[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von pulverbeschichteten, flachen
Teilen, insbesondere von flachen Blechteilen mit einer Aufgabe- und einer Abgabestation
für die Teile mit mindestens einer Vorbehandlungs-, Trocknungs-, Kühl-, Pulverbeschichtungs-
und Aushärtungsstation, wobei die Teile mittels einer Transportvorrichtung durch die
Behandlungstationen transportiert werden und wobei die Teile nacheinander in diesen
Behandlungsstationen den notwendigen Behandlungsprozessen ausgesetzt werden. Weiterhin
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von pulverbeschichteten
Blechteilen für Geräte, Karosserien oder dgl. unter Verwendung einer erfindungsgemäßen
Anlage.
[0002] In der blechverarbeitenden Industrie, insbesondere in der Hausgeräte-Industrie, werden
heute unterschiedliche Herstellungs- und Beschichtungsverfahren für die Geräte- und
Teilefertigung angewendet. Einen hohen Qualitätsanspruch hinsichtlich der Oberfläche
erfüllt dabei das Emaillieren. Bereits verformte Teile bzw. fertige Gehäuseteile werden
in einem mehrere Stufen umfassenden Verformungs- und Beschichtungsprozeß behandelt.
Nachteile des Emaillierverfahrens werden darin gesehen, daß Maßabweichungen infolge
der hohen Einbrenntemperatur Probleme hervorrufen können, daß ein hoher und kostenintensiver
Vorbehandlungsaufwand für den Emailauftrag in Kauf genommen werden muß und daß für
die Emaillierung ein hoher Energieeinsatz erforderlich ist.
[0003] Eine weitere gebräuchliche Beschichtungsmethode ist das Naßlackieren mit einem lösungsmittelhaltigen
Lack. Als wesentlicher Nachteil dieser Beschichtungsart werden immer häufiger die
umweltbelastenden Aspekte, hervorgerufen durch die im Lack enthaltenen Lösungsmittel,
genannt. Weiterhin genügt eine naßlackierte Oberfläche qualitativ nicht besonderen
Ansprüchen.
[0004] Ferner ist man auch bereits dazu übergegangen, von einem fertigbeschichteten Coil
zu fertigen. Hier ergibt sich jedoch der Nachteil, daß zum Teil keine Kantenbeschichtung
erfolgt und daß durch die Schnittkanten eine erhöhte Unfallgefahr in der Handhabung
entsteht.
[0005] Daneben hat in der Geräte-Industrie das Prinzip der elektrostatischen Pulverbeschichtung
für Blech- und Fertigteile Anwendung gefunden. Der Vorteil des organischen Pulvers
als Beschichtungsmaterial besteht insbesondere in der wirtschaftlichen und umweltfreundlichen
Anwendung. Weiterhin ist es auch in geeigneter Weise möglich, fertig beschichtete
Teile nachträglich zu verformen. Dadurch werden einfache und flexible Herstellungsabläufe
möglich.
[0006] In der DE-Zeitschrift "Metalloberfläche", 1975, Heft 1, Seite 24, ist eine Pulverbeschichtungsanlage
für Blechteile beschrieben, bei der die zu beschichtenden Bleche mittels eines Hängeförderers
vertikal hängend durch die Anlage befördert werden. Diese Anlage besteht dabei aus
einer Aufgabe-, Entfettungs-, Trocknungs-, Beschichtungs- und Abgabestation. Nachteilig
ist es bei einer derart aufgebauten Anlage, daß die Transportvorrichtung nur einen
Durchlauf der Teile in hängendem Zustand gestattet. Dadurch wird die Automatisierung
des Herstellungsprozesses, insbesondere bei der Auf- und Abgabe erschwert. Weiterhin
muß die Anlage in ihrer Höhe entsprechend ausgelegt sein, wodurch insgesamt ein kompakter
Aufbau nicht erreicht werden kann.
[0007] Der Nachteil bei den bislang bekanntgewordenen Anlagen und Verfahren für die Pulverbeschichtung
besteht darin, daß Deckschichten teilweise nur mit geringerer Qualität erhältlich
sind und daß die Verarbeitung des Pulvers Schwierigkeiten bereiten kann, um kontinuierlich
gute und gleichmäßige Beschichtungen zu erreichen. Weiterhin ist meist ein hoher
anlagebedingter Aufwand notwendig, der in der Regel immer eine Umrüstung auf ein komplett
neues System erfordert. Außerdem müssen zum Teil sperrige Teile nach der Verformung
gehandhabt werden, die natürlich auch einen erhöhten Raumbedarf für die Korpuslackierung
erfordern. Die bekannten Probleme mit Faradayschen Käfigen und ungleichmäßiger Beschichtung
müssen ebenfalls in Kauf genommen werden.
[0008] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage der eingangs genannten Art zu
schaffen, mit der man bei wirtschaftlichem Aufwand ein qualitativ hochwertiges Oberflächenfinish
der Pulverbeschichtung erzielen kann. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung
von pulverbeschichteten Blechteilen anwendbar sein, welches den anlagemäßigen Aufwand
verringert und den Herstellungsprozeß insgesamt rationell und automatisierbar gestalten
läßt.
[0009] Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 erzielt. Ein erfindungsgemäß
ausgestaltetes Verfahren zur Herstellung von pulverbeschichteten Teilen ergibt sich
aus Anspruch 28. Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
[0010] Durch eine erfindungsgemäß aufgebaute Anlage erhält man ein Beschichtungssystem,
bei dem die zu behandelnden Teile im liegenden Zustand automatisch die für die Pulverbeschichtung
erforderlichen Behandlungsstationen durchlaufen können. Dabei sind die Behandlungsstationen
in ihrer Gesamtheit effektiv aufeinander abgestimmt und im einzelnen enthält jede
Behandlungsstation wirksame Vorrichtungen, die einen zügigen und schnellen Durchlauf
des Teils ermöglichen.
