DE3854527T2

DE3854527T2 - Vorrichtung und verfahren zur beschichtung von fixierungselementen.

Info

Publication number: DE3854527T2
Application number: DE3854527T
Authority: DE
Inventors: Richard Duffy; Eugene Sessa
Original assignee: Nylok Fastener Corp
Current assignee: Nylok LLC
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: WO1989000087A1; CA1296954C; MX167379B; EP0354216B1; ES2009961A6; AU2128888A; EP0354216A4; IL86946A; US4842890A; IL86946A0; EP0354216A1; DE3854527D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Anlage bzw. Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten von Fixierungselementen bzw. Befestigungselementen und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Beschichten von Befestigungselementen, welche Schaft- und Kopfabschnitte aufweisen, mit einem Pulvermaterial.
Zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen sind in der Vergangenheit zur Beschichtung von Befestigungselementen angewendet worden. Einige dieser Verfahren und Vorrichtungen sind beim Beschichten gewisser Typen von Befestigungselementen brauchbar, sie sind jedoch nicht so vielseitig anwendbar bzw. flexibel, wie es zur Beschichtung anderer Typen von Befestigungselementen notwendig sein kann.
Beispiele derartiger Verfahren und Vorrichtungen sind in den US-Patenten 3,452,712 von G.F.C. Burke, Richard J. Duffy, et al., dem US-Patent 4,120,993 von Richard J. Duffy, et al. und dem US-Patent Re. 28,812 von Richard J. Duffy, welcher einer der Erfinder der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben. Die in diesen US-Patenten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen stellen ein Beschichten von Befestigungselementen bereit, bei dem der Schaftabschnitt des Befestigungselementes unter ein Paar sich bewegender Bänder herabhängt. Die Befestigungselemente sind auf den Bändern an ihrem Kopfabschnitt getragen. Dieses Verfahren und die Vorrichtung haben sich als sehr effizient zum Beschichten von Befestigungselementen erwiesen, welche keine nach unten vom Kopfabschnitt des Befestigungselementes herabhängenden Vorsprunge aufweisen, da derartige Befestigungselemente so angeordnet werden können, daß ihre Schäfte zwischen den Bändern sind und sie deshalb in einer stabilen Position zum Beschichten bleiben. Dennoch haben sich dieses Verfahren und diese Vorrichtung als etwas ineffizient und weniger vielseitig erwiesen, als es benötigt wird, wenn Befestigungselemente mit in Richtung des Schaftabschnittes nach unten weisenden Vorsprüngen überzogen sowie während des Beschichtungsprozesses gedreht werden sollen. Befestiger mit derartigen Vorsprüngen sind nicht leicht in eine stabile Position zu bringen, in der ihre Schaftabschnitte nach unten zwischen das Laufband vorstehen und können nicht leicht und effizient in dieser Konfiguration beschichtet werden. Des weiteren schaffen die Verfahren und die Vorrichtung der zuvor beschriebenen Patente keine Möglichkeit der präzisen Steuerung der linearen Geschwindigkeit und Rotation der Befestigungselemente während des Beschichtungsprozesses.
Es ist somit das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine große Vielzahl von Befestigungselementen einschließlich Befestigungselemente mit nach unten von dem Kopfabschnitt des Befestigungselementes weisenden Vorsprüngen in einer kosteneffizienten, vielseitigen und kontinuierlichen Art beschichtet werden. Ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche automatisch und rasch eine große Vielfalt von Befestigungselementen einschließlich Befestigungselemente mit von ihrem Kopfabschnitt nach unten weisenden Vorsprüngen beschichten.
Noch ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche eine Vielzahl von Befestigungselementgrößen unterbringt und schnell und leicht zur Beschichtung verschiedener Größen von sowohl Innen- als auch Außenbefestigungselementen angepaßt werden kann. Außerdem ist es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche die Vielseitigkeit bzw. Flexibilität zur Beschichtung eines speziellen Abschnittes des Gewindes des Befestigungselementes sowie des gesamten Gewindebereiches zu beschichten, und des weiteren ein Verfahren und eine Vorrichtung, welches bzw. welche nur einen speziellen Abschnitt der radialen Abstände um die mit Gewinde versehene Oberfläche des Befestigungselementes beschichten kann. Es ist des weiteren ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche die Möglichkeit schafft bzw. Fähigkeit besitzt, die Lineargeschwindigkeit und die Drehung der Befestiger so präzise zu steuern, daß sie sowohl in einer Ausrichtung mit dem Schaft nach oben als auch mit dem Schaft nach unten verarbeitet werden können.
Diese Ziele werden durch eine Vorrichtung erreicht, welche die Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 23. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines oder mehrerer Befestigungselemente mit Kopf- und Schaftabschnitten mit einem Pulvermaterial geschaffen. Das Verfahren weist die Schritte des Aufnehmens bzw. Tragens des Befestigungselementes zur Verarbeitung und des Erwärmens des Schaftabschnittes auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des aufzubringenden Pulvermaterials auf. Das Verfahren weist außerdem den Schritt des Aufbringens des Pulvermaterials auf den erwärmten Schaftabschnitt des Befestigungselementes auf, um das Befestigungselement zu beschichten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird das zu verarbeitende Befestigungselement um zumindest 360º gedreht, während das Pulvermaterial auf den erwärmten Schaftabschnitt des Befestigungselementes aufgebracht wird. Das kann erreicht werden, indem das Befestigungselement einem magnetischen Feld während des Aufbringens des Pulvermaterials ausgesetzt wird, um den auf das Befestigungselement ausgeübten Einfluß bzw. die Krafteinwirkung zu erhöhen, wodurch seine gesteuerte positive Rotation bewirkt wird. Des weiteren schließt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens auch den Schritt des Sammelns von Pulvermaterial ein, welches nicht auf das Befestigungselement während des Aufbringens des Pulvermaterials aufgebracht wird. Dieses aufgebrachte Pulver wird gesammelt und für zukünftige Beschichtungsanwendungen wiederverwendet.
