AT523842A4 - Device for surface treatment of a workpiece in an immersion bath filled with treatment agent - Google Patents

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AT523842A4 ATA51018/2020A AT510182020A AT523842A4 AT 523842 A4 AT523842 A4 AT 523842A4 AT 510182020 A AT510182020 A AT 510182020A AT 523842 A4 AT523842 A4 AT 523842A4
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks (1) in einem mit Behandlungsmittel (2) gefüllten Tauchbad (3), in dem ein Werkstückträger (4) verlagerbar ist beschrieben. Um eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass entstehende Luftblasen ohne Zugabe chemischer Additive und unter minimalem Eingriff in den Oberflächenbehandlungsprozess entfernt werden können, wird vorgeschlagen, dass der Werkstückträger (4) von einer mit Unterdruck beaufschlagbaren, in Tauchrichtung (5) von dem Behandlungsmittel (2) begrenzten Druckkammer (6) in das Behandlungsmittel (2) verlagerbar ist.A device is described for treating the surface of a workpiece (1) in an immersion bath (3) filled with treatment agent (2), in which a workpiece carrier (4) can be displaced. In order to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that air bubbles that form can be removed without the addition of chemical additives and with minimal intervention in the surface treatment process, it is proposed that the workpiece carrier (4) be equipped with a Treatment means (2) limited pressure chamber (6) in the treatment means (2) can be displaced.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks in einem mit Behandlungsmittel gefüllten Tauchbad, in dem ein Werkstückträger verlagerbar ist. The invention relates to a device for the surface treatment of a workpiece in an immersion bath filled with treatment agent, in which a workpiece carrier can be displaced.

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl an Vorrichtungen zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks in einem mit Behandlungsmittel gefüllten Tauchbad geoffenbart. Im einfachsten Fall wird dabei ein Werkstück in das Behandlungsmittel eingetaucht, woraufhin das Behandlungsmittel aufgrund adhäsiver Kräfte auf dem Werkstück haftenbleibt. Auch sind beispielsweise Verfahren zur kathodischen bzw. anodischen Tauchbadlackierung bekannt, bei denen eine Gleichspannung zwischen dem Werkstück und einer Gegenelektrode angelegt wird, aufgrund derer geladene Farbpartikel auf dem Werkstück haften. Die DE102018123044A1 zeigt ein solches Verfahren, bei dem Karosserieteile auf einem Werkzeugträger in ein Tauchbad eingetaucht werden, das Tauchbad durchlaufen und am Ende des Tauchbads wieder diesem entnommen werden. Während der Verweildauer im mit Behandlungsmittel gefüllten Tauchbad werden die Karosserieteile zusätzlich einem A large number of devices for the surface treatment of a workpiece in an immersion bath filled with treatment agent are disclosed in the prior art. In the simplest case, a workpiece is immersed in the treatment agent, whereupon the treatment agent sticks to the workpiece due to adhesive forces. Methods for cathodic or anodic immersion bath painting are also known, for example, in which a DC voltage is applied between the workpiece and a counter-electrode, as a result of which charged paint particles adhere to the workpiece. DE102018123044A1 shows such a method, in which body parts on a tool carrier are immersed in an immersion bath, run through the immersion bath and are removed from it again at the end of the immersion bath. During the dwell time in the immersion bath filled with treatment agent, the body parts are additionally treated

Volumenstrom des Behandlungsmittels ausgesetzt und beschichtet. Volume flow of the treatment agent exposed and coated.

Allen derartigen Verfahren liegt dabei das Problem zugrunde, dass sich insbesondere beim Eintauchen und Verlassen des Tauchbades Luftblasen bilden, die sich an der Oberfläche des Werkstückes festsetzen und so eine aufwändige Nachbearbeitung des Werkstücks erforderlich machen. Zwar wird die Zugabe von chemischen Additiven durch den in der DE102018123044A1 vorgeschlagenen Volumenstrom überflüssig, allerdings ist die Erzeugung eines solchen All such methods are based on the problem that air bubbles form, particularly when immersing and leaving the immersion bath, which attach themselves to the surface of the workpiece and thus necessitate complex post-processing of the workpiece. Although the addition of chemical additives is superfluous due to the volume flow proposed in DE102018123044A1, the production of such is

