DE10341998A1

DE10341998A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einem Kreislaufsystem

Info

Publication number: DE10341998A1
Application number: DE2003141998
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gramm
Original assignee: Gramm & Co KG GmbH
Current assignee: Gramm & Co KG GmbH
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-03-31

Abstract

Es werden eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (30) in einem Kreislaufsystem, insbesondere zur chemischen oder galvanischen Beschichtung, angegeben, wobei Prozessflüssigkeit aus einem Behälter (14, 15, 16) zunächst mittels einer selbstansaugenden Zusatzpumpe (34) bis in eine nicht selbstansaugende Pumpe (12) angesaugt wird, bevor die Prozessflüssigkeit mittels der nicht selbstansaugenden Pumpe (12) im Kreislaufbetrieb durch eine Prozesskammer (28) gefördert wird, die eine zu behandelnde Oberfläche enthält. Beim Umschalten zwischen einem ersten Kreislaufbetrieb mit einer ersten Prozessflüssigkeit und einem zweiten Kreislaufbetrieb mit einer zweiten Prozessflüssigkeit kann zur Minimierung von Abwasser zunächst ein Teil der Flüssigkeit in einen Abwasserbehälter (13) umgeleitet werden, bevor der Kreislaufbetrieb wieder aufgenommen wird (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einem Kreislaufsystem, insbesondere zur chemischen oder galvanischen Beschichtung, mit mindestens einer geschlossenen Prozesskammer zur Aufnahme einer zu behandelnden Oberfläche, der Prozessflüssigkeit aus einem Behälter mit Unterstützung einer Pumpe zugeführt wird und nach deren Durchströmung die Prozessflüssigkeit in einen Behälter zurückgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, bei dem Prozessflüssigkeit aus einem Behälter durch eine geschlossene Prozesskammer, die eine zu behandelnde Oberfläche enthält, geleitet wird und in einen Behälter zurückgeführt wird.

Bei der galvanischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken innerhalb von geschlossenen Prozesskammern, durch die eine Prozessflüssigkeit hindurchgeleitet wird, wird, wie aus der EP 0 445 120 B1 bekannt, in der Regel mit einem Unterdruck innerhalb der Prozesskammer gearbeitet, um ein Austreten von Prozessflüssigkeit im Falle eines Defektes zu vermeiden. Aus diesem Grund befindet sich die Pumpe zur Umwälzung der Prozessflüssigkeit hinter dem Ausgang der Prozesskammer, so dass die Pumpe als selbstansaugende Pumpe ausgebildet sein muss. Die Prozessflüssigkeit wird dann – ggf. nach Regeneration – über geeignete Ventile wieder in die Prozesskammer zurückgeführt.

Da derartige Galvanikbehandlungen zur galvanischen Behandlung von Teilen mit möglichst kurzen Prozesszeiten bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer erfolgen, muss die hierzu notwendige Pumpe eine erhebliche Förderleistung besitzen. Da solche selbstansaugenden Pumpen daneben auch unempfindlich gegenüber aggressiven Medien und ggf. einer Feststoffbeladung sein müssen, werden an derartige Pumpen besondere Anforderungen gestellt. Bspw. können hierzu Membranpumpen eingesetzt werden. Jedoch besitzen Membranpumpen für derartige Fördermengen eine erhebliche Baugröße und sind entsprechend teuer. Andere selbstansaugende Pumpen, wie etwa Kolbenpumpen, haben Nachteile wegen ihrer Anfälligkeit gegenüber Verunreinigungen der zu fördernden Flüssigkeit, wenn etwa mit einer gewissen Feststoffbeladung zu rechnen ist. Da außerdem solche Galvanikbehandlungen oder auch andere chemische Behandlungen in der Regel nacheinander mit einer ganzen Reihe von verschiedenen Prozessflüssigkeiten durchgeführt werden, müssen ferner die Depotverluste in den Pumpen vermieden werden, um eine Kontamination bei einem nachfolgenden Prozessschritt zu vermeiden. Auch aus diesem Grund sind Kolbenpumpen für einen derartigen Einsatzzweck kaum geeignet, da hierin immer gewisse Rückstände verbleiben.

Um einen zuverlässigen Ablauf der Oberflächenbehandlung in einer geschlossenen Prozesskammer zu gewährleisten, muss ferner sichergestellt werden, dass die verschiedenen Prozessflüssigkeiten, die nacheinander durch die Prozesskammer geleitet werden, möglichst zuverlässig aus den jeweiligen Behältern in die Prozesskammer geleitet werden und nach Durchströmen der Prozesskammer wieder zurückgeführt werden. Hierbei sollen beim Wechsel der Prozessflüssigkeit bei aufeinander folgenden Prozessschritten möglichst geringe Kontaminationen auftreten. Außerdem sollen die anfallenden Abwässer möglichst minimiert werden.

Es sind hierzu bereits Verteilereinrichtungen mit Ventilen bekannt, um eine möglichst schnelle Umschaltung zwischen verschiedenen Prozessflüssigkeiten zu ermöglichen.

So offenbart die DE 35 45 681 C2 ein Verteilerventil aus zwei um eine gemeinsame Achse gegeneinander verdrehbaren Körpern mit Durchbrüche umschließenden Partien. Durch Drehung der Körper können die Durchbrüche zur Deckung gebracht werden, so dass das jeweilige Medium durchfließen kann.

Aus der DE 35 09 764 C2 ist eine Verteilervorrichtung bekannt, bei der ein Gehäuse mit einer Durchgangsbohrung und Radialbohrungen vorgesehen ist. Ein Schieber mit Öffnungen ist in der Durchgangsbohrung verschiebbar angeordnet, so dass die Radialbohrungen verschließbar oder über eine der Öffnungen im Schieber mit der Durchgangsbohrung verbindbar sind.

In beiden bekannten Verteilervorrichtungen, die beide nach dem Revolver- oder Schieberprinzip arbeiten, ergeben sich im Wesentlichen zwei Probleme: Zum einen müssen bei solchen Durchflussanordnungen die Dichtungen zuverlässig und fehlerfrei funktionieren, um Leckagen und damit Materialverluste, sowie eine vorzeitige, unerwünschte Michung der jeweiligen Medien zu vermeiden. Da Dichtungen im Laufe der Zeit aber immer Verschleißerscheinungen zeigen, ist dies praktisch unmöglich. Zum anderen ist bei beiden Anordnungen immer mit gewissen Depotverschleppungen zu rechnen.

Aus der US 4 091 840 ist ferner ein Verteilersystem bekannt, das aus einer Mehrzahl von miteinander in Gruppen verkoppelten Ventilen aufgebaut ist, so dass eine transportable Einheit aus mehreren jeweils miteinander verkoppelten Ventilen gebildet ist. Diese können wahlweise mit entsprechenden Anschlüssen an ein Rohrleitungssystem oder an verschiedene Behälter angeschlossen werden, um entsprechende Steuerungsaufgaben zu übernehmen.

