Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken

Abstract

 Bei dieser Einrichtung zur Pulverbeschichtung (1) werden Werkstücke (2) beispielsweise Fahrtreppenstufen in einer Anodisiereinheit (7) einer Strombehandlung unterzogen. Ein Träger (3) fortbewegendes Fördermittel (4) ist über einem Becken (14) abgesenkt, sodass die Werkstücke (2) in Durchlaufrichtung (15) gesehen in ein Bad (16) eingetaucht werden und nach einer bestimmten Verweilzeit am Ende des Beckens (14) wieder aus dem Bad (16) gehoben werden. Im Beckenbereich ist eine parallel zur Fahrbahn des Fördermittels (4) verlaufende Stromzuführung (17) beispielsweise eine Stromschiene angeordnet. Jeder Träger (3) ist mit einem Stromabnehmer mit beispielsweise Schleif- oder Rollenkontakten versehen, die den Träger (3) mit der Stromzuführung (17) elektrisch verbinden. Die Verbindung wird beim Absenken des Trägers (3) hergestellt und beim Anheben des Trägers (3) unterbrochen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken, bestehend aus mindestens einer Einheit zur Behandlung der Oberfläche der Werkstücke.

[0002] Grössere Werkstücke wie beispielsweise Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten können mit einem Farbauftrag versehen werden, wobei der Farbauftrag beispielsweise mittels eines Pulverbeschichtungsverfahrens erfolgt. Die Werkstücke werden dabei vorbehandelt, pulverbeschichtet und anschliessend nachbehandelt. Die Vorbehandlung umfasst im wesentlichen beispielsweise Entfetten und Spülen, danach Anodisieren, danach beispielsweise Spülen und Trocknen. Die Nachbehandlung umfasst im wesentlichen beispielsweise das Einbrennen des auf dem Werkstück aufgetragenen Farbpulvers. Ausser der Anodisierung werden die Werkstücke im Durchlaufverfahren behandelt, wobei die Werkstücke kontinuierlich eine Behandlungseinheit durchlaufen und beim Durchlauf während einer bestimmten Durchlaufzeit in der jeweiligen Behandlungseinheit verweilen. Zur Anodisierung von grösseren Werkstücken mit entsprechend grossen Oberflächen wie beispielsweise mit Rippen versehene Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten sind grosse Ströme notwendig, weshalb die Beschickung des Anodisierbeckens in einzelnen Chargen vorgenommen werden muss. Die Werkstücke werden vom Fördermittel der vorangehenden Behandlungseinheit übernommen wobei mehrere Werkstücke in geeigneten, korbähnlichen Gebinden oder auf gemeinsamen Trägern angeordnet, im Becken eingetaucht und an Stromkabel angeschlossen werden. Nach der Strombehandlung müssen die Gebinde oder Träger aus dem Becken gehoben und dem Fördermittel der nachfolgenden Behandlungseinheit übergeben werden.

[0003] Nachteilig beim bekannten Pulverschichtungsverfahren ist der chargenweise Fertigungsablauf beim Anodisieren. Die chargenweise Beschickung des Anodisierbeckens begrenzt die Produktionsleistung der gesamten Pulverbeschichtungsanlage.

[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und schlägt eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung vor, mittels der eine markante Produktivitätssteigerung möglich ist.

[0005] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass sämtliche Behandlungsschritte im Durchlauf durchführbar sind, wobei zur Förderung der Werkstücke lediglich ein einziges sich kontinuierlich bewegendes Fördermittel nötig ist. Die Durchlaufbehandlung verbessert die Qualität der Oberfläche und erhöht den Ausstoss der Anlage undist zudem weniger personalintensiv.

[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

[0007] Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken,

Fig. 2

eine Einheit zur Strombehandlung der Werkstücke im Durchlauf,

Fig. 3

eine Frontansicht eines Trägers für den kontinuierlichen Transport eines Werkstückes,

Fig. 4

eine Seitenansicht des Trägers für den kontinuierlichen Transport eines Werkstückes,

Fig. 5

Einzelheiten des Trägers und

Fig. 6

eine räumliche Darstellung des Trägers.

