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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf verbesserte
Einzelteile wie z. B. Befestigungsmittel, bei denen auf einen Abschnitt
eine nützliche
Sperrbeschichtung appliziert ist, sowie auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verarbeiten solcher Teile mit einem Beschichtungsmaterial.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Auftragen von flüssigen Fluorkohlenwasserstoff-Beschichtungsmaterialien
oder kohlenwasserstoffartigen Beschichtungsmaterialien in einer
präzisen
und kontinuierlichen Weise und mit Hochgeschwindigkeit auf ausgewählte Oberflächen von
Befestigungsmitteln, um eine Maskierungs-, Isolier- und/oder Schmiersperrbeschichtung
auf den Befestigungsmitteln zu bilden. Eine besondere Anwendung
der Erfindung ist die Applizierung von flüssigem Fluorkohlenwasserstoffbeschichtungsmaterial
auf die Innengewinde und möglicherweise
auf andere Oberflächen
einer unregelmäßig geformten
Mutter, die über
eine zentrale Nabe mit tiefem Gewinde verfügt.
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Metallteile
wie z. B. Befestigungsmittel werden im wachsenden Maße mit Elektrodepositionsanstrichen,
-grundierungen und korrosionsbeständigen Materialen behandelt.
Die jüngsten
Fortschritte bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
von Automobilkarossen und ähnlichen
Strukturen haben dazu geführt,
dass die Verwendung solcher Ansätze bei
der Behandlung von tragenden Elementen aus Stahl mittlerweile zu
einem Industriestandard geworden ist. Viele Befestigungsmittel werden
an grundlegenden tragenden Komponenten befestigt, bevor diese Komponenten
mit Elektrodepositionsgrundierungen, -anstrichen und -rostschutzmitteln
behandelt werden. Daher können
alle freiliegenden Gewinde der mit solchen Komponenten verbundenen
Befestigungsmittel kontaminiert werden, wodurch es bei der nachfolgenden
Montage schwierig oder sogar unmöglich
wird, solche freiliegenden Befestigungsmittel mit einem passenden
Befestigungsmittel zu verschrauben. Alle Beschichtungen, die auf
solche Befestigungsmittel appliziert werden, um diese Kontamination
zu verhindern, müssen
außerdem
Spritzern von den Schweißverfahren
widerstehen können,
denen sie eventuell ausgesetzt werden, wenn sie an den tragenden
Komponenten befestigt sind. Es entstand daher ein Bedarf für die Entwicklung
einer Möglichkeit,
mit der die Kontaminierung dieser freiliegenden Gewinde von Befestigungsmitteln
verhindert werden kann und die zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung
der endgültigen
Leistungseigenschaften solcher Befestigungsmittel führt.
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Der
Stand der Technik schlägt
eine Vielzahl von Beschichtungssystemen vor, um das Problem zu lösen, wie
sich die Ablagerung von Korrosionsschutzmittel auf den Gewinden
von Befestigungsmitteln verhindern lässt. Allerdings weisen alle
diese Beschichtungssysteme nach dem Stand der Technik wesentliche
Nachteile auf, selbst wenn sie zur Beschichtung von standardmäßigen Befestigungsmitteln
verwendet werden. Dies führte
zur Entwicklung von verbesserten Beschichtungsverfahren und Vorrichtungen,
bei denen flüssige
Fluorkohlenwasserstoff-Beschichtungsmaterialien zum Einsatz kommen,
wie sie beispielsweise in
US
5679160 beschrieben wurden. Derartige neue Systeme verfügen über Fähigkeiten,
die zu einer wachsenden Nachfrage nach solchen Beschichtungen auf
einer breiten Vielfalt von unterschiedlichen Typen von Befestigungsmitteln
und auf anderen Einzelteilen geführt
haben. Die wachsende Popularität
solcher Beschichtungen hat zu einer weiteren Zuspitzung der Herausforderungen
geführt,
vor denen die existierenden Beschichtungssysteme stehen.
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Beispielsweise
gibt es in der Industrie eine wachsende Nachfrage nach der Bereitstellung
von Beschichtungen auf verschiedenen unregelmäßig geformten Befestigungsmitteln,
die das Ablagern von Elektrodepositionsfarben, -grundierungen und
-rostschutzmitteln verhindern. Solche Befestigungsmittel sind beispielsweise
Befestigungsmittel mit Innengewinde und erweiterten Nabenabschnitten,
Befestigungsmittel mit Innengewinde und abgerundeten Einlaufabschnitten
zwischen der Oberseite des Befestigungsmittels und dem Gewindeabschnitt,
Befestigungsmittel mit exzentrischen Öffnungen sowie Befestigungsmittel,
deren Oberseiten sich erheblich von deren Unterseiten unterscheiden.
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Eine
weitere Zuspitzung der Schwierigkeiten beim Auftragen einer geeigneten
Sperrbeschichtung auf solchen Befestigungsmitteln ergibt sich aus
dem wachsenden Bedarf, nicht nur die Gewindeabschnitte solcher Befestigungsmittel
abzudecken, sondern auch gleichzeitig alle oder einen Teil von anderen Oberflächen wie
z. B. Einlaufabschnitte oder Ober- und Unterseitenabschnitte der
Befestigungsmittel.
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Spezifizierungen,
die eine solche erweiterte Beschichtungsabdeckung erfordern, machen
eine sehr präzise
Steuerung erforderlich, so dass nur bestimmte vorbestimmte Abschnitte
von Gewinden und zusätzlichen
Teilen des Befestigungsmittels beschichtet werden, während der
Rest des Befestigungsmittels frei von solchen Sperrbeschichtungen bleibt.
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Die
große
Mehrzahl der Systeme nach dem Stand der Technik sind nicht in der
Lage, unregelmäßige Typen
oder Formen von Befestigungsmitteln aufzunehmen oder die Beschichtung
einer oben beschriebenen Kombination aus Oberflächen des Befestigungsmittels
zu ermöglichen.
Das US-Patent Nr. 4,842,890 an Sessa et al. offenbart ein Verfahren zum
Beschichten von Befestigungsmitteln mit einem pulverförmigen Fluorkohlenwasserstoffmaterial.
Dieses Verfahren ist jedoch auf die Beschichtung von Befestigungsmitteln
beschränkt,
die einen Kopf- und Schaftabschnitt aufweisen, und kann keine Befestigungsmittel
mit Innengewinde oder unregelmäßig geformte
Befestigungsmittel aufnehmen.
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Das
US-Patent Nr. 4,652,468 an Gould et al. offenbart ein Verfahren
zur Hochdruckbeschichtung von mit Gewinde versehenen Öffnungen
von Befestigungsmitteln mit Fluorkohlenwasserstoffmaterialien wie
z. B. Teflon®.
Das Gould-Verfahren versucht insbesondere, die Ablagerung von Beschichtungsmaterial
auf allen Oberflächen
des Befestigungsmittels außer
auf den Gewinden zu verhindern. Das Verfahren erfordert eine Maskierung
der Oberflächen
einer Mutter, um zu verhindern, dass das Beschichtungsmaterial irgendwelche
anderen Oberflächen
der Mutter appliziert wird.
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Dieses
Verfahren ist kompliziert und teuer, weil es einen zu Verstopfung
neigenden Bereich zum Absaugen überschüssigen Beschichtungsmaterials aus
der Öffnung
der Mutter erfordert und die Indizierung, die Maskierung und die
Entfernung überschüssigen Materials
während
des Beschichtungsprozesses umfasst, was zu einer erheblichen Verringerung der
Bearbeitungsgeschwindigkeiten führt.
Außerdem beschreibt
Gould nicht, wie unregelmäßig geformte Befestigungsmittel
mit Innengewinde aufgenommen werden können.
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Das
US-Patent Nr. 4,701,348 an Neville offenbart ein Verfahren zur Beschichtung
der Gewinde von mit Innengewinde versehenen Befestigungsmitteln.
Neville sieht eine Dosierungsdüse
vor, die abwechselnd in eine Abfolge von mit Innengewinden versehenen
Befestigungsmitteln eingeführt
und wieder aus diesen entfernt wird. Die Hin- und Herbewegung der
Düse erfordert
eine Indizierung der Befestigungsmittel, was jedes Mal den Durchlauf
der Befestigungsmittel unterbricht, wenn Beschichtungsmaterial auf
ein einzelnes Befestigungsmittel aufgetragen wird. Das führt zu einer
enormen Verlangsamung der Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
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Die
Düse nach
Neville weist eine Ultraschallspitze auf, die nach dem Dosieren
eines Tropfens des Beschichtungsmaterials in Schwingungen versetzt
wird, um den Tropfen zu zerstäuben
und einen feinen Nebel der flüssigen
Suspension zu erzeugen, der in Richtung der Mutterngewinde geleitet
werden soll. Aufgrund der Schwierigkeiten beim wiederholten Dosieren
von identisch großen
Tropfen und bei deren nachfolgenden Zerstäubung in immer derselben Art und
Weise mit Hilfe einer Ultraschallquelle führt dieses System oft zu einer
ungleichmäßigen Beschichtung
der Befestigungsmittel. Außerdem
gestattet die flache, kontinuierliche Band- und Düsenkonstruktion nach
Neville nicht die Verarbeitung von unregelmäßig geformten Befestigungsmitteln,
und es ist auch nicht die Beschichtung von anderen Abschnitten als den
Gewinden des Befestigungsmittels vorgesehen.
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Die
internationale PCT-Auslegeschrift Nr. WO8906757 von Prittinen et
al. offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung
von mit Innengewinden versehenen Befestigungsmitteln mit Materialien
wie z. B. Teflon®. Diese Erfindung bietet einen
indizierten Durchlauf der Befestigungsmittel vor einer Applikationseinrichtung,
die in jedes der zu beschichtenden Befestigungsmittel eine sich
hin- und herbewegende rotierende Sonde einführt. Außer dass diese Einrichtung
aufgrund der erforderlichen Indizierung langsam ist, sieht sie auch
nicht die Applikation von Teflon®-Materialien
auf andere Oberflächen
als die Gewinde der Befestigungsmittel vor. Dem System fehlt außerdem eine
Stützkonstruktion, die
schnell und einfach verschiedene unterschiedliche Typen von unregelmäßig geformten
Befestigungsmitteln aufnehmen kann.
