DE2443361A1 - Einrichtung zum galvanisieren von werkstuecken in unter schutzgas betriebenen galvanikbaedern - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Galvanisieren von WerkstAcken in unter Schutzgas betriebenen GalvanikbRdern.
• Es ist bekannt, daß bei kleinen Losgrdßen unter Laborbedingungen sich sauerstoff- und wasserfreie aprotische Elektrolyten zum Abscheiden von Aluminium, Gallium, Indium und Zink bewährt haben. Besonders interessante Anwendung haben diese Elektrolyten zum Galvanisieren von Werkstticken aus Beryllium-, Magnesium-, ZiSS, Aluminium- und Titan-Werkstoffen und zur Abscheidung besonders reiner Metallschichten gefunden. Es bestehen aber große Schwierigkeiten, solche Prozesse, die unter Schutzgas ablaufen müssen, in technischem Maßstab wirtschaftlich durchzuführen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Galvanisieren von Werkstdcken in unter Schutzgas betriebenen GalvanikbSdern, die erstmalig die Möglichkeit gibt, mit großen Durchsätzen zu galvanisierende Teile bei geringem Schutzgas-, Elektrolyt- und Lösungsmittelverbrauch und unter den durch den Elektrolyten bedingten notwendigen Sicherheitsmaßnahmen wirtschaftlich zu fertigen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird erlindungsgerniß eine Gelvanisiereinrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Galvanikbäder, zugehörige Be- und Entladestationen sowie evtl. vorhandenen Vor- und Nachbehandlungsstationen mit ein fernbedienbares Hubgestell enthaltenden Schleusenkammern versorgt werden, die auf Anschlußstutzen der Badbehälter und Bearbeitungsstationen gasdicht aufsetzbar sind, daß die Schleusenkammern einerseits und die Badbehälter und Bearbeitungsstationen andererseits bei abgehobener Schleusenkammer relativ zueinander translatorisch verfahrbar sind, daß die unter Schutzgas zu betreibenden Stationen und die Schleusenkammern neben ihren einander korrespondierenden Anschlußstutzen mit Flachschiebern absperrbar sind und daß der bei angekoppelter Schleuse zwischen den Flachschiebern liegende Raum mit AnschlUssen zum Einleiten von und Spülen mit Schutzgas versehen ist. Vorzugsweise ist nur eine einzige Schleusenkammer vorgesehen, die gegenüber den stationär angeordneten Galvanikbädern und Bearbeitungsstationen verfahrbar ist.
• Vorzugsweise ist die Schleusenkammer mit einem Schutzgasvorratsbehälter verbindbar und es sind Mittel vorgesehen, um das Schutzgas zwischen Schleusenkammer und Vorratsbehalter umzupumpen und im Vorratsbehälter zu speichern.
• Auf diese Weise können keine nennenswerten Schutzgasverluste auftreten.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, daß das Hubgestell der Schleusenkammer mit einem Drehentrieb und in Drehrichtung wirksamen Bajonettkupplungen fur die Warengestelle versehen ist. Hierbei läßt sich das Hubgestell mit einer teleskopartigen Führung versehen und an einem Hubseil aufhängen, das mit einem Hubmotoro auf- und abgespult wird. Die Antriebsmotore für den Thb- und Drehantrieb lassen sich dabei außerhalb der Schleusenkammer anordnen, wobei gasdicht durchgeführte, konzentrisch zueinander verlaufende Antriebsachsen auf die innerhalb der Schleusenkammer angeordneten Antriebsteile einwirken.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind darauf gerichtet, daß die vorzugsweise mit Vakuum-Plattenschi eber absperrbaren Anschlußstutzen der Schleusenkammer und der mit dieser Schleusenkammer zu verbindenden Badbehalter und Bearbeitungsstationen kreisförmige Querschnitte haben. An der Schleuse vorgesehene Fethrungsprismen, die mit entsprechend ausgebildeten Gegenprismen zusammenarbeiten, ermöglichen eine einfache, aber wirkungsvolle Zentrierung der Schleusenkammer auf den einzelnen Stationen. Damit nicht das gesamte Gewicht der Schleusenkammer einschl. der von der Schleusenkammer umachlossenen Ware auf den Dichtungen der miteinander zu verbindenden Anschlußstutzen lastet, kann an den Prismen eine fed.ernde Gewichtsentlastung vorgesehen sein.
• Die eigentlichen Galvanisierkessel sind vorzugsweise mit zwei konzentrischen Anoden ausgerUstet,zwischen denen sich als Kathode wirkende zylinderförmige Werkstückträger befinden, für die ein Bewegungsantrieb vorgesehen sein kann, der die Werkstückträger periodisch vertikal und/oder kreisförmig bewegt.
• Gemäß der Erfindung werden sämtliche Antriebe und Steuerungen in explosionssicherer oder eigensicherer Bauweise pneumatisch oder pneumatisch-hydraulisch ausgeführt und es werden an Stellen, an denen stoßförmige Belastungen auftreten, funkenfreie Metalle verwendet.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Äusführungsform eines erfindungsgemsen Galvanisierautomaten für unter Schutzgas durchzuführende Prozesse dargestellt ist.