Volumenstroms wartungs- und energieintensiv, da insbesondere viskose Volume flow maintenance and energy-intensive, especially since viscous

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, entstehende Luftblasen ohne Zugabe chemischer Additive und unter minimalem Eingriff in den Oberflächenbehandlungsprozess zu entfernen. The invention is therefore based on the object of removing air bubbles that form without the addition of chemical additives and with minimal intervention in the surface treatment process.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Werkstückträger von einer mit Unterdruck beaufschlagbaren, in Tauchrichtung von einem Behandlungsmittel begrenzten Druckkammer in das Behandlungsmittel verlagerbar ist. Demzufolge kann entweder das Werkstück in die Druckkammer eingebracht, auf dem Werkstückträger angeordnet, die Druckkammer mit Unterdruck beaufschlagt und der Werkstückträger in das Tauchbad eingetaucht werden, oder aber die Druckkammer wird mit Unterdruck beaufschlagt, dass Werkstück mit dem Werkstückträger aus dem Tauchbad entnommen und aus der Druckkammer entfernt. Da die Druckkammer in Tauchrichtung von dem Behandlungsmittel begrenzt wird, ist das Behandlungsmittel zumindest während des Eintauchens oder der Entnahme des Werkstückes mit der Druckkammer fluidverbunden und dem Unterdruck ebenfalls direkt ausgesetzt. Dieser Unterdruck bringt bereits vorhandene Luftblasen zum Platzen, da die in den Luftblasen eingeschlossene Luft aufgrund des Unterdrucks in der Druckkammer expandiert und die Luftblasenhülle aufreißt. Da die Dicke der Luftblasenhülle von den Materialeigenschaften des Behandlungsmittels abhängt, kann durch die Anpassung der beaufschlagten Druckdifferenz an die Materialeigenschaften des Behandlungsmittels die Neubildung von Luftblasen stark vermindert werden. Der Werkstückträger kann in seinen Bewegungsmöglichkeiten so ausgestaltet sein, dass Lufteinschlüsse, die sich zwischen Teilen des Werkstücks ausbilden, entweichen können. Dazu kann das Werkstück beispielsweise in einem bestimmten Winkel eingetaucht bzw. entnommen und/oder geschüttelt werden. So können die Lufteinschlüsse entweder direkt in die Druckkammer entweichen, oder wiederum Luftblasen ausbilden, die aufgrund des Unterdrucks aufplatzen. The invention achieves the stated object in that the workpiece carrier can be displaced into the treatment agent from a pressure chamber that can be subjected to negative pressure and is delimited by a treatment agent in the dipping direction. As a result, either the workpiece can be placed in the pressure chamber, placed on the workpiece carrier, the pressure chamber subjected to negative pressure and the workpiece carrier immersed in the immersion bath, or the pressure chamber is subjected to negative pressure so that the workpiece with the workpiece carrier is removed from the immersion bath and removed from the pressure chamber removed. Since the pressure chamber is delimited by the treatment agent in the immersion direction, the treatment agent is fluidly connected to the pressure chamber at least during immersion or removal of the workpiece and is also directly exposed to the negative pressure. This negative pressure causes existing air bubbles to burst, since the air trapped in the air bubbles expands due to the negative pressure in the pressure chamber and the air bubble envelope ruptures. Since the thickness of the air bubble envelope depends on the material properties of the treatment agent, the formation of new air bubbles can be greatly reduced by adapting the applied pressure difference to the material properties of the treatment agent. The movement options of the workpiece carrier can be designed in such a way that air pockets that form between parts of the workpiece can escape. For this purpose, the workpiece can, for example, be immersed or removed and/or shaken at a certain angle. The air pockets can either escape directly into the pressure chamber or form air bubbles that burst open due to the negative pressure.

