EP2091664A1 - Verfahren und vorrichtung zum lackieren von schnittflächen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum lackieren von schnittflächen

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EP2091664A1
EP2091664A1 EP07819761A EP07819761A EP2091664A1 EP 2091664 A1 EP2091664 A1 EP 2091664A1 EP 07819761 A EP07819761 A EP 07819761A EP 07819761 A EP07819761 A EP 07819761A EP 2091664 A1 EP2091664 A1 EP 2091664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
edge
coating
punch
liquid
paint
Prior art date
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Granted
Application number
EP07819761A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2091664B1 (de
Inventor
Thomas Turner
Hermann Schauer
Karl-Heinz Stellnberger
Christian Ivancsits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Stahl GmbH
Original Assignee
vatron GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200610061014 external-priority patent/DE102006061014B8/de
Application filed by vatron GmbH filed Critical vatron GmbH
Publication of EP2091664A1 publication Critical patent/EP2091664A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2091664B1 publication Critical patent/EP2091664B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/006—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to the edges of essentially flat articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/06—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length by rubbing contact, e.g. by brushes, by pads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/06—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work by devices moving in contact with the work

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for painting cut surfaces.
  • edges are often sharp-edged, so that there is an accident risk during installation and operation.
  • the object is achieved with a device having the features of claim 1.
  • Advantageous developments are characterized in the subclaims.
  • a further object of the invention is to provide a method for coating cut edges, which is simple, quick and safe to carry out, provides good corrosion protection and cut protection at the edge and with which even complex geometries with undercuts can be coated.
  • Dipping methods have hitherto been known from the prior art (FIGS. 41 to 44) in which a component is immersed in a coating bath.
  • a workpiece edge is immersed in the paint bath and then lifted from the paint bath.
  • this leads to long process times, since in this case the immersion times must be taken into account.
  • the bath level is constantly kept constant and the bath surface does not change the viscosity and that no skin forms on the bath level.
  • the inventive method provides for applying a liquid to a well-defined area of a workpiece, in particular the cut edges, to use a stamp that is adapted to the particular shape of the workpiece or to the edge profile.
  • the stamp is initially in a container and is completely covered by the liquid to be applied.
  • it is lifted from the liquid container and left for a certain period of time, so that excess liquid can run off.
  • For application of a liquid film on the workpiece this is now brought into contact with the punch form-fitting or with a small distance and removed immediately or after a short residence time again.
  • This method is used e.g. for applying a corrosion protection varnish to the cut surfaces of coated steel strip workpieces. This is done in a further step, the curing of the paint.
  • the workpieces to be machined are stamped or otherwise severed sheet metal parts that may be flat, bent or deep-drawn.
  • the application of paint can be done on almost every possible cutting surface of a three-dimensional, deep-drawn molding.
  • the sheets can be galvanized, galvanized and / or with an organic coating be provided.
  • the workpiece can be coated with one or more stamps in one or more steps.
  • anti-corrosion lacquers lacquers with or without pigments, adhesives, liquid zinc or liquid materials which can be foamed in a further working step are used as liquids to be applied.
  • liquids are used which are cured by thermal energy input or by energy input in the form of UV radiation.
  • UV lacquers are preferably used.
  • the viscosity of the liquids used may need to be adjusted to the process by solvents or other additions.
  • thermoplastics are used instead of paints.
  • the paint container is provided with stirrers and / or devices for temperature control.
  • the liquid container which also houses the die, is designed such that it has an inlet and a drain, so that the corresponding liquid is pumped in the circulation and is in each case refreshed in a separate mixing tank and, in particular, with new ones Solvents provided and / or heated.
  • the coating of the cut surface can be further painted together with the workpiece, for example by powder coating.
  • a further advantage of the invention is that the coating of the cut surfaces of the workpiece encloses the cut surfaces and covers the very sharp cutting edge to the outside and leaves a smooth, rounded contour on the workpiece, which virtually eliminates the risk of injury.
  • the classic stamping was first tried, being used as stamp material foam or rubber, such as sponge rubber.
  • the stamp was immersed in a paint vessel, then the cut surface of a stamped part was stamped, but the result was not satisfactory because the paint distribution was uneven, have formed in the paint bubbles and a large wear on stamp material was present and the corrosion protection is not always sufficient was.
  • rubber or bare steel are used for stamping. By immersing the stamp in a paint container initially no uniform coating distribution on the stamp could be achieved, which is why the paint was applied with a compressed air dosing system on the stamp.
  • the paint cartridges used were degassed by centrifuges.
  • openings within a sheet metal component can also be provided with an edge protection lacquer, wherein the coating of the edges delimiting an opening can take place simultaneously with the coating of the outer edges or sequentially.
  • edge protection lacquer a coating of the edges delimiting an opening can take place simultaneously with the coating of the outer edges or sequentially.
  • mandrels are retracted in such openings, which are either conical and have a corresponding cross-section of the opening or which can enlarge and reduce its size and are optionally rotated to effect a uniform application of paint on the edges bounding an opening.
  • Figure 1 a partially sectioned side view of a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a perspective partially sectioned view
  • Figure 3 another embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows the device according to FIG. 3 in a perspective partially sectioned view
  • Figure 5 the device according to Figures 1 and 2 with marked liquid level and the directions of movement of the moving parts;
  • Figure 6 the device of Figures 3 and 4 with the directions of movement of the moving parts and a drawn liquid level.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the device according to the invention for flat stamped parts with circumferential edges
  • Figures 8a - 8c the device of Figure 7 in a first standby state in which a stamped part can be placed;
  • Figures 9a - 9c the apparatus of Figure 7 in a second state in which a stamped part is placed and a first set of stamps in readiness;
  • FIGS. 10a-10c the device according to FIG. 7 during stamping of opposite sides of the stamped part
  • FIGS. 11a-11c the device according to FIG. 7 during the stamping of the further opposite sides of the stamped part, with the stamps in stand-by;
  • Figures 12a - 12c the device of Figure 7 in the stamping of the other sides of the stamped part, wherein the stamp are formed adjacent;
  • FIGS. 13a, 13b show the device according to FIG. 7 with stamps that have emerged and with a stamped part lifted off and moved away after stamping has taken place;
  • FIG. 14 a further embodiment of the device according to the invention in a perspective top view
  • Figure 15 is an exploded view of the device of Figure 14;
  • FIGS. 16a-16c are identical to FIGS. 16a-16c:
  • the device according to the invention when coating the edges of a three-dimensionally curved component with an inner recess during the painting of a peripheral edge facing the vessel;
  • FIGS. 17a-17c the device according to FIG. 14 of first opposing edge regions of a substantially oval opening
  • FIGS. 18a, 18b the device according to FIG. 14, wherein the coating punches rest against the first peripheral edge regions;
  • Figures 19a-19c the apparatus of Figure 14, wherein the punches are for painting the remaining cut edges of the opening in the stamping position;
  • Figures 20a-20c the apparatus of Figure 14, wherein the remaining cut edges of the opening are stamped;
  • FIG. 21 shows a further embodiment of the device according to the invention for painting the cut edges of a hole or a punch-like cut with an outer guide of a coating mandrel;
  • FIG. 22 shows a further embodiment of the device according to FIG. 21 with an internally guided coating mandrel
  • FIG. 23 shows another device for coating the cut edges of a hole, wherein the mandrel works according to the displacement principle
  • FIG. 24 shows a further embodiment of a device for coating the cut surfaces of holes, wherein the coating mandrel is rotatably mounted
  • FIG. 25 shows a further device for coating the cut edges of an opening or a hole in a component, the mandrel having a region with an enlargeable cross section for applying the lacquer;
  • FIG. 26 shows a further embodiment of a device according to the invention for painting the cut edges of a hole, wherein the mandrel is moved linearly into the corresponding height and then horizontally into the hole;
  • FIG. 27 shows a rotatable, anchor-like coating mandrel, wherein several components can be coated successively
  • Figures 28a-28d a coating mandrel with internal supply
  • FIGS. 29a-29d show different mandrel geometries in a side view
  • Figures 29e - 29h the mandrel geometries of Figures 28a to 28d in a plan view
  • Figures 29i - 291 the coating mandrels according to Figures 28a to 28d in a perspective view with matching hole geometries in components;
  • FIG. 30a shows a further device according to the invention for painting the cut surface of a hole or a recess in a component, in particular a component with a greater material thickness, wherein the mandrel has an enlargeable circumference via a segmentation;
  • FIGS. 30b, 30c show a first embodiment of a segmented mandrel in the rest position and in the painting position;
  • FIGS. 3Od, 3Oe another embodiment of a segmented mandrel, wherein the mandrel opens with a gap;
  • FIGS. 3Of, 30g a segmented mandrel for coating an elliptical recess
  • FIG. 31 shows a perspective, partially cutaway view of a further embodiment of a device for painting the cut surface of a recess or a hole in a component
  • FIGS. 31a-31f are identical to FIGS. 31a-31f:
  • Figures 32a-32e illustrate the operation of the apparatus of Figure 30 with a rotatable segmented mandrel for coating the cut edges of a hole or recess;
  • FIG. 33 shows the device according to FIGS. 1 and 2 in a further embodiment with a coating mandrel for coating the cut edges of an opening;
  • FIG. 35 is a schematic of the process sequence
  • FIG. 36 a schematic description of the method
  • FIG. 37 a process description of the pretreatment
  • Figure 38 a process tree of the paint circuit according to the invention.
  • Figure 39 the handling sequence in a complex workpiece having a plurality of openings
  • FIG. 40 shows the integration of the coating device according to the invention in a system with a deep-drawing device
  • Figures 41 to 44 a dipping method according to the prior art
  • Figures 45 and 46 schematically the disadvantages of a dipping method according to the prior art.
  • the device 1 has a paint container 2, which has, for example, a square base surface or an oblong rectangular base surface in accordance with the workpiece to be processed.
  • the paint container 2 thus has a bottom wall 3 and a circumferential side wall 4.
  • a coating stamp 5 is arranged in the paint container 2.
  • the coating die 5 has a substantially U-shaped bracket 6 which, via a bottom wall 7, extends from this upwardly extending ironing Walls 8 and 8 of the Bügelwandungen laterally outgoing support walls 9 has.
  • the support walls 9 extend beyond the walls 4 of the paint container to the outside and are arranged on a lifting mechanism 10, for example on a pneumatic or hydraulic piston 11 of the lifting mechanism 10. With the lifting device 10 and the pneumatic or hydraulic piston 11, on the support walls 9 act, thus the coating die 5 can be up and lifted within the paint container 2.
  • the coating die 5 additionally has a die wall 13 corresponding to the edge contour of a workpiece 12 to be coated, the die wall 13 being arranged on the bottom wall 7 and having an upwardly directed peripheral die edge 14.
  • the stamp edge 14 is both respect. their circumferential course as well as with respect to their height profile to the contour of a component 12 in the present images of a gas cap 12 adapted such that a gas cap 12, which is placed on the punch edge 14, rests with its peripheral edge on all sides the same.
  • the workpiece 12 is positioned with a gripper 15 above the coating die 5, wherein the gripper 15 is, for example, a suction gripper 15.
  • the stamp edge 14 may be flat, but the stamp edge 14 may also be formed as a groove with a u- or v-shaped groove, which collects in the groove, the liquid with which the edge of the workpiece to be coated.
  • the bottom wall 7 preferably has apertures 16, so that in the area enclosed in front of the stamp wall 13 region of the paint can flow.
  • one or more webs 17 are left to stand on which, for example, one or more centering mandrels 18 can be arranged, which engages in the following to be described laying the workpiece in a corresponding center hole 19 to center the workpiece.
  • both the workpiece 12 can be moved toward the stamp edge 14 and the stamp can be lifted out of the liquid by means of the lifting mechanism, in such a way that at least the stamp edge 14 projects beyond the liquid level 20.
  • the placement of the cutting edge to be coated on the upper coating edge of the stamp can be such that the edge rests on the stamp or a certain distance of the edge to be coated edge to the die edge, the edge but already immersed in the coating liquid and the coating liquid due to capillary forces on the Edge of the workpiece and the adjacent areas flows or spreads.
  • the workpiece and the punch edge 14 or the punch are again moved away from each other and then caused a drying or curing of the edge covering liquid, for example by a so-called UV drying in a corresponding facility (UV oven ).
  • a drying or curing of the edge covering liquid for example by a so-called UV drying in a corresponding facility (UV oven ).
  • the outwardly or inwardly facing edges of a workpiece are coated.
  • a device 30 also has a paint container 31 with a bottom wall 32 and a peripheral container wall 33.
  • the paint container preferably has a continuous bottom surface, wherein in the paint container, a coating device 34 is present.
  • the coating device 34 consists, for example, of a base frame 35 and a hingedly hinged stamping device 36 arranged thereon.