• In den Zeichnungen zeigen: Fig. t und 2 untereinandergelegt eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Gälvanisierkessel mit darüber befindlicher Schleuse und Be-und Entlade einrichtung, Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 1 und 2 zur srläuterung der Be- und Entlade einrichtung, Fig. 5a n 5b n 6a W 6b Einzelheiten der Kupplungsmittel zwischen dem Hubgestänge der Schleuse und dem Warengestell, Jeweils in schematischer Draufsicht und Seitenansicht im eingekoppelten und ausgekoppelten Zustand.
• Big, 7 eine schematische vertikale Schnittdarstellung zur Erläuterung des Be- und Entladeprinzips gemäß der Schnittlinie VII-VII der Fig. 8 und ig, 8 eine schematische Draufsicht auf den rechten Teil der Fig. 7.
• Die erfindungsgemäße Galvanisieranlage besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von iu Reihe angeordneten Kesseln, in denen der Galvanisiervorgang abläuft, einer Be- und Entladestation zur Versorgung der Galvanisierkessel und einer zwischen Be- und Entladestation und Galvanisierkessein angeordneten verfahrbaren Schleuse.
• Zu leichteren Lesbarkeit der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung sind alle Bauteile, die zum Galvanisierkessel gehören, mit Bezugszeichen zwischen 100 und 199 versehen.
• Bauteile der Be- und Entladestation tragen die Bezugszeichen 200 bis 299, Bauteile der Schleuse tragen die Bezugszeichen 300 bis 399 und mit den Warengestellen verbundene Bauteile Bezugszeichen ab 400.
• Zur Galvanisieranlage gehören mehrere, beispielsweise sechs in Reihe angeordnete Kessel 100, von denen in der Fig. 2 nur einer zu erkennen ist. Die übrigen Kessel 100 befinden sich vor bzw. hinter der Bildebene der Fig. 2.
• Diese Kessel 100 enthalten den Elektrolyten und die SpEl- und Reinigungslösungsmittel. Die einzelnen Kessel der Anlage befinden sich in Kammern 203, die jeweils durch feuersichere Wände voneinander getrennt sind. Die einzelnen Kammern 209 haben einen Boden mit Gefälle. An der tiefsten Stelle des abfallenden Kammerbodens befinden sich außerhalb der Kammer oder sogar außerhalb des die Anlage umschließenden Gebäudes Auffangräume, deren Größe dem Kesselinhalt angepaßt ist. Zwischen den Kammern 203 und den Auffangräumen befinden sich schlitzartige Verbindungen 207, die durch Schieber 208 verschlossen werden können, so daß durch Sauerstoffverzehr bei evtl. EntzUndung der abgesickerten Arbeitsmedien das Feuer erstickt wird.
• Neben dem Kessel bzw. am Ende einer Kesselreihe befindet sich eine Be- und Entlade station 200, deren Funktion in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Mit Hilfe der Schleuse 300 und des die Schleuse 300 tragenden Transportwagens werden die Galvanikwerkstücke an ihren Warengestellen 400 von einem Kessel 100 zum anderen und zur Be- und Entlade station transportiert. An der Be- und Entladestation 200 übernimmt eine I)rehscheibe 210 das Warengestell 400 und transportiert es von der Station 200 zur Entladestelle 201 (Fig. 8>. Von der Entladestelle 201 werden die Warengestelle durch einen Kreisförderer 220 in die verschiedenen außerhalb der Galvanisieranlage gelegenen Arbeitsräume befördert, wo die Beschickung der Warengestelle mit zu galvanisierenden Bauteilen und die Entnahme der fertigen Waren aus den Warengestellen in ggf. klimatisierten Räumen vorgenommen werden kann. Die Drehscheibe 210 dient auch dazu, an der Beladestelle 202 die Warengestelle mit den zu galvanisierenden Werkstückea aufzunehmen, um sie zur Station- 200 zu fördern. Durch den Kreisförderer 220 und die Drehscheibe 210 ist ein kontinuierlicher und sehr wirtschaftlicher Arbeitsablauf ermöglicht, da bei Jeder Pörderung eines Warengestelles 400 mit fertigen Werkstücken von der Station 200 zur Entladestelle 201 auch ein neues Warengestell 400 von der Beladestelle 202 zur Station 200 gebracht werden kann.
• Die Fig. 8 zeigt die Drehscheibe 210 in ausgezogenen Linien in ihrer einen Endstellung, in der ein Warengestell 400 von der Beladestelle 202 unterhalb der Schleuse 300 steht, während das von der Schleuse 300 kommende Warengestell 400 die Entladestelle 201 erreicht hat. Die andere Endstellung der etwss über 1800 drehbaren Drehscheibe 210 ist mit gestrichelten Linien in der Fig, 8 angedeutet.
• Der schematische vertikale Schnitt entspricht in etwa der Schnittlinie Vil-Vil der Fig. 8. Aus Fig. 7 ist zu erkennen, daß der Transportwagen 250, von dem nur die unteren Enden gezeigt sind, von der linken Position über dem Sessel 100 entxprechend dem eingezeichneten Fahrrichtungspfeil nach rechts in eine Position verfahren werden kann, in der die Schleuse 300 über der Be- und Entladestation 200 steht. Ist das Warengestell 400 in nachfolgend noch zu beschreibender Weise aus der Schleuse 300 in die Station 200 abgesenkt, droht sich die Drehscheibe 210 bis das Warengestell 400 die Entladestellung 201 erreicht hat. An dieser Entladestelle 201 kann das Warengestell 400 von dem Kreisförderer 220 übernommen werden.
