DE102021110026A1

DE102021110026A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit

Info

Publication number: DE102021110026A1
Application number: DE102021110026.7A
Authority: DE
Inventors: Emil Hepting
Original assignee: OKA TECH GmbH; OKA-TECH GmbH
Current assignee: OKA TECH GmbH; OKA-TECH GmbH
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-04-22
Also published as: EP4079421A1; DE102021110026B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Behandeln von Gegenständen (12) mit einer Behandlungsflüssigkeit (24), umfassend eine Wandung (14), welche einen Hohlraum (22) umschließt, in den die Behandlungsflüssigkeit (24) eingebringbar ist, eine Halteeinrichtung (30), an welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) befestigt werden können und mit welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) derart in den Hohlraum (22) einbringbar sind, dass sie in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit (24) treten können, und eine Vibrationseinrichtung (41), mit welcher die Halteeinrichtung (30) in Vibrationen versetzt werden kann. Zudem weist die Vorrichtung (10) ein Kanalelement (62) auf, welches an der Außenfläche (28) der Wandung (14) angeordnet ist und einen Kanal (64) für ein Wärmeträgermedium bereitstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit. Insbesondere metallische Gegenstände werden häufig in einem Bad, das mit der Behandlungsflüssigkeit gefüllt ist, auf unterschiedliche Weise behandelt, wobei die Oberfläche der Gegenstände in Wechselwirkung mit der Behandlungsflüssigkeit tritt. Hervorzuheben sind Oberflächenreinigungen, Oberflächenentfettungen, Oberflächenbeizungen und Oberflächenphosphatierungen.
Um die Oberflächen mit dem gewünschten Ergebnis behandeln zu können, muss ein vollumfänglicher Kontakt der Oberfläche mit der Behandlungsflüssigkeit gewährleistet sein. Hierfür werden die zu behandelnden Gegenstände an einer Haltevorrichtung aufgehängt, welche zusammen mit den Gegenständen in die Behandlungsflüssigkeit getaucht wird. Dabei weisen die Gegenstände eine gewisse Beweglichkeit innerhalb der Behandlungsflüssigkeit auf. Es kann daher vorkommen, dass sich zwei benachbart an der Halteeinrichtung befestigte Gegenstände in zu geringem Abstand zueinander anordnen oder gar in Kontakt miteinander kommen. Hierdurch wird die Wechselwirkung zwischen der Oberfläche der zu behandelnden Gegenstände und der Behandlungsflüssigkeit beeinträchtigt, infolgedessen die Oberfläche im betreffenden Bereich nicht im notwendigen Umfang behandelt wird.
Die Verwendung von Abstandhaltern, mit welcher zwei benachbart angeordnete Gegenstände auf Abstand voneinander gehalten werden können, bietet keine Abhilfe, da die Abstandhalter ihrerseits in Kontakt mit den zu behandelnden Gegenständen kommen und so wiederum die Wechselwirkung zwischen den Oberflächen und der Behandlungsflüssigkeit stören. Da ungenügend behandelte Oberflächen zum Versagen der mit den Gegenständen hergestellten Bauteile oder der von den Gegenständen gebildeten Bauteile führen kann, müssen die betreffenden Gegenstände ausgesondert werden. In beiden Fällen ist der Ausschuss verhältnismäßig hoch.
Insbesondere dann, wenn Oberflächen phosphatiert werden sollen, werden die hierzu verwendeten Behandlungsflüssigkeiten auf eine Temperatur von ca. 65°C erwärmt. Hierzu werden Wärmetauscher verwendet, um die Wärme von einem Wärmeträgermedium, üblicherweise Wasser, in die Behandlungsflüssigkeit zu übertragen. Die Vorlauftemperatur der Behandlungsflüssigkeit beträgt beispielsweise 95°C. Zum Übertragen der Wärme vom Wärmeträgermedium auf die Behandlungsflüssigkeit werden die Wärmetauscher im Becken angeordnet, das mit der Behandlungsflüssigkeit gefüllt werden kann. Hierbei tritt die Situation auf, dass die Rohrbündel des Wärmetauschers mit zunehmender Betriebszeit verkrusten, wodurch sich der Wärmeübergang zunehmend verschlechtert. Daher müssen Verkrustungen in regelmäßigen Abständen entfernt werden, was eine zeitaufwendige Maßnahme unter anderem deshalb ist, weil die Rohrbündel des Wärmetauschers schlecht zugänglich sind.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit welcher es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, eine möglichst gute Wechselwirkung zwischen der Behandlungsflüssigkeit und der Oberfläche der zu behandelnden Gegenstände bereitzustellen.
Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher der Wärmeübergang mit einfachen Mitteln aufrecht erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit, umfassend

- eine Wandung, welche einen Hohlraum umschließt, in den die Behandlungsflüssigkeit eingebringbar ist,
- eine Halteeinrichtung, an welcher die zu behandelnden Gegenstände befestigt werden können und mit welcher die zu behandelnden Gegenstände derart in den Hohlraum einbringbar sind, dass sie in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit treten können, und
- eine Vibrationseinrichtung, mit welcher die Halteeinrichtung in Vibrationen versetzt werden kann.

Die Wandung kann dabei nach Art eines Beckens ausgeführt sein. Der Hohlraum, der von der Wandung umschlossen wird, beschreibt dabei den Abschnitt, in welchen die Behandlungsflüssigkeit eingefüllt werden kann. Die Innenfläche der Wandung kommt dabei in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit. Vorschlagsgemäß wird die Halteeinrichtung, auf welcher die zu behandelnden Gegenstände angeordnet sind, mit der Vibrationseinrichtung in Schwingung versetzt, so dass die Halteeinrichtung und die hieran befestigten Gegenstände beispielsweise oszillierende Bewegungen ausführen oder schwingen. Wie eingangs erwähnt, weisen die Gegenstände eine gewisse Beweglichkeit innerhalb der Halteeinrichtung auf. Infolge der Vibrationen bewegen sich die Gegenstände entsprechend, so dass verhindert wird, dass sich zwei benachbart angeordnete Gegenstände dauerhaft in einem zu geringen Abstand zueinander anordnen oder sich berühren. Zugleich übertragen sich die Vibrationen auch auf die Behandlungsflüssigkeit, so dass diese gut durchmischt wird. Infolgedessen wird die Ausbildung von Verarmungszonen verhindert, in welchen beispielsweise die Phosphatkonzentration infolge einer zu geringen Durchmischung überdurchschnittlich lokal stark abfällt. Mit der vorschlagsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Oberflächen der zu behandelnden Gegenstände auf die gewünschte Weise zu behandeln und den Umfang des Ausschusses zu verringern.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann die Vibrationseinrichtung mit elastischen Elementen bewegbar an der Wandung gelagert sein. Es ist nicht zwingend notwendig, die Vibrationseinrichtung an der Wandung zu befestigen, allerdings hat die Lagerung der Vibrationseinrichtung den Vorteil, dass die Vorrichtung kompakt und raumsparend ausgeführt werden kann. Die elastischen Elemente sorgen dafür, dass die Vibrationen nicht auf die Wandung übertragen werden können. Insofern entkoppeln die elastischen Elemente die Wandung von der Vibrationseinrichtung.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Vibrationseinrichtung einen Lagerungskörper aufweisen, an welchem zumindest drei elastische Elemente befestigt sind. Der Lagerungskörper ermöglicht es, die verschiedenen Bauteile der Vibrationseinrichtung optimal anzuordnen. Da die Behandlungsflüssigkeit in einigen Fällen korrosiv ist, kann sie Bauteile der Vibrationseinrichtung beschädigen. Der Lagerungskörper kann so ausgestaltet sein, dass empfindliche Bauteile von der Behandlungsflüssigkeit geschützt angeordnet werden können. Die Verwendung von drei elastischen Elementen gewährleistet eine statisch bestimmte Lagerung.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann der Lagerungskörper

- treppenförmig ausgestaltet ist und zumindest eine erste Ebene, eine zweite Ebene und eine dazwischen verlaufende Verbindungsebene aufweist, wobei
- die erste und die zweite Ebene parallel zueinander und vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsebene verlaufen und
- die erste Ebene mit zwei elastischen Elementen auf einer freien Stirnfläche der Wandung oder einem an einer Außenfläche der Wandung angeordneten ersten Wandvorsprung und
- die zweite Ebene mit zwei elastischen Elementen an einem an einer Außenfläche der Wandung angeordneten zweiten Wandvorsprung befestigt sind.