  • the stamping devices 36 are pivotable upwardly about an axis 37 and have a coating edge 38 extending substantially vertically in the coating state.
  • the coating edge 38 may also be flat or formed with a groove.
  • two mutually parallel edges 39 of a workpiece 40 are coated, wherein the workpiece 40 is moved with a gripper 41 in the region of the punch edge 38 and the punch edges 38, according to Figure 6 are moved out of the liquid level 42 out.
  • the workpiece is first placed in this device and then the coating movement 43 is performed.
  • inner edges of a workpiece 40 can be coated in a comparable manner by corresponding pivoting punch devices 36 are folded into it.
  • two opposite edges can first be coated and then the other, opposite edges can be coated.
  • one partial circle or one partial oval can first be coated and, with a further pivoting movement, the other partial oval or the other partial circle.
  • the devices 1 and 30 can also be used together in a device in which both down and side edges are coated.
  • a paint container is present which, in its interior, approximately centrally comprises a receiving column 52 which has upwardly directed receiving mandrels 53.
  • the receiving mandrels 53 are formed so that they can engage in corresponding receiving holes 54 of a workpiece 55 in order to hold the workpiece immovably in the x and y direction and lead.
  • the coating device 50 has two pairs of workpieces 55 and Lackierstkovn 56th
  • This coating device 50 is designed, for example, to paint an elongated oval workpiece 55, which is formed flat flat, at the edges.
  • the workpiece 55 is first moved over the coating device 50 (FIGS. 8a to 8c), with the punches 56a and the punches 56b resting in the lacquer bath.
  • the punches 56a, 56b are guided via lifting devices 57, which engage from outside on the punches 56a, 56b.
  • a first pair of opposing punches 56a are first moved out of the paint container 51 by the lifting devices 57 and positioned at the level of the circumferential edge 58 of the workpiece 55 (FIGS. 9a to 9c).
  • a workpiece 60 is coated on the edges, which has a circumferential edge 63 pointing in the direction of the paint bath, for example by punching and deep drawing, and a central opening 61 which extends from an edge 62 is limited.
  • the corresponding coating device 50 in turn has a paint container 51, wherein in the paint bath a first, the course of the edge 63 corresponding liftable punch 66 has and in turn stamp 56a and 56b stamp.
  • the punches 56a and punches 56b can in turn be raised and lowered by means of suitable lifting devices 57 from outside the lacquer bath and can also be moved horizontally outward and inward in this coating device 50.
  • the guides are arranged in the paint bath, that in the paint bath a hollow, in this case slot-shaped, column 65 is present, which comprises an opening 64, which makes it possible to control the guides from below the paint container 51.
  • the workpiece 60 is first deposited on the stamp 66, which is moved up from the paint bath and applied paint on the peripheral edge 63 ( Figures 16a to 16c). Due to an overlap of the stamp 56a and 56b, the punches 56a, 56b must first be moved inwards before they can be conveyed up to the workpiece 60 (FIGS. 17a to 17c). When the punches 56a, 56b are at the correct height, they are brought into contact with the peripheral edge 62 ( Figures 18a, 18b) and then lowered again.
  • the other two punches 56b are moved inward and brought to the correct height ( Figures 19a to 19c) and then ( Figures 20a to 20c) brought into contact with the inner edge 62, so that the inner circumferential edge 62 and the outer circumferential Edge 63 are completely coated.
  • the component is moved, for example, to a UV dryer or UV oven.
  • At least one coating mandrel 72 is provided for coating a circumferential edge of a hole 71 in a corresponding workpiece 70.
  • a hole or a circumferential edge of a hole 71 is shown in FIGS. 21 to 27.
  • the methods described above for coating larger openings or circumferential edges of the workpiece can be carried out at the same time or before or after.
  • a coating mandrel 72 is arranged on a coating mandrel bridge 73, wherein the coating mandrel bridge 73 is attached to a lifting device 57 as known from the preceding examples and is written, arranged.
  • a workpiece 70 is placed in a positionally accurate manner above the coating mandrel 72 and then the coating mandrel 72 is raised.
  • the mandrel has a conically encircling coating surface 74, which is extended from the paint bath 75 and enters the hole 71.
  • the conical surface 74 of the coating mandrel 72 is smaller at its thinnest point in diameter than the hole 71 and in its thickest portion larger than the hole 71.
  • the conical surface is in the hole 71 completely retracted state at the hole 71 delimiting edge on, whereby paint, in particular paint, which flows off the coating surface 74, wets the corresponding edge.
  • the coating mandrel 72 is driven down again with the coating mandrel bridge 73 into the paint bath, the workpiece 70 is moved and further processed.
  • a lifting mechanism 76 is present instead of a lifting device 57.
  • the lifting mechanism 76 consists for example of a lifting cylinder 77 and a reciprocating rod 78, wherein the Hubkolbenstange 78 passes through the bottom of the paint container and acts directly on the coating mandrel 72.
  • the coating mandrel 72 is formed with a radial groove 79 in the region in which it is located within the hole 71.
  • the coating mandrel 72 is designed with respect to the radial groove 79 so that it narrows, for example, by a head portion 80, which is retractable into the coating mandrel 70, the groove 79.
  • the operation of this mandrel is in this case such that accumulates in the groove 79 in the idle state in the paint bath of the paint.
  • the groove 79 is narrowed, so that the paint is pushed out of the groove 79 and to the circumferential edge of the hole 71 passes. As a result, the edge of the hole 71 can be coated without contact.
  • the coating mandrel 72 is formed with a cushion 81, for example made of a rubber-like plastic or foam, which can be bulged outward over the circumference of the coating mandrel 72 (here FIG. 24).
  • the pad 81 is arranged radially circumferentially in a groove 79 and is bulged by reducing the groove width of the groove 79, for example, by the interaction of a head portion 80 with the coating mandrel 72 to the outside.
  • the protrusion can also be done by a pneumatic inflation or hydraulic filling of the pad 81.
  • the cushion 81 may also be formed as a tube 81 which rests in a groove 79.
  • the mandrels are not moved with a lifting device 57 from the paint container 51, but are pivotally mounted on the paint container 51 via a pivot arm 85.
  • the coating mandrels 72 can be pivoted, for example, in such a way that they engage in a hole with a vertical hole plane (FIG. 25 on the left) or in a hole with a horizontal hole plane.
  • the coating mandrels 72 are arranged on a lifting device 86 which is provided separately for each mandrel and lift the coating mandrels 72 out of the paint bath or paint container 51 in the vertical direction (arrow 86a).
  • the mandrels In order to introduce the coating mandrels 72 into a hole with a vertical hole plane, the mandrels also have a device that allows a horizontal displacement (arrow 86b). The horizontal one Displacement is accomplished, for example, via a pneumatic or hydraulic piston-cylinder arrangement or a stepping motor or the like.
  • the mandrel is arranged rotatably outside a lacquer container 51, wherein the mandrel is designed as anchor mandrel 89, the armature mandrel 89 having two identical armature leg mandrels 87 arranged on an armature shaft 88, the armature shaft 88 is rotatably mounted at its end outside of the paint container 51.
  • the armature pin By pivoting the armature pin in the pivot point, the armature leg 87 can emerge alternately from the coating bath and be introduced into a correspondingly extending with a horizontal hole plane hole, which allows relatively high clock rates.
  • FIGS. 28a-28d there is a mandrel 100 which, in addition to other mandrels or other coating elements, may also be present alone, wherein this mandrel 100 does not have to be immersed in a varnish bath.
  • This is particularly advantageous when several openings are arranged very close to each other, so that in such more complex forms, the coating of the holes can be done both from below from a paint container and from above.
  • this mandrel is formed with a ring groove 101.
  • the circumferential annular joint 101 has feeds 102, which lead paint from a central axial bore 103 in the mandrel 100 into the annular joint 101.
  • lacquer is first pressed through the central axial feed bore 103 in the punch 100 into the feed bores 102 and from these into the peripheral annular joint 101 (FIG. 28b).
  • an outwardly projecting paint bead 104 forms on the annular joint.
  • the Lackwulst 104 is stripped by the immersion of the mandrel 100 in an opening at the opening edges 105, preferably with tracking of paint, the mandrel and thus the annular joint is moved through the opening ( Figures 28c, 28d) to pull out the mandrel 100 from the opening also at the bottom of the opening edge 105 during the upward movement strip paint and thus completely coat the edge circumferentially.
  • the mandrels can take on a variety of forms, which of course depends on the geometry of each hole. Four different geometries are shown in Figures 24a to 291, wherein the coating mandrels 72 are each formed with an inclined application surface 74 ( Figures 30a to 301).
  • the mandrels may be formed in cross-section or the application surfaces 74 in cross-section substantially round, oval, square or rectangular pyramidal or triangular pyramidal.
  • a coating mandrel 72 is likewise arranged on a coating mandrel bridge 73 with a lifting device 57, wherein other lifting devices are also possible here.
  • radially extendable segments 90 are provided in the coating mandrel 72.
  • the coating mandrel 72 is brought into the correct height position with retracted segments 90. Then, the segments 90 are extended and the inner edge of the opening 71 is coated.
  • the contact pressure of the segments 90 is advantageously chosen so that not too much paint is displaced.
  • only one spring-ring or a spring-ring segment 90 is present, which is pressed against the peripheral edge of the opening 71 by bending. Again, the distance to the edge is as small as possible.
  • a segmented, rotatable mandrel 91 is provided on the device 50 on a lifting device 93.
  • the segmented, rotatable mandrel 91 consists for example of two mandrel halves 92, which are each formed as a stamp.
  • the mandrel halves 92 and die halves 92 are immersed in a paint bath, wherein the paint bath or paint container 51 has a central opening with walls, so that the paint container 51 is formed as a circumferential round groove and the mandrel halves 92 and die halves 92 the paint container 51 in the middle.
  • the punch halves 92 and thorn halves 92 are in this case on a lifting device 93 vertically displaceable and designed to be rotatable about the vertical axis and horizontally displaceable.
  • the mandrel or the mandrel halves 92 is driven out of the annular paint container 51 in the appropriate height position.
  • the punch segments 92 are extended outward in accordance with the direction of the arrow 94 until they rest against the edge delimiting the opening 71 (FIGS. 32a, 32b) and then retracted in accordance with the arrows 95.
  • the mandrel or the mandrel halves are rotated according to the arrow 96 and immersed before or after in the paint container to apply paint again on the application surfaces. Subsequently, according to FIGS.
  • the punch segments 92 are extended to the hitherto uncoated regions of the peripheral edge of the opening 71 in accordance with the direction of the arrow 94 and then retracted in accordance with the arrow directions 95.
  • a slightly less complex construction is achieved than with a segmented mandrel.
  • Both the above-described dies and mandrels, segment mandrels or rotatable mandrels described above may have edge surfaces 97 that are smooth.
  • these application surfaces 97 can be contoured in accordance with the application.
  • Various groove shapes of the application surfaces 97 are shown in FIGS. 31a to 31d, wherein the groove is chosen such that it is slightly wider than the workpiece thickness. In the grooves accumulates due to adhesion but also through the groove-shaped undercut lacquer, during coating, the cut surface to be coated dips into the groove, whereby a particularly good Kantenumgriff is achieved.
  • V-shaped groove in a circumferential, in cross-section V-shaped groove ( Figure 31b) can be an automatic centering of the segment, stamp or mandrel on the workpiece.
  • Figure 31c the unbalanced cross-sectional image, which arises when punching thick sheets, can be compensated.
  • an easy-to-manufacture groove according to FIG. 31d can be used.
  • the surface of the punch or the segment with a contour, a structuring or with a corrugation or grooving that is sharp (Figure 3Ie) or gentler (Figure 3If) is formed to be uniform to the paint distribution ,
  • FIG. 33 in contrast to FIGS. 1 and 2, a comparable device is shown in which, in addition to the stamp edge 14 for coating the circumferential edge of the workpiece, a mandrel 108 is present to provide a hole 109 with a vertical hole plane with a varnish application. so that both a circumferential edge coating and a hole coating can take place with such a device.
  • the mandrel 108 can be arranged displaceably in the horizontal direction for this purpose.
  • the stamp is designed such that the stamp edge is supplied with lacquer from the stamp interior.
  • Such an embodiment can be used alone or in conjunction with punches that emerge from a varnish bath.
  • Such a punch (FIGS. 34a-34d) is designed as a substantially hollow punch 110 which has a cavity 111 which is surrounded by walls 112 and is supplied with paint via a feed line 113.
  • the coating die has a stamping surface 116 towards a workpiece edge 114 of a workpiece 115 to be stamped.
  • the stamping surface 116 is pierced by bores or slots 117, through which paint can be pressed from the cavity 111 to the surface 116.