Die Druckkammer kann besonders einfach und platzsparend konstruiert werden, wenn sich die Tauchöffnung über die gesamte Unterseite der Druckkammer erstreckt. Somit wird die Druckkammer entlang ihrer gesamten Unterseite vom Beschichtungsmittel im Tauchbad begrenzt. Dadurch können die Dimensionen der Druckkammer klein gehalten werden, weil die Druckkammer lediglich die Ausmaße des zu behandelnden Werkstückes aufweisen muss. Somit kann die Prozessdauer zur Beaufschlagung mit Unterdruck verringert werden, da eine geringere Menge an Luft evakuiert werden muss. Darüber hinaus wird die Bewegungsfreiheit des Werkstückträgers innerhalb der Druckkammer erhöht und der Reinigungsaufwand zum Entfernen des an der Druckkammer angelagerten Behandlungsmittel verringert. Um die Abreinigung weiter zu begünstigen, kann die Druckkammer wenigstens im Übergangsbereich zum Behandlungsmittel behandlungsmittelabweisend, beispielsweise hydrophob, ausgebildet sein. The pressure chamber can be constructed in a particularly simple and space-saving manner if the immersion opening extends over the entire underside of the pressure chamber. The pressure chamber is thus delimited along its entire underside by the coating medium in the immersion bath. As a result, the dimensions of the pressure chamber can be kept small because the pressure chamber only has to have the dimensions of the workpiece to be treated. Thus, the process duration for applying negative pressure can be reduced since a smaller amount of air has to be evacuated. In addition, the freedom of movement of the workpiece carrier within the pressure chamber is increased and the cleaning effort required to remove the treatment agent that has accumulated on the pressure chamber is reduced. In order to further promote cleaning, the pressure chamber can be designed to be treatment agent-repellent, for example hydrophobic, at least in the transition area to the treatment agent.

Vor dem Beschichtungsprozess muss das Werkstück in die Druckkammer eingebracht werden. Obwohl die Druckkammer grundsätzlich zum Einbringen des Werkstückes auch angehoben werden kann, ergeben sich platzsparende und energieeffiziente Prozessbedingungen, wenn die Druckkammer zur Beaufschlagung mit Unterdruck eine druckdicht verschließbare Ladeöffnung aufweist. Dadurch wird eine Beladung des Werkstückträgers mit dem Werkstück ermöglicht, ohne dass die Before the coating process, the workpiece must be placed in the pressure chamber. Although the pressure chamber can in principle also be raised to insert the workpiece, space-saving and energy-efficient process conditions result if the pressure chamber has a pressure-tight, closable loading opening for the application of negative pressure. This allows loading of the workpiece carrier with the workpiece without the

Druckkammer relativ zum Behandlungsmittel verlagert werden muss. Um den Pressure chamber must be relocated relative to the treatment agent. To the

Um die Größe des freien Volumens in der Druckkammer an den Füllstand des Behandlungsmittels im Tauchbad anzupassen und so die Prozessparameter konstant zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Druckkammer in Tauchrichtung verlagerbar ist. Durch eine Absenkung des Füllstandes im Rahmen des Beschichtungsprozesses erhöht sich das Luftvolumen in der Druckkammer und damit der Arbeitsaufwand zur Beaufschlagung des benötigten Unterdrucks. Kann das Tauchbad abgesenkt werden, lässt sich das Luftvolumen und damit die ermittelten Prozessparameter weitgehend konstant halten. In order to adapt the size of the free volume in the pressure chamber to the fill level of the treatment agent in the immersion bath and thus to keep the process parameters constant, it is proposed that the pressure chamber be displaceable in the direction of immersion. Lowering the fill level during the coating process increases the air volume in the pressure chamber and thus the amount of work required to apply the required vacuum. If the immersion bath can be lowered, the air volume and thus the determined process parameters can be kept largely constant.

Damit ein kontinuierlicher Behandlungsprozess für aufeinanderfolgende Werkstücke ermöglicht, die Behandlungsdauer erhöht und dabei noch verbleibende Lufteinschlüsse entfernt werden können, kann der Werkstückträger innerhalb des Behandlungsmittels quer zur Tauchrichtung verlagerbar sein. Zufolge dieser Maßnahme kann der Werkstückträger mit dem Werkstück nach dem Eintauchen in das Behandlungsmittel aus dem der Druckkammer in Tauchrichtung vorgelagerten Bereich des Tauchbades wegbewegt werden, sodass die Druckkammer mit einem weiteren Werkstück auf einem weiteren Werkstückträger beladen und die Druckkammer erneut mit Unterdruck beaufschlagt werden kann. Die Taktrate des Verarbeitungsprozesses kann somit weiter erhöht werden. Aufgrund der Relativbewegung quer zur Tauchrichtung zwischen dem Werkstück auf dem Werkstückträger und dem Behandlungsmittel erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, So that a continuous treatment process for successive workpieces is possible, the treatment time is increased and any remaining air inclusions can be removed, the workpiece carrier can be displaceable within the treatment agent transversely to the dipping direction. As a result of this measure, the workpiece carrier with the workpiece can be moved away after immersion in the treatment agent from the area of the immersion bath upstream of the pressure chamber in the direction of immersion, so that the pressure chamber can be loaded with another workpiece on another workpiece carrier and the pressure chamber can be subjected to negative pressure again. The clock rate of the processing process can thus be further increased. Due to the relative movement transverse to the dipping direction between the workpiece on the workpiece carrier and the treatment agent, the probability increases