Bezüglich des Aufbringens des Pulvermaterials wird bei einem bevorzugten Verfahren das Aufsprühen des Pulvermaterials auf den erwärmten Schaftabschnitt des Befestigungselementes betrachtet. Um eine Abdeckung von 360º von zumindest einem Abschnitt des Schaftes zu schaffen, wird das Pulvermaterial von zumindest zwei Sprühorten aufgesprüht, welche voneinander beabstandet sind. Ein weiteres bevorzugtes Verfahren berücksichtigt ein lineares bzw. geradliniges Fördern der Befestigungselemente, welche an ihren Kopfabschnitten bei nach unten weisenden Schaftabschnitten getragen sind.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung schafft ein Element zum Tragen bzw. Aufnehmen der Befestigungselemente zur Beschichtung. Ein Transportelement ist des weiteren zum steuerbaren Vorschub der Befestigungselemente während des Beschichtens vorgesehen. Ein Heizelement zur Erwärmung des Befestigungselementes sowie eine Materialaufbringvorrichtung zum Aufbringen des Materials auf das Befestigungselement sind vorgesehen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung des weiteren eine Kühlstation zum Kühlen der erwärmten Befestigungselemente auf, welche auch eine Rostschutzbehandlung zur Beibehaltung der Qualität und der Oberfläche der beschichteten Befestigungselemente aufweisen kann. Des weiteren kann das Tragelement ein geradlinig sich bewegendes Förderelement und noch bevorzugter ein Paar sich bewegender Endloslaufbänder aufweisen, welche auf ihrer gesamten Länge über das Gesamte eines Hauptabschnittes getragen sind und auf denen der Kopfabschnitt der Befestigungselemente ruht. Um ein 360º-Beschichten auf dem Befestigungselement zu schaffen und um eine Drehung der Befestigungselemente während des Beschichtungsvorganges zu bewirken, kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung eines der sich bewegenden Laufbänder bzw. Gurte einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der geringer ist als der des anderen Laufbands, wobei die Laufbänder in derselben Richtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegbar sind und/oder die Laufbänder in entgegengesetzte Richtungen bei verschiedenen Geschwindigkeiten bewegbar sind. Des weiteren kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Laufband des Laufbandpaares breiter sein als der andere, und eines der Laufbänder kann mit Mitnahmeelementen versehen sein, um die gewünschten Tragund Fördercharakteristika zu bewirken. Des weiteren kann es wünschenswert sein, Laufbänder zu schaffen, die derart einstellbar sind, daß zumindest eines der Laufbänder bezüglich des anderen positionierbar ist, um eine Vielzahl von Befestigungselementgrößen unterzubringen, und zwar einschließlich einer Vielzahl von Kopf- und Schaftabschnittsgrößen und -formen des Befestigers. Damit schafft die Erfindung die Vielfältigkeit bzw. Flexibilität zum Beschichten einer großen Breite von Befestigungselementen einschließlich jener Befestigungselemente mit Vorsprüngen, welche vom Kopfabschnitt des Befestigungselementes nach unten weisen, welche früher schwierig zu beschichten waren. Die vorliegende Erfindung schafft ein einfaches, schnelles und preiswertes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Beschichten einer großen Breite von Befestigungselementen einschließlich jener Befestigungselemente mit von ihren Kopfabschnitten nach unten weisenden Vorsprüngen, welche es erforderlich machen, daß die Befestigungselemente auf ihren Köpfen mit nach oben weisenden Schäften getragen sind, um einen zuverlässigen und gleichmäßigen Beschichtungsprozeß zu sichern.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun nachfolgend anhand von detaillierten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die neuartigen Merkmale der Erfindung sind nachfolgend in den beigefügten Ansprüchen definiert. Die Erfindung selbst wird jedoch zusammen mit ihren weiteren im Zusammenhang stehenden Vorteilen am besten unter Bezug auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, welches die Schritte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Perspektivansicht eines Abschnittes der Vorrichtung nach Fig. 2 ist, welche das Befestigungselement veranschaulicht, während es mit Pulvermaterial beschichtet wird;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 3 ist, welche die Beziehung zwischen dem die Befestigungselemente fördernden Laufbandpaar veranschaulicht; und
Fig. 5 eine vergrößerte auseinandergezogene Perspektivansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 ist, welche den Laufbandförder- und -einstellmechanismus veranschaulicht.
Die vorliegende Erfindung wird nun in bezug auf das Beschichten von Bolzen beschrieben, welche einen Kopfabschnitt, einen Schaftabschnitt und eine Vielzahl von von dem Kopfabschnitt parallel zur Mittelachse des Schaftabschnittes nach unten weisenden Vorsprüngen aufweist. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die vorliegende Erfindung für das Beschichten einer Vielfalt von Befestigungselementen einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, von Schrauben, Bolzen, Ansatz- bzw. Stiftbolzen und ähnliche außen mit Gewinde versehene Gegenstände brauchbar ist. Des weiteren wird der Durchschnittsfachmann erkennen, daß die vorliegende Erfindung Vorteile aufweist und verwendet werden kann, um ein Beschichten auf einer breiten Vielfalt von innen mit Gewinde versehenen Gegenständen einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, von Muttern, Kragen und ähnlichen zu schaffen.