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Darüber hinaus
machen die meisten der oben genannten Systeme nach dem Stand der
Technik die nachträgliche
Anwendung einer Hitzebehandlung der beschichteten Befestigungsmittel
erforderlich, beispielsweise durch Trocknung in einem Ofen. Keine
dieser Entgegenhaltungen beschreibt einen Typ von On-Line-Vorrichtung
oder -Verfahren zum effizienten und einfachen Transportieren der
beschichteten Befestigungsmittel vom Applikationsförderer zu einer
der Applikation nachgeordneten Erhitzungsstation wie z. B. einem
Ofen. Stattdessen werden bei diesen Systemen die beschichteten Befestigungsmittel
in Körbe
oder Gestelle abgegeben, die dann physisch zu einem Ofen gebracht
und manuell entladen werden müssen.
Wie leicht erkennbar ist, ist dieses Verfahren sehr arbeitsintensiv.
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Es
wird daher deutlich, dass es beim Stand der Technik einen Bedarf
gibt für
eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum
Beschichten der Gewinde und/oder von anderen Abschnitten einer breiten
Vielfalt von Befestigungsmitteln, um die Elektrodeposition von Anstrichen
oder Korrosionsschutzmaterialien zu verhindern, und für ein verbessertes
On-Line-System zur Überführung der
beschichteten Befestigungsmittel zu einer der Applikation nachgeordneten
Erhitzungsstation.
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Das
US-Patent Nr. 5403624 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Beschichten eines Befestigungsmittels mit Kopf- und Schaftabschnitten.
Die Erfindung schließt
die Schritte einer Vorrichtung zum Überführen der Befestigungsmittel von
einem Zufuhrmechanismus ein, so dass die Befestigungsmittel für die Beschichtung
positioniert werden. Die Befestigungsmittel werden dann durch eine
Mehrzahl von Operationsstationen befördert, beginnend mit einer
Erhitzungsstation, wo die Schaftabschnitte der Befestigungsmittel
erhitzt werden. Danach wird in einer Materialapplikationsstation
ein Beschichtungsmaterial auf die erhitzten Schaftabschnitte appliziert.
Eine bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung umfasst die Verwendung
eines magnetischen Halters, um die Befestigungsmittel horizontal
an ihren Kopfabschnitten zu tragen, wodurch die Befestigungsmittel
durch ein rotierendes Rad zentriert werden, das Erhitzen des Schaftabschnitts
auf eine Temperatur über
dem Schmelzpunkt des applizierten Materials und das Applizieren
des Materials auf den erhitzten Schaftabschnitt, um darauf eine
Beschichtung zu bilden. Die magnetischen Halter sind Bestandteil
eines Endlosförderbands,
das kontinuierlich rotiert. Die Träger der Befestigungsmittel
weisen Zähne
auf, die in eine Zahnstange eingreifen, so dass die Befestigungsmittel
in Rotation versetzt werden. Ein Förderer liefert zusätzliche
Luftkühlung
für die
beschichteten Befestigungsmittel, die sich weiterhin in Rotation
befinden können.
Ebenso offenbart ist ein Transferrad mit zwei Sätzen von Einschnitten, das
mit dem Förderband
synchron gekoppelt ist, um die Befestigungsmittel zur Beschichtung
auf dem Band zu platzieren und auszurichten. Unbeschichtete Bereiche auf
den Befestigungsmitteln können
mithilfe von Sensoren erkannt werden, die sich hinter der Pulversprühstation
befinden, welche eine Mehrzahl von Sprühdüsen aufweisen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Deshalb
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer verbesserten Vorrichtung für
die Applikation von flüssigen
und im Wesentlichen blasenfreien Maskierungs-, Isolier- und/oder
Schmier-Sperrbeschichtungen auf einzelne Teile wie z. B. Befestigungsmittel,
mit der die Probleme überwunden
werden, die mit den Systemen nach dem Stand der Technik verbunden
sind.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung
zur Herstellung einer Sperrbeschichtung auf mit Gewinden versehenen
oder anderen Oberflächen
einer Abfolge von Befestigungsmitteln, ohne dass dabei das Anhalten
der Zuführung
der Befestigungsmittel erforderlich ist, wenn diese durch die Beschichtungsvorrichtung transportiert
werden.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung
zur Herstellung einer Sperrbeschichtung auf den mit Gewinden versehenen
oder anderen Oberflächen
eines Befestigungsmittels, deren Merkmal eine präzise Dosierung und Steuerung
der Auftragungsposition des auf das Befestigungsmittel applizierten
flüssigen
Materials ist.
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Eine
wiederum andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung
für die
Applikation einer Sperrbeschichtung auf den ausgewählten Abschnitten
von Befestigungsmitteln, wobei nur eine geringe oder gar keine Vorerhitzung
der Befestigungsmittel erforderlich ist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Applikation einer Sperrbeschichtung
aus flüssigem
Material auf die Gewinde eines mit Innengewinde versehenen Befestigungsmittels,
ohne dass dabei eine Düse
in die mit Gewinde versehene Öffnung
eingeführt
werden muss.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Applikation einer Sperrbeschichtung auf
die Gewinde und/oder auf andere Oberflächen von Befestigungsmitteln,
wobei eine breite Vielfalt von unterschiedlichen Typen, Größen und
Formen von Befestigungsmitteln verwendet werden können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Applikation einer Sperrbeschichtung aus
flüssigem
Material auf ein Befestigungsmittel, das bzw. die ferner einen On-Line-Mechanismus
zur direkten Überführung der
Befestigungsmittel zu einer der Applikation nachgeordneten Hitzebehandlungsvorrichtung
wie z. B. einem Ofen bereitstellt.
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Auch
eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung zum Beschichten der Gewinde oder anderer Abschnitte
des Befestigungsmittels mit einer Sperrbeschichtung bei Produktionsraten,
die weit höher
sind als die, welche beim Stand der Technik erzielt werden können.
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Eine
wiederum andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Beschichten der Gewinde
eines Befestigungsmittels mit einer Sperrbeschichtung, ohne dass
dabei das Element, welches das Material appliziert, während des
Beschichtungsprozesses rotieren muss.
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Eine
nochmals andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Beschichtung von Befestigungsmitteln
mit einem Sperrbeschichtungsmaterial, mit dem bzw. der sowohl lose
zugeführte
Befestigungsmittel aufgenommen werden können als auch Befestigungsmittel,
die in einer Abfolge mit regelmäßigem Abstand
und zentriert angeordnet sind.
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Die
Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Applizieren eines Maskierungs-,
Isolier- und/oder Schmierbeschichtungsmaterials auf gewählte Abschnitte
einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln bereit, wobei die Vorrichtung
Folgendes umfasst: ein erstes, sich kontinuierlich bewegendes Fördermittel zum
Tragen der genannten Befestigungsmittel, Mittel zum Aufgeben der
genannten Befestigungsmittel auf das genannte erste Fördermittel,
Applikationsmittel zum Applizieren von Beschichtungsmaterial auf
jedes der genannten Befestigungsmittel, wobei das genannte Applikationsmittel
im Wesentlichen über
dem genannten ersten Fördermittel
zentriert ist, und ein optisches Erfassungsmittel, das entlang dem
genannten ersten Fördermittel
positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsmittel
ein luftloses Sprühmittel
zum selektiven Applizieren von zerstäubtem flüssigem Beschichtungsmaterial
auf einen vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel
ist, und dadurch, dass das optische Erfassungsmittel mit dem genannten
Applikationsmittel in Verbindung ist, um zu erfassen, wenn ein Befestigungsmittel
vor dem genannten Applikationsmittel vorhanden ist, und um das genannte
Applikationsmittel auszulösen,
um zu bewirken, dass das genannte Applikationsmittel das Beschichtungsmaterial auf
den genannten vorbestimmten Abschnitt jedes Befestigungsmittels
appliziert.
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Die
Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Applizieren von Maskierungs-,
Isolier- und/oder Schmierbeschichtungsmaterial auf gewählte Abschnitte
einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln bereit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen eines ersten, sich
kontinuierlich bewegenden Fördermittels
zum Tragen einer Oberfläche
der Befestigungsmittel, Aufgeben der genannten Befestigungsmittel
auf das genannte erste Fördermittel
und Applizieren von Beschichtungsmaterial auf die genannten Befestigungsmittel
mit einem Applikationsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte
Verfahren ferner vor dem genannten Applikationsschritt das Erfassen,
ob sich ein Befestigungsmittel entlang dem genannten ersten Fördermittel
vor dem genannten Applikationsmittel befindet, und das Auslösen des
genannten Applikationsmittels beinhaltet, um zu bewirken, dass ein
luftloses Spray von zerstäubtem
flüssigem
Beschichtungsmaterial auf einen vorbestimmten Abschnitt jedes der
Befestigungsmittel appliziert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden individuelle Artikel, wie zum Beispiel uneinheitliche und
unregelmäßig geformte
Muttern auf ein sich kontinuierlich bewegendes Spaltförderband
aufgebracht, und zwar in einer einheitlichen Ausrichtung mit Abstand
zu einander. Die Befestigungsmittel werden durch das Förderband
kontinuierlich mit einer hohen Geschwindigkeit durch einen Flüssigmaterialauftragungsbereich
transportiert, wo optische Sensoren präzise dosierte diskrete Schüsse und
zerstäubte luftlose
Sprays von Material auf spezielle Stellen auf dem Befestigungsmittel
und/oder auf die Gewinde der Befestigungsmittel auslösen, um
darauf eine Sperrbeschichtung zu bilden. Wenn sich das Sperrbeschichtungsmaterial
auf den Befestigungsmittel befindet, werden diese als nächstes durch
eine optionale Reinigungsstation transportiert. Die Befestigungsmittel
werden dann mithilfe eines magnetischen Rads aufgenommen und umgedreht
und anschließend
auf einen Förderer übertragen,
der die Befestigungsmittel von der Vorrichtung weg bewegt und direkt
in einen erhitzten Ofen transportiert, um die Beschichtung zu stabilisieren
und das im Beschichtungsmaterial enthaltene organische Lösungsmittel
zu verdampfen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
erfolgt nun die weitere Beschreibung der Erfindung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen, bei denen sich gleiche Bezugsziffern auf vergleichbare
Teile in den verschiedenen Ansichten von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung beziehen und welche folgende Bedeutung haben:
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1 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung entlang der Linie 3-3 aus 2.
