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Patent Searching and Data


Title:
COAT CONSISTING OF A PLASTIC COATING AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/032323
Kind Code:
A2
Inventors:
WILBUER KLAUS (DE)
HORSTHEMKE HELMUT (DE)
GUGAU MANFRED (DE)
TROSSMANN TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/009259
Publication Date:
June 08, 2000
Filing Date:
November 29, 1999
Export Citation:
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Assignee:
METALLVEREDLUNG GMBH & CO KG (DE)
WILBUER KLAUS (DE)
HORSTHEMKE HELMUT (DE)
GUGAU MANFRED (DE)
TROSSMANN TORSTEN (DE)
International Classes:
B05D1/36; B05D5/00; B05D7/24; C09D5/03; C09D7/12; C09D201/00; (IPC1-7): B05D5/00; G11B5/00
Other References:
See references of EP 1140377A1
Attorney, Agent or Firm:
STENGER, WATZKE & RING (Kaiser-Friedrich-Ring 70 Düsseldorf, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Beschichtung aus einem auf Basis mindestens eines Polymerwerkstoffes gebildeten Überzug (2), der wenigstens eine in die Matrix des Polymerwerkstoffes eingelagerte, eigenschaftsverändernde Komponente beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (2) aus mehreren schichtartigen Bereichen gebildet ist, von denen zumindest einer die eigenschaftsverändernde Komponente beinhaltet.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einzelnen schichtartigen Bereiche bezüglich der eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten und/oder der verwendeten Polymerwerkstoffe unterscheiden.
3. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der in einem schichtartigen Bereich eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten in Schichtdickenrichtung variiert.
4. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen schichtartigen Bereiche der Oberflächenkontur des Grundwerkstoffes (1) folgend übereinander angeordnet sind.
5. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen schichtartigen Bereiche der Oberflächenkontur des Grundwerkstoffes (1) folgend nebeneinander angeordnet sind, wobei die sich zwischen je zwei unterschiedlichen Bereichen erstreckende Trennungslinie quer zur Oberflächenkontur des Grundwerkstoffes (1) verläuft.
6. Beschichtung, bestehend aus einem auf Basis wenigstens eines Polymerwerkstoffs gebildeten Kunststoffüberzug und einem in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten Zusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff magnetisierbare Teilchen enthält.
7. Beschichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff als magnetisierbare Teilchen Chromdioxid enthält.
8. Beschichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff eigenschaftsverändernde Komponenten beinhaltet.
9. Beschichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus mehreren schichtartigen Bereichen besteht.
10. Beschichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einzelnen Bereiche hinsichtlich des eingelagerten Zusatzstoffs und/oder des verwendeten Polymerwerkstoffs unterscheiden.
11. Beschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des eingelagerten Zusatzstoffs innerhalb eines schichtartigen Bereichs variiert.
12. Beschichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Oberfläche aufweist, die aus in verschiedenen Ebenen liegenden Schichtbereichen gebildet ist.
13. Beschichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß untere Schichten zumindest bereichsweise durch Abtragen oberer Schichten oder Abdecken unterer Schichten beim Aufbringen oberer Schichten freigelegt sind.
14. Beschichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche strukturiert ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, bei der mindestens ein Polymerwerkstoff unter Zugabe wenigstens einer eigenschaftsverändernden Komponente auf die zu beschichtende Oberfläche eines Grundwerkstoffes (1) aufgetragen und durch anschließende Energiezufuhr vernetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff in Abhängigkeit der beigemengten, eigenschaftsverändernden Komponente schichtartige Bereiche ausbildend aufgetragen wird. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff in einem Arbeitsgang mit der eigenschaftsverändernden Komponente vermengt und auf die zu beschichtende Oberflache aufgetragen wird. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymerwerkstoff vor einem Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche die eigenschaftsverändernde Komponente beigemengt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff in flüssiger Form aufgetragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrixwerkstoff eine Kombination unterschiedlicher Polymerwerkstoffe verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung unter Verwendung eines elektrostatischen Feldes durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung unter Verwendung wellenlängenspezifischer Strahlung durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schichtartigen Bereiche mit unterschiedlicher Schichtdicke ausgebildet werden. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, bei dem der Polymerwerkstoff auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen und durch anschließende Energieeinwirkung polymerisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymerwerkstoff zur Schaffung eines zumindest bereichsweise magnetisierbaren Kunststoffüberzugs ein magnetisierbare Teilchen enthaltener Zusatzstoff beigemengt wird.
16. 24 Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff sowie der Zusatzstoff pulverförmig aufgetragen werden.
17. 25 Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff in flüssiger Form aufgetragen wird.
18. 26 Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vorbestimmung der gewünschten Schichtdicke und in Kenntnis der Auftragsmenge pro Zeit über eine WegZeitSteuerung die exakte Auftragsmenge zur Erzielung der vorbestimmten Schichtdicke steuerbar ist.
19. 27 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schichtdickenmessung berührungslos durchgeführt wird.
20. 28 Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdickenmessung mittels Ultraschall durchgeführt wird.
21. 29 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung derart erfolgt, daß keine Vernetzung stattfindet und daß bei Fehlern die aufgebrachte Schicht entfernt und das Werkstück neu beschichtet werden.
22. 30 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß obere Schichten zur Freilegung von unteren Schichten abgetragen werden.
23. 31 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche strukturiert wird.
24. 32 Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung vor dem Vernetzen, jedenfalls vor dem endgültigen Erstarren während der Polymerisation durchgeführt wird.
25. 33 Vorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung mit einer den Polymerwerkstoff auf die zu beschichtende Oberfläche auftragenden Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungseinrichtung vorgesehen ist, die dem Polymerwerkstoff eigenschaftsverändernde Komponenten beimengt.
26. 34 Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung die eigenschaftsverändernden Komponenten dem Polymerwerkstoff zeitgleich mit dessen Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche beimengt.
27. 35 Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsrichtung die eigenschaftsverändernden Komponenten dem Polymerwerkstoff vor dessen Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche beimengt.
28. 36 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Meßeinrichtung die Zuführung der eigenschaftsverändernden Komponenten nach Art und Menge erfaßt und eine der Art und/oder Menge entsprechendes Signal abgibt und die dieses Signal mit einer vorgebbaren Referenzgröße vergleicht und bei Gleichheit die Zuführung beendet.
29. 37 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungseinrichtung vorgesehen ist, die dem Polymerwerkstoff einen magnetisierbare Teilchen enthaltenen Zusatzstoff beimengt.
30. 38 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetisiereinrichtung vorgesehen ist, die in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerte magnetisierbare Teilchen selektiv magnetisiert.
31. 39 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Regelanlage zur WegZeitSteuerung aufweist.
32. 40 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Vorrichtung zur berührungslosen Dickenmessung aufweist.
33. 41 Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß dies eine UltraschalldickenmeßEinrichtung ist.
34. 42 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Einheit zum Abblasen einer aufgebrachten Beschichtung aufweist.
35. 43 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Einheit zum Abtragen oberer Schichten und Freilegen unterer Schichten aufweist.
36. 44 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Einheit zur Strukturierung der Oberfläche der Beschichtung aufweist.
Description:
Beschichtung aus Kunststoffüberzuq. Verfahren sowie Vorrichtung zu dessen Herstelluna Die Erfindung betrifft eine Beschichtung, bestehend aus einem auf Basis wenigstens eines Polymerwerkstoffs gebildeteten Kunststoffüberzug und einem in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten Zusatzstoff.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, bei dem der Polymerwerkstoff auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen und durch anschließende Energieeinwirkung polymerisiert wird.