Das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung können auch zum Aufbringen einer Vielfalt von Beschichtungen auf Befestigungselemente verwendet werden. Derartige Beschichtungen weisen nichtleitende Beschichtungen, Schmierbeschichtungen, eine Kombination von sowohl nichtleitenden als auch Schmierbeschichtungen sowie ähnliche Typen von Beschichtungen auf, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Des weiteren können derartige Beschichtungsmaterialien thermoplastische oder warm aushärtende Materialien aufweisen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Speziell können derartige Beschichtungen Materialien auf der Basis von Nylon, Acryl sowie Flourkohlenstoff und Polyethylen aufweisen, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. Ein Beispiel eines derartigen Materials wird durch die Du Pont Cooperation hergestellt und unter der Handelsmarke Teflon-P vertrieben.
Wie in dem Blockdiagramm von Fig. 1 gezeigt ist, weist ein Verfahren zur Beschichtung eines Befestigungselementes mit einem Kopf- und einem Schaftabschnitt mit Pulvermaterial die Schritte des Tragens des Befestigungselementes auf, wie es in Schritt 10 veranschaulicht ist. Vom Durchschnittsfachmann wird erkannt, daß das Befestigungselement an seinem Kopfabschnitt derart getragen ist, daß der Schaftabschnitt nach oben weg von der Trag- bzw. Stützstruktur oder nach unten durch die Stützstruktur weist. Lediglich aus Gründen der Veranschaulichung wird die vorliegende Erfindung nun für ein Befestigungselement beschrieben, bei welchem sein Kopfabschnitt bei nach oben weg von der Stützstruktur weisendem Schaftabschnitt getragen ist.
Die Befestigungselemente werden zur Verarbeitung bei Schritt 12 mit sich nach oben erstreckenden Schaftabschnitten gefördert. In Schritt 14 werden die Schaftabschnitte der Befestigungselemente vorzugsweise auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Pulvermaterials erwärmt, und das Pulvermaterial wird auf den erwärmten Schaftabschnitt des Befestigungselementes bei Schritt 16 aufgebracht. Wie in Fig. 1 des weiteren veranschaulicht ist, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung den Schritt des Sammelns des Pulvermaterials aufweisen, welches nicht auf das Befestigungselement bei Schritt 16 aufgebracht wird. Demgemäß kann der Materialüberschuß gesammelt und bei Schritt 18 zur nachfolgenden Verarbeitung verwendet werden.
Das gesamte Verfahren der Beschichtung sowie die Spezifika, die sich auf das Verfahren beziehen, werden nun in Verbindung mit der in den Figuren 2 bis 5 veranschaulichten beispielhaften Vorrichtung beschrieben. Für den Durchschnittsfachmann ist es klar, daß eine zusätzliche und/oder modifizierte Vorrichtung, die anders ist als die spezifische Vorrichtung, welche hier beschrieben ist, verwendet werden kann, um die vorliegende Erfindung auszuführen und in die Praxis umzusetzen. Des weiteren wird für den Durchschnittsfachmann klar, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung in dem Fall auch praktiziert werden kann, in welchem einzelne Befestigungselemente in einer Testvorrichtung mit einer einzelnen Station oder durch Hand beschichtet werden können. Lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der Beschichtung von Schweißbolzen beschrieben, es ist jedoch klar, daß eine breite Vielfalt von Befestigungselement-Typen durch diese Erfindung beschichtet werden und die Vorteile der Erfindung anwenden können.
Wie in den Figuren 2, 3 und 4 veranschaulicht, ist eine durch ein Gestell 19 getragene Vorrichtung geschaffen, um Schweißbolzen 20 mit einem Pulvermaterial kontinuierlich und automatisch zu beschichten. Derartige Bolzen weisen Kopfabschnitte 22 und Schaftabschnitte 24 sowie eine Vielzahl von Vorsprüngen 26 auf, die von den Kopfabschnitten nach unten weisen. Die Vorrichtung wird an einem Steuerpaneel 27 gesteuert und weist eine Zufuhrstation 29 an einem Ende der Maschine zum Zuführen der Befestigungselemente auf ein Aufnahme- bzw. Tragelement auf, wobei die Schäfte der Befestigungselemente nach oben gerichtet sind. Das Tragelement ist zum Tragen der Befestigungselemente in einer stabilen Position zur Beschichtung vorgesehen. Speziell sind die Befestigungselemente auf ihren Kopfabschnitten 22 mit nach oben und weg von dem Tragelement weisendem Schaftabschnitt 24 angeordnet. Wie veranschaulicht, kann das Tragelement ein Paar Endloslaufbänder 28A und 28B aufweisen, die über das Gesamte eines Hauptabschnittes ihrer Länge durch Tragelemente 30A und 30B getragen sind. Das Laufband 28A bewegt sich bei Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 1,7 cm/Sekunde (0,67 Inch/Sekunde) bis zu etwa 17,01 cm/Sekunde (6,7 Inch/Sekunde). Das Laufband 28B bewegt sich mit Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 1,7 cm/s (0,67 Inch/Sekunde) bis zu etwa 85,09 cm/Sekunde (33,5 Inch/Sekunde). Die Laufbandgeschwindigkeiten werden innerhalb dieser Bereiche variiert, um die gewünschte Verarbeitungsgeschwindigkeit und zum Teil die Drehgeschwindigkeit zu erhalten. Der Kopfabschnitt 22 des Befestigungselementes ruht auf beiden Laufbändern 28A und 28B und ermöglicht es, daß die Befestigungselemente in einer stabilen Position zum Beschichten verbleiben.
