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Die
Erfindung betrifft ein Galvanisiergestell nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
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Oberflächentechnik
ist eine Technologie, die zwar überwiegend
nur die Oberfläche
von Teilen gestaltet, dieses jedoch mit einem großen Einfluss
auf die Eigenschaften des Teiles und damit auf die Funktion des
Endproduktes. Zum großen
Teil ist es der Schutz des Grundwerkstoffes vor Korrosion, aber auch
das äußere Erscheinungsbild,
das mit der Oberflächentechnik
einher geht. Vielfach lassen sich Eigenschaften, wie beispielsweise
Reflexion, Verschleiß oder
auch elektrische Leitfähigkeit,
eines Bauteiles erst durch die Oberflächentechnik herstellen.
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Damit
ist erkennbar, dass die Oberflächentechnik
einen großen
Einfluss auf die Funktion, das optische Erscheinungsbild und die
Qualität
der hergestellten Produkte hat.
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Eine
Grundvoraussetzung in der industriellen Anwendung ist, dass die
Herstellung der „Oberflächen" durch beherrschte
Prozesse stattfindet. So werden im vorliegenden Fall mit Galvanotechnik
die Technologien des Herstellen von Überzügen wie das elektochemische
Abscheiden von metallischen Niederschlägen auf Bauteilen – beispielweise
sei das Verzinken, Vergolden oder Versilbern genannt –, des elektrochemischen
Materialabtrags an der Bauteiloberfläche – wie dies beispielsweise beim
Elektropolieren erfolgt – oder
des Beschichtens durch Reaktion mit der Bauteiloberfläche – wie beispielsweise
das Anodisieren von Aluminium oder das Chromatieren. Beim Anodisieren,
auch Eloxieren genannt, werden LB:CHS Oberflächendicken zwischen 20 und
25 μm zu
Korrosionsschutzzwecken und dünnere
Schichten von 8 bis 20 μm
vorwiegend für
dekorative Zwecke eingesetzt. Letzteres ist sowohl gefärbt als
auch ungefärbt
anzutreffen. Gerade bei den dekorativen Schichten ist die Schichtdicke
von entscheidender Bedeutung. So erkennt das menschliche Auge bereits
Unterschiede im Erscheinungsbild eines Teiles, wenn die Eloxalschicht
nur wenige μm
von einem Teil zum anderen differiert. Die Unterschiede betreffen beispielsweise
den Reflexionsgrad oder die Farbsättigung. So ist es beispielsweise
möglich,
ein poliertes Aluminiumteil durch ein Variieren der Schichtdicke bei
dem ungefärbten
Eloxier-Verfahren glänzend,
irisierend oder matt, mit all seinen Zwischenstufen, erscheinen
zu lassen.
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Das
Anodisieren von Aluminiumoberflächen erfolgt
typischerweise, indem das zu eloxierende Aluminiumteil eine bestimmte
Anzahl an Bädern
durchläuft.
Zunächst
werden die Aluminiumteile vorbehandelt, also gereinigt und gebeizt,
um anhaftenden Schmutz oder Fett sowie die dünne natürliche Oxidschicht zu entfernen.
Danach erfolgt das eigentliche Eloxieren. Zuweilen wird dann die
frische poröse Schicht
mit Farbstoffen gefärbt
und schließlich
folgt das Verdichten, üblicherweise
mit heißem
Wasser oder Dampf.
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Zur
galvanischen Behandlung von Gegenständen werden diese bekanntlich
an Galvanisiergestellen befestigt oder gehängt und gemeinsam in die mit
Galvanisierflüssigkeit
gefüllten
Galvanisierbecken getaucht. Galvanisierbecken sind üblicherweise ungefähr 3 m lang,
2 m tief und 0,3 m breit. Die Stromzufuhr erfolgt über eine
Tragschiene, mit der die Gestelle fest verbunden sind und die in
der Regel mittig und parallel zur Längsseite des Galvanisierbeckens
angeordnet ist. Mit Hilfe eines die Tragschiene umsetzenden Kranes
werden die Galvanisiergestelle von einem Becken zum nächsten zu
transportiert.
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Wenn
nun Gegenstände
galvanisiert werden sollen, die geringfügig länger sind als das Galvanisierbecken
breit ist, können
diese Gegenstände
nicht so an den Gestellen positioniert werden, dass die Gegenstände diagonal
in das Galvanisierbecken gelangen, sondern nur parallel zur Längswand
des Galvanisierbeckens. Durch diese Maßnahme können aber weniger Gegenstände in das
Galvanisierbecken gehängt
werden. Da das Galvanisierbecken zur Ereichung einwandfreier Ergebnisse
mit einer vorbestimmten Stromdichte beaufschlagt werden soll, wird nun
diese Stromdichte über
eine geringere Anzahl an Teilen erzeugt. Dies führt möglicherweise zu oberhalb der
Toleranz liegenden Strombelastung für jeden einzelnen Gegenstand
und damit zu einem eventuell unerwünschten Oberflächenergebnis.
