DE102013101629A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik, umfassend einen mit einem Lösungsmittel füllbaren Behälter, in dem das als erste Elektrode angeordnete Werkstück einbringbar ist, eine im Inneren des Behälters angeordnete zweite Elektrode und wenigstens eine Düse, wobei die Düse ausgestaltet ist, das Lösungsmittel pulsierend abzugeben, so dass durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode Verzunderungen von der Oberfläche des Werkstücks lösbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Düse zur Verwendung in der Vorrichtung.
  • Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind galvanische Prozesse bekannt, bei denen mittels einer elektrochemischen Abscheidung metallische Niederschläge auf einem Substrat gebildet werden. Als Substrat kann beispielsweise ein metallisches Grundmaterial bereit gestellt werden, das mittels eines Schweißverfahrens aus mehreren Einzelbauteilen bestehen kann. Bekanntlich bilden sich jedoch an bzw. neben den Schweißnähten Verzunderungen, die durch die hohe Temperatur des Schweißprozesses entstehen. Verzunderungen werden üblicherweise mit sauren Lösungsmitteln entfernt, indem das Werkstück gebeizt wird. Die Beizzeit richtet sich dabei nach den am schwersten zu behandelten Stellen, d. h. denjenigen Stellen, die den höchsten Verzunderungsgrad aufweisen. Bis zur Entfernung der Verzunderung wird jedoch auch das umliegende Grundmaterial, das keinerlei Oberflächenverzunderung aufweist, mit angegriffen. Dies erfordert einen hohen Einsatz an Chemikalien, d. h. den sauren Lösungen. Die Entsorgung der verbrauchten Säuren und der in der Beize gelösten Metalle verursacht hohe Kosten.
  • Aus der DE 15 46 123 A ist ein Verfahren zum Erzeugen besonders reiner Eisen- und Stahloberflächen bekannt. Dort wird erläutert, dass zur Vorbehandlung zuerst eine alkalische Entfettung zur Entfernung von Ölen durchgeführt wird. Anschließend erfolgt ein Spülen mit Wasser zum Entfernen der Alkalien. Diesem Verfahrensschritt schließt sich ein saures Beizen zum Entfernen von Zunder an.
  • Aus der DE 198 33 990 A1 ist ein Beizmittel für Edelstähle bekannt, das neben Schwefel oder Phosphorsäure und Fluorwasserstoff eine säurelösliche aromatische Nitroverbindung aufweist. Dieses Beizmittel kann als Badbeize oder Sprühbeize eingesetzt werden.
  • Aus der DE 10 2006 059 046 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum beschleunigten nasschemischen Behandeln von Oberflächen bekannt. Diese Vorrichtung eignet sich zur beschleunigten Behandlung von Strukturen, wie sie z. B. bei der Leiterplattentechnik vorkommen. Hierzu werden pulsförmige Strahlen der Behandlungsflüssigkeit erzeugt und gegen die Oberfläche eines Gutes gerichtet. Dies verursacht eine verstärkte Schlagwirkung am Boden der zu bearbeitenden Strukturen, wodurch die erforderliche Behandlungszeit wesentlich verringert wird.
  • Es besteht in der Technik ein Bedarf, die zur Oberflächenvorbehandlung erforderliche Beizzeit weiter zu verringern, um eine Einsparung von Chemikalien und Entsorgungskosten zu erreichen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken anzugeben bzw. ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken zu schaffen, die eine materialschonende Entfernung der Verzunderung ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
  • Gemäß der Erfindung wird in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik, geschaffen, die folgendes umfasst: einen mit einem Lösungsmittel füllbaren Behälter, in dem das als erste Elektrode angeordnete Werkstück einbringbar ist, eine im Inneren des Behälters angeordnete zweite Elektrode und wenigstens eine Düse, wobei die Düse ausgestaltet ist, das Lösungsmittel pulsierend abzugeben, so dass durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode Verzunderungen von der Oberfläche des Werkstücks lösbar sind.
