DE1771354A1

DE1771354A1 - Verfahren zum Verschliessen von Poren und sonstigen Undichtigkeiten auf Werkstuecke durch Kunstharze und Vorrichtung dafuer

Info

Publication number: DE1771354A1
Application number: DE19681771354
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Maurer; Kurt Olbrich; Hans-Benno Dipl-Ing Dr Ricke
Original assignee: Chemische Werke Albert; Buettner Schilde Haas AG
Current assignee: Grenzebach GmbH and Co KG; Hoechst AG Werk Kalle Albert
Priority date: 1968-05-11
Filing date: 1968-05-11
Publication date: 1971-12-30

Description

Chemische Werke Albt ie AG, Bad Hersfeld

"Verfahren zum Verschließen von Poren und sonstigen Undichtigkeiten auf WorkatUoke durch Kunstharze und Vorrichtung dafür"

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Ee ist eine Anzahl von Verfahren bekannt, nach denen Poren in Werkstücken aus Metallteilen, vor allem solche, die durch -ließen hergestellt sind, versohlossen worden. Rei3pialswri3a hat man Aerartige Metallteile in Lösungen von rrt\ A.nnen vorfc«echleunigten Polyesterharzen eingetaucht und die

Lösung unter Druck in die Poi"en eingepreßt. In einem zweiten Behälter wurdo das Polyesterharz darm mic Girier Peroxydlösung in BarÜhrun3 gebracht und somit bei RatwtarrpereL'iur auBnchartat. El: *Uis2nteii dieses Verfahrens besteht darin, *HÜ in den Porsn ilrjarüfite enthalten 3in.:, die unter arhonte.n Druck stehen und m

somit Ia-; Har·.: in den vorschloicenen otellan unter 3inen gewlS33ii Druck setzen, w-'is iaru i'xwl, <ia" diese Poren rePhUItniomaii^ lolcht wi5ca»r aufbrechen können. ?dfc8o •VfifivJi·.'* wird auch öad?irc /s^Tiv'isrt, Ί&ί :\*.a A\\ah';irt\xaz des Polyosterhurrss nur '. ^.·ί1ίιο;>1.:ο:' im-: in größeren T'iafen nur Οΐΐ/ollst..naig erfolgt. Ein weitarar '.-,-achteii tes^eht darin, dab s*ch aui' deu Wer^ctucÄ oln Film von aus- ßij "UUd-. :^j:i;;eaLa.v^i'-j ßöf- in imvo.j3"i.:.".a.iigei' .'Jchicatdiüice befinlfcr't» der ϊΜώΐβίοΓΛ irirnt.-Lj.^.ic:. .-ir.iifia^; :,ίϊ. te: en-i'ornt werden tu.j, insbaeonuerv* dann, -,/enn iie VerLstu^ke Pra:-:ici--:anfurnsteile cind. dchlie311ch Lvir^t dieses VerfoJifsr! a'-.^i·. ce:\ !'achtel! ;r.it ciah, d&j dli: i^n Warkstückaa anhaftende Polyeaterocweiv-Gie nicht auf asr. P.;rxt&il oberflä^tilich aushärtet, in die oeun.j eingeschleppt wird. Diese wird dadurch vex'hältnisiräßig schnell i;t und ur;"r'rauchbar.

Mach einem anderen Verfahren ^βΥΛ man so vor, daß die Werkfitlicke durch AnwenauTi^ von UViterdruck von in den Poron befindlicherPeuchtigkeit befreit werden und (iJe so getrockneten Werkestücke dann in eine unter Kormaliruck befindliche Wa83er_tslaslösurv5 gebracht worden. Dio ι Befreiung von Feuchtigkeltsepuren ist deawe-f.en notwendig, um eine einwandfreie Entfernung des Wasserglases \ ' den Obfürfläclien dei· Poren zu bewi/'Κθη. Die Waeserglaslüsunt; wiixi dann ebenso wie bej. üe.Ti zuerst genannten Verfahren mit Hilfe von Überdruck in die Poren ein^se-

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preßt. Das anhaftende Wasserglas wird dann abgewaschen und das in den Poren befindliche Wasserglas danaoh in einer Trockenvorrichtung getrocknet. Eine chemische Aushärtung findet dabei nloht statt. Man erhält dabei zwar Werkstücke mit einer glatten» von ttIK Dichtungsmittel freien Oberfläche; Jedoch haben solche Werkstücke den Nachteil» daß das die Poren verschließende Wasserglas im Laufe der Zeit (längstens in einem Jahr) wieder undicht wird. Bei WerkstUoken aus manchen Metallen» wie Magnesium und Aluminium» treten darüber hinaus erhebliche Verfärbungen der Oberfläche ein, die das Aussehen und damit P die Verkäufliohkeit der OußetUoke erheblioh beeinträchtigen.

Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet eloh die Erfindung dadurch» daß die Werkstücke zunächst einem verminderten Druck unterworfen werden und - noch unter diesem vorminderten Druck -mit härtbaren Kunstharzen derart imprägniert werden» daß diese Harze in die Poren eindringen. In einer darauf folgenden Stufe werden diese Harze dann» ebenfalls im Gegensatz zum Stand der Technik» thermisch ausgehärtet. Diese Arbeltsweise bringt die Vorteile mit sich» daß die Verschluss« in den Poren 1«) keinem erhöhten Druok von in den Poren eingeschlossenen G/asbläschen ausgesetzt sind» 2.) vollständig durchgehärtet sind und daher }.) ihre Haltbarkeit und Festigkeit nloht im Laufe der Zeit einbüßen» wie es bei den genannten Verfahren der Pail ist,und 4.) Oberflächen ergeben» die keine Verfärbungen aufweisen. Zudem ist es möglich» etwa anhaftende Überschüssige Harzreste vor dem Härten ohemisch und/oder wenn es auoh weniger bevorzugt 1st» nach dem Härten meohaniaoh zu entfernen» wie es z.B. in den Patentanmeldungen

vP vom 9.5.1968

P 17 71 130.7 vom 6.4,1968-undY~beechrieben ist.

Gegenstand d®? vorliegenden Erfindung ist auoh eine Vorrichtung zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrene. Eine solohe Vorrichtung wird in der anliegender. Zelohnung erläutert.

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Nach der vorliegenden Erfindung kann man beispielsweise so vorgehen, daß man die Werkstücke in einem Autoklaven z.B. einem Druck von 500 Torr bis 0,1 Torr, meistens 50 Torr bis 0,5 Torr aussetzt. Dabei werden anhaftende Spuren von Wasser und/oder Lösungsmitteln verdunstet. Danach läßt man bei einem demgegenüber mindestens gleichen Druck, Jedoch bei mindestens 0,5 ata, zweckmäßig aber bei einem demgegenüber erhöhten Druck von z.B. Atmosphärendruck bis 10 atü die Kunstharzlösung bzw. das flüssige Kunstharz in die Poren eindringen. Dieses kann erfolgen, indem in dem genannten Autoklaven das Kunstharz bzw. die Kunstharzlösung eingebracht wird oder indem man die Werkstücke über eine Schleuse in ^ einen zweiten Behälter einbringt, in dem sich das Kunstharz bzw. die Kunstharzlösung unter einem Druck befindet, der das Eindringen des Harzes in die Poren erlaubt. Sobald die Imprägnierung abgeschlossen ist, was duroh einfache Vorversuche ermittelt werden kann, läßt man von den Werkstücken anhaftendes Kunstharz abtropfen und entfernt die überstehenden Reste, z.B. gemäß dem Verfahren der Patentanmeldungen P 17 71 150.7 vom 6.4.1968 und P

vom 9.5.1968. Die Werkstücke, die dann eine von Dichtungsmittel freie Oberfläche haben, werden danaoh in eine erhitzte Zone gebracht, die eine solche Temperatur aufweist, daß das hitzehärtbare Kunstharz ausgehärtet wird. Dieses kann beispielsweise erfolgen, indem die Werkstücke einen Ofen durchlaufen. Die Bezeichnung Ofen wird hierbei in dem Sinne verwendet, daß die notwendige Erhitzung duroh Konvektion- und/oder Strahlung bewirkt wird, wobei der Begriff Strahlung auch ganz energiereiehe Strahlung, wie sie von radioaktiven Quellen ausgeht, umfassen soll.