• Es folgen nun Einzelheiten zum Galvanisierkessel 100, die vor allem aus der Fig. 2 zu erkennen sind. Der als elektrolytisches galvanisches Bad dienende sessel 100 ist innen elektrisch isoliert, z.B. emailliert und mit dem Elektrolyten gefüllt. In dem Raum über dem Elektrolyten befindet sich Schutzgas, das durch den Kesselstutzen 102 und die Rohrleitung 103 unter geringem Überdruck in den Kessel 100 eingeleitet wird. Die Ableitung des Schutzgases erfolgt über den Kesselanschlußstutzen 104, die Rohrleitung 105 und den Rttckflußkühler 106. Am Rückflußkühler 106 befinden sich Überwachungsinstrumente 110 für s.B. Druck, Sauerstoff-Freiheit und anderes. Zur Einstellung der Temperatur des Elektrolyten im Kessel 100 ist der Kesselmantel lii mit Hilfe von Thermoöl temperiert, das über die Stutzen 112 und 113 und die Leitungen 114 und 115 eintritt und über die Stutzen 116 und 117 und die Leitungen 118 und 119 zur Wiederaufheizung zurückgeführt wird. Da die Bäder oft heiß gefahren werden, wird der Lösungsmitteldampf des Elektrolyten im Rückflußkiihler 106 kondensiert und das Lösungsmittel durch die Leitung 105 und den Stutzen 104 wieder in den Kessel 100 zurückgeführt. Zur Kühlung des Rückflußkühlers 106 dient kaltes Thermoöl, welches durch die Leitungen 107 und 108 zu- bzw. abgeführt wird. Zur Temperaturüberwachung dient das am Kühler angebrachte Fernthermometer 109. Eine im Kessel 100 angeordnete Zahnradpumpe 120, deren Antriebswelle gasdicht durch den Stutzen 121 hindurch geführt ist und mit dem Motor 122 angetrieben wird, dient dazu, den Elektrolyten durch Umpumpen zu bewegen und zu filtrieren. Der Elektrolyt wird durch die Leitung 123 angesaugt und über die Leitung 124 durch die kreisförmig verteilten Filterelemente 125 hindurchgedrückt.
• Zur Isolation der Pumpe 120 von der Anode 140 dient eine Teflonschürze 127. Der Druck in der zu den filtern Sührenden Leitung 124 wird mit einer Drukkapsel 128 zur Anzeige gebracht, deren zugehörige Druckleitung 129 durch den Stutzen 130 hindurchgeführt wird. Der letzterwähnte Stutzen 130 dient zum Anschluß der Kesselinstrumente zur Niveau- Überwachung, Temperaturmessung und dergl. Der Stutzen 130 dient ferner mit geeigneten Armaturen zum Einfüllen und Auspumpen des Elektrolyten oder zum zusätzlichen Fluten mit Schutzgas, wenn die Filterelemente 125 - beispielsweise mit BaJonettanschlUssen - gewechselt werden müssen.
• Die Anode 140 besteht aus einem oberen kreisförmigen Ring 141, der mit einem unteren kreisförmigen Ring 142 durch Zugstäbe verbunden ist. In den dadurch entstehenden Trommelzwischenräumen sind die Metallanoden 144, beispielsweise Aluminium-Streifen oder Körbe mit Aluminiungranulat, aufgehängt. Der untere Ring 142 ist in seiner Ebene durch Querträger 145 verstrebt, welche die Innenanode 146, zum Beispiel ein Aluminiumrohr oder einen mit Aluminiumgranulat gefüllten Korb von ringförmigem Querscbnitt, tragen.
• Die gesamte Anode 140 ist an vier Kesselstutzen 147 elektrisch vom Kessel 100 isoliert und gasdicht aufgehängt.
• In die Durchführungen des Anodengestänges 154 wird der zum Galvanisieren benötigte elektrische Strom eingespeist.
• Die Kathode 160 des Kessels 100 ist, wie am besten aus Fig.
• 5b und 6b zu sehen, ein Ring 161, der vier prismeniormige Auflagen 162 trägt, auf denen bei mit zu galvanisierenden Werkstücken beschicktem Kessel die prismenförmigen Auflagen des z.B. zylinderförmig ausgebildeten Warengestelis 400 ruhen.
• Bei üblicher Ausführung der Anoden können auch Galvanisiertrommeln durch die Anlage gefahren werden. Zum Antrieb solcher Galvanisiertrommeln können dann zwei isolierte, elektrisch getrennte Auflagen als Kontakte benu-«zt werden, während zwei weitere Auflagen der kathodischen Stromableitung dienen.
