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 ⁰ C 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/m ² 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