Anlagenbau

Vorteile         Advantages

Referenzen         Referencelist

Allgemein         General

Bilder         Pictures

Zeichnungen         Drawings

 

Startseite Geschichte Pulverbeschichtung Eloxal Service

  Vorbehandlungsanlagen 

Anfahrt

         

  Pretreatmentinstallation 

 

                                       


 

Ziel der notwendigen Vorbehandlung vor dem Lackieren und Pulverbeschichten ist es zunächst die Oberfläche effizient zu reinigen und ggf. nach Zwischenbehandlungen wie z.B. Dekapieren, eine qualitativ hochwertige Konversionsschicht aufzubringen, die im Falle von Aluminium alle Kriterien der Gütegemeinschaften GSB / QUALICOAT erfüllt und somit durch Haftvermittlung und Korrosionsschutz die Langlebigkeit der Werkstücke gewährleistet. Qualitätsbestimmend sind dabei auch die notwendigen Spülstufen zwischen den einzelnen Anwendungen und insbesondere die abschließenden Spülschritte. 

  

Dazu werden prinzipiell bisher zwei konventionelle Applikationsverfahren eingesetzt: 

                       

                     1.     Tauchen 

                     2.      Spritzen 

  

Tauchanwendungen erfolgen durch vertikale Ein- und Ausfahrbewegungen durch Kräne in den einzelnen Behandlungsbädern und dann transversalen Transport zur nachfolgenden Behandlungsstufe. Dabei werden zwangsläufig immer auch die Innenflächen der Werkstücke benetzt, was bei Hohlpfrofilen zu einem erheblichen Mehrverbrauch an Chemikalien und damit auch zu höherer Abwasserbelastung führt. Zudem müssen die Werkstücke aufwendiger befestigt werden, als für die spätere elektrostatische Lackapplikation erforderlich, weil die mechanische Belastung der Werkstücke durch die vertikalen Kranbewegungen und die Flüssigkeitsverdrängung in den Bädern relativ groß ist. 

  

Spritzanwendungen erfolgen in Kammern, die in Längsrichtung von den Warenträgern an entsprechenden Fördersystemen durchfahren werden und hintereinander angeordnet sind. Konsequent muss zwischen jedem Behandlungs- und Spülschritt und zwischen jedem Spülschritt und dem nächsten Behandlungsschrift eine Abtropfzone angebracht sein, die der Länge des längsten Werkstückes bzw. Warenträgers entspricht. Der Grund ist trivial: Über eine Art "Regenrinneneffekt" würden die Behandlungschemikalien mit Spülwasser verdünnt und/oder das Spülwasser übergeleitete Chemikalien belastet. Zudem muss am Ein- und Auslauf einer derartigen Vorbehandlungslinie eine entsprechend lange Abtropfzone vorgesehen werden. Eine nur 2-stufige kontinuierliche Spritzvorbehandlung (z.B. Reinigen, Chromatieren mit jeweils nur einer Zwischenspülstufe und Endspülstufe) erfordert bei 7 m langen Profilen eine Baulänge und damit Hallenlänge von mehr als 63 Metern. Diese Art der Anlagenkonstruktion ist deshalb  nur  wenigen  Spezialfällen  und  insbesondere  Vertikalaufhängungen vorbehalten. Spritzanwendungen werden deshalb sinnvoll nur in abgeschotteten Kammern ausgeführt. Nur so kann auf die platzraubenden Abtropfzonen verzichtet werden. Eine weitere oft genutzte Variante ist, die Chemikalienanwendung und das nachfolgende Spülen in jeweils einer Kammer zu vereinen. Bei dem Spülvorgang werden jedoch zwangsläufig auch die Kammerwände mitgespült. Damit ist mehr als die dreifache Fläche der eigentlichen Produktionscharge zu spülen. Sowohl der Chemikalienverbrauch als auch die Spülwasserbelastung ist damit mehr als verdreifacht. Wegen der Doppelnutzung der Kammern verlängert sich die einzuplanende Taktzeit je Kammer auch entsprechend. Zudem wird oft ein unnötig hoher Spritzdruck angewendet um die Taktzeiten wieder etwas zu senken, was wiederum gesteigerte Anforderung an das Aufhängungssystem stellt. 

 

  

Für Lohnbeschichtungsbetriebe besteht oft der Bedarf, zusätzliche Aufträge zu akquirieren und unterschiedliche Materialien dennoch optimal vorzubehandeln: 

  

                                        Aluminium 

                                        Stahl 

                                        verzinkter Stahl 

   

An Konversionsschichten sind dabei zu applizieren: 

  

                                        Chromatierung 

                                        Phosphatierung

                                        Zinkphosphatierung 

   

die sogar nach Kundenspezifikation vorgegeben werden. Bei Aluminiumbauteilen zeigt sich ein Trend zur Variation der Konversionsschichten. Neben der Gelb- und Grünchromatierung sind Verfahren der 

                                        Zirkonisierung

                                        Cerisierung

                                        Titanisierung

                                        Silicierung 

  

entwickelt, und es ist nicht abzusehen, welche Verfahren in Zukunft eigene Spezifikationen erlangen und welcher Trend sich durchsetzen wird. 