Die Erfindung betrifft desweiteren eine Vorrichtung mit einer den Polymerwerkstoff zu beschichtende Oberflache auftragenden Anordnung.

Die Herstellung eines aus einem Grundwerkstoff und einer auf die Oberfläche des Grundwerkstoffs aufgetragenen gattungsgemäßen Beschichtung gebildeten Werkstoffverbundes ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Erzielt wird hierdurch eine Funktionstrennung, wobei die Beschichtung Kontakffunktionen und der Grundwerkstoff Tragfunktionen übernimmt. Die Eigenschaften eines solchen Werkstoffverbundes können für den jeweiligen Anwendungsfall durch die Wahl der Materialien variiert werden, wobei die Form, die Steifigkeit und die Festigkeit des Werkstoffverbundes durch den Grundwerkstoff und die Oberflächeneigenschaften durch die Beschichtung bestimmt werden.

Gängige Praxis ist es, den Kunststoffüberzug auf Basis eines Polymerwerkstoffes, wie z. B. eines Duroplast-oder Thermoplastwerkstoffes, herzustellen, wobei in die Matrix des Polymerwerkstoffes zusätzliche Komponenten eingelagert werden können, wodurch eine Veränderung der Oberflächeneigenschaften ermöglicht wird. So ist beispielsweise aus der EP 0 667 931 B1 eine Kolben-Zylinder-Einheit bekannt, bei der die Zylinderinnenoberfläche des Kolbens mit einer Kunststoffschicht versehen ist, die mindestens eine Komponente zur Verbesserung der Trockenschmiereigenschaften enthält. Ferner ist es aus dieser Druckschrift bekannt, daß als Kunststoff ein dreidimensional vernetzender Duroplaststaub oder-pulver auf die zu beschichtende Zy ! inderinnenoberf) äche aufgetragen und mindestens das Duroplast anschließend durch Erwärmen vernetzt wird. Dem Duroplaststaub oder-pulver werden vor dem Auftrag auf die zu beschichtende Zylinderinnenoberfläche zusätzliche Komponenten in Form von Additiven beigegeben, wobei mindestens eine Komponente die Trockenschmiereigenschaften der Zylinderinnenoberfläche verbessert.

Nachteilig bei den vorbekannten Werkstoffverbunden ist jedoch, daß die Möglichkeiten der gezielten Einflußnahme auf die durch den Kunsstoffüberzug bestimmten Oberflächeneigenschaften des Werkstoffverbundes nicht ausreichen, um auch Komplexbeanspruchungen des Werkstoffverbundes gerecht zu werden.

Beispielsweise ist es im Zuge der automatisierten Herstellung von unabdingbarer Notwendigkeit, die Position eines Werkstückes sowohl während des Herstellungsprozesses als auch im Anschluß daran, beispielsweise zu Montagezwecken, bestimmen zu können. Ebenso gibt es eine Vielzahl von Fällen, in denen die Identifizierung eines Werkstücks von elementarer Bedeutung ist.

Derartige Fälle umfassen die Überprüfung des Vorhandenseins von Werkstücken oder Baugruppen an nicht zugänglichen Stellen, beispielsweise montagetechnisch im Automobilbau, sicherheitstechnische Aspekte wie beispielsweise Diebstahlssicherung, Bewegungserkennung und dergleichen.

Zur Positionierung von Werkstücken ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Reed-Elemente zu verwenden, die unter der Werkstückoberfläche angebracht werden. Stand der Technik sind darüber hinaus die Messung des elektrischen Widerstandes, der sich in Abhängigkeit von der Werkstückposition verändert, sowie ein inkrementelles Prinzip, wobei ein elektromagnetischer Sensor im Zylinderkopf berührungslos spezielle Strukturen, die sich unter einer oberflächlichen Beschichtung befinden, abtastet.

Zur Identifizierung von noch zu beschichtenden oder auch von bereits den Beschichtungsprozeß durchlaufenen Werkstückoberflächen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Barcodes, integrierte Schaltungen oder Schwingkreise zu verwenden, die auf dem zu identifizierenden Werkstück bzw. der zu identifizierenden Werkstückoberflache aufzubringen sind.

Die Verwendung von Reed-Elementen, Barcodes Sensoren und anderen elektronischen Bauteilen ist jedoch mit Nachteilen verbunden. Sie sind in einem zusätzlichen Arbeitsschritt an dem jeweiligen Werkstück bzw. unter der Werkstückoberfläche für eine Positionsbestimmung bzw. Identifizierung anzuordnen. Zudem ermöglichen Reed-Elemente in nachteiliger Weise lediglich eine eindimensionale Positionsbestimmung.

Insgesamt gibt es bisher im Stand der Technik keine für die wirtschaftliche aber dennoch hochpräzise und industrielle Fertigung geeignete Verfahren zum Ausbilden entsprechender Kunststoffschichten und zur Optimierung der Kunststoffschichten in bezug auf den jeweiligen Einsatzfall.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Beschichtung für einen Grundwerkstoff aus einem Kunststoffüberzug dahingehend weiterzubilden, daß die durch den Kunststoffüberzug bestimmten Oberflächeneigenschaften anwendungsbezogen gezielt vorgeb-und einstellbar sind, so daß sich der Werkstoffverbund auch bei Komplexbeanspruchungen gezielt einsetzen iäßt.

Gemäß einem weiteren aufgabenhaften Aspekt soll die Identifizierung von Werkstücken sowie die Positionierung auf Werkstücken ohne die Verwendung zusätzlicher Bauteile bei gleichzeitig einfacher Handhabung ermöglicht sein. Zur technischen L ö s u n g der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Kunststoffüberzug aus mehreren schichtartigen Bereichen gebildet ist, von denen zumindest einer die eigenschaftsverändernde Komponente beinhaltet.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkstoffverbund gemäß einem ersten Lösungsansatz wird demzufolge vorgeschlagen, den auf die Oberfläche des Grundwerkstoffes aufgebrachte Kunststoffüberzug aus mehreren schichtartigen Bereichen aufzubauen und Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung zu schaffen, die in ihren Eigenschaften voneinander unabhängig einstellbar sind. Mit Vorteil wird zudem vorgeschlagen, daß sich die einzelnen schichtartigen Bereiche bezüglich der eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten und/oder bezüglich der verwendeten Polymerwerkstoffe unterscheiden, wodurch die in den einzelnen Bereichen geforderten Eigenschaften auch hinsichtlich sehr komplexer Beanspruchungen gezielt auswählenbar und anwendungsspezifisch festlegbar sind.