• Der Kathodenrlng 161 ist an zwei Rohren 166 und 167 (Fig. 3) isoliert befestigt. Diese Rohre 166 und 167 sind elektrisch isoliert und gasdicht durch die Kesselstutzen 168 und 169 in einer Gleitführung geführt. Innerhalb der Rohre 166 und 167 befindet sich elektrisch isoliert die Kathodenstromdurchführung zum Kathodenring 161. Außerhalb des Kessels wird der Kathodenstrom durch eine bewegliche Leitung abgeführt. Die der Halterung der Kathode 160 dienenden Rohre 166 und 167 werden mit einem Gestänge 170 und 171 gehalten. Dieses GefitRnge 170, 171 kann mittels der Verbindungsstange 172 und des Druckluftzylinders 173 und den zwischengeschalteten Lagern 174 und 175 die Kathode 160 vertikal auf- und abbewegen. Die exakte Parallelführung wird durch bekannte Mittel erreicht, beispielsweise dadurch, daß man den Druckluftzylinder 173 an einer Achse 176 schwenkbar lagert und auf den Stangen 170, 171 Gleithulsen 177 anbringt, Uber die die Vertikalbevegung zu den Rohren 166,167 übertragen wird (Fig. 2). Der Hubweg der Kathodenbewegung und dessen Geschwindigkeit und Frequenz läßt sich mit dem Druckluftzylinder 173 einregeln.
• Zum gasdichten Verschluß des Kessels 100 dient ein Vakuum-Plattenschieber 180, der mit einem Preßluftzylinder 181 betätigt werden kann. An der nachfolgend noch zu beschreibenden Schleuse befindet sich ein ähnlicher Plattenschieber 305, der mit einem Druckluftzylinder 304 betätigt werden kann. Der beim Galvanisieren geschlossene Plattenschieber 180 des Kessels wird geöffnet, wenn der Kessel 100 fest mit der aufgesetzten Schleuse 300 verbunden ist und man zuvor den Raum zwischen den Plattenschiebern 180 und 305 mit Schutzgas gespült hat. Zur Schutzgasdurchflutung dienen Öffnungen 185 eines Ringkörpers 183, der auf dem Kesselplattenschieber 180 gasdicht befestigt ist. Nach einem anschliessenden einen des Schleusen-Plattenschiebers 305 können die am Warengestell 400 befestigten Werkstücke von der Schleuse 300 in den Kessel 100 eingeführt oder auch in umgekehrter Richtung aus ihm herausgenommen werden.
• Die Schleuse 300 besteht aus einem evakuierbaren Zylinder 301, der oberseitig mit einem domartigen Deckel 302 verschlossen ist. An der Unterseite des Zylinders 301 befindet sich der schon erwähnte Vakuum-Plattenschieber 305, mit dem für seine Betätigung vorgesehenen Druckluftzylinder 304. Die Schieberplatte des Plattenschiebers 305 ist -genau wie es bei dem Plattenschieber 180 des Kessels der Fall ist - so ausgebildet, daß in geöffneter Stellung ein kreisförmiger Ausschnitt der Schieberplatte unter der Öffnung der Schleuse 300 steht, die im geschlossenen Zustand an der Unterseite von einer nicht durchbrochenen Platte abgedichtet ist. Ein Anschlußstutzen 306 am Zylinder 301 der Schleuse 300 dient der Schutzgaszufuhr, z.B. aus einer Druckgasflasche 307. Ein weiterer Anschlußstutzen 308 des Zylinders 301, der sich senkrecht zur Bildebene der Fig. 1 erstreckt, besitzt als Verschluß einen Vakuumschieber 309. Über den Stutzen 308 läßt sich die Schleuse 300 evakuieren. Der Zylinder 301 der Schleuse 300 ist von einem Tragring 310 umgeben, der die Verbindung zu dem nachfolgend noch zu beschreibenden Transportwagen herstellt.
• Der Schleusendeckel 302, welcher vakuumdicht mit dem Zylinder 301 verschraubt ist, trägt einen großen axialsymmetrischen Stutzen 311. In diesem Stutzen 311 befinden sich vakuumdichte konzentrisch angeordnete Durchführungen für einen Drehantrieb 312 und einen Hubantrieb 313. Diese beiden Antriebe 312 und 313 dienen der Bewegung des Warengestelles 400 innerhalb der Schleuse 300. Bei dem Drehantrieb 312 ist eine rohrförmige Achse vorgesehen, die über ein Zahnradgetriebe 314 mit einem pneumatischen Antriebsmotor 315 verbunden ist. Der vorerwähnte Drehantrieb arbeitet beispielsweise über einen begrenzten Winkel von beispielsweise 45°. Die Achse des Drehantriebes 312 ist auf einem Rollenkranz 316 gelagert, da sie auch das Gewicht des Rhbantriebes und das Gewicht der zu galvanisierenden Ware zu tragen hat.
• Auf der rohrförmigen Achse des Drehantriebes 312 befindet sich das Getriebe 317 mit pneumatischem Antriebsmotor 318 und Bremsvorrichtung der Antriebsachse des Hubantriebes.
• Die vertikal ausgerichtete Achse des Hubantriebes treibt über das Kegelradgetriebe 319 ein.Kettenrad 320 an, auf dem eine Kette 321 geführt ist. An dieser Kette hängt das Warengestell 400. Bei hochgezogenem Warengestell 400 befindet sich der Kettenüberlauf in einem Kettenkasten 322.
• Zur axialen Ausrichtung der Kette 321 dient ein Leitrad 344, welches auf einem die beiden Träger 340 und 341 verbindenden Querträger gelagert ist. Die beiden Träger 340 und 341 stellen die Verbindung zur rohrförmigen Achse des Drehantriebes 312 her.