Um nun eine Schrägstellung
der Gegenstände
zu bewirken, die zu einer Einbringung einer größeren Anzahl an Gegenständen in
das Galvanisierbecken und damit zu einer Absenkung der Strombelastung
jedes einzelnen Gegenstandes führt,
haben die Anwender die Gestellstangen in Längsrichtung durch Einleiten
einer Torsion plastisch verformt. Gerade wenn die Gestellstäbe aus dem
Werkstoff Titan gefertigt sind, führt ein mehrmaliges plastisches
Verformen zum Bruch der Gestellstange.
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Demnach
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Galvanisiergestell
mit Gestellstab so auszugestalten, dass der Gestellstab mit geringem
Aufwand um seine Längsachse
relativ zur Tragschiene gedreht werden kann. Zudem soll das Gestell
kostengünstig
herstellbar sein, eine hohe Betriebssicherheit besitzen, einen guten
Stromfluss von der Tragschiene bis zu dem zu galvanisierenden Gegenstand
gewährleisten
und eine einfache Austauschbarkeit der Gestellstäbe sicherstellen.
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Die
Erkenntnis der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Galvanisiergestell
mit Gestellstab so ausgestaltet ist, dass der Stab einen Gestellkopf
aufweist, der es ermöglicht,
dass das Galvanisiergestell um die Langsachse des Gestellstabes
frei gedreht werden kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe der Erfindung durch ein Galvanisiergestell mit Gestellstab
und Gestellkopf mit den Merkmalen von Anspruch 1. Unter geringem
Aufwand können
die Gestellstäbe
so gedreht werden, dass die den Endstücken gegenüber liegenden zu galvanisierenden
Gegenstände
so zu liegen kommen, dass eine optimierte Anzahl an zu galvanisierenden
Gegenständen
in das Galvanisierbecken gehängt
werden kann. Die Einhaltung der Anzahl ist wichtig, damit die in
dem Galvanisierbecken hängenden
zu galvanisierenden Gegenstände
eine vorbestimmte galvanische Schichtdicke erhalten. Zudem kann
durch die individuelle Drehung jedes einzelnen Gestellstabes die
Anordnung der zu galvanisierenden Gegenstände so gewählt werden, dass sie einerseits über einen
ausreichenden Abstand zur Galvanisierbeckenwandung als auch über einen
ausreichenden Abstand untereinander verfügen. Es ist wichtig, dass bei
dem Galvanisiervorgang die zu galvanisierenden Gegenstände durch
die Badflüssigkeit
frei umspült
werden können.
Eine Beeinflussung der Gegenstände
untereinander oder durch die Galvanisierbeckenwandung führt zu einem
nicht einheitlichen Schichtaufbau, und zu einer möglichen
Unbrauchbarkeit der Gegenstände.
Da sich die Gestellstäbe aufgrund
ihres Eigengewichtes selber zentrieren, behalten bereits eingerichtete
Gestellstäbe
auch bei nicht vermeidbaren Erschütterungen ihre Lage. Außerdem lassen
sich durch dies Anordnung falsch eingestellte Gestellstäbe leicht
nachjustieren.
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In
vorteilhafter Weise weist das Endstück eine Mittelachse auf, die
sich mit der Längsachse
des Gestellstabes deckt. Hierdurch greift die durch den Gestellstab
eingebrachte Gewichtskraft an dem Endstück immer mittig an. Dies führt zu einer
gleichmäßigen Belastung
aller Zentrierflächen
des Endstücks und
sorgt für
eine zusätzliche
Sicherheit gegen ungewolltes Verdrehen des Gestellstabes.
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Vorzugsweise
ist das Endstück
als gerader Pyramidenstumpf oder als gerader Kegelstumpf ausgebildet.
Diese Ausformung weist rundum gerade, nicht gekrümmte Flächen auf. Diese sind leicht
und preiswert herstellbar und erfüllen den Zweck der Zentrierung
in hervorragender Weise. Ein Vorteil in der Verwendung des Kegelstumpfes
gegenüber
dem Pyramidenstumpf liegt darin, dass zum Verdrehen des Gestellstabes
dieser nicht angehoben werden muss, um ihn aus seiner Zentrierung
soweit zu lösen,
dass das Endstück
frei drehbar ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Gestellstab
jede Position einnehmen kann und nicht nur in vorgegebenen Schritten
gedreht werden kann.
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Der
Drehwinkel, mit dem das als Pyramide gestaltete Endstück von einer
vorgegebenen Stellung in die nächstliegende
durch Anheben, Drehen und Absetzen des Gestellstabs gedreht werden kann,
ist abhängig
von der Kantenanzahl der Grundfläche.