Naoh einer bevorzugten Ausführungsform geht man so vor, daß man das bei dem Abwaschen des Harzes anfallende Wasohwasser von Kunstharzanteilen im wesentlichen befreit und die Waschflüssigkeit in die Waschzone zurückführt. Dadurch wird eine Beladung der Abwässer mit chemischen Substanzen weitgehend vermieden.

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Um eine optimale VerfahrensfUhrung zu erreichen» geht man vielfach so vor» daß man die GußstUoke in der Imprägnierungs- und vor allem Abwaschzone derart beweglich anordnet» daß sie in ihrer Lage selbsttätig duroh den beim Eintauchen in die Imprägnlerungs- bzw. Waschlösung entstehenden Auftrieb^ in ihrer Lage verändert werden können. Das gleiohe erfolgt dann in entgegengesetzter Bewegungsrichtung beim Herausheben aus den genannten Lösungen. Bei den bekannten Verfahren hat man die WerkstUoke bisher stets starr angeordnet. Eine Anordnung der Werkstücke mittels beweglicher Gelenke hat auch den Vorteil» daß durch Anheben der gesamten Hebevorrichtung für die WerkstUoke eine Intensivere Berührung der Grenzflächen der WerkstUoke» z.B. der Gewindelöcher und Sacklücher mit der Flüssigkeit erreioht wird. Duroh eine derartige Bewegung der WerkstUoke kann auoh eine mit Üblichen Mitteln vorgenommene Turbulenz der Flüssigkeiten unterstützt werden.

Es empfiehlt sioh weiterhin unterhalb der Wasohzone eine Beruhigungazone anzuordnen» in der abgewaschene Teilohcn höheren spezifischen Gewichts sich sammeln und duroh Abhebern odor auf andere bekannte Arten» gegebenenfalls in Form einer Aufschlämmung entfernt werden können. Diese aus der Eeruhi_o-un33-zone abgeführte Flüssigkeit kann dann eine Heizzone durchlaufen und dor~. gegebenenfalls einer zusätzlichen Mlsohbewegung unterworfen worden» um aino Agglomerisation und/oder Aushärtung der Kunstharzteilchen zu bewirken» Gegebenenfalls durch Einwirkung von bei dieser Temperatur wirkenden chemischer. Härtern. Die so agglomarisierton bzw. gehärteten Kunetharzteilchen lassen eich dann in an sich bekannter Weise aus der Flüssigkeit entfernen. Diese kann dann in die Wasohzone zurückgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung 1st auf Werkstücke aus verschiedensten Metallen bzw. Legierungen anwendbar« beispielsweise auf Gußstücke aus Le lohtna teilen

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wie Aluminium und Magnesium und ihren Legierungen wie Dudluminium ur*d auf Schwermetall bzw. ihre Legierungen wie Buntmetalle bzw· deren Legierungen wie RotguS bzw. Gelbguß, Druckgasforinteile aus Zinn, Zink bzw. deren Legierungen« Gußeisen bzw. Gußstahl. Die Erfindung ist auch anwendbar auf keramische^ toterialien, wie sie beispielsweise für Elektroisolatoren oder Elektrononbeschleunigungsröhren verwendet werden.

Als geeignete Kunstharze kommen die verschiedensten Typen in Frage, beispielsweise ungesättigte Polyesterharze, Alkydharze oder Epoxydharze, Phenolaldehydharze.