dass noch vorhandene Lufteinschlüsse entweichen können. that any trapped air can escape.

Eine konstruktiv einfache, energiesparende und vom Füllstand des Tauchbades A structurally simple, energy-saving and on the level of the immersion bath

unabhängige Verlagerung der Werkstückträger kann dadurch erreicht werden, dass der Werkstückträger auf im Behandlungsmittel aufschwimmenden Schwimmkörpern gelagert ist. Selbstverständlich können auch mehrere Schwimmkörper mit mehreren independent displacement of the workpiece carrier can be achieved in that the workpiece carrier is mounted on floating bodies floating in the treatment agent. Of course, several floating bodies with several

Damit die Bildung von Lufteinschlüssen sowohl beim Eintauchen als auch bei der Entnahme des Werkstückes aus dem Tauchbad vermieden werden kann, empfiehlt es sich, dass das Behandlungsmittel sowohl aufgabeseitig als auch entnahmeseitig des Tauchbads je eine Druckkammer begrenzt. Die beiden Druckkammern können dabei im Sinne der Erfindung gleich aufgebaut sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Druckkammern druckdicht mit dem Tauchbad verbunden, sodass eine Druckabsenkung innerhalb der Druckkammern grundsätzlich unabhängig vom Füllstand des Behandlungsmittels erfolgen kann. So that the formation of air pockets can be avoided both when immersing and removing the workpiece from the immersion bath, it is recommended that the treatment agent delimits a pressure chamber on both the feed side and the removal side of the immersion bath. The two pressure chambers can be constructed in the same way within the meaning of the invention. In a particularly preferred embodiment, the two pressure chambers are connected to the immersion bath in a pressure-tight manner, so that the pressure within the pressure chambers can be reduced, in principle, independently of the fill level of the treatment agent.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es In the drawing, the subject of the invention is shown as an example. It

zeigen show

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Druckkammern in einer Be- bzw. Entladeposition und 1 shows a schematic longitudinal section through a device according to the invention with two pressure chambers in a loading and unloading position and

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt mit wenigstens teilweise eingetauchten Werkstücken. FIG. 2 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 1 with at least partially immersed workpieces.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks 1 umfasst ein Behandlungsmittel 2, welches in ein Tauchbad 3 gefüllt ist. Ein Werkstückträger 4 ist in einer Tauchrichtung 5 verlagerbar innerhalb einer Druckkammer 6 angeordnet und hält ein Werkstück 1 um es von der Druckkammer 6 in das Behandlungsmittel 2 zu tauchen und durch das Tauchbad 3 zu bewegen. Um die Entstehung von Luftblasen während des Eintauchens und Entnehmens zu verhindern, kann die Druckkammer 6 über einen Luftkanal 7 mit Unterdruck beaufschlagt werden. Über den Luftkanal 7 kann vor der Entnahme des A device according to the invention for the surface treatment of a workpiece 1 comprises a treatment agent 2 which is filled into an immersion bath 3 . A workpiece carrier 4 is arranged within a pressure chamber 6 so that it can be displaced in an immersion direction 5 and holds a workpiece 1 in order to immerse it from the pressure chamber 6 into the treatment agent 2 and to move it through the immersion bath 3 . In order to prevent the formation of air bubbles during immersion and removal, the pressure chamber 6 can be subjected to negative pressure via an air duct 7 . Via the air duct 7, before removing the

Werkstückes 1 auch der Druckausgleich mit der Umgebungsluft hergestellt werden. Workpiece 1 can also be made to equalize the pressure with the ambient air.