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4 ist
eine Perspektivansicht eines exemplarischen Befestigungsmittels,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung verarbeitet werden kann.
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5 ist
eine Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 aus 4.
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6 ist
eine Perspektivansicht eines verstellbaren Sensorschlittens aus
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7 ist
eine Perspektivansicht eines anderen exemplarischen Befestigungsmittels,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung verarbeitet werden kann.
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8 ist
eine Draufsicht eines anderen Befestigungsmittels, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verarbeitet werden kann.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Obwohl
die Beschreibung der vorliegenden Erfindung insbesondere im Hinblick
auf die Applikation von fluorkohlenwasserstoff- oder Teflon®-artigem Material
zur Bildung einer kontinuierlichen, im Wesentlichen blasenfreien
Sperrbeschichtung auf den Gewinden und/oder anderen Oberflächen von
uneinheitlich geformten, mit Gewinde versehenen Artikeln erfolgt,
sollte es verständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung auch eingesetzt werden kann,
um verschiedenste fluorierte Ethylenpropylen-Copolymere oder andere
Materialien ähnlichen
Typs wie Silikone, Wachse und Petroleumfette zu applizieren. Die
vorliegende Erfindung sieht die Zuführung der Beschichtungsmaterialien
in einer flüssigen
Form vor, die ein feines, nicht-polymerisiertes, pulverförmiges Material in
einem Epoxidharz-Anstrichstoff
enthält,
welcher ein flüssiges
Lösungsmittel
enthält.
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Und
obwohl die Erfindung die Bereitstellung von Beschichtungen auf einer
Vielfalt von diskreten Befestigungsmitteln vorsieht, zu denen unter
anderem Muttern, Bolzen und ähnliche
Artikel zählen,
erfolgt die Beschreibung der Erfindung aus rein exemplarischen Gründen im
Hinblick auf eine Schweiß- oder
Käfigmutter,
die eine zentrale, mit Gewinde versehene Öffnung aufweist, wie das in 4 und 5 dargestellt
ist. Und obwohl die Beschreibung der Erfindung in erster Linie in
Verbindung mit der Bereitstellung einer Beschichtung im Wesentlichen
sowohl auf allen Gewindegängen
als auch auf dem Einlaufbereich eines mit Gewinde versehenen Befestigungsmittels
erfolgt, sollte auch verständlich
sein, dass eine solche Beschichtung auch nur auf einer beschränkten Anzahl
von Gewindegängen
aufgebracht werden kann und/oder auf Wunsch auf Oberflächen ohne
Gewinde.
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1 und 2 zeigen
im Allgemeinen eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung 10 zur praktischen
Umsetzung der vorliegenden Erfindung. Die Einrichtung 10 wird
zur Erzielung der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung
betrieben. Nach dem Auftragen auf das Gewinde eines Befestigungsmittels
zeigt das Befestigungsmittel ein im Wesentlichen gleichmäßiges Drehmoment-Spannungskurvenverhalten
während
der Kupplung. Die Einrichtung 10 weist einen Rahmen 12 auf,
der als Montagebasis für
ein Spaltbandfördersystem 14 und
ein Umdreh- und Entfernungssystem 6 dient. Das Entfernungssystem 16 ist
so positioniert, dass eines seiner Enden teilweise ein Ende des
Spaltfördersystems 14 überlappt.
Das Fördersystem 14 weist
die vorderen und hinteren mit Spalt versehenen Förderräder 18 und 20 auf,
zwischen denen die Förderbänder 22 und 24 mit gleichem
Abstand zueinander verlaufen.
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Diese
Bandkonstruktion lässt
zwischen den beiden Bändern 22 und 24 einen
offenen Kanal 25 und hat sich als besonders effektiv für den Transport von
Befestigungsmitteln wie z. B. uneinheitlichen Muttern mit tiefen
Gewindeabschnitten entlang dem Fördersystem 14 erwiesen.
Der Kanal 25 ist so justiert, dass er geringfügig größer als
der Außendurchmesser
des Befestigungsmittels ist und eine Zentrierung der Nabe 86 zwischen
den Bändern 22 und 24 ermöglicht.
Ein Beispiel für
ein solches Befestigungsmittel ist in 4 und 5 allgemein
mit 26 bezeichnet. Einzelbandsysteme nach dem Stand der Technik
bieten im Allgemeinen kein adäquates
Mittel zum Aufnehmen solcher Befestigungsmittel, insbesondere wenn
auch das Beschichten von anderen Oberflächen als dem Gewinde des Befestigungsmittels 26 erwünscht ist.
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Die
auf jedes Befestigungsmittel 26 auf dem Fördersystem 14 einwirkende
Schwerkraft führt
tendenziell dazu, dass die Unterseite 87 des Befestigungsmittels 26 in
Reibungsschluss im Wesentlichen flach auf der Oberseite der Bänder 22 und 24 gehalten
wird, wodurch sich die Befestigungsmittel 26 kontinuierlich
und in einer stabilen und fixierten Weise und mit einer konstanten
Geschwindigkeit entlang des Bands bewegen. Es werden keine weiteren
Einrichtungen benötigt,
um die Befestigungsmittel 26 während der Verarbeitung an den
Bändern 22 und 24 zu
befestigen. Das Spaltbandfördersystem 14 hat sich
als sehr effektiv erwiesen, um einen kontinuierlichen Strom von
Befestigungsmitteln 26 in einer sehr einheitlichen Position
bereitzustellen, wodurch das Applizieren von Beschichtungsmaterialien
auf die Befestigungsmittel 26 bei sehr hohen Bandgeschwindigkeiten
ermöglicht
wird.
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Das
Fördersystem 14 transportiert
die Befestigungsmittel 26 von einem Teileaufgeber 44 in
und hinter eine Applikationsstation 46. Das Fördersystem 14 transportiert
die Befestigungsmittel 26 dann durch eine optionale Station 69 zur
Entfernung von überschüssigem Material
und eine optionale Materialfixierungsstation 61. Das Fördersystem 14 transportiert die
beschichteten Befestigungsmittel 26 dann zu einem Umdreh-
und Entfernungssystem 16.
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Wie
im Folgenden detailliert beschrieben wird, bildet das Entfernungssystem 16 einen
einzigartigen On-Line-Mechanismus, der zuerst die Anziehungskräfte zwischen
den Befestigungsmitteln 26 und dem magnetischen Förderrad 34 nutzt,
um diese am hinteren Förderrad 20 vom
stromabwärts
gelegenen Ende der Bänder 22 und 24 zu
entfernen. Durch die Rotation des Förderrads 34 werden
die Befestigungsmittel 26 aufgenommen und anschließend umgedreht,
so dass sie auf ihren Oberseiten 78 liegend auf einem Förderband 68 abgelegt
werden, das sich in einer Richtung bewegt, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
verläuft,
die sie auf dem Spaltbandfördersystem 14 hatten.
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Die
Befestigungsmittel 26 werden anschließend vom Förderband 68 entfernt
und einem weiteren Förderer 94 zugeführt, der
die beschichteten Befestigungsmittel 26 von der Einrichtung 10 weg
und direkt in eine Hitzebehandlungsstationen wie z. B. einen Ofen
transportiert. Das Aufnehmen und Umdrehen der beschichteten Befestigungsmittel 26 und
das Ablegen auf einem Förderer 68,
der sie von der Einrichtung 10 weg und direkt in ein Erhitzungssystem wie
z. B. einen Ofen transportiert, geschieht alles in kontinuierlichem
On-Line-Betrieb
und erfordert keine Indizierung oder Verlangsamung des Spaltbandfördersystems 14.
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Es
erfolgt nun die detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, indem unter Bezug auf 1 bis 6 der
Weg der Befestigungsmittel 26 durch die Einrichtung 10 verfolgt
wird. Diese Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird ausschließlich aus exemplarischen Gründen im
Zusammenhang mit Verbindungsmitteln wie Käfig- oder Schweißmuttern beschrieben,
die eine tiefe, mit Gewinde versehene Zentralnabe 86 haben,
wie das aus 4 und 5 hervorgeht.
Wie bereits oben beschrieben wurde, können in gleicher Weise auch
Käfig-
oder Schweißmuttern
mit einer rhombusförmigen
oder rechteckigen Oberseite und/oder einer exzentrischen Öffnung problemlos
aufgenommen werden, wie sie in 7 und 8 dargestellt
sind.
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Nunmehr
insbesondere Bezug nehmend auf 1 und 2 werden
die durch die Einrichtung 10 zu verarbeitenden Befestigungsmittel 26 zuerst durch
einen Teileaufgeber 44 geordnet und in gleichmäßiger Ausrichtung
angeordnet. Der Teileaufgeber 44 kann in vielen unterschiedlichen
Formen umgesetzt werden, wie sie beim Stand der Technik bekannt
sind, beispielsweise in Form von Mechanismen mit vibrierenden Beschickungsschalen.
Alternativ könnten
die Befestigungsmittel 26 von Hand dem Spaltbandfördersystem 14 zugeführt werden.
Nachdem sie ausreichend geordnet und ausgerichtet wurden, werden
die Befestigungsmittel 26 aus dem Aufgeber 44 auf
eine Bahn 96 ausgegeben, die eine schräge Zufuhrstrecke zum Fördersystem 14 bildet. Die
Bahn 96 weist einen zentralen Spalt 97 und zwei mit
Abstand zueinander angeordnete Schienen 98 auf. Der Spalt 97 ermöglicht es
der vergrößerten Nahe 86 der
Befestigungsmittel 26, unter der Oberfläche der Schienen 98 hervorzustehen.