Diese Anordnung ist relativ komplex aufgebaut und ist auf Grund der zahlreichen Depotrückstände in den verschiedenen Leitungen und Ventilen nicht zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken geeignet. Sie ist vielmehr für den Einsatz in der Erdölindustrie vorgesehen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einem Kreislaufsystem, insbesondere zur chemischen oder galvanischen Beschichtung, anzugeben, womit gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lösungen ein einfacherer und kostengünstigerer Aufbau erreicht wird. Hiermit soll ein möglichst zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden. Auch sollen Kontaminationen und Depotverluste möglichst gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einem Kreislaufsystem, insbesondere zur chemischen oder galvanischen Beschichtung, gelöst, mit

– mindestens einer geschlossenen Prozesskammer zur Aufnahme einer zu behandelnden Oberfläche;
– mindestens einer Zuführleitung, über die ein Behälter mit Prozessflüssigkeit mit einem Eingang der Prozesskammer koppelbar ist;
– mindestens einer Pumpe, über die ein Ausgang der Prozesskammer über eine Abführleitung mit einem Behälter koppelbar ist;

wobei die Pumpe eine nicht selbstansaugende Pumpe ist, die mit einer selbstansaugenden Zusatzpumpe gekoppelt ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Erfindungsgemäß wird zum Ansaugen der Prozessflüssigkeit bis in die nicht selbstansaugende Pumpe eine selbstansaugende Zusatzpumpe verwendet. Wenn Prozessflüssigkeit mittels der Zusatzpumpe bis in die Pumpe angesaugt ist, kann die Pumpe eingeschaltet werden, um dann die Prozessflüssigkeit in der gewünschten Weise zu fördern.

Dies erlaubt es, eine besonders robuste und leistungsfähige Pumpe zur Förderung der Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer zu verwenden. Insbesondere kann bspw. eine Kreiselpumpe verwendet werden.

Damit wird eine besonders robuste und preiswerte Ausführung erreicht. Grundsätzlich können für die Pumpe jedoch beliebige Bauarten verwendet werden, sofern diese die notwendige Förderleistung aufweisen und ausreichend widerstandsfähig gegen die verwendeten Prozessflüssigkeiten sind.

Zweckmäßigerweise sollte die verwendet Pumpe eine bei Stillstand selbstentleerende Pumpe sein, um so Kontaminationen beim Wechsel zwischen verschiedenen Prozessflüssigkeiten zu vermeiden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ein Sensor vorgesehen, über den eine Einschaltung der Pumpe und vorzugsweise eine Abschaltung der Zusatzpumpe gesteuert wird, wenn der Sensor eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe registriert.

Auf diese Weise kann das Einschalten der Pumpe automatisch erfolgen, sobald die Pumpe ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Indem die Zusatzpumpe abgeschaltet wird, sobald der Sensor eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe registriert, wird es vermieden, dass eine selbstansaugende Zusatzpumpe nur geringer Leistung durch das bei Einschalten der Pumpe geförderte Medium überlastet wird.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung ist ein Ventil vorgesehen, über das die Verbindung zwischen Zusatzpumpe und Pumpe trennbar ist, sobald der Sensor eine Ansaugung von Flüssigkeit registriert.

Auf diese Weise wird durch Unterbrechung der Verbindung zur Zusatzpumpe eine Leckage über die Zusatzpumpe vermieden und im Normalbetrieb die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit nur in der daran angeschlossenen Leitung gefördert, nicht jedoch zur Zusatzpumpe.

Der Sensor zur Überwachung von Ansaugung von Flüssigkeit bis zur Pumpe ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung als Feuchtesensor oder als Drucksensor ausgebildet.

Hierbei kann insbesondere mit einem Drucksensor ein sehr robuster Aufbau erreicht werden.

Der Sensor kann grundsätzlich an beliebiger Stelle auf der Druckseite der Pumpe angeordnet sein. Er kann also bspw. auch mit der Pumpe oder der Zusatzpumpe kombiniert sein.

Die Zusatzpumpe ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung mit der Druckseite der Pumpe verbunden.

Auf diese Weise kann eine Vakuumpumpe als Zusatzpumpe genutzt werden, um die Ansaugung von Fluid bis zur Pumpe zu gewährleisten.

In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Zusatzpumpe über eine Stichleitung an die Druckseite der Pumpe angeschlossen.

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Zusatzpumpe nicht vom Flüssigkeitsstrom durchflossen wird, der von der Pumpe gefördert wird, die in der Regel eine deutlich größere Förderleistung als die Zusatzpumpe besitzt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Zusatzpumpe als Venturi-Pumpe oder als Membranpumpe ausgebildet.

Besonders mit einer Venturi-Pumpe, etwa in Form einer herkömmlichen Wasserstrahlpumpe wird ein einfacher und zuverlässiger Aufbau erreicht. Ggf. kann hierbei die Venturi-Pumpe im Kreislauf unter Verwendung eines Reservoirs und einer weiteren Pumpe betrieben werden, über die die Venturi-Düse gespeist wird. Auch könnte ein Hohlraum der nicht selbstansaugenden Pumpe als Reservoir für die Venturi-Pumpe genutzt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist eine Mehrzahl von Behältern über eine Verteileranordnung mit dem Eingang der Prozesskammer und mit dem Ausgang der Prozesskammer selektiv koppelbar.

Hierbei besteht die Verteilereinrichtung vorzugsweise mindestens aus einer ersten Gruppe von Ventilmodulen mit Ventilen, die eine selektive Kopplung verschiedener Behälter mit dem Eingang der Prozesskammer erlauben, sowie aus einer zweiten Gruppe von Ventilmodulen mit Ventilen, die eine selektive Kopplung des Ausgangs der Prozesskammer mit denselben Behälter oder mit einem Abwasserbehälter erlauben.