Die treppenförmige Ausgestaltung des Lagerungskörpers ermöglicht es, die erste Ebene und die zweite Ebene auf unterschiedlichen Höhen anzuordnen. Die erste Ebene kann dabei in etwa auf derselben Höhe wie die freie Stirnfläche der Wandung angeordnet sein, während die zweite Ebene deutlich tiefer angeordnet werden kann. Daher ist die zweite Ebene weniger stark den Einflüssen der Behandlungsflüssigkeit ausgesetzt. Aufgrund der Tatsache, dass die elastischen Elemente auf zwei verschiedenen Ebenen angeordnet werden können, weisen diese einen vergleichsweise großen Abstand voneinander auf. Hierdurch wird eine bessere Entkopplung der Vibrationseinrichtung von der Wandung erreicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Vibrationseinrichtung einen Kolbenvibrator umfassen, der vorzugsweise auf der zweiten Ebene angeordnet ist. Kolbenvibratoren können beispielsweise pneumatisch betrieben werden, wobei sich Kolbenvibratoren zum Bereitstellen von Schwingungen mit hohen Frequenzen und geringen Amplituden eignen. Derartige Schwingungen haben sich als besonders effektiv erwiesen, um eine gute Oberflächenbehandlung zu erzielen. Die Anordnung des Kolbenvibrators auf der zweiten Ebene schützt den Kolbenvibrator vor der Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit.
Eine weitergebildete Ausführungsform kann sich dadurch auszeichnen, dass die Vibrationseinrichtung lösbar mit der Halteeinrichtung verbindbar ist. In diesem Fall kann die Halteeinrichtung von der Vibrationseinrichtung gelöst werden, was insbesondere aus Gründen des Materialflusses vorteilhaft ist. So kann die Halteeinrichtung an einem geeigneten Ort mit den Gegenständen beschickt und anschließend zum Becken transportiert werden. Dort kann die Halteeinrichtung in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht und mit der Vibrationseinrichtung verbunden werden. Der Transport der Halteeinrichtung zur Vorrichtung und von der Vorrichtung weg kann hierdurch vereinfacht werden.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann die Vibrationseinrichtung einen Aufnahmeabschnitt aufweisen, in welchen ein Vorsprung der Halteeinrichtung einbringbar ist. Der Aufnahmeabschnitt kann eine V-förmige Nut aufweisen. Das Verbinden der Halteeinrichtung mit der Vibrationseinrichtung kann hierdurch vereinfacht werden. Die Halteeinrichtung muss nur in die Vibrationseinrichtung eingehängt werden. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung mit einem Kran oder einem Gabelstapler zur Vorrichtung hin transportiert und mit dem Vorsprung in den Aufnahmeabschnitt der Vibrationseinrichtung eingebracht werden. Das Verbinden und Lösen der Halteeinrichtung mit bzw. von der Vibrationseinrichtung lassen sich hierdurch besonders schnell durchführen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich anbieten, dass der Aufnahmeabschnitt auf der ersten Ebene angeordnet ist. Wie erwähnt, kann der Aufnahmeabschnitt in etwa auf der gleichen Höhe wie die freie Stirnfläche der Wandung angeordnet sein, so dass der Aufnahmeabschnitt gut zugänglich ist, ohne dass die Halteeinrichtung komplizierte Geometrien aufweisen muss. Hierdurch werden das Verbinden und Lösen der Halteeinrichtung mit bzw. von der Vibrationseinrichtung weiter vereinfacht.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vibrationseinrichtung einen Auflageabschnitt, auf welchen die Halteeinrichtung auflegbar ist. In dieser Ausführungsform wird die Halteeinrichtung direkt auf die Vibrationseinrichtung gelegt, ohne dass die Vibrationseinrichtung an der Wandung gelagert ist. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere dann, wenn das Becken versenkt und die Außenfläche der Wandung nicht frei zugänglich ist. Die Vibrationseinrichtung kann daher beabstandet und losgelöst vom Becken angeordnet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist an der Außenfläche der Wandung ein Kanalelement angeordnet, welches einen Kanal für ein Wärmeträgermedium bereitstellt. Insbesondere dann, wenn die Gegenstände phosphatiert werden sollen, wird die Behandlungsflüssigkeit auf ca. 65°C erwärmt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Wärmeträgermedium durch einen Kanal geführt, beispielsweise Wasser, welches beispielsweise eine Vorlauftemperatur von ca. 95°C aufweist. Der Kanal wird von einem Kanalelement gebildet, welches an der Außenfläche der Wandung angeordnet ist. Die Wärme wird durch die Wandung in die Behandlungsflüssigkeit eingebracht. Wie eingangs erwähnt, werden im Stand der Technik Wärmetauscher verwendet, um die Behandlungsflüssigkeit aufzuwärmen. Wie ebenfalls erwähnt, verkrusten die Rohrbündel des Wärmetauschers infolge des Kontakts mit der Behandlungsflüssigkeit, wodurch sich der Wärmeübergang in die Behandlungsflüssigkeit verschlechtert. Die Verkrustung muss daher regelmäßig entfernt werden, was insbesondere aufgrund der eingeschränkten Zugänglichkeit der Rohrbündel eine langwierige und schwierige Aufgabe ist, die sich kaum automatisieren lässt.