Eigenschaftsverändernde Komponente im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet in die Polymermatrix einzulagernde mitvernetzende oder nicht mitvernetzende Zusatzstoffe, die die Oberflächeneigenschaften verbessern, verändern, optimieren oder dergleichen, beispielsweise die Schmiereigenschaften, die wasserabweisende Eigenschaft oder dergleichen beeinflussen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung variiert die Konzentration der in einem schichtartigen Bereich eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten in Schichtdickenrichtung. Die Auslegung der Schichteigenschaften in Abhängigkeit von der Schichtdicke ist dabei insbesondere dann von Vorteil, wenn zwischen zwei unterschiedlichen Schichten bzw. zwischen dem Grundwerkstoff und der ersten Schicht ein fließender Übergang geschaffen werden soll.

Mit besonderem Vorteil wird desweiteren vorgeschlagen, daß die einzelnen schichtartigen Bereiche der Oberflächenkontur des Grundwerkstoffes folgend übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind. Durch die Ausbildung von sowohl übereinander als auch nebeneinander angeordneter, schichtartiger Bereiche ist die Erzeugung beanspruchungsabhängiger Schichteigenschaften nicht nur auf den funktionsbezogenen Ort der Beanspruchung begrenzt, sondern auch in Abhängigkeit von der Tiefenwirkung der Beanspruchung einstellbar.

Durch den erfindungsgemäßen Werkstoffverbund wird in vorteilhafter Weise die Möglichkeit gegeben, einen Grundwerkstoff mit einem zusammenhängenden Kunststoffüberzug zu versehen und dabei einen Kunststoffüberzug zu schaffen, der in verschiedenen Bereichen sowohl eine unterschiedliche Zusammensetzung als auch einen unterschiedlichen Aufbau aufweist und somit hinsichtlich der in den einzelnen Bereichen geforderten Eigenschaften gezielt einstellbar ist. Zu erzeugende Oberflächeneigenschaften können beispielsweise sein : Dichtungsvermögen, Kratz-und Schlagbeständigkeit, Verträglichkeit mit Schmierstoffen, Farben und Hydraulikmedien, strömungstechnische Eigenschaften, Reinigungsfähigkeit, Härte oder Recyclingfähigkeit. Dabei können in den unterschiedlichen Bereichen des Kunststoffüberzuges verschiedene Polymermatrizen vorliegen, in denen unterschiedliche eigenschaftsverändernde Komponenten eingelagert sind. Auch können die einzelnen Bereiche einschichtig strukturiert sein, wobei die Konzentration der eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten in Schichtdickenrichtung variiert. Der schichtartige Aufbau des Kunststoffüberzuges und die Möglichkeiten der gezielten Einflußnahme auf die Eigenschaften der einzelnen Bereiche gestatten es somit in vorteilhafter Weise, anwendungsspezifische Eigenschaftsprofile zu schaffen, so daß ein Werkstoffverbund zur Verfügung steht, der in vielen Bereichen einsetzbar ist. Mögliche Einsatzgebiete können beispielsweise die Lebensmittel-und Pharmaindustrie, die Umweltschutz-, Verbindungs-und Antriebstechnik, die Schiffahrt, Fluidenergiesysteme oder die Chemie-und Automobilindustrie sein.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Zusatzstoff magnetisierbare Teilchen enthält, auch wenn nur eine einschichtige Polymermatrix den Überzug bildet.

Mit der erfindungsgemäßen Beschichtung wird mithin vorgeschlagen, magnetisierbare Teilchen in die Matrix des den Kunststoffüberzug bildenden Polymerwerkstoffs einzulagern und so informationstragende Bereiche innerhalb der Beschichtung auszubilden. Die in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten magnetisierbare Teilchen können im Anschluß an die Ausbildung eines Kunststoffüberzuges unter Zuhilfenahme eines entsprechenden elektromagnetischen Schreib-und/oder Lesegerätes selektiv magnetisiert werden. Der Kunststoffüberzug übernimmt somit als Beschichtung des Grundwerkstoffs nicht nur die aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktfunktion, wie beispielsweise den Schutz gegen chemische oder korrosive Angriffe, sondern dient zugleich als Informationsträger, wobei beliebige Informationen durch die einfache Magnetisierung der in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten magnetisierbaren Teilchen durch eine entsprechende elektromagnetische Schreibeinheit aufgenommen werden können. Diese Informationen können sodann an einem von dem Magnetisierungsort unabhängigen zweiten Ort von einer entsprechenden elektromagnetischen Leseeinheit ausgelesen und weiterverarbeitet werden.

In vorteilhafter Weise stellt die erfindungsgemäße Beschichtung mithin einen dauerhaft mit dem Grundwerkstoff in Verbindung stehenden Informationsträger dar. Informationen die innerhalb der aus einem Kunststoffüberzug gebildeten Beschichtung gespeichert und bei Bedarf ausgelesen werden können, sind beispielsweise Identifizierungscodes für die Identifizierung von Werkstücken sowie Informationen zur Positionsbestimmung auf einem Werkstück. In vorteilhafter Weise lassen sich somit die für die Identifizierung bzw. Positionsbestimmung bisher erforderlichen Zusatzbauteile vermeiden. Die erfindungsgemäße Beschichtung schafft erstmals die Möglichkeit, einen auf die Oberfläche des Grundwerkstoffs aufzubringenden Kunststoffüberzug zugleich als Informationsträger zu verwenden. Dabei erfordert in vorteilhafter Weise die Ausbildung von informationstragenden Bereichen innerhalb der Beschichtung keinen zusätzlichen Herstellungs-oder Arbeitsschritt, da die in den Kunststoffüberzug eingebrachten magnetisierbare Teilchen während des Herstellungsprozesses der Beschichtung als solches eingelagert werden.

