blechkanten kann die Oberfläche des Stempels oder des Segments mit einer Kontur, einer Strukturierung oder mit einer Riffelung bzw. Rillung, die scharf (Figur 31e) oder sanfter (Figur 31f) ausgebildet ist, ausgebildet sein um die Lackverteilung zu vergleichmäßigen.
  • Selbstverständlich sind weitere Nutformen sowohl für die Stempel als auch Segmente, also generell für alle erfindungsgemäßen Auftragsflächen möglich.
  • In Figur 33 ist in Abgrenzung zu den Figuren 1 und 2 eine vergleichbare Vorrichtung gezeigt, bei der zusätzlich zur Stempelkante 14 zum Beschichten der umlaufenden Kante des Werkstücks ein Dorn 108 vorhanden ist, um ein Loch 109 mit einer vertikalen Lochebene mit einem Lackauftrag zu versehen, so dass mit einer derartigen Vorrichtung sowohl eine umlaufende Kantenbeschichtung als auch eine Lochbeschichtung stattfinden kann. Der Dorn 108 kann hierzu in horizontaler Richtung verschieblich angeordnet sein.
  • Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (stark schematisiert gezeigt in den Figuren 34a - 34d) ist der Stempel so ausgebildet, dass die Stempelkante aus dem Stempelinneren mit Lack versorgt wird. Eine solche Ausführungsform kann alleine oder in Verbindung mit Stempeln, die aus einem Lackbad auftauchen, verwendet werden.
  • Ein derartiger Stempel (Figuren 34a - 34d) ist als im Wesentlichen hohler Stempel 110 ausgebildet, der einen Hohlraum 111 besitzt, der von Wandungen 112 umschlossen wird und über eine Zuleitung 113 mit Lack versorgt wird. Der Lackstempel besitzt zu einer zu bestempelnden Werkstückkante 114 eines Werkstücks 115 hin eine Stempelfläche 116. Die Stempelfläche 116 ist mit Bohrungen bzw. Schlitzen 117 durchbrochen, durch die aus dem Hohlraum 111 Lack hindurch zur Fläche 116 pressbar ist. Vorzugsweise wird die Fläche 116 beidseitig einer zu bestempelnden Kante 114 von kurzen Wandungsabschnitten 118 begrenzt, so dass eine Beschichtungsnut 119 gebildet wird. Vorzugsweise wird der Lack, der durch die Lackkanäle 117 in die Nut 119 gepresst wird, bis zu einer Badspiegel- oder Lackspiegelhöhe 119a gedrückt, so dass ein gewisses Lackreservoir in der Nut vorhanden ist.
  • Um ggf. den Lackfluss durch die Kanäle 117 steuern zu können, können in den Kanälen 117 Mittel zur Steuerung des Zuflusses 121 vorhanden sein, beispielsweise Ventile. Der Stempel kann von der gezeigten, einer Gerade jedoch eingewölbten Kante zu beschichten abweisen und selbstverständlich auch dreidimensional d. h. auch z. B. kastenförmige Kantenverläufe beschichten, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind. Bei der Besichtung mittels eines Stempels mit Lackreservoir 111 bzw. einem Lackhohlraum 111 und Kanälen 117 wird der Stempel Richtung zur beschichtenden Werkstückkante 114 bewegt (Figuren 34a, 34b), wobei der Lack vorher oder dabei durch die Lackkanäle 117 bis zur Lackspiegelgrenze 120 in die Nut 119 eingefüllt wird.
  • Anschließend wird der Stempel vollständig auf die Werkstückkante 114 aufgesetzt oder gering von ihr beabstandet, so dass der Lack auf die Werkstückkante 114 aufspreiten kann. Anschließend wird der Stempel 110 wieder angehoben (Figur 34d), wobei eine Lackschicht 122 auf der Kante verbleibt.
  • Nachfolgend soll auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingegangen werden.
