(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
|
(11) |
EP 0 995 819 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
17.12.2003 Patentblatt 2003/51 |
(22) |
Anmeldetag: 09.10.1999 |
|
|
(54) |
Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken
Apparatus for treating workpieces
Dispositif de traîtement d'objets
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT CH DE ES FR GB LI |
(30) |
Priorität: |
19.10.1998 EP 98811039
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
26.04.2000 Patentblatt 2000/17 |
(73) |
Patentinhaber: INVENTIO AG |
|
CH-6052 Hergiswil (CH) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Stepancik, Helmut
2481 Achau (AT)
|
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 3 527 729 FR-A- 2 512 696 GB-A- 1 467 715 US-A- 4 844 783
|
DE-A- 19 526 613 GB-A- 1 400 698 US-A- 2 938 850 US-A- 4 966 672
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken mit mindestens
einer der Oberflächenbehandlung der Werkstücke dienenden Einheit, in der die Werkstücke
im Durchlauf mit Strom behandelbar sind, wobei die Werkstücke transportierende Träger
eine Halteeinrichtung für die Werkstücke und eine Einrichtung für die Stromeinleitung
in die Werkstücke aufweisen.
[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 und ist 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 Schleifoder 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/dm
2 durch das Werkstück 2 geleitet werden. Dies ergibt beispielsweise bei einer Oberfläche
von 3 m
2 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 mm
2 pro 1 A nötig. Falls die Halteklauen 23, 24 aus Titan bestehen ist zur Stromübertragung
1 mm
2 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.
1. Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken (2) mit mindestens einer der Oberflächenbehandlung
der Werkstücke dienenden Einheit (7), in der die Werkstücke (2) im Durchlauf mit Strom
behandelbar sind, wobei die Werkstücke (2) transportierende Träger (3) eine Halteeinrichtung
(23,24) für die Werkstücke (2) und eine Einrichtung für die Stromeinleitung in die
Werkstücke (2) aufweisen,
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.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteklauen (23, 24) Kontaktflächen (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) zur Stromeinleitung
in das Werkstück (2) aufweisen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
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.
4. 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.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
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.
1. Equipment for treatment of workpieces (2), with at least one unit (7), which serves
for the surface treatment of the workpieces and in which the workpieces (2) are treatable
by current in continuous running operation, wherein carriers (3) transporting the
workpieces (2) comprise a retaining device (23, 24) for the workpieces (2) and a device
for current introduction into the workpieces (2), characterised in that a fork-shaped bracket (20) with a first limb (21) and a second limb (22) is provided,
wherein a first retaining claw (23) and a second retaining claw (24), at which the
workpiece (2) is held under the effect of gravity, are provided one at each limb (21,
22).
2. Equipment according to claim 1, characterised in that the retaining claws (23, 24) have contact surfaces (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) for current
introduction into the workpiece (2).
3. Equipment according to claim 2, characterised in that current take-offs (18), which stand in contact with a current feed (17) during transit
through the current-treating unit (7), are arranged at the bracket (20).
4. Equipment according to one of the preceding claims, characterised in that the carrier (3) for the running-through of the workpieces (2) comprises a chassis
(19) which stands in connection with the bracket (20) and which is movable along a
track (4.1 ) of a conveying means (4).
5. Equipment according to claim 4, characterised in that an insulating member (19.1), which serves for the electrical insulation of the bracket
(20) relative to the chassis (19) and encloses a pin (19.2) supported by the chassis
(19) and stands in connection with the bracket (20), is provided.
1. Dispositif pour le traitement de pièces à usiner (2) avec au moins une unité (7) servant
au traitement de surface des pièces à usiner, unité dans laquelle les pièces à usiner
(2) peuvent être traitées en continu par courant, en ce sens que les supports (3)
transportant les pièces à usiner (2) présentent un dispositif de retenue (23, 24)
pour les pièces à usiner (2) et un dispositif pour l'introduction du courant dans
les pièces à usiner (2), caractérisé en ce que l'étrier (20) fourchu est pourvu d'une première traverse (21) et d'une deuxième traverse
(22), en ce sens que chaque traverse (21, 22) est disposée à une première pince de
retenue (23) et à une deuxième pince de retenue (24) auxquelles la pièce à usiner
(2) est maintenue sous l'effet de la force de gravité.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pinces de retenue (23, 24) présentent des surfaces de contact (23.1, 23.2, 24.1,
24.2) pour l'introduction du courant dans la pièce à usiner (2).
3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que des pantographes (18) sont disposés à l'étrier (20), les dits pantographes étant
en contact avec un conducteur d'alimentation (17) lors du passage par l'unité (7)
traitant le courant.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le support (3) présente pour le passage de la pièce à usiner (2) un mécanisme de
roulement (19) communiquant avec l'étrier (20), mécanisme qui peut être guidé le long
d'une voie de roulement (4.1) d'un moyen de transport (4).
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que une pièce isolante (19.1) servant à l'isolation électrique de l'étrier (20) par rapport
au mécanisme de roulement (19) est prévue, la dite pièce entourant un boulon (19.2)
supporté par le mécanisme de roulement (19) et communiquant avec l'étrier (20).