Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens

Abstract

 Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens, mit einem Gestell (1), wobei an dem Gestell (1) mittels des Pulverbeschichtungsverfahrens zu beschichtende Werkstücke (2) anbringbar sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Gestell (1) eine Antihaftbeschichtung aufweist, die die Anhaftung von für das Pulverbeschichtungsverfahren vorgesehenem Pulver an dem Gestellt (1) verringert. Auf diese Weise wird ein einfaches, ungiftiges und umweltverträgliches Reinigen des Gestells von dem für das Pulverbeschichtungsverfahren vorgesehenen Pulver ermöglicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens, mit einem Gestell, wobei an dem Gestell mittels des Pulverbeschichtungsverfahrens zu beschichtende Werkstück anbringbar sind.

[0002] Pulverbeschichtungsverfahren sind heutzutage in der industriellen Fertigung gebräuchliche Verfahren, um die Oberflächen von verschiedenen Werkstücken z. B. gegen Korrosion zu schützen. Darüber hinaus bieten Pulverbeschichtungsverfahren auch die Möglichkeit, die beschichteten Oberflächen farblich zu gestalten. Im allgemeinen versteht man unter Pulverbeschichtung die Beschichtung von Metall- oder Kunststoffoberflächen durch Auftragen und Sintern von wärmehärtenden Pulvern. Diese können im Rotations- oder Flockverfahren, durch Pulverspritzverfahren, wie Flammspritzen, Kunststoff-Flammspritzen oder Metallspritzverfahren, oder auch im Wirbelsinterbad aufgebracht werden. Besonders verbreitet sind Pulverbeschichtungsverfahren, bei denen die Pulver elektrostatisch auf die Oberflächen aufgebracht werden. Für ein solches elektrostatisches Pulverbeschichtungsverfahren eignen sich insbesondere duroplastische Pulverlacke aus Epoxid-, Polyester- und Acrylharzen. Pulverbeschichtungsverfahren ermöglichen allgemein eine weitgehend automatisierte Arbeitsweise und finden daher in steigendem Ausmaß bei der Herstellung von Autoteilen, Haushaltsgeräten und in der Möbelindustrie Anwendung.

[0003] Insbesondere bei elektrostatisch arbeitenden Pulverbeschichtungsverfahren muß ein guter Kontakt zwischen dem zu beschichtenden Werkstück und dem Gestell, an dem das Werkstück zum Beschichten angebracht ist, gewährleistet werden. Kann kein ausreichend guter Kontakt zwischen den einzelnen Werkstücken und dem Gestell, an dem die Werkstücke zum Beschichten befestigt sind, gewährleistet werden, so kommt es bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung zu starken Schichtdickenunterschieden sowie bei der Verwendung von farblichen Pulvern zu erheblichen farblichen Unterschieden.

[0004] Um die Kontaktstellen zwischen den Werkstücken einerseits und dem Gestell, an dem die Werkstücke befestigt werden, andererseits dementsprechend ausreichend sauber zu halten, werden bisher verschiedene Verfahren, wie Chemieentlackungsverfahren oder Pyrolyseabschwelverfahren, angewendet. Diese bisher angewendeten Verfahren sind jedoch insofern nachteilig, als daß sie relativ hohe Energie- und Entsorgungskosten verursachen sowie häufig nur schwierig und unter großen Sicherheitsvorkehrungen handhabbar sind. Bei dem gebräuchlichsten Verfahren, nämlich dem Pyrolyseabschwelverfahren, kommt es zudem zur Erzeugung chemisch aggressiver und/oder giftiger Stoffe, die zur umweltverträglichen Entsorgung aufwendig weiterverarbeitet werden müssen.

[0005] Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Pulverbeschichtungsverfahrens bereitzustellen, deren Gestell, an dem die zu beschichtenden Werkstücke angebracht werden, auf einfache, ungiftige und umweltverträgliche Weise von an diesem anhaftendem, für die Pulverbeschichtung vorgesehenen Pulver befreit werden kann.

[0006] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines Pulverbeschichtungsverfahrens, mit der die zuvor aufgezeigte und hergeleitete Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell eine Antihaftbeschichtung aufweist, die die Anhaftung von für das Pulverbeschichtungsverfahren vorgesehenem Pulver an dem Gestell verringert.

