DE102020002549A1 - Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating - Google Patents
Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020002549A1 DE102020002549A1 DE102020002549.8A DE102020002549A DE102020002549A1 DE 102020002549 A1 DE102020002549 A1 DE 102020002549A1 DE 102020002549 A DE102020002549 A DE 102020002549A DE 102020002549 A1 DE102020002549 A1 DE 102020002549A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- powder coating
- component
- machine element
- electrically insulating
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
- B05D3/0281—After-treatment with induction heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
- B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
- B05D1/06—Applying particulate materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/30—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2202/00—Metallic substrate
- B05D2202/10—Metallic substrate based on Fe
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Beschichtung (51) auf zumindest einer Oberfläche (20) eines Bauteils (2), insbesondere eines Maschinenelements, wird eine Wolke (4) aus Pulverlackpartikeln (5) erzeugt, wobei die Pulverlackpartikel (5) auf das zu beschichtende Bauteil (2) aufgebracht werden. Bei einem Maschinenelement mit zumindest einer elektrisch isolierenden Beschichtung ist die zumindest eine elektrisch isolierende Beschichtung zumindest eine Pulverlackbeschichtung (51), die durch das vorstehende Verfahren auf das Maschinenelement aufgebracht ist.In a method for applying an electrically insulating coating (51) to at least one surface (20) of a component (2), in particular a machine element, a cloud (4) of powder paint particles (5) is generated, the powder paint particles (5) on the to be coated component (2) are applied. In the case of a machine element with at least one electrically insulating coating, the at least one electrically insulating coating is at least one powder coating (51) which is applied to the machine element by the above method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere eines Maschinenelements, sowie ein Maschinenelement, insbesondere einen Lagerring, mit zumindest einer solchen elektrisch isolierenden Beschichtung, die durch das Verfahren aufgebracht ist.The invention relates to a method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component, in particular a machine element, and a machine element, in particular a bearing ring, with at least one such electrically insulating coating applied by the method.
Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden oder stromisolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, wie eines Maschinenelements, insbesondere eines Lagerrings, sind im Stand der Technik bekannt. Derartige strom- bzw. elektrisch isolierende Beschichtungen dienen insbesondere auf einem Lagerring dazu, den Stromdurchtritt durch das Lager zu verhindern, da anderenfalls eine Beschädigung des Lagers durch Elektrokorrosion aufträte. Diese Problematik tritt insbesondere bei Lagern in elektrischen Motoren, Generatoren oder Radsätzen für beispielsweise Schienenfahrzeuge auf. Es ist daher bekannt, einen Durchtritt von Gleichstrom durch das Lager durch eine stromisolierende Beschichtung des Lagerrings zu unterdrücken. Aufgrund der elektrisch isolierenden Beschichtung eines solchen Lagerrings tritt ein Stromdurchgang durch das Lager nur dann auf, wenn es zu einer hohen elektrischen Durchbruchfeldstärke käme.Methods for applying an electrically insulating or current-insulating coating to at least one surface of a component, such as a machine element, in particular a bearing ring, are known in the prior art. Such current or electrically insulating coatings are used, in particular on a bearing ring, to prevent the passage of current through the bearing, since otherwise the bearing would be damaged by electrical corrosion. This problem occurs in particular with bearings in electric motors, generators or wheel sets for, for example, rail vehicles. It is therefore known to suppress the passage of direct current through the bearing by means of a current-insulating coating on the bearing ring. Due to the electrically insulating coating of such a bearing ring, current would only pass through the bearing if there were a high electrical breakdown field strength.
Beispielsweise ist es aus der
Auch aus der
Es sind somit im Stand der Technik elektrisch isolierende Beschichtungen aus unterschiedlichen Materialien bekannt. Hieraus ergeben sich unterschiedliche Durchschlagfestigkeiten der jeweiligen elektrisch isolierenden bzw. stromisolierenden Beschichtungen. Die zum Beschichten verwendeten Materialien sind häufig vergleichsweise teuer und die Beschichtungsverfahren sehr aufwendig. Dies ist beispielsweise auch beim Stand der Technik der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, wie eines Maschinenelements, sowie ein solches Maschinenelement mit zumindest einer elektrisch isolierenden Beschichtung vorzusehen, das ein einfaches, d.h. müheloses, Aufbringen der elektrisch isolierenden Beschichtung auch auf komplex geformten Bauteilen kostengünstig ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of providing a method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component, such as a machine element, as well as such a machine element with at least one electrically insulating coating, which enables simple, ie effortless, application of the electrically insulating coating also on complex shaped components allows inexpensive.
