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Technisches Gebiet:
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik:
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Beim
Galvanisieren wird mittels einer chemischen oder elekrochemischen
Reaktion eine metallische Beschichtung auf eine Oberfläche eines
Werkstücks
aufgebracht. Die metallische Beschichtung dient einer Veredelung
der Oberfläche
des Werkstücks,
beispielsweise im Hinblick auf Härte,
elektrische Leitfähigkeit,
Korrosionsschutz, katalytische Eigenschaften, optische Eigenschaften.
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Beim
elektrochemischen Galvanisieren wird das Werkstück in ein elektrolytisches
Bad eingebracht, in welches eine aus dem für die Beschichtung benötigten Material bestehende
Verbrauchselektrode eingetaucht ist. Durch Anlegen einer Gleichspannung
zwischen Werkstück
und Verbrauchselektrode wird letztere abgetragen und die Beschichtung
auf dem Werkstück
aufgebaut. Der elektrische Strom löst dabei Metallionen von der
Verbrauchselektrode ab und lagert sie durch Reduktion auf dem Werkstück ab. So
wird der zu veredelnde Gegenstand allseitig gleichmäßig beschichtet.
Je länger
sich das Werkstück
im Bad befindet, umso dicker wird die Beschichtung.
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Der
Vorgang des chemischen Galvanisierens läuft grundsätzlich identisch ab, nutzt
jedoch die durch die Elektronegativität der chemischen Elemente vorgegebene
Potentialdifferenz zwischen Werkstück und typischerweise im Bad
gelöstem
Beschichtungsmaterial.
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Beim
Galvanisieren wird das Werkstück
neben dem eigentlichen Beschichten noch einer Vielzahl anderer,
vorbereitender und nachbehandelnder Oberflächenbehandlungen unterzogen.
So muss beispielsweise das Werkstück vor dem Beschichten gereinigt
werden, da die Qualität
der durch das Galvanisieren erzeugbaren Oberfläche sehr stark von der Qualität der Oberfläche des
zu beschichtenden Werkstücks
abhängt.
Das Reinigen erfolgt durch Entfetten und Spülen der Oberfläche des
noch unbeschichteten Werkstücks.
Als Werkstoff eines durch Galvanisieren zu beschichtenden Werkstücks eignen sich
alle elektrisch leitenden Werkstoffe. Nicht leitende Werkstoffe
müssen
vorher mit einer leitenden Schicht, beispielsweise aus einem Silber-Leitlack, überzogen
werden. Dieser Vorgang wird auch als Aktivieren bezeichnet. Nach
dem Beschichten muss die beschichtete Oberfläche zunächst von noch anhaftendem Elektrolyt
gereinigt, und anschließend
getrocknet werden.
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Um
die erforderlichen Oberflächenbehandlungen
durchführen
zu können,
bestehen Galvanische Anlagen aus einer sehr langen Reihe von Wannen,
in denen die verschiedenen Oberflächenbehandlungen bzw. Prozessschritte
nacheinander erfolgen. Die Wannen sind jeweils mit einer für die jeweilige
Oberflächenbehandlung
benötigten
Flüssigkeit gefüllt. Insbesondere
bei Werkstücken
mit sehr großen
Abmessungen bedeutet dies einen hohen Verbrauch dieser überwiegend
aggressiven und gesund heitsschädlichen
Flüssigkeiten.
Darüber
hinaus muss ein Werkstück
für jeden
Prozessschritt von einer Wanne in die andere transportiert werden.
Zudem sind die Prozessergebnisse nicht immer zufrieden stellend,
da die Qualität
der Beschichtung beispielsweise unter lokalen Erwärmungen
während des
Aufbringens der Beschichtung leidet. Ebenso kann mit den bekannten
Vorrichtungen nicht sichergestellt werden, dass die Beschichtung
eine gleichmäßige Dicke
aufweist.