[0007] Durch die erfindungsgemäß erzielte nur geringe Anhaftung von solchem Pulver, das anstatt auf die zu beschichtenden Werkstücke auf das Gestell gelangt ist, ist es möglich, dieses an dem Gestell anhaftende Pulver mechanisch von dem Gestell wieder zu entfernen. Insbesondere wird dadurch der mit dem Pyrolyseabschwelverfahren verbundene Nachteil vermieden, daß das für die Beschichtung der Werkstücke vorgesehene Pulver chemisch verändert wird, womit giftige und/oder nicht umweltverträgliche Substanzen erzeugt werden.

[0008] Ein mechanisches Entfernen des Pulvers, das sich an dem mit der Antihaftbeschichtung versehenen Gestell angelagert hat, kann auf verschiedene Weise, wie durch Abreiben oder durch Abblasen, erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß das an dem Gestell anhaftende Pulver von dem Gestell mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls entfernbar ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Wasserdruck des Hochdruck-Wasserstrahls 80 bar oder mehr, besonders bevorzugt nämlich etwa 100 bar, beträgt.

[0009] Als Antihaftbeschichtung ist eine Vielzahl von in der Industrie verwendeten Antihaftbeschichtungen möglich. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Antihaftbeschichtung eine Glaskeramik aufweist. Deren Eigenschaften als Antihaftbeschichtung werden insbesondere dann besonders gut ausgenutzt, wenn die Oberfläche der auf das Gestell aufgebrachten Antihaftbeschichtung vollständig von der Glaskeramik gebildet wird. Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß die Dicke der Antihaftbeschichtung 60 - 80 µm beträgt. Die Antihafteigenschaften einer solchen Antihaftbeschichtung aus einer Glaskeramik werden darüber hinaus dadurch positiv beeinflußt, daß die Antihaftbeschichtung nach dem Aufbringen auf das Gestell bei einer Temperatur größer oder gleich 375 °C behandelt worden ist.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines Pulverbeschichtungsverfahrens ist grundsätzlich für alle und insbesondere für alle eingangs genannten Pulverbeschichtungsverfahren einsetzbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Vorrichtung zur Durchführung des elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahrens vorgesehen ist. Dann können nämlich auf sehr einfache, ungiftige und umweltverträgliche Weise die Kontaktstellen zwischen den zu beschichtenden Werkstücken einerseits und dem zur Durchführung des elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahrens vorgesehenen Gestell andererseits sauber gehalten werden. Dies ist, wie weiter oben schon angesprochen, eine unabdingbare Voraussetzung für eine von der Schichtdicke und der Farbgebung her gleichmäßige elektrostatische Pulverbeschichtung von Oberflächen.

[0011] Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung wird eine solche Vorrichtung zur Durchführung eines Pulverbeschichtungsverfahrens bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gestell einen Trägerstamm und eine Wechseltraverse aufweist, die zu beschichtenden Werkstücke an der Wechseltraverse befestigbar sind und die Wechseltraverse mit an diesen befestigten und zu beschichtenden Werkstükken mit Hilfe eines Schnellwechselmechanismus an dem Gestell befestigbar bzw. von dem Gestell entfernbar ist. Diese erfindungsgemäße Lehre ist einerseits für sich alleine, andererseits jedoch auch in Kombination mit der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäß ein mit einer Antihaftbeschichtung beschichtetes Gestell aufweisenden Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens verwendbar.

[0012] Insbesondere in Kombination mit einem mit einer Antihaftbeschichtung beschichteten Gestell kann vorgesehen sein, daß an dem Trägerstamm eine Mehrzahl von Wechseltraversen befestigbar ist und an der Wechseltraverse wiederum eine Mehrzahl von Werkstücken befestigbar ist. Während eine Charge von Werkstücken dem elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren unterzogen wird, also eine Mehrzahl von Wechseltraversen mit einer Mehrzahl von an diesen angebrachten Werkstücken an dem Trägerstamm angebracht ist, werden andere Wechseltraversen, die, mit denen schon Pulverbeschichtungen durchgeführt worden sind, so daß zumindest teilweise an diesen Wechseltraversen eigentlich für das Pulverbeschichtungsverfahren vorgesehenes Pulver anhaftet, einem Reinigungsvorgang unterzogen. Ein solcher Reinigungsvorgang besteht dann vorzugsweise darin, daß die von dem Trägerstamm abgenommenen Wechseltraversen in einer Durchlaufeinrichtung oder in einem separaten Spritzstand mit einem Hochdruck-Wasserstrahl gereinigt werden.