  • the surface 116 is bounded on both sides of an edge 114 to be stamped by short wall sections 118, so that a coating groove 119 is formed.
  • the paint which is pressed by the paint channels 117 into the groove 119, is pressed to a Badspiegel- or paint level height 119 a, so that a certain paint reservoir is present in the groove.
  • means for controlling the inflow 121 may be present in the channels 117, for example valves.
  • the stamp can be from the shown, a straight line vaulted edge to coat and of course also three-dimensional d. H. also z. B. coat box-shaped edge courses, as shown for example in Figures 1 and 2.
  • Figures 34a, 34b When viewing by means of a stamp with paint reservoir 111 or a paint cavity 111 and channels 117 of the punch direction of the coating workpiece edge 114 is moved ( Figures 34a, 34b), the paint before or thereby through the paint channels 117 to the paint level boundary 120 into the groove 119 is filled.
  • the stamp is completely placed on the workpiece edge 114 or slightly spaced from it, so that the paint can spread to the workpiece edge 114.
  • the punch 110 is raised again ( Figure 34d), wherein a lacquer layer 122 remains on the edge.
  • the viscosity of the paint is an important process parameter. It depends on the behavior of the paint on the stamp and the behavior during transfer to the workpiece. Thus, there is a lower and upper limit for the viscosity, with too low a viscosity of the paint after coating withdraws again from the sharp cutting degree and too high viscosity of the paint does not flow around the cut surface around. In both cases, a corrosion resistance but also an effective protection of the edge or a user from cuts is not given.
  • the stamp must be adapted to the selected viscosity, in particular by the shape of a possibly existing groove. In the process, the limit values for these parameters must be adhered to accordingly.
  • the embodiment of the stamp depends greatly on the viscosity of the paint. After the stamp has been lifted out of the paint bath, stamping must be carried out until excess paint has expired from the transfer surface 97 and a resting coating layer has formed on the corresponding transfer surface or in a corresponding groove or on a corresponding web. The resulting waiting time can be greatly reduced if the chipping of the paint is not hindered.
  • z. B. the stamp web are made very high and the lower part of the stamp be provided with a large opening.
  • the opti- Malfall is a stamp that consists only of a bridge. The width of the web determines the thickness of the lacquer layer on the workpiece.
  • a compromise between the corrosion resistance and a very thin coating must be considered. Basically, the viscosity is low or vice versa for a wide punch or a wide application area.
  • liquefaction can also be produced by the movement of the stamp, in particular at fast cycle rates, and reinforced by agitators. It should be noted that the reduction in viscosity only lasts as long as the paint is stirred. With little effort, the viscosity of the paint can be varied over the temperature in many areas, which makes a device for controlling the temperature of the paint an important component.
  • the basic sequence of the coating results from FIG. 35.
  • the parts to be coated are removed from a charging system, provided that the workpieces have been preprocessed and stacked. Here, the items must be separated. If the coating system is mounted directly on an existing system or integrated into an existing system, the workpieces are already available individually. Existing plants can z. B. stamping, thermoforming or facilities for pre-assembly of the workpiece.
  • a pretreatment is carried out, in which case in particular the cut surfaces must be pretreated for coating. This refers in particular to the elimination of small amounts of oil, the elimination of paint crumbs at or- ganisch coated sheets, for example by brushing or blowing off with compressed air and optionally the roughening of the cut surface.
  • a chemical bond between the UV coating and an organic precoating of the sheet can be achieved by a chemical treatment of the cut surfaces or cut edges, which usually does not take place.
  • the coating takes place according to the possibilities already described, followed by curing.
  • the curing preferably takes place via UV radiation or thermally in known aggregates, it being possible to work with intermediate curing in the case of a coating which takes place in several steps.
  • a so-called paint circuit (FIG. 38) is used, in which fresh paint from a paint reservoir 120 is fed via an adjusting valve 121 and a pump 122 and optionally a filter 123 to an inner paint circuit.
  • the viscosity may be adjusted via the addition of solvents or thixotropic agents, with a temperature control device 125 which regulates the temperature of the paint.
  • the working container 126 is supplied with paint and the level of the paint level 129 and the bathroom mirror 129 is regulated and kept as constant as possible.
  • the paint container may also be provided with a stirring device 128.
  • the discharged paint is pumped through a filter and can also be a degassing 127 are supplied.
  • FIGS. 39, 40 The entire handling sequence during the coating process is described in FIGS. 39, 40, wherein, for example, a component to be coated with a complex geometry is provided with holes, protrusions, etc.
  • the component has a circumferential cut surface, cut surfaces on the end face of a flange and holes.
  • the workpiece 70 is singulated, held with a gripper, coated at a first coating station 130 with a punch along one side edge, then rotated and coated at a second coating station 131 at the opposite edge. Subsequently, the component is picked up and tilted again, after which, at a further coating station 132, both the holes and a bent-out collar or flange are coated. This is followed by UV curing in the case of light at a curing station 133 and then stacking at a station 134.
  • the device according to the invention and the method according to the invention can also be integrated into a conventional stamping or deep-drawing system, as shown in FIG. 40, wherein the components are punched or deep-drawn in a first section 135 from flat blanks. The corresponding components are then hardened coated and deposited in a process sequence 136 at the edges.
  • the exemplary embodiment is a complex component with a three-dimensional edge and a hole opening in a tab with a vertical orientation.
  • the component is moved by a magnetic gripper, the pneumatic cylinder of the Lifting device are synchronized via throttle valves.
  • the paint container is located in a temperature-controlled water bath, the stamp is made of hard chrome-plated steel and inside has a large recess, so as not to hinder the drainage of the paint.
  • the ridge has a width of three millimeters, with the mandrel for coating the inner surface of the hole being mounted on the ram.
  • the UV varnish used is a formulation specially optimized for corrosion resistance, the varnish being thixotropic, translucent and hard, viscoplastic in the cured state.
  • the density is 1.2 g / ml in the liquid and 1.3 g / ml in the cured state.
  • the paint is solvent-free and the volume shrinkage stems from the crosslinking of the paint during curing.
  • the viscosity of the paint is 6,000 mPa * s at room temperature and must be reduced for the coating process. Due to the thixotropic nature of the paint, the viscosity drops noticeably when the amount of paint is stirred. In this case, the thixotropic property already sinks by the entry and exit of the stamp.
  • a further reduction of the viscosity is achieved by heating the paint, wherein the paint bath is heated to 35 to 40 0 C and held there, whereby in the current process, together with the stamp movement, a viscosity of 3,200 to 4,200 mPa * s.
  • FIG. 35 shows the course of the coating with the time duration for each step.
  • the component is located at the beginning next to the paint container. It is picked up by the gripper and placed above the punch. At the same time, the stamp is lifted out of the paint bath. In order to let excess paint run off, a sufficient waiting time is maintained and then the cut edge is pressed onto the face of the stamp and held. During this time, the paint spreads evenly over the cut surface. After this residence time, the component is moved 20 mm vertically over the punch to bring small paint threads to tear. The circumferential cut surface is now completely covered with a layer of varnish.
  • the component is moved backwards, so that the tab of the component is located in front of the mandrel. Subsequently, the component is moved down until the bore is coaxially oriented with the mandrel (aligned) and the mandrel can penetrate into the bore. The component is moved horizontally backwards until the conical surface of the mandrel and the inside of the bore touch. Due to the small size no waiting time is required here and the component is removed after touching horizontally from the mandrel. The hole is now completely coated. It can happen that a paint pellet spans over the circular area of the bore after coating.
  • the component can be moved to the mandrel again, until the skin and the tip of the brush touch, resulting in the desired effect.
  • the component is then brought to cure, at the same time for further transport of the component, the stamp is recessed in the paint bath and held there.
  • the duration for a complete cycle is z. B. 10 seconds, after coating on the cut surface, a lacquer layer with 0.47 g / m 2 based on the length of the cut surface is formed.
  • the thinnest layer thickness is about 100 microns, with the curing in the UV oven is in about one second.
  • the viscosity is adjusted such that for the duration of the ap- plication, in particular in a device 30 sufficient liquid for coating the edge is available.
  • stamped or cut sheet metal components can be formed easily, quickly and safely with an edge coating, wherein the inventive devices allow a fully automated fast operation with high cycle times.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren von Schnittflächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lackieren von Schnittflächen.
Es ist bekannt, aus Stahlblech, insbesondere verzinkten Stahlblech, Bauteile für die Automobilindustrie aber auch für die Haushaltsgerätindustrie zu stanzen und anschließend zu formen.
Aber auch aus anderen Blechen, wie Aluminiumblechen werden derartige Teile hergestellt.
Hierbei ist von Nachteil, dass ein gegebenenfalls auf einer Oberfläche angebrachter Korrosionsschutz, wie beispielsweise eine Zinkbeschichtung im Bereich der Kanten, nicht mehr vorhanden ist, so dass eine Kantenkorrosion erfolgen kann.
Zudem sind derartige Kanten oft scharfkantig, so dass bei der Montage und im Betrieb eine Unfallgefahr besteht.
Aus "Schnittflächenschutz an bandverzinkten Blechen", Andreas Schütz, Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH sind die negativen Einflüsse durch die Schnittkante und die Möglichkeit der Verbesserung des Korrosionsverhaltens des sogenannten Rundschnitts diskutiert. Aus "Verhalten von Oberflächenbeschichtungen auf Stahlblechen beim Umformen und Schneiden", 3. Stahlsymposion, Werkstoffan- wendung, Forschung, Düsseldorf, 12.03.2003 sind ebenfalls Korrosionsprobleme, insbesondere an Schnittkanten bekannt. Um Schnittkanten mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehen, ist es aus dieser Veröffentlichung bekannt, einen Kantenschutz dadurch zu erzeugen, dass entweder die komplette Karosserie eingetaucht wird, eine Schnittflächenbeschichtung mittels Laser und Pulverlack erfolgt, eine Beschichtung mittels Zinkstift als Reibschweißverfahren durchgeführt wird, eine Auftragsstrahlung einer Zinkbeschichtung durchgeführt wird, Zinküberzüge an der Zinkkante vorgenommen werden oder UV- Lackbeschichtungen durchgeführt werden, wobei hierzu nur Voruntersuchungen vorliegen sollen. Ein derartiges Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf Kantenflächen von Blechen ist beispielsweise aus der DE 101 06 474 Al bekannt, bei dem über einen Laser Zinkpulver, das mit Flussmittel versetzt ist, auf die Kanten aufgebracht wird. Bei einem derartigen Verfahren ist von Nachteil, dass dieses sehr aufwändig und teuer ist.
Aus der DE 40 11 320 C2 ist ein Verfahren zur Behandlung der Kanten gestanzter, gepresster oder geschnittener Metallteile bekannt, bei dem die Kanten der Metallteile mit einem Pulverlack im elektrostatischen Pulverspülverfahren beschichtet werden, wobei mehrere Metallteile zu einem Metallteilpakete miteinander verbunden werden.
Ein solches Verfahren ist schlecht in bestehende Fertigungsprozesse zu integrieren, da aus den einzelnen Bauteilen zunächst Stapel erstellt werden müssen.
Aus DE 38 280 045 Cl ist das Herstellen korrosionsgeschützter Schnittkanten von korrosionsgeschützten Blechen durch das An- reiben eines Korrosionsschutzstoffes bekannt, wobei der anzureibende Korrosionsschutzstoff aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. Dies soll insbesondere durch Anbauteile an den Schneidscheren gewährleistet werden. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass eine solche Vorrichtung keinen besonders guten Korrosionsschutz ergibt.
Aus der DE 37 04 364 Cl ist ein Verfahren zur Schnittkantenbehandlung von Zuschnitten aus bandlackierten Material für Blechgehäuseteile bekannt, bei dem zumindest die sichtbaren Schnittkanten mit einem durch UV-Strahlung aushärtenden Lack mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen beschichtet werden, die entlang der Schnittkanten verfahren werden und derartig positioniert und ausgerichtet sind, dass sie mit Abstand zum jeweiligen Kantenbereich unter einem Winkel von der der Sichtseite entgegengesetzten Seite des Zuschnitts aus, auf diese gerichtet sind und dass der aufgetragene Lack mit UV-Strahlung ausgehärtet wird.
