DE102015122467A1 - Plant and method for treating workpieces - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Behandeln von Werkstücken, vorzugsweise eine Tauchbehandlungsanlage, mit einem Behandlungsbehälter (4) zur Aufnahme einer Behandlungsflüssigkeit, einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds (5) im Behandlungsbehälter (4), umfassend ein Kathodensystem (12) und ein Anodensystem, und einer Transportvorrichtung (3) für Werkstücke, wobei ein Werkstück mit dem Kathodensystem (12) elektrisch leitend gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist dabei ein erstes Anodensystem (13) mit der Transportvorrichtung (3) verbunden. Vorzugsweise ist die Tauchbehandlungsanlage als Tauchlackieranlage (1) zum Lackieren von Werkstücken in Form von Karossen (2) ausgebildet.The invention relates to a plant for treating workpieces, preferably a dip treatment plant, comprising a treatment tank (4) for receiving a treatment liquid, a device for generating an electromagnetic field (5) in the treatment tank (4), comprising a cathode system (12) and an anode system , and a transport device (3) for workpieces, wherein a workpiece with the cathode system (12) is electrically conductively coupled. According to the invention, a first anode system (13) is connected to the transport device (3). Preferably, the dip treatment plant as Tauchlackieranlage (1) for painting workpieces in the form of bodies (2) is formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Behandeln von Werkstücken, vorzugsweise eine Tauchbehandlungsanlage, mit einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme einer Behandlungsflüssigkeit und einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds in dem Behandlungsbehälter. Die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds umfasst ein Kathodensystem und ein Anodensystem. Des Weiteren umfasst die Anlage eine Transportvorrichtung für Werkstücke, wobei ein Werkstück mit dem Kathodensystem elektrisch leitend gekoppelt ist. The present invention relates to a plant for treating workpieces, preferably a dip treatment plant, comprising a treatment vessel for receiving a treatment liquid and a device for generating an electromagnetic field in the treatment vessel. The device for generating an electromagnetic field comprises a cathode system and an anode system. Furthermore, the system comprises a transport device for workpieces, wherein a workpiece is electrically conductively coupled to the cathode system.
Derartige gattungsgemäße Anlagen zum Behandeln von Werkstücken sind an sich bekannt und umfassen ein Anodensystem mit meist mehreren Anodenelementen, die während des Behandlungsvorgangs stationär bzw. unbeweglich im Behandlungsbehälter angeordnet sind. Ein zu behandelndes Werkstück passiert die Anodenelemente, indem es mit Hilfe der Transportvorrichtung durch den Behandlungsbehälter bewegt wird. Dabei wird zwischen dem Werkstück, das als Kathode geschaltet ist, und den Anodenelementen ein elektromagnetisches Feld aufgebaut, das in der Behandlungsflüssigkeit befindliche Ionen bevorzugt zu einer Abscheidung auf dem zu behandelnden Werkstück veranlasst. Ein gleichmäßiges und ausreichend starkes Feld mit entsprechender Feldliniendichte führt im Allgemeinen zu einer gleichmäßigen und ausreichend starken Abscheidung auf dem Werkstück. Aufgrund geometrischer Gegebenheiten kann dabei in bestimmten Bereichen des Werkstücks die Feldliniendichte zu gering sein. Je nach Werkstück kann dies in Einzelfällen in einem unzureichenden Behandlungsergebnis resultieren. Such generic systems for the treatment of workpieces are known per se and comprise an anode system with usually a plurality of anode elements, which are arranged stationary or immovable in the treatment container during the treatment process. A workpiece to be treated passes through the anode elements by being moved through the treatment vessel by means of the transport device. In this case, an electromagnetic field is established between the workpiece, which is connected as a cathode, and the anode elements, which preferably causes ions located in the treatment liquid to deposit on the workpiece to be treated. A uniform and sufficiently strong field with a corresponding field line density generally leads to a uniform and sufficiently strong deposition on the workpiece. Due to geometric conditions, the field line density may be too low in certain areas of the workpiece. Depending on the workpiece, this may result in some cases in an insufficient treatment result.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Behandeln von Werkstücken bereit zu stellen, bei der das elektromagnetische Feld lokal beeinflusst und ein gleichmäßigeres Behandlungsergebnis erzielt werden kann. The present invention has for its object to provide a system for treating workpieces, in which the electromagnetic field influenced locally and a more uniform treatment result can be achieved.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine gattungsgemäße Tauchbehandlungsanlage vorgeschlagen, bei der ein erstes Anodensystem mit der Transportvorrichtung verbunden ist. To achieve the object, a generic immersion treatment plant is proposed according to the invention, in which a first anode system is connected to the transport device.
Die Transportvorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, einen oder mehrere beweglich ausgestaltete Transportwagen und eine Förderstrecke. Mittels der Antriebseinheit wird ein Transportwagen entlang der Förderstrecke bewegt. The transport device comprises a drive unit, one or more movably configured transport trolleys and a conveyor line. By means of the drive unit, a transport carriage is moved along the conveying path.