[0008] In den Fig. 1 bis 6 ist mit 1 eine Einrichtung zur Pulverbeschichtung von Werkstücken 2 beispielsweise Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten aus Aluminiumdruckguss bezeichnet. Andere Werkstücke wie beispielsweise Autofelgen können mit derselben Einrichtung oberflächenbehandelt, bzw. pulverbeschichtet werden. Nicht dargestellt ist ein Aufgabebereich, in dem beispielsweise ein Werkstück 2 an einem Träger 3 angeordnet wird. Die Träger 3 sind mittels eines endlosen Fördermittels 4 kontinuierlich durch die Pulverbeschichtungseinrichtung 1 beispielsweise mit 2,5 m/min bewegbar. Nach dem kontinuierlichen Durchlauf durch die Pulverbeschichtungseinrichtung 1 werden die Werkstücke 2 in einem nicht dargestellten Abnahmebereich den durchlaufenden Trägern 3 entnommen. Verweildauer und Behandlungstemperatur in den Behandlungseinheiten sind abhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche, des Materials, der Topographie, etc. des zu behandelnden Werkstückes 2 und können von den untenstehenden Wertangaben abweichen. Zu Beginn des Pulverbeschichtungsverfahrens durchlaufen die Werkstücke 2 eine Entfettungseinheit 5, in der sie beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 70°C und einer Verweildauer von etwa 90 Sekunden entfettet werden. Anschliessend durchlaufen die Werkstücke 2 eine erste Spüleinheit 6 mit einer Verweildauer von etwa 30 Sekunden. In einer der ersten Spülung nachgeschalteten Strombehandlungseinheit 7, auch Anodisiereinheit 7 genannt wird die Werkstückoberfläche mit grossem Strom während beispielsweise zwei Minuten bei 25°C behandelt. Einzelheiten zur Strombehandlung sind weiter unten erläutert. Nach der Strombehandlung werden die Werkstücke 2 in einer zweiten Spüleinheit 8 gespült. Der Vorgang dauert etwa 90 Sekunden. In der nachfolgenden Trocknereinheit 9 wird das noch am Werkstück haftende Spülwasser während etwa neun Minuten und etwa 50°C getrocknet. Zur Kühlung der Werkstücke 2 ist eine erste Kühlstrecke 10 vorgesehen, auf der die Werkstücke 2 nach der Trocknereinheit 9 während etwa 23 Minuten auskühlen. Die Werkstücke sind nun fertig vorbereitet für den Auftrag des Farbpulvers in einer ersten Pulvereinheit 11 bzw. einer zweiten Pulvereinheit 12. Die zweite Pulvereinheit 12 kann auch umfahren werden. In der Pulvereinheit 11, 12 werden die Werkstücke mit Farbpulver besprüht, wobei sich das elektrisch aufgeladene Farbpulver am Werkstück 2 festsetzt. In der anschliessenden Einbrenneinheit 13 verweilen die gepulverten Werkstücke 2 beispielsweise während etwa 16 Minuten bei etwa 220°C, wobei die Pulverkörner durch die Einwirkung der Hitze zu einer festen Schicht verschmelzen. Nach dem Einbrennen verweilen die Werkstücke 2 auf einer zweiten, nicht dargestellten Kühlstrecke beispielsweise während 16 Minuten. Danach gelangen die fertig beschichteten Werksücke 2 zu dem oben genannten Abnahmebereich.

[0009] Fig. 2 zeigt einen in Fig. 1 mit A bezeichneten Ausschnitt der Einrichtung zur Pulverbeschichtung 1, wobei der Ausschnitt A die Strombehandlungseinheit 7, bzw. die Anodisiereinheit 7 zeigt. Das die Träger 3 fortbewegende Fördermittel 4 ist über einem Becken 14 abgesenkt, sodass die Werkstücke 2 in Durchlaufrichtung 15 gesehen in ein Bad 16 eingetaucht werden und nach der oben genannten Verweilzeit am Ende des Beckens wieder aus dem Bad 16 gehoben werden. Im Beckenbereich ist eine parallel zur Laufbahn des Fördermittels 4 verlaufende Stromzuführung 17 beispielsweise eine Stromschiene angeordnet. Jeder Träger 3 ist mit einem Stromabnehmer 18 mit beispielsweise Schleif- oder Rollenkontakten versehen, die den Träger 3 mit der Stromzuführung elektrisch verbinden. Zur optimalen Ausnutzung der Beckenlänge wird die Verbindung beim Absenken des Trägers 3 hergestellt und beim Anheben des Trägers 3 unterbrochen. Mit der durchlaufenden Strombehandlung werden der Korrosionsschutz und die Hafteigenschaften verbessert.

[0010] Der Strom fliesst von der Stromzuführung 17 über den Stromabnehmer 18 auf den Träger 3 und vom Träger 3 auf das Werkstück 2, vom Werkstück 2 auf das Bad 16 und vom Bad auf das Becken 14. Bei der Strombehandlung müssen grosse Ströme bzw. Stromdichten in der Grössenordnung von etwa 2 A/dm² durch das Werkstück 2 geleitet werden. Dies ergibt beispielsweise bei einer Oberfläche von 3 m² einer Fahrtreppenstufe eine Stromstärke von etwa 600 A pro Fahrtreppenstufe bei einer Spannung von 18 bis 20 V. Wegen dieser Stromstärken und deren Einleitung in das Werkstück 2 war die Fachwelt bisher der Ansicht, dass eine Strombehandlung bzw. Anodisierung im Durchlaufverfahren nicht durchführbar sei. Ein weiteres Hindernis stellten die Anforderungen an den Träger 3 des Werkstückes 2 dar, nämlich kleiner ohmscher Widerstand wegen der Übertragung grosser Ströme, weitgehend korrosionsbeständige, temperaturbeständige und oxidationsbeständige Kontaktflächen und eine einfache Halterung des Werkstückes mit ausreichender Kontaktfläche zur Stromeinleitung.

[0011] Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen Träger 3, der den oben genannten Anforderungen entspricht. Der bügelförmige Träger 3 besteht aus einem Fahrwerk 19, das in Wirkverbindung mit dem Fördermittel 4 steht, aus dem weiter oben genannten Stromabnehmer 18, aus einem zwischen Fahrwerk 19 und einem Bügel 20 angeordneten Isolierstück 19.1 und aus dem gabelförmigen Bügel 20 mit einem ersten Schenkel 21 und einem zweiten Schenkel 22, wobei je Schenkel 21, 22 eine erste Halteklaue 23 bzw. eine zweite Halteklaue 24 angeordnet ist. Die in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigte Fahrtreppenstufe 2 weist eine rückwärtige Rippe 25 auf, an der die Fahrtreppenstufe 2 von den Halteklauen 23, 24 festgehalten wird. Durch die Einwirkung der Schwerkraft der Fahrtreppenstufe 2 bilden die gabelförmigen Halteklauen 23, 24 zusammen mit der Rippe 25 durch Verkantung eine selbsthaltende Verbindung, über welche Verbindung der oben genannte Strom zur Strombehandlung fliessen muss. Bei Aluminium ist zur Stromübertragung 1 mm² pro 1 A nötig. Falls die Halteklauen 23, 24 aus Titan bestehen ist zur Stromübertragung 1 mm² pro 0,1 A nötig. Bei einem Behandlungsstrom von 500 A sind bei Titan je Halteklaue 23, 24 eine Fläche von 5 cm mal 5 cm notwendig.

[0012] Fig. 5 zeigt einen in Fig. 4 mit B bezeichneten Ausschnitt der elektrischen Isolierung des Bügels 20 gegenüber dem Fahrwerk 19. Ein mit 19.2 bezeichneter Bolzen wird vom Fahrwerk 19 gehalten. Das Isolierstück 19.1 unschliesst den Bolzen 19.2, wobei das Isolierstück 19.1 den vom Bolzen 19.2 getragenen Bügel 20 gegenüber dem Fahrwerk 19 elektrisch isoliert.