Neben einer Werkstückidentifizierung bzw. Positionsbestimmung auf einem Werkstück können die magnetisierbaren Teilbereiche der Beschichtung auch dazu verwendet werden, Informationen zu Qualitatssicherungszwecken dauerhaft zu speichern. So können beispielsweise Informationen in die Beschichtung eingebracht werden, die über den Herstellungsort, die Herstellungszeit oder aber über geometrische Abmessungen Auskunft geben. Noch innerhalb des Herstellungsprozesses können diese Daten dann zur Kontrolle der Qualität ausgelesen und mit entsprechenden Referenzgrößen verglichen werden. In vorteilhafter Weise ist die informationstragende Eigenschaft der Beschichtung von außen nicht sichtbar und stellt keine optische Beeinträchtigung dar, so daß die in die Beschichtung eingebrachten Informationen auch nach einer Fertigstellung am Werkstück verbleiben können, was die Möglichkeit auch einer späteren Zuordnung eröffnet. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Gewährleistungspflichten von Vorteil.

Neben den genannten Anwendungsbeispielen sind noch viele weitere denkbar.

Entscheidend ist, daß mit der erfindungsgemäßen Beschichtung erstmal eine Oberfächenbeschichtung bereitgestellt wird, die sowohl Kontakffunktionen zum Schutz vor äußeren Einflüssen als auch informationstragende Funktionen übernimmt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält der Zusatzstoff als magnetisierbare Teilchen Chromdioxid. Die Verwendung von Chromdioxid hat sich insofern als vorteilhaft herausgestellt, als das Chromdioxid zum einen günstige Magnetisiereigenschaften aufweist und zum anderen im magnetisierten Zustand beständig ist. Neben Chromdioxid können auch andere magnetisierbare Materialien, wie z. B. Eisenoxid, verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung beinhaltet der Zusatzstoff neben magnetisierbaren Teilchen zusatzlich eigenschaftsverandernde Komponenten. Mit Vorteil läßt sich somit ein Kunststoffüberzug ausbilden, der im Hinblick auf zu erwartende Beanspruchung gezielt ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Kunststoffüberzug aus mehreren schichtartigen Bereichen, die sich hinsichtlich des eingelagerten Zusatzstoffs und/oder des verwendeten Polymerwerkstoffs unterscheiden. Dies eröffnet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, einen Kunststoffüberzug aus mehreren schichtartigen Bereichen aufzubauen, die sich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung unterscheiden und so voneinander unabhängig in ihren Eigenschaften auf die zu erwartende Beanspruchung einstellbar sind. Auch hinsichtlich sehr komplexer Beanspruchungen können somit Eigenschaften gezielt ausgewählt und anwendungsspezifisch festgelegt werden. Auf diese Weise können auch Bereiche ausgewählt werden, die keine, ausschließlich oder in Kombination mit anderen Komponenten magnetisierbare Teilchen enthalten, so daß eine slektive, bereichsweise durchführbare Magnetisierung der Beschichtung möglich ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung variiert die Konzentration des in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten Zusatzstoffs. Eine solche Konzentrationsvariation kann beispielsweise in Schichtdickenrichtung vorliegen, wobei die Auslegung der Schichteigenschaften in Abhängigkeit von der Schichtdicke insbesondere dann von Vorteil ist, wenn zwischen zwei unterschiedlichen Bereichen bzw. zwischen dem Grundwerkstoff und dem ersten Beschichtungsbereich ein fließender Übergang geschaffen werden soll.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die einzelnen schichtartigen Bereiche über-und/oder nebeneinander angeordnet. In vorteilhafter Weise wird infolge einer derartigen Ausbildung die Erzeugung beanspruchungsabhängiger Schichteigenschaften nicht ausschließlich auf den funktionsbezogenen Ort der Beanspruchung begrenzt, sondern auch in Abhängigkeit der Tiefenwirkung der Beanspruchung einstellbar.

Durch die erfindungsgemäße Beschichtung wird in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, einen Grundwerkstoff mit einem zusammenhängenden Kunststoffüberzug auf Basis wenigstens eines Polymerwerkstoffes zu versehen und dabei eine Beschichtung auszubilden, die in verschiedenen Bereichen sowohl eine unterschiedliche Zusammensetzung als auch einen unterschiedlichen Aufbau aufweist und somit sowohl hinsichtlich der in den einzelnen Bereichen geforderten Eigenschaften gezielt einstellbar ist, als auch durch die Verwendung von magnetisierbaren Teilchen selektiv magnetisierbar ist und so als Informationsträger verwendbar ist. Zu erzeugende Oberflächeneigenschaften können dabei beispielsweise sein : Dichtungsvermögen, Kratz-und Schlagbeständigkeit, Verträglichkeit mit Schmierstoffen, Farben und Hydraulikmedien, strömungstechnische Eigenschaften, Reinigungsfähgikeit, Härte- oder Recyclingfähigkeit. Dabei können in unterschiedlichen Bereichen des Kunststoffüberzugs verschiedene Polymerwerkstoffe mit unterschiedlichen Polymermatritzen vorliegen, in denen neben magnetisierbaren Teilchen unterschiedliche eigenschaftsverändernde Komponenten eingelagert sind.

Selbstverständlich können einzelne Bereich auch einschichtig strukturiert sein, wobei eine Konzentrationsvariation des eingelagerten Zusatzstoffs sowohl in Schichtdickenrichtung als auch quer dazu vorliegen kann.

Der schichtartige Aufbau des Kunststoffüberzugs und die Möglichkeiten der gezielten Einflußnahme auf die Eigenschaften der einzelnen Bereiche gestattet in Kombination mit der Möglichkeit der Informationsspeicherung anwendungsspezifische Eigenschaftsprofile zu schaffen, so daß eine Beschichtung in Form eines Kunststoffüberzugs zur Verfügung steht, die in vielen Bereichen einsetzbar ist und die zugleich sowohl während des gesamten Herstellungsprozesses als auch im Anschluß an diesen eine Identifizierung des mit der Beschichtung versehenen Werkstücks ermöglicht. Mögliche Einsatzgebiete können beispielsweise die Lebensmittel-und Pharmaindustrie, die Umweltschutz-, Verbindungs-und Antriebstechnik, die Schiffart, Fluidenergiesysteme, die Chemie- und Automobilindustrie oder die Sicherheitstechnik sowie Warensicherung sein.

Insgesamt werden mit der Erfindung Beschichtungen vorgeschlagen, die eigenschaftsverändernde Komponenten und/oder magnetisierbare Komponenten enthalten.