Die Wandungen der Becken sind üblicherweise aus Metall und weisen daher eine gute Wärmeleitfähigkeit auf. Zwar entstehen auch bei dieser Ausführungsform im Betrieb der Vorrichtung Verkrustungen an der Innenfläche der Wandung. Allerdings ist die Innenfläche deutlich besser zugänglich als ein Rohrbündel. Zudem ist die Innenfläche üblicherweise eben, weshalb sich die Verkrustungen einfacher lösen lassen, wozu beispielsweise ein Werkzeug nach Art eines Spachtels eingesetzt werden kann. Im Ergebnis wird daher die Beseitigung der Verkrustungen deutlich vereinfacht.
Während die Verwendung eines Wärmetauschers zu einer vergleichsweise lokalen Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit führt, wird die Behandlungsflüssigkeit unter Verwendung der Wandung deutlich großflächiger und damit gleichmäßiger erwärmt, was sich positiv auf die Oberflächenbehandlung auswirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kanalelement ein U-Profil, welches so an der Wandung befestigt ist, dass das U-Profil mit seiner offenen Seite zur Außenwand der Wandung hinzeigt. U-Profile sind standardmäßig verwendete Profile, die in der Anschaffung entsprechend günstig sind und sich vergleichsweise einfach so an der Wandung befestigen lassen, dass der Kanal bereitgestellt werden kann. Zudem wirken die U-Profile als Versteifungselemente zum Versteifen der Wandung, die je nach Größe des Beckens ohnehin vorgesehen werden müssen. Insofern kann auf weitere Maßnahmen zum Versteifen der Wandung verzichtet werden.
Eine Ausbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit, umfassend

- eine Wandung, welche einen Hohlraum umschließt, in den die Behandlungsflüssigkeit eingebringbar ist,
- eine Halteeinrichtung, an welcher die zu behandelnden Gegenstände befestigt werden können und mit welcher die zu behandelnden Gegenstände derart in den Hohlraum einbringbar sind, dass sie in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit treten können, und
- ein Kanalelement, welches an der Außenfläche der Wandung angeordnet ist und einen Kanal für ein Wärmeträgermedium bereitstellt.

Wie erwähnt, hat die Verwendung der Wandung zum Übertragen der Wärme vom Wärmeträgermedium auf die Behandlungsflüssigkeiten die Vorteile, dass sich die Verkrustungen im Vergleich zu Wärmetauschern einfacher lösen lassen, da die Innenfläche der Wandung besser zugänglich und üblicherweise eben ist. Zudem stellt sich eine gleichmäßigere Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit ein.
Bei einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, dass das Kanalelement ein U-Profil ist, welches so an der Wandung befestigt ist, dass das U-Profil mit seiner offenen Seite zur Außenwand hinzeigt. U-Profile sind standardmäßig verwendete Profile, die in der Anschaffung entsprechend günstig sind und sich vergleichsweise einfach so an der Wandung befestigen lassen, dass der Kanal bereitgestellt werden kann. Zudem wirken die U-Profile als Versteifungselemente zum Versteifen der Wandung, die je nach Größe des Beckens ohnehin vorgesehen werden müssen. Insofern kann auf weitere Maßnahmen zum Versteifen der Wandung verzichtet werden.