• An der mittig geführten Kette 321 hängt ein Brückenteil 323, welches mit Gleitbuchsen 328 und 329 vertikal beweglich auf inneren Führungsstangen 330 und 331 gelagert ist. An den Enden der Führungsstangen 330 und 331 befinden sich verstellbare Anschläge 332 und 333 für die Gleitbuchsen 328 und 329. Die oberen Enden der inneren Führungsstangen 330 und 339 sind fest mit weiteren Gleitbuchsen 334 und 335 verbunden. Diese letzterwähnten Gleitbuchsen 334 und 335 sind vertikal frei beweglich auf äußeren Führungssäulen 336 und 337 gelagert. Auch diese Führungssäulen tragen an ihren unteren Enden zur Begrenzung der Vertikalbewegung Anschläge 338 und 339. Die äußeren Führungssäulen 336 und 337 stehen über die Träger 340 und 341 mit der rohrförmigen Achse des Drehantriebes 312 in Verbindung. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung können Drehbewegung und Vertikalbewegung der Warengestelle unabhängig voneinander durchgeführt werden. Die z.B. als Rollenkäfige ausgeführten Gleitbuchsen gewährleisten eine exakte Führung beim Warentransport. Die teleskopartige Ausbildung ernöglicht eine verkürzung des Warengestänges.
• Der vertikal beweglich und drehbar aufgehängte Brückenteil 323 weist vier Tragehaken 324 für das Warengestellt 400 auf.
• Durch die Drehbewegung des BrUckenteils 323 läßt sich ein sicheres Ein- und Ausklinken der Warengestelle bewirken.
• Wie die Fig. 5a, 5b, 6a und 6b zeigen, ist das Warengestell 400 mit ein prismenförmigen Tragkreuz 401 versehen.
• An diesem Tragkreuz 401 können die Tragehaken 324 angreifen. In Ressel 100 setzt das Tragkreuz 401 auf die vier prismenförmig ausgebildeten Auflager 162 auf. Da die Endstellung der Tragehaken 324 tiefer liegt als das auf dem Kessel 100 abgesetzte Tragkreuz 401, lassen sich die Traghaken 324 frei zwischen den Stellungen der Fig. 5 und Fig. 6 verdrehen. Die Fig. 5a und 5b zeigen das Warengestell mit den Traghaken 324 verbunden. Die entsprechende entkuppelte, um etwa 450 gedrehte Stellung zeigen die Fig. 6a und 6b.
• Der am Deckel 302 der Schleuse 300 angeordnete Stutzen 342 dient dem Schutzgasauslaß und dem Anschluß der Kontrollinstrumente 343 für das Schutzgas. Die für die Antriebe der Schleuse benötigte Druckluft wird am Ventilkasten 345 über die ilexibls Leitung 286 zugeführt.
• Der zur Be- und Entladestation gehörige Transportwagen 250 bewegt sich in horizontaler Richtung senkrecht zur Bildebene der Fig. 1 auf Schienen 251 und 252. Die Positionierung des Transportwagens 250 wird mit einem Blechband 253 vorgenommen, an dem pneumatische Abtaster 254 angreifen.
• Zum Verfahren des Transportwagens 250 dient ein pneumatischer Motor 257 mit einem Getriebe 258 und einer Bremse 259. Der Transportwagen 250 besteht aus einem Oberteil 250a und einem Unterteil 250b. Diese beiden Wagenteile 250a und 250b können in vertikaler Richtung relativ zueinander bewegt werden, bei einem Hub, der so gewählt ist, daß bei angehobener Schleuse 300 die letztere frei gegenüber den darunter befindlichen Kesseln verfahren werden kann. Zur Vertikalbewegung zwischen den beiden Wagenteilen 250a und 250b dienen Druckluftzylinder 260 und 261 und zugehörige Teleskopführungen 262 und 263. Wie Fig. t und 4 zeigen, hängt an den Fuhrungen 262 und 263 ein dreieckiger Tragrahmen 264, der über drei sich vertikal erstreckende Beine 269, 270 und 271 und drei horizontale sich radial erstreckende Trager 273, 274 und 275 mit dem Tragring 310 der Schleuse verbunden ist. Die unteren freien Enden der drei Beine 269, 270 und 271 enden in Prismen 276, 277 und 278.
• Diese Prismen, von denen das Prisma 276 in Fahrtrichtung und die Prismen 277 und 278 senkrecht dazu stehen, dienen der genauen Positionierung der Schleuse 300 mittig über einer Station, beispielsweise über einem Kessel 100. Am Bein 269 befindet sich eine Halterung 279 für die zur Versorgung der Schleuse 300 mitfahrende Schutzgasilasche 307.
• Der Transportwagen 250 führt an einer Hilfsschiene 280 zwangsweise einen kleinen Wagen 28t mit, der die PreBluftversorgung mitzieht. Diese Preßluftversorgung erreicht über die Leitung 282 einen Ventilsteuerblock 283, an dem auch die bereits erwähnte flexible Leitung 286 angeschlossen ist.
• Die weiteren Leitungen 284 und 285 des Steuerblockes 283 versorgen den Fahrmotor 257 und die Druckluftzylinder 260 und 261. Die Drucklufteinspeisung zum Wagen 281 erfolgt über eine spiralförmige Druckluftleitung 287, die durch ein unter konstantem Zug abwickelbares Drahtseil 288 geführt wird.