Gemäß einem besonderen vorteilhaften Aspekt der Erfindung können bei mehrschichtigem Aufbau bereichsweise durch Abtragen oberer Schichten Eigenschaftskomponenten zur Wirkung gebracht werden, die in unteren Schichten angeordnet sind. Diese Abtragen kann beispielsweise durch Schleifen, Drehen oder sonstige geeignete Maßnahmen erfolgen oder es kann beim Aufbringen oberer Schichten eine untere Schicht bereichsweise abgedeckt werden. Durch diesen erfindungsgemäßen Aspekt kann eine Beschichtung gebildet werden, die über die Oberfläche betrachtet gezielt unterschiedliche Eigenschaften oder Eigenschaftsoptimierungen aufweist.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung weist die beschichtete Oberfläche eine Strukturierung auf. Beispielsweise kann eine spiralförmige Struktur aufgebracht werden, um z. B. im Zusammenwirken mit einer Dichtung eines Hydrauliksystems optimale Wirkungen zu erzielen. Durch die spiralförmige Oberflachenpragung oder durch vergleichbare Strukturierungen kann das Schmieren des Dichtringes auf einfache Weise optimiert werden. Auch sonstige Profilierungen für den Flüssigkeitstransport, die gezielte Weiterleitung von flüssigen oder sonstigen fließfähigen Medien, die Ausbildung von Senken zur Bildung von Materialdepots und dergleichen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Es wird vom sogenannten Moletieren gesprochen.

Bezüglich des eingangs genannten Verfahrens zur Herstellung eines solchen Werkstoffverbundes wird als technische L ö s u n g der Aufgabe vorgeschlagen, daß der Polymerwerkstoff in Abhängigkeit der beigemengten, eigenschaftsverändernden Komponenten schichtartige Bereiche ausbildend aufgetragen wird.

Zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Werkstoffverbundes ist es für einen Auftrag des Polymerwerkstoffes nicht erforderlich, die Oberflachen des zu beschichtenden Grundwerkstoffes zu behandeln. Es können jedoch zur Erzeugung bestimmter Eigenschaften sämtliche mechanische und/oder chemische Konversionsverfahren Anwendung finden. Als beschichtungsfahige Grundwerkstoffe kommen alle bekannten metallischen Konstruktionswerkstoffe (z.

B. Eisen-, Kobalt-, Kupfer-, Magnesium-, Titan-Basislegierungen) sowie Keramiken und Naturstoffe in Betracht. Auch sind gegossene, geschmiedete, gesinterte oder gezogene sowie gewalzte Halbzeuge oder Fertigprodukte beschichtbar.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird der Polymerwerkstoff in einem Arbeitsgang mit den eigenschaftsverändernden Komponenten vermengt und auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen.

Auf diese Weise können in einem Beschichtungsvorgang sowohl Schichtbereiche mit unterschiedlicher Zusammensetzung als auch örtlich unterschiedliche Schichtdicken erzeugt werden. Auch lassen sich beanspruchungsabhängige Schichteigenschaften sowohl funktionsbezogen als auch in Abhängigkeit von der Tiefenwirkung der Beanspruchung in einem Arbeitsgang gezielt einstellen.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, daß dem Polymerwerkstoff vor einem Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche die eigenschaftsverändernden Komponenten beigemengt werden. Bei dieser alternativen Ausgestaltung des Verfahrens werden die aufzutragenden Matrix-und Einlagerungswerkstoffe vor einem Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche miteinander vermischt und anschließend in zeitlich aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten schichtweise auf den Grundwerkstoff aufgetragen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden sowohl der Polymerwerkstoff als auch die in den Polymerwerkstoff einzulagernden Komponenten in Staub-oder Pulverform auf die Oberfläche des zu beschichtenden Grundwerkstoffes aufgetragen. Als alternative Auftragungsmöglichkeit ist auch der Auftrag in flüssiger Form möglich.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird als Matrixwerkstoff eine Kombination unterschiedlicher Polymerwerkstoffe verwendet.

Dabei können als Matrixwerkstoffe für die einzubettenden Komponenten alle Polymerkwerkstoffe (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere) Verwendung finden.

Durch die Kombination unterschiedlicher Polymerwerkstoffe zu einem Matrixwerkstoff können die Eigenschaften eines schichtartigen Bereiches des Kunststoffüberzuges in vorteilhafter Weise zusätzlich beeinflußt werden.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung können als eigenschaftsverändernde Komponenten sowohl mitvernetzende als auch nicht mitvernetzende Komponenten beigegeben werden. Mögliche eigenschaftsverändernde Komponenten sind beispielsweise metallische und nichtmetallische Hartstoffe (z. B. Karbide, Nitride, Oxide und Nicht-Oxide), Festschmierstoffe (z. B. Graphit, Kohle, MoS2), reine Metalle (z. B. Eisen, Nickel, Zinn, Kupfer) und Legierungen sowie Korrosionsinhibitoren. Sämtliche Einlagerungsstoffe können dabei in unterschiedlichen Körnungen eingesetzt werden.

Die Ausbildung des Kunststoffüberzuges erfolgt durch Erwärmung und der daraus resultierenden Vernetzung des unter Zugabe wenigstens einer eigenschaftsverändernden Komponente auf die zu beschichtende Oberfläche des Grundwerkstoffes aufgetragenen Polymerwerkstoffes. Dabei kann die Vernetzung des Polymerwerkstoffes durch ausreichende Erwärmung des zu beschichtenden Grundwerkstoffes entweder vor einem Auftrag oder nach einem Auftrag des Polymerwerkstoffes durchgeführt werden. In jedem Fall ist aber zu beachten, daß bei der Verwendung von Magnesium als eigenschaftsverändernde Komponente die Erwärmungstemperatur unterhalb ca. 200°C liegt. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung kann die Vernetzung des Polymerwerkstoffes zusätzlich durch die Verwendung eines elektrostatischen Feldes oder wellenlängenspezifischer Strahlungsanteile unterstützt werden.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren schichtartige Bereiche mit unterschiedlicher Schichtdicke ausgebildet. Somit können in vorteilhafter Weise Funktionsbereiche mit unterschiedlichen Eigenschaften schichtartig hergestelit und, bezogen auf die Schichtdicke, Gradientenwerkstoffe benötigter Dicke erzeugt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es in vorteilhafter Weise ermöglicht, einen Werkstoffverbund herzustellen, dessen Polymerüberzug mit örtlich unterschiedlichen und über die Dicke der Schicht veränder ! ichen Eigenschaftsprofilen aufgebaut ist. Dabei lassen sich anwendungsspezifisch die Eigenschaften des Polymerüberzuges durch die gezielte Wahl der Matrix-und Einlagerungswerkstoffe einstellen.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Polymerwerkstoff zur Schaffung eines zumindest bereichsweise magnetisierbaren Kunststoffüberzugs ein magnetisierbare Teilchen enthaltener Zusatzstoff beigemengt wird.