  • Demgemäß werden eine Entfettung und eine wenigstens teilweise Entfernung von Verzunderungen des Werkstücks unter elektrolytischer Unterstützung durchgeführt. Dieser Prozess findet nicht erst beim Beizen sondern bereits bei der Vorbehandlung zur Entfettung statt. Aufgrund der guten Reinigungsfähigkeit mittels der gepulsten Strömung kann der erforderliche Lösungsaustausch erreicht werden, so dass Öle oder Fette auf der Oberfläche des Werkstücks mit hoher Effizienz beseitigt werden können. Dies ist insbesondere bei geometrisch komplexen teilen von Vorteil. Es erfolgt eine zumindest teilweise, aber sehr materialschonende Entfernung der Verzunderung bereits vor einem Beizprozess. Dies hat Qualitäts- bzw. Kostenvorteile zur Folge, da aufgrund der kurzen Beizzeit eine hohe Chemikalien- und Entsorgungseinsparung auftritt. Es ist ebenso möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht in einem Tauchbad anzuwenden, sondern das Lösungsmittel als Sprühnebel auf die Oberfläche des Werkstücks zu verteilen. Ebenso ist es möglich, das Lösungsmittel zu erhitzen, um die Reinigung der Oberfläche des Werkstücks von Ölen und Fetten zusätzlich zu beschleunigen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Elektrode als Kathodenblech und die erste Elektrode als Anode geschaltet.
  • Demnach wird eine anodische Reinigung des Werkstücks durchgeführt. Diese ist zwar weniger effektiv als eine kathodische Reinigung, verringert jedoch die Gefahr von Wasserstoffversprödung des Werkstücks, da am Werkstück Sauerstoff gebildet wird. Es ist aber auch möglich, kathodische Reinigung vorzusehen. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, mit kathodischer Reinigung zu beginnen und vor dem Ende des Reinigungsprozesses die erste Elektrode und die zweite Elektrode umzupolen, so dass der Reinigungsprozess als anodische Reinigung des Werkstücks zu Ende gebracht wird. Dazu können Umschaltmittel vorgesehen sein, die das Umpolen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bewirken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Spannung gepulst.
  • Eine gepulste Spannung kann – insbesondere in Kombination mit dem gepulsten Lösungsmittel – die Reinigungswirkung verstärken, so dass insgesamt eine verbesserte Vorbehandlung der Oberfläche des Werkstücks erreicht werden kann. Eine nicht-gepulste Spannung ist jedoch ebenfalls möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung füllt das Lösungsmittel den Behälter als Bad.
  • Mehrere Werkstücke werden entweder nacheinander in das als Tauchbecken bereitgestelltes Bad getaucht oder mittels eines Fördermechanismus im Durchlauf durch das Bad geführt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der das Lösungsmittel als Sprühnebel ausgeführt.
  • Der Sprühnebel ist dabei so ausgeführt, dass die elektrochemische Abtragung an der Oberfläche des Werkstücks stattfinden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Lösungsmittel alkalisch, um die Oberfläche des Werkstücks zu entfetten.
  • Das Lösungsmittel wird neben der Reinigungsfähigkeit in Bezug auf Öle oder fette auch als Elektrolyt eingesetzt, um die Reinigung von Ölen und Fetten zu unterstützen und zusätzlich Verzunderungen auf der Oberfläche des Werkstücks zu lösen. Alkalische Lösungsmittel werden häufig bei der Entfettung eingesetzt. Die Erfindung lässt sich jedoch bei beliebigen Lösungsmitteln, also auch sauren Lösungsmitteln anwenden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Düsen vorgesehen, die als Flutregister von gegenüber liegenden Seiten auf das Werkstück gerichtet sind.
  • Die in den Flutregistern angebrachten Düsen sorgen für ein im westlichen vollständiges Erreichen der Oberfläche des Werkstücks, was insbesondere bei geometrisch komplexen Oberflächen zu einer deutlich verbesserten Reinigungsfähigkeit führt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Düse wenigstens eine Düsenöffnung auf, wobei in Durchlaufrichtung vor der Düsenöffnung ein Flügelrad angebracht ist, dessen Flügel schräg zur Durchlaufrichtung angeordnet sind, um einen Rotor anzutreiben, der in Durchlaufrichtung nach der Düsenöffnung angeordnet ist.