• Aus GrUnden der Explosions- und Feuersicherheft sind die gesamte Steuerung und auch die Antriebe bevorzugt pneumatisch oder pneumatisch-hydraulisch ausgeführt. Die Programmierung der Anlage ist in logisch verknüpfte Unterprogramme aufgegliedert und zwar 1. für die Bearbeitungsstationen, beispielsweise die galvanischen Bäder; 2. für die Schleuse über den Bearbeitungsstationen und Bädern; 3. für die Schleuse auf der Be- und Entladestation und 4. für den Transportwagen.
• Nachfolgend soli die Arbeitsweise beispielsweise in Verbindung mit einer Galvanisieranlage besprochen werden.
• Somit sei der Kessel 100 ein aktives galvanisches Bad.
• Wenn die Schleuse 300 auf den Kessel 100 aufgesetzt ist und dadurch ein an der Aufsetzfläche vorgesehenes Druckventil betätigt hat, ferner der Galvanisierstrom und die kathodische Warenbewegung abgeschaltet sind, die Instrumente 110 einen Schutzgasuberdruck und eine Sauerstoffreiheit signalisiert haben und letztlich auch ein Kontrollinstrument an der Austrittsöffnung 185 des Ringkörpers 183 meldet, daß das Schutzgas bauerstoffrei ist, öffnet sich die Platte des Vakuumschiebers 180. Nach Verzögerung von z.B.
• einer Minute steht das Signal schieber schließen" wieder an, dessen Ausführung so lange durch die Schalterdruckleiste 133 verhindert wird, bis die inneren Führungsstangen 330, 331 der Schleuse 300 den Schalter 133 freigeben und eine gewisse zeitliche Verzögerung abgelaufen ist.
• Wenn der Plattenschieber 180 wieder geschlossen ist, am Überwachungsinstrument 110 Schutzgasüberdruck und Sauerstoffreiheit angezeigt werden und eine zusätzliche Zugbelastung an den Stangen 170 (Fig. 3) durch ein dort angebrachtes Meßglied 134 (Fig. 2) erkennen läßt, daß zu bearbeitende Werkstücke eingehängt sind, wird der Galvanisierstrom und die kathodische Warenbewegung eingeschaltet.
• Aus Sicherheitsgründen ist die pneumatische Betätigung des Plattenschiebers 180 auch auf mechanischem Antrieb mit eine Handrad umstellbar.
• Die Steuerung und Programmierung der Fahrwege des Transportwagens 250 wird durch drei pneumatische Abtaster 254 am Transportwagen bewirkt. Diese Abtaster 254 können als Staudüsen, pneumatische Reflexaugen oder Gabelluftschranken ausgebildet sein. Sie tasten den an der Fahrbahn befestigten Blechstreifen 253 ab, der für die einzelnen Stationen Binschnitte trägt, die Signale auslösen, damit der Transportwagen 250 in der einen oder anderen Richtung anfahren oder zum Stillstand kommen kann. Die Einschnitte am Blechstreifen 253 werden mit Hilfe kleiner pneumatischer Zylinder durch Blenden geöffnet oder verschlossen. Die Steuerung dieser kleinen Hilfszylinder erfolgt z.B. mit einem pneumaischen Nockenband-Programmschaltwerk. Durch austausch des als Nockenbahn dienenden Blechbandes ist ein sicherer anpassungsfähiger Fahrplan für einen oder auch für mehrere Wagen, die einzelne Streckenabschnitte bedienen, in explosionssicherer Ausführung zu verwicklichen. Die Druckluft empfängt der Transportwagen über die bereits erwähnte spiralförmig gewickelte flexible Druckluftleitung 287.
• Bei Stillstand des Wagens 250 wird die vertikale Bewegung zwischen den Wagenteilen 250a und 250b entsperrt und es werden die Beine 269 bis 271 des Wagens 250 mit ihren Prismen 276, 278 auf die Gegenprismen 289 bis 291 der zugehörigen Auflager abgesetzt. Diese prismatischen AuSlager 289 bis 291 enthalten eine pneumatische, hydraulische oder mechanische Dämpfung 292, 293 und 294, die so einstellbar ist, daß nur ein bestimmter Teil des Wagen- und schleusengewichtes als Druck auf der Dichtung zwischen Schleusenschieber 305 und Spülringkörper 183 des Kessels 100 lastet.
• Beim Anfahrsignal fUr den Transpol-talagen 250 wird das Anfahren zwangsläufig so lange gesperrt, bis die Vertikalbewegung zwischen den beiden Wagentedlen 250a und 250b nach oben abgeschlossen ist.
• FUr die Steuerung der Schleuse 300 sind zwei verschiedene Programme vorgesehen, die durch die Druckschalter 346 und 347 eingeleitet werden. Der Druckschalter 346 (Fig. 2) befindet sich in der Trennebene zwischen Schleuse 300 und Kessel 100 an der Unterseite des Gehäuses des Plattenschiebers 305. Der zweite Druckschalter 347 befindet sich an der Be- und Entladestation 200 (Fig. 7).
