EP0995819B1

EP0995819B1 - Apparatus for treating workpieces

Info

Publication number: EP0995819B1
Application number: EP19990120189
Authority: EP
Inventors: Helmut Stepancik
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-09
Publication date: 2003-12-17
Anticipated expiration: 2019-10-09
Also published as: EP0995819A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Werkstücken mit mindestens einer der Oberflächenbehandlung der Werkstücke dienenden Einheit, in der die Werkstücke im Durchlauf mit Strom behandelbar sind, wobei die Werkstücke transportierende Träger eine Halteeinrichtung für die Werkstücke und eine Einrichtung für die Stromeinleitung in die Werkstücke aufweisen.The invention relates to a device for the treatment of Workpieces with at least one of the surface treatment the workpiece serving unit, in which the workpieces in the Passable with electricity are treatable, with the workpieces transporting carrier a holding device for the Workpieces and a device for the introduction of electricity in have the workpieces.

Grössere Werkstücke wie beispielsweise Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten können mit einem Farbauftrag versehen werden, wobei der Farbauftrag beispielsweise mittels eines Pulverbeschichtungsverfahrens erfolgt. Die Werkstücke werden dabei vorbehandelt, pulverbeschichtet und anschliessend nachbehandelt. Die Vorbehandlung umfasst im wesentlichen beispielsweise Entfetten und Spülen, danach Anodisieren, danach beispielsweise Spülen und Trocknen. Die Nachbehandlung umfasst im wesentlichen beispielsweise das Einbrennen des auf dem Werkstück aufgetragenen Farbpulvers. Ausser der Anodisierung werden die Werkstücke im Durchlaufverfahren behandelt, wobei die Werkstücke kontinuierlich eine Behandlungseinheit durchlaufen und beim Durchlauf während einer bestimmten Durchlaufzeit in der jeweiligen Behandlungseinheit verweilen. Zur Anodisierung von grösseren Werkstücken mit entsprechend grossen Oberflächen wie beispielsweise mit Rippen versehene Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten sind grosse Ströme notwendig, weshalb die Beschickung des Anodisierbeckens in einzelnen Chargen vorgenommen werden muss. Die Werkstücke werden vom Fördermittel der vorangehenden Behandlungseinheit übernommen wobei mehrere Werkstücke in geeigneten, korbähnlichen Gebinden oder auf gemeinsamen Trägern angeordnet, im Becken eingetaucht und an Stromkabel angeschlossen werden. Nach der Strombehandlung müssen die Gebinde oder Träger aus dem Becken gehoben und dem Fördermittel der nachfolgenden Behandlungseinheit übergeben werden. Larger workpieces such as escalator steps or pavement pallets can with a paint job be provided, the paint application, for example by means of a powder coating process. The Workpieces are pretreated, powder coated and subsequently aftertreated. The pretreatment includes in the essentially degreasing and rinsing, for example Anodize, then rinse and dry, for example. The Post-treatment essentially comprises, for example, the Burning in the paint powder applied to the workpiece. Except the anodization, the workpieces are in Continuous process treated, with the workpieces continuously undergo a treatment unit and at Pass for a certain lead time in the dwell on each treatment unit. For anodization of larger workpieces with correspondingly large Surfaces such as ribbed Escalator steps or pavement pallets are big streams necessary, which is why the charge of the anodizing tank in individual batches must be made. The workpieces be funded by the preceding Treatment unit taken over with several workpieces in suitable, basket-like containers or on common Straps arranged, immersed in the basin and connected to power cables be connected. After the current treatment, the Container or carrier lifted from the pelvis and the Transfer funds of the subsequent treatment unit become.