  • Der Rotor bewirkt die pulsierende rotierende Abgabe des Lösungsmittels, indem die Rotorarme die Düsenöffnung periodisch unterbrechen. Dabei sorgt das Flügelrad für den Antrieb des Rotors, so dass ein rein hydrodynamischer Antrieb geschaffen wird, der keinerlei elektro-mechanische Komponenten wie Elektromotoren oder externe mechanische Komponenten benötigt. Dies führt zu einem platzsparenden Aufbau, der darüber hinaus auch wartungsarm ist. Durch den Wegfall elektro-mechanischer Komponenten wird ein einfacher Aufbau ermöglicht und es erübrigt sich auch das ansonsten komplizierte Verkapseln der Bauteile, insbesondere bei Verwendung von chemisch aktiven Lösungsmitteln.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Rotor zwei Rotorarme auf, die den Düsenöffnungen zuweisende Schrägflächen aufweisen.
  • Die Schrägflächen der Rotorarme bewirken eine um eine Längsrichtung rotierende Abgabe des Lösungsmittels. Die Schrägflächen können dabei eine ebene oder eine gewölbte Oberfläche aufweisen. Durch den Winkel der Schrägflächen beziehungsweise deren Wölbung kann der Öffnungswinkel bei der rotierenden Abgabe des Lösungsmittels beeinflusst werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind das Flügelrad und der Rotor auf einer gemeinsamen Welle angeordnet.
  • Diese Vorgehensweise ermöglicht einen platzsparenden und darüber hinaus kostengünstigen Aufbau.
  • Gemäß der Erfindung wird in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik, angegeben, bei dem folgende Schritte ausgeführt werden:
    • – Bereitstellen eines Behälters, indem das als erste Elektrode angeordnete Werkstück eingebracht wird,
    • – Bereitstellen einer zweiten Elektrode, die im Inneren des Behälters angeordnet wird,
    • – Bereitstellen einer Düse, wobei die Düse so ausgestaltet ist, dass ein Lösungsmittel pulsierend abgegeben wird, und
    • – Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, so dass eventuell vorhandene Verzunderungen auf der Oberfläche des Werkstücks gelöst werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gepulst oder umgepolt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Düse einen Rotor auf, der von einem Flügelrad angetrieben wird, so dass das Lösungsmittel pulsierend und um eine Längsrichtung rotierend abgegeben wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mehrere Düsen vorgesehen, die als Flutregister auf gegenüber liegenden Seiten des Behälters angeordnet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die wenigstens eine Düse von einer Pumpe mit einem Lösungsmittel versorgt, das aus dem Behälter abgepumpt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt die Pumpe das Lösungsmittel mit einem Druck zwischen 1 und 10 bar ab.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Lösungsmittel aus der Düse mit einer Frequenz von 1 bis 100 Hz pulsierend abgegeben.
  • Außerdem wird eine Düse zur Verwendung in einer oben beschriebenen Vorrichtung angegeben, die wenigstens eine Düsenöffnung aufweist, wobei in Durchlaufrichtung vor der Düsenöffnung ein Flügelrad angebracht ist, dessen Flügel schräg zur Durchlaufrichtung angeordnet sind, um einen Rotor anzutreiben, der in Durchlaufrichtung nach der Düsenöffnung angeordnet ist.
  • Bei der Düse können zwei Düsenöffnungen vorgesehen sein.
  • Der Rotor kann zwei Rotorarme aufweisen.
  • Die Düse kann auch in einer Vorrichtung zur Dekapierung, zur chemischen Aktivierung, zum Spülen wie beispielsweise bei Chrombädern oder zum Beizen eingesetzt werden.
  • Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,
  • 2(A) ein Werkstück vor Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2(B) das Werkstück aus 2(A) nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 schematisch ein Detail der erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,
  • 4(A) eine Düse als Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Explosionsdarstellung,
  • 4(B) die vollständig zusammengesetzte Düse aus 4(B) in einer Seitenansicht,
  • 4(C) einen Rotor als Bestandteil der Düse aus 4(B) in einer Seitenansicht, und
  • 5 schematisch ein Strömungsprofil bei Verwendung der Vorrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktional gleich wirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter BE, der mit einem Lösungsmittel LM gefüllt ist. Bei dem Lösungsmittel LM kann es sich beispielsweise um ein alkalisches Lösungsmittel handeln, das zur Entfettung von Oberflächen verwendet werden kann. In dem Behälter BE ist ein Werkstück WS eingebracht, das in das Lösungsmittel LM taucht.