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Technische Aufgabe der Erfindung:
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Oberflächenbehandlung
eines Werkstücks,
wie insbesondere Galvanisieren, Reinigen und dergleichen, umfasst
einen Mantel, der einen zu mindestens einem Querschnitt des Werkstücks komplementären, mindestens
einen Teil des einer Oberflächenbehandlung
zu unterziehenden Werkstücks
aufnehmenden und mit einem zu einer Oberflächenbehandlung benötigten Medium,
beispielsweise einem Galvanisierungsmittel, Reinigungsmittel oder
dergleichen befüllbaren
Raum umhüllt.
Die Innenabmessungen des Mantels sind in allen Richtungen gleichermaßen vorzugsweise
um 0,001 bis 10 mm größer, als
die Außenabmessungen
des entsprechenden Querschnitts des Werkstücks.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist gegenüber
dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass durch die komplementäre Gestalt
des Querschnitts von Mantel und Werkstück der Abstand zwischen Werkstück und Mantel
an allen Stellen im Wesentlichen gleich ist. Beim Stand der Technik,
wo das Werkstück
in ein Bad gelegt wird, ist dies nicht der Fall. Durch den gleichmäßigen Abstand
wird beim Galvanisieren eine gleichmäßige Dicke der Beschichtung
erreicht. Durch die komplementäre
Form und den dadurch gleichmäßig geringen
Abstand zwischen Mantel und Werkstück wird zudem eine Beschleunigung
des Beschichtungsvorgangs erreicht.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der den
zu mindestens einem Querschnitt des Werkstücks komplementären Raum umhüllende Mantel
nur einen Teil des Werkstücks
in Richtung einer senkrecht zu dem Querschnitt verlaufenden Längsachse
des Werkstücks
umhüllt,
sowie über
Mittel zum Abdichten von zwischen Mantel und Werkstück verbleibenden
Spalten gegenüber
der Umgebung verfügt.
Durch diese besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es möglich,
gezielt einzelne Bereiche einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen,
beispielsweise Abschnitte entlang der Längsachse des Werkstücks. Ebenfalls
ist denkbar, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung einzelne Stellen
oder Bereiche eines bereits vorher einer Oberflächenbehandlung unterzogenen
Werkstücks
auszubessern oder zu reparieren. Dabei ist denkbar, dass die Mittel
zum Abdichten von zwischen Mantel und Werkstück verbleibenden Spalten gegenüber der
Umgebung am Mantel angeordnete, am Werkstück anliegende oder anlegbare,
beispielsweise aus einem Elastomer oder dergleichen hergestellte
Dichtlippen und/oder verstellbare Dichtungen umfassen. Vorzugsweise
umfasst eine derart ausgestaltete erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zum Verschieben
des den zu mindestens einem Querschnitt des Werkstücks komplementären Raum umhüllende Mantels
in Richtung der Längsachse
des Werkstücks.
Hierdurch ergibt sich der besondere Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung,
obgleich sie in dieser besonderen Ausgestaltung nur einen Teil eines
einer Oberflächenbehandlung
zu unterziehenden Werkstücks
aufnehmen kann, dazu verwendet werden kann, die gesamte Oberfläche des
Werkstücks
zu behandeln. Dies ist insbesondere bei sehr großen und vor allem langen Werkstücken von
Vorteil, da hierdurch keine kostspieligen, übergroßen Behälter zum Galvanisieren oder
Reinigen des Werkstücks
mehr benötigt
werden. Darüber
hinaus wird so auch eine gegenüber
dem Stand der Technik wesentlich kleinere Menge des zur Oberflächenbehandlung
benötigten
Mediums benötigt.