Am Transportwagen kann ein Werkstück lösbar festgelegt werden. Zwischen Transportwagen und Werkstück kann optional eine Werkstückaufnahmevorrichtung vorgesehen sein. Das Werkstück ist dann lösbar an dieser Werkstückaufnahmevorrichtung festgelegt, und die Werkstückaufnahmevorrichtung ist lösbar oder dauerfest am Transportwagen festgelegt. On the trolley, a workpiece can be releasably fixed. Between the trolley and workpiece can optionally be provided a workpiece receiving device. The workpiece is then releasably fixed to this workpiece receiving device, and the workpiece receiving device is releasably or permanently fixed to the trolley.
Die im Behandlungsbehälter angeordnete Behandlungsflüssigkeit kann mehrere Inhaltsstoffe umfassen, beispielsweise Wasser und einen Filmbildner. The treatment liquid disposed in the treatment tank may comprise a plurality of ingredients, for example, water and a film former.
Die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds umfasst neben dem ersten Anodensystem und dem Kathodensystem eine Strom-/Spannungsversorgungseinheit zum Bereitstellen von elektrischem Strom und/oder elektrischer Spannung, bevorzugt elektrischem Gleichstrom und/oder elektrischer Gleichspannung. Die Strom-/Spannungsversorgungseinheit ist vorzugsweise stationär ausgebildet. Erstes Anodensystem, Kathodensystem und Strom-/Spannungsversorgungseinheit stehen miteinander in elektrisch leitender Verbindung. Optional kann diese Verbindung vorübergehend getrennt werden. Bei Anlegen eines Gleichstroms und/oder einer Gleichspannung zwischen erstem Anodensystem und Kathodensystem, mithin zwischen den Elektrodensystemen, und wenn die Elektrodensysteme in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht sind, gelangen positiv geladene Teilchen, insbesondere Filmbildner-Teilchen, durch Wanderung im elektromagnetischen Feld an das als Kathode geschaltete Werkstück. Dort erfolgt durch pH-Wert-Änderung infolge einer elektrolytischen Zersetzung von Wasser eine Ausfällung der Filmbildner-Teilchen, mithin eine Abscheidung auf dem Werkstück. The device for generating an electromagnetic field comprises, in addition to the first anode system and the cathode system, a current / voltage supply unit for providing electrical current and / or electrical voltage, preferably direct electrical current and / or direct electrical voltage. The power / voltage supply unit is preferably stationary. First anode system, cathode system and power / voltage supply unit are in electrically conductive connection with each other. Optionally, this connection can be temporarily disconnected. When a direct current and / or a DC voltage is applied between the first anode system and the cathode system, ie between the electrode systems, and when the electrode systems are immersed in the treatment liquid, positively charged particles, in particular film-forming particles, pass through the electromagnetic field to the cathode-connected element Workpiece. There, by pH change due to an electrolytic decomposition of water precipitation of the film former particles, and thus a deposition on the workpiece.
Das erste Anodensystem umfasst mindestens ein Anodenelement und ist bevorzugt lösbar mit der Transportvorrichtung verbunden. Insbesondere kann das erste Anodensystem lösbar an einem beweglich ausgestalteten Transportwagen und/oder an einer Werkstückaufnahmevorrichtung festgelegt sein. Dadurch kann das erste Anodensystem gemeinsam mit dem Transportwagen durch die Tauchbehandlungsanlage bewegt werden. Die Verbindung zwischen erstem Anodensystem und Transportwagen bzw. Werkstückaufnahmevorrichtung kann beispielsweise für Wartungs-, Reparatur- und/oder Instandhaltungstätigkeiten wenigstens vorübergehend gelöst werden. The first anode system comprises at least one anode element and is preferably detachably connected to the transport device. In particular, the first anode system can be releasably fixed to a movably configured transport carriage and / or to a workpiece receiving device. Thereby, the first anode system can be moved together with the trolley through the dip treatment plant. The connection between the first anode system and transport carriage or workpiece receiving device can be solved at least temporarily, for example, for maintenance, repair and / or maintenance activities.
Ein auf dem Transportwagen festgelegtes Werkstück ist als Kathode geschaltet. Werkstück und erstes Anodensystem sind vorzugsweise relativ zueinander fest ausgerichtet. A fixed on the trolley workpiece is connected as a cathode. The workpiece and the first anode system are preferably fixed relative to one another.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds eine elektrische Kontaktierungseinheit jeweils für das Kathodensystem und für das erste Anodensystem, wobei das Kathodensystem und das erste Anodensystem lokal elektrisch voneinander getrennt sind. In a further embodiment of the invention, the device for generating an electromagnetic field comprises an electrical contacting unit respectively for the cathode system and for the first anode system, wherein the cathode system and the first anode system are electrically separated from each other locally.
Eine elektrische Kontaktierungseinheit umfasst einen stationären Teil und einen beweglichen Teil, die wenigstens temporär elektrisch miteinander in Verbindung stehen. An electrical contacting unit comprises a stationary part and a movable part which at least temporarily communicate electrically with each other.