Hieraus ist zu folgern, dass nur solche Drehwinkel erzeugt werden
können,
die als Quotient entstehen, wenn 360° durch die Anzahl der Kanten
dividiert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Kegelstumpf einen Öffnungswinkel zwischen zwei
einander gegenüberliegenden Mantellinien
und die Pyramide einen Öffnungswinkel zwischen
zwei Kanten, von denen keine die Grundfläche begrenzt, auf, wobei der Öffnungswinkel
im Bereich zwischen 33° und
36° liegt.
Wenn die Öffnungswinkel
sehr klein sind, dann kann es zu einer Selbsthemmung kommen. Um
nun ein Drehen des Gestellstabes relativ zum Gestellkopf durchführen zu können, müsste diese
Selbsthemmung durch geeignete Maßnahmen überwunden werden. Es hat sich
in der Praxis jedoch gezeigt, dass diese Vorgehensweise unpraktisch
ist. Die obige Spezifizierung des Öffnungswinkels ist abhängig von
den Stromstärken,
die in den Gestellstab eingeleitet werden. Je geringer die eingeleitete
Stromstärke
ist, desto geringer wird der Öffnungswinkel
gewählt.
So wird bei 400 Ampere einzuleitende Stromstärke ein Öffnungswinkel von 33° und bei
2000 Ampere einzuleitende Stromstärke ein Öffnungswinkel von 36° gewählt. Diese Öffnungswinkel
bieten ein Optimum aus der Selbstzentrierfähigkeit, der leichten Drehbarkeit
des Gestellstabes und Größe der Zentrierflächen und
damit der Stromdichte, die an den Zentrierflächen auftritt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist das Endstück
eine größere Grundfläche und
eine kleinere Deckfläche
auf und die Deckfläche
weist zu einem dem Endstück
gegenüber
liegenden Ende des Gestellstabes. Hierbei liegt die Grundfläche parallel
zur gegenüberliegende Deckfläche. Von
dieser Deckfläche
aus kann das Endstück
in Richtung der Grundfläche
hervorragend bearbeitet werden, da Bearbeitungswerkzeuge nicht an
zu den Werkzeugen schief stehenden Flächen angesetzt werden müssen und
damit ein so genanntes „Verlaufen" der Werkzeuge weitgehend
ausgeschlossen ist. Auch entfällt
das nicht triviale Erstellen der Pyramiden- oder Kegelspitzen. Diese
Ausgestaltungen sind geeignet, mögliche
Ausschussraten bei der Herstellung des Endstücks zu reduzieren. Die so gewählte Anordnung
des Endstücks
am Gestellstab stellt sicher, dass die Selbstzentrierung in Betriebsposition
des Gestells, wenn also der Gestellstab im Gestell hängt, erfolgt.
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In
vorteilhafter Weise ist das Endstück unlösbar und gut elektrisch leitend
mit dem Gestellstab verbunden. Da im Betrieb das gesamte Gewicht
des Gestellstabes mit dem zu galvanisierenden Gegenstand an diesem
Endstück
hängt,
ist dieses in vorteilhafter Weise mit dem Gestellstab unlösbar verbunden.
Ein Sich-Lösen
des Gestellstabes aus dem Endstück
kann zum Einen zu einer Verletzung des Anwenders durch das Eigengewicht
des Gestellstabs mit dem daran befestigten zu galvanisierenden Gegenstand
führen.
Zum Anderen führt
das Sich-Lösen während des
Galvanisierprozesses zu einer Beschädigung oder zu einem Verlust
eines Gegenstandes und einer damit verbundenen Betriebsstörung.
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Da
der zu galvanisierende Gegenstand mit einer vorgegebenen Stromstärke beaufschlagt
werden soll, ist es wichtig, dass keine unberechenbaren Stromverluste
auftreten. Daher ist in zweckmäßiger Weise
die Verbindung zwischen dem Gestellstab und dem Endstück gut elektrisch
leitend.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist es vorteilhaft, dass das Endstück aus einem anderen Werkstoff
wie der Gestellstab besteht. Da der Gestellstab im Betrieb in die
Flüssigkeit
des Galvanisierbeckens eingetaucht wird, muss er der jeweiligen
Flüssigkeit, die
beim Vorgang des Anodisierens Schwefelsäure sein kann, widerstehen
und soll eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Als guter
Kompromiss hat sich für
den Gestellstab der Werkstoff Titan für das Anodisier-Verfahren herauskristallisiert,
da dieser absolut säurefest
ist. Jedoch ist die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffs Titan
nur mittelmäßig. Er
besitzt beispielsweise einen 10-fach höheren Widerstand gegenüber Aluminium.