Nach einer wie oben beschriebenen erfolgten Beschichtung können mit entsprechenden Schreib-und/oder Lesegeräten die in den einzelnen Bereichen des Kunststoffüberzugs in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerten magnetisierbaren Teilchen magnetisiert werden und so Informationen über das Werkstück selber, als auch weitere Informationen, beispielsweise zu Qualitätssicherungszwecken, enthalten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann eine Pulverbeschichtung im Rotations-oder Flockverfahren durch Pulverspritzverfahren wie Flammspritzen, Kunststoff-Flammspritzen oder Metallspritzverfahren, im Wirbelsinterbad sowie durch elektrostatische Beschichtung aufgebracht werden. Dabei eignen sich zur elektrostatischen Pulverbeschichtung insbesondere Duroplaste, Pulveriacke aus Epoxid-, Polyester-und Acrylharzen. Beim Wirbelsintern werden hingegen Thermoplaste aus PA, PVC oder Polyestern und Polyepoxiden verwendet. Als alternative Auftragsmöglichkeit ist auch der Auftrag in flüssiger Form möglich.

Wie oben beschrieben können durch die Kombination unterschiedlicher Polymerwerkstoffe zu einem Matrixwerkstoff die Eigenschaften eines schichtartigen Bereichs des Kunstoffüberzugs in vorteilhafter Weise zusätzlich beeinflußt werden. Zu beachten ist hierbei, daß magnetisierbare Teilchen als metallische Hartstoffe nicht mitvernetzende Komponenten darstellen und sich daher zur Einlagerung in Duroplasten am besten eigenen. Je nach einzustellender Magnetisierbarkeit können hierbei unterschiediiche Körnungen verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhafterweise die Möglichkeit der Beschichtungsherstellung geschaffen, wobei der Polymerüberzug mit örtlich unterschiedlichen Eigenschaftsprofile aufgebaut ist und Bereiche aufweist, die zur Speicherung von Informationen in die Matrix des Polymerwerkstoffes eingelagerte magnetisierbare Teilchen enthalten.

Mit der Erfindung wird weiterhin eine völlig neuartige Auftragsvorgehensweise vorgeschlagen. Für eine oder jede einzelne Schicht kann die gewünschte Schichtdicke festgelegt und in Kenntnis der exakten Sprühmenge über eine Weg- Zeit-Steuerung die Auftragsmenge derart exakt gesteuert werden, daß die auf dem Werkstück gehaltene Auftragsmenge die exakte Schichtdicke ergibt. Weiterhin wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die Dickenmessung berührungslos erfolgt, beispielsweise unter Verwendung von Ultraschall. Da die Werkstücke nicht vorgewärmt sind, erfolgt nach dem Auftrag keine Vernetzung. Beispielsweise beim Pulverbeschichtungsverfahren kann durch elektrostatische Aufladung die Pulvermenge am Werkstück gehalten werden. Es kann eine Dickenmessung in berührungsloser Weise erfolgen und es kann sogar ein Oberflächenprüfung auf optischem und/oder elektronischem Wege erfolgen, beispielsweise durch Bilddigitalisierung. Da keine Vernetzung erfoigt ist, kann bei Fehlern das Werkstück abgeblasen und neu beschichtet werden. Dieses Verfahren erlaubt eine optimale Steuerung und ist überaus wirtschaftlich. Darüber hinaus wird mit der Erfindung vorgeschlagen, obere Schichten abzutragen oder durch Abdecken unterer Schichten das Aufbringen oberer Schichten zu verhindern, um so die unterschiedlichen Eigenschaftskomponenten unterschiedlicher Schichten in unterschiedlichen Bereichen zur Wirkung zu bringen. Diese Abtragen kann beispielsweise auch vor dem Vernetzen erfolgen oder nach dem Vernetzen durch Schleifen.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Oberfläche zu strukturieren, d. h. zu prägen oder sonstwie mit einer Struktur zu versehen, wodurch Kanäle, Senken, Durchgänge und dergleichen gebildet werden können. So ist es beispielsweise denkbar, eine obere Schicht zu perforieren, um die Wasser aufnehmenden und leitenden Eigenschaften einer unteren Schicht zugänglich zu machen, jedoch die Trockenschmiereigenschaften der oberen Schicht nutzen zu können. Verfahrensgemäß kann die Strukturierung vor dem Vernetzen durchgeführt werden oder auch vor dem endgültigen Erstarren während des Aushärtens, so daß sich insgesamt eine wirtschaftliche und vorteilhafte Verfahrenssteuerung ergibt.

Mit der Erfindung werden verfahrensseitige Maßnahmen und Vorteile vorgeschlagen, die das Verfahren überaus wirtschaftiich und überaus effektiv gestalten.

Bezüglich der eingangs genannten Vorrichtung wird zur technischen L ö s u n g der Aufgabe vorgeschlagen, daß eine Zuführungsrichtung vorgesehen ist, die dem Polymerwerkstoff eigenschaftsverändernde Komponenten beimengt. in vorteilhafter Weise erfolgt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zur Schichtausbildung nötige Vermischung der unterschiedlichen Matrix-und Einlagerungswerkstoffe. Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden die eigenschaftsverändernden Komponenten dem Polymerwerkstoff zeitgleich mit dessen Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche beigemengt, so daß die Vermischung von Matrix-und Einlagerungswerkstoffen sowie der schichtartige Auftrag zur Erzeugung verschiedener Schichtbereiche mit unterschiedlicher Zusammensetzung in einem Arbeitsgang erfolgt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt eine Vermischung von Matrix-und Einlagerungswerkstoff durch die Zuführungseinrichtung vor dem Auftrag auf die zu beschichtende Oberfläche.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ist eine Regelungseinrichtung vorgesehen, die mit einer Meßeinrichtung die Zuführung der eigenschaftsverändernden Komponenten nach Art und Menge erfaßt und ein der Art/oder Menge entsprechendes Signal abgibt und die dieses Signal mit einer vorgebbaren Referenzgröße vergleicht und bei Gleichheit die Zuführung beendet.