Allen vorgenannten Verfahren des Standes der Technik ist gemeinsam, dass diese als punktuelle Methoden recht langsam sind, der apparative Aufwand sehr hoch ist aber nur eine bedingte Dreidimensionaltauglichkeit vorhanden ist bzw. diese Verfahren nicht für komplexe Geometrien geeignet sind. Hinzu kommt, dass der Großteil undichte, im Hinblick auf Korrosionsschutz nicht zufriedenstellende Beschichtungen ergibt und auch das optische Erscheinungsbild nicht den Anforderungen entspricht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Beschichten von Schnittkanten zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und zuverlässig auch bei hohen Taktraten arbeitet. Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten von Schnittkanten zu schaffen, welches einfach, schnell und sicher durchführbar ist, einen guten Korrosionsschutz und Schnittschutz an der Kante ergibt und mit dem auch komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen beschichtbar sind.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind von den hiervon abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Aus dem Stand der Technik sind bislang Tauchverfahren bekannt (Figuren 41 bis 44), bei denen ein Bauteil in ein Lackbad eingetaucht wird. Hierbei wird eine Werkstückkante in das Lackbad eingetaucht und anschließend aus dem Lackbad emporgehoben. Wie man stark schematisiert erkennen kann, führt dies zu langen Verfahrensdauern, da hierbei die Abtauchzeiten beachtet werden müssen. Zudem muss beachtet werden, dass der Badspiegel ständig konstant gehalten wird und sich durch die Badfläche die Viskosität nicht ändert und sich keine Haut auf dem Badspiegel bildet.
Wie in den Figuren 45 und 46 zu erkennen ist, lassen sich mit den bekannten Tauchverfahren Werkstücke dann nicht befriedigend Kanten beschichten, wenn diese einen dreidimensionalen Kantenverlauf besitzen, das heißt z. B. Vorsprünge oder Rücksprünge bezüglich einer Badspiegelhöhe besitzen.
Wie dies in den Figuren 49 bis 50 gezeigt ist, lassen sich Lochkanten mit derartigen Verfahren in keiner Weise befriedigend beschichten. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, zur Aufbringung einer Flüssigkeit auf einen genau definierten Bereich eines Werkstücks, insbesondere die Schnittkanten, einen Stempel zu verwenden, der an die jeweilige Form des Werkstücks bzw. an den Kantenverlauf angepasst ist. Der Stempel befindet sich zu Beginn in einem Behälter und ist völlig von der aufzubringenden Flüssigkeit bedeckt. Um eine definierte Flüssigkeitsschicht auf den zum Beschichten des Werkstücks vorgesehenen Konturen des Stempels zu erreichen, wird diese aus dem Flüssigkeitsbehälter gehoben und eine bestimmte Dauer in Ruhe gelassen, damit überschüssige Flüssigkeit abrinnen kann. Zur Aufbringung eines Flüssigkeitsfilms auf das Werkstück wird dieses nun mit dem Stempel formschlüssig oder mit einem kleinen Abstand in Verbindung gebracht und sofort oder nach einer kurzen Verweildauer wieder entfernt.
Dieses Verfahren dient z.B. zur Aufbringung eines Korrosionsschutzlackes auf die Schnittflächen von Werkstücken aus beschichteten Stahlband. Dabei erfolgt in einem weiteren Schritt noch die Aushärtung des Lackes.
Als Material für den Aufbau des Stempels können Stahl, rostfreier Stahl, Aluminium, Kunststoffe sowie andere Materialien, mit oder ohne zusätzliche Beschichtung in Form einer Verzinkung, Verchromung, Vernickelung, Kunststoffbeschichtung oder Pulverbeschichtung o.Ä. verwendet werden.
Die zu bearbeitenden Werkstücke sind gestanzte oder anderweitig durchtrennte Blechteile, die flach, gebogen oder tiefgezogen sein können. Die Aufbringung von Lack kann dabei an beinahe jeder möglichen Schnittfläche eines dreidimensionalen, tiefgezogenen Formteils erfolgen. Die Bleche können unver- zinkt, verzinkt und/oder mit einer organischen Beschichtung versehen sein. Das Werkstück kann je nach Komplexität in einem oder mehreren Schritten, mit einem oder mehreren Stempeln beschichtet werden.
Als aufzubringende Flüssigkeiten werden erfindungsgemäß Korrosionsschutzlacke, Lacke mit oder ohne Pigmenten, Klebstoffe, Flüssigzink oder in einem weiteren Arbeitsschritt aufschäumbare flüssige Materialien verwendet. Vorzugsweise werden Flüssigkeiten verwendet, die durch thermische Energieeinbringung oder durch Energieeinbringung in Form von UV-Strahlung ausgehärtet werden. Bevorzugt werden insbesondere UV-Lacke verwendet.
Die Viskosität der verwendeten Flüssigkeiten ist gegebenenfalls durch Lösungsmittel oder andere Zugaben an den Prozess anzupassen .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden anstelle von Lacken thermoplastische Kunststoffe verwendet.
Da die Viskosität der verwendeten Flüssigkeiten einen wichtigen Prozessparameter darstellt, wird der Lackbehälter mit Rührwerken und/oder -einrichtungen zur Temperaturregelung versehen .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter, der auch den Stempel beherbergt, so ausgebildet, dass er über einen Zu- und einen Ablauf verfügt, so dass die entsprechende Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt wird und in einem separaten Abmischbehälter jeweils aufgefrischt wird und insbesondere mit neuen Lösungsmitteln versehen und/oder aufgeheizt wird. Die erfindungsgemäße Beschichtung von Schnittflächen bei tiefgezogenen Werkstücken aus beschichteten Stahlblech mit UV- aushärtenden Schutzlack, der über den Stempel aufgebracht wird, führt zu einem außerordentlich guten Korrosionsschutzverhalten, sowohl nach Salzsprüh-Nebeltest , VDA-Wechseltest und elektrochemischen Korrosionstests und gibt dem Werkstück ein ansprechendes Aussehen. Vorzugsweise kann die Beschichtung der Schnittfläche zusammen mit dem Werkstück weiter lackiert werden, z.B. durch Pulverbeschichten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Beschichtung der Schnittflächen des Werkstücks die Schnittflächen umschließt und den sehr scharfen Schnittgrat nach außen abdeckt und eine glatte, abgerundete Kontur am Werkstück hinterlässt, was die Verletzungsgefahr praktisch ausschließt.
Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass die spezielle Ausgestaltung der Stempel für ein einwandfreies Ergebnis der Schnittkantenbeschichtung ausschlaggebend ist.
Im Rahmen der Erfindung wurde zunächst das klassische Stempeln ausprobiert, wobei als Stempelmaterial Schaumstoff oder Gummi, wie Moosgummi verwendet wurde. Der Stempel wurde in ein Lackgefäß eingetaucht, dann wurde die Schnittfläche eines Stanzteils bestempelt, wobei das Ergebnis jedoch nicht zufriedenstellend war, da die Lackverteilung ungleichmäßig war, sich im Lack Luftblasen gebildet haben und ein großer Verschleiß an Stempelmaterial vorhanden war und der Korrosionsschutz nicht immer ausreichend war. Um Luftblasen und großen Verschleiß zu vermeiden, werden erfindungsgemäß Gummi oder blanker Stahl zum Stempeln verwendet. Durch Eintauchen des Stempels in ein Lackbehälter konnte zunächst keine gleichmäßige Lackverteilung am Stempel erreicht werden, weshalb der Lack mit einem druckluftbetriebenen Dosiersystem auf dem Stempel aufgetragen wurde. Um Luftanschlüsse im Lack zu vermeiden, wurden die verwendeten Lackkartuschen durch Zentrifugen entgast. Durch diese Änderungen konnten die Mängel des klassischen Stempels beseitigt werden. Es wurde eine vollautomatisierte Versuchstation aufgebaut, mit der ein bestimmtes Teil reproduzierbar beschichtet werden konnte und die korrosionsschützende Beschichtung auch optisch gut war. Durch die aufwändige Beschichtung des Stempels ist dieses Verfahren jedoch langsam, d.h., diese Stempelmethode liefert eine zufriedenstellende Qualität der Beschichtung, ist jedoch mit einer langen Taktzeit verbunden, welches insbesondere bei Massenteilen nicht von Vorteil ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können zudem auch Öffnungen innerhalb eines Blechbauteils mit einem Kantenschutzlack versehen werden, wobei die Beschichtung der eine Öffnung begrenzenden Kanten gleichzeitig mit der Beschichtung der Außenkanten oder sequenziell erfolgen kann. Erfindungsgemäß werden in derartige Öffnungen Dorne eingefahren, die entweder konisch ausgebildet sind und einen entsprechenden Querschnitt der Öffnung besitzen oder die ihren Umfang vergrößern und verkleinern können und hierbei gegebenenfalls gedreht werden, um einen gleichmäßigen Lackauftrag auf die eine Öffnung begrenzenden Kanten bewirken.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
Figur 1: eine teilgeschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2: die Vorrichtung nach Figur 1 in einer perspektivischen teilgeschnittenen Ansicht; Figur 3: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;
Figur 4 : die Vorrichtung nach Figur 3 in einer perspektivischen teilgeschnittenen Ansicht;
Figur 5: die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 mit eingezeichnetem Flüssigkeitspegel und den Bewegungsrichtungen der beweglichen Teile;
Figur 6: die Vorrichtung nach Figuren 3 und 4 mit den Bewegungsrichtungen der beweglichen Teile und einem eingezeichneten Flüssigkeitspegel.
Figur 7 : eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für flache Stanzteile mit umlaufenden Kanten;
Figuren 8a - 8c: die Vorrichtung nach Figur 7 in einem ersten Bereitschaftszustand, in dem ein Stanzteil aufgelegt werden kann;
Figuren 9a - 9c: die Vorrichtung nach Figur 7 in einem zweiten Zustand, in dem ein Stanzteil aufgelegt ist und ein erster Stempelsatz in Bereitschaft steht;
Figuren 10a - 10c: die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln gegenüberliegender Seiten des Stanzteils; Figuren I Ia - 11c : die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln der weiteren gegenüberliegenden Seiten des Stanzteils, wobei die Stempel in Bereitschaft sind;
Figuren 12a - 12c: die Vorrichtung nach Figur 7 beim Bestempeln der weiteren Seiten des Stanzteils, wobei die Stempel anliegend ausgebildet sind;
Figuren 13a, 13b: die Vorrichtung nach Figur 7 bei abtauchenden Stempeln und einem abgehobenen und verfahrenen Stanzteil nach erfolgtem Stempeln;
Figur 14 : eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Draufsicht;
Figur 15: eine Explosionszeichnung der Vorrichtung nach Figur 14;
Figuren 16a - 16c:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Beschichten der Kanten eines dreidimensional gewölbten Bauteils mit einer Innenausnehmung beim Lackieren einer zum Gefäß hinweisenden umlaufenden Kante;
Figuren 17a - 17c: die Vorrichtung nach Figur 14 erster gegenüberliegender Kantenbereiche einer im Wesentlichen ovalen Öffnung; Figuren 18a, 18b: die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die Lackierstempel an den ersten umlaufenden Kantenbereichen anliegen;
Figuren 19a - 19c: die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die Stempel zum Lackieren der restlichen Schnittkanten der Öffnung in Stempelposition sind;
Figuren 20a - 20c: die Vorrichtung nach Figur 14, wobei die verbliebenen Schnittkanten der Öffnung bestempelt werden;
Figur 21: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lackierung der Schnittkanten eines Lochs oder einer lochartigen Ausstanzung mit einer Außenführung eines Beschichtungsdorns;
Figur 22: eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Figur 21 mit einem innengeführten Beschichtungsdorn;
Figur 23: eine weitere Vorrichtung zum Beschichten der Schnittkanten eines Lochs, wobei der Dorn nach dem Verdrängungsprinzip funktioniert;
Figur 24: eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Beschichtung der Schnittflächen von Löchern, wobei der Lackierdorn drehbar gelagert ist;
Figur 25: eine weitere Vorrichtung zum Beschichten der Schnittkanten einer Öffnung oder eines Lochs in einem Bauteil, wobei zum Aufbringen des Lacks der Dorn einen Bereich mit einem vergrößerbaren Querschnitt besitzt; Figur 26: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lackieren der Schnittkanten eines Lochs, wobei der Dorn linear in die entsprechende Höhe und dann horizontal in das Loch bewegt wird;
Figur 27: ein drehbarer, ankerartiger Beschichtungsdorn, wobei mehrere Bauteile nacheinander beschichtet werden können;
Figuren 28a - 28 d: ein Beschichtungsdorn mit innerer Zuführung
Figuren 29a - 29d: unterschiedliche Dorngeometrien in einer Seitenansicht;
Figuren 29e - 29h: die Dorngeometrien nach Figuren 28a bis 28d in einer Draufsicht;
Figuren 29i - 291: die Beschichtungsdorne nach Figuren 28a bis 28d in einer perspektivischen Ansicht mit hierzu passenden Lochgeometrien in Bauteilen;
Figur 30a: eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lackieren der Schnittfläche eines Lochs oder einer Ausnehmung in einem Bauteil, insbesondere eines Bauteils mit einer größeren Materialstärke, wobei der Dorn einen vergrößerbaren Umfang über eine Segmentierung besitzt; Figuren 30b, 30c: eine erste Ausführungsform eines segmentierten Dorns in Ruhestellung und in Lackierstellung;
Figuren 3Od, 3Oe: eine weitere Ausführungsform eines segmentierten Dor- nes, wobei sich der Dorn mit einer Lücke öffnet;
Figuren 3Of, 30g: ein segmentierter Dorn zum Beschichten einer elypti- schen Ausnehmung;
Figur 31: eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zum Lackieren der Schnittfläche einer Ausnehmung oder eines Lochs in einem Bauteil;
Figuren 31a - 31f:
Querschnitte der Segmente der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 30 mit unterschiedlichen Be- schichtungsprofilen;
Figuren 32a - 32e: die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Figur 30 mit einem drehbaren, segmentierten Dorn zum Beschichten der Schnittkanten eines Loches oder einer Ausnehmung;
Figur 33: die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 in einer weiteren Ausführungsform mit einem Beschichtungsdorn zum Beschichten der Schnittkanten einer Öffnung;
Figuren 34a - 34d: eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Stempels Figur 35: schematisiert der Verfahrensablauf;
Figur 36: eine schematische Verfahrensbeschreibung;
Figur 37: eine Verfahrensbeschreibung der Vorbehandlung;
Figur 38: ein Verfahrensstammbaum des erfindungsgemäßen Lackkreislaufs;
Figur 39: der Handlingsablauf bei einem komplexen Werkstück mit einer Mehrzahl von Öffnungen;
Figur 40: die Integration der erfindungsgemäßen Beschichtungs- vorrichtung in einer Anlage mit einer Tiefziehvorrichtung;
Figuren 41 bis 44: ein Tauchverfahren nach dem Stand der Technik;
Figuren 45 und 46: schematisch die Nachteile eines Tauchverfahrens nach dem Stand der Technik.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt einen Lackbehälter 2, der entsprechend des zu verarbeitenden Werkstücks, beispielsweise eine quadratische Grundfläche oder eine länglich rechteckige Grundfläche besitzt.