Der Mantel weist hierbei vorzugsweise im Wesentlichen die Form eines
oben und unten offenen, einen zu einem geeigneten Querschnitt des
Werkstücks
komplementären
Querschnitt aufweisenden Rings auf. Als geeigneter Querschnitt ist
dabei ein solcher Querschnitt anzusehen, der abgesehen von beispielsweise
abschnittsweisen Verjüngungen,
Ausnehmungen und dergleichen, vorzugsweise entlang einer Achse des
Werkstücks
im Wesentlichen konstant ist. Grundsätzlich ist denkbar, dass der
Ring umlaufende, nach innen in Richtung eines zu umhüllenden
Werkstücks ragende
Kanten, Lippen oder dergleichen aufweist.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
der von dem Mantel umhüllte
Raum zur gesamten äußeren Form
des einer Oberflächenbehandlung
zu unterziehenden Werkstücks
komplementär
ist, wobei die Innenabmessungen des Mantels in allen Richtungen
gleichermaßen geringfügig, vorzugsweise
um 0,001 bis 10 mm, größer sind,
als die Außenabmessungen
des Werkstücks.
Dabei ist denkbar, dass der Mantel einen beispielsweise an seiner
Unterseite geschlossen und an seiner Oberseite offenen, mit einem
zu einer Oberflächenbehandlung
benötigten
Medium, beispielsweise mit Galvanisierungsmitteln, Reinigungsmitteln
und dergleichen befüllbaren
und gegenüber
der Umgebung verschließbaren
Behälter
bildet, in den das Werkstück
beispielsweise von oben einbringbar ist. Der Behälter ist dabei vorzugsweise
während
der Oberflächenbehandlung
des Werkstücks
luftdicht verschließbar.
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Eine
zusätzliche,
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum Galvanisieren
des Werkstücks
der Mantel als Elektrode elektrisch kontaktierbar ist. Der Mantel
besteht hierzu vorzugsweise aus einem elektrochemisch beständigen,
elektrisch leitenden Werkstoff.
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Vorzugsweise
herrscht in dem vom Mantel umhüllten,
mit einem zur Oberflächenbehandlung
benötigten
Medium befüllbaren
Raum während
einer Oberflächenbehandlung
des Werkstücks
Unterdruck gegenüber
der Umgebung. Hierdurch wird ein Austreten des zur Oberflächenbehandlung
vorgesehenen Mediums sowie von entstehenden Dämpfen und dergleichen in die
Umgebung während
der Oberflächenbehandlung
verhindert. Ein weiterer Vorteil des Unterdrucks besteht darin,
dass es zu keiner nachteiligen, den Galvanisierungsprozess beeinflussenden Verwirbelung
des Gases im Bereich des Werkstückes
kommt. Schließlich
ist auch von Bedeutung, dass beim Unterdruck Leckagen in der Anlage
kein Austreten des Mediums in die Umgebung zur Folge haben. Die
Erzeugung von Unterdruck im Raum kann am ein fachsten erfolgen, indem
flüssige
Medien mittels einer Pumpe durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gesaugt werden. Hierdurch entsteht ein Unterdruck im Raum.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung
Mittel zur Zu- und Abfuhr unterschiedlicher Medien in den Raum während unterschiedlicher
Oberflächenbehandlungen. Geeignete
Mittel umfassen beispielsweise einen vorzugsweise automatisch betätigter Verteilerschieber. Die
für unterschiedliche
Oberflächenbehandlungen eingesetzten
Medien werden hierbei getrennt voneinander zu und abgeführt. Das
getrennte Zu- und Abführen
kann abschnittsweise durch gemeinsame Zu- und Abfuhrleitungen in
und aus dem vom Mantel umhüllten
Raum erfolgen. Ebenso ist denkbar, für die unterschiedlichen Medien
jeweils eigene Zu- und Abfuhrleitungen in und aus dem Raum vorzusehen. Hierdurch
wird erreicht, dass die Vorrichtung Abwasserfrei und als geschlossenes
System arbeitet. Darüber
hinaus ist die mit Mitteln zur Zu- und Abfuhr unterschiedlicher
Medien in den Raum während
unterschiedlicher Oberflächenbehandlungen
ausgestattete Vorrichtung automatisierbar.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst Mittel
zur kontinuierlichen Durchleitung eines zur Oberflächenbehandlung
benötigten
Mediums durch den vom Mantel umhüllten Raum
während
einer Oberflächenbehandlung.