[0013] Bezüglich des Schnellwechselmechanismus ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, daß der Schnellwechselmechanismus ein Scharnier mit zwei zueinander verschwenkbaren und voneinander lösbaren Bauteilen aufweist, daß das eine Bauteil an dem Trägerstamm befestigt ist und das andere Bauteil an der Wechseltraverse befestigt ist und daß ein Lösen der beiden Bauteile des Scharniers voneinander nur in einem aus der Senkrechten verschwenkten Zustand des an der Wechseltraverse befestigten Bauteils des Scharniers möglich ist. Im Betriebszustand hängen die zu beschichtenden Werkstücke nämlich an den Wechseltraversen senkrecht nach unten, wobei die Befestigung der zu beschichtenden Werkstücke an der Wechseltraverse vorzugsweise mit Hilfe von Haken realisiert ist. Die Wechseltraversen mit den an ihnen befestigten Werkstücken hängen ihrerseits über das jeweilige Scharnier an dem Trägerstamm, so daß bei einem Verschwenken des an der Wechseltraverse befestigten Bauteils des Scharniers relativ zu dem an dem Trägerstamm befestigten Bauteil des Scharniers, was im wesentlichen einem Anheben und gleichzeitigen Nachvorneziehen der Wechseltraverse entspricht, ein Lösen der beiden Bauteile des Scharniers voneinander möglich wird, indem diese im wesentlichen in Längsrichtung der Wechseltraverse auseinandergezogen werden. Vorzugsweise verläuft die Achse des Scharniers demgemäß parallel zur Längserstreckung der Wechseltraverse.

[0014] Konstruktionen, die es ermöglichen, daß die beiden Bauteile des Scharniers nur in einem vorbestimmten Verschwenkwinkel zueinander voneinander lösbar sind, sind dem Fachmann gut bekannt. Insbesondere ist es nämlich möglich, an einem Bauteil des Scharniers eine Nase vorzusehen, die nur in einem vorbestimmten Verschwenkwinkel der beiden Bauteile des Scharniers zueinander durch eine in dem zweiten Bauteil des Scharniers in Längsrichtung des Scharniers verlaufende Nut hindurchführbar ist und ansonsten ein Lösen der beiden Bauteile des Scharnieres voneinander verhindert.

[0015] Die Haken, mit deren Hilfe die zu beschichtenden Werkstücke an den Wechseltraversen befestigt werden, können beim Reinigen der Wechseltraversen mit dem Hochdruck-Wasserstrahl entweder an den Wechseltraversen verbleiben, von diesen abgelöst und separat gereinigt werden oder grundsätzlich durch neue ersetzt werden.

[0016] Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 9 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1

schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2

schematisch den Schnellwechselmechanismus der aus Fig. 1 ersichtlichen Vorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0017] In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Vorderansicht sowie in Seitenansicht ersichtlich. Die Vorrichtung weist ein Gestell 1 auf, an dem die mittels des Pulverbeschichtungsverfahrens zu beschichtenden Werkstücke 2 befestigt werden. Das Gestell 1 weist einen senkrecht verlaufenden Trägerstamm 3 auf, an dem übereinander drei Wechseltraversen 4 angebracht sind. An den einzelnen Wechseltraversen 4 sind jeweils eine Mehrzahl von zu beschichtenden Werkstücken 2 befestigt. Die Wechseltraversen 4 sind mit Hilfe eines Schnellwechselmechanismus an dem Trägerstamm 3 befestigt. Dieser Schnellwechselmechanismus weist ein Scharnier 5 auf, das, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Bauteil 6, das an dem Trägerstamm 3 befestigt ist, und ein Bauteil 7 umfaßt, das an der Wechseltraverse 4 befestigt ist. Bei dem Scharnier 5 handelt es sich im wesentlichen um ein Scharnier bekannter Bauart, wobei jedoch vorgesehen ist, daß das an dem Trägerstamm 3 befestigte Bauteil 6 des Scharniers 5 nur dann von dem an der Wechseltraverse 4 befestigten Bauteil 7 des Scharniers 5 lösbar ist, wenn die beiden Bauteile 6, 7 in einem vorbestimmten Verschwenkwinkel zueinander stehen. Dies wird erreicht durch eine nicht weiter dargestellte, an dem an dem Trägerstamm 3 befestigten Bauteil 6 vorgesehenen Nase, die unter diesem vorbestimmten Verschwenkwinkel durch eine ebenfalls nicht weiter dargestellte Nut in dem an der Wechseltraverse 4 befestigten Bauteil 7 hindurchführbar ist und ansonsten ein Ablösen dieser beiden Bauteile 6, 7 voneinander verhindert.

[0018] Zur Befestigung der zu beschichtenden Werkstücke 2 an dem Gestelle 1 sind, wie detailliert aus Fig. 2 ersichtlich, Haken 8 vorgesehen, die in an den Wechseltraversen 4 angebrachte Einhängeinrichtungen 9 eingehängt werden können.

[0019] In den Fig. 1 und 2 jeweils rechts ist dargestellt, wie die Wechseltraversen 4 durch ein Verschwenken relativ zum Trägerstamm 3 in eine solche Stellung gebracht werden können, in der diese in ihrer Längsrichtung vom Trägerstamm 3 abgelöst werden können. Konkret ist vorgesehen, daß ein Lösen der Bauteile 6, 7 voneinander in einer solchen Position, in der die Wechseltraversen 4 aufgrund der Schwerkraft nach unten hängen, nicht möglich ist, bei einem Verschwenken der Wechseltraversen 4 relativ zum Trägerstamm 3 um einen Winkel von etwa 40 bis 50° jedoch ein Lösen der beiden Bauteile 6, 7 des Scharniers 5 voneinander möglich ist.

[0020] Das Gestell 1, nämlich der Trägerstamm 3 und die Wechseltraversen 4, sowie nach Bedarf auch die Haken 7 sind gemäß dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet, nämlich mit einer Antihaftbeschichtung aus einer Glaskeramik. Dabei weist die Antihaftbeschichtung eine Dicke von 60 bis 80 µm auf und ist nach dem Aufbringen auf das Gestell bei einer Temperatur größer oder gleich 375 °C nachbehandelt worden. Als Antihaftbeschichtung hat sich insbesondere eine solche Glaskeramik als besonders geeignet herausgestellt, die von der Firma Starnberger Beschichtung unter dem Handelsnamen "Safecode" vertrieben wird.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Durchführung des Pulverbeschichtungsverfahrens, mit einem Gestell (1), wobei an dem Gestell (1) mittels des Pulverbeschichtungsverfahrens zu beschichtende Werkstücke (2) anbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) eine Antihaftbeschichtung aufweist, die die Anhaftung von für das Pulverbeschichtungsverfahren vorgesehenem Pulver an dem Gestellt (1) verringert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell (1) anhaftendes Pulver mechanisch von dem Gestell (1) entfernbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell (1) anhaftendes Pulver von dem Gestell (1) mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls, vorzugsweise mit einem Wasserdruck von über 80 bar, entfernbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaftbeschichtung eine Glaskeramik aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Antihaftbeschichtung vollständig von der Glaskeramik gebildet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Antihaftbeschichtung 60 bis 80 µm beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antihaftbeschichtung nach dem Aufbringen auf das Gestell (1) bei einer Temperatur größer oder gleich 375 °C behandelt worden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) für die Durchführung des elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahrens vorgesehen ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung eines Pulverbeschichtungsverfahrens, mit einem Gestell (1), wobei an dem Gestell (1) mittels des Pulverbeschichtüngsverfahrens zu beschichtende Werkstücke (2) anbringbar sind, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) einen Trägerstamm (3) und eine Wechseltraverse (4) aufweist, die zu beschichtenden Werkstücke (2) an der Wechseltraverse (4) befestigbar sind und die Wechseltraverse (4) mit an dieser befestigten und zu beschichtenden Werkstücken (2) mit Hilfe eines Schnellwechselmechanismus an dem Trägerstamm (3) befestigbar bzw. von dem Trägerstamm (3) entfernbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellwechselmechanismus ein Scharnier (5) mit zwei zueinander verschwenkbaren und voneinander lösbaren Bauteilen (6, 7) aufweist, daß das eine Bauteil (6) an dem Trägerstamm befestigt ist, und das andere Bauteil (7) an der Wechseltraverse befestigt ist und daß ein Lösen der beiden Bauteile (6, 7) des Scharniers (5) voneinander nur in einem aus der Senkrechten verschwenkten Zustand des an der Wechseltraverse (4) befestigten Bauteils (7) des Scharniers (5) möglich ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtenden Werkstücke (2) an der Wechseltraverse (4) mit Hilfe von Haken (8) befestigbar sind.

Zeichnung