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Für die Technologie
des Anodisierens hat es sich zudem herausgestellt, dass mit einer
Ausführung
des Gestellkopfes in Aluminium ein verlustfreier Stromübergang
von der Tragschiene zum Gestellkopf erfolgt. Zusätzlich hat sich gezeigt, dass
das Endstück
in bevorzugter Weise ebenfalls in Aluminium auszuführen ist.
Da an der Tragschiene zwischen 400 und 2000 Ampere abgegriffen werden,
führt der Elektronenfluss
aufgrund der Materialgleichheit zwischen dem Gestellkopf und dem
Endstück
weder zu einem erhöhten
Widerstand noch zu einem möglicherweise
ansonsten stattfindenden Abbrand. Bedingt durch die unterschiedliche
elektrische Leitfähigkeit
des Gestellstabes und des Gestellkopfes und der relativ hohen Strombelastung
erhitzt sich der Gestellstab. Da Aluminium zusätzlich auch ein ausgezeichneter
Wärmeleiter
ist, kann die durch den Gestellstab in das Endstück und damit in den Gestellkopf
eingeleitete Wärme
an die Umgebung abgeführt
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Endstück
einstückig
an einem Ende des Gestellstabes ausgebildet. Dies setzt voraus,
dass der Werkstoff des Gestellstabes umformbar ist. Das Ausformen
eines Endes des Gestellstabes in die Form eines Kegelstumpfes oder
eines Pyramidenstumpfes birgt den Vorteil in sich, dass keine zusätzlichen
Teile gefertigt werden müssen.
Daher entfällt
auch der Vorgang des Fügens
von mindestens zwei Bauteile sowie die passgenaue Fertigung des
einen Endes des Gestellstabes und die passgenaue Fertigung des als
Einzelteil vorliegenden Endstücks.
Demgegenüber
steht die Anschaffung teurer Werkzeuge zum Umformen der Enden der
Gestellstäbe
in der Gestalt, dass dort entweder eine Kegel- oder eine Pyramidenform
erzeugt werden kann. Das Umformen kann entweder warm oder kalt erfolgen, eventuell
verbunden mit einer spanabhebenden Nachbearbeitung der Ausformungen.
Eine solche Fertigungsmethode setzt zur Amortisierung hohe Stückzahlen
voraus.
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Wenn
der Werkstoff des Gestellstabes und des Gestellkopfes bezüglich der
elektrischen Leitfähigkeit
unterschiedlich ist, kommt es aufgrund der unterschiedlichen Widerstandswerte
an den Kontaktflächen,
also dort, wo das Endstück
des Gestellstabes mit dem Lagerelement des Gestellkopfes verbunden ist,
zu einer erhöhten
Strombelastung und einer erhöhten
Abbrandgefahr. Diese erhöhte
Gefährdung kann
jedoch durch eine geeignete Gestaltung der Kontaktflächen reduziert
werden.
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In
vorteilhafter Weise weist das Endstück um seine Mittelachse einen
Hüllkreis
mit einem größten Durchmesser
und der Gestellstab um seine Längsachse
einen Hüllkreis
mit einem Durchmesser auf, wobei der größte Durchmesser des Hüllkreises
des Endstücks
größer als
der Durchmesser des Hüllkreises
des Gestellstabes ist. Hierdurch wird die Möglichkeit der Selbstzentrierung
des Gestellstabes in erheblichem Maße unterstützt, da über eine Variation der Höhe des Kegel-
oder Pyramidenstumpfes unter Beibehaltung des Öffnungswinkels auch die Mantelfläche oder
die Seitenflächen,
die letztlich die Zentrierflächen
darstellen, in ihrer Größe gestaltet
werden können.
Außerdem
kann die mit der Veränderung
der Zentrierflächen
einhergehenden Veränderung
der Kontaktflächen
die zwischen Gestellkopf und Endstück auftretende Stromdichte
gering gehalten werden. Eine geringe Stromdichte wird dazu führen, dass
der Hüllkreis
des Endstücks
im Durchmesser erheblich größer als
der Durchmesser des Hüllkreises
des Gestellstabes ausfallen wird. Der Mindestdurchmesser für den Hüllkreis
des Endstücks
ist in jedem Fall so zu wählen,
dass eine durch den Gestellstab mit dem zu galvanisierenden Gegenstand am
Endstück
angreifende Kraftkomponente, die eine zusätzliche dynamische Komponente
aufgrund des kraftbetriebenen Hinein- und Heraushebens aus dem Galvanisierbecken
aufweist, nicht dazu führt,
dass das Endstück
aus dem Gestellkopf gezogen wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das
Lagerelement des Gestellkopfes in Längsrichtung des Gestellkopfes
eine Durchgangsbohrung auf, die in ihrem Durchmesser größer als
der Durchmesser des Hüllkreises
des Gestellstabes ist. Durch die Durchgangsbohrung des Lagerelements
kann der Gestellstab in das Lagerelement eingeführt werden. Die Größe der Durchgangsbohrung
ist so gehalten, dass der Gestellstab, auch wenn sein Querschnitt
nicht kreisförmig
ist, sich um seine Längsachse
vollständig
drehen lässt,
ohne die Begrenzungsflächen
der Durchgangsbohrung zu berühren.