Der Lackbehälter 2 verfügt somit über eine Bodenwandung 3 und eine umlaufende Seitenwandung 4. Im Lackbehälter 2 ist ein Be- schichtungsstempel 5 angeordnet. Der Beschichtungsstempel 5 verfügt über einen im Wesentlichen U-förmigen Bügel 6, der ü- ber eine Bodenwandung 7 von diesem nach oben abgehende Bügel- Wandungen 8 und von den Bügelwandungen 8 seitlich abgehende Auflagewandungen 9 besitzt. Die Auflagewandungen 9 erstrecken sich über die Wandungen 4 des Lackbehälters hinaus nach außen und sind an einem Hubmechanismus 10 angeordnet, beispielsweise an einem Pneumatik- oder Hydraulikkolben 11 des Hubmechanismus 10. Mit der Hubeinrichtung 10 und dem Pneumatik- oder Hydraulikkolben 11, die auf die Auflagewandungen 9 wirken, kann somit der Beschichtungsstempel 5 innerhalb des Lackbehälters 2 auf- und abgehoben werden.
Der Beschichtungsstempel 5 verfügt zudem über eine der Kantenkontur eines zu beschichtenden Werkstücks 12 entsprechende Stempelwandung 13, wobei die Stempelwandung 13 auf den Bodenwandung 7 angeordnet ist, und eine nach oben weisende umlaufende Stempelkante 14 besitzt.
Die Stempelkante 14 ist sowohl bzgl . ihres umfänglichen Verlaufs als auch bzgl. ihres Höhenverlaufs an die Kontur eines Bauteils 12 in den vorliegenden Bildern eines Tankdeckels 12 derart angepasst, dass ein Tankdeckel 12, der auf die Stempelkante 14 aufgelegt wird, mit seiner umlaufenden Kante allseitig gleich aufliegt.
Das Werkstück 12 wird mit einem Greifer 15 oberhalb des Be- schichtungsstempels 5 positioniert, wobei der Greifer 15 beispielsweise ein Sauggreifer 15 ist.
Die Stempelkante 14 kann eben ausgebildet sein, die Stempelkante 14 kann aber auch als Hohlkehle mit einer u- oder v- förmigen Nut ausgebildet sein, wobei sich in der Hohlkehle die Flüssigkeit sammelt, mit der die Kante des Werkstücks beschichtet werden soll. Die Bodenwandung 7 besitzt vorzugsweise Durchbrechungen 16, damit in dem vor der Stempelwandung 13 umschlossenen Bereich der Lack abfließen kann.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere Stege 17 stehen gelassen, auf denen beispielsweise ein oder mehrere Zentrierdorne 18 angeordnet werden können, die beim nachfolgend noch zu beschreibenden Auflegen des Werkstücks in eine entsprechende Zentrierbohrung 19 eingreift, um das Werkstück zu zentrieren.
Um die Beschichtung herbeizuführen (Figur 5) kann sowohl das Werkstück 12 auf die Stempelkante 14 zu bewegt werden, als auch der Stempel mittels des Hubmechanismus aus der Flüssigkeit herausgehoben werden, und zwar derart, dass zumindest die Stempelkante 14 über den Flüssigkeitspegel 20 hinausragt.
Das Aufsetzen der zu beschichtenden Schnittkante auf die obere Beschichtungskante des Stempels kann derart erfolgen, dass die Kante auf dem Stempel aufliegt oder ein gewisser Abstand der zu beschichtenden Kante zur Stempelkante besteht, die Kante jedoch bereits in die Beschichtungsflüssigkeit eintaucht und die Beschichtungsflüssigkeit aufgrund Kapillarkräfte auf die Kante des Werkstücks und die benachbarten Bereiche auffliesst bzw. aufspreitet.
Nach der erfolgten Beschichtung der Kante werden das Werkstück und die Stempelkante 14 bzw. der Stempel wieder voneinander weg bewegt und anschließend eine Trocknung bzw. Aushärtung der die Kante bedeckenden Flüssigkeit herbeigeführt, beispielsweise durch eine sogenannte UV-Trocknung in einer entsprechenden Anlage (UV-Ofen) .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 3, 4 und 6) werden die nach außen oder innen weisenden Kanten eines Werkstücks beschichtet. Hierzu weist eine derartige Vorrichtung 30 ebenfalls einen Lackbehälter 31 mit einer Bodenwandung 32 und einer umlaufenden Behälterwandung 33 auf. Der Lackbehälter besitzt vorzugsweise eine durchgehende Bodenfläche, wobei im Lackbehälter eine Beschichtungseinrichtung 34 vorhanden ist. Die Beschich- tungseinrichtung 34 besteht beispielsweise aus einem Grundgestell 35 und daran angeordneten, schanierend klappbaren Stempeleinrichtung 36. Die Stempeleinrichtungen 36 sind nach oben um eine Achse 37 schwenkbar und besitzen eine, im beschichtenden Zustand im Wesentlichen vertikal verlaufende Beschich- tungskante 38. Die Beschichtungskante 38 kann ebenfalls eben oder mit einer Hohlkehle ausgebildet sein.
Bei der vorliegenden Vorrichtung 30 werden zwei parallel zueinander verlaufenden Kanten 39 eines Werkstücks 40 beschichtet, wobei das Werkstück 40 mit einem Greifer 41 in den Bereich der Stempelkante 38 bewegt wird und die Stempelkanten 38, entsprechend Figur 6 aus dem Flüssigkeitsspiegel 42 heraus bewegt werden. Vorzugsweise wird bei dieser Vorrichtung zunächst das Werkstück platziert und anschließend die Beschich- tungsbewegung 43 durchgeführt.
Selbstverständlich können auch innenliegende Kanten eines Werkstücks 40 in vergleichbarer Weise beschichtet werden, indem entsprechende schwenkbare Stempeleinrichtungen 36 dort hineingeklappt werden. Bei einer quadratischen Öffnung können z.B. zunächst zwei gegenüberliegende Kanten beschichtet und dann die weiteren, sich gegenüberliegenden Kanten beschichtet werden. Bei runden oder ovalen Öffnungen kann zunächst ein Teilkreis oder ein Teiloval beschichtet werden und mit einer weiteren Schwenkbewegung das andere Teiloval oder der andere Teilkreis . Die Vorrichtungen 1 und 30 können auch gemeinsam in einer Vorrichtung verwendet werden, bei der sowohl nach unten als auch zur Seite stehende Kanten beschichtet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 7 bis 13b) ist ein Lackbehälter vorhanden, der in seinem Inneren, etwa zentrisch eine Aufnahmesäule 52 umfasst, welche nach oben weisende Aufnahmedorne 53 besitzt. Die Aufnahmedorne 53 sind derart ausgebildet, dass sie in entsprechende Aufnahmelöcher 54 eines Werkstücks 55 eingreifen können, um das Werkstück in x- und y-Richtung unverrückbar zu halten und zu führen.
Zudem besitzt die Beschichtungsvorrichtung 50 zwei Paare von Werkstücken 55 und Lackierstempeln 56.
Diese Beschichtungsvorrichtung 50 nach dem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise dazu ausgebildet, ein länglich ovales Werkstück 55, welches flach eben ausgebildet ist, an den Kanten zu lackieren. Hierzu sind zwei gegenüberliegende Stempel 56a und zwei um 90° versetzte gegenüberliegende Stempel 56b vorhanden, wobei die Stempelform der vier Stempel zusammen mindestens dem Außenumfang des Werkstücks entspricht.
Um das Werkstück zu beschichten wird das Werkstück 55 zunächst über die Beschichtungsvorrichtung 50 verfahren (Figuren 8a bis 8c) , wobei die Stempel 56a und die Stempel 56b im Lackbad ruhen. Die Stempel 56a, 56b sind über Hubeinrichtungen 57, die von außen an den Stempeln 56a, 56b eingreifen, geführt. Nachdem das Werkstück 55 auf die Aufnahmedorne 53 aufgelegt ist, wird zunächst ein erstes Paar gegenüberliegende Stempel 56a durch die Hubeinrichtungen 57 aus dem Lackbehälter 51 herausgefahren und auf Höhe der umlaufenden Kante 58 des Werkstücks 55 positioniert (Figuren 9a bis 9c) . Anschließend werden die Werkstücke 55 (Figuren 10a bis 10c) an die entsprechende Kante 58 des Werkstücks 55 gedrückt und hierdurch der Lack aufgetragen. Anschließend werden die Stempel 56a in das Lackbad zurückverfahren und die Stempel 56b für die noch nicht beschichteten umlaufenden Kantenteile werden aus dem Lackbad ausgefahren (Figuren IIa bis llc) und anschließend an die entsprechende Kante 58 angedrückt (Figuren 12a bis 12c) , anschließend wieder vom Werkstück 55 weggefahren und das Werkstück 55 mit einem Sauger oder Greifer 59 gegriffen und von der Vorrichtung 50 abgenommen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 14 bis 20c) wird ein Werkstück 60 an den Kanten beschichtet, welches eine in Richtung zum Lackbad weisende, beispielsweise durch Stanzen und Tiefziehen entstandene, umlaufende Kante 63 besitzt sowie eine mittige Öffnung 61, welche von einer Kante 62 begrenzt wird.
Die entsprechende Beschichtungsvorrichtung 50 besitzt wiederum einen Lackbehälter 51, wobei in dem Lackbad ein erster, dem Verlauf der Kante 63 entsprechenden, anhebbaren Stempel 66 besitzt und zudem wiederum Stempel 56a und Stempel 56b. Die Stempel 56a und Stempel 56b sind wiederum über geeignete Hubeinrichtungen 57 von außerhalb des Lackbades heb- und senkbar und bei dieser Beschichtungsvorrichtung 50 auch horizontal nach außen und innen verfahrbar. Die Führungen sind dabei derart im Lackbad angeordnet, dass im Lackbad eine hohle, in diesem Fall langlochförmige, Säule 65 vorhanden ist, welche eine Öffnung 64 umfasst, welche es ermöglicht, die Führungen von unterhalb des Lackbehälters 51 anzusteuern. Bei einer derartigen Beschichtungsvorrichtung 50 wird das Werkstück 60 zunächst auf dem Stempel 66 abgelegt, der aus dem Lackbad empor gefahren wird und Lack auf die umlaufende Kante 63 appliziert (Figuren 16a bis 16c) . Auf Grund einer Überlappung der Stempel 56a und Stempel 56b müssen die Stempel 56a, 56b erst nach innen bewegt werden, bevor sie bis zum Werkstück 60 nach oben befördert werden können (Figuren 17a bis 17c) . Wenn sich die Stempel 56a, 56b in der richtigen Höhe befinden, werden sie mit der umlaufenden Kante 62 in Kontakt gebracht (Figuren 18a, 18b) und anschließend wieder abgesenkt. Anschließend werden die anderen beiden Stempel 56b nach innen bewegt und in die richtige Höhe gebracht (Figuren 19a bis 19c) und anschließend (Figuren 20a bis 20c) mit der inneren Kante 62 in Kontakt gebracht, so dass die innen umlaufende Kante 62 und die außen umlaufende Kante 63 vollständig beschichtet sind. Anschließend wird das Bauteil verfahren, beispielsweise zu einem UV- Trockner bzw. UV-Ofen.
