DE2330213C3

DE2330213C3 - Verfahren zur Bestimmung der Größe der Oberfläche von Werkstücken

Info

Publication number: DE2330213C3
Application number: DE19732330213
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. Hans-Wilhelm 1000 Berlin Lieber
Original assignee: Fernsteuergeraete Kurt Oelsch GmbH
Current assignee: Fernsteuergeraete Kurt Oelsch GmbH
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CH550990A; DE2330213A1; DE2330213B2

Description

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Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Größe der Oberfläche von Werkstücken, bei welchem die Werkstücke zunächst chemisch mit einer Deckschicht versehen werden und anschließend die aufgetragene Deckschicht wieder abgelöst und ihre Menge bestimmt wird, wobei die Oberfläche der Werkstücke vor der Beschichtung zunächst zur Erzielung einer homogenen glatten Beschichtung zunächst zur Erzielung einer homogenen glatten bo Oberfläche chemisch oder elektrolytisch vorbehandelt wird, und bei welchem mindestens einer der Vorgänge des Aufbringens bzw. des Ablösens der Deckschicht, vorzugsweise der Vorgang des Aufbringens, während einer vorgegebenen bestimmten Zeitdauer in einer solchen Lösung durchgeführt wird, daß bei der Ausbildung oder Ablösung der dichten Deckschicht der Stofftransport durch Diffusion bestimmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß es auch für Werkstücke unterschiedlicher Größe, Gestalt und Anzahl, die sich auf einem gemeinsamen Gestell befinden, verwendbar ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die an einem Gestell befestigten Werkstücke zunächst zusammen mit einer Leitprobe bekannter Oberflächengröße beschichtet werden, daß die Deckschichten der Werkstücke und der Leitprobe danach in getrennten Entschichtungsbädern gleicher Zusammensetzung mit bekannten Volumina abgelöst werden, daß anschließend die Konzentration der Entschichtungslösung der Leitprobe als Bezugsgröße zur Eichung des zur Bestimmung der Menge der abgelösten Deckschichten dienenden Meßgeräte in Flächeneinheiten gemessen wird, und daß schließlich die Konzentration der Entschichtungslösung des Werkstücks gemessen urd an dem geeichten Meßgerät zur Anzeige gebracht wird.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß auf schnelle und einfache Weise die Gesamtfläche von an einem gemeinsamen Gestell angebrachten Werkstücken beliebiger Größe, Gestalt und Anzahl genauestens bestimmt werden kann. Sich ändernde Arbeitsbedingungen, d. h. beispielsweise eine Änderung der Tauchdauer, des pH-Werts, der Temperatur oder der Konzentration der Beschichtungslösung, sind für die Werkstücke und die Leitprobe gleich, so daß die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse jederzeit gewährleistet ist

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Gestell mit einigen Werkstücken. In

Fig.2 sind Tauchbäder, von oben betrachtet, schematisch dargestellt, und

F i g. 3 gibt ein Blockschaltbild für die Meßschaltung zur Bestimmung der Oberfläche der am Gestell befindlichen Werkstücke wieder.

Mit 1 ist ein Gestell oder Warenträger bezeichnet, an dem eine größere Anzahl von Werkstücken 2 befestigt ist, die von beliebiger Gestalt sein können. Weiterhin ist an dem Gestell 1 eine Leitprobe 3 angebracht, deren Oberflächengröße bekannt ist.

Bei der Bestimmung der Oberflächengröße der am Gestell 1 angebrachten Werkstücke 2 geht man so vor, daß die Werkstücke 2 und die Leitprobe 3 zunächst durch eine elektrolytische Behandlung mit einer praktisch konturenfreien Oberfläche versehen werden. Dieser Arbeitsgang kann entfallen, wenn die Oberflächen schon ein gleichmäßiges Mikrorelief aufweisen oder die wahre Oberfläche von Interesse ist. Anschließend werden Werkstücke und Leitprobe gespült. Danach wird das Gestell mit Werkstücken und Leitprobe in einen Behälter 4 mit einer Beschichtungslösung getaucht, so daß sich auf Werkstücken und Leitprobe eine gleichmäßig dicke Deckschicht bilden kann. Nach einem weiteren Spülvorgang wird das Gestell 1 so in zwei getrennte Behälter 5 und 6 getaucht, daß die Werkstücke 2 in den Behälter 5 und die Leitprobe 3 in den Behälter 6 gelangen. In beiden Behältern ist die gleiche Entschichtungslösung enthalten, und die Volumina in beiden Behältern sind bekannt. Werkstücke und Leitprobe werden eine Zeitlang in ihrer Entschichtungslösung belassen, dann aus den Behältern 5 und 6 herausgenommen und weiteren Behältern 7, die nur noch die Werkstücke aufzunehmen brauchen, zur nachfolgenden Oberflächenbehandlung

zugeführt In F i g. 2 wurden der Einfachheit halber nur drei Behandlungsstufen dargestellt und beispielsweise Spülvorgänge nicht berücksichtigt

Das erfindungsgemäße Verfahren bedingt nur einen geringen Mehraufwand im Ablauf üblicher Beschichtungsverfahren. So sind beispielsweise beim Vergolden von Werkstücken aus unedlem Grundmaterial, wie etwa Stahl, die folgenden 26 Arbeitsgänge erforderlich:

Aufstecken der Werkstücke auf ein Gestell, Entfetten, Spülen, Beizen, Spülen, elektrolytisch Entfetten, Spülen, Dekapierer, Spülen, Vorverkupfern, Spülen, Dekapieren, Spülen, Glanzverkupfern, Spülen, Dekapieren, Spülen, Glanzvernickeln, Spülen, Dekapieren, Spülen, Vergolden, Sparspülen, Spülen, Trocknen, Abnehmen der Werkstücke vom Gestell.