  • Mitentscheidend für den Erfolg der Durchführung des Verfahrens ist die Lackviskosität. Die Viskosität des Lacks stellt einen wichtigen Prozessparameter dar. Von ihr hängt das Verhalten des Lacks am Stempel und das Verhalten bei der Übertragung auf das Werkstück ab. Somit existiert ein Unter- und ein Obergrenzwert für die Viskosität, wobei sich bei zu niedriger Viskosität der Lack nach dem Beschichten wieder vom scharfen Schnittgrad zurückzieht und bei zu hoher Viskosität der Lack nicht um die Schnittfläche herum fließt. In beiden Fällen ist somit eine Korrosionsbeständigkeit aber auch ein wirksamer Schutz der Kante bzw. eines Verwenders vor Schnitten nicht gegeben. Der Stempel muss an die gewählte Viskosität angepasst werden, insbesondere auch durch die Formgebung einer eventuell vorhandenen Nut. Im Prozess müssen dementsprechend auch die Grenzwerte für diese Parameter eingehalten werden.
  • Die Ausführungsform des Stempels richtet sich stark nach der Viskosität des Lacks. Nachdem der Stempel aus dem Lackbad gehoben wurde, muss mit dem Stempeln so lange gewartet werden, bis überschüssiger Lack von der Übertragungsfläche 97 abgelaufen ist und sich auf der entsprechenden Übertragungsfläche bzw. in einer entsprechenden Nut oder auf einem entsprechenden Steg eine ruhende Lackschicht gebildet hat. Die daraus resultierende Wartezeit kann stark verkürzt werden, wenn das Abrinnen des Lacks nicht behindert wird. Hierzu kann z. B. der Stempelsteg sehr hoch ausgeführt werden und der untere Teil des Stempels mit einer großen Öffnung versehen sein. Der Optimalfall ist ein Stempel, der nur aus einem Steg besteht. Die Breite des Stegs bestimmt die Dicke der Lackschicht auf dem Werkstück. Hierbei muss ein Kompromiss zwischen der Korrosionsbeständigkeit und einer möglichst dünnen Beschichtung eingegangen werden. Grundsätzlich ist bei einem breiten Stempel bzw. einer breiten Auftragsfläche die Viskosität niedrig bzw. umgekehrt.
  • Bei einem thixotropen Verhalten des Lacks kann eine Verflüssigung auch durch die Bewegung des Stempels, insbesondere bei schnellen Taktraten, erzeugt werden und durch Rührwerke verstärkt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Verringerung der Viskosität nur so lange anhält, so lange der Lack gerührt wird. Mit geringem Aufwand kann die Viskosität des Lacks über die Temperatur in weiten Bereichen verändert werden, was eine Vorrichtung zur Temperaturregelung des Lacks zu einem wichtigen Bestandteil macht.
  • Die zu beachtenden Parameter und die durchschnittlichen Zeiten hierfür ergeben sich aus Figur 35.
  • Der prinzipielle Ablauf der Beschichtung ergibt sich aus Figur 35. Die zu beschichtenden Teile werden aus einer Beschickungsanlage entnommen, sofern die Werkstücke vorbearbeitet und gestapelt sind. Hierbei müssen die Einzelteile vereinzelt werden. Wird die Beschichtungsanlage direkt an eine bestehende Anlage angebaut bzw. in eine bestehende Anlage integriert, sind die Werkstücke bereits einzeln verfügbar. Bestehende Anlagen können z. B. Stanz-, Tiefziehanlagen oder Einrichtungen zur Vormontage des Werkstücks sein. Nach einer Vereinzelung der Werkstücke wird eine Vorbehandlung durchgeführt, wobei insbesondere die Schnittflächen zur Beschichtung vorbehandelt werden müssen. Dies bezieht sich insbesondere auf das Beseitigen geringer Ölmengen, das Beseitigen von Lackkrümeln bei organisch beschichteten Blechen, beispielsweise durch Bürsten oder Abblasen mit Druckluft und gegebenenfalls das Aufrauen der Schnittfläche. Gegebenenfalls kann auch durch eine chemische Behandlung der Schnittflächen bzw. Schnittflächenränder eine chemische Verbindung zwischen dem UV-Lack und einer organischen Vorbeschichtung des Blechs erreicht werden, welche üblicherweise nicht stattfindet.