Neben derartigen großen Innenöffnungen eines Bauteils sind selbstverständlich auch kleinere Löcher, beispielsweise runde Löcher, ovale Löcher oder Langlöcher, aber auch eckige Öffnungen zu beschichten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (Figuren 21 bis 27) ist für die Beschichtung einer umlaufenden Kante eines Lochs 71 in einem entsprechenden Werkstück 70 zumindest je ein Beschichtungsdorn 72 vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Figuren 21 bis 27 lediglich das Beschichten eines Lochs bzw. einer umlaufenden Kante eines Lochs 71 gezeigt. Selbstverständlich können auch die wie zuvor beschriebenen Verfahren zum Beschichten größerer Öffnungen o- der umlaufender Kanten des Werkstücks zeitgleich oder davor oder danach durchgeführt werden.
Bei einer ersten Ausführungsform (Figur 21) ist ein Beschichtungsdorn 72 auf einer Beschichtungsdornbrücke 73 angeordnet, wobei die Beschichtungsdornbrücke 73 an einer Hubeinrichtung 57, wie sie aus den vorangegangenen Beispielen bekannt und be- schrieben ist, angeordnet. Ein Werkstück 70 wird oberhalb des Beschichtungsdorns 72 lagegenau platziert und anschließend der Beschichtungsdorn 72 angehoben. Der Dorn besitzt eine kegelig umlaufende Beschichtungsflache 74, welche aus dem Lackbad 75 ausgefahren wird und in das Loch 71 gelangt. Die kegelige Fläche 74 des Beschichtungsdorns 72 ist dabei an ihrer dünnsten Stelle kleiner im Durchmesser als das Loch 71 und in ihrem dicksten Bereich größer als das Loch 71. Hierdurch liegt die Kegelfläche in dem Loch 71 vollständig eingefahrenen Zustand, an der das Loch 71 begrenzenden Kante an, wodurch Lack, insbesondere Lack, der an der Beschichtungsflache 74 abfließt, die entsprechende Kante benetzt. Anschließend wird der Beschichtungsdorn 72 mit der Beschichtungsdornbrücke 73 wieder herab in das Lackbad gefahren, das Werkstück 70 verfahren und weiter verarbeitet .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 22) ist anstelle einer Hubeinrichtung 57 ein Hubmechanismus 76 vorhanden. Der Hubmechanismus 76 besteht beispielsweise aus einem Hubzylinder 77 und einer Hubkolbenstange 78, wobei die Hubkolbenstange 78 den Boden des Lackbehälters durchgreift und direkt auf den Beschichtungsdorn 72 wirkt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 23) ist der Beschichtungsdorn 72 mit einer Radialnut 79 in dem Bereich ausgebildet, in dem er sich innerhalb des Lochs 71 befindet. Der Beschichtungsdorn 72 ist dabei bezüglich der Radialnut 79 so ausgebildet, dass er beispielsweise durch ein Kopfteil 80, welches in den Beschichtungsdorn 70 einziehbar ist, die Nut 79 verengt. Die Arbeitsweise dieses Dorns ist hierbei derart, dass sich in der Nut 79 im Ruhezustand im Lackbad der Lack ansammelt. Wenn der Dorn in die Öffnung 71 des Werkstück 70 gefahren wird, wird die Nut 79 verengt, so dass der Lack aus der Nut 79 herausgedrückt wird und an die umlaufende Kante des Lochs 71 gelangt. Hierdurch kann die Kante des Lochs 71 berührungslos beschichtet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Be- schichtungsdorn 72 anstelle einer Nut 79 mit einem Kissen 81, beispielsweise aus einem gummiartigen Kunststoff oder Schaumstoff ausgebildet, welches nach außen, über den Umfang des Be- schichtungsdorns 72 auswölbbar ist (hier Figur 24). Beispielsweise ist das Kissen 81 radial umlaufend in einer Nut 79 angeordnet und wird durch das Verringern der Nutbreite der Nut 79 beispielsweise durch das Zusammenspiel eines Kopfteils 80 mit dem Beschichtungsdorn 72 nach außen vorgewölbt. Die Vorwölbung kann allerdings auch durch ein pneumatisches Aufblasen oder hydraulisches Befüllen des Kissens 81 erfolgen. In diesem Fall kann das Kissen 81 auch als Schlauch 81, der in einer Nut 79 ruht, ausgebildet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 25) werden die Dorne nicht mit einer Hubeinrichtung 57 aus dem Lackbehälter 51 bewegt, sondern sind am Lackbehälter 51 schwenkbar über einen Schwenkarm 85 gelagert. Über den Schwenkarm 85 können die Beschichtungsdorne 72 beispielsweise derart verschwenkt werden, dass sie in ein Loch mit einer vertikalen Lochebene (Figur 25 links) oder in ein Loch mit einer horizontalen Lochebene eingreifen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 26) sind die Beschichtungsdorne 72 an je einer Hubeinrichtung 86 angeordnet, welche für jeden Dorn separat vorgesehen ist und die Beschichtungsdorne 72 in vertikaler Richtung (Pfeil 86a) aus dem Lackbad bzw. Lackbehälter 51 heben. Um die Beschichtungsdorne 72 in ein Loch mit einer vertikalen Lochebene einzubringen, besitzen die Dorne zudem eine Vorrichtung, die eine horizontale Verschiebung (Pfeil 86b) zulässt. Die horizontale Verschiebung wird beispielsweise über eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung oder einen Schrittmotor oder Ähnliches bewerkstelligt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 27) ist der Dorn außerhalb eines Lackbehälters 51 drehbar angeordnet, wobei der Dorn als Ankerdorn 89 ausgebildet ist, wobei der Ankerdorn 89 über zwei gleichartige Ankerschenkeldorne 87 verfügt, die an einem Ankerschaft 88 angeordnet sind, wobei der Ankerschaft 88 an seinem Ende außerhalb des Lackbehälters 51 drehbar gelagert ist. Durch ein Verschwenken des Ankerdorns im Drehpunkt können abwechselnd die Ankerschenkel 87 aus dem Lackbad auftauchen und in ein entsprechend mit einer horizontalen Lochebene verlaufendes Loch eingebracht werden, was relativ hohe Taktraten ermöglicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 28a - 28d) ist ein Dorn 100 vorhanden, der zuzüglich zu anderen Dornen oder anderen Beschichtungselementen aber auch alleine vorhanden sein kann, wobei dieser Dorn 100 nicht in ein Lackbad eingetaucht werden muss. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mehrere Öffnungen sehr dicht beieinander angeordnet sind, so dass bei derartigen komplexeren Formen die Be- schichtung der Löcher sowohl von unten aus einem Lackbehälter als auch von oben erfolgen kann. Hierzu ist dieser Dorn mit einer Ringfuge 101 ausgebildet. Die umlaufende Ringfuge 101 besitzt Zuführungen 102, die aus einer zentralen axialen Bohrung 103 in dem Dorn 100 Lack in die Ringfuge 101 führen.
Zur Applikation eines Lackes wird zunächst Lack durch die zentrale axiale Zuführbohrung 103 im Stempel 100 in die Zuführbohrungen 102 und von diesen in die umlaufende Ringfuge 101 gedrückt (Figur 28b) . Hierdurch bildet sich an der Ringfuge ein nach außen vorstehender Lackwulst 104. Der Lackwulst 104 wird durch das Eintauchen des Dorns 100 in eine Öffnung an den Öffnungskanten 105 abgestreift, wobei vorzugsweise unter Nachführung von Lack der Dorn und damit die Ringfuge durch die Öffnung hindurchbewegt wird (Figuren 28c, 28d) , um beim Herausziehen des Dorns 100 aus der Öffnung auch an der Unterseite der Öffnungskante 105 bei der Aufwärtsbewegung Lack abzustreifen und somit die Kante umfänglich komplett zu beschichten.
Die Dorne können hierbei eine Vielzahl von Formen annehmen, die selbstverständlich von der Geometrie des jeweiligen Loches abhängt. Vier verschiedene Geometrien sind in den Figuren 24a bis 291 gezeigt, wobei die Beschichtungsdorne 72 jeweils mit einer schrägen Auftragsfläche 74 (Figuren 30a bis 301) ausgebildet sind. Die Dorne können im Querschnitt bzw. die Auftragsflächen 74 können im Querschnitt im Wesentlichen rundlich, oval, quadratisch bzw. rechteckig pyramidal oder dreieckig pyramidal ausgebildet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, insbesondere für mittlere bis große Blechdicken, ist ebenfalls ein Be- schichtungsdorn 72 auf einer Beschichtungsdornbrücke 73 mit einer Hubeinrichtung 57 angeordnet, wobei auch hier andere Hubvorrichtungen möglich sind. Zur Beschichtung der umlaufenden Kante eines Lochs 71 werden bei diesen Ausführungsformen (Figuren 30a bis 30g) im Beschichtungsdorn 72 radial ausfahrbare Segmente 90 vorgesehen. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Beschichtungsdorn 72 mit eingefahrenen Segmenten 90 in die richtige Höhenposition gebracht. Dann werden die Segmente 90 ausgefahren und die Innenkante der Öffnung 71 wird beschichtet. Der Anpressdruck der Segmente 90 wird vorteilhafterweise so gewählt, dass nicht zu viel Lack verdrängt wird. Vor dem Entfernen des Dorns müssen die Segmente teilweise eingefahren werden, um ein Abscheren des Lacks am Schnitt- grad zu verhindern. Ein derartiger Beschichtungsdorn 72 mit Segmenten 90 ist in Figur 30b, 30c ersichtlich, wobei die Bewegung der Segmente 90 radial erfolgt. Bei dieser schematischen Darstellung ist der Abstand der Segmente 90 zur umlaufenden Kante der Öffnung 71 stark vergrößert gezeichnet. Vorteilhafterweise wird der Abstand zwischen den eingefahrenen Segmenten und der umlaufenden Kante der Öffnung 71 so klein wie möglich gehalten. Bei kleinem Abstand und damit kleinem Weg, den die Segmente 90 zurücklegen müssen, kann bei geeigneter Einstellung der Viskosität des Lackes trotzdem eine flächendeckende Beschichtung der umlaufenden Kante erzielt werden, da der Lack auf die Kante aufspreitet bzw. auch zwischen die Segmente einfließt. Eine solche Ausführungsform ist selbstverständlich auch für elyptische Öffnungen denkbar, wie dies in den Figuren 29f, 29g angedeutet ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figur 3Od, 3Oe) ist lediglich ein auffederbarer Ring bzw. ein auffederba- res Ringsegment 90 vorhanden, welches durch Aufbiegen an die umlaufende Kante der Öffnung 71 gepresst wird. Auch hierbei ist der Abstand zur Kante möglichst gering.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Figuren 31, 32a bis 32e) ist an der Vorrichtung 50 ein segmentierter, drehbarer Dorn 91 auf einer Hubvorrichtung 93 vorhanden. Der segmentierte, drehbare Dorn 91 besteht beispielsweise aus zwei Dornhälften 92, die jeweils als Stempel ausgebildet sind. Hierbei werden die Dornhälften 92 bzw. Stempelhälften 92 in ein Lackbad eingetaucht, wobei das Lackbad bzw. der Lackbehälter 51 eine mittlere Durchbrechung mit Wandungen besitzt, so dass der Lackbehälter 51 als umlaufende runde Rinne ausgebildet ist und die Dornhälften 92 bzw. Stempelhälften 92 den Lackbehälter 51 mittig durchgreifen. Die Stempelhälften 92 bzw. Dornenhälften 92 sind hierbei auf einer Hubvorrichtung 93 vertikal verschiebbar sowie um die Hochachse drehbar und horizontal verschiebbar ausgebildet.
Um beispielsweise ein Kreisloch 71 mit einer beschichteten umlaufenden Kante auszubilden, wird der Dorn bzw. werden die Dornhälften 92 aus dem ringförmigen Lackbehälter 51 in die passende Höhenposition gefahren. Die Stempelsegmente 92 werden entsprechend der Pfeilrichtung 94 nach außen ausgefahren, bis sie an der die Öffnung 71 begrenzenden Kante anliegen (Figuren 32a, 32b) und anschließend entsprechend der Pfeile 95 wieder eingefahren. Anschließend wird der Dorn bzw. werden die Dor- nenhälften entsprechend des Pfeils 96 gedreht und vorher oder nachher in den Lackbehälter eingetaucht, um erneut Lack auf die Auftragsflächen aufzubringen. Anschließend wird entsprechend der Figuren 32d, 32e die Stempelsegmente 92 an die bislang unbeschichteten Bereiche der umlaufenden Kante der Öffnung 71 entsprechend der Pfeilrichtung 94 ausgefahren und anschließend entsprechend der Pfeilrichtungen 95 wieder eingefahren. Hierdurch wird ein etwas weniger aufwändiger Bau als bei einem Segmentdorn erzielt.