Nachteilig beim bekannten Pulverschichtungsverfahren ist der chargenweise Fertigungsablauf beim Anodisieren. Die chargenweise Beschickung des Anodisierbeckens begrenzt die Produktionsleistung der gesamten Pulverbeschichtungsanlage.A disadvantage of the known powder coating method the batchwise production process during anodizing. The batch loading of the anodizing tank limits the Production output of the entire powder coating plant.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und schlägt eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung vor, mittels der eine markante Produktivitätssteigerung möglich ist.The invention aims to remedy this situation. The invention, as characterized in claim 1 solves the task to avoid the disadvantages of the known device and proposes a device for surface treatment, by means of a significant increase in productivity possible is.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass sämtliche Behandlungsschritte im Durchlauf durchführbar sind, wobei zur Förderung der Werkstücke lediglich ein einziges sich kontinuierlich bewegendes Fördermittel nötig ist. Die Durchlaufbehandlung verbessert die Qualität der Oberfläche und erhöht den Ausstoss der Anlage und ist zudem weniger personalintensiv.The advantages achieved by the invention are in essential to see that all Treatment steps in the run are feasible, wherein to promote the workpieces only a single itself continuously moving conveyor is needed. The Continuous treatment improves the quality of the surface and increases the output of the system and is also less labor intensive.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention is based on a Embodiment illustrative drawings closer explained.

Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken,
Fig. 2: eine Einheit zur Strombehandlung der Werkstücke im Durchlauf,
Fig. 3: eine Frontansicht eines Trägers für den kontinuierlichen Transport eines Werkstückes,
Fig. 4: eine Seitenansicht des Trägers für den kontinuierlichen Transport eines Werkstückes,
Fig. 5: Einzelheiten des Trägers und
Fig. 6: eine räumliche Darstellung des Trägers.

Show it:

Fig. 1: a schematic representation of a device for the surface treatment of workpieces,
Fig. 2: a unit for current treatment of the workpieces in a single pass,
Fig. 3: a front view of a carrier for the continuous transport of a workpiece,
Fig. 4: a side view of the carrier for the continuous transport of a workpiece,
Fig. 5: Details of the carrier and
Fig. 6: a spatial representation of the carrier.