Durch das kontinuierliche Durchleiten eines für eine Oberflächenbehandlung
benötigten
Mediums durch den weitestgehend vom Werkstück eingenommenen Raum wird
eine Umströmung
des Werkstücks
erreicht. Dies hat folgende Vorteile: Beim Entfetten und Reinigen
werden durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit
Verunreinigungen mitgerissen. Die Qualität der beiden Prozessschritte
wird dadurch verbessert. Beim Beschichten wird durch das strömende Medium
eine gleichmäßige Wärmeverteilung
an der Oberfläche
des Werkstücks
sichergestellt. Dadurch kommt es zu keinen lokalen Überhitzungen
mehr, die die Qualität
der Beschichtung beeinträchtigen
könnten.
Zudem werden Gasblasen, die beim Elektrolyseprozess entstehen, von
der hohen Strömungsgeschwindigkeit
des Mediums mitgerissen. Darüber
hinaus wird eine bessere Durchmischung des Elektrolyts sichergestellt,
was eine gleichmäßige Konzent ration
von im Elektrolyt gelösten
Substanzen zur Folge hat. Auch hierdurch wird eine gleich bleibende
Qualität
der Beschichtung sichergestellt.
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Eine
zusätzliche,
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
eine einer Reinigung oder Spülung
des Werkstücks
dienende Oberflächenbehandlung
durch Einleitung von Heißdampf
in den vom Mantel umhüllten
Raum erfolgt. Die Einleitung des Heißdampfs erfolgt vorzugsweise über eine
gesonderte Zu- und Abfuhr. Die Verwendung von Heißdampf zur
Reinigung hat gegenüber
den herkömmlich
verwendeten Flüssigkeiten
den Vorteil, dass ein anschließendes
Trocknen des Werkstücks
selbständig
durch die im Werkstoff gespeicherte und dem Heißdampf entzogene Wärmeenergie
erfolgt. Dies stellt eine erhebliche Vereinfachung des Galvanisierungsprozesses
dar.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,
sowie
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2 eine
schematische Darstellung einer mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen
umfassenden Anlage zur Durchführung
von Oberflächenbehandlungen
von Werkstücken.
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Wege zur Ausführung der Erfindung:
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Eine
in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zur
Oberflächenbehandlung
eines Werkstücks 1,
umfasst im Wesentlichen einen beispielsweise als Metallrohr 2 ausgeführten Mantel. Das
Metallrohr 2 umhüllt
einen zu mindestens einem Querschnitt des Werkstücks 1 komplementären, mindestens
einen Teil des einer Oberflächenbehandlung zu
unterziehenden Werkstücks 1 aufnehmenden
und mit einem zu einer Oberflächenbehandlung
benötigten
Medium befüllbaren
Raum 17. Die Innenabmessungen des Metallrohrs 2 sind
in allen Richtungen gleichermaßen
um vorzugsweise 0,001 bis 10 mm größer, als die Außenabmessungen
des entspre chenden Querschnitts des Werkstücks 1. Bei in den Raum
eingebrachtem Werkstück 1 verbleibt
von dem Raum 17 ein ringförmiger Spalt 3.
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Ein
Kernstück
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 ist
die als Anode oder Kathode ausgeführte Elektrode 9.
Sie umfasst das den Mantel bildende Metallrohr 2, welches
elektrochemisch beständig
ist. In das Metallrohr 2 ist eine nichtmetallische Führungshülse 4 eingesetzt,
die zur Zentrierung des Werkstücks 1 und
zur unteren Begrenzung desjenigen Bereichs des Werkstücks 1 dient,
auf den eine Beschichtung aufgebracht werden soll. Eine obere Begrenzung
wird durch die Oberkante des als Elektrode 9 dienenden
Metallrohrs 2 gebildet. Eine elektrische Kontaktierung
der Elektrode 9 erfolgt außen am Metallrohr 2.