  • Das Werkstück WS ist als erste Elektrode ausgebildet, und bildet eine Anode. Im Inneren des Behälters BE ist darüber hinaus eine erste Kathodenplatte KP1 angeordnet, die die zweite Elektrode bildet. Des Weiteren ist auf einer gegenüberliegenden Seite eine zweite Kathodenplatte KP2 ebenfalls als zweite Elektrode ZE angeordnet. Zwischen der ersten Elektrode EE und der zweiten Elektrode ZE ist eine Spannungsquelle SQ geschaltet, die zwischen dem Werkstück WS und den Kathodenplatten KP1 und KP2 eine pulsierende Spannung anlegen kann.
  • Der Behälter weist eine Öffnung OE auf, über die das Lösungsmittel LM von einer Pumpe PU aus dem Behälter BE abgepumpt wird und über eine Zuführleitung ZL an ein erstes Flutregister FR1 und an ein zweites Flutregister FR2 weiter geleitet wird. Das erste Flutregister FR1 und das zweite Flutregister FR2 sind auf gegenüber liegenden Seiten innerhalb des Behälters BE angeordnet. Das erste Flutregister FR1 und das zweite Flutregister FR2 weisen mehrere Düsen DÜ auf, durch die das Lösungsmittel LM, das von der Pumpe PU gefördert wurde, wieder zurück in den Behälter BE geleitet wird. Dabei bildet sich eine Strömung aus, die zur Reinigung der Oberfläche des Werkstücks WS auf das Werkstück WS geführt wird.
  • Das Werkstück WS ist in 2(A) vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. vor Einbringen in die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft erläutert. Das Werkstück WS weist in diesem Beispiel ein erstes Rohrstück RS1 und ein zweites Rohrstück RS2 auf. Das erste Rohrstück RS1 und das zweite Rohrstück RS2 sind über eine Schweißnaht SN miteinander verbunden. Im Bereich der Schweißnaht SN bildet sich üblicherweise beim Schweißen aufgrund der hohen Temperaturen an und neben der Schweißnaht SN Verzunderungen VZ aus.
  • Wie in 2(B) gezeigt ist, ist das Werkstück WS nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen frei von Verzunderungen im Bereich der Schweißnaht SN.
  • Die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 3 nochmals näher erläutert. 3 zeigt das Werkstück WS zusammen mit der ersten Kathodenplatte KP1 und der zweiten Kathodenplatte KP2. Die erste Kathodenplatte KP1 und die zweite Kathodenplatte KP2 sind in der Nähe des ersten bzw. zweiten Flutregisters FR1 bzw. FR2 angeordnet. Die Wirkungsrichtung der gepulsten Strömungen des Lösungsmittels LM sind somit zwischen dem ersten Flutregister FR1 und der dem ersten Flutregister FR1 zugewandten Teil des Werkstücks WS bzw. zwischen dem zweiten Flutregister FR2 und der dem zweiten Flutregister FR2 zugewandten Oberfläche des Werkstücks WS orientiert. Die Wirkungsrichtung der gepulsten Strömungen ist dabei in Richtung des Werkstücks WS, wie in 3 durch den ersten Pfeil PF1 angedeutet.
  • Die Wirkungsrichtung der Elektrolyse findet zwischen den Oberflächen des Werkstücks WS und der ersten Kathodenplatte KP1 bzw. der zweiten Kathodenplatte KP2 statt, und zwar in Richtung der ersten Kathodenplatte KP1 bzw. der zweiten Kathodenplatte KP2, wie in 3 durch den zweiten Pfeil PF2 angedeutet.
  • Sowohl die Elektrolyse als auch die Strömung sind im gezeigten Beispiel gepulst. Es ist aber auch möglich, die Spannung zwischen den Kathodenplatten KP1 und KP2 sowie dem Werkstück WS statisch, d. h. nicht gepulst anzulegen. Demnach wird eine anodische Reinigung des Werkstücks WS durchgeführt. Diese ist zwar weniger effektiv als eine kathodische Reinigung, verringert jedoch die Gefahr von Wasserstoffversprödung des Werkstücks WS, da am Werkstück WS Sauerstoff gebildet wird. Es ist aber auch möglich, kathodische Reinigung vorzusehen. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, mit kathodischer Reinigung zu beginnen und vor dem Ende des Reinigungsprozesses die erste Elektrode und die zweite Elektrode umzupolen, so dass der Reinigungsprozess als anodische Reinigung des Werkstücks WS zu Ende gebracht wird. Dazu können Umschaltmittel vorgesehen sein, die das Umpolen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bewirken.