Auf diese Weise kann sowohl die Eingangsseite der Prozesskammer selektiv mit Prozessflüssigkeit aus den verschiedenen Behältern angesteuert werden als auch nach Durchströmen der Prozesskammer auf der Ausgangsseite die Prozessflüssigkeit entweder wieder in den jeweiligen Behälter zurückgeführt werden, so dass sich ein Kreislaufbetrieb ergibt, oder aber in einen anderen Behälter umgeleitet werden, bspw. einen Abwasserbehälter.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einem Kreislaufsystem gelöst, mit

– mindestens einer Prozesskammer zur Aufnahme einer zu behandelnden Oberfläche;
– einer Mehrzahl von Behältern mit Prozessflüssigkeit zur Speisung der Prozesskammer mit Prozessflüssigkeit und zum Auffangen von Prozessflüssigkeit nach Durchströmen der Prozesskammer;
– einer Verteilereinrichtung bestehend aus einer Mehrzahl von miteinander gekoppelten Ventilmodulen, wobei jedes Ventilmodul eine erste Stirnfläche und eine zweite davon beabstandete Stirnfläche aufweist, zwischen denen sich einen Hauptflusskanal erstreckt, der in den Stirnflächen mit einer Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung mündet, wobei jeweils ein über ein Ventil verschließbarer Seitenkanal in den Hauptflusskanal einmündet;
– wobei die Vorratsbehälter und der Auffangbehälter über die Verteilereinrichtung selektiv mit der Prozesskammer koppelbar sind, um eine wahlweise Zuführung von Prozessflüssigkeit aus einem der Behälter in die Prozesskammer zu ermöglichen und eine wahlweise Abführung von Prozessflüssigkeit aus der Prozesskammer in einen der Behälter zu ermöglichen; und
– mindestens einer Pumpe zur Förderung der Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer.

Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst. Durch die Verwendung einer derartigen Verteilereinrichtung, die aus einer Mehrzahl von miteinander gekoppelten Ventilmodulen aufgebaut ist, können die einzelnen Ventilmodule unmittelbar mit ihren Stirnflächen in der gewünschten Anzahl miteinander verbunden werden, so dass der Hauptflusskanal je nach der notwendigen Anzahl von Ventilmodulen nur die notwendige durch die Anzahl der Ventilmodule vorgegebene Länge aufweist und somit das Gesamtvolumen der Verteileranordnung minimiert wird. Auf diese Weise lässt sich eine Verteileranordnung aufbauen, deren Größe optimal auf die Anzahl der Behälter mit verschiedenen Prozessflüssigkeiten abgestimmt ist, wobei die Depotverluste und Kontaminationen bei Umschaltung zwischen verschiedenen Prozessflüssigkeiten so gering wie möglich gehalten werden.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung sind die beiden Stirnflächen eines jeden Ventilmoduls zueinander parallel.

Auf diese Weise können Verteilereinheiten mit beliebig vielen Ventilmodulen erstellt werden, indem die Ventilmodule einfach an ihren Stirnflächen miteinander dichtend verbunden werden, wobei der Hauptflusskanal, der sich bei jedem Ventilmodul von einer Stirnfläche bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche erstreckt, jeweils durch den nachfolgenden Hauptflusskanal des nachfolgenden Ventilmoduls entsprechend verlängert wird.

Die Ventilmodule können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch Verschlusselemente an ihren Stirnflächen gegenüber dem Hauptflusskanal abgedichtet sein. Hierbei kann das Verschlusselement bspw. als Abdeckplatte ausgebildet sein, die auf die Stirnfläche eines Ventilmoduls aufgeschraubt wird, um so den Hauptflusskanal an diesem Ende abzudichten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist zumindest ein Ventilmodul eine senkrecht zu den beiden Stirnflächen angeordnete Seitenfläche auf, in die der Seitenkanal mit einer Anschlussöffnung ausmündet.

Durch diese zueinander senkrechte Anordnung zwischen Hauptflusskanal einerseits und Anschlussöffnung andererseits wird ein modularer Aufbau einer Verteilereinrichtung aus einer größeren Anzahl von Ventilmodulen erleichtert.

In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Ventil einen quer zur Anschlussöffnung bewegbaren Ventilstößel auf, der gegen einen Ventilsitz an einer in den Hauptflusskanal mündenden Überströmöffnung bewegbar ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache und platzsparende Integration des Ventils zur Kopplung der Anschlussöffnung mit dem Hauptflusskanal.

Zum Antrieb des Ventilstößels ist grundsätzlich jede geeignete Antriebseinrichtung denkbar, also ein pneumatischer, hydraulischer, elektromagnetischer oder mechanischer Antrieb. Da für den Einsatz in einem Kreislaufsystem zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken nur relativ geringe Ventilkräfte notwendig sind, ist ein pneumatischer Antrieb jedoch bevorzugt.

Die Prozesskammer kann von einem Werkstück selbst gebildet sein, dessen Innenoberfläche die zu behandelnde Oberfläche darstellt. In der Regel wird die Prozesskammer jedoch von einem flüssigkeitsdichten Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang umschlossen und ist zur Aufnahme mindestens eines Werkstückes mit einer zu behandelnden Oberfläche ausbildet.

Im ersteren Falle könnte es sich bei den Werkstücken bspw. um Heizkörper, Kühler oder dergleichen handeln, deren Innenoberfläche galvanisch zu behandeln ist, bspw. zu vernickeln ist. In diesem Fall wird die Prozessflüssigkeit unmittelbar durch eine Zuleitung in den Eingang geführt und beim Ausgang über eine Ableitung abgeführt, so dass der Hohlraum des Werkstückes von der Prozessflüssigkeit durchströmt wird.

Im zweiten Fall ist die Prozesskammer in der Regel mit geeigneten Dichtungen versehen, um eine druckdichte Ausführung zu gewährleisten und um ggf. eine selektive Behandlung von Werkstückoberflächen zu erlauben.

Die Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken gelöst, bei dem Prozessflüssigkeit aus einem Behälter mittels einer nicht selbstansaugenden Pumpe über eine geschlossene Prozesskammer, die eine zu behandelnde Oberfläche enthält, angesaugt und in einen Behälter zurückgeführt wird, wobei zum Ansaugen der Prozessflüssigkeit bis in die Pumpe zunächst mittels einer selbstansaugenden Zusatzpumpe ein Unterdruck in der Pumpe erzeugt wird, bis die Pumpe mit Prozessflüssigkeit gefüllt ist und die Pumpe dann zur Förderung der Prozessflüssigkeit betrieben wird.

Wie bereits erwähnt ergibt sich hiermit eine besonders einfache und zuverlässige Ausführung, wobei bspw. unter Verwendung einer Kreiselpumpe als Pumpe auch gleich mehrere Prozesskammern parallel geschaltet und von Prozessflüssigkeit durchströmt werden können.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird hierbei die Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis in die Pumpe überwacht und Pumpe eingeschaltet, sobald eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit registriert wird.

Ferner wird die Zusatzpumpe vorzugsweise abgeschaltet; wenn eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe festgestellt wird.

