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Die Erfindung bezieht sich auf eine industrielle Oberflächenbehandlungsanlage mit einer geteilten Behandlungskammer, deren Behandlungskammerteile dichtend zusammenpassen und zum Be- und Entladen voneinander trennbar sind, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen die Behandlungskammerteile in einer Lage zueinander bringbar sind, in der Dichtflächen zueinander in einer Fluchtachse liegen, und ferner Mittel vorgesehen sind, mit denen die Behandlungskammerteile in die Schließstellung überführbar sind.
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In der
EP 0 956 163 B1 ist eine Reinigungsanlage beschrieben. Die bekannte Reinigungsanlage weist zwei behälterartige Behandllungskammerteile auf, die zu einer vollständigen Behandlungskammer ergänzbar sind. Es handelt sich um ein Unterteil und um ein Oberteil, wobei mehrere Unterteile vorhanden und an einer drehbaren Säule befestigt sind, und ein Oberteil an einer ortsfesten Säule angebracht ist. Ein Unterteil und das Oberteil können beispielsweise mit einer Taktsteuerung in eine mit den offenen Seiten zueinander fluchtenden Stellung gebracht werden. Anschließend kann das Oberteil mit einer Hubvorrichtung in die Arbeitsstellung abgesenkt werden. Die Fluchtachse der beiden Behandlungskammerteile verläuft vertikal und dementsprechend ist die Teilungsebene der Behandlungskammer horizontal ausgerichtet.
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Bei einer derartigen Reinigungsanlage kommt es darauf an, dass die Behandlungskammer in der Teilungsebene dicht, vakuumdicht bzw. druckdicht schließbar ist. Hierzu ist in der
EP 0 956 163 B1 , Spalte
12, Zeilen
50-53 folgendes ausgeführt: Die Ränder des Oberteiles
26 und des Unterteiles
13 können komplementäre Dichtflächen besitzen, die einen hermetischen Verschluss herbeiführen.
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Durch Ungenauigkeiten der Taktsteuerung oder durch Justierfehler können Abweichungen von der Fluchtachse auftreten, die zu einem Seitenversatz oder Höhenversatz der beiden Behandlungskammerteile zueinander oder zu einem Winkelversatz führen. In solchen Fällen ist ein hermetischer Verschluss der Behandlungskammer nicht erreichbar. Dementsprechend sind ein erhöhter Zeitaufwand bei der Einjustierung der Reinigungsanlage und ein erhöhter Wartungsaufwand zur Beseitigung solcher Fehler erforderlich. Es ist kein automatischer Fehlerausgleich oder Toleranzausgleich solcher im Regelfall kleinen Fehlstellungen möglich, weil eine starre Halterung der Behandlungskammerteile vorgesehen ist, die dazu führt, dass in der Arbeitsstellung (Schließstellung) der beiden Behandlungskammerteile der Versatz, sei er auf eine winklige Fehlstellung oder eine seiten- oder höhenversetzte Fehlstellung zurückzuführen ist, zu einem Spalt zwischen den Dichtflächen führt. Bei einer derartigen, mit Über- oder Unterdruck betriebenen Behandlungskammer führen bereits sehr kleine Toleranzabweichungen der beiden fügbaren Behandlungskammerteile zu Undichtigkeiten.
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Durch die
EP 0 227 275 ist eine Oberflächenbehandlungsanlage mit „elastic joints 21“ bekannt. Es ist beschrieben, dass eine Abdichtung der Kammer erfolgt. Es ist keine Ausgleichsvorrichtung beschrieben, mit der Fluchtfehler der Behandlungskammerteile ausgeglichen werden können. Es handelt sich dabei um eine Dichtung zwischen den Dichtflächen der Kammer. Mit einer Gummidichtung kann in der Schließstellung die Dichtheit herbeiführt werden. Im Betrieb der Behandlungskammer, die mit Unter- oder Überdruck betrieben wird, führt ein Fluchtfehler in der Schließstellung zu einer Leckage.