  • Anschließend findet das Beschichten nach den bereits beschriebenen Möglichkeiten statt, wobei anschließend eine Aushärtung erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung über UV-Strahlung oder thermisch in an sich bekannten Aggregaten, wobei bei einer Beschichtung, die in mehreren Schritten erfolgt, mit zwischenzeitlicher Aushärtung gearbeitet werden kann.
  • Vorzugsweise wird erfindungsgemäß mit einem sogenannten Lackkreislauf (Figur 38) gearbeitet, wobei hierbei Frischlack aus einem Lackspeicher 120 über ein Regelventil 121 und eine Pumpe 122 sowie gegebenenfalls einem Filter 123 einem inneren Lackkreislauf zugeführt wird. Bei 124 kann die Viskosität über Zugabe von Lösungsmitteln oder Thixotropiermitteln eingestellt werden, wobei eine Temperaturregeleinrichtung 125 vorhanden ist, welche die Temperatur des Lackes regelt. Der Arbeitsbehälter 126 wird mit Lack versorgt und das Niveau des Lackspiegels 129 bzw. Badspiegels 129 wird reguliert und möglichst konstant gehalten. Der Lackbehälter kann zudem mit einer Rührvorrichtung 128 versehen sein. Der abgeführte Lack wird durch einen Filter gepumpt und kann zudem einer Entgasungsvorrichtung 127 zugeführt werden. Hierbei kann Luft, die sich beim Stempeln in den Lack eingemischt hat, durch Zentrifugieren oder Rühren bei gleichzeitiger Ultraschallbehandlung entfernt werden. Schließlich kann der bearbeitete Lack über eine Pumpe wieder dem Kreislauf zugeführt werden. Abgänge von Lack durch die Beschichtung werden entsprechend aus dem Lackspeicher 120 nachdosiert.
  • Der gesamte Handlingsablauf beim Beschichtungsprozess ist in den Figuren 39, 40 beschrieben, wobei beispielsweise ein zu beschichtendes Bauteil mit einer komplexen Geometrie mit Löchern, Auskragungen, etc. versehen ist. Das Bauteil weist eine umlaufende Schnittfläche, Schnittflächen an der Stirnseite eines Flansches sowie Löcher auf. Das Werkstück 70 wird vereinzelt, mit einem Greifer gehalten, an einer ersten Beschichtungsstation 130 mit einem Stempel entlang einer Seitenkante beschichtet, anschließend gedreht und an einer zweiten Beschichtungsstation 131 an der gegenüberliegenden Kante beschichtet. Anschließend wird das Bauteil aufgenommen und abermals gekippt, wobei anschließend an einer weiteren Beschichtungsstation 132 sowohl die Löcher als auch ein ausgebogener Kragen bzw. Flansch beschichtet wird. Anschließend erfolgt eine UV-Aushärtung bei Licht bei einer Aushärtestation 133 und danach das Abstapeln bei einer Station 134.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können auch in eine herkömmliche Stanz- bzw. Tiefziehanlage integriert sein, wie dies in Figur 40 gezeigt wird, wobei in einem ersten Abschnitt 135 aus ebenen Platinen die Bauteile gestanzt bzw. tiefgezogen werden. Die entsprechenden Bauteile werden anschließend in einem Verfahrensablauf 136 an den Kanten beschichtet gehärtet und abgelegt.