In den Fig. 1 bis 6 ist mit 1 eine Einrichtung zur Pulverbeschichtung von Werkstücken 2 beispielsweise Fahrtreppenstufen oder Fahrsteigpaletten aus Aluminiumdruckguss bezeichnet. Andere Werkstücke wie beispielsweise Autofelgen können mit derselben Einrichtung oberflächenbehandelt, bzw. pulverbeschichtet werden. Nicht dargestellt ist ein Aufgabebereich, in dem beispielsweise ein Werkstück 2 an einem Träger 3 angeordnet wird. Die Träger 3 sind mittels eines endlosen Fördermittels 4 kontinuierlich durch die Pulverbeschichtungseinrichtung 1 beispielsweise mit 2,5 m/min bewegbar. Nach dem kontinuierlichen Durchlauf durch die Pulverbeschichtungseinrichtung 1 werden die Werkstücke 2 in einem nicht dargestellten Abnahmebereich den durchlaufenden Trägern 3 entnommen. Verweildauer und Behandlungstemperatur in den Behandlungseinheiten sind abhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche, des Materials, der Topographie, etc. des zu behandelnden Werkstückes 2 und können von den untenstehenden Wertangaben abweichen. Zu Beginn des Pulverbeschichtungsverfahrens durchlaufen die Werkstücke 2 eine Entfettungseinheit 5, in der sie beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 70°C und einer Verweildauer von etwa 90 Sekunden entfettet werden. Anschliessend durchlaufen die Werkstücke 2 eine erste Spüleinheit 6 mit einer Verweildauer von etwa 30 Sekunden. In einer der ersten Spülung nachgeschalteten Strombehandlungseinheit 7, auch Anodisiereinheit 7 genannt wird die Werkstückoberfläche mit grossem Strom während beispielsweise zwei Minuten bei 25°C behandelt. Einzelheiten zur Strombehandlung sind weiter unten erläutert. Nach der Strombehandlung werden die Werkstücke 2 in einer zweiten Spüleinheit 8 gespült. Der Vorgang dauert etwa 90 Sekunden. In der nachfolgenden Trocknereinheit 9 wird das noch am Werkstück haftende Spülwasser während etwa neun Minuten und etwa 50°C getrocknet. Zur Kühlung der Werkstücke 2 ist eine erste Kühlstrecke 10 vorgesehen, auf der die Werkstücke 2 nach der Trocknereinheit 9 während etwa 23 Minuten auskühlen. Die Werkstücke sind nun fertig vorbereitet für den Auftrag des Farbpulvers in einer ersten Pulvereinheit 11 bzw. einer zweiten Pulvereinheit 12. Die zweite Pulvereinheit 12 kann auch umfahren werden. In der Pulvereinheit 11, 12 werden die Werkstücke mit Farbpulver besprüht, wobei sich das elektrisch aufgeladene Farbpulver am Werkstück 2 festsetzt. In der anschliessenden Einbrenneinheit 13 verweilen die gepulverten Werkstücke 2 beispielsweise während etwa 16 Minuten bei etwa 220°C, wobei die Pulverkörner durch die Einwirkung der Hitze zu einer festen Schicht verschmelzen. Nach dem Einbrennen verweilen die Werkstücke 2 auf einer zweiten, nicht dargestellten Kühlstrecke beispielsweise während 16 Minuten. Danach gelangen die fertig beschichteten Werksücke 2 zu dem oben genannten Abnahmebereich.1 to 6 with 1 is a device for Powder coating of workpieces 2, for example Escalator steps or pavement pallets Die-cast aluminum called. Other workpieces like For example, car rims can use the same device surface treated or powder coated. Not shown is a task area in which, for example a workpiece 2 is arranged on a support 3. The Carrier 3 are by means of an endless conveyor 4 continuously through the powder coating device 1 for example, with 2.5 m / min movable. After this continuous passage through the Powder coating device 1, the workpieces 2 in a non-illustrated acceptance area the continuous Carriers 3 taken. Residence time and treatment temperature in the treatment units are dependent on the Texture of the surface, the material, the Topography, etc. of the workpiece to be treated 2 and may differ from the values given below. To The beginning of the powder coating process go through the Workpieces 2 a degreasing unit 5, in which they for example, at a temperature of about 70 ° C and a Dwell time of about 90 seconds to be degreased. Subsequently, the workpieces 2 pass through a first Rinsing unit 6 with a residence time of about 30 seconds. In one of the first flush downstream Current treatment unit 7, also called Anodisiereinheit 7 the workpiece surface will be with a large current during For example, treated at 25 ° C for two minutes. Details of the current treatment are below explained. After the current treatment, the workpieces are 2 rinsed in a second rinsing unit 8. The process takes about 90 seconds. In the following dryer unit 9 is still adhering to the workpiece rinse water while about dried for about nine minutes and about 50 ° C. For cooling the Workpieces 2, a first cooling section 10 is provided on the workpieces 2 after the dryer unit 9 during to cool for about 23 minutes. The workpieces are now finished prepared for the order of color powder in a first Powder unit 11 and a second powder unit 12. Die second powder unit 12 can also be bypassed. In the Powder unit 11, 12 are the workpieces with color powder sprayed, with the electrically charged paint powder on the workpiece 2 sets. In the following Burn-in unit 13 dwell on the powdered workpieces 2 for example, for about 16 minutes at about 220 ° C, wherein the powder grains by the action of heat to a solid layer merge. After baking Do not rest the workpieces 2 on a second shown cooling section, for example, during the 16th Minutes. Afterwards, the finished coated work piece arrives 2 to the above acceptance area.