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Die
EP 0 341 184 beschreibt eine ähnliche Anlage, die zum Stand der Technik keine relevanten Details enthält.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit und Funktionsweise der Oberflächenbehandlungsanlage zu verbessern insbesondere Fluchtfehler der Behandlungskammerteile mit einfachen Mitteln auszugleichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Probleme im wesentlichen durch die starre Halterung der Behandlungskammerteile begründet sind. Sind die Behandlungskammerteile definiert beweglich zueinander angeordnet, kann allein durch die aufgewendete Schließkraft bzw. Haltekraft an einem Behandlungskammerteil dafür gesorgt werden, dass die Dichtflächen sich plan zueinander ausrichten und sicher Dichten.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass wenigstens eines der korrespondierenden Behandlungskammerteile an einer Ausgleichsvorrichtung befestigt ist, mit der Fluchtfehler der Behandlungskammerteile zueinander in der Arbeitsstellung (Schließstellung) ausgleichbar sind. Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass Behandlungskammerteile federelastisch an der Ausgleichsvorrichtung befestigt sind mit der ein Behandlungskammerteil an Fluchtachsenfehlstellungen eines komplementären Behandlungskammerteils anpassbar ist und Fluchtfehler korrespondierender Behandlungskammerteile in der Schließstellung ausgleichbar sind, und die Ausgleichsvorrichtung mit einer Schließvorrichtung des Behandlungskammerteils verbunden ist.
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Die Ausgleichsvorrichtung kann beispielsweise nach Art einer kardanischen Aufhängung ausgebildet sein. Der Behandlungskammerteil kann in der kardanischen Aufhängung eingebaut sein, so dass eine allseitige Drehung ermöglicht wird. Auch eine „schwimmende“ Lagerung mit der Ausgleichsvorrichtung ist möglich, mit der das Behandlungskammerteil zwischen Federelementen schwingen kann und eine axiale und/oder radiale Bewegung erlaubt. Es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass eine exakte Führung mit der Ausgleichsvorrichtung erfolgt. Vorteilhaft ist, wenn im Bereich der Dichtfläche eine Höhen- und Seitenführung in der Fluchtachse erfolgt und im Bereich der der Dichtfläche gegenüberliegenden Stirnfläche des Behandlungskammerteiles die beschriebene kardanische oder „schwimmende“ Aufhängung angebracht ist.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich das Behandlungskammerteil durch Aufbringung der Schließkraft selbsttätig plan an der Dichtfläche des korrespondierenden Behandlungskammerteiles ausrichtet. Dadurch entfallen zeitraubende Justierungen der Behandlungskammerteile sowie Betriebsunterbrechungen durch Fehlstellungen der Dichtflächen. Das hat zur Folge, dass der Wartungsaufwand der Reinigungsanlage verringert werden kann.
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Durch die federelastische Ausgleichsvorrichtung kann sich das Behandlungskammerteil an Fluchtachsenfehlstellungen des komplementären Behandlungskammerteiles in der Arbeitsstellung anpassen. Vorteilhaft hierbei ist, dass lediglich ein Behandlungskammerteil mit der Ausgleichsvorrichtung ausgerüstet zu werden braucht. Dabei ist es unerheblich, welches der korrespondierenden Behandlungskammerteile eine Fehlstellung aufweist. Hat das mit der Ausgleichsvorrichtung ausgerüstete Behandlungskammerteil eine Fehlstellung, so kann diese Fehlstellung mit der Ausgleichsvorrichtung angepasst werden. Hat das andere Behandlungskammerteil gegenüber dem Behandlungskammerteil mit der Ausgleichsvorrichtung eine Fehlstellung, kann diese Fehlstellung ebenfalls mit der Ausgleichsvorrichtung angepasst werden. Selbst wenn beide Behandlungskammerteile außerhalb der Solllage sich befinden, ist eine Anpassung möglich.
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Von Fehlstellungen ist die Rede, wenn sich Fehler außerhalb zulässiger Toleranzen ergeben. Was die Ausbildung der Dichtflächen betrifft, kann die Erfindung im Prinzip für gängige Dichtungsmaßnahmen verwendet werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Behandlungskammerteil mit biegeelastischen Schenkeln an der Ausgleichsvorrichtung gehalten. Die Schenkellänge ist so bemessen, dass die federelastischen Eigenschaften des Schenkelmaterials ausgenutzt werden. Vorteilhaft können Flachprofile benutzt werden (Stahl- oder Aluminiumprofil). Je nach Art der Fehlstellung können die Schenkel auch auf Verdrehung im elastischen Bereich beansprucht werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Behandlungskammerteil mit einer Dreipunktaufhängung mit der Ausgleichsvorrichtung verbunden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind biegeelastische Schenkel im vorderen Bereich, also dem der Dichtfläche zugewandten Endbereich und dem hinteren Bereich, d. h. der Dichtfläche gegenüberliegenden Stirnfläche des Behandlungskammerteiles angebracht, wobei die vorderen Schenkel axial in Richtung der Fluchtachse und die im Bereich der rückseitigen Stirnfläche radial zur Fluchtachse biegbar sind. In der Praxis hat sich eine Anordnung bewährt, bei der die Schenkel aus Flachprofilen bestehen. Die vorderen Schenkel sind paarig an den gegenüberliegenden Längsseiten des Behandlungskammerteiles gelagert. Die Schenkel sind mit dem geringsten Biegewiderstand in Biegerichtung (axial) angeordnet. Die hinteren Schenkel sind zu einem U geformt, und das Behandlungskammerteil ist am Mittelschenkel des U's gelagert. Die Biegerichtung mit dem geringsten Biegewiderstand verläuft quer zur Fluchtachse des Behandlungskammerteiles. Die Lagerung am Mittelschenkel erfolgt mit einem Lagerzapfen, der axial beweglich in einer Lageraufnahme geführt ist.