Weiterhin wird die Verbindung zwischen Pumpe und Zusatzpumpe vorzugsweise unterbrochen, sobald eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe registriert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken gelöst, bei dem Prozessflüssigkeit aus einem von mehreren Behältern einer geschlossenen Prozesskammer zugeführt wird, die eine zu behandelnde Oberfläche enthält, und nach Durchströmen der Prozesskammer in einen der Behälter zurückgeführt wird, mit einem ersten Betriebszustand, in dem Prozessflüssigkeit im Kreislaufbetrieb aus einem ersten der Behälter zugeführt und nach Durchströmen der Prozesskammer in den ersten Behälter zurückgeführt wird, mit einem zweiten Betriebszustand, in dem Prozessflüssigkeit im Kreislaufbetrieb aus einem zweiten der Behälter zugeführt und nach Durchströmen der Prozesskammer in den zweiten Behälter zurückgeführt wird, wobei bei einem Übergang zwischen dem erster. und dem zweiten. Betriebszustand oder umgekehrt zunächst ein Teil der Prozessflüssigkeit in einen separaten Abwasserbehälter geleitet wird, bevor ein nachfolgender Teil der Prozessflüssigkeit im Kreislaufbetrieb in den ersten oder zweiten Behälter zurückgeführt wird.

Auf diese Weise wird ein Verfahren mit einer besonders geringen Kontamination der verwendeten Prozessflüssigkeiten gewährleistet und gleichzeitig eine Abfallminimierung erreicht.

So kann nämlich in Abhängigkeit von den bekannten Gegebenheiten der Leitungen bei der Umschaltung zwischen zwei aufeinander folgenden Betriebszuständen, in denen die Prozesskammer von unterschiedlichen Prozessflüssigkeiten im Kreislauf durchströmt wird, nur der kontaminierte Anteil der Prozessflüssigkeit in einen Abfallbehälter umgeleitet werden, so dass die Prozessflüssigkeit selbst nicht durch das Umschalten kontaminiert wird. Auf diese Weise wird die Verwendung von Spülkaskaden, die im Stand der Technik üblich ist, vollständig vermieden und eine Abfallminimierung erreicht.

Hierbei kann einer oder mehrere der Behälter Spülflüssigkeit enthalten und mindestens zwei weitere Behälter unterschiedliche Prozessflüssigkeiten enthalten.

In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung kann hierbei zwischen einem ersten Betriebszustand im Kreislaufbetrieb mit einer ersten Prozessflüssigkeit und einem zweiten Betriebszustand im Kreislaufbetrieb mit einer zweiten Prozessflüssigkeit zunächst ein Spülbetrieb mit einer Spülflüssigkeit durchgeführt werden.

Auf diese Weise kann eine besonders hochwertige Oberflächenbehandlung durch besonders reine Prozessflüssigkeiten erreicht werden.