  

Hinzu kommt, dass die als wirklich altmodisch und überholt zu bezeichnenden sog. ,,Beizentfetter" durch moderne 

                                        saure

                                        neutrale

                                        alkalische 

   

Reiniger abgelöst werden können, die effizienter wirken und wesentlich sparsamer im Verbrauch sind. Hier besteht auch die einzige Möglichkeit zur Vereinfachung, weil moderne Reiniger auch bei unterschiedlichen Grundmaterialien gleichermaßen wirksam sind. 

   

Bei einer Planung von Neuanlagen und Anlagenerweiterungen sollten diese Optionen auf die Zukunft in der möglichen Variationsbreite offengehalten werden. 

  

Das neue Quertaktverfahren ermöglicht eine platzsparende, effiziente und variable Vorbehandlung vor dem Pulverbeschichten und Lackieren (diese Anlagentechnik ist inzwischen in allen wichtigen Industrieländern patentiert): 

  

In einer solchen Anlage sind die Behandlungs- und Spülzonen nebeneinander angeordnet. Die Warenträger werden im Quertakt also transversal durch die Anlage gefahren. In den Trennelementen der einzelnen Zonen befinden sich Düsenregister, die vertikal bewegt werden. Die Werkstücke werden so im Niederdruck-Spritzverfahren behandelt und aus optimalen Winkelstellungen überschwallt. Es kann somit nicht zur Aerosolbildung kommen. Nach jedem Behandlungstakt werden alle Düsenregister automatisch in die unterste Position gefahren und die Trennelemente zwischen den einzelnen Behandlungszonen abgesenkt. Dann erfolgt der taktweise Transport der Warenträger durch einfachen kurzen Querversatz in die nächste Behandlungszone, also mit minimaler Versatzzeit. 

  

Der Platzbedarf einer solchen Anlage wird also bei gegebener Länge der Werkstücke nur von der Zahl der Behandlungsstufen und der zu berücksichtigenden Breite der Werkstückcharge bestimmt. Im Regelfall wird die Breite jeder Zone ca. 1 Meter betragen. Eine Anlage für 4 verschiedene Behandlungsstufen und jeweils einer nachgeschalteten Spülstufe, also insgesamt 8 Zonen, für z.B. 7 Meter lange Profile, wird bei einer Anlagenbreite von ca. 10 Metern nur eine Baulänge von ca. 10 Metern erfordern. 

  

Dieser Platzbedarf ist sogar geringer, als bei einer vergleichbaren Tauchbehandlung in Bädern, weil jede Spülung automatisch geregelt, mehrstufig kaskadenartig in jeder einzelnen Spülzone erfolgen kann und somit für wassersparende Maßnahmen kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht. Zudem ist die Bauhöhe gegenüber einer Tauchbehandlung signifikant kleiner, weil keine Vertikalbewegungen der Warenträger an einem Kran erforderlich sind. 

  

Man kann sogar behaupten, dass mit der 

  

Quertakt-Niederdruck-Spritz-Vorbehandlung 

  

der geringst mögliche Platzbedarf überhaupt realisiert werden kann und das Verfahren somit für Nachrüstungen in bestehenden Betrieben prädestiniert ist. Bei Neuanlagen ist eine Einsparung über das kleinere Bauvolumen für die Halle gegeben. Die kompakte Bauweise ermöglicht einen multiplen Einsatz von Vorbehandlungschemikalien -optimierbar auf die jeweiligen Anforderung des Grundmaterials. So kann die Vorbehandlung auch für andere Metalle, wie Stahl oder verzinkten Stahl vorgesehen werden - mit allen speziellen Anforderung an Reinigung und Konversionsbehandlung (z.B. Phosphatierung). Der geringe, zusätzliche Platzbedarf macht die Anlagen auch ggf. nachrüstbar für zukünftige Entwicklungen in der Vorbehandlungschemie. 

  

Folgen der Kompaktbauweise sind zudem die minimierten Versatzzeiten und damit ermöglichte größere Taktfrequenzen und höherer Chargendurchsatz. Somit können auch kleine Chargen effizient vorbehandelt werden, d.h. einzelne Chargen können nach Farben und Auftragskommissionen getrennt vorbehandelt werden, ohne dass es späterer Zusatzarbeit durch Umhängen vor dem Beschichten oder Sortieren vor dem Verpacken bedarf. 

  

Hervorzuheben sind die Vorzüge der Niederdruck-Spritzanwendung mit vertikal bewegten Düsen: Die Werkstücke werden mit relativ großen Flüssigkeitsmengen überschwallt, gefolgt von einer kurzen Einwirkphase und wieder einer Schwallphase. Dies unterstützt die Wirksamkeit sowohl der eingesetzten Chemikalien als auch der diffusionskontrollierten Spülprozesse. 