Dabei liegt der besondere Vorteil einer solchen Regelungseinrichtung darin, daß der Mischvorgang von Matrix-und Einlagerungswerkstoff automatisierbar ist und daß eine solche Vorrichtung im Zusammenhang mit einem zeitgleichen Auftrag auf die zu beschichtende Oberflache wenig anfällig für Störungen ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Herstellung eines aus einem Grundwerkstoff und einem Kunststoffüberzug bestehenden Werkstoffverbundes vorgeschlagen, wobei es der schichtartige Aufbau des Kunststoffüberzuges in vorteilhafter Weise ermöglicht, anwendungsbezogen Funktionsbereiche auszubilden und ört) ich unterschiedliche sowie hinsichtlich der Schichtdicke des Kunststoffüberzuges veränderliche Eigenschaftsprofile zu erzeugen. Hinsichtlich mechanischer-thermischer-chemischer- elektrochemischer-Komplexbeanspruchungen sind die durch den Kunststoffüberzug bestimmten Oberflacheneigenschaften somit gezielt für den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Zuführungseinrichtung vorgesehen ist, die dem Polymerwerkstoff einen magnetisierbare Teilchen enthaltenen Zusatzstoff beimengt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Magnetisiereinrichtung vorgesehen, die in die Matrix des Polymerwerkstoffs eingelagerte magnetisierbare Teilchen selektiv magnetisiert. Mit der Magnetisiereinrichtung, vorzugsweise bestehend aus einer Schreib-und/oder Leseeinheit wird in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, im Anschluß an eine erfolgte Beschichtung direkt eine Magnetisierung der magnetisierbaren Teilbereiche des die Beschichtung bildenden Kunststoffüberzugs durchzuführen. Eine derartige Magnetisierung 1511t sich ebenso wie auch die Aufbringung der Beschichtung in vorteilhafter Weise automatisieren.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, bereits magnetisierte Teilchen enthaltene Zusatzstoffe zur Ausbildung eines Kunststoffüberzuges zu verwenden, wobei im Anschluß an eine erfolgte Beschichtung zu Qualitätssicherungszwecken ein Auslesen der gespeicherten Informationen mittels einer entsprechenden Leseeinheit erfolgen kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Herstellung einer Beschichtung bestehend aus einem auf Basis wenigstens eines Polymerwerkstoffes gebildeten Kunststoffüberzugs vorgeschlagen, wobei es die Einlagerung eines magnetisierbare Teilchen enthaltenen Zusatzstoffs erstmals ermöglicht, die so ausgebildete Beschichtung zugleich als Informationsträger zu verwenden. Informationen, die mittels entsprechender Schreibeinheiten durch selektives Magnetisieren der Beschichtung gespeichert werden können, sind beispielsweise Informationen zur Identifizierung, zur Positionsbestimmung, zur Qualitätssicherung oder zur Warensicherung. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtung besteht darin, daß diese sowohl Kontakt-als auch Informationsfunktionen übernimmt und dabei in einem Arbeitsgang herstellbar ist. Zusätzliche Informationsbauteile sind nun nicht mehr erforderlich.

Weiterhin bietet die erfindungsgemäß. e Beschichtung die Möglichkeit, anwendungsbezogene Funktionsbereiche auszubilden und örtlich unterschiedliche sowie hinsichtlich der Schichtdicke des Kunststoffüberzugs veränderliche Eigenschaftsprofiie zu erzeugen. Hinsichtlich mechanischer-thermischer- chemischer-elektromechanischer-Komplexbeanspruchungen sind die durch den Kunststoffüberzug bestimmten Oberflächeneigenschaften somit gezielt für den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar.

Vorrichtungsseitig wird darüber hinaus eine Steuereinheit vorgeschlagen, bei welcher über die Weg-Zeit-Steuerung die Auftragsmenge und damit die vorgegebene gewünschte Schichtdicke in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann. Darüber hinaus umfaßt die Vorrichtung gemäß, einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine Einheit zur berührungslosen Dickenmessung, beispielsweise eine Ultraschallmeßeinheit. In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einheit zur Strukturierung der Oberfläche aufweisen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen : Fig. 1 schematische Schnittdarstellung eines aus einem Grundwerkstoff und einem Kunststoffüberzug bestehenden Werkstoffverbundes ; Fig. 2 schematische Detaildarstellung eines Funktionsbereiches des Kunststoffüberzuges nach Fig. 1 ; Fig. 3 schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen magnetisierbaren Beschichtung und Fig. 4 schematische Detaildarstellung eines Funktionsbereichs gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Werkstoffverbund, bestehend aus einem Grundwerkstoff 1 und einem auf Basis mehrerer unterschiedlicher Polymerwerkstoffe gebildeten Kunststoffüberzug 2. Der Kunststoffüberzug 2 ist seinerseits aus mehreren schichtartigen Bereichen aufgebaut, die der Kontur des Grundwerkstoffes folgend nebeneinander angeordnet sind und die Funktionsbereiche A, B, C und D ausbilden. Auch enthält der Kunststoffüberzug 2 in die Matrizen der Polymerwerkstoffe eingelagerte, eigenschaftsverändernde Komponenten.

Die einzelnen schichtartigen Funktionsbereiche A bis D des Kunststoffüberzuges 2 unterscheiden sich hinsichtlich der in den einzelnen Funktionsbereichen eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten und/oder hinsichtlich der verwendeten Polymerwerkstoffe. So besteht beispielsweise der Kunststoffüberzug im Funktionsbereich A aus einem Polymerwerkstoff mit der Matrixstruktur M,. In diesem Polymerwerkstoff sind die eigenschaftsverändernde Komponenten E1, E2 bis Ex in einer Konzentration von jeweils Cl, C2 bis Cx eingelagert. Der Kunststoffüberzug 2 ist im Funktionsbereich B ebenso wie im Funktionsbereich A auf Basis eines Polymerwerkstoffes mit der Matrixstruktur M, aufgebaut, enthält jedoch im Unterschied zum Funktionsbereich A lediglich eine eigenschaftsverändernde Komponente Ey in der Konzentration Cy. Im Funktionsbereich C ist der Kunststoffüberzug 2 durch einen Polymerwerkstoff mit der Matrixstruktur M2 gebildet. Innerhalb dieses Funktionsbereiches sind keine eigenschaftsverändernden Komponenten in der Matrix M2 des Polymerwerkstoffes eingelagert. Der Funktionsbereich D des Kunststoffüberzuges 2 ist schließlich ebenso wie der Funktionsbereich C auf Basis des Polymerwerkstoffes mit der Matrixstruktur M2 aufgebaut. Im Unterschied zum Funktionsbereich C sind jedoch innerhalb des Funktionsbereiches D die eigenschaftsverändernden Komponenten Ex in der Konzentration Cx und E. in der Konzentration Cz in der Matrix M2 eingelagert.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der erzeugte Oberflächenzustand des Grundwerkstoffes 1 bearbeitungsbedingt in den Funktionsbereichen B bis D gedreht und im Funktionsbereich A zusätzlich geschliffen. Grundsätzlich ist jedoch eine spezielle Oberflächenbehandlung des Grundwerkstoffes 1 vor dem Aufbringen eines Kunststoffüberzuges 2 nicht erforderlich.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Detaildarstellung den Aufbau des Funktionsbereiches A gemäß. Fig. 1. Deutlich zu erkennen ist hier, daß der Funktionsbereich A aus unterschiedlichen schichtartigen Bereichen I bis X aufgebaut ist, die der Oberflächenkontur des Grundwerkstoffes folgend übereinander angeordnet sind. Wie auch die einzelnen Funktionsbereiche A bis D unterscheiden sich diese einzelnen schichtartigen Bereiche I bis X bezüglich der in diesen Bereichen eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten und/oder der verwendeten Polymerwerkstoffe. In diesem Anwendungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Kunststoffüberzug 2 in den einzelnen Bereichen I bis X auf Basis desselben Polymerwerkstoffes mit der Matrixstruktur M, aufgebaut.