Die Aufgabe wird für ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere eines Maschinenelements, nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass eine Wolke aus Pulverlackpartikeln erzeugt wird, wobei die Pulverlackpartikel auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht werden. Für ein Maschinenelement mit zumindest einer elektrisch isolierenden Beschichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die zumindest eine elektrisch isolierende Beschichtung zumindest eine Pulverlackbeschichtung ist, die durch ein solches Verfahren auf das Maschinenelement aufgebracht ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component, in particular a machine element, in that a cloud of powder coating particles is generated, the powder coating particles being applied to the component to be coated. For a machine element with at least one electrically insulating coating, the object is achieved in that the at least one electrically insulating coating is at least one powder coating that is applied to the machine element by such a method. Developments of the invention are defined in the dependent claims.
Dadurch wird ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, wie eines Maschinenelements, beispielsweise eines Lagerrings, geschaffen, bei dem es problemlos möglich ist, unterschiedlichste, komplex ausgebildete Bauteile, wie Maschinenelemente, z.B. einen Lagerring, Pulverlackpartikel außenseitig auf der Oberfläche aufzulagern bzw. abzuscheiden. Die Wolke aus Pulverlackpartikeln kann vorteilhaft als homogene Wolke aus Pulverlackpartikeln erzeugt und das zu beschichtende Bauteil so durch die homogene Wolke aus Pulverlackpartikeln hindurchbewegt werden, dass sich die Pulverlackpartikel homogen auf dem Bauteil abscheiden. Ferner ist es möglich, dass die Pulverlackpartikel elektrostatisch aufgeladen und auf das Bauteil aufgesprüht werden. Es kann somit einerseits das zu beschichtende Bauteil durch die Wolke aus Pulverlackpartikeln bewegt werden oder die Pulverlackpartikel werden auf das zu beschichtende Bauteil aufgesprüht, wobei letzteres insbesondere feststehend sein kann und sich lediglich eine Sprüheinrichtung um dieses herum bewegt. Zum Aufsprühen wird das Pulver bzw. die Pulverlackpartikel elektrostatisch aufgeladen und über die Sprüheinrichtung, wie zumindest eine Sprühdüse, auf das zu beschichtende, geerdete Bauteil aufgebracht. Ähnlich wie eine Kondensatorplatte erzeugen die geladenen Pulverlackpartikel in dem geerdeten Metallteil (als Bauteil) gegensätzlich geladene Spiegelladungen. Solange die Ladung auf dem Pulverlackpartikel, und somit auch die Spiegelladung im metallischen Bauteil bestehen, kann die Anziehung bei genügend kleiner Partikelgröße ausreichen, um die Pulverlackpartikel am Bauteil zu halten. Die Partikel müssen also über eine ausreichend geringe elektrische Leitfähigkeit verfügen. Das Schichtwachstum ist durch zwei Faktoren begrenzt: 1. die Aufbauphase, bei der die Anziehungskraft zwischen den geladenen Pulverlackpartikeln und der gegensätzlich geladenen Spiegelladung mit dem Abstand sinkt. Kann sich der neu auftreffende Pulverlackpartikel nicht mehr nah genug an das geerdete Metallteil (bzw. Bauteil) annähern, weil bereits eine dicke Pulverlackschicht gebildet ist, so überwiegt die Schwerkraft und der Pulverlackpartikel haftet nicht mehr an der Oberfläche. Dieser Effekt begrenzt das Schichtwachstum bei gängigen Körnungen von 10 bis 100 µm beispielsweise auf eine Schichtdicke von 30 bis 250 µm oder ggf. auch mehr; 2. die Sättigungsphase, bei der durch die räumliche Nähe und hohe Konzentration von gegensätzlichen Ladungen in der sich bildenden Pulverlackschicht und dem geerdeten Metallteil bzw. Bauteil es zu so starken elektrischen Feldern kommt, dass lonisationseffekte in der eingeschlossenen Luft auftreten.This creates a method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component, such as a machine element, for example a bearing ring, in which it is easily possible to apply a wide variety of complex components, such as machine elements, e.g. a bearing ring, powder coating particles on the outside to be deposited or deposited on the surface. The cloud of powder coating particles can advantageously be generated as a homogeneous cloud of powder coating particles and the component to be coated can be moved through the homogeneous cloud of powder coating particles in such a way that the Separate powder coating particles homogeneously on the component. It is also possible for the powder coating particles to be electrostatically charged and sprayed onto the component. Thus, on the one hand, the component to be coated can be moved through the cloud of powder coating particles or the powder coating particles are sprayed onto the component to be coated, the latter in particular being stationary and only a spray device moving around it. For spraying, the powder or powder coating particles are electrostatically charged and applied to the earthed component to be coated via the spray device, such as at least one spray nozzle. Similar to a capacitor plate, the charged powder coating particles in the grounded metal part (as a component) generate oppositely charged mirror charges. As long as the charge on the powder coating particles and thus also the mirror charge in the metallic component exist, the attraction can be sufficient if the particle size is sufficiently small to hold the powder coating particles on the component. The particles must therefore have a sufficiently low electrical conductivity. The layer growth is limited by two factors: 1. The build-up phase in which the force of attraction between the charged powder coating particles and the oppositely charged mirror charge decreases with distance. If the newly hitting powder coating particle can no longer get close enough to the grounded metal part (or component) because a thick powder coating layer has already formed, gravity prevails and the powder coating particles no longer adhere to the surface. This effect limits the layer growth with common grain sizes of 10 to 100 µm, for example to a layer thickness of 30 to 250 µm or possibly even more; 2. The saturation phase, in which the spatial proximity and high concentration of opposing charges in the powder coating layer that is being formed and the grounded metal part or component lead to such strong electric fields that ionization effects occur in the enclosed air.