Durch die Vertikalbewegung der in den Trennelementen befindlichen Düsen, relativ zu den waagerecht hängenden Werkstücken, werden diese aus beliebigen Winkeln benetzt und jegliche "Totzonen" vermieden. 

Der niedrige Druck verhindert sicher die Aerosolbildung.

Die Werkstücke werden mechanisch nicht belastet. Damit können die gleichen einfachen Aufhängungen verwendet werden, wie später bei der elektrostatischen Beschichtung zur Kontaktierung erforderlich. Ein Umhängen erübrigt sich also. 

  

   

Typischer Anlagenaufbau: 

  

Eine Anlage zur Vorbehandlung zur Pulverbeschichtung von Aluminiumbauteilen (und/oder Stahlbauteilen) besteht z.B. aus 7 Vorbehandlungszonen. Die folgenden Alternativen zur effizienten Nutzung sind hier beispielhaft möglich (es ist leicht vorstellbar, daß die Vielfalt der Nutzungsmöglichkeiten mit jeder weiteren Zone exponentiell steigt): 

 

Reinigung 1 Reinigung 1  Reinigung 1
Reinigung 2 Reinigung 2  Reinigung 2    
Spüle 1  Spüle Spüle
Spüle 2    Dekapierung  Phosphatierung 
Chromatierung Spüle Spüle
Vorspüle Chromatierung  Chromatierung 
Schlußspüle    Schlußspüle  Schlußspüle 

 

Die ca. 8 m3 fassenden Vorratswannen sind in flachbauweise unter den Zonen angeordnet. Bei den Spülzonen sind diese zur Kaskadenspülanwendung in bis zu 3 Kammern unterteilt. Sämtliche Vorratswannen bestehen aus Chrom-Nickel-Molybdän­Stahl, ein Edelstahl, der allen korrosiven Anforderungen widersteht und somit für alle denkbaren Chemikalien geeignet ist. Über den Vorratswannen sind Kunststoff-Gitterroste angeordnet. Die Anlage ist damit über die gesamte Länge begehbar. An jeder Vorratswanne sind die entsprechende Anzahl an regelbaren Chemiepumpen als Tauchpumpen oder über Flansch- Ventilsteuerung angeschlossen. 

  

Die  einzelnen  Zonen  sind  mit  hochwertigen  elastischen  Vorhängen  zur Medienabtrennung ausgerüstet, zum Teil in doppelter Ausführung, mit jeweils automatischer Absenkvorrichtung. 

  

Der Oberbau besteht aus einer selbsttragenden Stahlkonstruktion zur Aufnahme der Hubgerüste mit Antriebsmotoren und den Transferbahnen. Jedes Niederdruck­-Spritzregister besteht aus Doppeldüsenkränzen aus Chrom-Nickel-Molybdänstahl. 

    

Der Antrieb der Hubgerüste für die Düsenregister und die Trennvorhänge wird über Getriebemotoren synchron gesteuert - beidseitig kraftschlüssig mit durchgehender Welle zur beidseitigen Lastaufnahme. Die Antriebe werden geregelt über Begrenzungs- und Regelschalter, sowie prozessgesteuerte Frequenzumwandler. Die Hubgerüste sind umlaufend eingebettet in vertikal angeordneten Lauftraversen, kraftschlüssig verbunden über hochbelastbare Gurte aus speziellem Faserkunststoff. Die gesamte Anlage ist mit Edelstahlblechen oder in Kunststoff ausgekleidet. Jede einzelne Zone ist mit einer seitlich angeordneten Edelstahltür mit Fenstern und Beleuchtungsstrahlern versehen. Dabei sind die Türen über Lichtschranken gesichert. 

  

Die gesamte Anlage ist freiprogrammierbar computergesteuert (SPS). Die zentrale Steuerung umfasst sämtliche Mess- und Regeltechnik wie z.B. Frequenzumwandler, Temperaturmess- und Regeleinrichtung, Verriegelungen, Spritzzeitprogrammierung. 

  

Zusammenfassung / Fazit: 

  

Die Eigenschaften einer 

Quertakt-Niederdruck-Spritz-Vorbehandllungsanlage 

und die Vorteile gegenüber konventioneller Technik sind: 

  

* kompakt 

          geringer Platzbedarf 

          damit nachrüstbar in bestehenden Betrieben 

  

*variabel 

          für vielfältige Anwendungen einrichtbar 

          umstellbar auf alle Vorbehandlungschemikalien damit zukunftsträchtig 

  

* umweltschonend 

          geringer Wasserbrauch/Abwasseranfall 

          optimaler Chemieeinsatz 

          damit qualitätssteigernd 

  

* zuverlässig 

          erprobte Mechanik/Elektronik 

          jede Kammer einsehbar und zugänglich 

          damit kontrollierbar 

  

* effizient 

          kurze Versatzzeiten 

          hoher Chargendurchsatz      

          integrierte Aufhängung möglich 

          automatischer Programmablauf 

          damit rationell 

  

               * * * *