Auch hierbei kann zunächst ein Teil der Spülflüssigkeit in einen separaten Abwasserbehälter geleitet werden, bevor eine Spülung im Kreislaufbetrieb erfolgt, um so den Abwasseranfall zu minimieren und die Verwendung von Spülkaskaden überflüssig zu machen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel eines Systems zur galvanischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken innerhalb einer Prozesskammer mit verschiedenen Prozessflüssigkeiten;
2 eine vergrößerte Ansicht einer erfindungsgemäßen Verteileranordnung bestehend aus fünf miteinander kombinierten Ventilmodulen; und
3 einen Schnitt durch ein Ventilmodul gemäß 2 in vergrößerter Darstellung.
In 1 ist eine Vorrichtung zur galvanischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken äußerst schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 weist eine geschlossene Prozesskammer 28 auf, in der ein Hohlraum 29 gebildet ist, in dem ein oder mehrere Werkstücke 30 aufgenommen sein können. Die Werkstücke 30 werden in die Prozesskammer eingesetzt und können durch die vorbeiströmende Prozessflüssigkeit, bei der es sich etwa um einen Elektrolyten handeln kann, behandelt werden.
Hierzu sind die Werkstücke entweder als Katode oder als Anode geschaltet und eine Gegenelektrode, die in Kontakt mit dem Elektrolyten ist, im Abstand vom Werkstück mit einem entgegen gesetzten Pol einer Gleichspannungsquelle 31 verbunden. Die Prozessflüssigkeit wird für die Galvanikbehandlung der Oberfläche des Werkstückes 30 mit hoher Geschwindigkeit durch die Prozesskammer 28 hindurchgeführt.
Die Prozessflüssigkeit wird aus insgesamt vier Behältern 13, 14, 15, 16 über eine insgesamt mit 17 bezeichnete Verteilereinrichtung durch die Prozesskammer 28 geleitet und nach Durchströmen der Prozesskammer wieder in einem der Behälter 13, 14, 15, 16 aufgefangen.
Hierbei könnte bspw. der Behälter 13 lediglich zur Aufnahme von Abwasser vorgesehen sein, während der Behälter 15 zur Aufnahme von Spülflüssigkeit ausgebildet ist und die Behälter 14 und 16 unterschiedliche Prozessflüssigkeiten enthalten. Die selektive Ansteuerung der einzelnen Behälter 13, 14, 15, 16 mit Hilfe der Verteilereinrichtung 17 wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Zur Förderung der Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer ist eine nicht selbstansaugende Pumpe vorgesehen, die über eine Leitung 33 mit dem Ausgang der Prozesskammer 28 verbunden ist. Die Pumpe 12 ist als Kreiselpumpe ausgeführt, womit ein besonders robuster und kostengünstiger Aufbau erreicht wird und gleichzeitig eine hohe Durchflussleistung ermöglicht wird. Um trotz des nicht selbstansaugenden Charakters der Kreiselpumpe eine Ansaugung von Flüssigkeit durch die Prozesskammer 28 bis in die Pumpe 12 zu ermöglichen, ist eine insgesamt mit der Ziffer 34 bezeichnete Zusatzpumpe vorgesehen, die selbstansaugend ausgeführt ist. Im dargestellten Fall handelt es sich bei der Zusatzpumpe 34 um eine Venturi-Pumpe in Form einer Wasser strahlpumpe, deren Strahlrohr 42 in ein Flüssigkeitsreservoir 36 mündet. Aus dem Flüssigkeitsreservoir 36 wird die Venturi-Pumpe über eine Leitung 40 mittels einer weiteren Pumpe 38 gespeist. Im Eintrittsbereich des Strahlrohrs 42, durch das die Flüssigkeit in Richtung des Pfeils 44 hindurchströmt, bildet sich ein Unterdruck aus, der über eine Stichleitung 48 und ein Ventil 50 auf die Leitung 35 übertragen wird, die druckseitig an die Pumpe 12 angeschlossen ist. Diese Leitung 35 ist über eine Rückführleitung 37 mit der Verteilereinrichtung 17 gekoppelt, von der sie aus selektiv mit einem der Behälter 13 bis 16 verbunden werden kann.
Um zu vermeiden, dass Prozessflüssigkeit über die Stichleitung 48 in die Zusatzpumpe 34 gelangt, was in Folge der hohen Förderleistung der Pumpe 12 im Vergleich zur Zusatzpumpe 34 zu einer Überlastung der Zusatzpumpe 34 führen würde, ist in der Verbindung zwischen der Druckseite der Pumpe 12 über die Leitung 35 mit der Stichleitung 48 ein Sensor 52 sowie ein Ventil 50 vorgesehen, mittels dessen die Stichleitung 48 von der Leitung 30 abgetrennt werden kann. Der Sensor 52, der bspw. als Feuchtesensor oder auch als Drucksensor ausgeführt sein kann, registriert den Durchtritt von Flüssigkeit und gibt ein Signal an eine Steuereinrichtung 54. Über die Steuereinrichtung 54 wird dann über eine Steuerleitung 58 der Motor 32 der Pumpe 12 eingeschaltet, womit die Förderung der Flüssigkeit im Kreislauf beginnen kann. Gleichzeitig wird von der Steuereinrichtung 54 über die Leitung 50 das als Magnetventil ausgebildete Ventil 50 geschlossen und über eine weitere Steuerleitung 60 die Pumpe 38 zum Betrieb der Zusatzpumpe 34 ausgeschaltet.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Pumpe 12 einerseits erst dann eingeschaltet wird, wenn diese ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt ist, so dass ein Trockenlauf vermieden wird. Andererseits wird gewährleistet, dass keinerlei Fluid aus der Leitung 35 in das System der Zusatzpumpe 34 übertritt, so dass auch keinerlei Leckagen auftreten.
Falls gewünscht, könnte natürlich auf ein separates Reservoir für die Zusatzpumpe 34 verzichtet werden und die Zusatzpumpe 34 unmittelbar in einen Hohlraum der Pumpe 12 münden. Die Pumpe 38 zum Betrieb der Venturi-Pumpe würde dann unmittelbar aus dem Hohlraum der Pumpe 12 ansaugen. Ggf. könnte auch auf einen Kreislaufbetrieb der Venturi-Pumpe gänzlich verzichtet werden.
Des Weiteren versteht es sich, dass anstelle einer Ausführung der Zusatzpumpe 34 als Venturi-Pumpe jede beliebige andere selbstansaugende Pumpe verwendet werden kann, um Fluid durch die Prozesskammer 28 hindurch bis zur Pumpe 12 zu führen, bis diese ausreichend gefüllt ist, um eingeschaltet zu werden. Bspw. könnte die Pumpe 34 als Membranpumpe ausgebildet sein.
Es versteht sich ferner, dass die Pumpe 12 selbst grundsätzlich beliebiger Ausführung sein kann, sofern sie ausreichend beständig gegenüber den verwendeten Flüssigkeiten ist und die notwendige Förderleistung erbringen kann.
Der Aufbau der Ventileinrichtung und der zugehörigen Ventilmodule wird nachfolgend an Hand der 2 und 3 näher erläutert.
In 2 ist eine Verteilereinrichtung, die im Wesentlichen der Verteilereinrichtung 17 gemäß 1 entspricht, schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 70 bezeichnet. Während die Verteilereinrichtung 17 gemäß 1 aus insgesamt sieben Ventilmodulen 20 besteht, die in einer ersten Gruppe 18 und einer zweiten Gruppe 19 angeordnet sind, besteht die Verteilereinrichtung 70 gemäß 2 zum Zwecke der Erläuterung lediglich aus einer einzigen Gruppe von Ventilmodulen 71, 72, 73, 74, 75, die miteinander verbunden sind.