Unter einer homogenen Wolke aus Pulverlackpartikeln wird hier vorliegend eine Wolke aus Luft und trockenen Pulverlackpartikeln verstanden, in der die Pulverlackpartikel gleichmäßig verteilt sind, so dass sich auf der Oberfläche eines dort hindurchbewegten Bauteils an jeder Stelle Pulverlackpartikel abscheiden und sich hierdurch eine gleichmäßige Verteilung der Pulverlackpartikel ergibt. Die Pulverlackpartikel gelangen bei dieser Ausführungsform durch das Hindurchbewegen des Bauteils durch die homogene Pulverlackpartikel-Wolke auf alle von außen zugänglichen Stellen des Bauteils, somit auch in Hinterschneidungen. Hierdurch ist es nicht erforderlich, wie beim Stand der Technik der
Nach dem zumindest einen Aufbringschritt der Pulverlackpartikel auf der Oberfläche des Bauteils kann zumindest ein Härteschritt folgen, in dem die zumindest eine aufgebrachte Pulverlackschicht für eine vorgebbare Zeitspanne gehärtet wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass kein Härten erfolgt. Ist ein Härten vorgesehen, kann bei dem zumindest einen Härteschritt das Bauteil induktiv erwärmt werden. Der Aufbringschritt kann beispielsweise 5 bis 30 sec. dauern, der Härteschritt beispielsweise 5 min. bis 12 h, insbesondere 5 bis 20 min. Vorteilhaft können der zumindest eine Aufbringschritt zum Aufbringen, also insbesondere Aufsprühen oder Abscheiden, von Pulverlackpartikeln auf der Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils und der zumindest eine Härteschritt miteinander verkettet in einem kontinuierlichen Prozess hintereinander durchgeführt werden, somit sequenziell in einem kontinuierlichen Prozess. Die Taktzeit des kontinuierlichen Prozesses von Aufbringschritt und Härteschritt kann beispielsweise 1 bis 10 sec. betragen.After the at least one step of applying the powder coating particles to the surface of the component, at least one hardening step can follow, in which the at least one applied powder coating layer is hardened for a predeterminable period of time. However, it is also possible that no hardening occurs. If hardening is provided, the component can be inductively heated in the at least one hardening step. The application step can last, for example, 5 to 30 seconds, the hardening step, for example, 5 minutes to 12 hours, in particular 5 to 20 minutes Component and the at least one hardening step linked to one another in a continuous process are carried out one after the other, thus sequentially in a continuous process. The cycle time of the continuous process of application step and hardening step can be, for example, 1 to 10 seconds.
Es sind somit lediglich zwei Prozessschritte, der zumindest eine Aufbringschritt und der zumindest eine Härteschritt, für das Herstellen der elektrisch isolierenden Beschichtung bzw. Pulverlackbeschichtung auf der zumindest einen Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils, wie eines Maschinenelements, beispielsweise eines Lagerrings, erforderlich. Dies sind somit im Vergleich zum Stand der Technik sehr wenige Prozessschritte, in denen das Maschinenelement mit der zumindest einen elektrisch isolierenden Beschichtung versehen werden kann. Aufgrund der nur wenigen Prozessschritte, also des ersten Prozessschrittes des Abscheidens von Pulverlackpartikeln auf der Oberfläche des Bauteils, und des zweiten Prozessschrittes des Härtens der abgeschiedenen Pulverlackschicht auf dem Bauteil, sind somit sehr geringe Taktzeiten des Verfahrens bzw. des kontinuierlich laufenden Prozesses möglich.Only two process steps, the at least one application step and the at least one hardening step, are therefore required for producing the electrically insulating coating or powder coating on the at least one surface of the component to be coated, such as a machine element, for example a bearing ring. Compared to the prior art, these are therefore very few process steps in which the machine element can be provided with the at least one electrically insulating coating. Due to the few process steps, i.e. the first process step of depositing powder coating particles on the surface of the component, and the second process step of hardening the powder coating layer deposited on the component, very short cycle times of the process or the continuously running process are possible.