Die Schienen 98 bilden eine Auflagefläche für die Unterseite 87 der
Befestigungsmitteloberseite 78.
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Wie
bereits oben erwähnt
wurde, weist das Spaltbandfördersystem 14 vordere
und hintere mit Spalt versehene Förderräder 18 bzw. 20 auf,
die am Rahmen 12 der Einrichtung 10 montiert sind.
Das Fördersystem 14 hat
zwei Endlosförderbänder 22 und 24,
die zwischen den Rädern 18 und 20 verlaufen
und einen Kanal 25 zwischen den Bändern 22 und 24 bilden.
Die Räder
und Bänder
können
leicht aus der Einrichtung 10 entfernt und verändert werden,
wodurch die Einrichtung 10 unterschiedliche Typen von Befestigungsmitteln 26 aufnehmen
kann. Außerdem
kann die Breite des Kanals 25 eingestellt werden, indem
entweder die Bänder 22 und 24 auseinander
gezogen oder aufeinander zu geschoben werden. Das Fördersystem 14 umfasst
außerdem Blöcke 28,
die mit Abstand zueinander entlang der Unterseite der oberen Oberfläche der
Bänder 22 und 24 angeordnet
sind, um diese zu stützen
und um die Bänder 22 und 24 im
Wesentlichen gerade und parallel zum Rahmen 12 zu halten,
während
sie die Befestigungsmittel 26 von einem Ende der Einrichtung 10 zum
anderen Ende befördern.
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Die
Bänder 22 und 24 können aus
einer Reihe unterschiedlicher Materialen aufgebaut sein, vorausgesetzt,
dass diese eine hohe Festigkeit aufweisen und eine nichthaftende
Oberfläche
bieten. Als ein besonders bevorzugtes Material für die Bänder 22 und 24 hat
sich ein Edelstahl erwiesen, der ungefähr 15,87 mm (0,625 Inch) breit
und ungefähr
0,813 bis 1,27 mm (0,032 bis 0,050 Inch) dick ist. Wie leicht erkennbar
ist, können
in Abhängigkeit
von den speziellen Befestigungsmitteln, die mit der vorliegenden
Erfindung verarbeitet werden sollen, Bänder mit vielen unterschiedlichen
Dicken und Breiten ebenso eingesetzt werden.
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Ein
Motor mit veränderlicher
Drehzahl (nicht dargestellt) ist mit dem Antriebsrad 18 verbunden und
ermöglicht
die wahlweise Einstellung der Geschwindigkeit der Bänder 22 und 24 auf
eine gewünschte
konstante Geschwindigkeit. Alternativ könnte der Motor auch mit dem
Rad 20 verbunden sein. Je nach Typ der verarbeiteten Befestigungsmittel
kann die praktische Bandgeschwindigkeit für gewöhnlich im Bereich zwischen
ungefähr
0,03 bis 0,152 Meter pro Sekunde (ungefähr 6 bis 30 Feet pro Minute)
liegen. Diese Bandgeschwindigkeiten ermöglichen je nach verarbeitetem
Teil und dessen Form und Größe die Produktion
von 3.000 bis über 10.000
Teilen pro Stunde durch die vorliegende Erfindung.
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Wenn
sich die Befestigungsmittel 26 weiter stromabwärts auf
dem Fördersystem 14 bewegen, treffen
sie als nächstes
auf einen Applikationsbereich 46. In dem Bereich 46 erfolgt
die Applikation sämtlicher
flüssiger
Materialien auf die Befestigungsmittel 26. Es wird gelegentlich
bevorzugt, eine optionale Heizeinrichtung entlang dem Fördersystem 14 anzuordnen,
um die Befestigungsmittel vor der Applikation von irgendwelchen
flüssigen
Materialien auf eine Temperatur von ungefähr 43,33 bis 65,55 °C (110 bis 150 °F) vorzuerhitzen.
In bestimmten eingeschränkten
Fällen
kann ein solches Vorerhitzen der Befestigungsmittel 26 die
Verteilung des auf die Befestigungsmittel 26 aufgetragenen
flüssigen
Materials unterstützen.
An einem der Stützblöcke 28 ist
eine Zusatzschiene 30 montiert, die einen Befestigungspunkt
für die
verschiedenen Komponenten im Applikationsbereich 46 bildet.
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Vor
dem Beschichten der Befestigungsmittel 26 ist es manchmal
notwendig, Öl
oder Schmutz von der Oberfläche
des Gewindes 80 oder von anderen Bereichen zu lösen, bevor
die Beschichtungsoperation erfolgen kann. Um diese Aufgabe zu erfüllen, treffen
die Befestigungsmittel 26 auf ihrem Weg in den Applikationsbereich 46 zuerst
auf eine optionale On-Line-Reinigungsstation, die allgemein mit 47 gekennzeichnet
ist.
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Die
Reinigungsstation 47 umfasst eine oder mehrere Sprüheinrichtungen
wie die Sprüheinrichtung 50.
Die Sprüheinrichtung 50 ist
auf einem Gestell 48 montiert, das eine Einstellung in
mindestens zwei und vorzugsweise in drei verschiedenen Achsen zulässt. Das
ermöglicht
eine präzise
Ausrichtung der Sprüheinrichtung 50,
um eine breite Vielfalt verschiedener Typen von Befestigungsmitteln 26 oder anderer
Teile bearbeiten zu können.
Das Gestell 48 ist an einem Ende der Zusatzschiene 30 befestigt.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
ist das Gestell 48 nur in zwei Achsen verstellbar – vertikal und
auf das Teil zu und von dem Teil weg. In diesem Fall ist der optische
Sensor 53, der weiter unten detailliert beschrieben wird,
an dem Block 100 eines verstellbaren Schlittens 102 montiert,
der in 6 dargestellt ist. Die Basis 106 des
Schlittens ist wiederum mit der Schiene 30 verbunden. Die
Ausrichtung der Seiten zueinander wird dann erreicht, indem die
Schraube 104 gedreht wird, um den Block 100 und
den daran befestigten Sensor 53 zu verschieben. Alternativ
können
auch mehrere Schlitten 102 kombiniert werden, um eine Verstellung
um zwei oder mehrere Achsen zu ermöglichen.
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Obwohl
eine Vielzahl unterschiedlicher Sprüheinrichtungen eingesetzt werden
können,
um eine präzise
Dosierung diskreter Schüsse
flüssigen Materials
mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen, hat sich als eine besonders
bevorzugte Sprüheinrichtung
die Zero Cavity Sprüheinrichtung
von Nordson mit einem Modul Nr. 276515 erwiesen, die von der Nordson
Corporation in Norcross, Georgia, hergestellt wird. Und obwohl eine
Vielzahl von unterschiedlichen Gestellen verwendet werden kann,
hat sich als ein besonders bevorzugtes Gestell das kugelgelagerte
Gestell der Serie 4500 erwiesen, das von der Daedal Division der
Parker Corporation in Harrison City, Pennsylvania, hergestellt wird.
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Die
Sprüheinrichtung 50 wird
von einem Off-Line-Zulaufbehälter
(nicht dargestellt) mit einem Lösungsmittel
beliefert. Ein optischer Sensor 53 ist in unmittelbarer
Nähe zur
Sprüheinrichtung 50 an
der Schiene montiert. Wenn der Sensor 53 das Gewinde 80 oder
einen anderen vorgegebenen Abschnitt des Befestigungsmittels 26 erfasst,
löst er
einen diskreten Schuss eines geeigneten Typs eines schnell verdampfenden
flüssigen
Lösungsmittels
aus, der präzise
auf das Gewinde 80 oder auf die anderen gewünschten
Oberflächen
des erkannten Befestigungsmittels 26 verabreicht wird.
Als ein besonders bevorzugter Sensor hat sich das Modell FX7 erwiesen,
das von der Sunx Sensors Corporation hergestellt wird. Als ein alternativ
bevorzugter Sensor hat sich das Modell Nr. PZ-101 erwiesen, das
von der Keyance Corporation hergestellt wird. Obwohl zu diesem Zweck
eine Vielfalt der unterschiedlichsten Lösungsmittel verwendet werden
kann, hat sich Methylethylenketon (MEK) als ein besonders bevorzugtes
Lösungsmittel
erwiesen. Sobald es auf die Befestigungsmittel 26 aufgetragen
wurde, wird dem Lösungsmittel
eine ausreichende Zeit eingeräumt,
um Öl und
Schmutz zu lösen,
die sich eventuell auf der Oberfläche des Gewindes 80 oder
auf anderen Oberflächen
befinden.
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Das
Fördersystem 14 transportiert
die Befestigungsmittel 26 als nächstes an einer Druckkluftausblasdüse 54 vorbei.
Diese Düse 54 wird
verwendet, um Luft in das mit Gewinde versehene Loch 80 zu blasen,
wodurch das Lösungsmittel
und die gelösten Schmutz-
und Ölrückstände zerstäubt und
kraftvoll aus dem Gewinde 80 der Befestigungsmittel ausgeblasen
und von diesen weg transportiert werden, so dass diese jetzt gereinigt
sind. Nach dem Verlassen der Reinigungsstation 47 wird
den Befestigungsmitteln 26 noch etwas Zeit eingeräumt, damit
noch verbleibendes Lösungsmittel
von dem Gewinde 80 trocknen kann, bevor irgendwelches Beschichtungsmaterial
appliziert wird.
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Alternativ
kann die Sprüheinrichtung 50 der On-Line-Reinigungsstation 47 verwendet
werden, um diskrete Schüsse
von Lösungsmittel
wie N-Methyl-Pyrrolidon (NMP) auf das Gewinde 80 oder auf andere
Abschnitte von jedem erkannten Befestigungsmittel 26 abzugeben.
In dieser Situation kommt die Ausblasdüse 54 nicht zum Einsatz,
um das Lösungsmittel
zu entfernen. Stattdessen wird der Luftdruck in der Ausblasdüse 54 so
reduziert, dass das Lösungsmittel
gleichmäßig in dem
Gewinde 80 der Befestigungsmittel 26 verteilt
wird und somit als ein Benetzungsmittel wirkt, welches die Verteilung
des anschließend
applizierten flüssigen
Beschichtungsmaterials verbessert.