Jedes Ventilmodul 71 bis 75 besitzt ein etwa quaderförmiges Volumen, mit einer ersten Stirnfläche 91 und einer zweiten, dazu parallelen Stirnfläche 92, zwischen denen sich ein Hauptflusskanal 76 erstreckt. Der Hauptflusskanal 76 mündet an den beiden Stirnflächen 91, 92, so dass sich an den jeweiligen Stirnflächen 91, 92 Öffnungen 95, 99 ergeben, mit denen der Hauptflusskanal 76 ausmündet.
Jedes Ventilmodul 71 bis 75 weist einen Seitenkanal 77 auf, der mit dem Hauptflusskanal 76 über ein Ventil 86 bis 90 gekoppelt ist und über eine Anschlussöffnung 81 bis 85 in einer zu den beiden Seitenflächen 91, 92 senkrechten Seitenfläche 109 ausmündet (3). Jeder Seitenkanal 77 ist somit winklig zum Hauptflusskanal 76 angeordnet und mündet in der zu den Seitenflächen 91, 92 senkrechten Seitenfläche 109.
Die einzelnen Ventilmodule 71 bis 75 können, wie aus 2 unmittelbar ersichtlich, in beliebiger Anzahl miteinander gekoppelt werden, indem sie an ihren Seitenflächen miteinander verbunden werden, vorzugsweise verschraubt werden. Der Hauptflusskanal 76 eines ersten Ventilmoduls 71 wird so durch die benachbarten Ventilmodule 72, 73, 74, 75 entsprechend verlängert. Durch die Verbindung von Ventilmodulen 71 bis 75 an ihren gegenüberliegenden Seitenflächen 91, 92 ergibt sich somit eine Gruppe von Ventilmodulen in Form eines Blockes, der in einer Richtung von einem Hauptflusskanal 76 durchsetzt ist und der entsprechend der Anzahl der verwendeten Ventilmodule 71 bis 75 eine Anzahl von dazu rechtwinklig ausmündenden Seitenkanälen 77 aufweist.
Grundsätzlich könnte die so entstehende Verteilereinrichtung 70 an beiden Enden des Hauptflusskanals 76 mit entsprechenden Anschlüssen versehen werden, um Zu- bzw. Abführleitungen zu befestigen.
Im vorliegenden Fall ist es allerdings bevorzugt, den Hauptflusskanal 76 an einem Ende der Verteilereinrichtung durch eine Abschlussplatte 78 zu verschließen, so dass das andere Ende für einen Zu- oder Abfluss zur Verfügung steht. Dazu wird vorzugsweise eine Anschlussplatte 79 auf die betreffende Seitenfläche 91 aufgeschraubt, um die dichtende Befestigung einer Anschlussleitung, eines Anschlussflansches oder dergleichen zu erleichtern. In der Anschlussplatte 79 gemäß 2 ist somit eine geeignete Anschlussöffnung 80 vorgesehen, die in der Verlängerung des Hauptflusskanals 76 liegt und die zur dichtenden Aufnahme einer Anschlussleitung ausgebildet ist (der Übersichtlichkeit halber sind in 2 die Details, wie Verschraubungen, Anschlusselemente, Dichtungen und dergleichen nicht dargestellt).
Durch die Kopplung einer Mehrzahl von Ventilmodulen entsteht jeweils ein Hauptflusskanal, der vorzugsweise an einem Ende abgedichtet ist und an dem anderen Ende als Zu- oder Abfluss dient und der über die Ventile der verwendeten Ventilmodule mit seitlichen Anschlusskanälen koppelbar ist, die dann entweder als Abflussöffnungen oder als Zuflussöffnungen dienen, je nach Ausgestaltung des Anschlusses des Hauptflusskanals.
Der Aufbau der einzelnen Ventilmodule wird nunmehr an Hand von 3 näher beschrieben, die einen Schnitt durch das Ventilmodul 71 längs der Linie III-III gemäß 2 in vergrößerter Darstellung zeigt.
Jedes Ventilmodul 71 besteht aus einem ersten Block 93 und aus einem zweiten Block 94, die in nicht näher dargestellter Weise miteinander verschraubt sind.
Der Hauptflusskanal 76 steht über eine kreisförmige Überströmöffnung 100 mit dem Seitenkanal 77 in Verbindung, der rechtwinklig zum Hauptflusskanal in einer rechtwinklig zu den beiden Seitenflächen 91, 93 ausgerichteten Seitenfläche 109 in einer Anschlussöffnung 81 ausmündet. An der Überströmöffnung 100 ist ein kegelförmiger Ventilsitz 101 gebildet, der mittels des Ventils 86 verschließbar ist. Hierbei ist das Ventil 86 als Tellerventil mit einem Ventilteller 97 ausgebildet, der an einem Ventilstößel 96 befestigt ist. Der Ventilstößel 96 ist in einer durch das Zentrum des Hauptflusskanals 76 verlaufenden und dazu senkrechten Richtung mittels eines Ventilkolbens 105 beweglich, um die Überströmöffnung 100 zu verschließen oder freizugeben. Im dargestellten Fall ist der Ventilstößel 96 pneumatisch angetrieben, wozu der Ventilkolben 105 innerhalb einer Bohrung 108 beweglich geführt ist. Der Ventilstößel 96 ist dabei durch eine Dichtungspackung 102 geführt, die den Seitenkanal 77 gegenüber der Bohrung 108 abdichtet. Zwischen dem Ventilkolben 105 und der Dichtungspackung 102 mündet am oberen Ende ein Druckkanal 106 in die Bohrung 108 ein, während am unteren Ende der Bohrung 108 ein weiterer Druckkanal 107 einmündet.
In der Darstellung gemäß 3 befindet sich der Ventilkolben 105 am oberen Ende der Bohrung 108, wozu der Druckkanal 106 entlüftet ist und der Druckkanal 107 mit einem Druckmedium, etwa mit Luft, beaufschlagt ist. In dieser Stellung liegt der Ventilteller 97 auf dem Ventilsitz 101 auf und dichtet mittels seines zusätzlichen Dichtungsrings 98 gegen den Ventilsitz 101 ab.
Soll dagegen die Verbindung zwischen dem Seitenkanal 77 und dem Hauptflusskanal 76 geöffnet werden, so wird der Druckkanal 107 entlüftet und der Druckkanal 106 mit Druck beaufschlagt, so dass sich der Ventilstößel 96 mit dem Ventilteller 97 vom Hauptflusskanal 76 wegbewegt und so den vollen Querschnitt der Überströmöffnung zum Seitenkanal 77 hin freigibt.
Es versteht sich, dass anstelle eines pneumatischen Antriebs des Ventilstößels 96 auch ein hydraulischer oder etwa ein elektromagnetischer Antrieb möglich ist.
Die erfindungsgemäßen Ventilmodule ermöglichen ein äußerst schnelles Schalten der Ventile bei nur minimalem Volumen der Ventilmodule und insbesondere des Gesamtvolumens von Hauptflusskanal und Seitenkanal.
Durch die modulare Kombinationsmöglichkeit einzelner Ventilmodule zur Herstellung einer Ventilgruppe, die einen gemeinsamen Hauptflusskanal und Seitenkanäle gemäß der Anzahl der verwendeten Ventilmodule aufweist, kann so eine besonders geeignete Verteilereinrichtung für die Oberflächenbehandlung von Werkstücken im Kreislaufsystem gemäß 1 aufgebaut werden.