Fig. 2 zeigt einen in Fig. 1 mit A bezeichneten Ausschnitt der Einrichtung zur Pulverbeschichtung 1, wobei der Ausschnitt A die Strombehandlungseinheit 7, bzw. die Anodisiereinheit 7 zeigt. Das die Träger 3 fortbewegende Fördermittel 4 ist über einem Becken 14 abgesenkt, sodass die Werkstücke 2 in Durchlaufrichtung 15 gesehen in ein Bad 16 eingetaucht werden und nach der oben genannten Verweilzeit am Ende des Beckens wieder aus dem Bad 16 gehoben werden. Im Beckenbereich ist eine parallel zur Laufbahn des Fördermittels 4 verlaufende Stromzuführung 17 beispielsweise eine Stromschiene angeordnet. Jeder Träger 3 ist mit einem Stromabnehmer 18 mit beispielsweise Schleifoder Rollenkontakten versehen, die den Träger 3 mit der Stromzuführung elektrisch verbinden. Zur optimalen Ausnutzung der Beckenlänge wird die Verbindung beim Absenken des Trägers 3 hergestellt und beim Anheben des Trägers 3 unterbrochen. Mit der durchlaufenden Strombehandlung werden der Korrosionsschutz und die Hafteigenschaften verbessert.FIG. 2 shows a section designated by A in FIG. 1 the device for powder coating 1, wherein the Section A, the current treatment unit 7, or the Anodising unit 7 shows. That the carrier 3 locomotive Conveyor 4 is lowered over a basin 14, so the workpieces 2 seen in the direction of passage 15 in a bath 16 are dipped and after the above Dwell time at the end of the pool again from the bath 16 be lifted. In the pelvic area is a parallel to the Running track of the conveyor 4 extending power supply 17th for example, arranged a busbar. Each carrier 3 is with a current collector 18 with, for example, grinding or Provided roller contacts, the carrier 3 with the Electrically connect the power supply. To the optimum Use of the pelvic length is the connection at Lowering of the carrier 3 made and when lifting the Support 3 interrupted. With the continuous Electricity treatment will be the corrosion protection and the Adhesive properties improved.