Das Endstück
verhindert ein Durchrutschen des Gestellstabes durch die Durchgangsbohrung.
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In
zweckmäßiger Weise
weist die Durchgangsbohrung eine dem Verlauf des Gestellstabes gegenüber liegende
Erweiterung mit wenigstens einer Begrenzungsfläche auf, die mit den Seitenflächen des
Pyramidenstumpfes oder mit der Mantelfläche des Kegelstumpfes des Endstücks formschlüssig verbunden
ist. Idealerweise ist die Höhe
der Erweiterung so groß,
dass sie die Mantelfläche
oder die Seitenflächen
des Endstücks
vollständig
aufnimmt. Da die wenigstens eine Begrenzungsfläche der Erweiterung die gesamte
Mantelfläche
bzw. alle Seitenflächen
des Endstücks
vollflächig
aufnimmt, wird eine optimale Selbstzentrierung des Gestellstabes
in dem Lagerelement erreicht.
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In
einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung dient die formschlüssige
Verbindung zwischen der wenigstens einen Begrenzungsfläche und
der Mantelfläche
des Kegelstumpfes oder den Seitenflächen des Pyramidenstumpfes
als Kontaktfläche
zur Stromeinleitung vom Gestellkopf in den Gestellstab. Somit wird
keine weitere möglicherweise separate
Kontaktfläche
zur Stromeinspeisung in den Gestellstab benötigt. Die Größe der wenigstens
einen Kontaktfläche
ist ausreichend, um die Stromdichte innerhalb der wenigstens einen
Kontaktfläche gering
zu halten.
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Über die
Mantelfläche
oder die Seitenflächen des
Endstücks
erfolgt die Stromeinleitung von dem Gestellkopf in den Gestellstab.
Die formschlüssige Verbindung
unterstützt
zum Einen die Selbstzentrierung des Gestellstabes in dem Lagerelement
und zum Anderen besteht hierdurch ein guter elektrischer Kontakt,
der die Stromdichte innerhalb der Kontaktflächen niedrig hält. Eine
geringe Stromdichte beugt dem Phänomen
des Abbrands – dem
makroskopischen in Form von Funkenflug und dem mikroskopischen in
Form von punktförmigen
Verschweißungen – vor.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist eine frei zugängliche Seitenfläche des
Lagerelements des Gestellkopfes einen über ihre gesamte Höhe verlaufenden
Schlitz auf, der bis zur Durchgangsbohrung verläuft. Durch diesen Schlitz können die
Gestellstäbe,
wenn sich der Gestellkopf in Betriebsstellung befindet, von vorne,
der linken oder rechten Seite, je nachdem, auf welcher Seite sich
der Schlitz befindet, in den Halter des Gestellkopfes eingelegt
werden und müssen
nicht von oben durch die Durchgangsbohrung eingeführt werden.
Dies führt
zu einer großen
Zeitersparnis, wenn die Gestellköpfe
mit den Gestellstäben
bestückt
werden. Ebenso einfach gestaltet sich die Entnahme der Gestellstäbe aus den
Gestellköpfen.
Da der Gestellstab in einfacher Weise aus dem Gestellkopf entfernbar
ist, können
unterschiedliche Gestellstäbe
in einen Gestellkopf eingekoppelt werden. Dies kann für den Anwender
eine Platz- und eine Kostenersparnis bedeuten, da er nicht für jeden
Gestellstab einen eigenen Gestellkopf beschaffen und auch lagern
muss.
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In
zweckmäßiger Weise
ist das Endstück
des Gestellstabes in die Erweiterung des Lagerelements durch einen
Betätigungszylinder
andrückbar,
wobei sich die Mittelachse des Betätigungszylinders mit der Längsachse
des Gestellstabes deckt. Durch ein Anpressen des Endstücks in die
Erweiterung durch den Betätigungszylinder
wird ein Drehen des Gestellstabes relativ zum Gestellkopf unterbunden.
Dies ist wichtig, da es während
des Betriebes, wenn die an dem Tragbalken befestigten Gestelle und
die daran befestigten zu galvanisierenden Gegenstände mittels eines
Kranes aus einem Galvanisierbecken gezogen, zu dem nächsten transportiert
und in diese wieder abgelassen werden, zu Erschütterungen kommt, die möglicherweise
ein Drehen ungesicherter Gestellstäbe verursachen. Dies kann zu
einem gegenseitigen Berühren
der zu galvanisierenden Gegenstände
führen
oder sogar zu einer Beschädigung
dieser. Zusätzlich
führt das
Anpressen des Endstücks
in die Erweiterung zu einer besseren kraftschlüssigen Verbindung zwischen
dem Gestellstab und dem Gestellkopf. Hierdurch können eventuell vorhandene Verschmutzungen
oder Unebenheiten, die sich im Bereich der Mantelfläche des
Kegelstumpfes oder der Seitenflächen
des Pyramidenstumpfes oder auf den Begrenzungsflächen der Erweiterung befinden, so
zusammengepresst werden, dass der Stromfluss an den Kontaktflächen möglicherweise
nochmals verbessert wird. Dies erhöht die Sicherheit gegen einen
Abbrand an den Kontaktflächen.