Eine fortentwickelte Ausbildung kann vorgeben, dass die Vorrichtung eine Vibrationseinrichtung aufweist, mit welcher die Halteeinrichtung in Vibrationen versetzt werden kann. Infolge der Vibrationen bewegen sich die Gegenstände innerhalb der Halteeinrichtung entsprechend, so dass verhindert wird, dass sich zwei benachbart angeordnete Gegenstände dauerhaft in einem zu geringen Abstand zueinander anordnen oder sich berühren. Zugleich übertragen sich die Vibrationen auch auf die Behandlungsflüssigkeit, so dass diese gut durchmischt wird. Infolgedessen wird die Ausbildung von Verarmungszonen verhindert, in welchen beispielsweise die Phosphatkonzentration infolge einer zu geringen Durchmischung überdurchschnittlich lokal stark abfällt. Mit der vorschlagsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Oberflächen der zu behandelnden Gegenstände auf die gewünschte Weise zu behandeln und den Umfang des Ausschusses zu verringern.
Nach Maßgabe einer fortentwickelten Ausbildung kann die Vibrationseinrichtung mit elastischen Elementen bewegbar an der Wandung gelagert sein. Es ist nicht zwingend notwendig, die Vibrationseinrichtung an der Wandung zu befestigen, allerdings hat die Lagerung der Vibrationseinrichtung den Vorteil, dass die Vorrichtung kompakt ausgeführt werden kann. Die elastischen Elemente sorgen dafür, dass die Vibrationen nicht auf die Wandung übertragen werden können. Insofern entkoppeln die elastischen Elemente die Wandung von der Vibrationseinrichtung.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einer Behandlungsflüssigkeit,
2 die in 1 gezeigte Vorrichtung, wobei aus Darstellungsgründen Teile der Wandung weggelassen worden sind, ebenfalls anhand einer perspektivischen Darstellung,
3 eine Schnittdarstellung durch die in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung,
4 eine vergrößerte Darstellung des in 3 gekennzeichneten Bereichs X,
5A eine prinzipielle Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel der vorschlagsgemäßen Vorrichtung, und
5B eine Schnittdarstellung entlang der in 5A definierten Schnittebene A-A.

In den 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung 10₁ zum Behandeln von Gegenständen 12 (siehe unter anderem 2) anhand von verschiedenen Ansichten gezeigt. Insofern bezieht sich die folgende Beschreibung gleichermaßen auf die 1 bis 4, sofern nicht anders angegeben. Die Vorrichtung 10₁ umfasst eine Wandung 14, welche im dargestellten Beispiel vier Seitenwände 18 und eine Bodenwand 20 (siehe insbesondere 4) umfasst. Die der Bodenwand 20 gegenüberliegende Seite ist offen, so dass die Wandung 14 nach Art eines Beckens ausgebildet ist. Die Wandung 14 umschließt daher einen Hohlraum 22, in welchem eine Behandlungsflüssigkeit 24 eingebracht werden kann (siehe insbesondere 5A), mit der die Oberflächen der Gegenstände 12, beispielsweise Kupplungsscheiben, behandelt werden können. Die Wandung 14 bildet eine nach innen zeigende Innenfläche 26, mit welcher die Wandung 14 mit der Behandlungsflüssigkeit 24 in Kontakt treten kann. Zudem bildet die Wandung 14 eine nach außen zeigende Außenfläche 28, die bestimmungsgemäß nicht mit der Behandlungsflüssigkeit 24 in Kontakt tritt.
Die Vorrichtung 10₁ umfasst ferner eine Halteeinrichtung 30, an welcher die zu behandelnden Gegenstände 12 befestigt werden können (siehe insbesondere 2). Die Halteeinrichtung 30 umfasst einen Tragrahmen 32, der Querstreben 34 aufweist, an denen die zu behandelnden Gegenstände 12 aufgehängt werden können. Der Tragrahmen 32 kann auf eine Bodenplatte 36 der Halteeinrichtung 30 aufgesetzt oder abgelegt werden. Die Bodenplatte 36 wiederum ist mit Streben 40 verbunden, an denen insgesamt vier nach außen zeigende Vorsprünge 38 befestigt sind, jeweils zwei Vorsprünge auf jeder Seite. Die Vorsprünge 38 sind im verbundenen Zustand in jeweils einen Aufnahmeabschnitt 39 eingebracht, die zu einer Vibrationseinrichtung 41 gehören. Die Vibrationseinrichtung 41 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei treppenförmige ausgebildete Lagerungskörper 42, die jeweils eine erste Ebene 44, eine zweite Ebene 46 und eine dazwischen angeordnete Verbindungsebene 48 aufweisen. Die Verbindungsebene 48 verläuft im montierten Zustand der Vorrichtung 10₁ parallel zur Seitenwand 18. Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich, sind die Lagerungskörper 42 mit jeweils vier elastischen Elementen 50 an der Wandung 14 befestigt, wobei an der ersten Ebene 44 zwei elastische Elemente 50 angeordnet sind, welche sich in diesem Fall auf einem ersten Wandvorsprung 52 abstützen, während an der zweiten Ebene 46 ebenfalls zwei elastische Elemente 50 angeordnet sind, die sich an einem zweiten Wandvorsprung 54 abstützen, wobei sowohl der erste Wandvorsprung 52 als auch der zweite Wandvorsprung 54 an der Außenfläche 28 der Wandung 14 befestigt ist. Der bereits erwähnte Aufnahmeabschnitt 39 ist auf der ersten Ebene 44 angeordnet. Auf der zweiten Ebene 46 ist ein Vibrator 56 angeordnet, der in diesem Fall als ein Kolbenvibrator 56 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die elastischen Elemente 50 als Federn ausgeführt.