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Wenn
die Befestigungsmittel 26 weiter stromabwärts auf
dem Fördersystem 14 transportiert werden,
treffen sie als nächstes
auf eine Station zum Applizieren von flüssigem Material, die allgemein
mit 45 gekennzeichnet ist. Die Applikationsstation 45 der vorliegenden
Erfindung wurde insbesondere konstruiert, um flüssige Beschichtungsmaterialien
auf Befestigungsmittel 26 zu applizieren, die unregelmäßige Formen,
tiefe Gewinde, erweiterte Gewindeabschnitte oder exzentrische Öffnungen
aufweisen oder aus anderen Gründen
nur besonders schwierig vollständig
oder teilweise beschichtet werden können. Die Station 45 wurde
auch konstruiert, um flüssiges
Beschichtungsmaterial auf andere Oberflächen als das Gewinde 80 eines
Befestigungsmittels 26 aufzutragen, und zwar entweder allein
oder in Kombination mit der Beschichtung des Gewindes 80.
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Nunmehr
unter besonderem Bezug auf
1 und
2 und
wie bereits in
US 5679160 beschrieben,
können
eine oder mehrere Flüssigkeitsapplikator-Sprüheinrichtungen
58 vorhanden
sein, um flüssiges
Beschichtungsmaterial
99 wie z. B. eine Suspension eines
Fluorkohlenwasserstoffs in einem flüssigen Lösungsmittel auf die aufeinander
folgenden Befestigungsmittel zu applizieren, wenn diese die Sprüheinrichtungen
58 passieren.
Die gesamte Offenbarung dieser gleichzeitig anhängigen Anmeldung ist hier durch
Verweis einbezogen. Jede der Sprüheinrichtungen
58 ist
mithilfe eines Gestells
56 mit der Zusatzschiene
30 der
Einrichtung
10 verbunden. Die Gestelle
56 ermöglichen
das selektive Positionieren und anschließende Befestigen der Sprüheinrichtungen
58 in
fixierten Positionen für
die Applizierung von flüssigem
Beschichtungsmaterial auf Befestigungsmittel
26 unterschiedlicher
Größe oder Form.
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Die
für die
Verwendung in Kombination mit der vorliegenden Erfindung bevorzugten
Gestelle 56 ermöglichen
die Einstellung jeder Sprüheinrichtung in
drei unterschiedlichen Achsen. Die Gestelle 56 ermöglichen
die Einstellung des vertikalen Abstands zwischen den Sprüheinrichtung 58 und
dem Förderbändern 22 und 24,
der horizontalen Position der Sprüheinrichtungen 58 in
Bezug auf das Zentrum des Gewindes 80 sowie des Winkels
und der Richtung der Sprüheinrichtungen 58 in
Bezug auf die mit Gewinde versehene Nabe 86.
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Die
Gestelle 56 können
allein oder in Verbindung mit einem oder mehreren Schlitten 102 verwendet
werden. Für
die Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung besonders
bevorzugte Gestelle, Schlitten und Sprüheinrichtungen sind dieselben,
wie sie bereits oben im Zusammenhang mit der On-Line-Reinigungsstation 47 beschrieben
wurden.
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Sobald
die Befestigungsmittel 26 sich in die Flüssigkeitapplikationsstation 45 bewegen,
wird die mit Gewinde versehene Nabe 86 von jedem der einzelnen
Befestigungsmittel 26 durch fotooptische Sensoren 52 erfasst.
Obwohl eine Vielzahl unterschiedlichster optischer Sensoren für diesen
Zweck eingesetzt werden können,
wurde festgestellt, dass ein besonders bevorzugter Sensor zur Verwendung mit
der vorliegenden Erfindung das Modell Nr. PZ-101 ist, das von der
Keyance Corporation hergestellt wird. Sobald der Sensor 52 das
Vorhandensein eines Befestigungsmittels 26 und/oder der
Gewindenabe 86 von diesem erkennt, sendet er ein elektrisches
Signal zu seiner jeweiligen Sprüheinrichtung 58,
die das Abfeuern eines diskreten Schusses von flüssigem Beschichtungsmaterial 99 auf
einen Abschnitt des Gewindes 80 von jedem Befestigungsmittel 26 auslöst. Sobald
es aufgetragen ist, fließt
das Beschichtungsmaterial in dem Gewinde 80 nach unten
in Richtung der Unterseite von jedem der aufeinander folgenden Befestigungsmittel 26.
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Wenn
die Befestigungsmittel 26 an den aufeinander folgenden
Sprüheinrichtungen 58 vorbeigeführt werden,
werden weitere diskrete Schüsse
von Beschichtungsmaterial 99 auf dem Umfang und neben der
Stelle aufgetragen, an der der erste diskrete Schuss des Beschichtungsmaterials 99 aufgetragen wurde,
der auf das Befestigungsmittel 26 appliziert wurde. Durch
diese Art des Applizierens der diskreten Schüsse von flüssigem Material verteilt sich
das Material 99 in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise
rund um das Gewinde 80 der Befestigungsmittel 26.
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Die
Position, die Geschwindigkeit und die Menge des Materials 99,
das aufgetragen wird, lassen sich durch die Sprüheinrichtungen 58 steuern, die
in Kombination mit den Sensoren 52 und Gestellen 56 agieren.
In Abhängigkeit
vom konkreten Typ der zu beschichtenden Befestigungsmittel wird
insgesamt die minimale Menge des flüssigen Beschichtungsmaterials 99 in
die Gewindenabe 86 eingesprüht, die ausreicht, um sich
auf allen Gewindegängen 80 zu
verteilen und diese zu bedecken, oder sogar weniger als diese Menge.
Durch akkurate Positionierung, Dosierung und Auswahl des richtigen Drucks
von diesen diskreten Schüssen
aus flüssigem Material 99,
die aus den Sprüheinrichtungen 58 abgegeben
werden, kann das Material 99 im Wesentlichen vollständig innerhalb
der Gewindenabe 86 aufgefangen werden, wenn das erwünscht ist.
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Die
Sprüheinrichtungen 58 sind
in der Lage, eine breite Vielfalt von flüssigen Beschichtungsmaterialien
in Form von präzise
dosierten Hochgeschwindigkeitsschüssen abzugeben. Zu diesen Materialien zählen unter
anderem Fluorkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoff- und Fluorkohlenwasserstoff-Copolymere,
Silikone, Wachse, Petroleumfette, Teflon® und Teflon®-artige
Materialien. Im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Maskierungs-,
Isolier- und/oder Schmierbeschichtungen von Befestigungsmitteln
haben sich zwei Materialien als besonders bevorzugt erwiesen. Das
erste ist eine Mischung aus ungefähr 70 Volumenprozent DuPont
Teflon®-S
(Nr. 954-101) Flüssigkeit
und ungefähr
30 Volumenprozent DuPont T-8748 Verdünner. Das zweite ist eine Mischung
aus ungefähr
60 bis 70 Volumenprozent Whitford XYLENE® 1661
Trockenfilmschmiermittel, das von der Whitford Corporation in Frazer,
Pennsylvania, hergestellt wird, und ungefähr 30 bis 40 % einer Lösungsmittelmischung
enthält,
die zu etwa 60 % N-Methylpyrrolidon (NMP) und zu etwa 30 % aus Whitford
XYLENE® besteht.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Sprüheinrichtungen 58 verwenden
vorzugsweise einen Düsendurchmesser
und -bereich von ungefähr
0,127 mm (0,005 Inch) bis ungefähr
1,016 mm (0,040 Inch) und werden mit Beschichtungsmaterial beschickt, das
unter einem Druck von ungefähr
206842,8 Pa (30 psi) steht.
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Es
sollte erkennbar sein, dass es im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung möglich
ist, nur eine einzige Sprühvorrichtung 58 und
einen einzigen diskreten Schuss des Materials 99 oder eine beliebige
Anzahl von zusätzlichen
Sprüheinrichtungen 58 zur
Abgabe mehrerer diskreter Schüsse
des Materials 99 auf die Befestigungsmittel 26 zu
verwenden. Außerdem
kann die vorliegende Erfindung, wie das weiter unten noch im Detail
beschrieben wird, auch ohne Einsatz irgendwelcher Sprüheinrichtungen 58 zur
Beschichtung von Befestigungsmitteln 26 eingesetzt werden.
Die Sprüheinrichtungen 58 können verwendet
werden, um diskrete Schüsse
des Materials 99 auf andere Oberflächen als die Gewinde 80 der
Befestigungsmittel 26 zu applizieren. Es wird bevorzugt,
dass die Sprüheinrichtungen 58 vollständig dazu
in der Lage sind, pro Stunde mindestens 20.000 und vorzugsweise
bis zu 50.000 diskrete Schüsse
des Materials abzugeben.
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Die
Applikationsstation 45 ist auch mit einer oder mehreren
luftlosen Sprayeinrichtungen 57 ausgestattet. Wie bereits
erwähnt
wurde, wächst
die Nachfrage nach dem Applizieren von Beschichtungsmaterial auf
Abschnitte von mehreren Oberflächen von
Befestigungsmitteln, die mitunter auch unübliche oder nicht-standardmäßige Formen
oder Konfigurationen aufweisen. Ein Beispiel dafür ist das Befestigungsmittel 26 mit
einer erweiterten Gewindenabe 86, wie es in 4 und 5 dargestellt
ist. Andere Beispiele sind die in 7 bzw. 8 dargestellten Befestigungsmittel.
Und es wird auch immer mehr gewünscht,
entweder den gesamten oder einen sehr präzise bemessenen Abschnitt von
gewindefreien Bereichen von Befestigungsmitteln 26 zu beschichten,
wie z. B. die Einlaufbereiche 82 und/oder die Oberseiten 78 allein
oder zusätzlich
zu dem Gewinde 80.
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Um
diese Aufgabe zu erfüllen,
werden in der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere luftlose Sprayeinrichtungen 57 entweder
allein oder in Kombination mit den zuvor beschriebenen Sprüheinrichtungen 58 verwendet.