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In
vorteilhafter Weise ist der Betätigungszylinder
in seiner Länge
durch eine fixierbare Schraube einstellbar. Somit kann sichergestellt
werden, dass das Endstück
immer mit dem gleichen Anpressdruck in die Erweiterung gedrückt werden.
Diese Einstellungsmöglichkeit
stellt zudem sicher, dass Fertigungstoleranzen insbesondere bei
der Verwendung eines Gestellkopfes mit einer Anzahl an Gestellstäben, die
sich letztlich in dem funktionsrelevanten Abstand der Unterseite
des Betätigungszylinders
zu der Oberseite des Gestellstabs bemerkbar machen, ausgeglichen
werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die
Schraube durch ein gefedertes Druckstück zu ersetzen.
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In
einer zweckmäßigen Ausführungsform
der Erfindung ist der Betätigungszylinder
durch einen Senkrechtspanner betreibbar. Senkrechtspanner bieten
den Vorteil, dass sie aufgrund ihres Untersetzungsverhältnisses
eine hohe Kraft aufzubringen vermögen. Dies ist gepaart mit der
Eigenschaft, dass der Hebel in jeder Stellung, in die er bewegt
wird, verbleibt, sich also nicht selbständig, auch nicht bei Erschütterung
in seiner Lage verändert.
Der Anwender kann somit mit einem Blick bei einer mit Gestellen
bestückten
Tragschiene erkennen, ob möglicherweise ein
Gestellstab nicht fixiert ist, da der Betätigungshebel des Schnellspanners
waagrecht steht, wenn der Betätigungszylinder
geschlossen ist und senkrecht steht, wenn der Betätigungszylinder
geöffnet
ist.
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In
vorteilhafter Weise bestehen alle Metallteile des Senkrechtspanners
und des Betätigungszylinders
aus Titan. Damit wird sichergestellt, dass Dämpfe, die eventuell den Galvanisierbecken
entweichen, die Metallteile des Schnellspanners nicht angreifen. Somit
ist die Betriebssicherheit des Schnellspanners für viele Betriebszyklen sichergestellt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im
Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand
der Zeichnung eingehend erläutert
wird.
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Es
zeigt:
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1 den
oberen Teil eines erfindungsgemäßes Galvanisiergestell
mit einem Gestellkopf und einer Gestellstange, wobei die Gestellstange
durch einen Schnellspanner fixiert wird.
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1 zeigt
ein Galvanisiergestell mit einem Gestellkopf 1 und einem
Gestellstab 2. Der Gestellkopf 2 ist besteht aus
einer quaderförmigen
Grundplatte 3 mit einer am oberen Ende gefertigten Bohrung 4 und
einem Langloch 5, das sich am gegenüberliegenden unteren Ende befindet.
Mit der Rückseite 6 der
Grundplatte 3 sind zwei Abstandshalter 7 lösbar verbunden.
Die Länge
des Abstandshalters 7 ist geringfügig größer als die Breite der Schmalseite der
Grundplatte 3. Der Abstandshalter 7 ist als C-Form
mit zwei niedrigen Schenkeln 8 gestaltet, wobei sich eine
zwischen den Schenkeln 8 ausbildende Mittelfläche 10 derart
mit der Rückseite 6 der
Grundplatte 3 lösbar
verbunden ist, dass diese vollflächig an
der Rückseite 6 der
Grundplatte 3 anliegt und die Innenflächen 9 der Schenkel 8 an
der Grundplatte 3 längsseitig
anliegen. Hierdurch zentrieren sich die Abstandshalter 7 zur
Grundplatte 3. Die der Mittelfläche 10 gegenüber liegende
Seite des Abstandshalters 7 besitzt eine zu der Schmalseite
der Grundplatte 3 hin leicht geneigte Fläche 12.
Mit der geneigten Fläche 12 ist
eine rechteckige Halteplatte 13 fest verbunden, die an
drei Seiten mit dem Abstandshalter 7 abschließt und deren
vierte Seite sich in Richtung der Tragschiene 14 erstreckt.