Der stationäre Teil kann als Stromschiene ausgebildet und entlang der Förderstrecke, bevorzugt parallel zu einer Förderrichtung, angeordnet sein. The stationary part can be designed as a busbar and be arranged along the conveying path, preferably parallel to a conveying direction.
Der bewegliche Teil ist bevorzugt als Kontaktierungselement ausgebildet und an einem Transportwagen angeordnet. The movable part is preferably designed as a contacting element and arranged on a trolley.
Die elektrische Kontaktierungseinheit kann bevorzugt eine elektrische Verbindung zwischen einem beweglichen Transportwagen und der stationär ausgebildeten Strom-/Spannungsversorgungseinheit herstellen, indem das Kontaktierungselement wenigstens vorübergehend mit der ihm zugeordneten Stromschiene in Eingriff gelangt. The electrical contacting unit can preferably produce an electrical connection between a movable transporting carriage and the stationarily formed current / voltage supply unit, in that the contacting element at least temporarily engages with its associated busbar.
Jedes Elektrodensystem weist eine ihm zugeordnete elektrische Kontaktierungseinheit auf. Die elektrischen Kontaktierungseinheiten des Kathodensystems, des ersten Anodensystems sowie ggf. von weiteren Elektrodensystemen sind bevorzugt konstruktiv durch Isolierungselemente elektrisch voneinander getrennt. Insbesondere ein elektrischer Strom auf Basis von negativen Ladungsträgern wie Elektronen fließt zwischen entgegengesetzt geladenen Elektrodensystemen bevorzugt über die Strom-/Spannungsversorgungseinheit. Hingegen fließt ein elektrischer Strom zwischen entgegengesetzt geladenen Elektrodensystemen auf Basis von positiven Ladungsträgern wie Filmbildner-Teilchen bevorzugt durch die Behandlungsflüssigkeit. Each electrode system has an electrical contacting unit assigned to it. The electrical contacting units of the cathode system, of the first anode system and possibly of further electrode systems are preferably structurally separated from one another electrically by insulation elements. In particular, an electric current based on negative charge carriers such as electrons preferably flows between oppositely charged electrode systems via the current / voltage supply unit. By contrast, an electric current flows between oppositely charged electrode systems based on positive charge carriers, such as film former particles, preferably through the treatment liquid.
Optional kann bei einer erfindungsgemäßen Tauchbehandlungsanlage vorgesehen sein, dass eine Herstellung der elektrischen Verbindung durch die elektrischen Kontaktierungseinheiten zweier Elektrodensysteme räumlich und/oder zeitlich versetzt erfolgt. Optionally, in the case of a dip treatment system according to the invention, provision may be made for the electrical connection to be established spatially and / or temporally offset by the electrical contacting units of two electrode systems.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste Anodensystem ein Anodenelement, das als freies Anodenelement ausgebildet ist. In a further embodiment of the invention, the first anode system comprises an anode element which is designed as a free anode element.
Ein freies Anodenelement umfasst bevorzugt ein metallisches Material in einer stabförmigen, einer zylindrischen, einer halbrunden, einer quaderförmigen und/oder einer eckig ausgebildeten Form. Die Oberfläche eines freien Anodenelements steht bevorzugt in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit. A free anode element preferably comprises a metallic material in a rod-shaped, a cylindrical, a semicircular, a cuboidal and / or an angular shape. The surface of a free anode element is preferably in contact with the treatment liquid.
Wird an die Elektrodensysteme eine elektrische Spannung angelegt, werden am freien Anodenelement durch elektrolytische Zersetzung von Wasser bevorzugt Wasserstoff-Ionen sowie Sauerstoff-Moleküle freigesetzt. If an electrical voltage is applied to the electrode systems, preferably hydrogen ions and oxygen molecules are liberated at the free anode element by electrolytic decomposition of water.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Anodensystem vorgesehen, welches mit dem Behandlungsbehälter verbunden ist und ein Anodenelement umfasst, das als Dialysezellenelement mit einer ionenselektiven Membran und einem Anolytkreislauf ausgebildet ist. In a further embodiment of the invention, a second anode system is provided, which is connected to the treatment vessel and comprises an anode element, which is formed as a dialysis cell element with an ion-selective membrane and an anolyte.
Ein derartiges zweites Anodensystem umfasst insbesondere mehrere Anodenelemente, die an einer Innenseite einer Wandung des Behandlungsbehälters angebracht sind. Bevorzugt sind an einer oder beiden Längsseitenwänden und/oder an einer Bodenwandung des Behandlungsbehälters in Förderrichtung nacheinander und/oder in vertikaler Richtung übereinander mehrere Anodenelemente vorgesehen. Such a second anode system comprises in particular a plurality of anode elements which are attached to an inner side of a wall of the treatment container. Preferably, a plurality of anode elements are provided successively on one or both longitudinal side walls and / or on a bottom wall of the treatment container in the conveying direction and / or in the vertical direction one above the other.
Ein Anodenelement des zweiten Anodensystems kann als Dialysezellenelement ausgebildet sein. Ein Dialysezellenelement umfasst dabei ein Anodenblech, eine ionenselektive Membran sowie einen Anolytkreislauf. Die ionenselektive Membran trennt das Anodenblech und den Anolytkreislauf selektiv von der Behandlungsflüssigkeit ab, indem sie weitgehend nur für Anionen, d.h. negativ geladene Ionen der Behandlungsflüssigkeit, passierbar ist, die für eine Elektroneutralität an der Anode erforderlich sind. An anode element of the second anode system may be formed as a dialysis cell element. A dialysis cell element comprises an anode plate, an ion-selective membrane and an anolyte circuit. The ion-selective membrane selectively separates the anode sheet and the anolyte loop from the treatment liquid by relying largely only on anions, i. Negatively charged ions of the treatment liquid, passable, which are required for an electroneutrality at the anode.
Das Anodenblech ist aus einem metallischen Material gebildet, vorzugsweise aus einer Edelstahllegierung, und weist eine plattenförmige, planare, quaderförmige, runde und/oder halbrunde Form auf. Am Anodenblech laufen optional die gleichen elektrochemischen Reaktionen ab wie an einem Anodenelement und/oder an einem freien Anodenelement. The anode sheet is formed from a metallic material, preferably from a stainless steel alloy, and has a plate-shaped, planar, cuboid, round and / or half-round shape. Optionally, the same electrochemical reactions take place on the anode sheet as on an anode element and / or on a free anode element.
Der Anolytkreislauf umfasst neben einer Anolytflüssigkeit einen Vorratsbehälter für Anolytflüssigkeit, eine Zugabevorrichtung für voll entsalztes Wasser sowie eine Einrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit der Anolytflüssigkeit. Die Anolytflüssigkeit wird im Kreislauf geführt, wobei die Einrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit den pH-Wert der Anolytflüssigkeit misst und die Zugabe von voll entsalztem Wasser zur Anolytflüssigkeit steuert, um den gewünschten pH-Wert zu halten. The anolyte circuit comprises, in addition to an anolyte liquid, a storage tank for anolyte liquid, an addition apparatus for fully demineralized water and a device for measuring the electrical conductivity of the anolyte liquid. The anolyte liquid is recirculated and the means for measuring electrical conductivity measures the pH of the anolyte liquid and controls the addition of deionized water to the anolyte liquid to maintain the desired pH.
Bei der Anolytflüssigkeit handelt es sich um eine Flüssigkeit, die Ionen enthält und damit elektrisch leitfähig ist (Ionenleiter). Die Ionen bewegen sich in einem elektrischen und/oder elektromagnetischen Feld gerichtet entlang der Feldlinien. Mithin handelt es sich bei der Anolytflüssigkeit um eine Elektrolytflüssigkeit, wobei die Anolytflüssigkeit der Anode zugeordnet ist und sich auf der Seite der ionenselektiven Membran befindet, auf der das Anodenblech positioniert ist. Mit Hilfe des Anolytkreislaufs werden die sich bei der Elektrolyse an der Anode bildenden Protonen (positiv geladene Wasserstoffatome), die für ein saures Milieu im Bereich der Anode sorgen, neutralisiert und/oder dem Anolytkreislauf entnommen. Damit lässt sich der gewünschte pH-Wert einstellen. The anolyte liquid is a liquid that contains ions and is therefore electrically conductive (ionic conductor). The ions move in an electric and / or electromagnetic field directed along the field lines. Thus, the anolyte fluid is one Electrolyte fluid, wherein the anolyte is associated with the anode and is located on the side of the ion-selective membrane on which the anode sheet is positioned. By means of the anolyte circuit, the protons (positively charged hydrogen atoms) forming in the electrolysis at the anode, which provide an acidic environment in the region of the anode, are neutralized and / or taken from the anolyte circuit. This allows the desired pH value to be set.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das freie Anodenelement eine Edelstahllegierung, ein Titan-Mischoxid, ein Iridiumoxid und/oder ein Rutheniumoxid. In a further embodiment of the invention, the free anode element comprises a stainless steel alloy, a titanium mixed oxide, an iridium oxide and / or a ruthenium oxide.
Insbesondere ist ein freies Anodenelement aus einer der genannten Metallverbindungen aufgebaut. Diese Metallverbindungen sind aufgrund ihrer Materialeigenschaften bevorzugt in der Lage, die unterschiedlichen Prozessstufen des Behandlungsvorgangs wie Phosphatierung, kathodische Tauchlackierung und Trocknen zu durchlaufen. In particular, a free anode element is constructed from one of said metal compounds. Due to their material properties, these metal compounds are preferably able to undergo the different process stages of the treatment process, such as phosphating, cathodic dip-coating and drying.
Bei einer Edelstahllegierung handelt es sich bevorzugt um eine Legierung des Typs 1.4408 und/oder 1.4571. A stainless steel alloy is preferably an alloy of the type 1.4408 and / or 1.4571.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Anodensystem mit der Transportvorrichtung und das zweite Anodensystem mit dem Behandlungsbehälter verbunden, wobei beide Anodensysteme mit der Strom-/Spannungsversorgungseinheit elektrisch verbunden sind und zusammen mit dem Werkstück jeweils ein elektromagnetisches Feld ausbilden, die sich lokal zu einem gemeinsamen elektromagnetischen Feld überlagern, dessen Feldlinien zwischen den Anodensystemen und dem Werkstück verlaufen. In a further embodiment of the invention, the first anode system with the transport device and the second anode system is connected to the treatment vessel, wherein both anode systems are electrically connected to the power / voltage supply unit and together with the workpiece each form an electromagnetic field, which is local to a common superimpose electromagnetic field whose field lines between the anode systems and the workpiece.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken in einer Tauchbehandlungsanlage. The present invention further relates to a method for treating workpieces in a dip treatment plant.
Der vorliegenden Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken bereit zu stellen, bei dem das elektromagnetische Feld lokal beeinflusst und ein gleichmäßigeres Behandlungsergebnis erzielt werden kann. The object of the present invention is to provide a method for treating workpieces in which the electromagnetic field is influenced locally and a more uniform treatment result can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken in einer Tauchbehandlungsanlage, bei dem in einem ersten Schritt ein Werkstück in eine Behandlungsflüssigkeit eingetaucht wird. In einem zweiten Schritt wird ein elektromagnetisches Feld in der Behandlungsflüssigkeit erzeugt, das wenigstens teilweise mit dem Werkstück mitbewegt wird. In einem dritten Schritt werden Teilchen aus der Behandlungsflüssigkeit an der Oberfläche des Werkstücks abgeschieden. Am Ende des Behandlungsvorgangs wird das Werkstück in einem vierten Schritt aus der Behandlungsflüssigkeit entnommen. This object is achieved by a method for treating workpieces in a dip treatment plant, in which a workpiece is immersed in a treatment liquid in a first step. In a second step, an electromagnetic field is generated in the treatment liquid, which is at least partially moved with the workpiece. In a third step, particles from the treatment liquid are deposited on the surface of the workpiece. At the end of the treatment process, the workpiece is removed from the treatment liquid in a fourth step.
Im ersten Verfahrensschritt wird das Werkstück, das auf einem Transportwagen festgelegt ist, mittels der Transportvorrichtung an den Behandlungsbehälter heranbewegt und in die darin angeordnete Behandlungsflüssigkeit bevorzugt vollständig eingetaucht. Das Eintauchen kann durch eine Rotationsbewegung um eine bevorzugt längs oder quer zur Förderrichtung ausgerichtete Rotationsachse erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Eintauchen durch eine lineare Bewegung entlang einer bevorzugt vertikal ausgerichteten (Hub-)Achse erfolgen. In the first method step, the workpiece, which is fixed on a trolley, moved by means of the transport device to the treatment tank and preferably completely immersed in the treatment liquid arranged therein. The immersion can be effected by a rotational movement about a preferably longitudinally or transversely to the conveying direction aligned axis of rotation. Alternatively or additionally, the immersion may be effected by a linear movement along a preferably vertically oriented (stroke) axis.
Durch Einschalten der Strom-/Spannungsversorgungseinheit bildet sich im zweiten Verfahrensschritt in der Behandlungsflüssigkeit zwischen den entgegengesetzt geladenen Elektrodensystemen, beispielsweise zwischen dem Kathodensystem und dem ersten Anodensystem, ein elektrisches und/oder elektromagnetisches Feld aus. Positiv geladene Ionen in der Behandlungsflüssigkeit, bevorzugt positiv geladene Teilchen wie Filmbildner-Teilchen, wandern in diesem elektromagnetischen Feld in Richtung des negativ geladenen Werkstücks, das hier als Kathode geschaltet und damit Teil des Kathodensystems ist, und werden dort abgeschieden. By switching on the power / voltage supply unit is formed in the second step in the treatment liquid between the oppositely charged electrode systems, for example, between the cathode system and the first anode system, an electric and / or electromagnetic field. Positively charged ions in the treatment liquid, preferably positively charged particles such as film former particles, migrate in this electromagnetic field in the direction of the negatively charged workpiece, which is connected here as a cathode and thus part of the cathode system, and are deposited there.
Der zweite Verfahrensschritt kann zeitlich versetzt zum ersten Verfahrensschritt beginnen und/oder abgeschlossen sein. Optional kann vorgesehen sein, dass der erste Verfahrensschritt spätestens dann abgeschlossen ist, wenn der zweite Verfahrensschritt beginnt. Alternativ können sich die beiden Verfahrensschritte wenigstens teilweise überlagern. The second method step can begin and / or be completed at a time offset from the first method step. Optionally, it can be provided that the first method step is completed at the latest when the second method step begins. Alternatively, the two method steps may at least partially overlap.
Das erste Anodensystem kann am Transportwagen befestigt sein und daher mit diesem durch die Tauchbehandlungsanlage bewegt werden. Ein derartiges bewegliches Anodensystem und das Kathodensystem mit dem als Kathode geschalteten Werkstück sind bevorzugt relativ zueinander stationär ausgebildet. Das elektromagnetische Feld, das sich zwischen dem ersten Anodensystem und dem Werkstück ausbildet, wird daher als Ganzes und in weitgehend konstanter Ausgestaltung, insbesondere weitgehend konstant in Bezug auf einen Verlauf der Feldlinien, zusammen mit Transportwagen, erstem Anodensystem und Werkstück durch die Behandlungsflüssigkeit bewegt. The first anode system may be attached to the trolley and therefore be moved with this through the dipping treatment plant. Such a movable anode system and the cathode system with the workpiece connected as a cathode are preferably designed to be stationary relative to one another. The electromagnetic field that forms between the first anode system and the workpiece is therefore moved as a whole and in a substantially constant configuration, in particular substantially constant with respect to a course of the field lines, together with the trolley, first anode system and workpiece through the treatment liquid.
Optional ist ein zweites Anodensystem vorgesehen, das weitgehend stationär am Behandlungsbehälter angeordnet ist. Ein derartiges zweites Anodensystem umfasst dabei vorzugsweise mehrere Anodenelemente, die an einer Innenseite des Behandlungsbehälters angeordnet sind. Mit der Bewegung des Werkstücks durch die Behandlungsflüssigkeit verändern sich das elektromagnetische Feld und der Feldlinienverlauf zwischen Anodenelementen des zweiten Anodensystems und dem Werkstück. Optionally, a second anode system is provided, which is arranged largely stationary on the treatment container. Such a second anode system preferably comprises a plurality of anode elements, which on an inner side of the Treatment tank are arranged. With the movement of the workpiece through the treatment liquid, the electromagnetic field and the field line course between anode elements of the second anode system and the workpiece change.
Durch das vorzugsweise vollständige Eintauchen des Werkstücks in die Behandlungsflüssigkeit kann eine umfassende Beschichtung auch in Hohlräumen des Werkstücks erfolgen. As a result of the preferably complete immersion of the workpiece in the treatment liquid, a complete coating can also take place in cavities of the workpiece.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die elektrischen Verbindungen zweier Elektrodensysteme mit einer Strom-/Spannungsversorgungseinheit räumlich und/oder zeitlich versetzt zueinander hergestellt und/oder unterbrochen. In a further embodiment of the invention, the electrical connections of two electrode systems with a power / voltage supply unit spatially and / or temporally offset from each other produced and / or interrupted.
Dieses Herstellen und/oder Unterbrechen einer elektrischen Verbindung kann beispielsweise mit Hilfe der den Elektrodensystemen zugeordneten Stromschienen erfolgen, die entlang der Förderstrecke und bevorzugt parallel zur Förderrichtung angeordnet sind. Diese Stromschienen können unterschiedlich lang ausgebildet sein und/oder an verschiedenen Stellen entlang der Förderstrecke beginnen und/oder enden. Eine elektrische Kontaktierung eines entlang der Förderstrecke bewegten Transportwagens mit zwei unterschiedlich langen und/oder in Längsrichtung versetzt zueinander angeordneten Stromschienen erfolgt dann räumlich und/oder zeitlich versetzt zueinander. This production and / or interruption of an electrical connection can take place, for example, with the aid of the busbars associated with the electrode systems, which are arranged along the conveying path and preferably parallel to the conveying direction. These busbars may be designed to have different lengths and / or start and / or end at different points along the conveying path. An electrical contacting of a moving along the conveyor trolley with two different lengths and / or longitudinally staggered busbars is then spatially and / or temporally offset from each other.
Eine elektrische Verbindung wird hergestellt durch elektrische Kontaktierung eines Kontaktelements mit einer ihm zugeordneten Stromschiene. Dazu wird der Abstand zwischen dem Kontaktelement und der Stromschiene derart verkleinert, dass ein Stromfluss möglich ist. Dabei kann es zur physischen Berührung zwischen Kontaktelement und Stromschiene kommen. An electrical connection is made by electrical contacting of a contact element with a busbar associated therewith. For this purpose, the distance between the contact element and the busbar is reduced such that a current flow is possible. This can lead to physical contact between contact element and busbar.
Alternativ oder zusätzlich kann bei Erreichen der Überschlagspannung ein Stromfluss durch Ionisation der Luft auch ohne physische Berührung erfolgen. Alternatively or additionally, when the breakdown voltage has been reached, a flow of current through ionization of the air can also take place without physical contact.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden zwei elektromagnetische Felder erzeugt, die sich lokal überlagern und dabei ein gemeinsames elektrisches Feld ausbilden, dessen Feldlinien von zwei Anodensystemen aus zum negativ geladenen Werkstück verlaufen, wobei positiv geladene Behandlungsflüssigkeits-Teilchen im gemeinsamen elektromagnetischen Feld entlang der Feldlinien in Richtung des Werkstücks wandern und dort abgeschieden werden. In a further embodiment of the invention, two electromagnetic fields are generated, which overlap locally and thereby form a common electric field whose field lines extend from two anode systems to the negatively charged workpiece, wherein positively charged treatment liquid particles in the common electromagnetic field along the field lines in the direction migrate the workpiece and deposited there.
In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.
In den
Die Transportvorrichtung
Der Behandlungsbehälter
Die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds
Das erste Anodensystem
Das Kathodensystem
Durch die Anordnung der freien Anodenelemente zwischen Skid
Beide Elektrodensysteme
Der Flüssiglack
Die Tauchlackieranlage
Ein Skid
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Flüssiglack im Behandlungsbehälter durch ein Umwälzsystem kontinuierlich oder zeitweise umgewälzt werden. Dabei wird Flüssiglack aus dem Behandlungsbehälter mittels einer Pumpeneinheit durch ein Leitungssystem gefördert und über mehrere im Behandlungsbehälter angeordnete Düsenelemente in einer bevorzugten Strömungsrichtung in den Behandlungsbehälter zurückgeführt. Dadurch kann Materialnachschub in der Grenzschicht zwischen Karossen-Oberfläche und Flüssiglack bereitgestellt werden. Außerdem kann durch den Stromfluss erzeugte Wärme aus dem Behandlungsbehälter abgeführt werden. Darüber hinaus kann ein Sedimentieren von festen Bestandteilen des Flüssiglacks reduziert werden. In one embodiment, not shown, the liquid paint in the treatment tank can be circulated continuously or temporarily by a circulation system. In this case, liquid paint is conveyed out of the treatment tank by means of a pump unit through a line system and returned to the treatment tank via a plurality of nozzle elements arranged in the treatment tank in a preferred flow direction. This material supply can be provided in the boundary layer between the body surface and liquid paint. In addition, heat generated by the flow of current can be removed from the treatment tank. In addition, sedimentation of solid components of the liquid paint can be reduced.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann eine Stromsteuervorrichtung auf einem Transportwagen vorgesehen sein, mit der die Stärke eines elektrischen Stroms und/oder die Höhe einer elektrischen Spannung gesteuert werden können, die für eine auf diesem Transportwagen festgelegte Karosse bereitgestellt werden. Sind mehrere Transportwagen in einer derartigen Tauchlackieranlage vorgesehen, und weisen mehrere oder alle dieser Transportwagen jeweils eine entsprechende Stromsteuervorrichtung auf, dann kann individuell für jede Karosse festgelegt werden, wie hoch Strom und Spannung eingestellt sein sollen. In another embodiment, not shown, a power control device may be provided on a trolley, with which the strength of an electric current and / or the amount of electrical voltage can be controlled, which are provided for a set on this trolley body. If several transport vehicles are provided in such a dip painting system, and if several or all of these transport vehicles each have a corresponding current control device, it is then possible to determine individually for each body how high current and voltage should be set.
In den
Ein Dialysezellenelement
Das Anodenblech ist aus einer Edelstahllegierung gebildet und plattenförmig ausgestaltet. The anode sheet is formed of a stainless steel alloy and designed plate-shaped.
Der Anolytkreislauf umfasst neben einer Anolytflüssigkeit einen Vorratsbehälter für Anolytflüssigkeit, eine Zugabevorrichtung für voll entsalztes Wasser sowie eine Einrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit der Anolytflüssigkeit. Die Anolytflüssigkeit wird im Kreislauf geführt, wobei die Einrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit den pH-Wert der Anolytflüssigkeit misst und die Zugabe von voll entsalztem Wasser zur Anolytflüssigkeit steuert, um den gewünschten pH-Wert zu halten, der ungefähr zwischen 2 und 3 liegen sollte. The anolyte circuit comprises, in addition to an anolyte, a reservoir for Anolyte fluid, a fully desalted water addition device, and a device for measuring the electrical conductivity of the anolyte fluid. The anolyte liquid is recirculated with the means for measuring electrical conductivity measuring the pH of the anolyte liquid and controlling the addition of deionized water to the anolyte liquid to maintain the desired pH, which should be approximately between 2 and 3 ,
Bei der Anolytflüssigkeit handelt es sich um eine Flüssigkeit, die Ionen enthält und damit elektrisch leitfähig ist (Ionenleiter). Die Ionen bewegen sich in einem elektrischen und/oder elektromagnetischen Feld gerichtet entlang der Feldlinien. Mithin handelt es sich bei der Anolytflüssigkeit um eine Elektrolytflüssigkeit, wobei die Anolytflüssigkeit der Anode zugeordnet ist und sich auf der Seite der ionenselektiven Membran befindet, auf der das Anodenblech positioniert ist. Mit Hilfe des Anolytkreislaufs werden die sich bei der Elektrolyse an der Anode bildenden Protonen (positiv geladene Wasserstoffatome), die für ein saures Milieu im Bereich der Anode sorgen, neutralisiert und/oder dem Anolytkreislauf entnommen. Damit wird der pH-Wert auf den gewünschten Wert von ungefähr pH = 2–3 eingestellt. The anolyte liquid is a liquid that contains ions and is therefore electrically conductive (ionic conductor). The ions move in an electric and / or electromagnetic field directed along the field lines. Thus, the anolyte fluid is an electrolyte fluid, with the anolyte fluid associated with the anode and located on the side of the ion-selective membrane on which the anode plate is positioned. By means of the anolyte circuit, the protons (positively charged hydrogen atoms) forming in the electrolysis at the anode, which provide an acidic environment in the region of the anode, are neutralized and / or taken from the anolyte circuit. This adjusts the pH to the desired value of about pH = 2-3.
Die Tauchlackieranlage
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel können sich mit Hilfe des zweiten Anodensystems
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei einem zweiten Anodensystem in vertikaler Richtung übereinander zwei oder mehr Anodenelemente vorgesehen. Dann sind beispielsweise zusätzlich zu den acht (ersten) Paaren gemäß zweitem Ausführungsbeispiel acht weitere Paare vorgesehen. In a further embodiment, not shown, two or more anode elements are provided in the vertical direction one above the other in a second anode system. Then, for example, in addition to the eight (first) pairs according to the second embodiment, eight further pairs are provided.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Verbindungen der Elektrodensysteme mit der Strom-/Spannungsversorgungseinrichtung schaltbar. Damit kann beeinflusst werden, zwischen welchen Elektrodensystemen Feldlinien verlaufen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eines von zwei Anodensystemen zeitweise von der Strom-/Spannungsversorgungseinrichtung getrennt ist, während das andere Anodensystem elektrisch leitend mit der Strom-/Spannungsversorgungseinrichtung verbunden ist. In a further embodiment, not shown, the electrical connections of the electrode systems with the power / voltage supply device are switchable. This can be used to influence between which electrode systems field lines can run. For example, it can be provided that one of two anode systems is temporarily disconnected from the power / voltage supply device, while the other anode system is electrically conductively connected to the power / voltage supply device.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind Dialysezellenelemente alternierend an den beiden Längsseitenwänden angeordnet. Ist an einer der beiden Längsseitenwände ein Dialysezellenelement angeordnet, so ist ein Dialysezellenelement an der anderen Längsseitenwand in Förderrichtung versetzt angeordnet. In another embodiment, not shown, dialysis cell elements are arranged alternately on the two longitudinal side walls. If a dialysis cell element is arranged on one of the two longitudinal side walls, a dialysis cell element is offset on the other longitudinal side wall in the conveying direction.
In den
Zusätzlich unterscheidet sich die Tauchlackieranlage
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das im Innenraum der Karosse angeordnete dritte Anodenelement schaltbar ausgeführt, das heißt die elektrische Verbindung dieses Anodenelements mit der Strom-/Spannungsversorgungseinheit kann bedarfsabhängig hergestellt und unterbrochen werden. In a further embodiment, not shown, arranged in the interior of the body third anode element is designed to be switchable, that is, the electrical connection of this anode element with the power / power supply unit can be manufactured and interrupted depending on demand.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Tauchlackieranlage dip coating
- 22
- Karosse state coach
- 33
- Transportvorrichtung transport device
- 44
- Behandlungsbehälter treatment tank
- 55
- Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds Device for generating an electromagnetic field
- 66
- Flüssiglack liquid paint
- 77
- Transportwagen Dolly
- 88th
- Antriebseinheit drive unit
- 99
- Skid Skid
- 10 10
- Förderrichtung conveying direction
- 11 11
- Förderstrecke conveyor line
- 12 12
- Kathodensystem cathode system
- 12a 12a
- Kathodenelement cathode element
- 13 13
- Erstes Anodensystem First anode system
- 13a, 13b, 13c 13a, 13b, 13c
- Anodenelemente des ersten Anodensystems Anode elements of the first anode system
- 14 14
- Zweites Anodensystem Second anode system
- 15 15
- Strom-/Spannungsversorgungseinheit Current / voltage supply unit
- 16, 17 16, 17
- Elektrische Kontaktierungseinheiten Electrical contacting units
- 16a, 17a 16a, 17a
- Erste, zweite Stromschiene First, second busbar
- 16b, 17b 16b, 17b
- Erstes, zweites Kontaktierungselement First, second contacting element
- 18 18
- Dialysezellenelement Dialysis cell element
- 19a, 19b 19a, 19b
- Längsseitenwände Longitudinal side walls
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015122467.4A DE102015122467A1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Plant and method for treating workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015122467.4A DE102015122467A1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Plant and method for treating workpieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015122467A1 true DE102015122467A1 (en) | 2017-06-22 |
Family
ID=58993369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015122467.4A Withdrawn DE102015122467A1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Plant and method for treating workpieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015122467A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3325068A1 (en) * | 1983-07-12 | 1985-01-24 | Herberts Gmbh, 5600 Wuppertal | METHOD FOR COATING SINGLE-SIDED OPEN HOLLOW BODIES |
DE2939190C2 (en) * | 1978-09-29 | 1987-11-26 | The Goodyear Tire & Rubber Co., Akron, Ohio, Us | |
DE102012218495A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for performing cathodic dip painting of to-be-painted object, involves adjusting ion concentration of anolyte recovered from anolyte system and supplying anolyte to portion of ultra-filtrate |
-
2015
- 2015-12-21 DE DE102015122467.4A patent/DE102015122467A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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