Die luftlosen Sprayeinrichtungen 57 sind mithilfe von Gestellen 55 auf
Zusatzschiene 30 montiert. Das Gestell ermöglicht eine
Einstellung der Sprayeinrichtung 57 im Hinblick auf ihre vertikale
Höhe über den
Befestigungsmitteln 26 sowie im Hinblick auf ihre horizontale
Position in Bezug auf die Bänder 22 und 24.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
ist das Gestell 48 nur in zwei Achsen verstellbar – vertikal
und auf das Teil zu bzw. von diesem weg. In diesem Fall ist der
entsprechende optische Sensor 59 am Block 100 eines
verstellbaren Schlittens 102 montiert, wie das aus 6 deutlich
wird. Die Basis 106 des Schlittens ist wiederum mit der
Schiene 30 verbunden. Die Ausrichtung der Seiten zueinander
wird dann erreicht, indem die Schraube 104 gedreht wird,
um den Block 100 und das daran befestigte Gestell 55 zu
verschieben. Alternativ können
auch mehrere Schlitten 102 kombiniert werden, um eine Verstellung
um zwei oder drei Achsen zu ermöglichen.
Die Sprayeinrichtungen 57 verwenden optische Sensoren 59,
wie sie zuvor beschrieben wurden, um zu erfassen, wenn ein Befestigungsmittel 26 oder
ein vorgegebener Abschnitt von diesem vorhanden ist, und um dann
ein Signal zur Auslösung
des Betriebs der Sprayeinrichtung 57 zu senden.
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Jede
Sprayeinrichtung 57 ist mit einer einstellbaren Düse 95 versehen,
die am besten in 3 erkennbar ist. Das aus der
Düse 95 austretende Sprühmuster
kann modifiziert werden, indem die Düse 95 so geändert wird,
dass es die Form eines kreisförmigen
Rings des Materials 99 aufweist, wie es der Bereich zwischen
A und B und A' und
B' in 3 zeigt.
Alternativ kann die Düse 95 vertikal
eingestellt werden, um eine Vielzahl von hohlraumfreien Sprühmustern
zu erzielen, wie z. B. die Bedeckung im gesamten Bereich zwischen
A und A', C und
C' und D und D'. Die luftlosen Sprayeinrichtungen 57 der
vorliegenden Erfindung können – unabhängig davon,
ob sie in Verbindung mit einer oder mehreren Sprüheinrichtungen 58 zur
Abgabe von diskreten Schüssen
des flüssigen
Beschichtungsmaterials 99 oder allein eingesetzt werden – verwendet
werden, um eine kontinuierliche, im Wesentlichen blasenfreie Beschichtung
auf dem gesamten Gewinde 80 oder einem Abschnitt davon,
auf dem Einlaufbereich 82, auf der Oberseite 78 oder
auf jeder Kombination von diesen Flächen bereitzustellen. Die Sprayeinrichtung 57 arbeitet
mit dem Fördersystem 14 zusammen,
das kontinuierlich die Befestigungsmittel 26 bewegt, wodurch
die Notwendigkeit der Indizierung der Befestigungsmittel entfällt und
auch die Notwendigkeit zur Absperrung oder Maskierung der zu beschichtenden Bereiche.
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Der
hohe Druck und die Präzision
der Sprayeinrichtung 57 ermöglichen die präzise Abgabe
des Materials ausschließlich
auf die gewünschten
vorgegebenen Oberflächen
des Befestigungsmittels 26 und dient der Overspray-Minimierung.
Das Material wird von der Sprayeinrichtung 57 präzise ausgerichtet
in einem luftlosen, zerstäubten
Hochgeschwindigkeitsstoß ausgegeben.
Dieser Stoß bewirkt,
dass sich das Beschichtungsmaterial gleichmäßig entlang der gewünschten
Befestigungsmitteloberfläche
verteilt oder dass zuvor appliziertes Material um das Gewinde 80 oder
eine andere Oberfläche
verwirbelt wird. Der Stoß wird
erzeugt, indem flüssiges
Material in der Sprayeinrichtung 57 durch kleine Schlitze
gezwungen wird, um einen Hochdruckscheitel zu bilden, der dann durch
eine kleine Öffnung
gezwungen wird. Die resultierende Zentrifugalkraft sowie die plötzliche
Freigabe des Drucks bewirken, dass das flüssige Material zu einem präzisen Sprühmuster
zerstäubt
wird. Ein optionales Vakuumsystem 39 kann sich unter der
Sprayeinrichtung 57 befinden, um dabei behilflich zu sein,
das aus der Sprayeinrichtung 57 austretende Beschichtungsmaterial 99 in
und durch die erweiterte Nabe 86 zu saugen oder einfach nur
um überschüssiges Beschichtungsmaterial
aufzufangen.
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Obwohl
verständlich
sein dürfte,
dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Sprayeinrichtungen und
Düsen gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können
und auch zufrieden stellende Ergebnisse erzielen, hat sich als eine
besonders bevorzugte luftlose Sprayeinrichtung 57 die Nordson Airless
Spray Gun mit der Modellnummer A7A erwiesen, die von der Nordson
Corporation in Amherst, Ohio hergestellt wird. Eine bevorzugte Düse 95 für die Verwendung
mit der Sprayeinrichtung 57 ist die von der Deladan Corporation
hergestellte Düse
mit der Modellnummer WDA1, die einen Innendurchmesser von 0,28 mm
(0,011 Inch) bei einem Sprühwinkel
von 45° und/oder
70° hat.
Die Düse 95 ist
vorzugsweise mit einem Adapter an der Sprayeinrichtung 57 befestigt.
Der Sprühdruck
beträgt
vorzugsweise mindestens etwa 3447,4 kPa (500 psi). Außerdem kann
zwar eine Vielzahl unterschiedlicher Gestelle 55 eingesetzt
werden, solange damit eine Einstellung der Sprayeinrichtungen 57 in
mindestens zwei Achsen möglich
ist, ein besonders bevorzugtes handelsübliches Gestell ist jedoch
das Modell 4574, das durch die Deadal Division der Parker Corporation in
Harrisburg, Pennsylvania, hergestellt wird.
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Bei
dem in 3 mit C-C' gekennzeichneten Sprühmuster
hat der optische Sensor 59 die Düse 95 der Sprayeinrichtung 57 so
ausgelöst,
dass flüssiges Beschichtungsmaterial 99 auf
das Gewinde 80 des Befestigungsmittels 26 aufgesprüht wird.
Dieses Sprühmuster
ist effektiv, um sowohl den Einlaufbereich 82 als auch
das Gewinde 80 des Befestigungsmittels 26 zu beschichten.
Die für
diese Anwendung geeignete Düse 95 ist
eine 70°-Düse. Mit
der 70°-Düse wird
das flüssige
Beschichtungsmaterial senkrecht zur Oberfläche des Gewindes 80 aufgesprüht. Ein
Teil des zerstäubten
flüssigen
Materials 99 wird auf die Seiten des Gewindes 80 appliziert,
die zur luftlosen Sprayeinrichtung 57 weisen. Die Unterseite des
Gewindes 80, die der Sprayeinrichtung 57 gegenüberliegt,
wird aufgrund der Verwirbelung des zerstäubten flüssigen Materials 99 bedeckt,
die durch das Auftreffen von Material auf die scharfe Kante der Gewindespitze
und die hohe Geschwindigkeit des abgegebenen Materials verursacht
wird. Das überschüssige zerstäubte flüssige Material
verteilt sich dann bis zum Grund des Gewindes 80, wo es
sich durch die Kapillarwirkung des Materials miteinander verbindet
und eine gleichmäßige, blasenfreie
Schicht auf allen Abschnitten des Gewindes 80 der Gewindenabe 86 bildet.
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Wie
leicht erkennbar ist, sind die in 3 gezeigten
Sprühmuster
nur exemplarisch. Die luftlose Sprayeinrichtung 57 kann
alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Sprüheinrichtungen 58 verwendet
werden, um das gesamte oder einen Teil des Gewindes 80 eines
Befestigungsmittels 26 und/oder andere Oberflächen wie
den Einlaufbereich 82 und die Oberseite 78 zu beschichten.
Das aus der Sprayeinrichtung 57 abgegebene Sprühmuster,
das durch die Linien D und D' eingegrenzt
ist, ist besonderes nützlich
für die
Beschichtung tiefer Gewindenaben 86 von Befestigungsmitteln 26,
wenn es in Verbindung mit den diskreten Schüssen verwendet wird, die durch
eine oder mehrere Sprüheinrichtungen 58 abgegeben
werden. Bei einer derartigen Verwendung tragen die Sprüheinrichtungen 58 diskrete
Schüsse
von flüssigem
Beschichtungsmaterial auf die oberen Gewindegänge der Gewindenabe 86 auf,
während
die luftlose Sprayeinrichtung 57 eingesetzt wird, um Beschichtungsmaterial
auf die unteren Gewindegänge
der Gewindenabe 86 aufzutragen.
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Sobald
auf die Befestigungsmittel 26 die geeignete Beschichtung
des Materials 99 durch eine oder mehrere Sprayeinrichtungen 57 alleine
oder in Kombination mit Sprüheinrichtungen 58 aufgetragen wurde,
transportieren die Bänder 22 und 24 des
Fördersystems 14 die
Befestigungsmittel 26 von der Applikationsstation 46 weg.
Während
dieser Zeit verteilt sich das applizierte flüssige Beschichtungsmaterial 99 um
die Gewindenabe 86 und bedeckt das gesamte Gewinde 80 in
einer im Wesentlichen gleichmäßigen Art
und Weise.
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Sobald
die Befestigungsmittel 26 die Applikationsstation 46 verlassen,
kann die Einrichtung 10 über eine optionale Station
zum Entfernen überschüssigen Materials 69 verfügen. Aufgrund
der präzisen
Dosierung der Sprüheinrichtungen 58 und
der Sprayeinrichtungen 57 in der Applikationsstation 46 der
vorliegenden Erfindung hat sich eine Station zum Entfernen überschüssigen Materials
generell als unnötig
erwiesen. Sollte sie trotzdem erwünscht sein, kann sie viele
unterschiedliche Formen haben.