• Befindet sich die Schleuse 300 Uber den Resseln 100, kommt es zur Betätigung des Schalters 346. Sobald das Kontrollinstrument 343 gemeldet hat, daß die Schleuse 300 unter Schutzgas steht, öffnet sich der Vakuumplattenschieber 305. Als nächstes UberprUft ein am Rollenlager 316 vorgesehener Druckfühler 348, ob ein Warengestell 400 an den Traghaken 324 hängt. Ist dies der Fall, erfolgt mit dem Drehantrieb 312 eine Verdrehung des BfUckenteiles 323 in die in Fig. 5a und Fig. Sb dargestellte Absetzstellung.
• Nach Ende der Drehbewegung wird der Hubantrieb 313 in Absenkrichtung betätigt. Ist die Vertikalbewegung beendet und werden die mit Schutzgas beaufschlagten Druckschalter an den Anschlägen 338 und 339 betätigt, schaltet der Hubantrieb 313 ab und es wird die Drehbewegung freigegeben, bei der der Drehantrieb 312 den BrUckenteil 323 in die Position gemäß Fig. 6a und 6b verdreht. Nach Ende der Drehbewegung, wird der Hubantrieb 313 auf Heben geschaltet, so daß sich der Rrückenteil 323 wieder nach oben bewegt, bis es zum Abschalten mittels der Endschalter 349 und 350 kommt. Nun kann der Vakuwnplattenschieber 305 wieder geschlossen werden, worauf dann das bereits beschriebene Abheben und Verfahren der Schleuse 300 mit dem Transportwagen 250 erfolgt.
• Das zweite Programm für die Steuerung der Schleuse ist für das Ent- und Beladen vorgesehen. Dieses zweite Steuerungsprogramm der Schleuse läuft wie folgt ab: 1. Das Absperrventil 351 für die Schutzgaszufuhr zur Schleuse 300 schließt.
• 2. Das Absperrventil 352 für die Schutzgasableitung schließt.
• 3. Am Anschlußstutzen 308 wird eine Vakuumanlage angeschlossen; das Programm bleibt solange gesperrt, bis ein am Stutzen 308 vorgesehener Druckschalter 353 den ordnungsgemäßen Anschluß signalisiert.
• 4. Der Schieber 309 zur Vakuumleitung öffnet.
• 5. Das Schutzgas aus der Schleuse wird über den Stutzen 308 in einen nicht dargestellten Vorratsbehälter umgepumpt, bis sich in der Schleuse 300 ein Unterdruck von 10 1 bis 10-2 Torr eingestellt hat.
• 6. Der Schutzgasvorratsbehälter wird geschlossen.
• 7. Die Schleuse 300 wird mit Luft geflutet.
• 8. Der Plattenschieber 305 öffnet.
• 9. Die galvanisierte Ware wird gemäß dem zuvor beschriebenen ersten Programm der Schleusensteuerung ausgefahren, auf der Drehscheibe 210 abgesetzt, um anschließend den BrUckenteil 323 wieder in die Schleuse 300 einzufahren.
• 10. Die Drehscheibe 210 wird in ihre entgegengesetzt. Stellung verdreht.
• 11. Gemäß dem ersterwähnten Steuerprogramm der Schleuse 300 wird erneut der BrUckenteil 323 mit dem Transportgestänge ausgefahren mit einem neuen Warengestell 400 verbunden, das dann wieder eingefahren wird.
• 12. Der Plattenschieber 305 der Schleuse 300 wird geschlossen.
• 13. Die Luftverbindung, über die die Schleuse gemäß Verfahrensschritt 7 geflutet wurde, wird geschlossen.
• 14. Die Schleusenkammer 300 wird auf einen Druck von 10 1 bis 10 2 Torr leergeputpt.
• 15. Der Schutzgasvorratsbehälter wird geöffnet und sein Schutzgasinhalt über den Anschlußstutzen 308 wieder in die Schleuse 300 umgepumpt, wobei dann gleichzeitig der Schutzgasvorratsbehälter für den nächsten Arbeitsgang auf 10-1 bis 10-2 Torr evakuiert wird.
• 16. Der Schutzgasvorratsbehälter wird geschlossen.
• 17. Die Schleuse 300 wird mit Schutzgas unter geringem Überdruck von 0,1 bis 0,2 atü abgedrückt.
• 18. Der Vakuumschieber 309 am Anschlußstutzen 308 wird geschlossen, 19. Das Schutzgasauslaßventil 352 wird geöffnet.
• 20. NPeh einer nochmaligen Überprüfung durch die Kontrollinstrumente 343 wird das Schutzgaseinlaßventil 341 geöffnet.
• 21. Die Schutzgasflasche 307 wird auf ausreichenden Inhalt geprüft.
• 22. Der Anschluß zur Vakuumleitung al Stutzen 308 wird aufgetrennt. Sobald der Druckschalter 353 die Abnahme der Evakuierungsleitung signalisiert, wird das Programm des Transportwagens 250 freigegeben.
• Wenn die galvanisierte Ware im Warengestell 400 an der Entladestelle 201 auf den Kreisförderer 220 Ubergeben worden ist und somit alle Drehscheibenöffnungen auf allen drei Stationen frei sind, dreht sich die Drehscheibe 210 in die Ausgangsstellung zurück.
• Die ait dos Kreisförderer 220 verfahrbaren und absenkbaren Warengestelle werden zu Beginn eines Arbeitszyklusses lit der zu galvanisierenden Ware bestückt. Anschließend bewegt der Kreisförderer 220 die bestUckten Warengestelle 400 zur Beladestelle 202, wo sie abgesetzt werden, damit sie von der Schleuse 300 aufgenommen und zum Galvanisierkesselund/ oder einer einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen zugeführt werden.
