DE19839479A1 - Chemical or electrochemical treatment of an axisymmetric hollow component involves holding the component in a rotating unit so that a circumferential section of the component is dipped into the treatment bath - Google Patents
Chemical or electrochemical treatment of an axisymmetric hollow component involves holding the component in a rotating unit so that a circumferential section of the component is dipped into the treatment bathInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen oder elektrochemischen Behandlung eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers mit großer radialer und geringer axialer Ausdehnung, beispielsweise eines Lagerringes für ein Großwälzlager, wobei der Hohlkörper mit einer oder mit mehreren Behand lungsflüssigkeiten in Kontakt gebracht ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine zugehörige Halte- und Drehvorrichtung zur Durchführung des Verfah rens.The invention relates to a method for chemical or electrochemical Treatment of a rotationally symmetrical hollow body with a large radial and less axial expansion, for example a bearing ring for a Slewing bearings, the hollow body with one or more treatments liquid is brought into contact. The invention also relates to an associated holding and rotating device for performing the procedure rens.
Es ist aus der EP 0 553 114 B1 bekannt, ein Wälzlagerbauteil aus Stahl aus Korrosionsschutzgründen mit einer Zinklegierung zu beschichten, wobei diese Beschichtung in der Regel durch ein galvanisches Verfahren mit wäß rigen Behandlungsflüssigkeiten vorgenommen wird. Bei Wälzlagerbauteilen normaler Größe schafft das keine Probleme, da die Lagerbauteile in be kannter Weise auf Gestelle aufgesteckt und in elektrolytischen Bädern be handelt werden. Korrosionsprobleme treten jedoch auch bei Großwälzlagern oder Drehkränzen auf, deren Lagerringe beispielsweise bei modernen Tun nelvortriebsmaschinen eine Größenordnung bis zu mehreren Metern aufwei sen können. Es liegt auf der Hand, daß ein derart gigantischer Großwälzla gerring nicht in konventioneller Art und Weise durch Eintauchen in eine Be handlungsflüssigkeit behandelt werden kann. Ein solches Tauchverfahren würde sämtliche Dimensionen sprengen, da es ungeheuere Volumina an Behandlungslösung erfordert.It is known from EP 0 553 114 B1 that a roller bearing component is made of steel To prevent corrosion, to coat with a zinc alloy, whereby this coating usually by a galvanic process with aq treatment fluids is made. For rolling bearing components Normal size does not create any problems because the bearing components in be known to be placed on racks and in electrolytic baths be acted. However, corrosion problems also occur with large roller bearings or turntables, the bearing rings for example in modern tunes nel boring machines up to several meters can sen. It is obvious that such a gigantic Großwälzla not in a conventional manner by immersing it in a container handling liquid can be treated. Such a diving process would blow up all dimensions since there are tremendous volumes Treatment solution requires.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur elektro chemischen Behandlung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern mit gro ßer radialer und geringer axialer Ausdehnung zu entwickeln, das nur geringe Badvolumina erfordert. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung eine zugehö rige Halte- und Drehvorrichtung bereitzustellen.The invention is therefore based on the object of a method for electro chemical treatment of rotationally symmetrical hollow bodies with large ß to develop radial and small axial expansion, the small Bath volumes required. In addition, it is an object of the invention Rige holding and rotating device to provide.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Hohlkörper von einer vertikal und hori zontal verfahrbaren Halte- und Drehvorrichtung aufgenommen ist, die diesen in gleichmäßige Umdrehungen um seine eigene Achse versetzt und wobei der Hohlkörper mit einem Umfangsabschnitt in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht ist.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the hollow body of a vertical and hori zontally movable holding and rotating device is added to this in equal revolutions around its own axis and where the hollow body with a peripheral portion in the treatment liquid is immersed.
Dadurch, daß der Hohlkörper nur mit einem Umfangsabschnitt in die Be handlungslösung eintaucht, lassen sich im Vergleich zum konventionellen Tauchverfahren riesige Mengen an Behandlungslösung einsparen. Durch Einsparung der Behandlungslösung wiederum tritt in deren Folge eine er hebliche Verringerung des Platzbedarfes in entsprechenden Behandlungs anlagen ein. Die Halte- und Drehvorrichtung wiederum ist in bekannter Wei se mit pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antriebsmit teln in sämtliche Positionen einer galvanischen Behandlungsstrecke ver fahrbar, so daß der rotationssymmetrische Hohlkörper problemlos an jede erforderliche Stelle gebracht werden kann. Die gleichmäßige Drehung des Hohlkörpers gewährleistet einen gleichmäßigen Aufbau eines galvanischen Überzugs auf dem Hohlkörper.The fact that the hollow body with only one peripheral portion in the loading immersed in the action solution can be compared to the conventional one Saving immersion processes huge amounts of treatment solution. By Saving the treatment solution in turn occurs as a result Significant reduction in the space required in the corresponding treatment plants. The holding and rotating device is in turn known in Wei with pneumatic, hydraulic or electric motor drives in all positions of a galvanic treatment line mobile, so that the rotationally symmetrical hollow body easily to any required place can be brought. The even rotation of the Hollow body ensures a uniform build of a galvanic Coating on the hollow body.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen be schrieben.Further advantageous embodiments are in the dependent claims wrote.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Umfangsabschnitt in seiner radialen Ausdehnung nur teilweise in die Behandlungsflüssigkeit einge taucht ist. Dies ist bei einem Großlagerring beispielsweise dann von Vorteil, wenn er eine Innenverzahnung aufweist, die dann nicht in die Behandlungs flüssigkeit eintaucht und demzufolge auch nicht mitbeschichtet werden kann. Dadurch wird die Aufnahme von Wasserstoff minimiert und so ein möglicher Sprödbruch verhindert.It is provided according to claim 2 that the peripheral portion in its radial expansion only partially into the treatment liquid is diving. In the case of a large bearing ring, for example, this is advantageous if it has internal teeth that do not fit into the treatment immerses liquid and therefore cannot be coated. This minimizes the uptake of hydrogen and thus a possible one Prevents brittle fracture.
Nach den Ansprüchen 3 und 4 läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf unterschiedliche Art und Weise ausführen. Zum einen ist es möglich, daß mehrere, in je einem Vorratsbehälter gespeicherte Behandlungsflüssig keiten über eine Umwälzpumpe mit einem Arbeitsbehälter verbunden sind. Auf diese Weise wird eine nochmalige Platzersparnis innerhalb einer Be handlungsstrecke erreicht, da wie ausgeführt, nur ein einziger Arbeitsbe hälter erforderlich ist. Zum anderen kann das Verfahren aber auch derart realisiert werden, daß der in der Halte- und Drehvorrichtung aufgenommene Hohlkörper von Behandlungsflüssigkeit zu Behandlungsflüssigkeit verfahr bar ist. Dies erfordert zwar einen etwas höheren Platzbedarf, vermeidet aber den ständigen Wechsel von Behandlungsflüssigkeit in einem einzigen Bad behälter.According to claims 3 and 4, the inventive method can run in different ways. For one thing, it is possible that several treatment liquid stored in a storage container each are connected to a work tank via a circulation pump. In this way, a further space saving within a loading As described, only a single work area was reached container is required. On the other hand, the method can also be used in this way be realized that the recorded in the holding and rotating device Move hollow body from treatment liquid to treatment liquid is cash. Although this requires a little more space, it avoids the constant change of treatment liquid in a single bath container.
Im Anspruch 5 ist eine zugehörige Halte- und Drehvorrichtung zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß der rotationssymmetrische Hohlkörper oberhalb der Be handlungsflüssigkeit von mehreren Antriebsrollen derart formschlüssig ge halten ist, daß einer an der inneren oder der äußeren Mantelfläche des Hohlkörpers anliegenden Antriebsrolle zwei voneinander beabstandet ge genüberliegende Antriebsrollen zugeordnet sind, die gleichfalls an der äuße ren oder der inneren Mantelfläche anliegen, wobei der Hohlkörper über zwei voneinander beabstandete in der Behandlungsflüssigkeit liegende Stützrol len abgestützt ist. Auf diese Weise ist eine sichere Halterung und Umdre hung des Hohlkörpers möglich.In claim 5 is an associated holding and rotating device for performing tion of the method described. This stands out characterized in that the rotationally symmetrical hollow body above the loading handling fluid from several drive rollers in such a form-fitting manner hold is that one on the inner or outer surface of the Hollow body adjacent drive roller two spaced apart ge opposite drive rollers are assigned, which also on the outside ren or the inner surface area, the hollow body over two support roller spaced apart from one another in the treatment liquid len is supported. In this way, a secure mounting and turning hung of the hollow body possible.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist vorge sehen, daß zumindest eine der Antriebsrollen als Stromzuführungselement ausgebildet ist. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln eine stromführende Halte- und Drehvorrichtung realisiert.According to a further feature of the invention according to claim 6 is provided see that at least one of the drive rollers as a power supply element is trained. In this way, a current is carried with simple means Holding and rotating device realized.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, daß wenigstens eine der Antriebs- und/oder der Stützrol len mit Mitteln versehen ist, die ein axiales Verschieben des Hohlkörpers verhindern. Dies kann beispielsweise nach Anspruch 8 derart realisiert wer den, daß wenigstens eine der Rollen auf ihrer Mantelfläche mit einer um laufenden Nut versehen ist, deren Breite geringfügig größer als die Breite des Hohlkörpers ist. Auf diese Weise ist eine sichere Führung des Hohlkör pers gewährleistet, die ein axiales Verschieben mit einfachen Mitteln verhin dert.According to a further additional feature of the invention according to claim 7 it is provided that at least one of the drive and / or the support roller len is provided with means for axial displacement of the hollow body prevent. This can be realized, for example, according to claim 8 that at least one of the rollers on its outer surface with a running groove is provided, the width of which is slightly larger than the width of the hollow body. In this way, the hollow body is guided securely pers guarantees that prevents axial displacement with simple means different.
Eine zweite erfindungsgemäße Halte- und Drehvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus Anspruch 9 hervor. Danach soll der rotationssym metrische Hohlkörper an gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangs stellen seiner inneren Mantelfläche kraftschlüssig von Haltestäben gehalten sein, die verschiebbar in je einer Hülse geführt sind, die wiederum sternartig über ein zentrisches Teil in der Drehachse des Hohlkörpers zusammenge führt sind. Bei dieser teleskopartigen Halte- und Drehvorrichtung ist eine besonders unkomplizierte Zentrierung zwischen Hohlkörper und Halte- und Drehvorrichtung möglich. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die unterhalb des Badspiegels angeordneten Stützrollen nicht mehr erforderlich sind.A second holding and rotating device according to the invention for implementation the method emerges from claim 9. Then the rotation sym metric hollow body on an evenly spaced circumference place its inner lateral surface non-positively held by holding rods be, which are slidably guided in a sleeve, which in turn is star-like about a central part in the axis of rotation of the hollow body leads are. In this telescopic holding and rotating device is one particularly uncomplicated centering between the hollow body and the holding and Rotating device possible. It is also advantageous that the below of the bath level arranged support rollers are no longer required.
Nach Anspruch 10 kann die zweite Halte- und Drehvorrichtung in einfacher Weise stromführend gestaltet werden, in dem wenigstens einer der Hal testäbe als Stromzuführungselement ausgebildet ist.According to claim 10, the second holding and rotating device in simpler Are designed to carry current, in which at least one of the hal test rods is designed as a power supply element.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu tert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments tert.
Die beiden Fig. 1 und 2 eine Halte- und Drehvorrichtung.The two Figs. 1 and 2 a holding and rotating device.
In Fig. 1 ist in stark vereinfachter schematischer Darstellung ein Lager ring 1 eines Großwälzlagers gezeigt, der mit seinem Umfangsabschnitt 11 mit einer Eintauchtiefe h in eine Behandlungsflüssigkeit 3 eintaucht, die von einem Behälter 2 aufgenommen ist. Der Lagerring 1 ist auf zwei voneinander beabstandeten, im Behälter 2 unterhalb des Badspiegels angeordneten Stützrollen 5 abgestützt und wird an seiner gegenüberliegenden Seite durch drei Antriebsrollen 4.1, 4.2 gehalten, wobei eine Antriebsrolle 4.1 Kontakt mit der inneren Mantelfläche und zwei voneinander beabstandete 4.2 Kontakt mit der äußeren Mantelfläche haben. Diese Antriebsrollen 4.1, 4.2 sind wie derum auf einer Anschlußkonstruktion 6 befestigt, die in bekannter Weise mit Hilfe von pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen An triebssystemen an jede Stelle innerhalb einer Galvanisieranlage verfahren werden kann. Die Antriebsrollen 4.1, 4.2 sorgen nun dafür, daß der Lager ring 1 um seine Drehachse 10 bewegt wird, so daß immer ein Umfangsab schnitt 11 in der Behandlungsflüssigkeit 3 eingetaucht ist. Bei einem galva nischen Behandlungsverfahren wird nun eine der Antriebsrollen 4.1, 4.2 als ein Stromzuführungselement ausgebildet, so daß bei einer in der Behand lungsflüssigkeit 3 angeordneten Anode der Lagerring 1 als Kathode ge schaltet ist und demzufolge problemlos galvanisch beschichtet werden kann. Die Figur zeigt weiter, daß bei Verringerung der Eintauchtiefe h auch nur ein Teil des Lagerringes 1 bzw. des Umfangsabschnittes 11 mit einer galvani schen Beschichtung versehen werden kann. In Fig. 1, a bearing ring 1 of a large roller bearing is shown in a highly simplified schematic representation, which is immersed with its peripheral portion 11 with a depth of immersion h in a treatment liquid 3 , which is received by a container 2 . The bearing ring 1 is supported on two spaced-apart support rollers 5 arranged in the container 2 below the bath level and is held on its opposite side by three drive rollers 4.1 , 4.2 , one drive roller 4.1 contacting the inner lateral surface and two spaced-apart 4.2 contact the have outer surface. These drive rollers 4.1 , 4.2 are in turn attached to a connecting structure 6 , which can be moved in a known manner with the aid of pneumatic, hydraulic or electromotive drive systems to any location within a galvanizing system. The drive rollers 4.1 , 4.2 now ensure that the bearing ring 1 is moved about its axis of rotation 10 , so that a section 11 is always immersed in the treatment liquid 3 . In a galvanic African treatment process, one of the drive rollers 4.1 , 4.2 is now formed as a current supply element, so that when an anode is arranged in the treatment liquid 3 , the bearing ring 1 is switched as a cathode and can therefore be galvanically coated without problems. The figure further shows that when reducing the immersion depth h, only a part of the bearing ring 1 or the peripheral portion 11 can be provided with a galvanic coating.
Nach Fig. 2 wird der Lagerring 1 durch eine Halte- und Drehvorrichtung gemäß Anspruch 9 bewegt, indem er an gleichmäßig voneinander beab standeten Umfangsstellen seiner inneren Mantelfläche kraftschlüssig von Haltestäben 7 gehalten ist, die wiederum über Hülsen 8 teleskopartig mit einem zentrischen Teil 9 verbunden sind, so daß die Rotation des Lagerrin ges 1 wiederum um seine Drehachse 10 möglich wird. Der Vorteil der zwei ten Anordnung gegenüber der ersten liegt zum einen darin, daß keine zu sätzlichen Stützrollen 5 erforderlich sind und zum anderen darin, daß ein besonders einfaches und elegantes Zentrieren des Lagerringes 1 möglich ist.According to Fig. 2, the bearing ring 1 is moved by a holding and rotating device according to claim 9, by it is non-positively held by holding rods 7 at circumferentially spaced circumferential points of its inner lateral surface, which are in turn telescopically connected to a central part 9 via sleeves 8 , so that the rotation of the bearing ring ges 1 is in turn possible about its axis of rotation 10 . The advantage of the two th arrangement over the first lies in the fact that no additional support rollers 5 are required and the other is that a particularly simple and elegant centering of the bearing ring 1 is possible.
Ein derartiger Lagerring 1 eines Großwälzlagers wird nun durch eine erfin
dungsgemäße Halte- und Drehvorrichtung aufgenommen und in eine Vorbe
handlungsstation, in eine Beschichtungsstation und in eine Nachbehand
lungsstation verfahren. Bei einer galvanischen Beschichtung dieses Lager
ringes 1 mit einer Zink-Eisen-Kobalt-Legierung sind folgende Verfahrens
stufen erforderlich:
Such a bearing ring 1 of a large roller bearing is now received by a holding and rotating device according to the invention and moved into a pre-treatment station, a coating station and an after-treatment station. The following process steps are required for the galvanic coating of this bearing ring 1 with a zinc-iron-cobalt alloy:
- - Entfetten- degrease
- - Spülen- Do the washing up
- - Aktivieren- Activate
- - Spülen- Do the washing up
- - elektrolytisches Entfetten- electrolytic degreasing
- - Spülen- Do the washing up
- - ZnFeCo-Beschichtung- ZnFeCo coating
- - Spülen- Do the washing up
- - Chromatieren- Chromate
- - Spülen- Do the washing up
- - Trocknen.- Dry.
Es kann für jeden Arbeitsgang nun eine eigene Station verwendet werden, oder es werden mehrere Arbeitsgänge in einer Station zusammengefaßt. So ist es beispielsweise denkbar, daß Entfetten, Spülen und Aktivieren in einem Badbehälter durchgeführt werden, während die galvanische Beschichtung und das Chromatieren in einem zweiten und dritten Badbehälter 2 vorge nommen werden. Dazu werden verschiedene Vorratsbehälter (ein Tank für jeden Arbeitsgang) über eine Umwälzpumpe mit der Station bzw. mit den Stationen verbunden, wobei immer das gerade benötigte Medium in die je weilige Station gepumpt wird. A separate station can now be used for each work step, or several work steps can be combined in one station. For example, it is conceivable that degreasing, rinsing and activation are carried out in a bath container, while the galvanic coating and chromating are carried out in a second and third bath container 2 . For this purpose, various storage containers (one tank for each work step) are connected to the station or stations via a circulating pump, whereby the medium just required is always pumped into the respective station.
11
rotationssymmetrischer Hohlkörper
rotationally symmetrical hollow body
22nd
Behälter
container
33rd
Behandlungsflüssigkeit
Treatment liquid
4.14.1
Antriebsrolle
Drive roller
4.24.2
Antriebsrolle
Drive roller
55
Stützrolle
Support roller
66
Anschlußkonstruktion
Connecting construction
77
Haltestab
Holding rod
88th
Hülse
Sleeve
99
zentrisches Teil
centric part
1010th
Drehachse
Axis of rotation
1111
Umfangsabschnitt
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Circumferential section
h immersion depth
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