Der Strom fliesst von der Stromzuführung 17 über den Stromabnehmer 18 auf den Träger 3 und vom Träger 3 auf das Werkstück 2, vom Werkstück 2 auf das Bad 16 und vom Bad auf das Becken 14. Bei der Strombehandlung müssen grosse Ströme bzw. Stromdichten in der Grössenordnung von etwa 2 A/dm² durch das Werkstück 2 geleitet werden. Dies ergibt beispielsweise bei einer Oberfläche von 3 m² einer Fahrtreppenstufe eine Stromstärke von etwa 600 A pro Fahrtreppenstufe bei einer Spannung von 18 bis 20 V. Wegen dieser Stromstärken und deren Einleitung in das Werkstück 2 war die Fachwelt bisher der Ansicht, dass eine Strombehandlung bzw. Anodisierung im Durchlaufverfahren nicht durchführbar sei. Ein weiteres Hindernis stellten die Anforderungen an den Träger 3 des Werkstückes 2 dar, nämlich kleiner ohmscher Widerstand wegen der Übertragung grosser Ströme, weitgehend korrosionsbeständige, temperaturbeständige und oxidationsbeständige Kontaktflächen und eine einfache Halterung des Werkstückes mit ausreichender Kontaktfläche zur Stromeinleitung. The current flows from the power supply 17 via the current collector 18 on the carrier 3 and the carrier 3 to the workpiece 2, from the workpiece 2 to the bath 16 and from the bathroom to the pool 14. In the current treatment large currents or current densities in the Order of about 2 A / dm ^{2 are passed} through the workpiece 2. This results in a surface of 3 m ² an escalator stage, for example, a current of about 600 A per escalator stage at a voltage of 18 to 20 V. Because of these currents and their introduction into the workpiece 2, the art was previously the view that a current treatment or Anodization in a continuous process is not feasible. Another obstacle were the requirements of the support 3 of the workpiece 2, namely small ohmic resistance due to the transmission of large currents, largely corrosion-resistant, temperature-resistant and oxidation-resistant contact surfaces and a simple mounting of the workpiece with sufficient contact surface for power input.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen Träger 3, der den oben genannten Anforderungen entspricht. Der bügelförmige Träger 3 besteht aus einem Fahrwerk 19, das in Wirkverbindung mit dem Fördermittel 4 steht, aus dem weiter oben genannten Stromabnehmer 18, aus einem zwischen Fahrwerk 19 und einem Bügel 20 angeordneten Isolierstück 19.1 und aus dem gabelförmigen Bügel 20 mit einem ersten Schenkel 21 und einem zweiten Schenkel 22, wobei je Schenkel 21, 22 eine erste Halteklaue 23 bzw. eine zweite Halteklaue 24 angeordnet ist. Die in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigte Fahrtreppenstufe 2 weist eine rückwärtige Rippe 25 auf, an der die Fahrtreppenstufe 2 von den Halteklauen 23, 24 festgehalten wird. Durch die Einwirkung der Schwerkraft der Fahrtreppenstufe 2 bilden die gabelförmigen Halteklauen 23, 24 zusammen mit der Rippe 25 durch Verkantung eine selbsthaltende Verbindung, über welche Verbindung der oben genannte Strom zur Strombehandlung fliessen muss. Bei Aluminium ist zur Stromübertragung 1 mm² pro 1 A nötig. Falls die Halteklauen 23, 24 aus Titan bestehen ist zur Stromübertragung 1 mm² pro 0,1 A nötig. Bei einem Behandlungsstrom von 500 A sind bei Titan je Halteklaue 23, 24 eine Fläche von 5 cm mal 5 cm notwendig.Fig. 3 and Fig. 4 show a carrier 3, which meets the above requirements. The bow-shaped support 3 consists of a chassis 19, which is in operative connection with the conveyor 4, from the pantograph 18 mentioned above, from an arranged between the chassis 19 and a bracket 20 insulating 19.1 and from the fork-shaped bracket 20 with a first leg 21st and a second leg 22, wherein each leg 21, 22 a first retaining claw 23 and a second retaining claw 24 is arranged. The escalator step 2 shown in Fig. 3 and Fig. 4 has a rear rib 25 on which the escalator step 2 is held by the retaining claws 23, 24. By the action of the gravity of the escalator step 2, the fork-shaped retaining claws 23, 24 together with the rib 25 by tilting a self-sustaining connection, via which connection the above-mentioned power must flow to the current treatment. For aluminum, 1 mm ² per 1 A is required for power transmission. If the retaining claws 23, 24 are made of titanium is required for power transmission 1 mm ² per 0.1 A. At a treatment current of 500 A, an area of 5 cm by 5 cm is necessary for each holding claw 23, 24 in the case of titanium.

Fig. 5 zeigt einen in Fig. 4 mit B bezeichneten Ausschnitt der elektrischen Isolierung des Bügels 20 gegenüber dem Fahrwerk 19. Ein mit 19.2 bezeichneter Bolzen wird vom Fahrwerk 19 gehalten. Das Isolierstück 19.1 unschliesst den Bolzen 19.2, wobei das Isolierstück 19.1 den vom Bolzen 19.2 getragenen Bügel 20 gegenüber dem Fahrwerk 19 elektrisch isoliert.Fig. 5 shows a designated in Fig. 4 with B section the electrical insulation of the bracket 20 relative to the Chassis 19. A bolt marked 19.2 will be replaced by the Chassis 19 held. The insulating piece 19.1 unlocks the Bolt 19.2, wherein the insulating piece 19.1 from the bolt 19.2 worn bracket 20 relative to the chassis 19th electrically isolated.

Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Trägers 3 und des Fördermittels 4. Das Fahrwerk 19 weist Rollen 19.3 auf, die mittels einer C-förmigen Laufbahn 4.1 geführt sind. Die Laufbahn 4.1 ist Bestandteil des Fördermittels 4, wobei der Trägerantrieb nicht dargestellt ist. Die am Bügel 20 angeordneten Stromabnehmer 18 sind als federnde Kontakte ausgebildet, die auf der je Bügelseite angeordneten als Stromschiene ausgebildeten Stromzuführung 17 schleifen. Die erste Halteklaue 23 besteht aus einer ersten Tragplatte 23.1 und aus einer ersten Halteplatte 23.2. Die zweite Halteklaue 24 besteht aus einer zweiten Tragplatte 24.1 und aus einer zweiten Halteplatte 24.2. Wie weiter oben erwähnt wird die rückwärtige Rippe 25 der Fahrtreppenstufe 2 zwischen den Tragplatten 23.1, 24.1 und den Halteplatten 23.2, 24.2 angeordnet und unter Einwirkung der Schwerkraft verkeilt. Die Oberflächen der Tragplatten 23.1, 24.1 und der Halteplatten 23.2, 24.2 sind so bemessen, dass die weiter oben dargestellte Kontaktfläche zur Stromeinleitung in die rückwärtige Rippe 25 sichergestellt ist.Fig. 6 shows details of the carrier 3 and the Conveyor 4. The chassis 19 has rollers 19.3, the are guided by means of a C-shaped track 4.1. The Track 4.1 is part of the conveyor 4, wherein the Carrier drive is not shown. The at the temple 20 arranged pantograph 18 are as resilient contacts formed, which is arranged on the per-strap side as Grub rail formed power supply 17 grind. The first retaining claw 23 consists of a first support plate 23.1 and from a first holding plate 23.2. The second Holding claw 24 consists of a second support plate 24.1 and from a second holding plate 24.2. As mentioned above becomes the rear rib 25 of escalator step 2 between the support plates 23.1, 24.1 and the holding plates 23.2, 24.2 arranged and under the action of gravity wedged. The surfaces of the support plates 23.1, 24.1 and the holding plates 23.2, 24.2 are dimensioned so that the above contact surface for power input is ensured in the rear rib 25.

Die oben genannte Einheit 7 zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken 2 im Durchlauf mittels grossen Strömen kann auch einzeln oder in anderen nicht der Pulverschichtung von Werkstücken dienenden Einrichtungen zur Oberflächenbeandlung verwendet werden.The above-mentioned unit 7 for surface treatment of Workpieces 2 in the passage by means of large currents can also individually or in others not the powder stratification of Workpiece serving facilities for Oberflächenbeandlung be used.

Claims

Equipment for treatment of workpieces (2), with at least one unit (7), which serves for the surface treatment of the workpieces and in which the workpieces (2) are treatable by current in continuous running operation, wherein carriers (3) transporting the workpieces (2) comprise a retaining device (23, 24) for the workpieces (2) and a device for current introduction into the workpieces (2), characterised in that a fork-shaped bracket (20) with a first limb (21) and a second limb (22) is provided, wherein a first retaining claw (23) and a second retaining claw (24), at which the workpiece (2) is held under the effect of gravity, are provided one at each limb (21, 22).
Equipment according to claim 1, characterised in that the retaining claws (23, 24) have contact surfaces (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) for current introduction into the workpiece (2).
Equipment according to claim 2, characterised in that current take-offs (18), which stand in contact with a current feed (17) during transit through the current-treating unit (7), are arranged at the bracket (20).
Equipment according to one of the preceding claims, characterised in that the carrier (3) for the running-through of the workpieces (2) comprises a chassis (19) which stands in connection with the bracket (20) and which is movable along a track (4.1 ) of a conveying means (4).
Equipment according to claim 4, characterised in that an insulating member (19.1), which serves for the electrical insulation of the bracket (20) relative to the chassis (19) and encloses a pin (19.2) supported by the chassis (19) and stands in connection with the bracket (20), is provided.