In 5A ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorschlagsgemäßen Vorrichtung 10₂ anhand einer prinzipiellen Schnittdarstellung gezeigt. Der grundlegende Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 10₁ entspricht dabei weitgehend demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Vibrationseinrichtung 41 und insbesondere die Kolbenvibratoren 56 nicht an der Wandung 14 gelagert, sondern an einem separaten benachbarten Bauteil, beispielsweise auf einem Träger 58. Zudem bildet der Kolbenvibrator 56 einen Auflageabschnitt 60, auf welchem die Halteeinrichtung 30 abgelegt werden kann.
5B zeigt eine prinzipielle Schnittdarstellung entlang der in 5A definierten Schnittebene A-A. Man erkennt, dass an der Außenfläche 28 der Wandung 14 ein Kanalelement 62 befestigt ist, welches einen Kanal 64 für ein nicht dargestelltes Wärmeträgermedium bildet. Das Kanalelement 62 ist als ein U-Profil 66 ausgebildet, welches beispielsweise an der Außenfläche 28 mit der Wandung 14 verschweißt ist. In den Kanal 64 mündet eine Zuführleitung 68, durch welche das Wärmeträgermedium in den Kanal 64 gefördert werden kann. Über eine Abführleitung 70 kann das Wärmeträgermedium aus dem Kanal 64 abgeführt werden.
Das in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10₁ kann ebenfalls mit dem Kanalelement 62 ausgestattet werden.
Im Folgenden soll angenommen werden, dass die Oberflächen der zu behandelnden Gegenstände 12 phosphatiert werden sollen. Hierzu wird die vorschlagsgemäße Vorrichtung 10₁ nach dem ersten Ausführungsbeispiel oder die vorschlagsgemäße Vorrichtung 10₂ nach dem zweiten Ausführungsbeispiel auf folgende Weise betrieben: Zunächst wird die entsprechende Behandlungsflüssigkeit 24 in den von der Wandung 14 gebildeten Hohlraum 22 gefüllt (siehe insbesondere 5A). Anschließend wird das Wärmeträgermedium, insbesondere Wasser, auf die erforderliche Vorlauftemperatur gebracht und durch den Kanal 64 gepumpt. Infolgedessen wird die Behandlungsflüssigkeit 24 auf die für die Oberflächenbehandlung notwendige Temperatur gebracht, die beim Phosphatieren bei ca. 65°C liegt. Die Wärme wird dabei vom Wärmeträgermedium beim Durchströmen des Kanals 64 auf die Außenfläche 28 der Wandung 14 und von dort auf die Innenfläche 26 der Wandung 14 übertragen. Da die Innenfläche 26 mit der Behandlungsflüssigkeit 24 in Kontakt steht, wird die Wärme schlussendlich auf die Behandlungsflüssigkeit 24 übertragen, wodurch diese auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird.
Hat die Behandlungsflüssigkeit 24 die gewünschte Temperatur erreicht, wird die Halteeinrichtung 30 mit den an ihr aufgehängten zu behandelnden Gegenständen 12 in den Hohlraum 22 eingebracht, so dass die zu behandelnden Gegenstände 12 vollumfänglich von der Behandlungsflüssigkeit 24 umgeben sind. Im ersten Ausführungsbeispiel wird hierzu die Halteeinrichtung 30 beispielsweise mittels eines Krans oder dergleichen (nicht dargestellt) mit den Vorsprüngen 38 in die Aufnahmeabschnitte 39 der Vibrationseinrichtung 41 eingebracht (siehe insbesondere 4). Im zweiten Ausführungsbeispiel wir die Halteeinrichtung 30 auf die Auflageabschnitte 60 der Kolbenvibratoren 56 aufgelegt. Die Halteeinrichtung 30 weist weitere Vorsprünge 72 auf, welche beispielsweise der Kran bei der Handhabung der Halteinrichtung verwenden kann.