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Eine
Luftausblasdüse 54 kann
entlang dem Fördersystem 14 angeordnet
sein, um Druckluft durch die Öffnungen
der Befestigungsmittel 26 zu leiten und so jegliches überschüssige Beschichtungsmaterial
zu entfernen. Wenn überschüssiges Material auf
die Befestigungsmittel 26 appliziert worden ist, dann ist
wahrscheinlich, dass sich dieses aufgrund der Schwerkraft und/oder
des Einsatzes der Ausblasdüse 54 tendenziell
an der Unterseite 83 des Gewindes 80 des Befestigungsmittels 26 ansammelt.
Wenn dieser Umstand festgestellt wird, kann er leicht gemildert
werden, indem ein oder mehrere der Löschräder 60 verwendet werden.
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Diese
Räder 60 haben
vorzugsweise die Form von Weichschaumrädern, die unterhalb der Befestigungsmittel 26 rotieren.
Die Räder 60 berühren die
Unterseite der Befestigungsmittel 26 mit leichtem Druck,
um alles überschüssige Beschichtungsmaterial
zu entfernen und abzutransportieren. Wenn die Befestigungsmittel 26 die
Löschräder 60 berühren, werden
sie außerdem
durch Druckräder 62 angedrückt, die
gleichzeitig die Oberseite 78 der Befestigungsmittel 26 berühren. Die
Druckräder 62 können optional
aus einem absorbierenden Material bestehen, um jegliches überschüssige Material
von der Oberseite 78 der Befestigungsmittel zu entfernen, wenn
diese die Räder 62 passieren.
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Es
ist allgemein bevorzugt, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Löschräder 60 mit
der Geschwindigkeit der Bänder 22 und 24 synchronisiert ist,
welche die Befestigungsmittel transportieren, so dass es zu keinem
Wischvorgang auf der Oberfläche der
Befestigungsmittel kommt. Allerdings kann es in bestimmte Anwendungen
erwünscht
sein, die Löschräder 60 asynchron
zu bewegen, um einen Wischvorgang auf der Unterseite der aufeinander
folgenden Befestigungsmittel 26 zu erzielen. Nachdem sich
die Löschräder 60 von
den Bändern 22 und 24 weg
drehen, tauchen sie teilweise in einen Behälter 88 ein, der ein
Lösungsmittel
wie MEK oder eine Mischung aus NMP und XYLENE® enthält, welches
die Löschräder 60 von
jeglichem überschüssigen Beschichtungsmaterial
reinigt, bevor derselbe Abschnitt des Löschrads 60 erneut
die aufeinander folgenden Befestigungsmittel 26 berührt.
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Sobald
alles überschüssige Beschichtungsmaterial
an der Entfernungsstation 69 entfernt wurde, transportiert
das Fördersystem 14 die
Befestigungsmittel 26 als nächstes durch eine optionale
Trocknungsstation 61, wie sie in 1 und 2 dargestellt
ist. Obwohl generell unnötig,
kann diese Trocknungsstation 61 ein oder mehrere Luftgebläse, Heizeinrichtungen
oder Kombinationen von beidem aufweisen. Die Heizeinrichtungen können die
Form von Infrarot-, Strahlungs- oder Induktionsheizelementen haben.
Im Trocknungsabschnitt können
auch Vakuumkanäle
vorgesehen sein, um Lösungsmitteldämpfe abzusaugen.
Der Zweck der Trocknungsstation 61 besteht darin, eine
ausreichende Abdunstung des im Beschichtungsmaterial 99 enthaltenen
Lösungsmittels
auf den erwünschten
Oberflächen
der Befestigungsmittel 26 zu erzielen, um die Beschichtung
zu stabilisieren.
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Sobald
die Befestigungsmittel die Materialfixierungsstation 61 verlassen
haben, werden sie als nächstes
auf das Ende des Fördersystems 14 zu transportiert.
Zu diesem Zeitpunkt treffen sie auf das Umdreh- und Entfernungssystem 16.
Wie weiter unten detailliert beschrieben wird, dient das Entfernungssystem 16 dem
kontinuierlichen Entfernen der Befestigungsmittel 26 vom
Fördersystem 14,
dem Aufnehmen dieser Befestigungsmittel 26 und ihrem Umdrehen.
Das Entfernungssystem 16 enthält ein magnetisches Förderrad 34,
das durch einen Motor mit veränderlicher
Drehzahl 40 angetrieben wird. Ein kontinuierliches Förderband 68 verläuft zwischen dem
magnetischen Rad 34 und einem weiteren Förderrad 38.
Obwohl eine Vielzahl unterschiedlicher Bänder hier eingesetzt werden
können,
ist ein bevorzugtes und handelsübliches
Band das Teflon®-beschichtete
Glasfaserband Flourofab Nr. 100-27 (50,8 mm bzw. 2 Inch breit und
0,68 mm bzw. 27 Milli-Inch dick und von Greenbelt hergestellt),
das sich als effektiv erwiesen hat. Beim Betrieb kann die Geschwindigkeit
des Bands 68 mithilfe eines Motors mit veränderlicher
Geschwindigkeit 40 eingestellt werden, um die aufeinander
folgenden Befestigungsmittel 26 effizient und in Abständen gleichmäßig von
den Förderbändern 22 und 24 zu
entfernen.
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Wenn
die Befestigungsmittel 26 das Ende des Fördersystems 14 erreichen,
haften ihre Oberseiten 78 aufgrund der magnetischen Anziehung
zwischen dem Rad 34 und den Befestigungsmitteln 26 am
Band 68, das durch das Rad 34 getragen wird. Die
Rotation des Rads 34 bewirkt, dass die Befestigungsmittel 26 entlang
des Bands 68 aufgenommen werden. Das Aufnehmen und anschließende Umdrehen
der Befestigungsmittel 26 auf ihrem Weg auf dem Band 68 rund
um das Rad 34 ermöglicht
eine klare und einfache optische Inspektion der Unterseite von jedem
Befestigungsmittel 26. Das Umdrehen der Befestigungsmittel 26 bewirkt
auch das Umleiten von Beschichtungsmaterial 99, das eventuell
noch flüssig sein
und sich in der Nähe
der Unterseite 83 des Gewindes 80 befinden könnte, über die
gesamte Gewindefläche.
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Sobald
die Befestigungsmittel 26 auf dem Band 68 im Wesentlichen
um 180° rund
um das Rad 34 rotiert sind, sind sie gegenüber ihren
Ausgangspositionen auf dem Fördersystem 14 komplett
umgedreht, wobei ihre Oberseiten 78 auf der Oberseite des
Bands 68 aufliegen. Das Band 68 transportiert dann
die Befestigungsmittel 26 vom Rad 34 weg, bis sie
auf eine Entfernungsschiene 64 treffen, die am Umdreherrahmen 42 montiert
ist. Wie aus 2 ersichtlich ist, erstreckt
sich die Entfernungsschiene 64 quer über das Band 68 in
einer Höhe,
die den Kontakt der Schiene 64 mit der Außenfläche der
Gewindenabe 86 der Befestigungsmittel 26 gestattet.
Auf diese Weise ist die Wirkung der Befestigungsmittel 26 beim Auftreffen
auf die Schiene 64 ausreichend, um den Reibungsschluss
zwischen den Befestigungsmitteln 26 und dem sich bewegenden
Band 68 zu überwinden
und sie auf eine abwärts
geneigte Rutsche 66 zu leiten.
-
Das
Ende der Rutsche 66 endet über einem kontinuierlichen
Querförderband 94,
das mit einer vorgewählten
einstellbaren Geschwindigkeit zwischen den Förderrädern 74 und 76 läuft. Ein
bevorzugtes handelsübliches
Band ist ein 203,2 mm (8 Inch) breites PVC 120 Band, das
auf beiden Seiten eine Reibungsfläche hat und von Hytrol Conveyors, Inc.
hergestellt wird. Das Querförderband 94 transportiert
die Befestigungsmittel 26 vom Fördersystem 14 weg.
Eine Führungsschiene 70 ist
entlang dem Förderband 94 in
der Nähe
der Räder 74 angeordnet, die
einen vertikalen Abstand über
dem Band 94 aufweist. Diese Führungsschiene 70 funktioniert
in ähnlicher
Weise wie die zuvor beschriebene Entfernungsschiene 64 und
kontaktiert die Außenfläche der Gewindenabe 86 der
Befestigungsmittel 26, um den Reibungsschluss zwischen
den Befestigungsmitteln 26 und dem Band 94 zu überwinden.
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Die
Schiene 70 transportiert die Befestigungsmittel anschließend auf
eine Rampe 72, welche die Befestigungsmittel 26 in
einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Weise einem Ofen, einer anderen
Heizeinrichtung oder einem dorthin führenden Fördersystem zuführt. Auf
diese Weise dienen das Umdreh- und Entfernungssystem 16 und
das Querfördersystem 93 der
vorliegenden Erfindung der Bereitstellung eines schnellen und effizienten On-Line-Mechanismus zum Entfernen
der beschichteten Befestigungsmittel vom Applikationsfördersystem 14 und
zum Transportieren in einen Ofen oder eine andere Heizeinrichtung,
ohne dass dabei eine zusätzliche
materielle Handhabung der Befestigungsmittel erforderlich ist.
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Alternativ
kann die Schiene 70 mit einem pneumatischen Zylinder oder
einer ähnlichen Einrichtung
verbunden sein. Bei dieser Konstruktion pendelt die Schiene quer
zur Oberfläche
des Bands 94 vor und zurück. Das Pendeln der Schiene 70 führt dazu,
dass die Befestigungsmittel 26 mit der Zeit über die
gesamte Breite der Rampe 72 verteilt werden. In bestimmten
Situationen hat das eine Effizienzsteigerung bei der nachfolgenden
Ofenerhitzung der beschichteten Befestigungsmittel bewirkt.
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Die
folgenden Beispiele sollen das Verständnis der Erfindung erleichtern.
Es sollte verständlich sein,
dass die Erfindung nicht auf die konkreten Prozeduren oder Parameter
beschränkt
ist, die in diesen Beispielen angeführt sind.
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BEISPIEL I
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M14
Käfigmuttern ähnlich denen,
die in 7 abgebildet sind, wurden mit ihren Öffnungen zentriert über dem
Spalt zwischen den beiden Bändern
eines Fördersystems
einer Einrichtung abgelegt, wie sie allgemein in 1 dargestellt
ist. Die Käfigmuttern ähnelten
denen, die in 7 abgebildet sind, und waren
ungefähr
50,8 mm (2 Inch) lang, 38,1 mm (1,5 Inch) breit und 7,94 mm (5/16
Inch) dick. Die Muttern wiesen auf einer Seite eine vorstehende Schulter
mit einem Außendurchmesser
von 19,05 mm (3/4 Inch), einer abgeschrägten Öffnung und einem exzentrischen
Loch auf. Die Teile wurden durch eine Rotationsschale kontinuierlich
zugeführt.
Die Teile wurden dann mithilfe einer speziell entwickelten Abwärtsschiene
umgedreht. Dann wurden die Teile auf zwei mit Abstand angeordnete
parallele Stahlbänder
abgelegt, so dass ihre vorstehenden Schultern nach unten wiesen.
Die Bänder
waren ungefähr jeweils
15,87 mm (5/8 Inch) breit und 0,762 mm (0,03 Inch) dick. Die Länge der
oberen Bahn dieser Förderbänder betrug
ungefähr
6,09 m (20 Feet). Der Abstand bzw. Spalt zwischen den Bändern war
ungefähr
19,05 mm (3/4 Inch) breit.
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Die
Teile wurden dann durch die Förderbänder in
den Applikationsbereich transportiert. Die Muttern trafen dann auf
zwei Nordson Zero Cavity Sprüheinrichtungen
mit Nordson Nr. 276515 Modulen, die sich an den gegenüberliegenden
Seiten der Bänder befanden.
Jede Sprüheinrichtung
applizierte einen einzelnen Schuss von flüssigem Beschichtungsmaterial
auf die gegenüberliegenden
Seiten der Unterseite der mit Gewinde versehenen Öffnung.
Der Austrittsdruck des auf die Befestigungsmittel aufgetragenen
flüssigen
Materials betrug ungefähr
172,37 kPa (25 psi). Das auf die Schrauben applizierte Material wurde
bei Raumtemperatur abgegeben und enthielt eine Mischung von etwa
66 % Whitford XYLENE® 1661 Dickschicht-Purpurtrockenfilmschmiermittel und
etwa 33 % einer Lösungsmittel mischung,
die N-Methyl-Pyrrolidon (NMP) und XYLENE® enthielt. Die
Materialschüsse
wurden durch ein Paar Sensoren der Modellnummer PZ-101 ausgelöst, die
durch die Keyance Corporation hergestellt wurden und in unmittelbarer
Nähe zu
jeder der Sprüheinrichtungen montiert
waren.
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Die
Muttern mit dem applizierten Beschichtungsmaterial wurden ein kurzes
Stück das
Förderband
abwärts
transportiert und trafen dann auf eine Nordson Airless Spray Gun
mit der Modellnummer A7A, die von der Nordson Corporation in Amherst, Ohio
hergestellt wurde und die einen dritten Materialschuss in einem
kreisrunden Muster abgab, das den Abschrägungs- bzw. Einlaufbereich
an der Oberseite der Öffnung
sowie sämtliche
Gewindegänge
der Öffnung
bedeckte. Das Material war dasselbe, wie es auch bei den zwei vorherigen
Schüssen
aufgetragen wurde. Die Sprüheinrichtung,
welche den dritten Schuss abgab, war direkt über der Öffnung der Muttern montiert.
Das Beschichtungsmaterial wurde mit einem Druck von unter 3447,4
kPa (500 psi) abgegeben. Die Schrauben wurden dann ein kurzes Stück weiter
auf dem Fördersystem
abwärts
transportiert und trafen dann auf eine Luftdüse direkt über der Gewindeöffnung.
Die von der Düse
abgegebene Luft, die unter einem geringen Druck stand und aus einem 6,35
mm (1/4 Inch) Polyurethanschlauch abgegeben wurde, diente sowohl
der Unterstützung
der Materialverteilung auf den gewünschten Bereichen der Muttern
als auch der Entfernung von etwaigem überschüssigem Material. Die Muttern
trafen dann auf eine Reihe von absorbierenden oberen und unteren Löschrädern, so
dass beim Passieren dieser Räder jegliches überschüssige Material
entfernt wurde, das sich möglicherweise
auf den unerwünschten
Oberflächen
des Befestigungsmittels befand.
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Die
Teile wurden als nächstes
durch ein Aufnehm- und Umdrehfördersystem
vom Fördersystem entfernt.
Eine magnetische Rolle wurde verwendet, welche die Oberseite der
Teile von dem Spaltbandfördersystem
anzog. Sobald die Teile durch die Magnetkraft des Förderrads
angezogen wurden, drehte das Rad die Teile bis zu einem Punkt, wo
deren Ausrichtung gegenüber
der auf dem Spaltbandfördersystem
eingenommenen Position umgedreht war. Die dann über dem Spaltbandfördersystem
befindlichen Teile wurden ungefähr
61 cm (2 Feet) transportiert, bis sie auf eine Abstreifschiene trafen,
welche die Teile auf eine 30,5 cm (1 Feet) lange Bahn schob, die
ein Gefälle
von ungefähr
20,3 cm (8 Inch) aufwies. An der Unterseite der Bahn trafen die
Teile auf ein Querfördersystem
und wurden durch dieses ungefähr
183 cm (6 Feet) vom Umdreh- und Entfernungssystem und vom Spaltbandfördersystem
weg transportiert. Die Teile trafen als nächstes auf eine pendelnde Abstreifschiene,
die sich über
die Breite des Querförderbands
vor und zurück bewegte.
Durch diese Bewegung wurden die Teile eine Rampe hinunter und auf ein
anderes Querförderband
geschoben, das sie direkt einem Ofen zuführte. Die Teile wurden dann
in einem Ofen bei etwa 177 °C
(350 °F)
für ungefähr zehn
Minuten getrocknet. Das Ergebnis war eine im Wesentlichen blasenfreie
Materialbeschichtung auf der gesamten Gewindeoberfläche der
Muttern und auf dem Abschrägungs-
bzw. Einlaufbereich der vorstehenden Schulter. Die Beschichtung
der Teile erfolgte in einem kontinuierlichen Prozess mit einer Geschwindigkeit
von ungefähr
5.000 Stück
pro Stunde. Die Gesamtmasse des applizierten Beschichtungsmaterials
betrug ungefähr
150 mg. Die auf den Muttern vorhandene Beschichtung zeigte ein gleichmäßiges Erscheinungsbild
und war frei von Tropfen, Laufspuren und flockigen Bereichen. Außerdem war
die ausgehärtete
Beschichtung effektiv schadresistent, so dass ein Abplatzen oder
eine anderweitige Entfernung der Beschichtung während der normalen Handhabung
und des normalen Transports der Teile verhindert wurde.
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BEISPIEL II
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Mit
Innengewinde versehene Muttern ähnlich denen,
die in 8 dargestellt sind, wurden mit ihren Öffnungen
zentriert über
dem Spalt zwischen den beiden Bändern
eines Fördersystems
einer Einrichtung abgelegt, wie sie allgemein in 1 dargestellt ist.
Die Schrauben hatten eine rhombusförmige Oberseite, wobei der
Abstand zwischen den sich mit kürzerer
Entfernung gegenüberliegenden
Punkten des Rhombus ungefähr
50,8 mm (2 Inch) und der Abstand zwischen den sich mit längerer Entfernung
gegenüberliegenden
Punkten des Rhombus ungefähr 76,2
mm (3 Inch) betrug. Die Muttern enthielten eine zentrale, mit Gewinde
versehene Öffnung,
die ungefähr
19,05 mm (3/4 Inch) tief war und einen Außendurchmesser von ungefähr 12,7
mm (1/2 Inch) aufwies. Die Oberseite der Muttern wies einen kreisförmigen,
nach unten abgeschrägten
Einlaufbereich zwischen der Oberseite und dem Gewinde auf.
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Die
Teile wurden von Hand auf das Spaltbandfördersystem aufgelegt. Dann
wurden die Teile in der gleichen Weise verarbeitet wie in Beispiel
I. Die Spezifizierung erforderte das Auftragen eines Sperrbeschichtungsmaterials
auf dem gesamten Gewinde des Befestigungsmittels und entlang eines
präzisen Abschnitts
des kreisförmigen
Einlaufabschnitts, der in 8 dargestellt
ist.
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Mit
dem Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung
konnten ungefähr
3.000 der Teile pro Stunde mit Beschichtungsmaterial beschichtet
werden, und die hergestellte Beschichtung wurde präzise ausschließlich auf
dem gewünschten
Abschnitt des Einlaufbereichs und auf dem gesamten Gewinde des Befestigungsmittels
platziert. Die auf den Muttern vorhandene Beschichtung zeigte ein
gleichmäßiges Erscheinungsbild
und war frei von Tropfen, Laufspuren und flockigen Bereichen. Außerdem war
die ausgehärtete
Beschichtung effektiv schadresistent, so dass ein Abplatzen oder
eine anderweitige Entfernung der Beschichtung während der normalen Handhabung
und des normalen Transports der Teile verhindert wurde.
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Diese
Beispiele zeigen die Vorteile der vorliegenden Erfindung bei der
Hochgeschwindigkeits-Applikation von flüssigen Sperrbeschichtungsmaterialien
auf die Gewinde und/oder andere Oberflächen eines kontinuierlichen
Stroms von Befestigungsmitteln mit unregelmäßigen Formen oder tiefen Gewindenaben
und beim anschließenden
direkten Zuführen
der Befestigungsmittel in einen Ofen oder ein anderes Heizsystem
unter Verwendung eines On-Line-Prozesses, der keinerlei manuelle
Handhabung erfordert und sehr präzise
arbeitet.