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn die Pulverlackpartikel, die nicht auf dem Bauteil haften, durch zumindest eine Ansaugeinrichtung angesaugt und einer erneuten Verwendung zum Ausbilden der Wolke aus Pulverlackpartikeln zugeführt werden. Pulverlackpartikel, die nach dem zumindest einen Aufbringschritt nicht auf dem Bauteil haften bleiben/geblieben sind, können somit durch die zumindest eine Ansaugeinrichtung angesaugt und erneut verwendet werden. Die zumindest eine Ansaugeinrichtung kann dementsprechend in dem Bereich der Anlage zum Pulverlackbeschichten der Bauteile angeordnet werden, der unterhalb der Bauteile im Bereich der Wolke aus Pulverlackpartikeln angeordnet ist und/oder in dem Übergangsbereich, den die beschichteten Bauteile passieren, bevor sie in den Bereich gelangen, in dem der zumindest eine Härteschritt zum Härten der Pulverlackbeschichtung stattfindet. In dem Übergangsbereich können sich von der Oberfläche des Bauteils noch Pulverlackpartikel lösen, die sich dort z.B. im Übermaß angelagert haben oder dort nicht fest anhaften. Um diese Pulverlackpartikel ebenfalls wiederverwenden zu können, erweist es sich als vorteilhaft, im Bereich einer gesamten Anlage zur Pulverlackbeschichtung der Bauteile an den Stellen, an denen Pulverlackpartikel herabfallen können, diese durch zumindest eine Ansaugeinrichtung anzusaugen und aus der Anlage bzw. deren Beschichtungsraum entfernen zu können. Es ist somit möglich, die Pulverlackpartikel bzw. den Pulverlack nach dem Absaugen im Kreislauf zu führen, also wieder für das Ausbilden der insbesondere homogenen Wolke aus Pulverlackpartikeln zu verwenden und hiermit eine Pulverlackausbeute von über 99 % zu erreichen. Dies ist einerseits wirtschaftlich sinnvoll und andererseits auch umweltfreundlich, da das fertige Produkt, somit das mit der zumindest einen elektrisch isolierenden Beschichtung versehene Maschinenelement, mit nur sehr geringen Materialverlusten an Pulverlack hergestellt werden kann.It also proves to be advantageous if the powder coating particles that do not adhere to the component are sucked in by at least one suction device and are reused for forming the cloud of powder coating particles. Powder coating particles that do not / have not adhered to the component after the at least one application step can thus be sucked in by the at least one suction device and again be used. The at least one suction device can accordingly be arranged in the area of the system for powder coating the components, which is arranged below the components in the area of the cloud of powder coating particles and / or in the transition area through which the coated components pass before they reach the area, in which the at least one hardening step for hardening the powder coating takes place. In the transition area, powder paint particles can still detach from the surface of the component, which have accumulated there, for example, in excess or do not adhere firmly there. In order to be able to reuse these powder coating particles as well, it has proven to be advantageous in the area of an entire system for powder coating the components at the points where powder coating particles can fall, to be able to suck them in through at least one suction device and to be able to remove them from the system or its coating room . It is thus possible to circulate the powder coating particles or the powder coating after suction, i.e. to use them again for the formation of the particularly homogeneous cloud of powder coating particles and thus to achieve a powder coating yield of over 99%. This is economically sensible on the one hand and also environmentally friendly on the other, since the finished product, thus the machine element provided with the at least one electrically insulating coating, can be manufactured with only very little loss of powder coating material.
Der Pulverlack zum Erzeugen der insbesondere homogenen Wolke aus Pulverlackpartikeln kann Bindemittel zum Bilden der Struktur der zu bildenden Pulverlackschicht, Vernetzer zur Reaktion der Bindemittel und zum Ausbilden eines Polymernetzwerks, Additive zum Beeinflussen der Eigenschaften des Pulverlacks in dessen flüssiger und ausgehärteter Form und Füllstoffe zum Einstellen der mechanischen und isolierenden Eigenschaften enthalten. Das oder die Bindemittel bilden dabei die eigentliche Struktur der Pulverlackschicht. Als Bindemittel können beispielsweise ein oder mehrere der folgenden Materialien verwendet werden: Epoxidharz, gesättigtes oder ungesättigtes Polyesterharz, Acrylatharz, Phenolharz, Polyurethan, Polyamid, Polyethylen oder Polyvinylchlorid (PVC). Der oder die Vernetzer führen zur Reaktion der Bindemittel und sind so für den Aufbau des Polymernetzwerks verantwortlich. Als Vernetzer können beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien verwendet werden: phenolische Härter, Imidazolin-Derivat, Imidazol, Anhydridaddukt, Polycarbonsäureanhydrid, Carbonsäureanhydrid, Dicyandiamid-Derivat, Epoxidharz, Triglycidylisocyanurat (TGIC), Hydroxyalkylamidhärter, aromatisches Glycidylester, Isocyanataddukt, Uretdion, Dodecandicarbonsäure, Dicarbonsäure, Isocyanataddukt, Diisocyandiamid, BF3-Komplexe, saures Polyester, saures Acrylat, Polyphenol, Oxazolin oder modifiziertes Melamin- und Harnstoffharz. Das oder die Additive beeinflussen die Eigenschaften des Pulverlacks bzw. der Pulverlackbeschichtung in der flüssigen und ausgehärteten Form. Als Additive können beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Materialien verwendet werden: Verlaufsmittel, beispielsweise Acrylate, Entgasungsadditive, beispielsweise Benzoin, oder Strukturmittel. Füllstoffe dienen der Herstellung einer wirtschaftlichen Mischung des Pulverlacks, der für die Pulverlackbeschichtung eingesetzt wird, und der Einstellung der mechanischen und isolierenden Eigenschaften dieser Mischung. Als Füllstoffe können insbesondere nichtleitende mineralische Füllstoffe oder Glas verwendet werden. Grundsätzlich können auch andere Bindemittel, Vernetzer, Additive und Füllstoffe zum Ausbilden des Pulverlacks verwendet werden. Die Pulverlackpartikel weisen in der insbesondere homogenen Wolke eine Partikelgröße von beispielsweise 10 bis 100 µm auf.The powder coating to create the particularly homogeneous cloud of powder coating particles can contain binders to form the structure of the powder coating layer to be formed, crosslinkers to react the binders and to form a polymer network, additives to influence the properties of the powder coating in its liquid and hardened form and fillers to adjust the mechanical and insulating properties included. The binder or binders form the actual structure of the powder coating layer. One or more of the following materials, for example, can be used as binders: epoxy resin, saturated or unsaturated polyester resin, acrylate resin, phenolic resin, polyurethane, polyamide, polyethylene or polyvinyl chloride (PVC). The crosslinker or crosslinkers cause the binding agent to react and are thus responsible for building up the polymer network. For example, one or more of the following materials can be used as crosslinking agents: phenolic hardeners, imidazoline derivatives, imidazole, anhydride adduct, polycarboxylic acid anhydride, carboxylic acid anhydride, dicyandiamide derivative, epoxy resin, triglycidyl isocyanurate (TGIC), dodecanedioic acid, dodecanedioic acid, isocyanate dione ester, aromatic Dicarboxylic acid, isocyanate adduct, diisocyanate diamide, BF 3 complexes, acidic polyester, acidic acrylate, polyphenol, oxazoline or modified melamine and urea resin. The additive or additives influence the properties of the powder coating or the powder coating in the liquid and cured form. For example, one or more of the following materials can be used as additives: leveling agents, for example acrylates, degassing additives, for example benzoin, or structuring agents. Fillers are used to produce an economical mixture of the powder coating used for powder coating and to adjust the mechanical and insulating properties of this mixture. In particular, non-conductive mineral fillers or glass can be used as fillers. In principle, other binders, crosslinkers, additives and fillers can also be used to form the powder coating. The powder coating particles in the particularly homogeneous cloud have a particle size of, for example, 10 to 100 μm.
Die Schichtdicke der zumindest einen Pulverlackschicht der Pulverlackbeschichtung des beschichteten Bauteils, insbesondere des Maschinenelements, wie eines Lagerrings, kann bis zu 2 mm betragen. Beispielsweise sind auf dem Maschinenelement bzw. beschichteten Bauteil Pulverlackschichten mit einer Schichtdicke von 30 bis 250 µm aufgetragen. Anwendungsspezifisch können unterschiedlichste Schichtdicken der jeweiligen Pulverlackbeschichtung auf dem jeweiligen Bauteil aufgetragen bzw. abgeschieden werden. Nach dem zumindest einen Aufbringschritt und, sofern vorgesehen, dem zumindest einen Härteschritt haftet die Pulverlackbeschichtung auf dem Bauteil fest auf. Zu einem Verlust von Pulverlack-Grundmaterial kann es daher höchstens bei einem nachfolgenden mechanischen Bearbeiten des beschichteten Bauteils, wie beispielsweise eines Lagerrings, kommen. Bei Vorsehen des Härtevorgangs ist die Pulverlackbeschichtung jedoch üblicherweise vergleichsweise hart und dementsprechend gegen mechanische Beanspruchungen vergleichsweise resistent.The layer thickness of the at least one powder coating layer of the powder coating of the coated component, in particular of the machine element such as a bearing ring, can be up to 2 mm. For example, powder coating layers with a layer thickness of 30 to 250 μm are applied to the machine element or coated component. Depending on the application, the most varied layer thicknesses of the respective powder coating can be applied or deposited on the respective component. After the at least one application step and, if provided, the at least one hardening step, the powder coating adheres firmly to the component. A loss of powder coating base material can therefore only occur during subsequent mechanical processing of the coated component, such as a bearing ring, for example. If the hardening process is provided, however, the powder coating is usually comparatively hard and accordingly comparatively resistant to mechanical stresses.