Für die Bestimmung der Oberflächengröße der Werkstücke sind die 6 zusätzlichen Arbeitsgänge Egalisieren, Spülen, Beschichten, Spülen, Entschichten, 'Spülen erforderlich, die ohne weiteres und ohne merklichen Mehraufwand in den Ver'ihrensablauf miteinbezogen werden können.

Nach dem Entschichten der Werkstücke 2 und der Leitprobe 3 wird die Konzentration der in den Behältern 5 und 6 enthaltenen Entschichtungslösungen beispielsweise wie folgt gemessen:

Auf photometrischem Wege wird mit Hilfe von Photozellen als Lichtempfänger die Transmission der beiden Lösungen gemessen. Die Meßsignale werden dann mittels der Verstärker 8 und 9 verstärkt und anschließend durch die lin/log-Wandler 10 und 11 in die entsprechenden Extinktionen umgewandelt, welche den Konzentrationen linear proportional sind. Die photometrisch gemessene Transmission steht mit der Extinktion in einem logarithmischen Zusammenhang, dem die lin/log-Wandler 10 und 11 Rechnung tragen. Die Extinktion der Lösung der Werkstücke 2 wird mit E_x bezeichnet, diejenige der Lösung der Leitprobe 3 mit El, Die Extinktionswerte E_x und El werden einem Quotientenbildner 12 zugeführt, in dem der Quotient aus E_x und El gebildet wird. Da die Größe der Oberfläche A*der Werkstücke der Gleichung

sowie die Volumina V_x des Behälters 5 und Vl des Behälters 6 bekannt sind, ist die Oberflächengröße A_x der Werkstücke dem Quotienten aus E_x und El proportional und es ergibt sich am Meßgerät 13 eine direkte Anzeige in Flächeneinheiten, wenn der Faktor

Ii
E_L

gehorcht und die Oberflächengröße Al der Leitprobe vorher am Potentiometer 14 eingestellt worden ist. Neben der analogen Anzeige am Meßgerät 13 ist nach Einschaltung eines Analog-Digital-Wandlers 15 auch eine digitale Anzeige am Anzeigegerät 16 möglich.

Mit 17 sind stabilisierte Netzgeräte bezeichnet, die aus dem Netz 18 gespeist werden.

Anstelle der photometrischen Konzentrationsmessung kann beispielsweise auch eine direktpotentiometrische Messung durchgeführt werden. Hierbei erhält man ein Meßsignal, das mit der Ionenaktivität in einem logarithmischen Zusammenhang steht. Damit sind die photometrische und die potentiometrische Arbeitsweise direkt vergleichbar, und das in Fig.3 angegebene Blockschaltbild kann nahezu unverändert für beide Meßverfahren gelten.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch leicht in automatische Beschichtungsverfahren mit einbeziehen. Die Leitprobe 3 kann dabei zugleich für solche Gestelle als Kennung dienen, bei denen die Oberflächengröße der Werkstücke nicht bekannt ist Nur diese Gestelle durchlaufen dann automatisch die zusätzlichen Behandlungsbäder, während alle Gestelle, bei denen die Oberflächengröße der Werkstücke bekannt ist, an diesen Bädern vorbeigeführt werden.

Gestellen, bei denen die Oberflächengröße der Werkstücke nach dem vorliegenden Verfahren bestimmt worden ist, läßt sich das Meßergebnis für die weiteren Arbeitsgänge in Form einer Kennung, beispielsweise in Code-Form, zuordnen, was insbesondere bei einer automatischen Prozeßsteuerung durch Speicherung sehr einfach ist, so daß die weiteren Arbeitsgänge dann unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Größe der Oberfläche von Werkstücken, bei welchem die Werkstücke zunächst chemisch mit einer Deckschicht versehen werden und anschließend die aufgetragene Deckschicht wieder abgelöst und ihre Menge bestimmt wird, wobei die Oberfläche der Werkstücke vor der Beschichtung zunächst zur Erzielung einer homogenen glatten Oberfläche chemisch oder elektrolytisch vorbehandelt wird, und bei welchem mindestens einer der Vorgänge des Aufbringens bzw. des Ablösens der Deckschicht, vorzugsweise der Vorgang des Aufbringens, während einer vorgegebenen bestimmten Zeitdauer in einer solchen Lösung durchgeführt wird, daß bei der Ausbildung oder Ablösung der dichten Deckschicht der Stofftransport durch Diffusion bestimmt wird, nach Patent 2262300, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Gestell (1) befestigten Werkstücke (2) zunächst zusammen mit einer Leitprobe (3) bekannter Oberflächengröße beschichtet werden, daß die Deckschichten der Werkstücke (2) und der Leitprobe (3) danach in getrennten Entschichtungsbädern (5, 6) gleicher Zusammensetzung mit bekannten Volumina abgelöst werden, daß anschließend die Konzentration der Entschichtungslösung der Leitprobe (3) als Bezugsgröße zur Eichung des zur Bestimmung der Menge der abgelösten Deckschichten dienenden Meßgeräte (13) in Flächeneinheiten gemessen wird, und daß schließlich die Konzentration der Entschichtungslösung des Werkstücks (2) gemessen und an dem geeichten Meßgerät (13) zur Anzeige gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konzentrationsmessung jeweils die Extinktion der beiden Entschichtungslösungen gemessen wird, daß danach die beiden Meßwerte elektrisch dividiert werden, und daß schließlich der so erhaltene Wert am Meßgerät (13) zur Anzeige gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem automatischen Verfahrensablauf die Leitrobe (3) gleichzeitig zur Kennzeichnung des jeweiligen Gestells (1) verwendet wird.