Die Halteeinrichtung 30 ist folglich an der Vibrationseinrichtung 41 aufgehängt. Der Kolbenvibrator 56 wird nun eingeschaltet, wodurch die Vibrationseinrichtung 41 in Schwingung versetzt wird. Die Schwingungen übertragen sich auf die Halteeinrichtung 30 und folglich auf die zu behandelnden Gegenstände 12. Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, sind die Gegenstände 12 auf den Querstreben 34 des Tragrahmens 32 der Halteeinrichtung 30 angeordnet, entlang welchen sie sich etwas bewegen können. Aufgrund der Vibrationen, die auf die Halteeinrichtung 30 übertragen werden, wird erreicht, dass sich zwei benachbarte Gegenstände 12 dauerhaft nicht in einem zu geringen Abstand voneinander anordnen oder sich berühren können. Zudem übertragen sich die Vibrationen auch auf die Behandlungsflüssigkeit 24, so dass sich ein gewisser Krafteintrag von der Halteeinrichtung 30 in die Behandlungsflüssigkeit 24 ergibt. Hierdurch wird eine gewisse Durchmischung erreicht und die Ausbildung von Verarmungszonen vermieden oder zumindest verringert. Infolgedessen kann die Behandlungsflüssigkeit 24 gut mit den zu behandelnden Oberflächen der Gegenstände 12 zusammenwirken, so dass im beschriebenen Fall eine wunschgemäße Phosphatierung erfolgen kann.
Nach der notwendigen Verweilzeit wird die Vibrationseinrichtung 41 deaktiviert und die Halteeinrichtung 30 aus dem Hohlraum 22 entfernt. Nun kann eine weitere Halteeinrichtung 30 in den Hohlraum 22 eingebracht und die dort aufgehängten Gegenstände 12 auf die oben beschriebene Weise behandelt werden.
Wie erwähnt, kann der Tragrahmen 32 auf der Bodenplatte 36 der Halteeinrichtung 30 abgelegt und wieder von dieser entnommen werden. Insofern ist die Halteeinrichtung 30 in sich zweiteilig ausgebildet. In vielen Fällen gehen der Phosphatierung eine Oberflächenentfettungen und/oder eine Oberflächenbeizungen voran. Diese Behandlungen werden in jeweils einer eigenen Vorrichtung 10 ausgeführt. Die Halteeinrichtung 30 wird daher zusammen mit den zu behandelnden Gegenständen 12 von einem Becken zum nächsten transportiert, wie erwähnt beispielsweise mit einem Kran. Nach abgeschlossener Oberflächenbehandlung kann der Tragrahmen 32 von der übrigen Halteeinrichtung 30 entnommen und gegen einen weiteren, mit nicht behandelten Gegenständen 12 bestückten Tragrahmen 32 ausgetauscht werden. Nun kann die mit dem weiteren Tragrahmen 32 beladene Halteeinrichtung 30 in den Hohlraum 22 eingebracht und die dort aufgehängten Gegenstände 12 auf die oben beschriebene Weise behandelt werden. Die zweiteilige Ausführung der Halteeinrichtung 30 ermöglicht daher eine schnelle Be- und Entladung derselben.