Die auf diese Art und Weise mit der zumindest einen Pulverlackschicht versehenen Bauteile bzw. Maschinenelemente, wie beispielsweise Lagerringe, können z.B. in einem Elektromotor, in einem Generator eines Fahrzeugs oder in einer Windkraftanlage Verwendung finden. Die jeweils zumindest eine auf dem Maschinenelement, wie beispielsweise einem Lagerring, aufgebrachte stromisolierende bzw. elektrisch isolierende Pulverlackbeschichtung ist gerade für diese Anwendungen sehr gut geeignet. Durch die Pulverlackbeschichtung wird ein Stromdurchtritt durch das Lager bzw. den Lagerring erfolgreich unterbunden, so dass keine oder im Wesentlichem keine Elektrokorrosion auftritt, die anderenfalls das Lager beschädigen würde. Mit der Pulverlackbeschichtung als elektrisch isolierender Beschichtung versehene Lagerringe ermöglichen es, dass eine vergleichsweise hohe elektrische Durchbruchfeldstärke erforderlich wäre, um einen Stromdurchgang durch das mit dem pulverlackbeschichteten Lagerring versehene Lager zu erzwingen. Mit der elektrisch isolierenden Pulverlackbeschichtung versehene Lagerringe, die mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet wurden, weisen somit eine sehr gute isolierende Wirkung zum Verhindern eines Stromdurchgangs durch ein mit einem solchen Lagerring versehenes Lager auf.The components or machine elements provided in this way with the at least one powder coating layer, such as bearing rings, can be used, for example, in an electric motor, in a generator of a vehicle or in a wind power plant. The in each case at least one current-insulating or electrically insulating powder coating applied to the machine element, such as a bearing ring, is particularly well suited for these applications. The powder coating successfully prevents the passage of current through the bearing or the bearing ring, so that no, or essentially no, electrical corrosion occurs which would otherwise damage the bearing. With the powder coating as an electrically insulating coating bearing rings provided make it possible that a comparatively high electrical breakdown field strength would be required in order to force a passage of current through the bearing provided with the powder-coated bearing ring. Bearing rings provided with the electrically insulating powder coating and coated with the above-described method according to the invention thus have a very good insulating effect for preventing the passage of current through a bearing provided with such a bearing ring.
Bei einigen Anwendungen kann es sich als vorteilhaft erweisen, zumindest einen Teil der Oberfläche des mit zumindest einer elektrisch isolierenden Beschichtung zu versehenden Maschinenelements nicht zu beschichten. Um dies zu ermöglichen, kann ein solcher Teil oder können solche Teile der Oberfläche des Maschinenelements maskiert, also abgedeckt werden, um nicht mit der isolierenden Beschichtung versehen zu werden. Ein solches Maskieren oder Abdecken kann durch unterschiedlichste Maßnahmen erfolgen, z.B. durch eine dort zuvor aufgebrachte, der Form der gewünschten Abdeckung entsprechende Beschichtung, insbesondere eine solche, die nach dem Pulverlackbeschichten der übrigen Oberfläche des Maschinenelements wieder entfernt werden kann, oder durch Elemente, die während des Beschichtungsvorgangs mit Pulverlackpartikeln die zu maskierenden Bereiche abdecken und nach dem Pulverlackbeschichten wieder entfernt werden. Auch andere Maßnahmen sind selbstverständlich möglich.In some applications it can prove to be advantageous not to coat at least part of the surface of the machine element to be provided with at least one electrically insulating coating. In order to make this possible, such a part or such parts of the surface of the machine element can be masked, that is to say covered, so as not to be provided with the insulating coating. Such masking or covering can take place by a wide variety of measures, for example by a previously applied coating corresponding to the shape of the desired cover, in particular one that can be removed again after the remaining surface of the machine element has been powder coated, or by elements that during During the coating process, cover the areas to be masked with powder coating particles and remove them again after powder coating. Other measures are of course also possible.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
-
1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Pulverlackbeschichtungsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden Pulverlackbeschichtung auf einem Lagerring, -
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, in der Anlage gemäß1 beschichteten Lagerrings, und -
3 eine Querschnittsansicht des beschichteten Lagerrings gemäß2 .
-
1 a schematic diagram of a powder coating system according to the invention for carrying out a method according to the invention for applying an electrically insulating powder coating on a bearing ring, -
2 a perspective view of an inventive, in the plant according to1 coated bearing ring, and -
3 a cross-sectional view of the coated bearing ring according to FIG2 .