Während in 2 lediglich eine aus fünf Ventilmodulen 71 bis 75 miteinander kombinierte Gruppe von Ventilmodulen beschrieben wurde, besteht die Verteilereinrichtung 17 gemäß 1 aus einer ersten Gruppe 18 von Ventilmodulen 20 und aus einer zweiten Gruppe 19 von Ventilmodulen, die miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt, sind. Obwohl die erste Gruppe 18 von Ventilmodulen und die zweite Gruppe 19 von Ventilmodulen räumlich miteinander gekoppelt sind, also die einzelnen Ventilmodule bspw. miteinander verschraubt sind, sind beide Gruppen 18, 19 von Ventilmodulen fluidmäßig vollständig voneinander getrennt. So wird die erste Gruppe 18 von Ventilmodulen durch drei miteinander gekoppelte Ventilmodule 20 gebildet, und die zweite Gruppe 19 von Ventilmodulen wird durch vier miteinander gekoppelte Ventilmodule gebildet. Beide Gruppen 18, 19 von Ventilmodulen sind an einem Ende durch aufgeschraubte Abdeckplatten 78 (vgl. 2) verschlossen, während am anderen Ende Anschlussplatten 79 (vgl. 2) zum Anschluss von Rohrleitungen angeschraubt sind.
So weist die erste Gruppe 18 von Ventilmodulen einen Hauptflusskanal 21 auf, der an einem Ende verschlossen ist und am anderen Ende über einen Anschluss 23 mit einer Leitung 27 verbunden ist, die an die Prozesskammer 28 angeschlossen ist. Die über die in 1 nicht dargestellten Ventile verschließbaren Seitenkanäle, die in die Hauptflusskammer 21 münden, stehen über geeignete Leitungen 25 mit den Behältern 14 bzw. 15 bzw. 16 in Verbindung. Somit kann aus den Behältern 14, 15, 16 bei jeweils geöffnetem Ventilmodul Prozessflüssigkeit angesaugt werden und über den Hauptflusskanal 21 und die Anschlussöffnung 23 in die zur Prozesskammer 28 führende Leitung 27 ausgegeben werden.
In der zweiten Gruppe 19 von Ventilmodulen ist der hierdurch gebildete Hauptflusskanal 22 gleichfalls an einem Ende durch eine Abdeckplatte 78 abgeschlossen, während das andere Ende des Hauptflusskanals über eine Eingangsöffnung 24 mit der Leitung 37 verbunden ist, die über die Leitung 35 mit dem Ausgang der Pump 12 gekoppelt ist. Die Anschlussöffnungen der vier Seitenkanäle der Ventilmodule, die über die integrierten Ventile verschließbar sind, sind über geeignete Leitungen 26 mit dem Abwasserbehälter 13 bzw. den drei Behältern für Spülflüssigkeit bzw. Prozessflüssigkeit 14, 15, 16 gekoppelt.
Auf diese Weise kann eine besonders vorteilhafte Prozessführung bei der Oberflächenbehandlung von Werkstücken 30 erreicht werden, die sich in der Prozesskammer 28 befinden.
Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, dass im Behälter 14 eine Prozessflüssigkeit zum Entfetten des Werkstückes 30 vorgesehen ist, während der Behälter 15 deionisiertes Wasser als Spülflüssigkeit enthält und der Behälter 16 eine Prozessflüssigkeit für eine bestimmte galvanische Beschichtung enthält. Der Behälter 13 dient dagegen als Abwasserbehälter.
Zu Beginn des Verfahrens soll beispielsweise zunächst eine Entfettung des Werkstückes 30 durchgeführt werden, wozu aus dem Behälter 14 Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer 28 gesaugt werden muss.
Hierzu wird zunächst die Zusatzpumpe 34 nach Einschalten der Pumpe 38 in Betrieb genommen und das Ventil 50 geöffnet. Gleichzeitig sind die beiden Ventilmodule, die mit dem Behälter 14 gekoppelt sind, geöffnet, während alle anderen Ventilmodule geschlossen sind. Es kann somit in Folge des von der Zusatzpumpe 34 erzeugten Unterdruckes Prozessflüssigkeit über die Verteilereinrichtung 17 durch die Leitung 27 durch die Prozesskammer 28 bzw. deren Hohlraum 29 und über die Leitung 33 bis in die Pumpe 12 angesaugt werden. Sobald der Sensor 52 den Zufluss von Flüssigkeit anzeigt, wird die Pumpe 12 in Betrieb gesetzt, das Ventil 50 geschlossen und die Zusatzpumpe 34 bzw. die Pumpe 38 abgeschaltet. Es kann nunmehr Prozessflüssigkeit aus dem Behälter 14 mittels der Pumpe 12 angesaugt und im Kreislaufbetrieb wieder in den Behälter 14 zurückgeführt werden.
Nach ausreichender Behandlungszeit soll etwa zunächst eine Spülung mit Spülflüssigkeit aus dem Behälter 15 durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst das Ventilmodul für den Zutritt von Prozessflüssigkeit aus dem Behälter 14 geschlossen und gleichzeitig das Ventilmodul für den Zutritt von Spülflüssigkeit aus dem Behälter 15 geöffnet. Für eine bestimmte Zeit wird die aus der Leitung 37 austretende Flüssigkeit in den Abwasserbehälter 13 umgeleitet, während kurz danach die rückfließende Spülflüssigkeit in den Spülbehälter 15 zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann zunächst der von der Prozessflüssigkeit 14 verunreinigte Teil in den Abwasserbehälter 13 geführt werden, während der spätere, weniger verunreinigte Teil wieder in den Behälter 15 zurückgeführt wird. Nach ausreichender Spüldauer erfolgt wiederum eine Umschaltung auf den Behälter 16. Dabei wird wieder zunächst der erste Teil der Prozessflüssigkeit 16 in den Abwasserbehälter 13 umgeleitet, bevor im Kreislaufbetrieb Prozessflüssigkeit aus dem Behälter 16 durch die Prozesskammer 28 geführt wird und auch wieder in den Behälter 16 zurückgeführt wird. Während dieser eigentlichen Galvanikbehandlung, die die größte Zeit des gesamten Verfahrens in Anspruch nimmt, wird natürlich die Spannungsquelle 31 zugeschaltet, um die galvanische Abscheidung aus der Prozessflüssigkeit (dem Elektrolyten) zu bewirken.
Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung lediglich das Grundprinzip erläutern soll, mittels dessen bei der Umschaltung zwischen Prozessflüssigkeiten aufeinander folgender Behandlungsschritte die Kontamination minimiert werden soll, um so eine besonders hochwertige Behandlung bei gleichzeitiger Abfallminimierung zu gewährleisten. Es versteht sich somit, dass natürlich beliebige Varianten der Verfahrensführung möglich sind, insbesondere, dass natürlich beliebig viele verschiedene Prozessflüssigkeiten nacheinander verwendet werden können, mit oder ohne Zwischenspülschritt und mit oder ohne Umleitung des Teils der Prozessflüssigkeit beim Umschalten zunächst in den Abwasserbehälter 13. Des Weiteren kann natürlich auch beim Umschalten von einer Prozessflüssigkeit auf die nächste Prozessflüssigkeit zunächst die Leitung in den bisherigen Behälter entleert werden und anschließend wieder neu angesaugt werden, wozu dann allerdings zunächst wieder die zusatzpumpe zum Ansaugen der Prozessflüssigkeit in Betrieb genommen werden muss. Ferner können natürlich mehrere Abwasserbehälter vorgesehen sein, um auf verschiedene Prozessflüssigkeiten abgestimmte Abfälle zu erzeugen, die wiederum getrennt entsorgt bzw. rezykliert werden können.