    • Ausführungsbeispiel
  • Als Ausführungsbeispiel dient ein komplexes Bauteil mit einer dreidimensionalen Kante und einer Lochöffnung in einer Lasche mit vertikaler Orientierung. Das Bauteil wird über einen magnetischen Greifer verfahren, wobei die Pneumatikzylinder der Hubvorrichtung über Drosselventile synchronisiert sind. Der Lackbehälter befindet sich in einem temperaturregulierten Wasserbad, wobei der Stempel aus hart verchromtem Stahl besteht und innen eine große Ausnehmung besitzt, um ein Abfließen des Lacks nicht zu behindert. Der Steg hat eine Breite von drei Millimetern, wobei auf dem Stempel der Dorn zur Beschichtung der Lochinnenfläche montiert ist.
  • Bei dem verwendeten UV-Lack handelt es sich um eine speziell auf Korrosionsbeständigkeit optimierte Formulierung, wobei der Lack thixotrop, transluszent und hart, zähelastisch im ausgehärteten Zustand ist. Die Dichte beträgt 1,2 g/ml im flüssigen und 1,3 g/ml im ausgehärteten Zustand. Der Lack ist lösemittelfrei und der Volumenschwund rührt von der Vernetzung des Lacks beim Aushärten her. Die Viskosität des Lacks beträgt 6.000 mPa * s bei Raumtemperatur und muss für den Beschichtungsprozess verringert werden. Durch die thixotrope Eigenschaft des Lacks sinkt die Viskosität bereits merklich, wenn die Lackmenge umgerührt wird. In diesem Fall sinkt die thixotrope Eigenschaft schon durch das Ein- und Austauchen des Stempels. Eine weitere Verringerung der Viskosität wird durch Erwärmen des Lacks erreicht, wobei das Lackbad auf 35 bis 40 °C erwärmt und dort gehalten wird, wodurch sich im laufenden Prozess zusammen mit der Stempelbewegung eine Viskosität von 3.200 bis 4.200 mPa * s einstellt.
  • In Figur 35 ist der Ablauf der Beschichtung mit der Zeitdauer für jeden Schritt abgebildet. Das Bauteil befindet sich zu Beginn neben dem Lackbehälter. Es wird vom Greifer aufgenommen und oberhalb des Stempels platziert. Zeitgleich dazu wird der Stempel aus dem Lackbad gehoben. Um überflüssigen Lack abrinnen zu lassen wird eine ausreichende Wartezeit eingehalten und anschließend die Schnittkante auf die Stirnfläche des Stempels aufgedrückt und gehalten. In dieser Zeit spreitet der Lack gleichmäßig über die Schnittfläche. Nach dieser Verweildauer wird das Bauteil 20 Millimeter senkrecht über den Stempel bewegt, um kleine Lackfäden zum Abreißen zu bringen. Die umlaufende Schnittfläche ist jetzt komplett mit einer Lackschicht überzogen.
  • Zur Beschichtung der vorhandenen Bohrung wird das Bauteil nach hinten versetzt, so dass sich die Lasche des Bauteils vor dem Dorn befindet. Anschließend wird das Bauteil nach unten bewegt, bis die Bohrung mit dem Dorn coaxial orientiert ist (fluchtet) und der Dorn in die Bohrung eindringen kann. Das Bauteil wird horizontal nach hinten bewegt, bis sich die Kegelfläche des Dorns und die Innenseite der Bohrung berühren. Auf Grund der kleinen Abmessung ist hier keine Wartezeit erforderlich und das Bauteil wird nach dem Berühren horizontal vom Dorn entfernt. Die Bohrung ist jetzt komplett beschichtet. Es kann vorkommen, dass sich nach der Beschichtung ein Lackhäutchen über die Kreisfläche der Bohrung spannt.