Da derartige Harze zuweilen in Kombination mit Lösungsmitteln oder anderen Bestandteilen verschiedenen spezifischen Gewichts eingesetzt werden, können bei der Berührung der Vorratslösungen Schwierigkeiten bei dem Vermischen auftreten. Diese lassen sich beispielsweise durch Anwendung solcher Spezialrührer beheben, die neben einer horizontal kreisenden Bewegung auch eine vertikale Mischbewegung verursachen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Fließbildes, das auch Einzelheiten der beanspruchten Vorrichtung im Prinzip erkennen läßt, näher erläutert.

Nach Einbringen einer Werkstückcharge in den Imprägnierbehälter 2 wird dieser evakuiert. Nach Beendigung dieses Vorganges läßt man aus dem Vorratsbehälter 1 Kunstharzlösung in den Imprägnierbehälter 2 ein, zweckmäßig bei erhöhtem Druck. Sobald die Imprägnierung abgeschlossen ist, .vird die Kunstharzlösung in den Vorratsbehälter 1 zurückgedrückt und die -;;erkstückcharge aus dem Imprägnierbehälter 2 in das Vorwasciigefäß überführt, in der der größte Teil des an der Werkstückoberfläche anhaftenden Kunstharzes entfernt wird. In einem Nachwaschbehälter 4- werden dann auch die letzten Teile anhaftenden Kunstharzes entfernt und die Werkstückcharge anschließend in den Härteofen 5 gebracht, der in der Regel ein Durchlaufofen bekannter Bauart sein wird. Der Weg der Werkstücke bzw. der Werkstückcharge ist durch die strichpunktierte Linie angedeutet.

Um eine Verunreinigung der Abwässer mit chemischen Substanzen zu vermeiden, wird die Waschflüssigkeit im geschlossenen Kreislauf umgepumpt und dabei von allen Kunstharzanteilen und den für den Waschprozess benötigten Chemikalien befreit. Demzufolge führt der Waschflüssigkeitkreislauf vom Vorwaschgefäß 3 über einen Wärmetauscher 3.1, ein beheiztes Absetzbecken 3·2, ein Filter 3·3, den zweiten Weg des Wärmetauschers 3·1 und das Nachwaschgefäß 4 zurück zum Vorwaschgefäß 3· Die.Klärung der Waschflüssigkeit findet dabei im Absetzbecken 3·2 statt.

Ein Aufheizen des Vorwaschgefäßes 3 ist nur beim Anfahren der Vorrichtung erforderlich. Nicht dargestellt sind die Umwälzpumpe, allfällige Zugabevorrichtungen für Chemikalien und sonstige Hilfseinrichtungen·

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Anstelle eines Impragnierbehalters 2 können auch zwei solcher Behälter vorgesehen sein. Dadurch wird die Durchlaufzeit einer y/erkstückcharge durch die Vorrichtung verkürzt.

Eine andere, schon oben erwähnte Möglichkeit besteht darin, daß das Evakuieren und das eigentliche Imprägnieren in zwei getrennten Behältern 2 durchgeführt wird, die durch eine Druckschleuse verbunden sind, wobei diese Druckschleuse zugleich zum Ausschleusen der //erkstückcharge nach erfolgter Imprägnierung dient.

Um im Vorratsbehälter 1 eine gründliche Durchmischung der aus Komponenten verschiedenen spezifischen Gewichtes bestehenden Kunstharzlösung zu gewährleisten, verwendet man zweckmäßig ein Rührwerk, das in bekannter Weise zum Beispiel aus zwei vertikal angeordneten Mischschnecken besteht, die außer ihrer eigenen axialen Rotation noch eine Kreisbewegung um die Behälterachse ausführen.

Schließlich kann anstelle der dargestellten zwei .Vaschgefäße 3 und 4- eine Zweizonen- oder Zweikammer-Durchlaufwaschmaschine vorgesehen sein, wobei der Waschflüssigkeitkreislauf der gleiche wie oben beschrieben ist.