Um das Eintauchen des Werkstücks 1 in das Behandlungsmittel 2 zu erleichtern, kann die Druckkammer 6 eine in Tauchrichtung 5 offene Tauchöffnung 8 aufweisen, die sich vorzugsweise über die gesamte Unterseite der Druckkammer 6 erstreckt In order to make it easier to immerse the workpiece 1 in the treatment agent 2 , the pressure chamber 6 can have an immersion opening 8 which is open in the direction of immersion 5 and which preferably extends over the entire underside of the pressure chamber 6

und durch die hindurch der Werkstückträger 4 verlagert werden kann. and through which the workpiece carrier 4 can be displaced.

Ein Vergleich der Figs. 1 und 2 zeigt, dass die Druckkammer 6 zum einfacheren Aufgeben bzw. Entnehmen des Werkstückes 1 bzw. zur Anpassung an den Füllstand des Behandlungsmittels 2 im Tauchbad 3 in Tauchrichtung 5 verlagerbar A comparison of Figs. 1 and 2 shows that the pressure chamber 6 can be displaced in the immersion direction 5 for easier loading or removal of the workpiece 1 or for adjustment to the filling level of the treatment agent 2 in the immersion bath 3

sein kann. can be.

Um, wie in den Figs. 1 und 2 dargestellt, ein Werkstück 1 von einer Aufgabestation 10 zu einer Entnahmestation 11 zu fördern, die jeweils mit einer erfindungsgemäßen Druckkammer 6 ausgestattet sind, kann der Werkstückträger 4 innerhalb des Behandlungsmittels 2 quer zur Tauchrichtung 5 verlagerbar sein. Dies ist gemeinsam mit der erfindungsgemäßen Verlagerbarkeit in Tauchrichtung 5 in besonders einfacher Weise dann möglich, wenn der Werkstückträger 4 auf dem To, as in Figs. 1 and 2, conveying a workpiece 1 from a loading station 10 to a removal station 11, each of which is equipped with a pressure chamber 6 according to the invention, the workpiece carrier 4 can be displaceable within the treatment agent 2 transversely to the dipping direction 5. This is then possible together with the displacement according to the invention in the immersion direction 5 in a particularly simple manner if the workpiece carrier 4 on the

Behandlungsmittel 2 aufschwimmenden Schwimmkörpern 12 gelagert ist. Treatment means 2 floating floating bodies 12 is stored.

Claims (1)

(43622) IV (43622) IV Patentansprüche patent claims 1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks (1) in einem mit Behandlungsmittel (2) gefüllten Tauchbad (3), in dem ein Werkstückträger (4) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (4) von einer mit Unterdruck beaufschlagbaren, in Tauchrichtung (5) von dem Behandlungsmittel (2) begrenzten Druckkammer (6) in das Behandlungsmittel (2) verlagerbar ist. 1. Device for the surface treatment of a workpiece (1) in an immersion bath (3) filled with treatment agent (2), in which a workpiece carrier (4) can be displaced, characterized in that the workpiece carrier (4) has a vacuum that can be applied in the immersion direction (5) can be displaced from the pressure chamber (6) delimited by the treatment agent (2) into the treatment agent (2). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (6) eine in Tauchrichtung (5) offene Tauchöffnung (8) aufweist, durch die der Werkstückträger (4) hindurch verlagerbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the pressure chamber (6) has an immersion opening (8) which is open in the immersion direction (5) and through which the workpiece carrier (4) can be displaced. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tauchöffnung (8) über die gesamte Unterseite der Druckkammer (6) erstreckt. 3. A device according to claim 2, characterized in that the immersion opening (8) extends over the entire underside of the pressure chamber (6). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (6) zur Beaufschlagung mit Unterdruck eine druckdicht verschließbare Ladeöffnung (9) aufweist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure chamber (6) has a pressure-tight closable loading opening (9) for the application of negative pressure. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that dass die Druckkammer (6) in Tauchrichtung (5) verlagerbar ist. that the pressure chamber (6) can be displaced in the diving direction (5). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (4) innerhalb des Behandlungsmittels (2) quer zur Tauchrichtung (5) verlagerbar ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the workpiece carrier (4) within the treatment agent (2) is displaceable transversely to the dipping direction (5). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel (2) sowohl aufgabeseitig als auch entnahmeseitig des Tauchbads (3) je eine Druckkammer (6) begrenzt. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the treatment agent (2) delimits a pressure chamber (6) on both the feed side and the removal side of the immersion bath (3).
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