  • Um dieses Häutchen zum Zerplatzen zu bringen, kann das Bauteil nochmals zum Dorn bewegt werden, bis sich Lackhäutchen und Dornspitze berühren, was zum gewünschten Effekt führt. Das Bauteil wird anschließend zum Aushärten gebracht, wobei zeitgleich zum Weitertransport des Bauteils der Stempel wieder im Lackbad versenkt wird und dort gehalten wird. Die Dauer für einen kompletten Zyklus beträgt z. B. 10 Sekunden, wobei nach erfolgter Beschichtung auf der Schnittfläche eine Lackschicht mit 0,47 g/m2 bezogen auf die Länge der Schnittfläche entsteht. Die dünnste Schichtdicke beträgt etwa 100 µm, wobei die Aushärtung im UV-Ofen in etwa eine Sekunde beträgt.
  • Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Viskosität derart eingestellt, dass für die Dauer der Applizierung, insbesondere bei einer Vorrichtung 30 ausreichend Flüssigkeit zur Beschichtung der Kante zur Verfügung steht.
  • Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass gestanzte bzw. ausgeschnittene Blechbauteile einfach, schnell und sicher mit einer Kantenbeschichtung ausgebildet werden können, wobei die erfindungsgemäßen Vorrichtungen einen vollautomatisierten schnellen Betrieb mit hohen Taktzeiten zulassen.
  • Im Ergebnis wird eine einwandfreie Kantenbeschichtung erreicht, die sowohl dem Korrosionsschutz als auch dem Kantenschutz dient.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    erfindungsgemäße Vorrichtung
    2
    Lackbehälter
    3
    Bodenwandung
    4
    umlaufende Seitenwandung
    5
    Beschichtungsstempel
    6
    U-förmiger Bügel
    7
    Bodenwandung
    8
    Bügelwandung
    9
    Auflagewandung
    10
    Hubmechanismus bzw. Hubeinrichtung
    11
    Pneumatik- oder Hydraulikkolben
    12
    Werkstück bzw. Bauteil
    13
    Stempelwandung
    14
    umlaufende Stempelkante
    15
    Greifer
    16
    Durchbrechungen
    17
    Stege
    18
    Zentrierdorn
    19
    Zentrierbohrung
    20
    Flüssigkeitspegel
    30
    Vorrichtung
    31
    Lackbehälter
    32
    Bodenwandung
    33
    umlaufende Behälterwandung
    34
    Beschichtungseinrichtung
    35
    Grundgestell
    36
    Stempeleinrichtung
    37
    Achse
    38
    Stempel- bzw. Beschichtungskante
    39
    Kanten
    40
    Werkstück
    41
    Greifer
    42
    Flüssigkeitsspiegel
    43
    Beschichtungsbewegung
    50
    Beschichtungsvorrichtung
    51
    Lackbehälter
    52
    Aufnahmesäule
    53
    Aufnahmedorne
    54
    Aufnahmelöcher
    55
    Werkstück
    56
    Lackierstempel
    56a
    Lackierstempel
    56b
    Lackierstempel
    57
    Hubeinrichtung
    58
    umlaufende Kante
    59
    Sauger bzw. Greifer
    60
    Werkstück
    61
    mittige Öffnung
    62
    innere umlaufende Kante
    63
    außen umlaufende Kante
    64
    Öffnung
    65
    Säule
    66
    Stempel
    70
    Werkstück
    71
    Loch bzw. Öffnung
    72
    Beschichtungsdorn
    73
    Beschichtungsdornbrücke
    74
    Beschichtungsfläche bzw. Auftragsfläche
    75
    Lackbad
    76
    Hubmechanismus
    77
    Hubzylinder
    78
    Hubkolbenstange
    79
    Radialnut
    80
    Kopfteil
    81
    Kissen
    85
    Schwenkarm
    86
    Hubeinrichtung
    86a
    vertikale Richtung (Pfeil)
    86b
    horizontale Richtung (Pfeil)
    87
    Ankerschenkeldorne bzw. Ankerschenkel
    88
    Ankerschaft
    89
    Ankerdorn
    90
    Segmente bzw. Ringsegment
    91
    Dorn
    92
    Stempelhälften bzw. Stempelsegment
    93
    Hubvorrichtung
    94
    Pfeilrichtung
    95
    Pfeilrichtung
    96
    Pfeilrichtung
    97
    Auftragsflächen
    100
    Dorn
    101
    Ringfuge
    102
    Zuführung
    103
    Bohrung
    104
    Lackwulst