Um die Vielseitigkeit und die Vorteile der vorliegenden Erfindung noch zu erhöhen, sei hinzugefügt, daß eines der Laufbänder breiter sein kann als das andere. Wie veranschaulicht, ist das Laufband 28A das breitere Laufband und weist eine Breite von etwa 1,27 cm (0,5 Inch) bis etwa 3,81 cm (1,5 Inch) und insbesondere 1,91 cm (0,75 Inch) bis etwa 2,54 cm (1,0 Inch) auf. Das schmalere Laufband 28B weist eine Breite von etwa 0,46 cm (0,18 Inch) bis etwa 2,54 cm (1,0 Inch) und insbesondere 0,64 cm (0,25 Inch) bis etwa 1,27 cm (0,5 Inch) auf. Für den Durchschnittsfachmann ist es selbstverständlich, daß verschiedene Laufbandbreiten in Abhängigkeit vom Typ und der Größe der zu bearbeitenden Befestigungselemente verwendet werden können.
Des weiteren kann es wünschenswert sein, eine Drehung der Befestigungselemente 20 während zumindest eines Teils ihrer Bearbeitung zu schaffen. In diesem Umfang kann eines der Laufbänder einen Reibungskoeffizient aufweisen, der kleiner als der andere des Laufbandpaares ist. Das ermöglicht es, daß das Laufband mit dem höheren Reibungskoeffizienten eine Oberfläche schafft, welche den Kopf des Befestigungselementes in größerem Maße erfaßt als das Laufband mit dem geringeren Reibungskoeffizienten. Um derartige Reibungskoeffizienten beizubehalten, kann das Laufband 28A ein Glaslaufband sein, das mit Teflon imprägniert ist, um seinen Reibungskoeffizienten zu verringern. Das Laufband 28B kann ein Glaslaufband sein, das mit Silizium imprägniert ist, wodurch ein höherer Reibungskoeffizient im Vergleich mit dem Laufband 28A geschaffen wird. Es ist klar, daß andere Materialtypen für die Laufbänder 28A und 28B verwendet werden können und dennoch die Unterschiede in den Reibungskoeffizienten schaffen können.
Wie in den Figuren 2, 4 und 5 veranschaulicht, können die Laufbänder 28A und 28B vollständig bezüglich einander einstellbar sein, so daß eine Einstellung in der Höhe sowie der Breite bewirkt werden kann. Das schafft eine Vorrichtung, welche eine Vielzahl von Befestigungselementgrößen einschließlich einer großen Breite von Durchmessern des Kopfund Schaftabschnittes aufnehmen kann sowie zur Vielseitigkeit beim Positionieren der Befestigungselemente zur Beschichtung beiträgt.
Ein Beispiel einer derartigen Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt und ist an jedem Ende der Vorrichtung angeordnet. Die Einstellbarkeit des Laufbands wird durch Laufbandräder 32A und 32B geschaffen, welche an beiden Seiten der Vorrichtung angeordnet sind, an denen die Laufbänder 28A bzw. 28B laufen. Jedes Laufbandrad 32A und 32B läuft auf einer Welle 34 und kann entlang der Welle eingestellt und dazu durch die Einstellschrauben 36A und 36B arretiert werden. Die Welle 34 läuft in Öffnungen 38 und 40 in Gestellelementen 42 und 44. Lagerbuchsenanordnungen 46 und 48 halten bzw. befestigen die Welle 34 an den Gestellelementen 42 und 44 und können eine gewisse Einstellung der Welle schaffen. Bolzen 50 befestigen die Lagerbuchsen 46 und 48 an den Gestellelementen 42 und 44, während Bolzen 52 die Integrität der Gestellstruktur der Vorrichtung schaffen. Es ist klar, daß eine Vielzahl von Einstellstrukturen die Vorteile der vorliegenden Erfindung bewirken kann und Einstelltragelemente 30A und 30B einschließen, wenn auch nicht ausschließlich, auf denen die Laufbänder 28A und 28B laufen.
Wie in Fig. 4 veranschaulicht, ermöglicht ein Einstellen des einen Laufbands höher als des anderen Laufbands, daß das Befestigungselement winkelmäßig bezüglich der Beschichtungsstation angeordnet wird, um die Drehung und das Aufbringen des Beschichtungsmaterials zu unterstützen. Es ist festgestellt worden, daß ein Höhenunterschied von etwa zwischen 0,025 cm (0,01 Inch) und 0,318 cm (0,125 Inch) funktionstüchtig ist, während ein Höhenunterschied von etwa zwischen 0,76 cm (0,030 Inch) und 0,254 cm (0,100 Inch) bevorzugt ist. Es ist klar, daß diese Differenz in Abhängigkeit von der Größe und dem Typ des zu beschichtenden Befestigungselementes variieren kann.
Zur Steigerung der Flexibilität der vorliegenden Erfindung können die Laufbänder 28A und 28B mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden und auch in Richtungen entgegeniaufend zueinander bewegt werden, um eine Rotation der Befestigungselemente entweder allein oder in Kombination mit der Schaffung von unterschiedlichen Reibungskoeffizienten für jedes Laufband zu schaffen. Es ist des weiteren klar, daß eine Vielfalt von Förderverfahren zum Befördern der Befestigungselemente in einer linearen bzw. geradlinigen Art angewendet werden kann, bei denen ihre Schaftabschnitte sich nach oben und unten erstrecken. Derartige Verfahren weisen Laufband, Blattformen, Arme und ähnliche lineare Förderstrukturen auf, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
Des weiteren ist in den Figuren 2, 3 und 4 veranschaulicht, daß die Befestigungselemente 20 während der Bewegung der Laufbänder 28A und 28B mit sich nach oben weg von den Laufbandauflagen sich erstreckenden Schaftabschnitten 24 befördert werden. Wie gezeigt, sind die Förderelemente als ein Mitnahmeelement 24 dargestellt, welches an dem Laufband 28A angebracht ist. Das Mitnahmeelement 54 weist senkrechte Arme 56 und 58 auf, welche einen Aufnahmebereich für den Kopf 22 des Befestigungselementes 20 bilden. Diese Arme schaffen ein senkrechtes Positionieren der Befestigungselemente bezüglich der Laufrichtung der Laufbänder 28A und 28B. Der Arm 56 funktioniert als Halteelement, während der Arm 58 als die Tragoberfläche funktioniert, welche den nach unten gerichteten Impuls des Befestigungselementes während der Bearbeitung bereitstellt.
