DE19931663C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium

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Abstract

Verfahren zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere zum Beschichten der Kleinteile oder zum chemischen Entgraten der Kleinteile in einer Behandlungsmaschine, die einen verschließbaren Behälter umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der Teile angeordnet ist, die rotierend antreibbar und zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbar ist, gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Verfahrensschritte DOLLAR A - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und weitgehend evakuiert; DOLLAR A - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigsten Komponente des Behandlungsmediums eingestellt wird; DOLLAR A - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrieben; DOLLAR A - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Klein­ teilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium - insbesondere zum Beschichten der Kleinteile oder zum chemischen Entgraten der Kleinteile - in einer Behandlungsmaschine, die einen verschließ­ baren Behälter umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der Teile angeordnet ist, die rotierend antreibbar und zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage ver­ stellbar ist sowie eine Maschine zur Durchführung des Verfah­ rens. Verfahren und Maschinen dieser Art werden von der Anmelde­ rin seit längerem hergestellt. Beispiele hierfür finden sich in den Patenten DE 31 21 397 C1, DE 32 30 108 C2, DE 34 20 859 C2, DE 42 02 880 C1. Hierbei sind die zur Aufnahme der Kleinteile vorgesehenen durchbrochenen Trommeln jeweils von ihren Antriebs­ mitteln in der Maschine lösbar ausgeführt, so daß sie außerhalb der Maschine befüllt und entleert werden können; die Trommel mit den Kleinteilen kann dadurch in verschiedene mit gleichartigen Antriebsmitteln ausgestattete Maschinen eingesetzt werden, die jeweils unterschiedlichen Behandlungsschritten dienen. In den verschiedenen Verfahrensstufen, die in den verschiedenen Maschinen durchgeführt werden, finden an den häufig nach der mechanischen Herstellung verölten Kleinteilen nacheinander Entöl- und Wasch­ vorgänge sowie Oberflächenbehandlungsvorgänge statt, die in der Regel dem Korrisionsschutz dienen. Zwischen diesen Vorgängen kann auch noch ein chemisches Entgraten vorgesehen sein.
Bei Kleinteilen mit nur einseitig offenen Hohlräumen kommt es bei diesen Behandlungsschritten häufig zu Lufteinschlüssen in diesen Hohlräumen, die aufgrund von daraus folgender unzurei­ chender Reinigung bzw. unzureichender Beschichtung zu Fehlstel­ len führen, die im Ergebnis zu Ausschuß führen, sei es aus rein optischen Gründen, sei es aufgrund reduzierter Funktionsfähig­ keit. Wenn diese Hohlräume besonders klein sind, kann auch ein Umschichten der Kleinteile in der mit geneigter Achse angetrie­ benen Trommel diese Lufteinschlüsse nicht zuverlässig aus­ treiben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ver­ bessertes Verfahren sowie eine Maschine zur Durchführung dessel­ ben bereitzustellen, das zur verbesserten Qualität der behandel­ ten Kleinteile führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Verfahrensschritte
  • - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und evakuiert;
  • - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampf­ druckes der flüchtigsten Komponente des Behandlungsmediums eingestellt wird;
  • - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrieben;
  • - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.
Das Behandlungsmedium ist hierbei je nach dem durchzuführenden Verfahren ein Beschichtungsmedium zum Oberflächenbeschichten oder eine Ätzflüssigkeit zum chemischen Entgraten.
Durch das Evakuieren des Behälters auf einen sehr geringen In­ nendruck - z. B. in der Größenordnung von 20 Millibar - werden insbesondere auch die genannten Hohlräume in den Kleinteilen evakuiert, so daß keine fehlerverursachenden Luftnester in die­ sen Hohlräumen beim anschließenden Einlassen der Behandlungs­ flüssigkeit in den Behälter entstehen können. Der Innendruck wird hierbei auf einen im vertretbaren technischen Rahmen mög­ lichst niedrigen Unterdruck abgesenkt.
Durch das Einregeln des Innendrucks auf einen höheren Unterdruck beim Einlassen der Behandlungsflüssigkeit - z. B. in der Größen­ ordnung von 40 Millibar -, der gerade oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigsten, d. h. der niedrigst-siedenden Komponente der Behandlungsflüssigkeit eingestellt wird, wird andererseits ein Sieden der Behandlungsflüssigkeit verhindert, so daß das Ent­ stehen einer neuen Fehlerquelle vermieden wird und eine wirksame Behandlung mit dampfblasenfreier Behandlungsflüssigkeit garan­ tiert wird.
Das Einstellen eines höheren Unterdrucks im Behälter für die Behandlung kommt teilweise durch das Einlassen des Flüssigkeits­ volumens selber zustande, wobei gegebenenfalls zur Druckein­ stellung ein erneutes Evakuieren erfolgen muß.
Die fehlerfrei beschichteten Kleinteile können nach einem länge­ ren rotierenden Antreiben der Trommel mit geneigter Achslage nach dem Belüften des Behälters und dem Einstellen der Trommel in die senkrechte Achslage mit dieser ausgehoben werden. In bevorzugter Ausführung ist jedoch vorgesehen, daß zuvor die Behandlungsflüssigkeit abgepumpt und die Trommel bei senkrechter Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben wird, um zur Vermeidung eines Verschleppens die Behandlungs­ flüssigkeit weitgehend abzuschleudern, bevor anschließende Vor­ gänge in der gleichen Maschine oder in einer anderen Maschine durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Behandlungsverfahren mit den genannten Schritten mehrfach wiederholt, bevor die Trommel mit den Kleinteilen endgültig aus der Maschine ausgehoben wird. Beim abschließenden Zentrifugieren kann Heißluft in den Behälter eingeblasen werden oder der Behälter kann erneut evakuiert wer­ den, diesmal auf einen unter dem Dampfdruck der Behandlungs­ flüssigkeit liegenden Innendruck, um die Kleinteile schnellst­ möglich zu trocknen.
In Ergänzung des vorstehenden Verfahrens können Verfahrens­ schritte zum Waschen und Spülen der Kleinteile in der gleichen Maschine vorgeschaltet werden. Die Einzelschritte können hierbei den genannten erfindungsgemäßen Schritten vollkommen entspre­ chen, wobei jeweils nur eine entsprechende Wasch- oder Spül­ flüssigkeit verwendet wird. Insbesondere ist auch hier das Evakuieren des Behälters vor Einleiten der Flüssigkeit zur Be­ kämpfung von Lufteinschlüssen und das Einstellen des Unterdrucks auf einen oberhalb des Dampfdrucks liegenden Unterdruck zum Vermeiden der Dampfblasenbildung vorgesehen. In gleicher Weise wie das Behandlungsverfahren als solches durch diese Maßnahmen verbessert wird, werden auch die vorgestalteten Wasch- und Spül­ verfahren verbessert, indem eine vollständige fehlerfreie Benet­ zung der Oberflächen der Kleinteile einschließlich ihrer Hohl­ räume garantiert wird.
Eine erfindungsgemäße Maschine zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens umfaßt einen Behälter mit einer in diesem angeordne­ ten zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbaren drehend antreibbaren Trommel, die mit zumindest einer geringeren Geschwindigkeit in der geneigten Achslage und mit zumindest einer höheren Geschwindigkeit in der senkrechten Achslage antreibbar ist und die gekennzeichnet ist durch Mittel zum luftdichten Verschließen des Behälters, Mittel zum Evakuieren des Behälters, Mittel zum Einleiten von flüssigem Behandlungsmedium bei geschlossenem und evakuiertem Behälter, Mittel zum Abpumpen von flüssigem Behandlungsmedium aus dem Behälter und Mittel zur Druckregelung des Innendrucks im Behäl­ ter.
Der Behälter ist mit einem oder mehreren Tanks für die vorgese­ hene Behandlungsflüssigkeiten über Leitungen zu verbinden, in denen Pumpen und Absperrmittel wie bekannt vorgesehen sind. Der Behälter ist weiterhin über entsprechende Leitungen mit zumin­ dest einer Vakuumpumpe zu verbinden, deren Ausgang - gegebenen­ falls über Mittel zum Kondensieren und Rückführen von abgepump­ ten Schwaden - mit dem oder den Tanks verbunden werden muß.
Nach weiteren Ausgestaltungen ist der Behälter die sich aus dem bereits beschriebenen Verfahren ergeben, mit einem Heißluft­ gebläse zu versehen, das mit dem Innenraum des Behälters verbun­ den ist, oder mit zumindest einem Ultraschallgeber auszustatten, der im Innenraum des Behälters angeordnet ist.
Die Trommel kann nach besonderer Ausgestaltung im Querschnitt ω-förmig (ähnlich einer nach oben offenen Kranzkuchenform) sein und eine durchbrochene Oberfläche aufweisen.
