Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer zwei- oder mehrfarbigen Lackierung

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Lackierungen, wobei ein erster Lack (3) auf mindestens einen Teil eines Substrates (2) und danach ein zweiter (4) und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf andere Teile des Substrates (2) aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet werden, wobei der zweite bzw. ggf. die weiteren andersfarbigen Lacke ohne zwischenzeitliches Einbrennen des ersten Lackes (3) auf die vorbestimmten anderen Teile des Substrates (2) unter Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung (1) an ruhenden Zerstäuberkanten mit Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld aufgebracht werden und nach Aufbringen der ersten und weiteren Lacke alle Lackauftäge gemeinsam durch Einbrennen gehärtet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

[0002] Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0003] Zur Herstellung von zwei- oder mehrfarbigen Lackierungen, d.h. beim partiellen Applizieren von Lacken, bei denen die Farbtöne untereinander scharf abgegrenzt sein müssen, geht man üblicherweise so vor, daß das Substrat mit einem ersten Farbton überzogen wird, der aufgebrachte Lack getrocknet und eingebrannt und dann die mit diesem Farbton beschichtete FLäche abgedeckt wird, worauf anschließend die nicht abgedeckten FLächen mit einem zweiten oder weiteren Lacken überzogen werden (siehe Lehrbuch für Fahrzeuglackierer, Verlag Neuer Merkur GmbH, München, 1. AufLage, 1981, Seite 19o). Diese Arbeitsweise ist wegen des jeweils zwischen der Aufbringung von zwei Lacken erforderlichen Trocknens bzw. Einbrennens zeit- und energieaufwendig. Im übrigen entsteht eine hohe Lackverschwendung im überdeckungsbereich.

[0004] Demgegenüber Liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine mehrfarbige Beschichtung zu schaffen, wobei sämtliche verschiedenfarbig Lackierten Flächen relativ scharf voneinander abgegrenzt sind und somit den Anforderungen einer dekorativen OberfLäche genügen, ohne daß ein zwischenzeitliches Trocknen oder Einbrennen erforderlich ist und wobei weiterhin der überdeckungsbereich zwischen den einzelnen Farbtongrenzen gering gehalten werden kann.

[0005] Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden TeiL des Hauptanspruches geLöst.

[0006] Bei der Arbeitsweise gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Substrat mit dem ersten Lack oder Farbton in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Spritzapplikationen, mit HiLfe von pneumatischen Zerstäubern oder Zentrifugalzerstäubern im elektrostatischen FeLd beschichtet. Ohne nunmehr diese aufgebrachte erste Lackschicht zu trocknen oder einzubrennen, wird der in der Regel andersfarbige zweite oder jeder weitere in der RegeL andersfarbige Lack durch einen Zerstäuber aufgebracht, der mit elektrostatischem Transport der FarbteiLchen arbeitet und der an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen einen ImpuLs aufprägt, der nahezu parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen des Substrates steht. Als Zerstäuber wird erfindungsgemäß ein elektrostatisch arbeitendes Gerät vorgeschlagen, das mit ruhenden Zerstäuberkanten und einem Transport der Farbteilchen im elektrischen Feld arbeitet.

[0007] Der Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit dem Transport der Farbteilchen im elektrischen FeLd ist seit Langem bekannt (siehe Industrielackierbetrieb, 25. Jahrgang, Nr. 2, 1957, Seite 34 und 35). In dieser Literaturstelle wird zum Prinzip des Verfahrens ausgeführt, daß als Sprühbild eine unscharf begrenzte Form zwischen Rechteck und Oval erzielt wird.

[0008] Anspruch 2 kennzeichnet eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das Sprühbild gesteuert werden kann.

[0009] Anspruch 3 beschreibt eine Weiterbildung, bei der das Sprühbild sogar unter dem Sprühvorgang selbst geändert werden kann.

[0010] Eine Vorrichtung zur Durchführurg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch der Anspruch 4 beschrieben. Wesentliches Merkmal dabei ist, daß der durch die Zerstäuberkanten gebildete Sprühspalt mit seiner SpaLtLängsachse im wesentlichen senkrecht zur Flächennormalen des Substrates steht, also die Spaltlängsachse paraLLeL zum Substrat verLäuft.

[0011] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sprühspatt so ausgerichtet ist, daß er im wesentlichen senkrecht zu der Ebene steht, die durch die Flächennormale im Bereich der Farbtongrenzen und durch die Bewegungsrichtung des Substrates aufgespannt wird. Durch diese ungewöhnliche Anordnung des Sprühorgans wird erreicht, daß an den Farbtongrenzen den Lacktröpfchen elektrostatisch ein Impuls aufgeprägt wird, der nachher parallel zu der dort vorhandenen Flächennormalen steht, wodurch die scharfe Abgrenzung des aufgetragenen Lackes im Bereich der Farbtongrenze erreicht wird.

[0012] Eine weitere vorteilhafte AusgestaLtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht gemäß den Ansprüchen 6 und 7 darin, daß in Richtung der Sprühspaltlängsachse vor dem Sprühspalt versteLLbare, vorzugsweise automatisch versteLLbare, die wirksame Länge des Sprühspaltes begrenzende Hilfselektroden vorgesehen werden. Durch diese HiLfselektroden ist die Breite des aufgebrachten Lackbandes regulierbar und, wenn diese Hilfselektroden während des Lackierverfahrens auf- und abgesteuert werden, sind in einfachster Weise Konturen des Lackbandes erzielbar oder Anpassungen an Oberflächenformen des Substrates, ohne daß hierzu weitere HiLfsmitteL eingesetzt werden müssen.

[0013] Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in der Zwei-Farben-Lackierung von Autokarossen, bei denen nach der Erfindung beide Farben naß in naß aufgebracht werden können. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare schmale Grenzbereich zwischen den verschiedenfarbigen Bereichen Läßt sich durch BauteiLe,wie z.B. eine Rammschutzleiste, abdecken. Dadurch wird der beim bisherigen Lackieren notwendige Zwischenschritt, vor dem Aufbringen der zweiten Farbe den ersten Lackauftrag einzubrennen, überflüssig. Geringere Taktzeiten und verringerter Energieverbrauch pro Lackierung einer Karosse sind die VorteiLe. Auch der Raumbedarf wird geringer.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine schematische Ansicht auf ein Sprühorgan mit zugeordnetem Substrat, in

Fig. 2 in größerem Maßstab die Zuordnung des Sprühorganes zum Substrat zur Verdeutlichung der Wirklinien und in

Fig. 3 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Anordnung.

[0015] In Fig. 1 ist mit 1 ein Sprühorgan bezeichnet, das an Hochspannung Liegt und somit eine elektrostatische Zerstäubung des zugeführten flüssigen Lackes ermöglicht, und zwar an ruhenden Zerstäuberkanten, die einen Sprüh spalt 9 (Fig. 2) definieren. Ein Substrat 2, z.B. eine AutomobiLkarosserie, Liegt an Erde und isi mit einer ersten Lackschicht 3 beschichtet. Die durch das Sprühorgan 1 aufzubringende zweite Lackschicht, die vorzugsweise einen anderen Farbton aufweist, ist mit 4 bezeichnet.

[0016] Vor dem Sprüh spalt 9 können motorisch versteLLbare Hilfselektroder 5 angeordnet sein, die beispieLsweise in Richtung der Spaltlängsachse x - x verstellbar sind und dadurch die wirksame Länge des Sprühspaltes 9 begrenzen.

[0017] In Fig. 3 sind mit 1o die Farbtongrenzen schematisch angedeutet und mit 11 die auf den Farbtongrenzen stehenden FLächennormaLen.

[0018] Die erste Lackschicht 3 kann durch Verfahren aufgebracht werden, die heute üblicherweise zur Aufbringung von Lackschichten auf Substraten eingesetzt werden. Eine scharfe Begrenzung der ersten Lackschicht 3 zur nachfolgenden aufzubringenden Lackschicht 4 ist nicht erforderlich und kann mit den heute üblichen Verfahrensweisen auch nicht erzielt werden. Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich der übergangsbereich der ersten Lackschicht 3 über die mit der zweiten Lackschicht 4 zu beschichtenden FLäche erstrecken kann.

[0019] In Fig. 2 sind die FLugbahnen der Lacktröpfchen unter Einwirkung von LuftschLeppkräften und der Schwerkraft G bezeichnet. KLeinere und damit Leichtere Lacktröpfchen werden auf das Substrat über die FLugbahn 7 geführt, während schwerere, d.h. größere Lacktröpfchen über die FLugbahn 8 vom Sprühorgan 1 zum Substrat 2 geführt werden. Durch diese Abhängigkeit der FLugbahnen von der Tröpfchenmasse ergibt sich auch bei der zweiten Lackschicht ein übergangsbereich. Dieser ist jedoch kleiner ats 2 cm und damit ist eine ausreichend scharfe Trennung der beiden Lackschichten 3 und 4 erreicht. Im übergangsbereich, der - wie vorstehend ausgeführt - nur 2 cm groß ist, können entsprechende ZierLeisten od. dgL. angebracht werden.

[0020] Aus Fig. 3 ist ersichtLich, daß, um die scharfen Farbtongrenzen 1o zu erreichen, die Ausrichtung des SprühspaLtes 9 mit seiner Längsachse x - x derart sein muß, daß diese Längsachse senkrecht zu der Ebene steht, die durch die FLächennormaLen 11 im Bereich der Farbtongrenzen aufgespannt ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung zwei- oder mehrfarbiger Lackierungen, wobei ein erster Lack auf mindestens einen Teil eines Substrates und danach ein zweiter und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf vorbestimmte, andere TeiLe des Substrates aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bzw. ggf. die weiteren andersfarbigen Lacke ohne zwischenzeitliches Einbrennen des ersten Lackes auf die vorbestimmten anderen Teile des Substrates unter Einsatz einer elektrostatischen Zerstäubung an ruhenden Zerstäuberkanten mit elektrostatischem Transport der Farbteilchen aufgebracht werden und nach Aufbringen der ersten und weiteren Lacke alte Lackaufträge gemeinsam durch Einbrennen gehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das AusbreitungsverhaLten der von der ruhenden Zerstäuberkante im elektrostatischen Feld wegtransportierten Lackpartikel durch Hilfselektroden beeinfLußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Sprühvorganges das elektrostatische FeLd durch Bewegen der Hilfselektroden verändert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels aus in Arbeitsrichtung hintereinander angeordneten Sprühorganen oder Gruppen von Sprühorganen zum Auftragen von Lack auf ein Substrat ein erster Lack auf mindestens einen Teil des Substrates und danach ein zweiter und ggf. weitere andersfarbige Lacke auf andere TeiLe des Substrates aufgebracht und die Lackaufträge durch Einbrennen gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das letzte Sprühorgan (1) bzw. die Letzte Gruppe von Sprühorganen eine ruhende Zerstäuberkante zur elektrostatischen Zerstäubung der Lackpartikel aufweist bzw. aufweisen, wobei der durch die ruhende Zerstäuberkante gebildete Sprühspalt (9) mit seiner Spaltlängsachse (x - x) im wesentlichen senkrecht zur FLächennormaLen (11) des zu Lackierenden Substrates (2) steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der SprühspaLt (9) mit seiner Spaltlängsachse (x - x) im wesentlichen senkrecht zur Ebene steht, die aufgespannt wird durch die Richtung der an den Farbtongrenzen vorhandenen Flächennormale und der Bewegungsrichtung des an dem Sprühspalt vorbeigeführten Substrates.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch Hilfselektroden (5), die zwischen dem Sprühspalt (9) und dem Substrat (2) angeordnet sind und ortsveränderbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden (5) während des Sprühvorganges ortsveränderbar sind.

8. Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zugehörigen Vorrichtung zur mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Lackierung von Kraftfahrzeugkarossen.

9. Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung zur mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Lackierung von Kraftfahrzeugkarossen, wobei der Bereich des Farbüberganges zwischen den einzelnen Farbtönen durch ein geeignetes Bauteil abgedeckt wird.

Zeichnung