Sowohl die zuvor beschriebenen Stempel als auch die zuvor beschriebenen Dorne, Segmentdorne oder drehbare Dorne können Kanten- bzw. Auftragsflächen 97 besitzen, die glatt sind. Darüber hinaus können diese Auftragsflächen 97 abgestimmt auf den Anwendungsfall konturiert sein. In den Figuren 31a bis 31d sind verschiedene Nutformen der Auftragsflächen 97 gezeigt, wobei die Nut so gewählt ist, dass sie ein wenig breiter ist als die Werkstückdicke. In den Nuten sammelt sich aufgrund von Adhäsion aber auch durch den nutförmigen Hinterschnitt Lack, wobei beim Beschichten die zu beschichtende Schnittfläche in die Nut eintaucht, wodurch ein besonders guter Kantenumgriff erreicht wird. Bei einer umlaufenden, im Querschnitt V- förmigen Nut (Figur 31b) kann eine automatische Zentrierung des Segments, des Stempels oder des Dorns am Werkstück erreicht werden. Durch die Ausführungsform nach Figur 31c kann das unsymmetrische Schnittbild, welches beim Stanzen dicker Bleche entsteht, ausgeglichen werden. Für dünne Blechdicken kann eine einfach zu fertigende Nut gemäß Figur 31d verwendet werden. Bei besonders dicken zu beschichtenden Blechkanten kann die Oberfläche des Stempels oder des Segments mit einer Kontur, einer Strukturierung oder mit einer Riffelung bzw. Rillung, die scharf (Figur 3Ie) oder sanfter (Figur 3If) ausgebildet ist, ausgebildet sein um die Lackverteilung zu vergleichmäßigen .
Selbstverständlich sind weitere Nutformen sowohl für die Stempel als auch Segmente, also generell für alle erfindungsgemäßen Auftragsflächen möglich.
In Figur 33 ist in Abgrenzung zu den Figuren 1 und 2 eine vergleichbare Vorrichtung gezeigt, bei der zusätzlich zur Stempelkante 14 zum Beschichten der umlaufenden Kante des Werkstücks ein Dorn 108 vorhanden ist, um ein Loch 109 mit einer vertikalen Lochebene mit einem Lackauftrag zu versehen, so dass mit einer derartigen Vorrichtung sowohl eine umlaufende Kantenbeschichtung als auch eine Lochbeschichtung stattfinden kann. Der Dorn 108 kann hierzu in horizontaler Richtung verschieblich angeordnet sein.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (stark schematisiert gezeigt in den Figuren 34a - 34d) ist der Stempel so ausgebildet, dass die Stempelkante aus dem Stempelinneren mit Lack versorgt wird. Eine solche Ausführungsform kann alleine oder in Verbindung mit Stempeln, die aus einem Lackbad auftauchen, verwendet werden . Ein derartiger Stempel (Figuren 34a - 34d) ist als im Wesentlichen hohler Stempel 110 ausgebildet, der einen Hohlraum 111 besitzt, der von Wandungen 112 umschlossen wird und über eine Zuleitung 113 mit Lack versorgt wird. Der Lackstempel besitzt zu einer zu bestempelnden Werkstückkante 114 eines Werkstücks 115 hin eine Stempelfläche 116. Die Stempelfläche 116 ist mit Bohrungen bzw. Schlitzen 117 durchbrochen, durch die aus dem Hohlraum 111 Lack hindurch zur Fläche 116 pressbar ist. Vorzugsweise wird die Fläche 116 beidseitig einer zu bestempelnden Kante 114 von kurzen Wandungsabschnitten 118 begrenzt, so dass eine Beschichtungsnut 119 gebildet wird. Vorzugsweise wird der Lack, der durch die Lackkanäle 117 in die Nut 119 ge- presst wird, bis zu einer Badspiegel- oder Lackspiegelhöhe 119a gedrückt, so dass ein gewisses Lackreservoir in der Nut vorhanden ist.
Um ggf. den Lackfluss durch die Kanäle 117 steuern zu können, können in den Kanälen 117 Mittel zur Steuerung des Zuflusses 121 vorhanden sein, beispielsweise Ventile. Der Stempel kann von der gezeigten, einer Gerade jedoch eingewölbten Kante zu beschichten abweisen und selbstverständlich auch dreidimensional d. h. auch z. B. kastenförmige Kantenverläufe beschichten, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind. Bei der Besichtung mittels eines Stempels mit Lackreservoir 111 bzw. einem Lackhohlraum 111 und Kanälen 117 wird der Stempel Richtung zur beschichtenden Werkstückkante 114 bewegt (Figuren 34a, 34b) , wobei der Lack vorher oder dabei durch die Lackkanäle 117 bis zur Lackspiegelgrenze 120 in die Nut 119 eingefüllt wird.
Anschließend wird der Stempel vollständig auf die Werkstückkante 114 aufgesetzt oder gering von ihr beabstandet, so dass der Lack auf die Werkstückkante 114 aufspreiten kann. An- schließend wird der Stempel 110 wieder angehoben (Figur 34d) , wobei eine Lackschicht 122 auf der Kante verbleibt.
Nachfolgend soll auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingegangen werden.
Mitentscheidend für den Erfolg der Durchführung des Verfahrens ist die Lackviskosität. Die Viskosität des Lacks stellt einen wichtigen Prozessparameter dar. Von ihr hängt das Verhalten des Lacks am Stempel und das Verhalten bei der Übertragung auf das Werkstück ab. Somit existiert ein Unter- und ein Obergrenzwert für die Viskosität, wobei sich bei zu niedriger Viskosität der Lack nach dem Beschichten wieder vom scharfen Schnittgrad zurückzieht und bei zu hoher Viskosität der Lack nicht um die Schnittfläche herum fließt. In beiden Fällen ist somit eine Korrosionsbeständigkeit aber auch ein wirksamer Schutz der Kante bzw. eines Verwenders vor Schnitten nicht gegeben. Der Stempel muss an die gewählte Viskosität angepasst werden, insbesondere auch durch die Formgebung einer eventuell vorhandenen Nut. Im Prozess müssen dementsprechend auch die Grenzwerte für diese Parameter eingehalten werden.
Die Ausführungsform des Stempels richtet sich stark nach der Viskosität des Lacks. Nachdem der Stempel aus dem Lackbad gehoben wurde, muss mit dem Stempeln so lange gewartet werden, bis überschüssiger Lack von der Übertragungsfläche 97 abgelaufen ist und sich auf der entsprechenden Übertragungsfläche bzw. in einer entsprechenden Nut oder auf einem entsprechenden Steg eine ruhende Lackschicht gebildet hat. Die daraus resultierende Wartezeit kann stark verkürzt werden, wenn das Abrinnen des Lacks nicht behindert wird. Hierzu kann z. B. der Stempelsteg sehr hoch ausgeführt werden und der untere Teil des Stempels mit einer großen Öffnung versehen sein. Der Opti- malfall ist ein Stempel, der nur aus einem Steg besteht. Die Breite des Stegs bestimmt die Dicke der Lackschicht auf dem Werkstück. Hierbei muss ein Kompromiss zwischen der Korrosionsbeständigkeit und einer möglichst dünnen Beschichtung eingegangen werden. Grundsätzlich ist bei einem breiten Stempel bzw. einer breiten Auftragsfläche die Viskosität niedrig bzw. umgekehrt .
Bei einem thixotropen Verhalten des Lacks kann eine Verflüssigung auch durch die Bewegung des Stempels, insbesondere bei schnellen Taktraten, erzeugt werden und durch Rührwerke verstärkt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Verringerung der Viskosität nur so lange anhält, so lange der Lack gerührt wird. Mit geringem Aufwand kann die Viskosität des Lacks über die Temperatur in weiten Bereichen verändert werden, was eine Vorrichtung zur Temperaturregelung des Lacks zu einem wichtigen Bestandteil macht.
Die zu beachtenden Parameter und die durchschnittlichen Zeiten hierfür ergeben sich aus Figur 35.
Der prinzipielle Ablauf der Beschichtung ergibt sich aus Figur 35. Die zu beschichtenden Teile werden aus einer Beschickungsanlage entnommen, sofern die Werkstücke vorbearbeitet und gestapelt sind. Hierbei müssen die Einzelteile vereinzelt werden. Wird die Beschichtungsanlage direkt an eine bestehende Anlage angebaut bzw. in eine bestehende Anlage integriert, sind die Werkstücke bereits einzeln verfügbar. Bestehende Anlagen können z. B. Stanz-, Tiefziehanlagen oder Einrichtungen zur Vormontage des Werkstücks sein. Nach einer Vereinzelung der Werkstücke wird eine Vorbehandlung durchgeführt, wobei insbesondere die Schnittflächen zur Beschichtung vorbehandelt werden müssen. Dies bezieht sich insbesondere auf das Beseitigen geringer Ölmengen, das Beseitigen von Lackkrümeln bei or- ganisch beschichteten Blechen, beispielsweise durch Bürsten oder Abblasen mit Druckluft und gegebenenfalls das Aufrauen der Schnittfläche. Gegebenenfalls kann auch durch eine chemische Behandlung der Schnittflächen bzw. Schnittflächenränder eine chemische Verbindung zwischen dem UV-Lack und einer organischen Vorbeschichtung des Blechs erreicht werden, welche üblicherweise nicht stattfindet.
Anschließend findet das Beschichten nach den bereits beschriebenen Möglichkeiten statt, wobei anschließend eine Aushärtung erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung über UV-Strahlung oder thermisch in an sich bekannten Aggregaten, wobei bei einer Beschichtung, die in mehreren Schritten erfolgt, mit zwischenzeitlicher Aushärtung gearbeitet werden kann.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß mit einem sogenannten Lackkreislauf (Figur 38) gearbeitet, wobei hierbei Frischlack aus einem Lackspeicher 120 über ein Regelventil 121 und eine Pumpe 122 sowie gegebenenfalls einem Filter 123 einem inneren Lackkreislauf zugeführt wird. Bei 124 kann die Viskosität über Zugabe von Lösungsmitteln oder Thixotropiermitteln eingestellt werden, wobei eine Temperaturregeleinrichtung 125 vorhanden ist, welche die Temperatur des Lackes regelt. Der Arbeitsbehälter 126 wird mit Lack versorgt und das Niveau des Lackspiegels 129 bzw. Badspiegels 129 wird reguliert und möglichst konstant gehalten. Der Lackbehälter kann zudem mit einer Rührvorrichtung 128 versehen sein. Der abgeführte Lack wird durch einen Filter gepumpt und kann zudem einer Entgasungsvorrichtung 127 zugeführt werden. Hierbei kann Luft, die sich beim Stempeln in den Lack eingemischt hat, durch Zentrifugieren oder Rühren bei gleichzeitiger Ultraschallbehandlung entfernt werden. Schließlich kann der bearbeitete Lack über eine Pumpe wieder dem Kreislauf zugeführt werden. Abgänge von Lack durch die Beschichtung werden entsprechend aus dem Lackspeicher 120 nachdosiert.
Der gesamte Handlingsablauf beim Beschichtungsprozess ist in den Figuren 39, 40 beschrieben, wobei beispielsweise ein zu beschichtendes Bauteil mit einer komplexen Geometrie mit Löchern, Auskragungen, etc. versehen ist. Das Bauteil weist eine umlaufende Schnittfläche, Schnittflächen an der Stirnseite eines Flansches sowie Löcher auf. Das Werkstück 70 wird vereinzelt, mit einem Greifer gehalten, an einer ersten Beschich- tungsstation 130 mit einem Stempel entlang einer Seitenkante beschichtet, anschließend gedreht und an einer zweiten Be- schichtungsstation 131 an der gegenüberliegenden Kante beschichtet. Anschließend wird das Bauteil aufgenommen und abermals gekippt, wobei anschließend an einer weiteren Beschich- tungsstation 132 sowohl die Löcher als auch ein ausgebogener Kragen bzw. Flansch beschichtet wird. Anschließend erfolgt eine UV-Aushärtung bei Licht bei einer Aushärtestation 133 und danach das Abstapeln bei einer Station 134.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können auch in eine herkömmliche Stanz- bzw. Tiefziehanlage integriert sein, wie dies in Figur 40 gezeigt wird, wobei in einem ersten Abschnitt 135 aus ebenen Platinen die Bauteile gestanzt bzw. tiefgezogen werden. Die entsprechenden Bauteile werden anschließend in einem Verfahrensablauf 136 an den Kanten beschichtet gehärtet und abgelegt.