Bei einer seitlichen Ansicht des vollständig montierten Gestellkopfes 1 bilden
die beiden Flächen 12 mit
den Halteplatten 13 eine V-Form. Weiterhin steckt durch
eine Bohrung der Halteplatte 13 und einer mittig in dem
Abstandshalter 7, senkrecht zur Mittelfläche 10,
angebrachten Bohrung in Verbindung mit der Bohrung 4 und
dem Langloch 5 eine Sechskantschraube 11, die
von der Vorderseite 15 der Grundplatte 3 her mit
einer Mutter 16 verschraubt ist. Am unteren Ende der Grundplatte 3 ist
mit der Vorderseite 15 ein Lagerelement 17 verschraubt.
Oberhalb des Lagerelements 17, ebenfalls mit der Vorderseite 15 der
Grundplatte 3 verbunden, befindet sich ein Senkrechtspanner 18 mit
einem Betätigungszylinder 19 und
einem Winkelfuß 20.
Der eine Schenkel 21 des Winkelfußes 20 ist von der
Vorderseite 15 her mit der Grundplatte 3 verschraubt. Der
andere Schenkel 22 trägt
den Senkrechtspanner 18 in der Art, dass die Mittelachse 25 des
mit dem Schnellspanner 18 verbundenen Betätigungszylinders 19 parallel
zur Längsachse 23 des
Gestellkopfes 1 verläuft.
Der Schnellspanner 18 ist so auf der Grundplatte 3 angeordnet,
dass ein Schließen
dieses den Betätigungszylinder 19 in
Richtung des Lagerelements 17 bewegt. Die zwei sich ergebenden
Endstellungen sind durch I und II in der Figur bezeichnet. Hierfür steht
I für die
geöffnete
Stellung und II für
die geschlossene Stellung.
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Der
Betätigungszylinder 19 besitzt
an seiner Unterseite eine Grundfläche 24. In Richtung
der Mittelachse 25 des Betätigungszylinders 19 verläuft eine Einstellschraube 26 mit
einer Kontermutter 27, die sich an der Grundfläche 24 des
Betätigungszylinders 19 abstützt.
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Das
Lagerelement 17 besitzt eine Durchgangsbohrung 28,
deren Durchmesser geringfügig größer als
der Durchmesser des Hüllkreises
des Gestellstabes 2 ist. Die Mittelachse 29 der
Durchgangsbohrung 28, die zugleich auch Mittelachse des
Gestellstabes 2 ist, und die Mittelachse 25 des
Betätigungszylinders 19 sind
deckungsgleich. Die Durchgangsbohrung 28 besitzt in ihrem
oberen Teil eine sich zum Betätigungszylinder 19 hin öffnende
konisch geformte Erweiterung 30, die eine Mantelfläche 31 besitzt.
Der in Betriebsstellung von vorne zugängliche Bereich des Lagerelements 7 ist
mit einem Schlitz 32 versehen, der beidseitig mit je einer
Einführschräge 33 ausgestattet
ist. Der Schlitz 32 reicht bis zur Durchgangsbohrung 28.
Die Breite des Schlitzes 32 ist so gewählt, dass der Gestellstab 2 durch den
Schlitz 32 bis zur Durchgangsbohrung 28 geführt werden
kann.
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Der
Gestellstab 2 besitzt an einem Ende ein Endstück 34,
das in der Form eines Kegelstumpfes mit einer größeren Grundfläche 35,
einer kleineren Deckfläche 36 und
einer Mantelfläche 37 gestaltet
ist und das mit dem Gestellstab 2 in der Gestalt unlösbar und
gut elektrisch leitend verbunden ist, dass die Grundfläche 35 in
Betriebsstellung zum Betätigungszylinder 19 hinweist.
Die Mantelfläche 37 des
Endstücks 34 ist
so geformt, dass sie im Betriebszustand mit der Mantelfläche 31 der
Erweiterung 30 einen Formschluss aufweist. Als optimal
hat sich ein Öffnungswinkel
des Kegels von 33° bis
36° herauskristallisiert.
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Zur
Montage des Gestellkopfes 1 an die Tragschiene 14 werden
die beiden Mutter 16 unter Gegenhalten an der Sechskantschraube 11 gelöst und der
mit dem Langloch 5 verbundene Abstandshalter 7 in
Richtung des Lagerelements 17 bewegt. Anschließend wird
der mit der Bohrung 4 verbundene Abstandshalter 7 mit
seiner schräg
stehenden Halteplatte 13 in der Art über die Tragschiene 14 gehängt, dass
die Halteplatte 13 die der Grundplatte 3 abgewandte
Rückfläche 38 der
Tragschiene 14 berührt. Der
mit dem Langloch 5 verbundene Abstandshalter 7 wird
soweit in Richtung des mit der Bohrung 4 verbundenen Abstandshalters 7 geschoben,
bis sich die Halteplatte 13 dieses Abstandshalters 7 ebenfalls
in Eingriff mit der Rückfläche 38 der
Tragschiene 14 befindet. Ein Verschrauben der beiden Mutter 16 mit den
Sechskantschrauben 11 führt
zu einem Anpressen der Vorderfläche 39 der
Tragschiene 14 an die Rückseite 6 der
Grundplatte 3. Über
diese Berührflächen fließt auch
der Strom von der Tragschiene 14 in den Gestellkopf 1.