Claims

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (30) in einem Kreislaufsystem, insbesondere zur chemischen oder galvanischen Beschichtung, mit – mindestens einer geschlossenen Prozesskammer (28) zur Aufnahme einer zu behandelnden Oberfläche; – mindestens einer Zuführleitung (25, 27), über die ein Behälter (13, 14, 15, 16) mit Prozessflüssigkeit mit einem Eingang der Prozesskammer (28) koppelbar ist; – mindestens einer Pumpe (12), über die ein Ausgang der Prozesskammer (28) über eine Abführleitung (26, 33, 35, 37) mit einem Behälter (13, 14, 15, 16) koppelbar ist; wobei die Pumpe (12) eine nicht selbstansaugende Pumpe ist, die mit einer selbstansaugenden Zusatzpumpe (34) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Pumpe (12) eine bei Stillstand selbst entleerende Pumpe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Sensor (52), über den eine Einschaltung der Pumpe (12) und vorzugsweise eine Abschaltung der Zusatzpumpe (34) in Abhängigkeit von der Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis in die Pumpe (12) steuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einem Ventil (50) zur Trennung der Verbindung (48) zwischen Zusatzpumpe (34) und Pumpe (12), sobald der Sensor (52) eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit registriert.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Sensor (52) als Feuchtesensor oder als Drucksensor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zusatzpumpe (34) mit der Druckseite der Pumpe (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zusatzpumpe (34) über eine Stichleitung (48) an die Druckseite der Pumpe (12) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zusatzpumpe (34) als Venturi-Pumpe oder als Membranpumpe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Pumpe (12) als Kreiselpumpe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Mehrzahl von Behältern (13, 14, 15, 16) über eine Verteilereinrichtung (17) mit dem Eingang der Prozesskammer (28) und mit dem Ausgang der Prozesskammer (28) selektiv koppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Verteilereinrichtung mindestens eine erste Gruppe (18) von Ventilmodulen (20) mit Ventilen (86, 87, 88, 89, 90) aufweist, die eine selektive Kopplung verschiedener Behälter (14, 15, 16) mit dem Eingang der Prozesskammer (28) erlauben, sowie ein zweite Gruppe (19) von Ventilmodulen (20) mit Ventilen (86, 87, 88, 89, 90) aufweist, die eine selektive Kopplung des Ausgangs der Prozesskammer (28) mit denselben Behältern (14, 15, 16) oder mit einem Abwasserbehälter (13) erlauben.
Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (30) in einem Kreislaufsystem, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – mindestens einer Prozesskammer (28) zur Aufnahme einer zu behandelnden Oberfläche; – einer Mehrzahl von Behältern (13, 14, 15, 16) mit Prozessflüssigkeit zur Speisung der Prozesskammer ( 28) mit Prozessflüssigkeit und zum Auffangen von Prozessflüssigkeit nach Durchströmen der Prozesskammer (28); – einer Verteilereinrichtung (17) bestehend aus einer Mehrzahl von miteinander gekoppelten Ventilmodulen (20), wobei jedes Ventilmodul (20) eine erste Stirnfläche (91) und eine zweite davon beabstandete Stirnfläche (92) aufweist, zwischen denen sich einen Hauptflusskanal (21, 22, 76) erstreckt, der in den Stirnflächen (91, 92) mit Öffnungen (95, 99) ausmündet, wobei jeweils ein über Ventile (86, 87, 88, 89, 90) verschließbarer Seitenkanal (77) in den Hauptflusskanal (21, 22, 76) einmündet; – wobei die Behälter (13, 14, 15, 16) über die Verteilereinrichtung (17) selektiv mit der Prozesskammer (28) koppelbar sind, um eine wahlweise Zuführung von Prozessflüssigkeit aus einem der Behälter (13, 14, 15, 16) in die Prozesskammer (28) zu ermöglichen und eine wahlweise Abführung von Prozessflüssigkeit aus der Prozesskammer (28) in einen der Behälter (13, 14, 15, 16) zu ermöglichen und – mindestens einer Pumpe (12) zur Förderung der Prozessflüssigkeit durch die Prozesskammer (28).
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die beiden Stirnflächen (91, 95) eines jeden Ventilmoduls (20) zueinander parallel sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, ferner umfassend ein Verschlusselement (78, 79) zur Abdichtung einer der Stirnflächen (91, 92) gegenüber dem Hauptflusskanal (21, 22, 76).
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Verschlusselement (78, 79) als Abdeckplatte ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der zumindest ein Ventilmodul (20) eine senkrecht zu den beiden Stirnflächen (91, 92) angeordnete Seitenfläche (109) aufweist, in die der Seitenkanal (77) mit einer Anschlussöffnung (81) ausmündet.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Ventil (86, 87, 88, 89, 90) einen quer zum Seitenkanal (77) bewegbaren Ventilstößel (96) aufweist, der gegen einen Ventilsitz (101) an einer in den Hauptflusskanal (21, 22, 76) mündenden Überströmöffnung (100) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der mindestens ein Ventilmodul (20) eine pneumatische, hydraulische, elektromag netische oder mechanische Antriebseinrichtung (105, 106, 107, 108) zur Bewegung des Ventilstößels (96) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Prozesskammer durch einen geschlossenen Hohlraum eines Werkstückes gebildet ist, dessen Innenoberfläche die zu behandelnde Oberfläche ist, und der einen Eingang und einen Ausgang aufweist, mit dem die Zuleitung bzw. die Ableitung verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der die Prozesskammer (28) von einem flüssigkeitsdichten Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang umschlossen ist, wobei die Prozesskammer (28) zur Aufnahme mindestens eines Werkstückes (30) mit einer zu behandelnden Oberfläche ausgebildet ist.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken (30), bei dem Prozessflüssigkeit aus einem Behälter (14, 15, 16) mittels einer nicht selbstansaugenden Pumpe (12) über eine geschlossene Prozesskammer (28), die eine zu behandelnde Oberfläche enthält, angesaugt und in einen Behälter (13, 14, 15, 16) zurückgeführt wird, wobei zum Ansaugen der Prozessflüssigkeit bis in die Pumpe (12) zunächst mittels einer selbstansaugenden Zusatzpumpe (34) ein Unterdruck in der Pumpe (12) erzeugt wird, bis die Pumpe (12) mit Prozessflüssigkeit gefüllt ist und die Pumpe (12) dann zur Förderung der Prozessflüssigkeit betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis in die Pumpe (12) überwacht wird und die Pumpe (12) eingeschaltet wird, sobald eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit registriert wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Zusatzpumpe (34) abgeschaltet wird, wenn eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe (12) festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem eine Verbindung zwischen Pumpe (12) und Zusatzpumpe (34) unterbrochen wird, wenn eine Ansaugung von Prozessflüssigkeit bis zur Pumpe (12) registriert wird.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem Prozessflüssigkeit aus einem von mehreren Behältern (13, 14, 15, 16) einer geschlossenen Prozesskammer (28) zugeführt wird, die eine zu behandelnde Oberfläche enthält, und nach Durchströmen der Prozesskammer (28) in einen der Behälter (13, 14, 15, 16) zurückgeführt wird, mit einem ersten Betriebszustand, in dem Prozessflüssigkeit im Kreislaufbetrieb aus einem ersten (14, 15, 16) der Behälter zugeführt und nach Durchströmen der Prozesskammer (28) in den ersten Behälter (14, 15, 16) zurückgeführt wird, mit einem zweiten Betriebszustand, in dem Prozessflüssigkeit im Kreislaufbetrieb aus einem zweiten (14, 15, 16) der Behälter zugeführt und nach Durchströmen der Prozesskammer (28) in den zweiten Behälter (14, 15, 16) zurückgeführt wird, wobei bei einem Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand oder umgekehrt zunächst ein Teil der Prozessflüssigkeit in einen separaten Abwasserbehälter (13) geleitet wird, bevor ein nachfolgender Teil der Prozess flüssigkeit im Kreislaufbetrieb in den ersten oder zweiten Behälter (14, 15, 16) zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem einer (15) der Behälter Spülflüssigkeit enthält und mindestens zwei weitere Behälter (14, 16) unterschiedliche Prozessflüssigkeiten enthalten.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem beim Übergang zwischen einem ersten Betriebszustand im Kreislaufbetrieb mit einer ersten Prozessflüssigkeit und einem zweiten Betriebszustand im Kreislaufbetrieb mit einer zweiten Prozessflüssigkeit zunächst ein Spülbetrieb mit einer Spülflüssigkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem zunächst ein Teil der Spülflüssigkeit in einen separaten Abwasserbehälter (13) geleitet wird, bevor eine Spülung im Kreislaufbetrieb erfolgt.