[0013] Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Trägers 3 und des Fördermittels 4. Das Fahrwerk 19 weist Rollen 19.3 auf, die mittels einer C-förmigen Laufbahn 4.1 geführt sind. Die Laufbahn 4.1 ist Bestandteil des Fördermittels 4, wobei der Trägerantrieb nicht dargestellt ist. Die am Bügel 20 angeordneten Stromabnehmer 18 sind als federnde Kontakte ausgebildet, die auf der je Bügelseite angeordneten als Stromschiene ausgebildeten Stromzuführung 17 schleifen. Die erste Halteklaue 23 besteht aus einer ersten Tragplatte 23.1 und aus einer ersten Halteplatte 23.2. Die zweite Halteklaue 24 besteht aus einer zweiten Tragplatte 24.1 und aus einer zweiten Halteplatte 24.2. Wie weiter oben erwähnt wird die rückwärtige Rippe 25 der Fahrtreppenstufe 2 zwischen den Tragplatten 23.1, 24.1 und den Halteplatten 23.2, 24.2 angeordnet und unter Einwirkung der Schwerkraft verkeilt. Die Oberflächen der Tragplatten 23.1, 24.1 und der Halteplatten 23.2, 24.2 sind so bemessen, dass die weiter oben dargestellte Kontaktfläche zur Stromeinleitung in die rückwärtige Rippe 25 sichergestellt ist.

[0014] Die oben genannte Einheit 7 zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken 2 im Durchlauf mittels grossen Strömen kann auch einzeln oder in anderen nicht der Pulverschichtung von Werkstücken dienenden Einrichtungen zur Oberflächenbeandlung verwendet werden.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken (2), bestehend aus mindestens einer Einheit zur Behandlung der Oberfläche der Werkstücke (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Oberflächenbehandlung der Werkstücke dienende Einheit (7) vorgesehen ist, in der die Werkstücke (2) im Durchlauf mit grossen Strömen behandelbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dass eine Stromzuführung (17) vorgesehen ist, an die durchlaufende, die Werkstücke (2) transportierende Träger (3) anschaltbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (3) eine Halteeinrichtung (23,24) für die Werkstücke (2) und eine Einrichtung für die Stromeinleitung in die Werkstücke (2) aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein gabelförmiger Bügel (20) mit einem ersten Schenkel (21) und einem zweiten Schenkel (22) vorgesehen ist, wobei je Schenkel (21, 22) eine erste Halteklaue (23) bzw. eine zweite Halteklaue (24) angeordnet ist, an denen das Werkstück (2) unter Einwirkung der Schwerkraft gehalten ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteklauen (23, 24) Kontaktflächen (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) zur Stromeinleitung in das Werkstück (2) aufweisen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Bügel (20) Stromabnehmer (18) angeordnet sind, die beim Durchlauf durch die strombehandelnde Einheit (7) in Kontakt mit einer Stromzuführung (17) stehen.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (3) für den Durchlauf der Werkstücke (2) ein mit dem Bügel (20) in Verbindung stehendes Fahrwerk (19) aufweist, das entlang einer Laufbahn (4.1) eines Fördermittels (4) verfahrbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein der elektrischen Isolierung des Bügels (20) gegenüber dem Fahrwerk (19) dienendes Isolierstück (19.1) vorgesehen ist, das einen vom Fahrwerk (19) getragenen Bolzen (19.2) umschliesst und in Verbindung mit dem Bügel (20) steht.

9. Einrichtung zur Pulverbeschichtung von Werkstücken (2) bestehend aus mindestens einer Einheit zur Vorbehandlung (5,6,7,8,9,10), aus mindestens einer Pulvereinheit (11,12) und aus mindestens einer Einheit zur Nachbehandlung (13) der Werkstücke (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Vorbehandlung der Werkstücke dienende Einheit (7) vorgesehen ist, in der die Werkstücke (2) im Durchlauf mit grossen Strömen behandelbar sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9,
dass der Durchlauf der Werkstücke (2) durch die strombehandelnde Einheit (7) in Reihe mit dem Durchlauf der Werkstücke (2) durch die übrigen Einheiten (5,6,8,9,10,11,12,13) geschaltet ist.

Zeichnung