Nach einer zuweilen bevorzugten Ausführungsform kann man in dem beheizten Sammelbecken j5.2 über dem dort gezeichneten Sieb noch ein oben offenes Nachreaktionsgefäß anordnen, in dem die vom Wärmetauscher 3.1 kommende Flüssigkeit einige Zeit verweilt, um die Härtung des Harzes zu bewirken. Um eine gleichmäßige Verweilzeit zu erreichen, wird die Flüssigkeit z.B. am Boden eingeführt, während die ausreagierte Flüssigkeit über einen Ueberlauf abfließt. Die Teilchen des gehärteten Harzes werden dann von dem eingezeichneten Sieb zurückgehalten.

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Claims

Patentansprüche >

1.) Verfahren zum Verschließen von Poren und sonstigen Undichtigkeiten von Werkstücken durch Imprägnierung mit Kunstharzen und anschließende Härtung» dadv&h gdennzelehnet« daß die Werkstücke zunächst

a) vermindertem Druck ausgesetzt werden« dann

b) bei gegenüber a) wenigstens gleloh hohem Druok mit Kunstharzen imprägniert werden« danach

o) von überstehendem Harz befreit werden und daß dann d) die die Poren und Undichtigkeiten verschließende Kunstharzanteile bei gegenüber Raumtemperatur erhöhter Temperatur ausgehärtet werden«

2.) Verfahren nach Anspruch 1« daduroh gekennzeichnet« daß man die Stufen a) und b) in getrennten« durch eine Druckschleuse miteinander verbundenen Behälter^ ausführt« wobei diese Behälter und die Druokschleuse vorzugsweise vertikal angeordnet sind*

2») Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrene naoh Anspruch 1 cder 2, daduroh gekennzeichnet« daß sie aus einem Evakuierungebehälter« in dem die Werkstüoke vermindertem Druok und gegebenenfalls der Evakuierung unterworfen werden« einem Waschgefäß und einem Härtekanal besteht.

4.) Vorrichtung naoh Anspruch 3« daduroh gekennzeichnet, daß für die LiiprUgnierung ein besonderer« vorzugsweise ebenfalls für verminderten Druok ausgelegter Behälter vorgejJhen ist« der über eine Druckschleuse mit dem ersten Behälter verbunden ist.

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5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß der Evakuierung und der Imprägnierbehälter sowie die dazwischen liegende Schleuse Übereinander angeordnet sind*

6.) Vorrichtung nach Ansprüche 3 bis 5# dadurch gekennzeichnet, daß ic unteren Teil des Waschbehälters nooh eine Beruhigungszone vorgesehen ist.

7·) Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis6_# dadurch gekennzeichnet, daß dsm Imprägnierungsbehälter elnj^ Vorratsbehälter für das Kunstharz baw. die Kunstharzlösung vorgeschaltet ist.

8.) Verrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratabehältei eine Mischvorrichtung enthält, die außer einer horizontal kreisenden Bewegung noch eine vertikale Bewegung erzeugt»

9·) Vorrichtung nach AnaprUohen 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Zusatzvorrichtung zum Bins teilen eines Drucke in der Schleuse, der mit dem in dem zu entladenden bzw· zu beschickenden Behälter herrschenden Druok gleich ist.

10.) Vorrichtung nach Anspruch j5 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vor- (j5) und ein Nachwasengefaß (4) sowie ein Waschflüssigkeit-Zwangskreislauf vorgesehen sind, der vom Vorwaschgefäß (3) über einen Wärmetauscher (j5.1)j ein beheiztes Absetzbecken (j5.2), ein Filter (>.?.), den zweiten We β des Wärmetauschers (3.1)* das Nachvraschgefäß (4) zurück zum Vorwascheefäß (3) führt.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle zweier Waschgefäße (J und 4) eine Zweizonen- oder Zweikammer-Durchlaufwaschmasohine vorgesehen ist.

Dr.Klr/mn 109853/1A70

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