Durch die bereits erwähnte
V-Stellung der beiden
Abstandshalter 7 mit ihren Halteplatten 13 zueinander
werden unterschiedliche Dicken zwischen der Vorder- 39 und
der Rückfläche 38 der Tragschienen 14 ausgeglichen.
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Wenn
sich der Senkrechtspanner 18 in der Stellung I und damit
sein Griff 40 in einer senkrechten Position befindet, befindet
sich der Betätigungszylinder 19 in
seiner Öffnungsposition
I und damit in seiner gegenüber
dem Lagerelement 17 höchsten
Position. Nun wird der Gestellstab 2 mit seinem Endstück 34 von
Hand durch den Schlitz 32 des Lagerelements 17 zu
dessen Durchgangsbohrung 28 geführt. Wenn nun der Gestellstab 2 losgelassen
wird, finden die beiden Mantelflächen 31 und 37 zueinander
und es erfolgt eine formschlüssige
Verbindung. Aufgrund der flächigen
Verbindung zwischen dem Endstück 34 und
der Erweiterung 30 erfolgt letztlich eine Selbstzentrierung
der Gestellstange 2 zum Gestellkopf 1.
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Durch
ein Verbringen des Griffs 40 des Senkrechtspanners 18 entlang
der strichpunktierten Linie in die Stellung II erfolgt ein Absenken
des Betätigungszylinders 19 in
seine unterste Position II. Die Einstellschraube 26 wird
so eingestellt, dass ihr Sechskantkopf über die Grundfläche 35 das
Endstück 34 in
die Erweiterung 30 presst. Diese Einstellung wird mit der
Kontermutter 27 gesichert. Damit ist zum Einen sichergestellt,
dass eine Relativbewegung der Mantelflächen 31 und 37 zueinander
durch Erschütterungen
vermieden wird und zum Anderen immer ein definierter Stromübergang
zwischen diesen Mantelflächen 31 und 37 vorhanden
ist. Durch diese Maßnahmen
kann in den Gestellstab 2 immer eine vorgegebene Stromstärke eingespeist
werden.
-
Wenn
unterschiedliche Gestellstäbe 2 in
einen Gestellkopf 1 eingehängt werden, kann es aufgrund
von Fertigungstoleranzen möglich
sein, dass der Anpressdruck der beiden Mantelflächen 31 und 37 aufeinander
durch die Einstellschraube 26 am Betätigungszylinder 19 eingestellt
werden muss.
-
In
der hier beschriebenen Ausführungsform sind
der Gestellstab 2, die Halteplatten 13, sämtliche Metallteile
des Senkrechtspanners 18 samt seines Betätigungszylinders 19 und
der Einstellschraube 26 mit der Kontermutter 27 sowie
alle Verbindungselemente wie beispielsweise die Sechskantschraube 11 mit
den Mutter 16 aus dem Werkstoff Titan hergestellt, die
restlichen Teile aufgrund der guten elektrischen Leitfähigkeit
und der guten Wärmeleitfähigkeit aus
Aluminium.
-
- 1
- Gestellkopf
- 2
- Gestellstab
- 3
- Grundplatte
- 4
- Bohrung
- 5
- Langloch
- 6
- Rückseite
der Grundplatte
- 7
- Abstandshalter
- 8
- Schenkel
- 9
- Innenfläche eines
Schenkels
- 10
- Mittelfläche
- 11
- Sechskantschraube
- 12
- geneigte
Fläche
- 13
- Halteplatte
- 14
- Tragschiene
- 15
- Vorderseite
der Grundplatte
- 16
- Mutter
- 17
- Lagerelement
- 18
- Senkrechtspanner
- 19
- Betätigungszylinder
- 20
- Winkelfuß
- 21
- ein
Schenkel des Winkelfußes
- 22
- anderer
Schenkel des Winkelfußes
- 23
- Längsachse
des Gestellkopfes
- 24
- Grundfläche des
Betätigungszylinders
- 25
- Mittelachse
des Betätigungszylinders
- 26
- Einstellschraube
- 27
- Kontermutter
- 28
- Durchgangsbohrung
- 29
- Mittelachse
der Durchgangsbohrung
- 30
- Erweiterung
- 31
- Mantelfläche der
Erweiterung
- 32
- Schlitz
- 33
- Einführschräge
- 34
- Endstück
- 35
- Grundfläche
- 36
- Deckfläche
- 37
- Mantelfläche
- 38
- Rückfläche der
Tragschiene
- 39
- Vorderfläche der
Tragschiene
- 40
- Griff