Ausführungsbeispiel
Als Ausführungsbeispiel dient ein komplexes Bauteil mit einer dreidimensionalen Kante und einer Lochöffnung in einer Lasche mit vertikaler Orientierung. Das Bauteil wird über einen magnetischen Greifer verfahren, wobei die Pneumatikzylinder der Hubvorrichtung über Drosselventile synchronisiert sind. Der Lackbehälter befindet sich in einem temperaturregulierten Wasserbad, wobei der Stempel aus hart verchromtem Stahl besteht und innen eine große Ausnehmung besitzt, um ein Abfließen des Lacks nicht zu behindert. Der Steg hat eine Breite von drei Millimetern, wobei auf dem Stempel der Dorn zur Beschichtung der Lochinnenfläche montiert ist.
Bei dem verwendeten UV-Lack handelt es sich um eine speziell auf Korrosionsbeständigkeit optimierte Formulierung, wobei der Lack thixotrop, transluszent und hart, zähelastisch im ausgehärteten Zustand ist. Die Dichte beträgt 1,2 g/ml im flüssigen und 1,3 g/ml im ausgehärteten Zustand. Der Lack ist lösemittelfrei und der Volumenschwund rührt von der Vernetzung des Lacks beim Aushärten her. Die Viskosität des Lacks beträgt 6.000 mPa * s bei Raumtemperatur und muss für den Beschich- tungsprozess verringert werden. Durch die thixotrope Eigenschaft des Lacks sinkt die Viskosität bereits merklich, wenn die Lackmenge umgerührt wird. In diesem Fall sinkt die thixotrope Eigenschaft schon durch das Ein- und Austauchen des Stempels. Eine weitere Verringerung der Viskosität wird durch Erwärmen des Lacks erreicht, wobei das Lackbad auf 35 bis 40 0C erwärmt und dort gehalten wird, wodurch sich im laufenden Prozess zusammen mit der Stempelbewegung eine Viskosität von 3.200 bis 4.200 mPa * s einstellt.
In Figur 35 ist der Ablauf der Beschichtung mit der Zeitdauer für jeden Schritt abgebildet. Das Bauteil befindet sich zu Beginn neben dem Lackbehälter. Es wird vom Greifer aufgenommen und oberhalb des Stempels platziert. Zeitgleich dazu wird der Stempel aus dem Lackbad gehoben. Um überflüssigen Lack abrinnen zu lassen wird eine ausreichende Wartezeit eingehalten und anschließend die Schnittkante auf die Stirnfläche des Stempels aufgedrückt und gehalten. In dieser Zeit spreitet der Lack gleichmäßig über die Schnittfläche. Nach dieser Verweildauer wird das Bauteil 20 Millimeter senkrecht über den Stempel bewegt, um kleine Lackfäden zum Abreißen zu bringen. Die umlaufende Schnittfläche ist jetzt komplett mit einer Lackschicht überzogen.
Zur Beschichtung der vorhandenen Bohrung wird das Bauteil nach hinten versetzt, so dass sich die Lasche des Bauteils vor dem Dorn befindet. Anschließend wird das Bauteil nach unten bewegt, bis die Bohrung mit dem Dorn coaxial orientiert ist (fluchtet) und der Dorn in die Bohrung eindringen kann. Das Bauteil wird horizontal nach hinten bewegt, bis sich die Kegelfläche des Dorns und die Innenseite der Bohrung berühren. Auf Grund der kleinen Abmessung ist hier keine Wartezeit erforderlich und das Bauteil wird nach dem Berühren horizontal vom Dorn entfernt. Die Bohrung ist jetzt komplett beschichtet. Es kann vorkommen, dass sich nach der Beschichtung ein Lack- häutchen über die Kreisfläche der Bohrung spannt.
Um dieses Häutchen zum Zerplatzen zu bringen, kann das Bauteil nochmals zum Dorn bewegt werden, bis sich Lackhäutchen und Dornspitze berühren, was zum gewünschten Effekt führt. Das Bauteil wird anschließend zum Aushärten gebracht, wobei zeitgleich zum Weitertransport des Bauteils der Stempel wieder im Lackbad versenkt wird und dort gehalten wird. Die Dauer für einen kompletten Zyklus beträgt z. B. 10 Sekunden, wobei nach erfolgter Beschichtung auf der Schnittfläche eine Lackschicht mit 0,47 g/m2 bezogen auf die Länge der Schnittfläche entsteht. Die dünnste Schichtdicke beträgt etwa 100 μm, wobei die Aushärtung im UV-Ofen in etwa eine Sekunde beträgt.
Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Viskosität derart eingestellt, dass für die Dauer der Ap- plizierung, insbesondere bei einer Vorrichtung 30 ausreichend Flüssigkeit zur Beschichtung der Kante zur Verfügung steht.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass gestanzte bzw. ausgeschnittene Blechbauteile einfach, schnell und sicher mit einer Kantenbeschichtung ausgebildet werden können, wobei die erfin- dungsgemäßen Vorrichtungen einen vollautomatisierten schnellen Betrieb mit hohen Taktzeiten zulassen.
Im Ergebnis wird eine einwandfreie Kantenbeschichtung erreicht, die sowohl dem Korrosionsschutz als auch dem Kantenschutz dient.
Bezugszeichenliste :
1 erfindungsgemäße Vorrichtung
2 Lackbehälter
3 Bodenwandung
4 umlaufende Seitenwandung
5 BeschichtungsStempel
6 U-förmiger Bügel
7 Bodenwandung
8 Bügelwandung
9 Auflagewandung
10 Hubmechanismus bzw. Hubeinrichtung
11 Pneumatik- oder Hydraulikkolben
12 Werkstück bzw. Bauteil
13 StempeIwandung
14 umlaufende Stempelkante
15 Greifer
16 Durchbrechungen
17 Stege
18 Zentrierdorn
19 Zentrierbohrung
20 Flüssigkeitspegel
30 Vorrichtung
31 Lackbehälter
32 Bodenwandung
33 umlaufende Behälterwandung
34 BeSchichtungseinrichtung
35 Grundgestell
36 Stempeleinrichtung
37 Achse
38 Stempel- bzw. Beschichtungskante
39 Kanten
40 Werkstück Greifer
Flüssigkeitsspiegel
BeSchichtungsbewegung
BeschichtungsVorrichtung
Lackbehälter
Aufnähmesäule
Aufnahmedorne
Aufnähmelocher
Werkstück
LackierStempel a LackierStempel b LackierStempel
Hubeinrichtung umlaufende Kante
Sauger bzw. Greifer
Werkstück mittige Öffnung innere umlaufende Kante außen umlaufende Kante
Öffnung
Säule
Stempel
Werkstück
Loch bzw. Öffnung
Beschichtungsdorn
Beschichtungsdornbrücke
Beschichtungsflache bzw. Auftragsfläche
Lackbad
Hubmechanismus
Hubzylinder
Hubkolbenstange
Radialnut
Kopfteil
Kissen 85 Schwenkarm
86 Hubeinrichtung
86a vertikale Richtung (Pfeil)
86b horizontale Richtung (Pfeil)
87 Ankerschenkeldorne bzw. Ankerschenkel
88 Ankerschaft
89 Ankerdorn
90 Segmente bzw. Ringsegment
91 Dorn
92 Stempelhälften bzw. Stempelsegment
93 HubVorrichtung
94 Pfeilrichtung
95 Pfeilriehtung
96 Pfeilrichtung
97 Auftragsflächen
100 Dorn
101 Ringfuge
102 Zuführung
103 Bohrung
104 Lackwulst
105 Öffnungskanten
108 Dorn
109 Loch
110 hohler Stempel
111 Hohlraum
112 Wandungen
113 Zuleitungen
114 Werkstückkante
115 Werkstück
116 Stempelflache
117 Bohrungen bzw. Schlitze
118 Wandungsabschnitte
119 Beschichtungsnut
119a Lackspiegel 120 Lackspeicher
121 Regelventil
122 Lackschicht
123 Filter
125 Temperaturregeleinrichtung
126 Arbeitsbehälter
127 Entgasungsvorrichtung
128 Rührvorrichtung
129 Lackspiegel bzw. Badspiegel
130 erste Beschichtungsstation
131 zweite Beschichtungsstation
132 weitere Beschichtungsstation
133 Aushärtestation
134 Abstapelstation
135 erster Abschnitt
136 Verfahrensablauf

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf Schnittkanten von Blechbauteilen, wobei zumindest eine Stempeleinrichtung vorhanden ist, welche eine Stempelfläche besitzt, die der Kontur einer zu benetzenden Werkstückkante entspricht, wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die Stempelkante oder die Stempelkanten und das Werkstück zueinander beweglich derart angeordnet sind, das die Stempelkanten mit der Flüssigkeit benetzt an eine Werkstückkante bringbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkante (14) sowohl bezüglich ihres umfänglichen Verlaufs als auch bezüglich Ihres Höhenverlaufs an die Kontur eines Bauteils (12) derart angepasst ist, das ein Bauteil (12), dass auf der Stempelkante (14) mit seiner zu beschichtenden Kante anliegt, mit dieser umlaufenden Kante allseitig anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkante (14) zur Beschichtung der kor- rerspondierenden Werkstückkante einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkante (14) oder die Stempelkanten (14) eben, profiliert, konturiert, oder mit einer Hohlkehle oder einer Nut oder als Nut ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lackbehälter (2) vorhanden ist, und zudem eine Hubeinrichtung für den Stempel (66) vorhanden ist, wobei die Hubeinrichtung so ausgebildet ist, dass der Stempel (66) mit der Stempelkante (14) in den Lackbehälter (2) eintauchbar und aus diesem heraushebbar derart ist, dass sich Flüssigkeit auf der Stempelkante (14) sammelt und von dieser auf eine Werkstückkante übertragbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkante (4) über Flüssigkeitszuführungen (102) in dem Stempel (66) verfügt, so dass Flüssigkeit vom Stempel (66) her auf die Stempelkante (14) bringbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (66) zur Beschich- tung einer umlaufenden Kante (58) eines Lochs (71) als Beschichtungsdorn (72) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsdorn (72) eine Beschichtungsflache (74) besitzt .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsdorn (72) als Kegelstumpf mit einer konischen Beschichtungsfläche (74) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsdorn (72) eine Ringfuge (101) besitzt, wobei die Ringfuge (101) umlaufend ausgebildet ist und zur Beherbergung der Flüssigkeit dient.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Ringfuge (101) Zuführungen (102) besitzt, die aus einer Zuführbohrung (103) in dem Dorn (91, 100, 108) Beschichtungsflüssigkeit in die Ringfuge (101) führen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn eine Außenkontur besitzt, die der Innenkontur eines zu beschichtenden Lochs (54, 71, 109) bzw. einer zu beschichtenden Lochkante entspricht .
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsdorn (72) radial ausfahrbare Segmente (90) besitzt.
14. Verfahren zum Beschichten von Schnittkanten eines Bauteils, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stempelfläche (116) eines Stempels (66) mit einer Flüssigkeit versehen wird, die auf eine Schnittfläche aufgetragen werden soll und anschließend die Stempelfläche (116) oder die auf der Stempelfläche (116) befindliche Flüssigkeit mit einer Schnittkante derart in Berührung gebracht wird, dass die aufzutragende Flüssigkeit auf die Kante aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (66) zum Beschichten einer Schnittkante mit seiner Stempel- bzw. Beschichtungsflache in ein Flüssigkeitsbad getaucht wird, dabei die aufzubringende Flüssigkeit auf die Stempelfläche (116) gelangt und anschließend der Stempel (66) aus dem Flüssigkeitsbad heraus auf eine zu beschichtende Kante geführt wird, so dass die aufzu- bringende Flüssigkeit auf eine zu beschichtende Kante (39) gelangt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch entsprechende Zuführbohrungen aus dem Stempel (66) heraus auf die Stempelfläche (116) gebracht und dort verteilt wird und anschließend auf eine zu beschichtende Kante geführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stempelfläche (116) ein Flüssigkeitswulst oder eine Flüssigkeitsmenge gebildet wird, welche durch Abstreifen auf eine zu beschichtende Kante aufgebracht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit dadurch auf die Kante aufgebracht wird, dass die die Flüssigkeit tragende Stempelkante (14) formschlüssig auf die zu beschichtende Kante aufgebracht wird oder gering beabstandet zur Kante die zu beschichtende Kante in den auf der Stempelkante (14) befindliche Flüssigkeit soweit eingetaucht, dass die Flüssigkeit auf die Kante aufspreitet.
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