In
Alternativ zum Erzeugen der Wolke und Hindurchführen des Bauteils
Der mit der zumindest einen Pulverlackschicht
Der Härteschritt kann alternativ auch weggelassen werden. Ist der Härteschritt vorgesehen, kann das beschichtete Bauteil insbesondere induktiv erwärmt werden, um dessen Pulverlackbeschichtung
Die Zeitspanne Δt1 des zumindest einen Aufbringschritts
Um überschüssigen Pulverlack bzw. Pulverlackpartikel
Der mit der elektrisch isolierenden Pulverlackbeschichtung
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen von Bauteilen, wie z.B. Lagerringen, die mit zumindest einer elektrisch isolierenden bzw. stromisolierenden Pulverlackschicht durch ein Verfahren zum Aufbringen einer elektrisch isolierenden oder stromisolierenden Beschichtung auf zumindest einer Oberfläche des Bauteils außenseitig versehen sind, können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Merkmale, wobei zum Beschichten des Bauteils eine insbesondere homogene Wolke aus Pulverlackpartikeln erzeugt wird, wobei die Pulverlackpartikel auf das zu beschichtende Bauteil aufgebracht werden. Nach dem zumindest einen Aufbringschritt kann zumindest ein Härteschritt folgt, in dem die zumindest eine abgeschiedene Pulverlackschicht für eine vorgebbare Zeitspanne gehärtet wird.In addition to the embodiments of components described above and shown in the figures, such as bearing rings, which are provided on the outside with at least one electrically insulating or current-insulating powder coating by a method for applying an electrically insulating or current-insulating coating to at least one surface of the component Numerous others can be provided, including any combinations of the above-mentioned features, a particularly homogeneous cloud of powder coating particles being generated for coating the component, the powder coating particles being applied to the component to be coated. After the at least one application step, at least one hardening step can follow, in which the at least one deposited powder coating layer is hardened for a predeterminable period of time.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Anlage zum PulverlackbeschichtenPlant for powder coating
- 22
- LagerringBearing ring
- 33
- AbscheidestationSeparation station
- 44th
- homogene Wolkehomogeneous cloud
- 55
- PulverlackpartikelPowder paint particles
- 66th
- HärtestationHardening station
- 77th
- AnsaugeinrichtungSuction device
- 88th
- Leitungmanagement
- 1010
- BodenbereichFloor area
- 2020th
- Oberfläche von 2Surface of 2
- 3030th
- AbscheideschrittSeparation step
- 4040
- Einrichtung zum Erzeugen von 4Device for generating 4
- 5050
- abgeschiedene Pulverlackschichtdeposited powder coating layer
- 5151
- gehärtete Pulverlackbeschichtunghardened powder coating
- 6060
- HärteschrittHardening step
- aa
- Schichtdicke von 51Layer thickness of 51
- Δt1Δt1
- Zeitspanne AbscheideschrittTime span of separation step
- Δt2Δt2
- Zeitspanne des HärteschrittsTime span of the hardening step
- Δt3Δt3
- TaktzeitCycle time
- P1P1
- Pfeil (Eintritt des unbeschichteten Lagerrings in die homogene Wolke)Arrow (entry of the uncoated bearing ring into the homogeneous cloud)
- P2P2
- Pfeil (Austritt des beschichteten Lagerrings aus der homogenen Wolke)Arrow (exit of the coated bearing ring from the homogeneous cloud)
- P3P3
- Pfeil (Austritt des gehärteten, elektrisch isolierend beschichteten Lagerrings aus 60)Arrow (exit of the hardened, electrically insulating coated bearing ring from 60)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 1243944 B [0003]DE 1243944 B [0003]
- DE 10137785 A1 [0003]DE 10137785 A1 [0003]
- DE 10161820 A1 [0003]DE 10161820 A1 [0003]
- DE 102007000436 T5 [0003]DE 102007000436 T5 [0003]
- DE 102009014753 A1 [0004, 0005]DE 102009014753 A1 [0004, 0005]
- WO 2010/108481 A1 [0005, 0009]WO 2010/108481 A1 [0005, 0009]
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020002549.8A DE102020002549A1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020002549.8A DE102020002549A1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020002549A1 true DE102020002549A1 (en) | 2021-10-28 |
Family
ID=78260881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020002549.8A Withdrawn DE102020002549A1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020002549A1 (en) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243944B (en) | 1964-11-21 | 1967-07-06 | Jaeger Gmbh G & J | Procedure for preventing the passage of electricity in roller bearings |
DE19507516A1 (en) | 1995-03-03 | 1996-09-05 | Renk Ag | Sliding bearing comprising housing and shell |
US5756164A (en) | 1992-02-14 | 1998-05-26 | Morton International, Inc. | Triboelectric coating powder and process |
DE19751003A1 (en) | 1997-09-09 | 1999-03-11 | Ema Elektro Maschinen Schultze | Method for coating a work piece with powdered, fluid or paste materials |
DE10161820A1 (en) | 2000-12-14 | 2002-09-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Electric corrosion prevention type bearing has reference plane provided to internal surface of outer wheel and subjected to grinding before providing ceramic thermal spraying insulating layer |
US20030003813A1 (en) | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Irwin Patricia Chapman | Powder coated terminal stud assemblies and methods of fabricating |
DE10137785A1 (en) | 2000-08-04 | 2003-02-20 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Electro-corrosion-resistant roller bearing assembly |
DE102004010177B4 (en) | 2004-03-02 | 2007-09-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Electrostatic fluidization apparatus and electrostatic fluidization method for coating substrates with coating powder |