Insbesondere im Falle einer Phosphatierung bildet sich mit zunehmender Betriebsdauer eine Verkrustung auf der Innenfläche 26 der Wandung 14. Da mit zunehmender Dicke der Verkrustung der Wärmeübergang in die Behandlungsflüssigkeit 24 abnimmt und die Behandlungsflüssigkeit 24 mit einer gegebenen Vorlauftemperatur nicht mehr auf die gewünschte Temperatur gebracht werden kann, muss die Verkrustung entfernt werden. Hierzu wird die Behandlungsflüssigkeit 24 aus dem Hohlraum 22 abgelassen und die Verkrustung mit entsprechenden Werkzeugen, die nach Art eines Spachtels ausgeführt sein können, von der Innenfläche 26 entfernt.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
101, 102: Vorrichtung
12: Gegenstände
14: Wandung
16: Wandabschnitt
18: Seitenwand
20: Bodenwand
22: Hohlraum
24: Behandlungsflüssigkeit
26: Innenfläche
28: Außenfläche
30: Halteeinrichtung
32: Tragrahmen
34: Querstreben
36: Bodenplatte
38: Vorsprung
39: Aufnahmeabschnitt
40: Streben
41: Vibrationseinrichtung
42: Lagerungskörper
44: erste Ebene
46: zweite Ebene
48: Verbindungsebene
50: elastisches Element
52: erster Wandvorsprung
54: zweiter Wandvorsprung
56: Kolbenvibrator
58: Träger
60: Auflageabschnitt
62: Kanalelement
64: Kanal
66: U-Profil
68: Zuführleitung
70: Abführleitung
72: weitere Vorsprünge

Claims

Vorrichtung (10) zum Behandeln von Gegenständen (12) mit einer Behandlungsflüssigkeit (24), umfassend - eine Wandung (14), welche einen Hohlraum (22) umschließt, in den die Behandlungsflüssigkeit (24) eingebringbar ist, - eine Halteeinrichtung (30), an welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) befestigt werden können und mit welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) derart in den Hohlraum (22) einbringbar sind, dass sie in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit (24) treten können, und - eine Vibrationseinrichtung (41), mit welcher die Halteeinrichtung (30) in Vibrationen versetzt werden kann.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) mit elastischen Elementen (50) bewegbar an der Wandung (14) gelagert ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) einen Lagerungskörper (42) aufweist, an welchem zumindest drei elastische Elemente (50) befestigt sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerungskörper (42) - treppenförmig ausgestaltet ist und zumindest eine erste Ebene (44), eine zweite Ebene (46) und eine dazwischen verlaufende Verbindungsebene (48) aufweist, wobei - die erste Ebene (44) und die zweite Ebene (46) parallel zueinander und senkrecht zur Verbindungsebene (48) verlaufen, - die erste Ebene (44) mit zwei elastischen Elementen (50) auf einer freien Stirnfläche der Wandung (14) oder einem an einer Außenfläche (28) der Wandung (14) angeordneten ersten Wandvorsprung (52) und - die zweite Ebene (46) mit zwei elastischen Elementen (50) an einem an einer Außenfläche (28) der Wandung (14) angeordneten zweiten Wandvorsprung (54) befestigt sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) einen Kolbenvibrator (56) umfasst, der auf der zweiten Ebene (46) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) lösbar mit der Halteeinrichtung (30) verbindbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) einen Aufnahmeabschnitt (39) aufweist, in welchen ein Vorsprung (38) der Halteeinrichtung (30) einbringbar ist.
Vorrichtung (10) nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (39) auf der ersten Ebene (44) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) einen Auflageabschnitt (60) umfasst, auf welchen die Halteeinrichtung (30) auflegbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (28) der Wandung (14) ein Kanalelement (62) angeordnet ist, welches einen Kanal (64) für ein Wärmeträgermedium bereitstellt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalelement (62) ein U-Profil (66) ist, welches so an der Wandung (14) befestigt ist, dass das U-Profil (66) mit seiner offenen Seite zur Außenwand hinzeigt.
Vorrichtung (10) zum Behandeln von Gegenständen (12) mit einer Behandlungsflüssigkeit (24), umfassend - eine Wandung (14), welche einen Hohlraum (22) umschließt, in den die Behandlungsflüssigkeit (24) eingebringbar ist, - eine Halteeinrichtung (30), an welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) befestigt werden können und mit welcher die zu behandelnden Gegenstände (12) derart in den Hohlraum (22) einbringbar sind, dass sie in Kontakt mit der Behandlungsflüssigkeit (24) treten können, und - ein Kanalelement (62), welches an der Außenfläche (28) der Wandung (14) angeordnet ist und einen Kanal (64) für ein Wärmeträgermedium bereitstellt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalelement (62) ein U-Profil (66) ist, welches so an der Wandung (14) befestigt ist, dass das U-Profil (66) mit seiner offenen Seite zur Außenfläche (28) hinzeigt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Vibrationseinrichtung (41) aufweist, mit welcher die Halteeinrichtung (30) in Vibrationen versetzt werden kann.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (41) mit elastischen Elementen (50) bewegbar an der Wandung (14) gelagert ist.