Der Behälter kann die Trommel zur Reduzierung der einzusetzenden Behandlungsflüssigkeit unmittelbar koaxial umschließen und ins­ gesamt mit dieser aus einer senkrechten Achslage in eine geneig­ te Achslage verstellbar sein. Dies hat den Vorteil, daß die erforderlichen Verstellmittel außerhalb des Behälters, damit leicht zugänglich und in unproblematischer Umgebung angeordnet sein können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Maschine ist nachstehend anhand der Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Maschine bei horizontaler Achslage ohne Ein­ zelheiten zur Trommel;
Fig. 2 zeigt eine Maschine nach Fig. 1 in ein Anlageschema integriert, mit Einzelheiten zur Trommel.
In Fig. 1 ist eine Maschine 11 in einem Vertikalschnitt ge­ zeigt, die mit Hilfe von Stehlagern 12 schwenkbar auf einen Maschinenrahmen 13 ruht. Die Drehzapfen 16 der Stehlager 12 sind außen an einem zylindrischen Behälter 17 der Maschine einge­ setzt. Ein horizontal liegender Stellzylinder 14 greift über einen nur durch seine Mittelachse dargestellten Hebel 15 an einem der Drehzapfen 16 an und dient der Verstellung der Maschi­ ne aus der durchgezogen dargestellten Position mit vertikaler Achse in eine gestrichelt dargestellte Position mit geneigter Achse. Dieser ist mit einem Deckel 18 luftdicht verschließbar, der in einem Stehlager 19 schwenkbar gelagert ist. Am Deckel 18 greift ein Stellzylinder 20 über einen Hebel 21 an, der mit dem Deckel 18 schwenkbar ist. Sowohl der Stellzylinder 20 als auch das Stehlager 19 für den Deckel 18 sind auf einem mit dem Behäl­ ter 17 festverbundenen Träger 22 abgestützt. Aus dem Boden 23 des Behälters 17 tritt eine Antriebsachse 24 aus. Diese wird über einen Riementrieb 25 von einem am Boden 23 angeflanschten Antriebsmotor 26 angetrieben. Im Boden 23 ist ein Abflußstutzen 27 dargestellt. Zumindest ein Zuflußstutzen zum Behälter sowie ein Gasabzugstutzen sind nicht dargestellt.
In Fig. 2 ist die Maschine 11 innerhalb eines Anlagenschemas dargestellt, wobei bereits in der Fig. 1 beschriebene Einzel­ heiten mit gleichen Ziffern bezeichnet sind. Der Antriebsmotor 26 ist hierbei abweichend von Fig. 1 unmittelbar auf die An­ triebswelle 24 gesetzt. Die Einzelheiten zum Schwenken der Maschine sind nicht dargestellt. Der Deckel 18 ist in geöffneter Position gezeigt. Der Abflußstutzen 27 ist über eine sich ver­ zweigende Abflußleitung 28 mit einer Entleerungspumpe 29 und einer Rückflußpumpe 30 verbunden. Von der Entleerungspumpe 29 führt eine Entleerleitung 31 zu einem Entsorgungstank 32. Von der Rückflußpumpe 30 führt eine Verteilerleitung 33 über Ein­ zelleitungen 34 bis 38 zu drei Spülwassertanks 41 bis 43 und zwei Reinigungsmittelansatztanks 44, 45. Zwei Reinigungsmittel­ konzentrattanks 46, 47 sind über Dosierpumpen 48, 49 und Zuführ­ leitungen 50, 51 mit den Einzelleitungen 37, 38 verbunden. Von einem Wasseraufbereitungssystem 52 führt eine Zuflußleitung 53 in die Verteilerleitung 33, von dieser wiederum führt eine Zu­ führleitung 54 in den Behälter 17. Der Zuflußstrom ist nur sym­ bolisch dargestellt, innerhalb des Behälters sind Sprühdüsen 55 erkennbar. Am Behälter ist weiterhin ein Ultraschallgeber 56 außen angeordnet. Im oberen Bereich nahe der Deckelebene ist ein Abzugstutzen 57 am Behälter vorgesehen, der mit einer Vakuumpum­ pe 58 verbunden ist. Eine Kurzschlußleitung 59 verbindet die Entleerleitung 31 mit der Zuflußleitung 53. Innerhalb des Behäl­ ters 17 ist eine im wesentlichen im Querschnitt ω-förmige Trom­ mel 60 erkennbar, die mit der Antriebswelle 24 vorzugsweise lösbar verbunden ist.