• Vorzugsweise befindet sich die Beschickung der Gestelle 400 außerhalb der eigentlichen Galvanisieranlage, die, wie vorstehend beschrieben, im wesentlichen automatisch arbeitet. Praktisch braucht sich kaum eine Person in der eigentlichen Galvanikanlage aufzuhalten.
• An der Be- und Sntladeststion werden nicht benatigte Warengestelle 400 zwischen der Entladestelle 201 und der Beladestelle 202 abgestellt. Ist die Entladestelle 201 besetzt, so wird diese mit dem nächsten Warengestell entladen und die Ware dann zur Kontrolle und Entnahme von den Gestelle gefahren. Tm Anschluß daran beginnt der nächste Arbeitszyklus.

Claims (17)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Galvanisieren von Werkstücken in unter Schutzgas betriebenen Galvanikbädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanikbäder (100), zugehörige Be-und Entladestationen (200) sowie evtl. vorhandenen Vor-und Nachbehandlungsstationen mit ein fernbedienbares Hubgestell (323) enthaltenden Schleusenkammern (300) versorgt werden, die auf Anschlußstutzen der Badbehälter (100) und Bearbeitungsstationen gasdicht aufsetzbar sind, daß die Schleusenkammern (300) einerseits und die Badbehälter (100) und Bearbeitungsstationen andererseits bei abgehobener Schleusenkammer (300) relativ zueinander translatorisch verfahrbar sind, daß die unter Schutzgas zu betreibenden Stationen und die Schleusenkammern (300) neben ihren einander korrespondierenden Anschlußstutzen mit Flachschiebern (180,305) absperrbar sind und daß der bei angekoppelter Schleuse (300) zwischen den Flachschiebern (180,305) liegende Raum (183) mit Anschlüssen (185) zum Einleiten von und Spülen mit Schutzgas versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Galvanikbäder (100), zugehörige Be- und Xntladestationen (200), sowie evtl. vorhandene Vor- und Nachbehandlungsstationen eine gemeinsame Schleusenkammer (300) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (300) mit einem Schutzgasvorratsbehälter verbindbar ist (308) und Mittel vorgesehen sind, um das Schutzgas zwischen Schleusenkammer (300) und Vorratsbehälter umzupumpen und im Vorratsbehälter zu speichern.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgestell (323) der Schleusenkammer (300) mit einem Drehantrieb (312) und in Drehrichtung wirksamen Bajonettkupplungen (324, 401) für die Warengestelle (400) versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubgestell (323) mit einer teleskopartigen Führung (330-339) versehen ist und an einem Hubseil (321) hängt, das mit einem Hubmotor (318) auf- und abgespult werden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotore (315,318) für den Hub- und Drehantrieb (312, 313) des Hubgestelles (323) außerhalb der Schleusenkammer (300) angeordnet sind und über gasdicht durchgeführte konzentrisch zueinander verlaufende Achsen auf die in der Schleusenkammer (300) angeordneten Antriebsteile einwirken.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen der Schleusenkammer und d.er mit dieser Schleusenkammer zu verbindenden Badbehälter und Bearbeitungsstationen kreisförmige Querschnitte haben.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachschieber als Vakuumplattenschieber (180,305) ausgebildet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkamier (300) im gasdicht gekoppelten Zustand mit vorzugsweise pneumatischen Federn (292-294) gewichtsentlastet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanisierkessel (100) mit zwei konzentrischen Anoden (140, t46) ausgerüstet sind, zwischen denen sich als Kathode wirkende zylinderfarmige Werkstückträger (400) befinden.

11. Einrichtung nach anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückträger (400) mit einem Bewegungsantrieb (173) versehen sind, mit dem die Werkstückträger (400) periodisch vertikal und/oder kreisförmig bewegbar sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung der Schleusenkammer (300) auf der Station an der Schleuse (300) Führungsprismen (276-278) vorgesehen sind, ! für die an den Stationen entsprechende Gegenprismen (289-291) vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsablauf in logisch verknüpfte Unterprogramme aufgegliedert ist, welche erstens das galvanische Bad (100), zweitens die Schleuse (300) über den Bädern (100), drittens die Schleuse (300) auf der Be-und Entladestation (200) und viertens den Transportwagen (250) betreffen und gegeneinander entsprechend dem Betriebszustand verriegelt sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Antriebe und Steuerungen in explosionssicherer oder eigensicherer Bauweise pneumatisch oder pneumatisch-hydraulisch ausgeführt sind und daß an Stellen, an denen stoßförmige Belastungen auftreten, funkenfreie Metalle verwendet sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen Steuerungsteile in den mit Schutzgas versorgten Räumen der Einrichtung als pneumatisches Arbeitsmittel Schutzgas verwenden.

16. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanikbäder (100) durch feuerfeste Wände voneinander getrennt sind und Jede ein Bad enthaltende Kammer (203) mit einem dem Inhalt des Bades entsprechenden Auffangraum verbunden ist (207,208).

17. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung der Warengestelle (400) in einem getrennten Bauwerksteil erfolgt, der mit der eigentlichen Galvanisieranlage lediglich über einen Ringförderer (220) verbunden ist.