Oberhalb der Elektrode 9 befindet sich eine Prallplatte 13,
die beispielsweise den nach dem Beschichten zum Spülen verwendeten Heißdampf aus
dem Eingang 10 in den Spalt 3 zwischen Elektrode 9 und
Werkstück 1 verteilt.
Darüber ist
die Dichtung 8 angeordnet. Die Dichtung ist mit Druckluft
betätigbar
und verschließt
den Raum 17 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber der
Umgebung. Die Dichtung 8 ist in ihrer konstruktiven Anordnung
so platziert, dass sie außerhalb
des Einflussbereichs der verwendeten aggressiven Medien liegt.
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Die
Elektrode 9 ist zwischen Platten 15, 16 eingeklemmt.
Umlaufende Dichtungen 14 stellen eine Abdichtung des Raums 17 gegenüber der
Umgebung sicher. Eine Versorgung des Spalts 3 zwischen
Elektrode 9 und Werkstück 1 mit
den flüssigen Medien
erfolgt über
den Eingang 5. Das jeweilige Medium verteilt sich vom Eingang 5 kommend
im vom Raum 17 mit darin befindlichem Werkstück 1 verbleibenden
Spalt 3 mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit von unten
nach oben. Im oberen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 strömt das jeweils verwendete
Medium mit dem Raum 17 bzw. dem Spalt 3 über einen
Verbindungskanal 7 verbundenen in einen Ringkanal 11 und
wird über
einen Abgang 6 abgesaugt.
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Besonders
vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 in
Verbindung mit zylinderförmigen
Werkstücken
anwendbar.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 20 erlaubt
ein automatisches high-speed-Beschichten
von zylindrischen Flächen
oder Werkstücken.
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Der
Begriff des automatischen Beschichtens bezieht sich darauf, dass
das Werkstück 1 nach
dessen mechanischer Fertigung, also der Herstellung seiner äußeren Form
durch Fräsen,
Drehen, Schleifen, Honen, Polieren oder dergleichen, manuell oder mittels
einer Hilfsvorrichtung in eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 eingesetzt
wird.
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Danach
läuft ein
automatisiertes Verfahren ab, bei dem zunächst das Werkstück 1 durch
das Spannen einer Dichtung 8 geklemmt wird und der vom
Metallrohr 2 umhüllte,
das Werkstück 1 zumindest
teilweise aufnehmende, in der Vorrichtung 20 befindlicher
Raum 17 gegenüber
der Umgebung dicht verschlossen wird. Dann wird das Werkstück 1 elektrisch
kontaktiert. Anschließend
werden die das Beschichten durch Galvanisieren vorbereitenden Oberflächenbehandlungen
Entfetten, Spülen,
Aktivieren, sowie danach die Oberflächenbehandlung des Beschichtens
selbst durchgeführt.
Hierzu wird jeweils ein für
den jeweiligen Prozessschritt benötigtes Medium dem Raum 17 zugeführt. Hierfür benötigte flüssige Medien
strömen
dabei über
einen Anschluss 5 in den Raum 17, verteilen sich über den
vom das Werkstück 1 aufnehmenden
Raum 17 verbleibenden Spalt 3 in einen als Rücklaufraum
dienenden Ringkanal 11, und fließen über eine als Abgang 6 dienende Leitung 12 wieder
ab.
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Zur
besseren Gasableitung und aus Gründen
der Betriebssicherheit werden die flüssigen Medien an der als Abgang 6 dienenden
Leitung 12 abgesaugt. Dadurch herrscht in der gesamten
Vorrichtung 20 Unterdruck gegenüber der Umgebung. Durch diese
Maßnahme
kann keines der flüssigen Medien
an einer undichten Stelle herausspritzen. Zudem wird sichergestellt,
dass es zu keiner Verwirbelung von Gasen bzw. Gasblasenbildung im
Bereich des Werkstückes
kommt, die bekanntlich zur ungleichmäßigen Galvanisierung des Werkstückes führen können.