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Die Wirkungsweise der Ausgleichsvorrichtung ist wie folgt:
- Angenommen die beiden Behandlungskammerteile haben in der zueinander fluchtenden Lage einen vertikalen Winkelfehler, so werden beim Schließen der Behandlungskammer die beiden Behandlungskammerteile zunächst punktförmig zusammenstoßen, entweder am oberen oder am unteren Rand (Dichtrand). Ein Schließmechanismus erzeugt eine Schließkraft, die so groß ist, dass das Behandlungskammerteil sich zum anderen Behandlungskammerteil ausrichtet, eine plane Anlage erfolgt, indem sich der Mittelschenkel des U- Schenkels durchbiegt und die vorderen Schenkel eine axiale Schubbewegung ermöglichen. Tritt ein horizontaler Winkelfehler auf, kann mit den Längsschenkeln des U's eine Anpassung erfolgen. Es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass die Schließkraft aufrechterhalten bleibt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Öffnen und Schließen der Behandlungskammer horizontal, dementsprechend ist die Behandlungskammer quer zu ihrer Fluchtachse (quer zur Längsrichtung) geteilt und mit der Fluchtachse in eine horizontale Lage angeordnet. Das erleichtert das Be- und Entladen der Behandlungskammer mit dem Behandlungsgut.
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Die Erfindung ist für eine als Kreisläufer mit einer zentralen drehbaren Säule ausgebildeten Reinigungsanlage, Trocknungsanlage oder Phosphatierungsanlage einsetzbar.
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Vorteilhaft ist der an der Ausgleichsvorrichtung befestigte Behandlungskammerteil mit einer stationären Schließvorrichtung betätigbar und der andere Behandlungskammerteil quer zur Betätigungsrichtung des ersten Behandlungskammerteiles bewegbar an der drehbaren Säule befestigt.
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Eine solche, als Kreisläufer ausgebildete Behandlungsanlage ist taktgesteuert und hat mehrere Behandlungskammerteile, die zueinander versetzt an der Säule angebracht sind. Ferner sind mehrere, die ersten Behandlungskammerteile ergänzenden Behandlungskammerteile vorgesehen, die versetzt zueinander konzentrisch um die Säule herum angeordnet sind. Vorteilhaft ist das an der Säule befestigte Behandlungskammerteil im wesentlichen deckelartig und das komplementäre Behandlungskammerteil behälterartig ausgebildet. Die Aufnahme für das Behandlungsgut befindet sich vorteilhaft am deckelartigen Behandlungskammerteil.
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Die Schließvorrichtung kann als lineare Schubvorrichtung mit einem Antrieb ausgebildet sein. Die Schließvorrichtung ist über die biegeelastischen Schenkel der Ausgleichsvorrichtung mit dem Behandlungskammerteil verbunden. Die biegeelastischen Schenkel können mit einem in Führungen gelagerten Schlitten der Schließvorrichtung verbunden sein.
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Nachfolgend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1: Eine schematische Darstellung einer Oberflächenbehandlungsanlage,
- 2: Die Draufsicht auf die Oberflächenbehandlungsanlage nach 1,
- 3: Eine Detaildarstellung im Bereich einer geöffneten Behandlungskammer mit Fehlstellung eines Behandlungskammerteiles,
- 3a Einen Schnitt entlang der Linie A - B der FIG: 3,
- 4: Die Behandlungskammer nach 3 im geschlossenen Zustand.
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Die in den Figuren der Zeichnungen schematisch dargestellte Anlage dient zum Oberflächenbehandeln wie Reinigen, Spülen, Trocknen oder phosphatieren von industriellen Werkstücken 1, beispielsweise Motorteilen, insbesondere Kurbelgehäusen, Kupplungsgehäusen, Zylinderköpfen und dgl..