Die Mitnahmeelemente 54 sind an dem breiteren Laufband 28A durch Niete 60 angebracht und sind entlang des Laufbands 28A gleichmäßig beabstandet, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Vorzugsweise ist der Abstand der Mitnahmeelemente 54 zumindest so breit wie die größte Abmessung des Kopfes des Befestigungselementes und kann geringfügig größer als diese sein. Es ist klar, daß dieser Abstand mit der Größe und dem Typ des zu beschichtenden Befestigungselementes variieren kann. Es ist auch klar, daß, obwohl das Mitnahmeelement 54 als an dem Laufband 28A angebracht dargestellt ist, es vorteilhaft sein kann in gewissen Fällen, die Mitnahmeelemente an beiden Laufbändern 28A und 28B anzubringen. In dem Fall, wo es wünschenswert ist, daß sich die Laufbänder in entgegengesetzten Richtungen bewegen, ist jedoch eine derartige Doppelverbindung nicht aufrechterhalten. Bei dem in den Figuren 2, 3 und 4 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Mitnahmeelementen 54 in einer beabstandeten Beziehung entlang des Laufbands 28A vorgesehen. Die Mitnahmeelemente nehmen die Kopfabschnitte der Befestigungselemente 20 auf und tragen diese und schaffen eine Bewegung der Befestigungselemente in Förderrichtung zur weiteren Bearbeitung. Diese Bewegung, welche durch die Mitnahmeelemente 54 geschaffen wird, wird derart gesteuert, daß die Vorschubgeschwindigkeit und die Drehung der Befestigungselemente leicht eingestellt wird und präzise bestimmt werden kann.
Wenn sich die Befestigungselemente in Förderrichtung bewegen, dann bewegen sie sich durch eine Vielzahl von Betriebsstationen. Speziell bewegen sich die Schaftabschnitte der Befestigungselemente, welche von den Laufbändern 28A und 28B nach oben stehen, in Richtung auf und durch eine erste Betriebsstation mit einem Heizelement 62, welches die Schaftabschnitte 24 der Befestigungselemente 20 erwärmt. Es ist klar, daß eine Vielzahl von Heizelementen verwendet werden kann. Derartige Heizelemente schließen Induktionsheizer Ultraschallheizer, Infrarotheizer, Brennöfen und ähnliche Heizvorrichtungen auf, wenn auch nicht darauf beschränkt. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in Fig. 2 dargestellt sind, sind ein Induktionsgenerator 64 und eine zugeordnete Heizspule 66 vorgesehen. Ein derartiges Heizelement ist bevorzugt, um die metallischen Befestigungselemente, welche durch die Heizspule 66 laufen, effizient aufzuwärmen. Um jegliche Rückstände auszugeben, welche während des Erwärmens der Befestigungselemente verdampft werden, ist ein Vakuumanschluß 68 an einer Seite der Laufbänder 28A und 28B vorgesehen.
Indem die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, werden die Schaftabschnitte 24 der Befestigungselemente auf eine Temperatur in einem Bereich erwärmt, um ein Fließen des auf das Befestigungselement aufzubringende Material zu schaffen, um das Befestigungselement in einer zufriedenstellenden Art zu beschichten. Z.B. liegt bei der Anwendung von Teflonpulver der Temperaturbereich von etwa 299ºC (570ºF) bis 538ºC (1000ºF) und insbesondere zwischen etwa 399ºC (750ºF) bis etwa 454ºC (850ºF). Insbesondere schafft dieser Temperaturbereich einen ausreichend über dem Schmelzpunkt des Teflonpulvermaterials erwärmten Schaft des Befestigungselementes und schafft bei Anwendung eine akzeptable Beschichtung. Der Generator 62 weist eine variable Leistungseinstellung auf, welche eine Justierung der Leistungsabgabe des Generators ermöglicht, um die gewünschte Produktionsgeschwindigkeit der Befestigungselemente zu gewährleisten. Es wird des weiteren klar sein, daß eine Vielfalt von Maschinenparametern modifiziert werden kann, um akzeptable und arbeitsfähige Ergebnisse zu erhalten, wenn die hier beschriebene Vorrichtung als ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Demgemäß erstrecken sich die Maschinenparameter, welche hier beschrieben sind, in beispielhafter Weise über einen Bereich, und es ist nlcht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung darauf zu beschränken.
Wenn sich die Befestigungselemente 20 weiter vorwärts von der Heizstation wegbewegen, bewegen sie sich auf und durch die Pulveraufbringstation bei der beispielhaften Ausführungsform der Figuren 2 und 3. Insbesondere laufen die Befestigungselemente zwischen einer Sprühdüse 70 auf einer Seite der Laufbänder 28A und 28B und einem Vakuumanschluß 72 auf der gegenüberliegenden Seite der Laufbänder. Das Beschichtungsmaterial wird von dem Behälter 74 durch eine Leitung 76 zur Sprühdüse geführt. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, ist die Leitung 76 an der Sprühdüse 70 über eine Mutter 78 angebracht, welche in einem Rohr 80 endet, um das Pulver der Sprühdüse 70 zuzuführen.
Um das Beschichtungsmaterial auf die Befestigungselemente aufzusprühen, ist die Sprühdüse 70 etwa 13,97 cm (5,5 Inch) breit und 17,78 cm (7,0 Inch) lang und ist derart angeordnet, daß sie das Beschichtungsmaterial über die Laufbänder 28A und 28B und quer über die Bewegungslinie der Befestigungselemente 20 sprüht. Der Vakuumanschluß 72 sammelt jegliches zuviel aufgesprühte Beschichtungsmaterial, das nicht auf die Befestigungselemente aufgebracht wurde. Der Abstand zwischen der Sprühdüse 70 und dem Vakuumanschluß 72 ist einstellbar und liegt im allgemeinen bei etwa 2,54 cm (1 Inch) und etwa 25,4 cm (10 Inch) und insbesondere zwischen 5,08 cm (2 Inch) und etwa 10,16 cm (4 Inch). Wie des weiteren klar ist, kann der Abstand zwischen der Sprühdüse 70 und dem Vakuumanschluß 72 gemäß der Größe und dem Typ des zu beschichtenden Befestigungselementes variieren.