[0011] Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile liegen weiterhin insbesondere in der
wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Anwendung der Pulverbeschichtung, wobei eine
Beschichtungsanlage mit einem geringen Aufwand, einer einfachen Vorbehandlung und
einem automatisierten Herstellungsablauf auch in bereits bestehenden Fertigungslinien
zum Einsatz kommen kann.
[0012] Durch mehrere verfahrensmäßige und anlagenmäßige Verbesserungen in den einzelnen
Behandlungsstationen erhält man ein beschichtetes Blechteil mit einer qualitativ hochwertigen
Oberflächengüte, einem wirksamen Kantenschutz und außerdem eine gleichmäßige Schichtdicke.
[0013] Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Pulverbeschichtungsstation wird zudem der
Vorteil erzielt, daß neben der eigentlichen Teilebeschichtung auch die Beschichtung
eines als Gleit- und Ziehhilfe dienenden Belages für die späteren Verformungsprozesse
durchgeführt werden kann. Durch die Bildung einer Zwischenstation innerhalb der Pulverbeschichtungsstation
erhält man eine vorteilhafte Trennung zwischen dem Beschichtungsprozeß in der Beschichtungsstation
für den eigentlichen Pulverauftrag und dem der Gleithilfebeschichtung. Außerdem wird
über flexible und anschließbare Luftleitungselemente sowie über steckbare Verbindungen
der übrigen Versorgungsleitungen die Möglichkeit geschaffen, daß die Pulverbeschichtungsstationen
z. B. bei einem Farbwechsel in einfacher Weise aus der Linie herausfahrbar und auswechselbar
ausgebildet sind.
[0014] Durch die besondere Ausbildung des Transportbandes aus elektrisch leitfähigem Material
erhält man den Vorteil, das zu behandelnde Blechteil ohne Schleifkontakte und dgl.
in das elektrostatische System der Pulverbeschichtung einzubringen. Man kann hier
eine sichere und permanente Erdung herstellen, Kondensatorenaufladungen werden in
einfacher Weise vermieden.
[0015] Die besondere Ausbildung der Pistolenanordnung der Pulverpistolen sorgt für einen
gleichmäßigen und flexibel einstellbaren Beschichtungsauftrag.
[0016] Die geschickte Ausbildung der Walzenpaare in der Vorbehandlungsstation und der Düsensätze
in den Trocknungs- und Kühlstationen erlauben eine einfache Zugänglichkeit für Reinigungs-
und Wartungsarbeiten.
[0017] Weiterhin ergeben sich noch zahlreiche Vorteile im Detail aus der nachfoldenden Beschreibung
der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche in den Zeichnungen schematisch dargestellt
sind und nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 in vereinfachter, perspektivischer Ansicht eine Pulverbeschichtungsanlage
mit allen Behandlungstationen von der Aufgabe- bis zur Abgabestation im grundsätzlichen
Aufbau,
Figur 2 eine weitere Aufbauform gemäß Figur 1, wobei die einzelnen Behandlungsstationen
im Detail weitergebildet sind,
Figur 3 den Teil der Pulverbeschichtungsstation von der Seite im Schnitt, in dem der
Pulverauftrag für die Gleithilfe erfolgt,
Figur 4 den Teil der Pulverbeschichtungsanlage gemäß Figur 3 in der Vorderansicht,
Figur 5 die schematische Prinzipskizze der Pistolenanordnung für die Pulverbeschichtungsstation
in vereinfachter Form,
Figur 6 in einem Auszug die Ausbildung der Transportwelle für die Gleithilfe-Beschichtungsstation.
[0018] In der Zeichnung gemäß Figur 1 ist eine Pulverbeschichtungsanlage in ihrem gesamten,
grundsätzlichen Aufbau dargestellt. Darin ist die Aufgabestation mit (1) bezeichnet.
Hier werden die in einer Presse gestanzten und zugeschnittenen Blechteile (2) in
Form von Platinen stapelweise zugeführt. In der Aufgabestation (1) ist eine nicht
näher gezeigte Entstapelungs- und Aufgabevorrichtung integriert, durch die die zu
behandelnden Blechteile (2) entstapelt und auf die Transportvorrichtung (3) der Anlage
liegend und mit entsprechendem Abstand aufgelegt werden. Über eine Objekterkennung
werden der zentralen Steuereinrichtung der Anlage die notwendigen Daten übermittelt,
damit das Blechteil automatisch den vorbestimmten Behandlungen unterworfen wird und
fertig beschichtet die Anlage verlassen kann. Weiterhin sorgt eine Folgeabstands-Überwachung
für die Einhaltung der notwendigen Abstände zwischen den Teilen. Spezielle Regel-
und Steuerungseinrichtungen sorgen für eine genaue Flucht- und Mittenzentrierung.
[0019] Über die Transportvorrichtung (3) der Anlage gelangt das Blechteil (2) in eine Vorbehandlungsstation
(4). Die Vorbehandlungsstation (4) enthält eine Reinigungsstufe (5), die ein oder
mehrere mechanische Abtragvorrichtungen (6) für an dem Blech anhaftende Flüssigkeiten,
Fett, Öl, Schmutz oder dgl. aufweist. Weiterhin können in der Reinigungsstufe ein
oder mehrere chemische Waschstufen vorgesehen werden, in denen die Blechteile (2)
mit entsprechenden Flüssigkeiten besprüht werden können.