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Die Oberflächenbehandlungsanlage gemäß den 2 und 3 kann zum Spritzreinigen oder Flutinjektionsreinigen des Reinigungsgutes benutzt werden. Die Reinigungsanlage ist als sogenannter „Kreisläufer“ mit stationären Behandlungsstationen 2, 3, 4, 5 aufgebaut und arbeitet in taktgesteuerter Betriebsweise, bei der in jeder Station ein Behandlungszyklus abgearbeitet wird. Nach Abschluß eines Behandlungszyklusses wird das Reinigungsgut einen Behandlungstakt weiterbefördert, zum abarbeiten des nächsten Behandlungszyklusses. In der Station 2 erfolgt das Beladen mit verschmutztem Reinigungsgut und das Entladen des gereinigten Gutes. In der Station 3 wird Gewaschen, in Station 4 Gespült und/oder Abgeblasen und in Station 5 Vakuumgetrocknet. Dementsprechend sind in den Stationen 3, 4, 5 die entsprechenden Mittel zum Behandeln mit einem Behandlungsmedium vorgesehen. Es kann sich um Spritz- oder Sprühdüsen zum Verspritzen oder Versprühen einer Reinigungs-, oder Spülflüssigkeit oder um eine oder mehrere Luftduschen handeln, mit der das Reinigungsgut 1 mit Druckluft abgestrahlt wird. Zur Vakuumtrocknung ist eine Behandlungskammer erforderlich, in der ein Unterdruck erzeugt werden kann.
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Jede Behandlungsstation 3, 4 und 5 hat eine Behandlungskammer 6, 7, 8, die jeweils um 90° zueinander versetzt um eine zentrale Säule 9 herum angeordnet sind. Die Be- und Entladestation 2 ergänzt den Vollkreis und ist zur Behandlungskammer 6 bzw. Behandlungskammer 8 ebenfalls um 90° versetzt angeordnet, so dass die Anlage in 90° Taktschritten gesteuert wird.
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Die Behandlungskammern 6, 7, 8 sind geteilt, in einen im wesentlichen deckelartigen Behandlungskammerteil 10 und einen behälterartigen Behandlungskammerteil 11, 12, 13. Es sind insgesamt vier gleiche Behandlungskammerteile 10 und drei im wesentliche gleiche Behandlungskammerteile 11, 12, 13 vorhanden. Unterschiede können in der unterschiedlichen Ausstattung dieser Behandlungskammerteile begründet sein.
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Die deckelartigen Behandlungskammerteile 10 sind an der Säule 9 jeweils um 90° zueinander versetzt angebracht. Am Deckelteil 10 ist eine drehbare Aufnahme 14 für das Behandlungsgut 1 vorhanden. Zum konstruktiven Aufbau dieser Anordnung ist ein Tisch 15 an der Säule 9 befestigt, an dem die Behandlungskammerteile 10 befestigt sind. Auf einer nicht näher bezeichneten Plattform des Tisches 15 sind Lagerböcke 16 für die Aufnahmen 14 installiert. Jeder Lagerbock 16 hat eine Kupplung 17. Der Antrieb der Aufnahme 14 erfolgt mit einem Motor 18. Die Kupplungen 17 sind ausgerückt, wenn die Säule 9 um einen 90° Takt verstellt wird. Zum Drehen der Aufnahmen 14 werden die Kupplungen 17 eingerückt. Zum Drehen der Säule in 90° Schritten ist ein steuerbarer Elektroantrieb 19 vorgesehen.