DE102009014753A1 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Bearing ring with electrical insulation and process for its preparation |
WO2016124523A1 (en) | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Volkswagen Ag | Method for applying an insulating layer and electronic component |
DE102018117507A1 (en) | 2017-07-24 | 2019-01-24 | Coatings Foreign Ip Co. Llc | Powder coatings and compositions thereof, and methods of coating an article |
-
2020
- 2020-04-28 DE DE102020002549.8A patent/DE102020002549A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243944B (en) | 1964-11-21 | 1967-07-06 | Jaeger Gmbh G & J | Procedure for preventing the passage of electricity in roller bearings |
US5756164A (en) | 1992-02-14 | 1998-05-26 | Morton International, Inc. | Triboelectric coating powder and process |
DE19507516A1 (en) | 1995-03-03 | 1996-09-05 | Renk Ag | Sliding bearing comprising housing and shell |
DE19751003A1 (en) | 1997-09-09 | 1999-03-11 | Ema Elektro Maschinen Schultze | Method for coating a work piece with powdered, fluid or paste materials |
DE10137785A1 (en) | 2000-08-04 | 2003-02-20 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Electro-corrosion-resistant roller bearing assembly |
DE10161820A1 (en) | 2000-12-14 | 2002-09-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Electric corrosion prevention type bearing has reference plane provided to internal surface of outer wheel and subjected to grinding before providing ceramic thermal spraying insulating layer |
US20030003813A1 (en) | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Irwin Patricia Chapman | Powder coated terminal stud assemblies and methods of fabricating |
DE102004010177B4 (en) | 2004-03-02 | 2007-09-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Electrostatic fluidization apparatus and electrostatic fluidization method for coating substrates with coating powder |
DE102009014753A1 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Bearing ring with electrical insulation and process for its preparation |
WO2010108481A1 (en) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Bearing race having electrical insulation and method for producing the same |
WO2016124523A1 (en) | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Volkswagen Ag | Method for applying an insulating layer and electronic component |
DE102018117507A1 (en) | 2017-07-24 | 2019-01-24 | Coatings Foreign Ip Co. Llc | Powder coatings and compositions thereof, and methods of coating an article |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112007003450B4 (en) | Method for connecting two joining partners | |
EP1243063A1 (en) | Method for producing a high-quality insulation of electric conductors or conductor bundles of rotating electrical machines using spray sintering | |
DE2704755B2 (en) | Process for the production of thin coatings on endless elongated objects made of metal or glass | |
DE69815042T2 (en) | METHOD FOR ELECTROSTATIC POWDER COATING OF NON-CONDUCTIVE SUBSTRATES | |
DE1571168B2 (en) | Process for coating objects | |
EP0100992A2 (en) | Coating method for metallic substrates, and use of the so coated objects | |
DD220238A5 (en) | PROCESS FOR COATING METAL FORM BODIES MI POLYAETHYLENE | |
DE3247510A1 (en) | METHOD FOR SHEATHING ROD-SHAPED METALLIC MOLDED BODIES WITH THERMOPLASTIC PLASTIC | |
DE19963376A1 (en) | Process for the production of a high-quality insulation of electrical conductors or conductor bundles of rotating electrical machines by means of vortex sintering | |
DE2930870C2 (en) | Method and device for producing enamel-insulated winding wires, in particular thick wires | |
DE102020002549A1 (en) | Method for applying an electrically insulating coating to at least one surface of a component and a machine element with at least one such electrically insulating coating | |
EP1649580B1 (en) | Method for applying an electrical insulation | |
DE102012208226A1 (en) | End glow protection band for electrical potential degradation of high voltage conductor in e.g. high voltage machine in power plant, has extension of band designed large so that potential is degraded without formation of partial discharges | |
DE68917498T2 (en) | Process for removing a layer of paint from the surface of an object, e.g. Racks or frames and products and assemblies to carry out the process. | |
DE3140316A1 (en) | Process for producing parts from plastics composites | |
DE19629499C2 (en) | Process for the electrostatic generation of a multilayer structure | |
DE919878C (en) | Method for drying paints | |
DE2200747C3 (en) | Powder mixture and application of the same for electrostatic coating processes | |
DE102015015354B4 (en) | Method for producing a design surface of an electrically conductive body | |
DE69305681T2 (en) | Insulation method of an electrical conductor and insulated electrical wire produced by this method | |
DE2925343A1 (en) | METHOD FOR PAINTING IRON AND STEEL | |
DE2449014C3 (en) | Process for preparing plastic molded parts for electrostatic painting | |
DE19753602A1 (en) | Procedure for making lacquered veneered compound parts, especially for car interiors | |
DE2637728A1 (en) | Surface coating process - by dispersing a powder e.g. polyolefin, epoxy! resin or lithium enamel in a carrier, coating and heating to remove carrier before hardening | |
DE2727095C3 (en) | Process for wrapping an object with a powdery material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |