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Dokumentenidentifikation DE69736988T2 20.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001007223
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG VON BEFESTIGUNGSELEMENTEN
Anmelder ND Industries, Inc., Troy, Mich., US
Erfinder WALLACE, S., John, Bloomfield, MI 48301, US;
STEMPIEN, Charles, Walled Lake, MI 48390, US;
LOPETRONE, Joseph, Sterling Heights, MI 48310, US
Vertreter Meissner & Meissner, 14199 Berlin
DE-Aktenzeichen 69736988
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.06.1997
EP-Aktenzeichen 979288883
WO-Anmeldetag 11.06.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/09847
WO-Veröffentlichungsnummer 1997047394
WO-Veröffentlichungsdatum 18.12.1997
EP-Offenlegungsdatum 14.06.2000
EP date of grant 22.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse B05B 12/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

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:

1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 3-3 aus 2.

4 ist eine Perspektivansicht eines exemplarischen Befestigungsmittels, das gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden kann.

5 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 aus 4.

6 ist eine Perspektivansicht eines verstellbaren Sensorschlittens aus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

7 ist eine Perspektivansicht eines anderen exemplarischen Befestigungsmittels, das gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden kann.

8 ist eine Draufsicht eines anderen Befestigungsmittels, das gemäß der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden kann.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

BEISPIEL I

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.

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 Lösungsmittelmischung, 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.

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.

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.

BEISPIEL II

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.

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.

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.