Die in den Figuren 2 und 3 veranschaulichte Pulveraufbringstation kann ähnlich der sein, welche in dem US-Patent 3,579,684 von Richard J. Duffy offenbart ist. Derartige Stationen können Düsen aufweisen, welche als abgeflachte Enden von röhrenförmigen Elementen ausgebildet sind, welche an einem Ende einer röhrenförmige Leitung befestigt sind und Einiässe zum Zuführen von Druckgas zu den Leitungen und Einlässe aufweist, durch welche Kunststoffpartikel eingeführt werden. Eine dosierte Pulverzufuhr kann angewendet werden, um Pulver den Leitungen zuzuführen, welche zu den Einlässen führen, sowie zu den Sammelleitungen. Eine derartige Vorrichtung kann mit einer beweglichen Führung derart angeordnet sein, daß das Pulver relativ zu dem Eintritt der Leitung abgerichtet sein kann, daß eine oder mehrere Leitungen mit Pulver versorgt werden, um eine oder mehrere Pulveraufbringstationen zu schaffen. Insbesondere ist die Sprühdüse 70 eine lüfterradförmige Düse mit einer Öffnung, die im Bereich der Breite von etwa 0,152 cm bis etwa 0,635 cm (0,06 bis 0,25 Inch) und der Länge von etwa 10,16 cm bis etwa 17,78 cm (4 bis etwa 7 Inch) reicht. Wie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 veranschaulicht, kann die Sprühdüse 70 unter einem Winkel bezüglich der Achse des Schaftabschnittes des Befestigungselementes sowie unter einem Winkel bezüglich der Laufrichtung der Laufbänder angeordnet sein.
Wenn es gewünscht wird, eine nlchtleitende Beschichtung auf den Befestigungselementen zu schaffen, kann es wünschenswert sein, daß Beschichtungsmaterial auf dem Schaftabschnitt 24 des Befestigungselementes 20 derart aufzubringen, daß das Material vollständig einen Abschnitt umgibt, und noch bevorzugter den gesamten Schaftabschnitt 24 der Befestigungselemente. Um dieses Ergebnis zu erreichen, kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Rotation des Schaftabschnittes des Befestigungselementes zumindest eine vollständige Umdrehung während des Bearbeitens, wie es oben beschrieben ist, schaffen. Eine derartige Rotation kann während des Aufbringens des Beschichtungsmaterials in der Pulveraufbringstation stattfinden. Während zumindest eine vollständige Umdrehung des Befestigungselementes eine Abdeckung von 360º schafft, kann es wünschenswert sein, das Befestigungselement um mehr als eine vollständige Umdrehung während des Aufbringens des Beschichtungsmaterials zu rotieren. Demgemäß kann es bevorzugt sein, das Befestigungselement sieben (7) bis neun (9) Umdrehungen während des Aufbringens des Beschichtungsmaterials zu rotieren.
Ein derartiges Verfahren des Rotierens und/oder Unterstützens der Rotation der Befestigungselemente weist das Schaffen eines Magnetfeldes auf, welches auf die Befestigungselemente während der Bearbeitung aufgeprägt wird und insbesondere während des Aufbringens des Pulvermaterials in der Pulveraufbringstation. Ein derartiges Magnetfeld erhöht den Einfluß bzw. die Kraftwirkung an einem Abschnitt des Befestigungselementes, was eine Rotation des Befestigungselementes unterstützt und/oder schafft. Wie in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht, ist eine Vielzahl von gleich beabstandeten Magneten 82 in dem Tragteil 30B unter dem Laufband 28B eingebettet. Die Magnete 80 überspannen die Lauflänge der Befestigungselemente zwischen der Pulveraufbringstation und können einen einzelnen Streifenmagneten, eine Vielzahl einzelner Magnete und ähnliche Magnetisierstrukturen aufweisen, welche eine elektromagnetische Quelle einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Wie in den Figuren 2 und 3 veranschaulicht, stellt diese Länge den Abschnitt der Vorrichtung zwischen dem Ende der Induktionsheizspule 66 und dem Ende der Sprühdüse 70 dar.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auch eine Einrichtung zum Entfernen der beschichteten Befestigungselemente von der Bearbeitungsvorrichtung auf. Diese ist als ein Nockenelement 32 veranschaulicht, welche die bearbeiteten Befestigungselemente aus den Mitnehmern 54 auf eine Ausgaberinne 84 richtet. An diesem Punkt fallen die Befestigungselemente durch eine Ausgabeleitung und werden in einen Kühltank 88 abgelegt. Die Befestigungselemente 20 werden im Tank 88 gekühlt und dann zur nachfolgenden Versendung verpackt. Ein Kühltank 88 schließt eine Kühlflüssigkeit ein und kann vorzugsweise ein Rostinhibitionsadditiv zur Verhinderung einer Oberflächenkorrosion der Befestigungselemente einschließen.
Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, was nicht veranschaulicht ist, weist eine Vorrichtung auf, die ähnlich der der Figuren 2 und 3 ist, jedoch eine alternative Vorrichtung zum Aufbringen des Pulvermaterials von gegenüberliegenden Seiten der Schaftabschnitte der Befestigungselemente aufweist, um eine vollständige 360º- Abdeckung eines vorbestimmten Abschnittes oder des gesamten Schaftes 24 zu bewirken. Diese Sprühanordnung weist zumindest zwei Sprühstationen auf, die Beschichtungsmaterial von 180º gegenüberliegenden Orten her an jeder Seite der Laufbänder 28A und 28B richten. Eine derartige Konfiguration schafft ebenfalls eine 360º-Beschichtung der Schäfte 24 der Befestigungselemente, welche gedreht oder nicht gedreht werden können, wie oben beschrieben. Wie es für den Durchschnittsfachmann klar ist, kann dieser Typ von gegenüberliegenden Sprühvorgängen an einer oder mehreren Betriebsstationen in Förderrichtung nach der Heizoperation stattfinden.
Demgemäß ist ein kosteneffizientes kontinuierliches Verfahren und eine Vorrichtung dazu zum Beschichten von Befestigungselementen beschrieben. Dieser Typ einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens schafft ein vielseitiges Beschichten einer großen Breite von Befestigungselementen einschließlich von sowohl Innen- als auch Außenbefestigungselementen als auch Befestigungselementen, welche vom Kopf der Befestigungselemente nach unten weisende Vorsprünge aufweisen.