[0020] In der dargestellten Ausführungsform ist am Anfang der Vorbehandlungsstation (4)
eine mechanische Abtragvorrichtung (6) angeordnet, die aus mehreren Walzen mit einem
Spezialbelag aus Textil und/oder Kunststoff besteht. Die Blechteile werden zwischen
zwei sich gegensinnig drehenden Walzen hindurchbefördert, wobei in der gezeigten Version
zwei Walzenpaare hintereinander angeordnet sind. Durch diese sogenannten Textilwalzen
werden die auf den Blechteilen (2) anhaftenden Rückstände, wie Flüssigkeit, Öl, Fett
oder Schmutz, mechanisch entfernt. Dadurch gelangt ein vorgereinigtes Blech (2) in
die nächste Reinigungsstufe, in der mittels auf das Blechteil gerichteter Sprühvorrichtungen
unter Einsatz entsprechender Flut-, Wasch- oder Reinigungsflüssigkeiten in einer oder
mehreren Stufen ein Wasch- und Spülprozeß durchgeführt wird. Die dabei verwendete
Wasch- bzw. Spülflüssigkeit wird in einem Kreislauf geführt, wobei entsprechende Filter
bzw. Abscheider zwischengeschaltet werden.
[0021] Zwischen den einzelnen Waschstufen können weitere beschichtete Walzen angeordnet
sein, um die am Blech anhaftenden Wasch- bzw. Spülmittelreste abzutragen, wodurch
eine Badverschleppung vermieden wird. Dabei können die Walzen einen gummierten Belag
bestimmter Härte aufweisen. Denkbar wäre auch ein Belag aus Textil oder die Verwendung
von Bürstenrollen.
[0022] Anschließend wird das gereinigte Blech (2) in einer Vorbeschichtungs- bzw. Vorbehandlungsstufe
(7) im Sprühverfahren zwecks Metallvorbehandlung bzw. Haftvermittlung behandelt.
Hier kann das Blech chromatiert werden, mit einem organischen Primer beaufschlagt
oder mit einer amorphen Hybridschicht versehen werden.
[0023] Diese letzte Behandlungsstufe könnte jedoch entfallen, wenn als Ausgangsmaterial
bereits ein entsprechend vorbehandeltes Blech zum Einsatz kommt.
[0024] Am Ende und gegebenenfalls zwischen den Vorbehandlungsstufen (7) wird dann wieder
über eine Walzenanordnung überschüssige Flüssigkeit wie vorbeschrieben abgetragen.
[0025] Über die Luftanschlußstutzen (8) erfolgt die Absaugung von eventuell enstehenden
Dämpfen und ggfs. die Zuführung von Frischluft.
[0026] Die aus der Vorbehandlungsstation (4) kommenden Blechteile (2) werden anschließend
in die Trocknungsstation (9) transportiert. Hier werden die vorbehandelten Blechteile
(2) über eine Kontakt- und Konvektionstrocknungsvorrichtung getrocknet.
[0027] Am Anfang der Trocknungsstation (9) sind mit einem Spezialbelag versehene Textilwalzen
(10) angeordnet. Diese Textilwalzen (10) werden mittels eines Gebläses mit Heißluft
angeblasen. Dadurch wird bereits eine intensive Vortrocknung des Blechteiles (2) erreicht.
Die Kontakttrocknung der Blechteile kann aber auch über ein oder mehrere am Anfang
der Trocknungsstation (9) angeordnete Metallwalzen oder Metallplatten erfolgen, die
beheizt oder mit warmer Luft beaufschlagt werden.
[0028] Die weitere Trocknung des Blechteils (2) geschieht dann durch entsprechende Konvektion
der warmen Luft in der Trocknungsstation (9). Für die notwendige Luftzuführung wird
über den Anschlußstutzen (12) gesorgt.
[0029] Nach erfolgter Trocknung gelangen die Blechteile (2) in die Kühlstation (13). Hier
wird das Blechteil durch Luft- und/oder Kontaktkühlung auf die notwendige Blechtemperatur
für den Beschichtungsvorgang heruntergekühlt. Eine Luftzuführung bzw. Luftabführung
erfolgt über den Anschlußstutzen (14).
[0030] Die so vorbehandelten Blechteile werden danach in die eigentliche Pulverbeschichtungsstation
(15) transportiert. Hier wird die Pulverbeschichtung mit entsprechenden Pistolen vorgenommen.
In dieser Station befinden sich üblicherweise Einrichtungen für die Pulverversorgung,
den Pulverkreislauf, für die Rückgewinnung des an den Teilen vorbeigehenden Pulvers
und die Dosiermengensteuerung für die Pistolen. Weiterhin ist die Pulverbeschichtungsstation
(15) mit Filtereinrichtungen für den Luftaustausch zur Umgebung versehen.
[0031] In vorteilhafter Ausführung enthält die in der Gesamtanlage zentral angeordnete Pulverbeschichtungsstation
(15) auch die Regel- und Steuereinrichtung für den automatischen Prozeßablauf der
gesamten Anlage in Form einer sog. Leitzentrale.
[0032] Zweckmäßigerweise wird die Pulverbeschichtungsstation (15) mit Wechselkabinen (16)
ausgerüstet, um bei einem Farbwechsel die Kabinen (16) austauschen zu können. Dadurch
können sich keine Probleme mit eventuellen Farbverschleppungen ergeben. Die Wechselkabinen
(16) sind dabei ausfahrbar ausgebildet, so daß ein schneller Kabinenwechsel in einfacher
Weise möglich wird.
[0033] An ihrem Eingang und Ausgang kann die Pulverbeschichtungsstation (15) mit einer
Übergabeeinrichtung ausgestattet sein, die die Blechteile (2) auf ein anderes Fördersystem
übernimmt oder abgibt. Dabei kann das in der Pulverbeschichtungsanlage (15) zum Einsatz
kommende Fördersystem über entsprechende Einrichtungen verfügen, die das Blechteil
(2) in die optimale Lage für die Beschichtung bringen können.
[0034] Von der Pulverbeschichtungsstation (15) gelangt das beschichtete Blechteil (2) in
die Schleusenstation (17), die man auch mit Klimastation bezeichnen könnte. Mit dieser
Schleusenstation (17) soll eine temperaturmäßige und luftmäßige Trennung zur nachfolgenden
Trocknungsstation (18) erreicht werden. Weiterhin kann hier auch eine Übergabevorrichtung
auf ein anderes Fördersystem vorgesehen sein, welches der höheren Temperatur in der
Trocknungsstation (18) Rechnung trägt.
[0035] In der Trocknungsstation (18) wird das mit Pulver beschichtete Blechteil in mehreren
Zonen durch Wärmezufuhr dem Aushärtungsprozeß unterzogen. Zu Beginn wird das Blechteil
(2) über eine Strahlungstrocknungsvorrichtung auf eine hohe Temperatur gebracht. Die
Strahlungstrocknungsvorrichtung besteht vorzugsweise aus mittelwelligen IR-Strahlern,
die unter Verwendung von Reflektoren die Strahlungswärme auf das Werkstück bringen.
Nach dieser intensiven Erwärmung verweilt das Blechteil nachfolgend in der Trocknungsstation
unter Einwirkung der in der Trocknungsstation aufrechterhaltenen Konvektionswärme.
[0036] Nach ausreichender Trocknung und Aushärtung der Pulverschicht wird das Blechteil
dann in die Kühlstation (19) befördert. Hier wird das Blechteil in ähnlicher Weise
wie in der Kühlstation (13) auf eine niedrigere Temperatur heruntergekühlt.
[0037] In der Abgabestation (20) werden dann die Blechteile (2) paketweise gestapelt und
können von hier aus der weiteren Verformung zugeführt werden.
[0038] In der Figur 2 ist eine für die Pulverbeschichtung von flachen Blechteilen (2) vorgesehene
Anlage in einem Aufbau dargestellt, bei dem einzelne Behandlungsstationen detailliert
weitergebildet sind. Es fehlen lediglich die am Anfang der Anlage angeordneten Aufgabestationen
sowie die am Ende angeordnete Abgabestation für die Entnahme der fertig beschichteten
Teile.
[0039] Wie in der Figur 2 zu sehen, laufen die Blechteile (2) mittels der Transportvorrichtung
(3) liegend in die Vorbehandlungsstation (4) der Anlage ein. In der sogenannten Reinigungsstufe
(5) werden die auf den Blechteilen (2) haftenden Rückstände wie Öl, Fett oder dgl.
mittels der hintereinander angeordneten, mit einem Textilbelag versehenen Walzenpaare
(61, 62) abgetragen. Die Rückstände können in einem Auffangbehälter (27) unterhalb
der Walzen (61, 62) aufgefangen, gesammelt und anschließend entsorgt werden.
[0040] Die so mechanisch vorgereinigten Blechteile (2) gelangen dann in die Vorbehandlungsstufen
( 28, 29, 30) der Vorbehandlungsstation (4), in denen die Blechteile (2) mittels
der Sprühvorrichtungen (31) einem Wasch-, Spül- bzw. einem der Haftverbesserung dienenden
Vorbehandlungsprozeß ausgesetzt werden
[0041] Die Vorbehandlungsstufen können dabei aus einer Entfettungsstufe (28), einer ein-
oder mehrteiligen Spülstufe (29) und einer ein- oder mehrteiligen Nachspülstufe (30)
bestehen.
[0042] In dem gezeigten Beispiel werden die Blechteile (2) in der Entfettungsstufe (28)
mit einem alkalischen Reiniger besprüht. In der zweistufigen Spülstufe (29) werden
die Teile mit Wasser, vorzugsweise mit entsalztem Wasser gespült und in der Nachspülstufe
(30) mit einer besonderen Nachspüllösung behandelt, durch die eine Haftverbesserung
und eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit erzielt wird.
[0043] Am Anfang, am Ende und zwischen den vorbeschriebenen Vorbehandlungsstufen (28, 29,
30) sind weitere Walzenpaare (63) angeordnet, die vorzugsweise einen Kunststoff- bzw.
Gummibelag aufweisen und durch die eine Trennung bzw. ein Abschließen der Behandlungsstufen
erreicht wird, so daß z. B. Badverschleppungen unterbleiben.
[0044] Alle in der Anlage dargestellten Walzenpaare sind als teilweise von einem Gehäuse
umschlossene, einzelne Baueinheiten ausgebildet, die nach oben mittels einer hier
nicht gezeigten Hubvorrichtung herausnehmbar in der Anlage angeordnet sind. Dadurch
wird die eventuelle Wartung bzw. Reparatur erleichtert.
[0045] Die Sprühvorrichtungen (31) der Vorbehandlungsstation (4) sind nach Art eines auf
einer Platte angeordneten Düsensatzes ausgebildet, wobei die einzelnen Düsen schwenkbeweglich
in der Platte gelagert sein können.
[0046] Die Sprühvorrichtungen (31) sind über flexible Zuleitungen an die Flüssigkeitsversorgung
angeschlossen und schwenkbeweglich in der Anlage gelagert, so daß sie nach oben oder
nach unten weggeklappt werden können. Zwischen den einzelnen Behandlungsstufen in
der Vorbehandlungsstation (4) auch in anderen Teilen der Anlage können die eventuell
notwendigen Trennwände derart ausgebildet sein, daß sie vorzugsweise nach oben schiebbeweglich
in ihrer Lage veränderbar sind, so daß damit die Zugänglichkeit der einzelnen Teile
weiterhin verbessert wird. Für Wartungs- und Reparaturarbeiten wird somit eine schnelle
Austauschbarkeit der einzelnen Teile und eine bessere Zugänglichkeit für Reparatur
und Reinigung gewährleistet.
[0047] Am Ende der Vorbehandlungsstation (4), nach Verlassen der Nachspülzone (30), wird
das vorbehandelte Blechteil mit einem Textilwalzenpaar (64) mechanisch vorgetrocknet,
bevor es dann in die eigentliche Trocknungsstation (9) einläuft, an deren Anfang ebenfalls
ein weiteres Textilwalzenpaar (65) nochmals für eine mechanische Vortrocknung sorgt.
Die Textilwalzen (65) können dabei vorzugsweise beheizt werden.
[0048] In der Trocknungsstation (9) sind Luftdüsenvorrichtungen (32) angeordnet, so daß
die Blechteile (2) einer Konvektionstrocknung mit warmer Luft unterzogen werden. Auch
hier sind die auf einer Tragplatte angeordneten Luftdüsen schwenkbeweglich angeordnet
und einstellbar.
[0049] Anschließend gelangen die Blechteile (2) in die Kühlstation (13), wo ebenfalls Luftdüsenvorrichtungen
(33) mit zugeführter kalter Luft für eine Abkühlung der Blechteile sorgen. Die Luftdüsenvorrichtungen
(32, 33) sind ähnlich wie die Sprühvorrichtungen (31) zwecks Wartungserleichterung
schwenkbeweglich in der Anlage angeordnet.
[0050] In der Kühlstation (13) ist eine nicht näher gezeigte Zentrier- und Richteinrichtung
vorgesehen, durch die eine genaue Lagefixierung der Blechteile erfolgt, bevor sie
in die Pulverbeschichtungsstation (15) befördert werden.
[0051] Die Pulverbeschichtungsstation (15) weist drei hintereinandergeschaltete Stufen
auf, die Beschichtungsstation (25) für die eigentliche Oberflächenbeschichtung der
Teile, die Zwischenstation (26) und eine Beschichtungsstation (21), in der ein als
Gleithilfe dienender Pulverauftrag vorgenommen wird. Die nur für den Auftrag der
Gleithilfe vorgesehene Beschichtungsstation kann einen einfachen Aufbau haben.
[0052] In der in Figur 3 und 4 gezeigten Ausführung sind vier Spritzpistolen (22) unter
der Transportvorrichtung (3) vorgesehen, die derart angeordnet sind, daß die beschichteten
Blechteile (2) auf ihrer Rückseite mit einem Pulverauftrag versehen werden können.
Hierbei ist die Transportvorrichtung möglichst so zu gestalten, daß die Rückseiten
der Blechteile (2) für den Sprühstrahl der Spritzpistolen (22) frei zugänglich sind.
[0053] Da dieser Pulverauftrag nur als Gleithilfe für den nachfolgenden Verformungsprozeß
dient, genügt schon eine Pulverschicht mit geringer Schichtdicke, eine nicht vollflächig
deckende Pulverschicht oder sogar nur ein punktuell oder streifenförmig angelegter
Pulverauftrag. Selbst ein Hauch von Pulver kann schon ausreichen, um den gewünschten
Gleiteffekt im Werkzeug zu erhalten. Dies kann schon durch eine oder auch, wie gezeigt,
mehrere Spritzpistolen erfolgen, die eventuell nur kurzzeitig eingeschaltet werden.
[0054] Da an die Qualität des Pulverauftrags keine hohen Ansprüche gestellt werden, dürfte
es auch vollkommen ausreichen, wenn das aus der vorhergehenden Beschichtungsstation
abziehbare Feinstpulver verwendet wird.
[0055] Die Beschichtungsstationen (21, 25) sind mit ausfahrbaren Wechselkabinen ausgestattet,
so daß ein schneller und automatischer Wechsel vorgenommen werden kann. Über die feststehende
Zwischenstation (26) wird die Beschichtungsstation (25) an den Luftkreislauf des
Pulverbeschichtungssystems angeschlossen. Gleichzeitig wird durch die Zwischenstation
(26) eine Trennung zur Gleithilfe-Beschichtungsstation (21) hergestellt. Die Zwischenstation
(26) besitzt flexibel ausgebildete Luftleitungsanschlüsse (34), so daß an die Beschichtungsstation
(25) eine trennbare und anschließbare Verbindung geschaffen werden kann.
[0056] Weiterhin sind auch sämtliche pulverführende und elektrische Leitungen der Beschichtungskabinen
mit steckbaren Trennstellen ausgebildet, so daß die Kabinen schnell und problemlos
gewechselt werden können.
[0057] Die Transportvorrichtung (35) innerhalb der Beschichtungsstation (25) ist nach Art
eines Bandförderers ausgebildet. Das Transportband, auf dem die Blechteile transportiert
werden, ist vollflächig aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet und stellt
im Beschichtungsbetrieb die elektrische Verbindung zum Blechteil und zur Erde her.
Durch diese besondere Ausgestaltung erhält man eine sichere und permanente Erdung
während der Pulverbeschichtung. Störanfällige Schleifkontakte zum Blechteil werden
vermieden, und es kann sich auch keine unerwünschte Kondensatoraufladung bilden.
[0058] Am Ende der Transportvorrichtung (35) ist in der Beschichtungsstation (25) eine
Reinigungsvorrichtung (36) für das Transportband vorgesehen, durch die die sich während
des Auftrags bildenden Pulverrückstände vom Transportband abgetragen werden können.
[0059] Die Beschichtung der Blechteile wird durch einen in der Beschichtungsstation (25)
angeordneten Pistolensatz (38) vorgenommen, der aus mehreren Pulverpistolen besteht.
[0060] Um eine gleichmäßige Beschichtung des Blechteils zu erreichen, ist eine besondere
Anordnung der einzelnen Pulverpistolen vorgesehen. Aus der vereinfachten Darstellung
der Figur 3 ist das Prinzip der Pistolenanordnung erkennbar. Die einzelnen Pulverpistolen
sind mit (39) angedeutet.
[0061] Der gesamt Pistolensatz (38) besteht im wesentlichen aus zwei Pistolentragvorrichtungen
(40, 41). Die am Anfang der Beschichtungszone liegende Pistolentragvorrichtung (40)
ist feststehend und besitzt im äußeren seitlichen Bereich jeweils eine Pulverpistole
(39). Durch die gestrichelte Darstellung weiterer Positionen der Pulverpistolen ist
die Verstellbarkeit dieser beiden Pistolen angedeutet. Dadurch kann man den Abstand
dieser Pistolen zueinander zur Anpassung an die Breite des zu beschichtenden Bleches
verändern. Die Pistolen (39) der Tragvorrichtung (40) sind während des Beschichtungsprozesses
auf den Randbereich des Blechteils (2) gerichtet.
[0062] Die Pistolentragvorrichtung (41) besitzt sechs Pulverpistolen (39), wobei jeweils
drei Pulverpistolen auf jeweils einem Schlitten (42, 43) gelagert sind. Diese Schlitten
(42, 43) sind wiederum gemeinsam mit einer um eine Achse schwenkbeweglich angeordneten
Tragvorrichtung (44) verbunden. Die Schlitten (42, 43) können in ihrem Abstand zueinander
verstellbar angeordnet sein.
[0063] Ebenso können die Schlitten (42) in seitlicher Richtung quer zur Transportrichtung
verstellt werden. Vorzugsweise wird die Anordnung so gewählt, daß, wie in der Figur
2 gezeigt, die beiden Pistolengruppen zueinander versetzt sind, wodurch ein gut deckendes
Spritzbild auf dem Blech erzielt wird. Während des Beschichtungsprozesses sind die
Schlitten (42, 43) über einen Antrieb in eine seitlich hin- und hergehende Bewegung,
vorzugsweise in eine wie der Pfeil (45) andeutet, in eine oszillirende Bewegung bringbar.
[0064] Durch diese Ausbildung des Pistolensatzes (38) in der Beschichtungsstation (25) wird
eine gleichmäßige Beschichtung der zu behandelnden Blechteile gewährleistet. Weiterhin
wird eine einfache Möglichkeit erhalten, die Pistolenanordnung auf unterschiedliche
Formen und Dimensionen der Blechteile einzustellen.
[0065] Nach der Beschichtung gelangen die Blechteile über die Zwischenstation (26) in die
Beschichtungsstation (21) für den Gleithilfe-Auftrag. Die Transportvorrichtung (3)
in der Beschichtungsstation (21) für die Gleithilfe-Beschichtung enthält besondere,
gemäß Figur 4 ausgebildete Transport- und Auflagewellen (48). In besonderer Weise
angeformte Messerkanten (49) sorgen für eine geringflächige Auflage der zu transportierenden
Blechteile, damit die Blechteile möglichst großflächig von den darunter angeordneten
Pulverpistolen für die Gleithilfe-Beschichtung beaufschlagt werden können.
[0066] Nach Verlassen der Pulverbeschichtungsstation (15) gelangen die beschichteten Blechteile
über die Schleusenstation (17) in die Trocknungsstation (18) und anschließend in die
Kühlstation (19). An die Kühlstation (19) schließt sich dann vor der Abgabestation
eine Kontrollstation (46) an, in der durch eine geeignete sensorische Abtastung eine
Überprüfung der Beschichtungsqualität der Blechteile vorgenommen wird. Entsprechende
Rückmeldungen gehen an die zentrale Steuerstation (47), von der aus dann auf den Beschichtungsprozeß
korrigierend bzw. regulierend Einfluß genommen werden kann.
[0067] Um Wartungs- bzw. Reinigungsarbeiten an der Anlage noch weiter zu vereinfachen, können
z. B. die Trocknungs- oder die Kühlstationen, ähnlich wie die Wechselkabinen in den
Pulverbeschichtungsstationen, aus der Anlage herausfahrbar ausgebildet sein. Dadurch
entsteht in der Linie der Anlage ein Freiraum, von dem aus man auf die benachbarten
Stationen zugreifen kann. Oder man kann Vorrichtungen aus den benachbarten Stationen
in Durchlaufrichtung aus der Anlage herausbewegen.
[0068] In einer bevorzugten Ausführung kann die am Anfang der Anlage vorgesehene Aufgabestation
für die Blechteile als Puffer mit mehreren Speicherplätzen ausgebildet sein, wobei
in dem Puffer die auf den Paletten befindlichen Teile bis zur vereinzelten Blechaufgabe
taktweise und automatisch weiterbefördert werden.
[0069] Am Ende der Anlage kann die Abgabestation vorzugsweise derart ausgebildet sein, daß
sie auf beiden Seiten der Transportvorrichtung Stapelentnahmeplätze für die brauchbaren
Blechteile aufweist, die wechselweise beschickt werden können. Am Ende der Abgabestation
kann ein zusätzlicher Stapelentnahmeplatz in Transportrichtung vorgesehen werden,
dem Ausschußteile zuführbar sind.
[0070] In der Hausgeräte-Industrie kann ein Herstellungsverfahren unter Verwendung der
vorgeschilderten Pulverbeschichtungsanlage wie folgt ablaufen:
[0071] Vom Stahlwerk wird als Ausgangsmaterial ein Blechcoil mit leicht geöltem und/oder
im sinne des Korrosionsschutzes bzw. Haftvermittlung vorbehandeltem Blech geliefert.
In der Gerätefabrik kann das Blech eventuell noch nachgeölt werden. In einer Pressenvorrichtung
wird das vom Blechcoil abgewickelte Blechband in entsprechende Blechteile zugeschnitten.
Diese flachen Blechzuschnitte werden stapelweise der vorbeschriebenen Pulverbeschichtungsanlage
zugeführt, in dieser wie vorbeschrieben behandelt und dann der Abgabestation stapelweise
entnommen. Dann erst werden die fertig beschichteten Blechzuschnitte in entsprechend
ausgebildeten Formwerkzeugen zu Fertigteilen verformt.
1. Anlage zur Herstellung von pulverbeschichteten, flachen Teilen, insbesondere von
flachen Blechteilen mit einer Aufgabe- und einer Abgabestation für die Teile, mit
mindestens einer Vorbehandlungs-, Trocknungs-, Kühl-, Pulverbeschichtungs- und Aushärtungsstation,
wobei die Teile mittels einer Transportvorrichtung durch die Behandlungsstationen
transportiert werden und wobei die Teile nacheinander in diesen Behandlungsstationen
den notwendigen Behandlungsprozessen ausgesetzt werden,
gekennzeichnet durch,
- eine Aufgabestation (1) mit einer Entstapelungs- und Aufgabevorrichtung, durch die
die zu behandelnden Blechteile (2) entstapelt und auf die Transportvorrichtung (3)
der Anlage liegend aufgelegt werden,
- eine Vorbehandlungsstation (4) mit einer Reinigungsstufe (5), die ein oder mehrere
mechanische Abtragvorrichtungen (6) für Flüssigkeiten, Fett, Öl, Schmutz oder dgl.
und ein oder mehrere Wasch- bzw. Spülstufen aufweist, in der die Blechteile über Sprühvorrichtungen
gewaschen bzw. gespült werden,
- eine Trocknungsstation (9) mit einer Kontakt- und/oder einer Konvektionstrocknungsvorrichtung,
durch die die auf dem Blechteil anhaftende Flüssigkeit abgetragen und das Blechteil
getrocknet wird,
- eine Kühlstation (13) mit einer Kontakt- und/oder Konvektionskühlvorrichtung,
- eine Pulverbeschichtungsstation (15) mit einer oder mehreren Wechselkabinen (16),
- eine Schleusenstation (17) zur Temperatur- und Lufttrennung,
- eine Trockenstation für das Aushärten der Pulverbeschichtung mit einer Strahlungs-
und einer Konvektionstrocknungsvorrichtung,
- eine weitere Kühlstation (19) mit einer Kontakt- und/oder Konvektionskühlvorrichtung,
- eine Abgabestation (20) mit einer Abnahme- und Stapelvorrichtung.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulverbeschichtungsstation (15) eine Beschichtungsstation (25) für die Pulverbeschichtung
der Teile, eine Zwischenstation (26) und eine Beschichtungsstation (21) zur Beschichtung
der Teile mit einer Gleithilfe für den späteren Verformungsprozeß aufweist.
3. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenstation (26) mittels flexibler Luftleitungselemente (34) an die Beschichtungsstation
(25) anschließbar ist.
4. Anlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtungsstationen (25, 21) mit aus der Anlage herausfahrbar angeordneten
Wechselkabinen ausgebildet sind, wobei die Wechselkabinen über steckbare Versorgungsleitungen
an das Pulverbeschichtungssystem anschließbar sind.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportvorrichtung (35) innerhalb der Beschichtungsstation (25) nach Art
eines Bandförderers ausgebildet ist, wobei das Tranportband für die Aufnahme der
Blechteile aus elektrisch leitfähigem Material besteht.
6. Anlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Ende der Transportvorrichtung (35) der Beschichtungsstation (25) eine Reinigungsvorrichtung
(36) für das Transportband angeordnet ist, durch die Pulverrückstände vom Transportband
abgetragen werden.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Pulverbeschichtungsstation (25) ein Pistolensatz (38) für die Pulverbeschichtung
angeordnet ist, der zum Teil aus feststehenden und zum Teil aus während des Beschichtungsprozesses
eine seitliche oder oszillierende Bewegung ausführenden Pistolen besteht.
8. Anlage nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die während der Pulverbeschichtung feststehenden Pulverpistolen derart in einer
Pistolentragvorrichtung (40) angeordnet sind, daß sie auf den äußeren Bereich der
Blechteile gerichtet sind.
9. Anlage nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der während der Pulverbeschichtung seitlich oder oszillierend bewegbare Pistolensatz
auf einer Pistolentragvorrichtung (41) angeordnet ist, wobei diese Tragvorrichtung
(41) schwenkbeweglich gelagert ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pistolen des Pistolensatzes (38) auf den Tragvorrichtungen (40, 41) verstellbar
angeordnet sind, damit die Abstände der Pistolen untereinander variierbar sind.
11. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportvorrichtung in der Beschichtungsstation (21) drehbeweglich gelagerte
Transport- und Auflagewellen (48) für die Blechteile aufweist, wobei die Transport-
und Auflagewellen (48) mit angeformten oder aufsteckbaren ringförmigen Messerkanten
(49) ausgebildet sind.
12. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorbehandlungsstation (4) ein oder mehrere Vorbehandlungs- bzw. Vorbeschichtungsstufen
für die Metallvorbehandlung zum Zwecke des Korrosionsschutzes und der Haftvermittlung
aufweist und daß ein oder mehrere mechanische Abtragvorrichtungen (6) in Form von
mit einem Kunststoff- und/oder Textilbelag beschichteter Walzen zur Entfernung der
am Blechteil anhaftenden Vorbehandlungsmittelreste vorgesehen sind.
13. Anlage nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorbehandlungsstationen (4) eine mechanische Reinigungsstufe (5), eine Entfettungsstufe
(28), eine Spülstufe (29) und eine Nachspülstufe (30) aufweist.
14. Anlage nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanische Reinigungsstufe (5) aus zwei hintereinander angeordneten Walzenpaaren
(61, 62) besteht, die mit einem Textilbelag versehen sind, daß vor, zwischen und hinter
den Behandlungsstufen (28, 29, 30) jeweils ein Walzenpaar (63) angeordnet ist, durch
die die jeweilige Behandlungsstufe abgeschottet wird, wobei das zu behandelnde Teil
durch die sich gegensinnig drehenden Walzen der Walzenpaare hindurchbewegt wird.
15. Anlage nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenpaare (63) einen Kunststoff- oder Gummibelag aufweisen.
16. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Ende er Vorbehandlungsstation (4) und am Anfang der Trocknungsstation (9) jeweils
ein weiteres Textilwalzenpaar (64, 65) zur mechanischen Vortrocknung der Teile angeordnet
ist, wobei die Walzen wahlweise beheizbar ausgebildet sind.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenpaare (61, 62, 63, 64, 65) als teilweise von einem Gehäuse umschlossene
Baueinheiten ausgebildet sind, die nach oben mittels einer Hubvorrichtung herausnehmbar
in der Anlage angeordnet sind.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Behandlungsstufen (5, 28, 29, 30) in der Vorbehandlungsstation (4)
zwischen den Baueinheiten der Walzenpaare nach oben schiebbeweglich angeordnete Trennbleche
vorgesehen sind.
19. Anlage nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Entfettungs-, Spül- und Nachspülstufe (28, 29, 30) angeordneten Sprühvorrichtungen
(31) mit flexiblen Zuleitungen versehen sind und nach oben oder nach unten schwenkbeweglich
wegklappbar sind und daß die einzelnen Spritzdüsen der Sprühvorrichtungen verstellbar
in der Düsenplatte angeordnet sind.
20. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Trocknungsstation (9) eine Kontakttrocknungsvorrichtung angeordnet ist,
die aus mit einem Textil- oder Kunststoffbelag beschichteten Walzen besteht, wobei
die Walzen mit warmer Luft beaufschlagbar sind.
21. Anlage nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Trocknungsstation (9) ein oder mehrere beheizte oder mit warmer Luft beaufschlagbare
Metallwalzen oder Metallplatten zur Kontakttrocknung angeordnet sind.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kühlstation (13) eine Zentriereinrichtung angeordnet ist, die vor dem
Einlauf der Blechteile in die Beschichtungsstation (15) eine eventuelle Lagerkorrektur
bzw. Lagefixierung der Blechteile vornimmt.
23. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trocknungstationen (9, 18) und/oder Kühlstationen (13, 19) herausfahrbar angeordnet
sind, und daß die benachbarten Behandlungsstationen oder deren darin angeordnete
Vorrichtungen in Transportrichtung in den dadurch gebildeten Freiraum bewegbar sind.
24. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Ende der Beschichtungsanlage eine Kontrollstation (46) zur Messung der Beschichtungseigenschaften
der Blechteile vorgesehen ist, und daß die über geeignete Sensoren ermittelten Daten
an die Steuerstation (47) geleitet werden, wodurch eine korrigierende oder regulierende
Einflußnahme auf den Beschichtungsporzeß in den Beschichtungsstationen (21 oder 25)
ausgeübt wird.
25. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufgabestation für die Blechteile als Puffer mit mehreren speicherplätzen
ausgebildet ist, wobei in dem Puffer die auf den Paletten befindlichen Teile bis zur
vereinzelten Blechaufgabe taktweise und automatisch weiterbefördert werden.
26. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgabestation auf beiden Seiten der Transportvorrichtung Stapelentnahmeplätze
für die brauchbaren Blechteile aufweist, die wechselweise beschickt werden können,
und daß in Transportrichtung am Ende der Abgabestation ein zusätzlicher Stapelentnahmeplatz
vorgesehen ist, dem Ausschußteile zuführbar sind.
27. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Pulverbeschichtungsstation (16) die den gesamten Prozeßablauf steuernden
Regel- und Steuereinrichtungen in Form einer Leitzentrale untergebracht sind.
28. Verfahren zur Herstellung von pulverbeschichteten Blechteilen für Geräte, Karosserien
oder dgl. unter Verwendung einer Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1
bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
- daß als Ausgangsmaterial ein mehr oder weniger vorbehandeltes Blechcoil verwendet
wird,
- daß das vom Blechcoil abgewickelte Blechband in einer Pressenvorrichtung zugeschnitten
wird,
- daß die flachen Blechzuschnitte stapelweise einer Pulverbeschichtungsanlage zugeführt,
in der Pulverbeschichtungsanlage liegend transportiert, vorbehandelt und beschichtet
werden und der Pulverbeschichtungsanlage stapelweise entnommen werden,
- und daß die pulverbeschichteten Blechteile nachfolgend in entsprechend ausgebildeten
Formwerkzeugen zu Fertigteilen verformt werden.
29. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechteile in der Pulverbeschichtungsstation auf der nach oben gerichteten
Seite mit der Endbeschichtung und auf der nach unten gerichteten Seite mit einem in
dem nachfolgenden Verformungsprozeß als Gleithilfe dienenden Pulverauftrag versehen
werden.