Hinsichtlich der in der Matrix M, des Polymerwerkstoffes eingelagerten, eigenschaftsverändernden Komponenten unterscheiden sich jedoch die schichtartigen Bereiche I bis X. So enthält die erste Teilschicht I die Komponente E, in der Konzentration Cl, die Teiischicht 11 die Komponente E2 in der Konzentration C2, die Teilschicht III die Komponente E3 in der Konzentration C3,.... und die Teilschicht X schließlich die Komponenten Ex in der Konzentration Cx. Die in den Fig. 1 und 2 beispielhaft dargestellte Ausbildung des Kunststoffüberzuges 2 zeigt in vorteilhafter Weise die Kombination unterschiedlicher Polymer-und Einlagerungsstoffe, die auf ein und demselben Grundwerkstoff aufgebracht zu einem zusammenhängenden Kunststoffüberzug 2 ausgebildet sind, der in verschiedenen Funktionsbereichen eine unterschiedliche Zusammensetzung und einen unterschiedlichen Aufbau aufweist.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße magnetisierbare Beschichtung B, die auf einen Grundwerkstoff G aufgebracht wurde. Die Beschichtung B besteht aus einem auf Basis wenigstens eines Polymerwerkstoffs gebildeten Kunststoffüberzug.

Die Beschichtung B ist aus mehreren schichtartigen Bereichen aufgebaut, die der Kontur des Grundwerkstoffs folgend nebeneinander angeordnet sind und die Funktionsbereiche A, B und C ausbilden. Diese Funktionsbereiche der Beschichtung B unterscheiden sich sowohl hinsichtlich der einzelnen eingelagerten Zusatzstoffe als auch hinsichtlich der verwendeten Polymerwerkstoffe. Auch kann die Konzentration der eingelagerten Zusatzstoffe variieren. In den Fign. sind Polymerwerkstoffe entsprechend ihrer Matrixstruktur mit M, Zusatzstoffe mit Z und die Konzentration mit C bezeichnet. So besteht beispielsweise die Beschichtung B im Funktionsbereich A aus einem Polymerwerkstoff mit der Matrixstruktur Mi, in den die Zusatzstoffe Z, und Z2 in einer Konzentration von jeweils C, und C2 eingelagert sind. Dabei handelt es sich bei dem Zusatzstoff Z, um magnetisierbare Teilchen. Im Funktionsbereich A ist die Beschichtung B über entsprechende Magnetisiereinrichtungen mithin magnetisierbar, so daß dieser Bereich der Beschichtung zugleich als Informationsträger nutzbar ist. Die Beschichtung B ist im Funktionsbereich B ebenso wie im Funktionsbereich A auf Basis eines Polymerwerkstoffs mit der Matrixstruktur M, aufgebaut, enthält jedoch im Unterschied zum Funktionsbereich A lediglich den Zusatzstoff Z2 in der Konzentration C2 und weist keine magnetisierbaren Teilchen auf. Dieser Bereich der Beschichtung B ist mithin nicht magnetisierbar. Im letzten Funktionsbereich C der Beschichtung B ist der Kunststoffüberzug aus einem Polymerwerkstoff mit der Matrixstruktur M2 gebildet. Innerhalb dieses Funktionsbereiches sind keine zusätzlichen Stoffe in die Matrix M2 des Polymerwerkstoffs eingelagert. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der erzeugte Oberflächenzustand des Grundwerkstoffs G bearbeitungsbedingt in den Funktionsbereichen A und B gedreht und in dem Funktionsbereich A zusätzlich geschliffen. Grundsätzlich ist jedoch eine spezielle Oberflächenbehandlung des Grundwerkstoffs G vor dem Aufbringen der Beschichtung B nicht erforderlich.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Detaildarstellung den Aufbau des Funktionsbereichs A gemäß Fig. 3. Zu erkennen ist hier, daß der Funktionsbereich A aus unterschiedlichen schichtartigen Teilbereichen A, bis A4 aufgebaut ist, die der Oberflächenkontur des Grundwerkstoffs folgend übereinander angeordnet sind. Wie auch die einzelnen Funktionsbereiche A bis C gemäß Fig. 1 unterscheiden sich die einzelnen schichtartigen Teilbereiche A, bis A4 bezüglich der in diesen Bereichen eingelagerten Zusatzstoffe und/oder der verwendeten Polymerwerkstoffe. In dem Anwendungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Beschichtung B im Funktionsbereich A in den einzelnen Teilbereichen A, bis A4 auf Basis desselben Polymerwerkstoffs mit der Matrixstruktur M, aufgebaut. Hinsichtlich der in der Matrix M, des Polymerwerkstoffs eingelagerten Zusatzstoffe unterscheiden sich jedoch die einzelnen Teilbereiche A, bis A4. So enthält die erste Teilschicht A, den Zusatzstoff Z2 in der Konzentration C2, die Teilschicht A2 den Zusatzstoff Z2 in gleicher Konzentration wie auch in der Teilschicht A, sowie zuzüglich den Zusatzstoffes Z, in der Konzentration C,. Bei dem Zusatzstoff Z, handelt es sich um magnetisierbare Teilchen, wohingegen der Zusatzstoff Z2 ein beispielsweise die Korrosionseigenschaften der Beschichtung B verbessernder Zusatzstoff ist.

Der Teilbereich A3 enthält schließlich als Zusatzstoff Z, in der Konzentration C, nur noch magnetisierbare Teilchen. Die dem Grundwerkstoff G direkt übergeordnete Teilschicht A4 enthält im Unterschied zu den darüber angeordneten Teilschichten A, bis A4 keinerlei Zusatzstoffe mehr und wird ausschließlich durch den Polymerwerkstoff mit der Matrixstruktur M, gebildet.

Die in den Fign. 3 und 4 beispielhaft dargestellte Ausbildung der magnetisierbaren Beschichtung B zeigt in vorteilhafter Weise die Kombination unterschiedlicher Polymer-und Zusatzstoffe, die in einem Arbeitsgang auf ein und demselben Grundwerkstoff G aufgebracht zu einer zusammenhängenden Beschichtung B ausgebildet sind, der in verschiedenen Funktionsbereichen eine unterschiedliche Zusammensetzung und einen unterschiedlichen Aufbau aufweist, wobei die im Funktionsbereich A eingelagerten magnetisierbaren Teilchen eine Verwendung der Beschichtung auch als Informationsträger ermöglichen.

Bezuqszeichenliste B Beschichtung 2 Kunststoffüberzug G Grundwerkstoff 1 Grundwerkstoff A, B, C Funktionsbereich A1...Az Teilbereich M1... .Mz Matrixstruktur Z1...ZzZusatzstoff C, C, Konzentration E, EZ eigenschaftsverändernde Komponente




 
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