Claims

1. Vorrichtung zum Beschichten von Befestigungselementen (20) mit einem Schaftabschnitt (24) und einem Kopfabschnitt (22) mit einem aufgebrachten Material, welche aufweist:

eine Einrichtung (30A; 30B) zum Tragen der Befestigungselemente (20) an dem Kopfabschnitt;

eine Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der Befestigungselemente entlang eines Förderweges, wobei die Einrichtung zum Vorwärtsbewegen mit der Einrichtung zum Tragen der Befestigungselemente (20) verbunden ist;

eine Einrichtung (66) zum Erwärmen der Befestigungselemente (20), welche entlang des Förderweges angeordnet ist;

eine Einrichtung zum Aufbringen des Materials auf die Befestigungselemente (20) nach dem Erwärmen; und

eine Einrichtung zum Rotieren der Befestigungselemente (20) während des Aufbringens des Materials;

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Einrichtung (30A; 30B) zum Tragen der Befestigungselemente (20) so angepaßt ist, daß sie die Befestigungselemente (20) am Kopfabschnitt (22) mit sich nach oben erstreckendem Schaftabschnitt (24) trägt;

(b) die Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der Befestigungselemente (20) des weiteren so angepaßt ist, daß sie die Befestigungselemente (20) an dem Kopfabschnitt (22) mit sich nach oben erstreckendem Schaftabschnitt (24) trägt; und

(c) die Einrichtung (30A, 30B) zum Tragen und die Einrichtung zum Vorwärtsbewegen unabhängige vertikal einstellbare Laufbänder sind, um so die Befestigungselemente (20) aus ihren vertikalen Achsen zu neigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtung zum Tragen der Befestigungselemente (20) ein Paar Laufbänder (28A; 28B) aufweist, welche in der Gesamtheit eines Hauptabschnittes ihrer Länge getragen sind, auf der der Kopfabschnitt (22) des Befestigungselementes (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche eine Einrichtung (88) zum Kühlen der Befestigungselemente (20) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher eines der Laufbänder (28A; 28B) einen Reibungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als der andere der Laufbänder.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher eines der Laufbänder (28A; 28B) breiter ist als das andere der Laufbänder.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher eines der Laufbänder (28A; 28B) bezüglich des anderen der Laufbänder einstellbar ist, um eine Vielzahl von Kopf-(22)- und Schaftabschnitts(24)-größen und -formen des Befestigungselementes aufzunehmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, welche eine Einrichtung zum Bewegen der Laufbänder (28A; 28B) bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf weist, um eine Rotation der Befestigungselemente zu schaffen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, welche eine Einrichtung zum Bewegen der Laufbänder (28A; 28B) in entgegengesetzte Richtungen zur Rotation der Befestigungselemente (20) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtung zum Fördern der Befestigungselemente (20) eine Einrichtung zum geradlinigen Fördern der Befestigungselemente aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtung (30A; 30B) zum Tragen der Befestigungselemente ein Paar Laufbänder aufweist, und die Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der Befestigungselemente zumindest einem der Laufbänder zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtung zum Vorwärtsbewegen des Befestigungselementes (20) eine Vielzahl von Mitnahmeelementen (54) zum Aufnehmen der Kopfabschnitte (22) des Befestigungselementes (20) aufweist, welche entlang von zumindest einem der Laufbänder (28A; 28B) beabstandet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Aufbringen des Materials eine Einrichtung zum Aufbringen von Pulvermaterial auf den Schaftabschnitt (24) des Befestigungselementes (20) derart aufweist, daß das Pulver vollständig zumindest einen Abschnitt davon umgibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, welche eine Einrichtung zum Rotieren des Befestigungselementes derart aufweist, daß das Pulvermaterial so aufgebracht wird, daß es vollständig zumindest einen Abschnitt des Schaftabschnittes (24) umgibt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Einrichtung zum Rotieren des Befestigungselementes (20) zumindest das Einwirken eines magnetischen Feldes auf das Befestigungselement aufweist, um die Rotation des Befestigungselementes (20) zu unterstützen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Einrichtung zum Aufbringen des Pulvermaterials eine Einrichtung zum Aufbringen des Pulvermaterials von zumindest zwei Seiten des Befestigungselementes (20) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 2, welche eine Einrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer Beschichtung auf ein Befestigungselement (20) aufweist, welches einen Schaftabschnitt (24) und einen Kopfabschnitt (22) aufweist, mit einem aufgebrachten Material.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, die des weiteren aufweist:

eine Zufuhrstation (29) zum Zuführen der Befestigungselemente (20) auf die Laufbänder (28A; 28B) mit von den Laufbändern weggerichteten Schäften (24);

eine Heizstation (62, 64, 66) zum Erwärmen von zumindest einem Abschnitt der Befestigungselemente (20);

eine Sprühstation, welche über den Laufbändern angeordnet ist und eine zugeordnete Zufuhr von Beschichtungsmaterial zum Aufbringen der Beschichtung auf den erwärmten Abschnitt des Schaftes (24) aufweist; und

eine Kühlstation zum Anwenden eines Kühlmediums auf den erwärmten Abschnitt des Schaftes (24) des Befestigungselementes.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, welche Tragelemente aufweist, die gleichmäßig entlang der Laufbänder (28A; 28B) beabstandet sind, um die Köpfe (22) der Befestigungselemente (20) zu tragen und die Befestigungselemente durch die Betriebsstationen weiterzubewegen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Laufbänder (28A; 28B) ein Paar sich geradlinig bewegender Laufbänder aufweist und eines der Laufbänder in einer geradlinigen Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der geradlinigen Bewegung des anderen der Laufbänder läuft.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, welche eine Einrichtung zum Einwirkenlassen einer Magnetkraft auf die Befestigungselemente (20) aufweist, wenn sie durch die Sprühstation laufen, wobei die Magnetkraft von unterhalb von zumindest einem der Laufbänder (28A; 28B) gerichtet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher die Sprühstation zunundest eine Sprühdüse (70) aufweist, welche in einem Winkel bezüglich der Laufebene der Laufbänder (28A; 28B) gerichtet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher die Sprühstation ein Sammelement aufweist, um Überschuß des Beschichtungsmaterials zu sammeln.

23. Verfahren zum Beschichten von Befestigungselementen (20) mit einem Kopfabschnitt (22) und einem Schaftabschnitt (24) mit einem Material, welches die Schritte aufweist:

Tragen der Befestigungselemente (20) auf dem Kopfabschnitt (22);

steuerbares Vorwärtsbewegen der Befestigungselemente (20) zum Beschichten durch einstellbare unabhängige Laufbänder (28A; 28B);

Erwärmen des Schaftabschnittes (24) der Befestigungselemente (20) auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Materials;

Aufbringen des Materials auf zumindest einen Abschnitt des erwärmten Schaftabschnittes (24) des Befestigungselementes (20); und

steuerbares Rotieren der Befestigungselemente (20) durch einstellbare unabhängige Laufbänder (28A; 28B) während des Aufbringens von Material, um so um einen vorbestimmten Umfang von zumindest einem Segment des Schaftabschnittes (24) mit dem Material zu beschichten,

gekennzeichnet durch

(a) ein steuerbares vertikales Einstellen der unabhängigen Laufbänder (28A; 28B), um so die Befestigungselemente (20) aus der vertikalen Achse zu neigen, um ein Beschichten zu unterstützen; und

(b) Einwirkenlassen eines Magnetfeldes (80) bei Vorhandensein der Befestigungselemente (20) während des Aufbringens des Materials, um zumindest die Rotation der Befestigungselemente (20) zu unterstützen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, welches den Schritt des Tragens der Befestigungselemente (20) mit ihrem sich nach oben erstreckenden Schaftabschnitt (24) aufweist.

25. Verfahren nach Anspruch 23, welches den Schritt des Rotierens des Befestigungselementes (20) um zumindest 360º während des Schrittes des Aufbringens des Materials auf den erwärmten Schaftabschnitt (24) des Befestigungselementes aufweist.

26. Verfahren nach Anspruch 23, welches des weiteren den Schritt des Sammelns des Materials aufweist, welches nicht auf das Befestigungselement (20) während des Schrittes des Aufbringens des Materials aufgebracht wird.

27. Verfahren nach Anspruch 23, bei welchem der Schritt des Aufbringens des Materials ein Sprühen des Materials auf den erwähnten Schaftabschnitt (24) des Befestigungselementes (20) von zumindest zwei Sprühorten aufweist, die voneinander beabstandet sind, um ein 360º-Beschichten von zumindest einem Segment des Schaftabschnittes des Befestigungselementes zu bewirken.

28. Verfahren nach Anspruch 24, welches den Schritt des linearen Vorwärtsbewegens der Befestigungselemente (20) aufweist.