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Im
Spalt 3 zwischen Anode und Kathode, also zwischen Elektrode 9 und
Werkstück 1,
werden sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten
der verwendeten flüssigen
Medien erreicht, durch die die im gesamten Elektrolyseprozess entstehenden
Gasblasen schon während
ihrer Entstehung mitgerissen werden. Die Gasausscheidungen können in
einem separaten, vom Raum 17 unabhängigen Gasabscheider abgeschieden
werden.
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Nach
dem Beschichten wird das Werkstück 1 durch
Einleiten von Heißdampf
durch den Eingang 10 in den Raum 3 von anhaftendem
Elektrolyt gespült und
getrocknet.
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Das
Werkstück
kann der Vorrichtung 20 nunmehr beschichtet, gereinigt
und getrocknet entnommen werden. Hierzu wird die elektrische Kontaktierung
gelöst
und die Dichtung 8 geöffnet.
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Das
beschichtete Werkstück 1 kann
manuell oder mittels einer Hilfsvorrichtung aus der Vorrichtung 20 entnommen
werden.
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Grundsätzlich ist
denkbar, mehrere parallel angeordnete Vorrichtungen 20 in
eine Fertigungsanlage zu integrieren, um mehrere Werkstücke gleichzeitig
einer Oberflächenbehandlung
unterziehen zu können.
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Eine
in 2 dargestellte, mehrere hierbei als Zelle A, B,
C bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtungen
umfassende Anlage AV verfügt über ein Verteilersystem, über dass
mehrere Tanks I, II, III, IV, V zur Lagerung der für die einzelnen
Prozessschritte, also Oberflächenbehandlungen,
benötigten
Medien enthält.
Das Verteilersystem umfasst einen vorzugsweise automatisch betätigbaren
Verteilerschieber V1, welcher dem jeweils laufenden Prozessschritt das
erforderliche Medium zuordnet. Durch die Zuordnung wird das entsprechende
Medium dem Raum der Zelle A, B, C zugeführt, in dem sich das zu behandelnde
Werkstück,
bzw. ein Teil dessen befindet.
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Über eine
Pumpe P wird das jeweilige Medium über eine Ansaugleitung AS durch
die einzelnen Zellen A, B, C hindurch angesaugt und über einen zweiten
Verteilerschie ber V2 nach Durchströmen des Raums zurück in den
entsprechenden Tank I, II, III, IV, V geführt.
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Die
erfindungsgemäße Anlage
AV umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Stromquellen für die einzelnen
Zellen A, B, C mit der oder denen eine exakte Maßhaltigkeit und Qualität der Dicke
der Beschichtung erreicht wird.
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Nach
dem automatischen Verfahrensablauf, umfassend die Prozessschritte
Entfetten, Spülen,
gegebenenfalls Aktivieren, Beschichten, Spülen und Trocknen, können die
in den Zellen A, B, C einer Oberflächenbehandlung unterzogenen
Werkstücke in
beschichtetem, gespülten
und getrocknetem Zustand entnommen werden.
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Verglichen
mit dem Stand der Technik finden alle Prozessschritte in einer einzigen
Vorrichtung oder Zelle statt. Das Werkstück muss nicht mehrfach in verschiedene
Behälter
eingebracht und angefasst werden. Darüber hinaus ist der Umgang mit
den aggressiven Medien verbessert, da sich diese erfindungsgemäß in einem
geschlossenen Kreislauf befinden. Der geschlossene Kreislauf verringert
darüber
hinaus die Menge der jeweils benötigten
Medien. Dies ist ein erheblicher Beitrag zum Umweltschutz.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann in eine Fertigungsstraße
integriert werden und ist voll automatisierbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst
oder ist Teil einer Anlage, die dichtverschlossen mit allen für sämtliche
beim Galvanisieren auftretenden Prozessschritte benötigten Medien,
wie beispielsweise Beize, Elektrolyt, Spülwasser, Heißdampf,
sowie mit Strom versorgt wird.