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.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Applizieren eines Maskierungs-, Isolier- und/oder Schmierbeschichtungsmaterials auf gewählte Abschnitte einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln (26), wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes, sich kontinuierlich bewegendes Fördermittel (14) zum Tragen der genannten Befestigungsmittel (26), Mittel (96) zum Aufgeben der genannten Befestigungsmittel (26) auf das genannte erste Fördermittel (14), Applikationsmittel (57) zum Applizieren von Beschichtungsmaterial auf jedes der genannten Befestigungsmittel (26), wobei das genannte Applikationsmittel (57) im Wesentlichen über dem genannten ersten Fördermittel (14) zentriert ist, und ein optisches Erfassungsmittel (59), das entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsmittel (57) ein luftloses Sprühmittel zum selektiven Applizieren von zerstäubtem flüssigem Beschichtungsmaterial auf einen vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel (26) ist, und dadurch, dass das optische Erfassungsmittel (59) mit dem genannten Applikationsmittel (57) in Verbindung ist, um zu erfassen, wenn ein Befestigungsmittel (26) vor dem genannten Applikationsmittel vorhanden ist, und um das genannte Applikationsmittel (57) auszulösen, um zu bewirken, dass das genannte Applikationsmittel (57) das Beschichtungsmaterial auf den genannten vorbestimmten Abschnitt jedes Befestigungsmittels appliziert. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das genannte Applikationsmittel und das genannte optische Erfassungsmittel zweite Applikationsmittel (57) und zweite optische Erfassungsmittel (59) sind, die weiter entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) von einem ersten Applikationsmittel (58) und einem ersten optischen Erfassungsmittel (52) positioniert sind, das genannte erste Fördermittel (14) zwei beabstandete parallele Bänder (22, 24) umfasst, wobei das genannte erste Applikationsmittel (58) zum selektiven Applizieren von flüssigem Beschichtungsmaterial (99) auf einen ersten vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel (26) dient, wobei das genannte erste Applikationsmittel (58) entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) positioniert ist, das genannte erste optische Erfassungsmittel (52) mit dem genannten ersten Applikationsmittel (58) in Verbindung ist, um zu erfassen, wenn sich ein Befestigungsmittel (26) vor dem genannten ersten Applikationsmittel (58) befindet, und um zu bewirken, dass das genannte erste Applikationsmittel (58) flüssiges Beschichtungsmaterial (99) auf den ersten vorbestimmten Abschnitt jedes erfassten Befestigungsmittels appliziert, wobei das genannte zweite Applikationsmittel (57) zum selektiven Applizieren von zerstäubtem flüssigem Beschichtungsmaterial auf einen zweiten vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel (26) dient und das genannte zweite Applikationsmittel (57) zwischen den genannten zwei beabstandeten parallelen Bändern (22, 24) zentriert ist, und das genannte zweite optische Erfassungsmittel (59) die Aufgabe hat zu bewirken, dass das genannte zweite Applikationsmittel (57) Beschichtungsmaterial auf den zweiten vorbestimmten Abschnitt jedes erfassten Befestigungsmittels (26) appliziert, auf den nicht bereits Beschichtungsmittel von dem genannten ersten Applikationsmittel (58) appliziert wurde. Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Mittel (50) zum Applizieren eines Lösungsmittels und Mittel (54) zum Umverteilen des auf die Befestigungsmittel (26) applizierten Lösungsmittels umfasst, wobei das genannte Lösungsmittel Applikationsmittel (50) und das Umverteilungsmittel (54) entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) vor dem genannten ersten Applikationsmittel (58) positioniert sind. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, die ferner Mittel zum Vorerhitzen der genannten Befestigungsmittel (26) umfasst, die entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) vor dem genannten ersten Applikationsmittel (58) positioniert sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, die ferner erste Mittel (47) zum Montieren des genannten ersten optischen Erfassungsmittels (52), wobei das genannte erste Montagemittel in zwei Achsen justierbar und entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) positioniert ist, und zweite Mittel (55, 100, 102) zum Montieren des genannten zweiten optischen Erfassungsmittels (59) umfasst, wobei das genannte zweite Montagemittel in zwei Achsen justierbar ist und entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) positioniert wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das genannte erste und zweite Applikationsmittel (47, 55, 100, 102) jeweils auf drei unterschiedlichen Achsen justierbar sind. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die ferner Mittel (69) zum Entfernen von überschüssigem Beschichtungsmaterial von den genannten Befestigungsmitteln (26) umfasst, die entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) positioniert sind. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die ferner Mittel (61) zum Trocknen des genannten flüssigen Beschichtungsmaterials umfasst, das sich entlang dem genannten ersten Fördermittel befindet. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die ferner Mittel zum Entfernen von Befestigungsmitteln von dem genannten Fördermittel umfasst, wobei das genannte Entfernungsmittel ein magnetisches Förderrad (34) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das genannte Entfernungsmittel ferner ein zweites Fördermittel (68) zum Heben und Umdrehen der genannten Befestigungsmittel aus der Position umfasst, die sie auf dem genannten ersten Befestigungsmittel einnahmen. Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner Mittel zum Entfernen der genannten Befestigungsmittel von dem genannten zweiten Fördermittel (68) umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner ein drittes Fördermittel (94) zum Leiten der genannten Befestigungsmittel von dem genannten ersten und zweiten Fördermittel weg umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner Mittel zum Leiten der genannten Befestigungsmittel von dem genannten dritten Fördermittel in einen Ofen umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei sich das genannte Mittel zum kontinuierlichen Leiten der genannten Befestigungsmittel über die Breite des genannten dritten Fördermittels hin und her bewegt. Verfahren zum Applizieren von Maskierungs-, Isolier- und/oder Schmierbeschichtungsmaterial auf gewählte Abschnitte einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen eines ersten, sich kontinuierlich bewegenden Fördermittels (14) zum Tragen einer Oberfläche der Befestigungsmittel (26), Aufgeben der genannten Befestigungsmittel (26) auf das genannte erste Fördermittel (14) und Applizieren von Beschichtungsmaterial auf die genannten Befestigungsmittel (26) mit einem Applikationsmittel (57), dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren ferner vor dem genannten Applikationsschritt das Erfassen, ob sich ein Befestigungsmittel (26) entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) vor dem genannten Applikationsmittel (57) befindet, und das Auslösen des genannten Applikationsmittels (57) beinhaltet, um zu bewirken, dass ein luftloses Spray von zerstäubtem flüssigem Beschichtungsmaterial auf einen vorbestimmten Abschnitt jedes der Befestigungsmittel (26) appliziert wird. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die genannten Erfassungs- und Applikationsschritte zweite Erfassungs- und Applikationsschritte sind, die nach den ersten Erfassungs- und Applikationsschritten ausgeführt werden, wobei das genannte Fördermittel (14) zwei beabstandete parallele Bänder (22, 24) umfasst, wobei der genannte erste Applikationsschritt das Applizieren eines ersten diskreten Schusses von flüssigem Beschichtungsmaterial (99) auf einen ersten vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel (26) umfasst, die in dem genannten ersten Erfassungsschritt erfasst werden, der genannte zweite Erfassungsschritt das Erfassen beinhaltet, wenn ein Befestigungsmittel vorhanden ist, auf das bereits ein erster diskreter Schuss von flüssigem Material in dem genannten ersten Applikationsschritt appliziert wurde, der genannte zweite Applikationsschritt das Applizieren eines zweiten luftlosen Sprays von zerstäubtem flüssigem Beschichtungsmaterial auf einen zweiten vorbestimmten Abschnitt jedes der genannten Befestigungsmittel (26) umfasst, der einen Bereich von jedem der genannten Befestigungsmittel beinhaltet, der noch nicht mit dem genannten ersten, in dem genannten ersten Applikationsschritt applizierten diskreten Schuss beschichtet wurde, wenn der genannte zweite Erfassungsschritt erfasst, dass ein Befestigungsmittel (26) vorhanden ist, auf das bereits ein erster diskreter Schuss von flüssigem Material appliziert wurde. Verfahren nach Anspruch 16, das ferner den Schritt des Vorerhitzens der genannten Befestigungsmittel (26) vor dem genannten ersten und zweiten Applikationsschritt umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, das ferner die Schritte des Applizierens von Lösungsmittel und des Umverteilens des vor dem Applizieren von Beschichtungsmaterial (99) auf das Befestigungsmittel (26) applizierten Lösungsmittels umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, das ferner den Schritt des Entfernens von Befestigungsmitteln von dem ersten Fördermittel (14) durch Verwenden eines magnetischen Förderrades (34) umfasst. Verfahren nach Anspruch 19, das ferner den Schritt des Bereitstellenes eines zweiten Fördermittels (68) oberhalb eines Abschnitts des genannten ersten Fördermittels (14) umfasst, und wobei der genannte Entfernungsschritt ferner das Heben und Umdrehen der genannten Befestigungsmittel (26) und danach das Platzieren derselben auf dem genannten zweiten Fördermittel (68) umfasst. Verfahren nach Anspruch 20, das ferner den Schritt des Leitens der Befestigungsmittel von dem genannten zweiten Fördermittel (68) umfasst. Verfahren nach Anspruch 21, das ferner den Schritt des Bereitstellens eines dritten Fördermittels (94) und des Bewegens der genannten Befestigungsmittel von dem genannten ersten und zweiten Fördermittel (14, 68) weg durch Ablegen der genannten Befestigungsmittel auf dem genannten dritten Fördermittel (94) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, das ferner den Schritt des Trocknens des genannten flüssigen Beschichtungsmaterials umfasst, das auf die genannten Befestigungsmittel entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) aufgebracht wurde. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, das ferner das Entfernen der genannten Befestigungsmittel (26) von dem genannten ersten Fördermittel (14) durch Heben und Umdrehen der genannten Befestigungsmittel von der Position umfasst, die sie auf dem ersten Fördermittel einnahmen. Verfahren nach Anspruch 24, das ferner das Leiten der umgedrehten Befestigungsmittel direkt in einen Ofen umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, das ferner den Schritt des Entfernens von überschüssigem Beschichtungsmaterial von der Ober- und der Unterseite der genannten Befestigungsmittel entlang dem genannten ersten Fördermittel (14) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei die genannten Befestigungsmittel Gewinde (80) beinhalten und der genannte Schritt des Applizierens des genannten luftlosen Sprays von flüssigem Beschichtungsmaterial das Applizieren von Material auf alle Gewinde (80) der Befestigungsmittel beinhaltet. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei der genannte Schritt des Applizierens des genannten luftlosen Sprays von flüssigem Beschichtungsmaterial das Applizieren von flüssigem Material auf das Gewinde (80) und andere Flächen der genannten Befestigungsmittel beinhaltet. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei der genannte Schritt des Applizierens des genannten luftlosen Sprays von flüssigem Beschichtungsmaterial das Applizieren von flüssigem Material auf andere Flächen als die Gewinde (80) der Befestigungsmittel beinhaltet. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei die genannten Befestigungsmittel einen Gewindeabschnitt, eine flache Oberfläche und einen Einlaufbereich (82) zwischen der flachen Oberfläche und der Gewindefläche haben und wobei der genannte Schritt des Applizierens eines luftlosen Sprays von zerstäubter Flüssigkeit ferner das Applizieren von flüssigem Beschichtungsmaterial auf einen vorbestimmten Abschnitt der flachen Oberfläche, den Einlaufbereich (82) und den Gewindebereich umfasst.






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