Bezugszeichenliste
11
Maschine
12
Stehlager
13
Rahmen
14
Stellzylinder
15
Hebel
16
Drehzapfen
19
Behälter,
18
Deckel
19
Stehlager
20
Stellzylinder
21
Hebel
22
Träger
23
Boden
24
Antriebswelle
25
Riementrieb
26
Antriebsmotor
27
Abflußstutzen
28
Abflußleitung
29
Entleerpumpe
30
Rückflußpumpe
31
Leitung
32
Entsorgung
33
Leitung
34
Leitung
35
Leitung
36
Leitung
37
Leitung
38
Leitung
41
Tank
42
Tank
43
Tank
44
Tank
45
Tank
46
Tank
47
Tank
48
Dosierpumpe
49
Dosierpumpe
50
Leitung
51
Leitung
52
Wasseraufbereitung
53
Leitung
54
Zuflußleitung
55
Sprühdüsen
56
Ultraschallgeber
57
Abzugsstutzen
58
Vakuumpumpe
59
Kurzschlußleitung
60
Trommel

Claims (14)

1. Verfahren zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere zum Beschichten der Klein­ teile oder zum chemischen Entgraten der Kleinteile in einer Behandlungsmaschine, die einen verschließbaren Behälter umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der Teile angeord­ net ist, die rotierend antreibbar und zwischen einer senk­ rechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbar ist, gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Verfahrensschritte
  • - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und evakuiert;
  • - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigsten Komponente des Behand­ lungsmediums eingestellt wird;
  • - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrie­ ben;
  • - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die anschließenden Verfahrensschritte
  • - die Behandlungsflüssigkeit wird abgepumpt;
  • - die Trommel wird mit senkrechter Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben, um die Behand­ lungsflüssigkeit weitgehend abzuschleudern (Zentrifu­ gieren).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mehrfache Wiederholung der vor­ genannten Verfahrensschritte.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zentrifugieren Heißluft in den Behälter eingebla­ sen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter beim Zentrifugieren evakuiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen und vor dem Behandeln der Kleinteile zumindest ein Waschvorgang und/oder ein Spülvorgang durchgeführt wird mit den Verfah­ rensschritten
  • - der Behälter wird verschlossen und evakuiert;
  • - es wird Wasch- oder Spülflüssigkeit in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert ober­ halb des Dampfdrucks der Wasch- oder Spülflüssigkeit eingestellt wird;
  • - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrie­ ben;
  • - die Behandlungsflüssigkeit wird abgepumpt;
  • - die Trommel wird mit senkrechter Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben, um die Behand­ lungsflüssigkeit weitgehend abzuschleudern (Zentrifu­ gieren).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlassen von flüssigem Behandlungsmedium und nach dem Einlassen von Wasch- oder Spülflüssigkeit in den Behälter in diesem Ultraschall erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim rotierenden Antreiben der Trommel mit geringer Geschwindigkeit in der geneigten Achslage Ultraschall im Behälter erzeugt wird.
9. Maschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend einen Behälter und eine in diesem angeordnete zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbare, durchbrochene Trommel zur Aufnahme der Kleinteile, die mit zumindest einer geringen Geschwin­ digkeit in der geneigten Achslage und mit zumindest einer höheren Geschwindigkeit in der senkrechten Achslage an­ treibbar ist, gekennzeichnet durch
  • - Mittel zum luftdichten Verschließen des Behälters;
  • - Mittel zum weitgehenden Evakuieren des Behälters;
  • - Mittel zum Einleiten von flüssigen Behandlungsmedium bei geschlossenem und evakuiertem Behälter
  • - Mittel zum Abpumpen von flüssigem Behandlungsmedium aus dem Behälter;
  • - Mittel zur Druckregelung des Innendrucks im Behälter.
10. Maschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein mit dem Innenraum des Behälters verbundenes Heißluftgebläse.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch Ultraschallgeber im Behälter.
12. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochene Trommel in senkrechter Achslage von ihren Antriebsmitteln lösbar und aus dem Behälter aushebbar ist.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel im Querschnitt ω-förmig und mit durchbro­ chener Oberfläche ausgebildet ist.
14. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter die Trommel koaxial umschließt und ins­ gesamt mit dieser aus einer senkrechten Achslage in eine geneigte Achslage verstellbar ist.
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