    105
    Öffnungskanten
    108
    Dorn
    109
    Loch
    110
    hohler Stempel
    111
    Hohlraum
    112
    Wandungen
    113
    Zuleitungen
    114
    Werkstückkante
    115
    Werkstück
    116
    Stempelfläche
    117
    Bohrungen bzw. Schlitze
    118
    Wandungsabschnitte
    119
    Beschichtungsnut
    119a
    Lackspiegel
    120
    Lackspeicher
    121
    Regelventil
    122
    Lackschicht
    123
    Filter
    125
    Temperaturregeleinrichtung
    126
    Arbeitsbehälter
    127
    Entgasungsvorrichtung
    128
    Rührvorrichtung
    129
    Lackspiegel bzw. Badspiegel
    130
    erste Beschichtungsstation
    131
    zweite Beschichtungsstation
    132
    weitere Beschichtungsstation
    133
    Aushärtestation
    134
    Abstapelstation
    135
    erster Abschnitt
    136
    Verfahrensablauf

Claims (8)

  1. Verfahren zum Aufbringen eines Korrosions- und Schnittschutzes auf Schnittkanten eines Blechbauteils (12), wobei eine Stempelfläche (116) oder Stempelkante (14) eines Stempels (5, 66) mit einem aushärtbaren Lack versehen wird, der auf die Schnittkante des Blechbauteils (12) aufgetragen werden soll und anschließend die Stempelfläche (14, 116) oder der auf der Stempelfläche (14, 116) befindliche Lack mit der Schnittkante derart in Berührung gebracht wird, dass der aufzutragende Lack auf die Schnittkante aufgebracht wird, so dass der Lack die Schnittkanten des Blechbauteils (12) umschließt und einen Schnittgrat nach außen abdeckt und anschließend der Lack ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkante (14) sowohl bezüglich ihres umfänglichen Verlaufs als auch bezüglich Ihres Höhenverlaufs an die Kontur des Blechbauteils (12) derart angepasst ist, das das Blechbauteil (12), dass auf der Stempelkante (14) mit seiner zu lackierenden Schnittkante anliegt, mit dieser umlaufenden Schnittkante allseitig anliegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (66) zum Beschichten einer Schnittkante mit seiner Stempel- bzw. Beschichtungsfläche in ein Lackbad getaucht wird, dabei der aufzubringende Lack auf die Stempelfläche (116) gelangt und anschließend der Stempel (66) aus dem Lackbad heraus auf eine zu beschichtende Schnittkante geführt wird, so dass der aufzubringende Lack auf die zu beschichtende Schnittkante (39) gelangt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack durch entsprechende Zuführbohrungen aus dem Stempel (66) heraus auf die Stempelfläche (116) gebracht und dort verteilt wird und anschließend auf eine zu beschichtende Schnittkante geführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stempelfläche (116) eine Lackwulst oder eine Lackmenge gebildet wird, welche durch Abstreifen auf eine zu beschichtende Schnittkante aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack dadurch auf die Schnittkante aufgebracht wird, dass die den Lack tragende Stempelkante (14) formschlüssig auf die zu beschichtende Schnittkante aufgebracht wird oder gering beabstandet zur Schnittkante die zu beschichtende Schnittkante in den auf der Stempelkante (14) befindlichen Lack soweit eingetaucht wird, dass der Lack auf die Schnittkante aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als aufzubringender Lack Korrosionsschutzlacke, Lacke mit oder ohne Pigmenten oder Flüssigzink verwendet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, dass Lacke verwendet werden, die durch thermische Energieeinbringung oder durch Energieeinbringung in Form von UV-Strahlung aushärtbar sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechbauteil in einem oder mehreren Schritten mit einem oder mehreren Stempeln beschichtet wird.
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