  • Unter Bezugnahme auf 4(A) wird eine Ausführungsform der Düse DÜ gezeigt. Die Düse DÜ weist zwei Düsenöffnungen DÖ1 und DÖ2 auf, die auf gegenüber liegenden Seiten einer Welle WE auf einem Mittelteil MT angeordnet sind. In die zwei Düsenöffnungen DÖ1 und DÖ2 werden jeweils Düsenköpfe DK eingesetzt, sowie ein Lager LA für die Welle WE. Auf der Welle WE sind ein Flügelrad FR und ein Rotor RO angeordnet. Die Durchströmrichtung DR ist dabei vom Flügelrad FR durch die erste Düsenöffnung DÖ1 bzw. die zweite Düsenöffnung DÖ2 in Richtung des Rotors RO. Die Durchströmrichtung DR ist in 4(A) anhand eines Pfeiles gekennzeichnet. In Durchströmrichtung gesehen vor dem Flügelrad FR ist eine Strömungsplatte ST angeordnet, die durch Plattenöffnungen PÖ den Antreibe des Flügelrads FR unterstützt. Das Mittelteil MT wird mit einem Unterteil UT versehen, das aufgrund seines käfigähnlichen Aufbaus einen mechanischen Schutz des Rotors RO bewirkt.
  • Eine vollständig zusammengesetzte DÜSE DÜ ist in 4(B) gezeigt. Die Strömungsplatte ST, das Mittelteil MT und das Unterteil UT werden zusammen mit den anderen Komponenten in ein Gehäuse GE eingesetzt, das auf seiner Rückseite eine Gehäuseöffnung GÖ aufweist, so dass Lösungsmittel LM in die Düse einströmen kann.
  • Das Flügelrad FR weist eine Vielzahl von Flügeln FL auf, die schräg zur Durchlaufrichtung DR angeordnet sind. Demgemäß wird der Rotor RO durch den hydrodynamischen Druck des Lösungsmittels LM von dem Flügelrad FR angetrieben. Der Rotor weist zwei Rotorarme RA auf, die den Düsenöffnungen DÖ1 bzw. DÖ2 zuweisende Schrägflächen SF aufweisen, wie in 4(C) gezeigt. Die Schrägflächen SF können eben oder gewölbt ausgebildet sein.
  • Beim Durchströmen der Düse DÜ wird das Lösungsmittel LM durch die Rotorarme RA in eine pulsierende Strömung umgewandelt, die darüber hinaus durch die Schrägflächen SF abgelenkt wird. Die Ablenkung erfolgt dabei so, dass die Lösungsmittelströmung pulsierend und um eine Längsrichtung rotierend abgegeben wird. Die geometrische Form der Lösungsmittelströmung hängt dabei von der gewählten Oberfläche der Rotorarme RA bzw. der Frequenz der Umdrehung des Rotors ab, wobei letztere durch den von der Pumpe PU erzeugten Druck des Lösungsmittels variiert werden kann.
  • Ein Beispiel für ein Strömungsprofil ist in 5 gezeigt. Die Lösungsmittelströmung kann um die Längsrichtung LR einen Öffnungswinkel ÖW aufweisen, der typischerweise 30° betragen kann. Die Lösungsmittelströmung wird mit einer Frequenz von 1 bis 100 Hz pulsierend und um die Längsrichtung LR rotierend innerhalb des vom Öffnungswinkel ÖW aufgespannten Öffnungskegels abgegeben.
  • Gemäß der Erfindung wird somit eine Entfettung des Werkstücks WS durchgeführt, bei der bereits elektrolytisch die die Beseitigung von Verzunderungen VZ unterstützt wird. Aufgrund der guten Reinigungsfähigkeit mittels der gepulsten Strömung kann der erforderliche Lösungsaustausch erreicht werden, so dass Öle oder Fette auf der Oberfläche des Werkstücks WS mit hoher Effizienz beseitigt werden können. Folglich erfolgt eine zumindest teilweise aber sehr materialschonende Entfernung der Verzunderung VZ bereits vor einem Beizprozess.
  • Dies hat enorme Qualitäts- bzw. Kostenvorteile zur Folge, da aufgrund der kurzen Beizzeit eine hohe Chemikalien- und Entsorgungseinsparung auftritt. Es ist ebenso möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht in einem Tauchbad anzuwenden, sondern das Lösungsmittel LM als Sprühnebel auf die Oberfläche des Werkstücks WS zu verteilen. Ebenso ist es möglich, das Lösungsmittel LM zu erhitzen, um die Reinigung der Oberfläche des Werkstücks WS von Ölen und Fetten zusätzlich zu beschleunigen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wurden beispielhaft bei der Entfettung von Werkstücken WS erläutert. Es ist aber auch möglich, die Düse DÜ bei anderen Prozessen der Galvanotechnik einzusetzen, wie beispielsweise einem Beizen von Oberflächen oder einem Aktivieren von Oberflächen oder anderen dem Fachmann bekannten Herstellungsverfahren. Neben dem Heizen des Lösungsmittels LM wäre es auch möglich, beispielsweise durch Ozonzugabe, eine Verringerung der Prozesszeit zu bewirken.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 1546123 A [0003]
    • DE 19833990 A1 [0004]
    • DE 102006059046 A1 [0005]

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik, umfassend einen mit einem Lösungsmittel füllbaren Behälter, in dem das als erste Elektrode angeordnete Werkstück einbringbar ist, eine im Inneren des Behälters angeordnete zweite Elektrode und wenigstens eine Düse, wobei die Düse ausgestaltet ist, das Lösungsmittel pulsierend abzugeben, so dass durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode Verzunderungen von der Oberfläche des Werkstücks lösbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweite Elektrode als Kathodenblech und die erste Elektrode als Anode geschaltet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Spannung gepulst oder umpolbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Lösungsmittel den Behälter als Bad füllt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Lösungsmittel als Sprühnebel ausgeführt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Lösungsmittel alkalisch ist, um die Oberfläche des Werkstücks zu entfetten.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der mehrere Düsen vorgesehen sind, die als Flutregister von gegenüber liegenden Seiten auf das Werkstück gerichtet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Düse wenigstens eine Düsenöffnung aufweist, wobei in Durchlaufrichtung vor der Düsenöffnung ein Flügelrad angebracht ist, dessen Flügel schräg zur Durchlaufrichtung angeordnet sind, um einen Rotor anzutreiben, der in Durchlaufrichtung nach der Düsenöffnung angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Rotor zwei Rotorarme aufweist, die den Düsenöffnungen zuweisende Schrägflächen aufweisen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Flügelrad und der Rotor auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
  11. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere in der Galvanotechnik, bei dem folgende Schritte ausgeführt werden: – Bereitstellen eines Behälters, indem das als erste Elektrode angeordnete Werkstück eingebracht wird, – Bereitstellen einer zweiten Elektrode, die im Inneren des Behälters angeordnet wird, – Bereitstellen einer Düse, wobei die Düse so ausgestaltet ist, dass ein Lösungsmittel pulsierend abgegeben wird, – Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, so dass eventuelle Verzunderungen auf der Oberfläche des Werkstücks gelöst werden können.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Spannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gepulst oder umgepolt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem die Düse einen Rotor mit schrägflächigen Rotorarmen aufweist, der von einem Flügelrad angetrieben wird, so dass das Lösungsmittel pulsierend und entlang einer Längsrichtung rotierend abgegeben wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem mehrere Düsen vorgesehen sind, die als Flutregister auf gegenüber liegenden Seiten des Behälters angeordnet werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die wenigstens eine Düse von einer Pumpe mit dem Lösungsmittel versorgt wird, wobei das Lösungsmittel aus dem Behälter abgepumpt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Pumpe das Lösungsmittel mit einem Druck zwischen 1 und 10 bar abgibt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem das Lösungsmittel aus der Düse mit einer Frequenz von 1 bis 100 Hz pulsierend abgegeben wird.
  18. Düse zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die wenigstens eine Düsenöffnung aufweist, wobei in Durchlaufrichtung vor der Düsenöffnung ein Flügelrad angebracht ist, dessen Flügel schräg zur Durchlaufrichtung angeordnet sind, um einen Rotor anzutreiben, der in Durchlaufrichtung nach der Düsenöffnung angeordnet ist.
  19. Düse nach Anspruch 18, bei der zwei Düsenöffnungen vorgesehen sind und bei der der Rotor zwei schrägflächige Rotorarme aufweist.
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