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Die Behandlungskammerteile 11, 12, 13 sind an stationären Aufhängevorrichtungen 20 einer Tragstruktur 21 der Reinigungsanlage befestigt. Die Aufhängevorrichtungen 20 weisen jeweils eine Schließvorrichtung 22 und eine Ausgleichsvorrichtung 23 auf. Mit der drehbaren Säule 9 werden die Behandlungskammerteile 10 in einer zu den Behandlungskammerteilen 11, 12, 13 fluchtenden Stellung gebracht. Diese Stellung ist in einer Fluchtachse X definiert, in der die Dichtflächen 24, 25 beider komplementären Behandlungskammerteile zu einer wirksamen Abdichtung führen. Mit den Schließvorrichtungen 22 werden die in der Fluchtachse X sich befindenden Behandlungskammerteile 11, 12, 13 in die Arbeitsstellung, d.h. Schließstellung gebracht, in der sich beide Behandlungskammerteile zu einer vollständigen Behandlungskammer 6, 7, 8 ergänzen, und in der ein Behandlungszyklus gestartet werden kann. Mit der drehbaren Säule 9 wird die fluchtende Stellung komplementärer Behandlungskammerteile und mit der Schließvorrichtung wird die Arbeitsstellung herbeigeführt, wobei die Betätigungsrichtung der Behandlungskammerteile 11, 12, 13 quer zur Drehrichtung der Behandlungskammerteile 10 erfolgt. Mit der Schließvorrichtung erfolgt nach Beendigung des Reinigungszyklusses auch die Öffnung der Behandlungskammer. Die Schließvorrichtung 22 ist als lineare Schubvorrichtung ausgeführt und an einer Platte 26 der Aufhängevorrichtung befestigt. Die Schließvorrichtung 22 besteht aus einem in Führungsstangen 27 gleitenden Schlitten 28, der über ein Kurbelgetriebe 29 von einem Motor 30 angetrieben und „Vor“ und „Zurück“ steuerbar ist. Die Behandlungskammern 11, 13, 13 sind mit den Schlitten 28 verbunden, so dass eine Offenstellung und eine Schließstellung einstellbar ist.
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Die Teilungsebene der Behandlungskammern 6, 7, 8 verläuft quer zur Fluchtachse X, wobei eine horizontale Funktionsweise der Behandlungskammern 6, 7, 8 vorgesehen ist, d.h. die Fluchtachse X verläuft zur Standfläche der Reinigungsanlage horizontal.
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Es erfordert einen relativ hohen Aufwand, die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen so zu koordinieren, dass beide Behandlungskammerteile 10, 11 so zueinander fluchten, dass beide Fluchtachsen exakt in einer einzigen Fluchtachse X zusammenfallen, in der allein eine wirksame Abdichtung mit den Dichtflächen 24, 25 erreichbar ist. Bereits kleine Fluchtfehler Y außerhalb einer zulässigen Toleranz führen zu Undichtheit der Behandlungskammer. Fluchtfehler Y können als vertikale und/oder horizontale Abweichungen von der Fluchtachse X auftreten. Mit der Ausgleichsvorrichtung 23 werden Fluchtfehler der Behandlungskammerteile 10; 11. 12, 13 zueinander in der Arbeitsstellung der Behandlungskammer 6, 7, 8 ausgeglichen. Die Behandlungskammerteile 11, 12, 13 sind federelastisch mit der Ausgleichsvorrichtung 23 verbunden und die Ausgleichsvorrichtung 23 ist mit der Schließvorrichtung 22 gekoppelt.
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Im einzelnen ist der Behandlungskammerteil 11, 12, 13 am vorderen und hinteren Teil an biegeelastischen Schenkeln 31, 32 am Schlitten 28 aufgehängt. Es handelt sich dabei um Flachprofile. Die Aufhängung ist als Dreipunktaufhängung mit vorne zwei geraden Schenkeln 31 an den Längsseiten des Behandlungskammerteiles 11, 12, 13 und hinten einen u-förmigen Schenkel 32 ausgeführt, dessen freie Enden am Schlitten 28 befestigt sind und an dessen Mittelschenkel 37 der Behandlungskammerteil 11, 12, 13 mit einem stirnseitigen Lagerzapfen 35 in eine Lageraufnahme 36 am Mittelschenkel 37 beweglich gelagert ist. Die vorderen Schenkel 31 sind mit Lageraugen 33 in Lagerzapfen 34 beweglich in Bewegungsrichtung und seitlich geführt. Die vorderen Schenkel 31 erlauben eine Anpassung in axialer Richtung der Fluchtachse X, und die hinteren Schenkel 32 passen sich einer radialen Bewegung an. Die vordere Lagerung fixiert den Behandlungskammerteil 11, 12, 13 in der Höhe zur Fluchtachse X und in radialer Richtung zur Seite, wobei eine Anpassung der Dichtflächen 24, 25 des am Drehtisch 15 befindlichen Behandlungskammerteiles 10 erfolgt. Die hintere Aufhängung ist so gestaltet, dass über Biegung im Flachprofil die Anpassneigung zum anderen Behandlungskammerteil 11, 12, 13 erfolgt, etwa durch Biegung des Mittelschenkels 37 nach oben oder unten oder Biegung der freien Schenkel des U's seitlich. Mit den Längsschenkeln der hinteren Schenkel 32 kann genügend Druckkraft von der Schließvorrichtung 22 auf das Behandlungskammerteil übertragen werden. Außer mit einem Kurbeiantrieb, kann die Schließkraft auch mit Pneumatik- oder Hydraulikzylindern erzeugt werden.