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Darüber hinaus
wird im Beschichtungsschritt eine sehr hohe Stromausbeute und damit
eine hohe Abscheidungsgeschwindigkeit verbunden mit einer kurzen
Prozesszeit erreicht.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass alle Prozessschritte, wie Entfetten, Aktivieren,
Beschichten, Spülen
und Trocknen innerhalb der selben Vorrichtung nur durch Um schalten
der die jeweilige Substanz dem Raum zuführenden, medienführenden Leitungen
erfolgt. Jede Substanz wird dabei getrennt zu- und abgeführt. Beim
Umschalten zwischen einzelnen Substanzen anfallende Mengen von Mischungen
verschiedener Substanzen können
in einen Sammelbehälter
geleitet und entweder entsorgt, oder wiederaufbereitet werden.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darüber hinaus, dass das auf das
Beschichten folgende Spülen
und Trocknen mittels Heißdampf
erfolgt. Der Dampf reinigt sowohl die beschichtete Oberfläche des
Werkstücks,
als auch die Elektrode. Durch die Aufnahme von Wärmeenergie durch das Werkstück erfolgt
eine Verdampfung von Kondensat auf dessen Oberfläche. Da das Kondensat keine
Salze enthält,
entstehen auch keine Trockenflecken. Dadurch verlässt das
Werkstück
die erfindungsgemäße Vorrichtung
gereinigt und getrocknet. Hierdurch ist eine höhere Oberflächenqualität erzielbar, als beim Stand
der Technik. Das gegebenenfalls nach dem Reinigen mit Heißdampf abtropfende
Kondensat kann in einem Entsorgungstank gesammelt werden, oder bei
Bedarf dem Prozess wieder zugeführt
werden. Zudem wird hierdurch der Wasserverbrauch minimiert.
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Wichtig
ist hervorzuheben, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgeführt werden
kann, dass der das Werkstück
aufnehmende Raum von einem zu einem Querschnitt des Werkstücks komplementären Ring
gebildet wird, der über einen
Querschnitt des Werkstücks
gezogen wird. Der Ring ist beidseitig offen ausgeführt. Dichtlippen
oder sonst wie verstellbare Dichtungen schließen die Ringspalte beidseitig
zwischen Ring und Werkstück ab.
Der Ring kann gegenüber
der Längsachse
des Wekstücks
verschoben werden, beispielsweise motorisch, um so abschnittsweise
die gesamte Oberfläche
des Werkstücks,
oder nur Teile der Oberfläche, zu
Beschichten.
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Gewerbliche Anwendbarkeit:
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Die
Erfindung ist insbesondere im Bereich der Oberflächenbehandlung von Werkstücken, wie etwa
beim Galvanisieren, sowie bei der Herstellung von Vorrichtungen
und Anlagen zur Oberflächenbehandlung
gewerblich anwendbar.
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- 1
- Werkstück
- 2
- Metallrohr
- 3
- Spalt
- 4
- Führungshülse
- 5
- Eingang
- 6
- Abgang
- 7
- Verbindungskanal
- 8
- Dichtung
- 9
- Elektrode
- 10
- Eingang
- 11
- Ringkanal
- 12
- Leitung
- 13
- Prallplatte
- 14
- Dichtung
- 15
- Platte
- 16
- Platte
- 17
- Raum
- 20
- Vorrichtung
- A,
B, C
- Zelle
- AS
- Absaugleitung
- AV
- mehrere
Zellen umfassende Anlage
- V1
- Verteilerschieber
(Zufuhr)
- V2
- Verteilerschieber
(Abfuhr)
- I,
II, III, IV, V
- Tank