DE3635525C3 - Abgeschlossene Anlage vornehmlich zum Beizen und/oder zur chemischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Beizen und/oder zur chemischen Oberflächenbehandlung von schüttfähigen Mas­ senteilen und/oder einzelnen Werkstücken mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus DE-OS 34 00 334 ist eine derartige Anlage bekannt geworden, die im wesentlichen aus einer Reihe von Wannen besteht, die die verschiedenen Behandlungslösungen oder das Wasser zum Spülen der Werkstücke beinhalten. Paral­ lel zur Wannenreihe ist ein Transportmechanismus mit Werktstückträgern vorgesehen, der die zu behandelnden Werkstücke in horizontaler und vertikaler Richtung von einer Behandlungsstation zur nächsten transportiert. Die Anlage befindet sich in einer länglichen, im Grunde rechteckigen weitgehend luftdicht abgeschlossenen Kabi­ ne, in deren Innenraum ein Unterdruck gegenüber dem die Kabine umgebenden atmosphärischen Luftdruck des Be­ triebsraumes erzeugt wird.

Die Transportvorrichtung nach dem Stand der Technik ist relativ kompliziert aufgebaut, sie weist einen motori­ schen Antrieb auf. Der mit dem Beizvorgang Beschäftigte hat über diese Transportvorrichtung nur begrenzt eine Einwirkungsmöglichkeit auf die in oder über den Lösungen befindlichen Werkstücke, wodurch der Beizvorgang nur kompliziert durchführbar und das Beizergebnis unter Umständen nicht optimal ist, da beispielsweise das zu beizende Gut aufeinander liegt und eine fleckige Ober­ fläche bekommen kann, da nicht besondere Maßnahmen be­ troffen werden können, durch die die Teile relativ zu­ einander bewegt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 derart weiterzubilden, daß sie auf einfache Weise eine gefühlvolle Manipulierung der zu beizenden Gegenstände zuläßt, für die Bedienungsperson die Gesundheitsrisiken weitgehend vermeidet und gleichzeitig eine Verbesserung der Abluftwerte erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen 2-7.

Nach der Erfindung setzt sich der Transportmechanismus für die Beförderung der in der Kabine zu behandelnden Werkstücke aus einem Laufwagen und aus einer waagerech­ ten schienenförmigen Bahn zusammen, die im Bereich eines Längsschlitzes entlang der die Behandlungslösungen ent­ haltenen Wannenreihe gleitet. Der Laufwagen ist mit einem sich stets innerhalb der Kabine bewegenden Schen­ kel versehen, der als Werkstückträger für die durch die Kabine zu befördernde Werkstücke ausgebildet ist. Der dazugehörige zweite, sich stets außerhalb der Kabine bewegende Schenkel des Laufwagens ist der Antriebs- und Steuerarm des manuell oder motorisch betätigten Laufwa­ gens. Durch eine derartige Ausbildung der Transportvor­ richtung kann die Bedienungsperson innerhalb der mehr oder weniger vollständig gekapselten Anlage einen rela­ tiv guten, gefühlvollen Kontakt zum Beizgut halten, sie kann die Körbe mit dem Beizgut innerhalb der Bäder und oberhalb der Bäder schütteln, um beispielsweise eine Relativbewegung der zu beizenden Massenteile herbeizu­ führen oder innerhalb der Teile verbliebene Lösungsmit­ tel herauszuschütteln. Der so gewährleistete gefühl­ volle, manuelle Kontakt der Bedienungsperson zum Beizgut führt zu einer nicht unwesentlichen Verbesserung des Beizergebnisses. Dabei ist auch gewährleistet, daß durch die weitgehende Kapselung insgesamt umweltverträglich gearbeitet werden kann. Durch relativ geringe Abluft­ mengen ist auch der Schadstoffaustrag von Dämpfen in die Atmosphäre reduziert.

Nach Anspruch 2 hat der Laufwagen die Raumform eines Winkels von an­ nähernd 120°, desen Scheitel in der Längsachse der Lauf­ wagenbahn liegt und dessen beide Schenkel etwa gleich lang sind. Am Ende des, innerhalb der Kabine befind­ lichen Schenkels (Tragarmes) werden die zu behandelnden Werkstücke befestigt und das andere Ende des außerhalb der Kabine befindlichen zweiten Schenkels (Antriebs- und Steuerarm) dient der vornehmlich manuellen Bedienung des Laufwagens.

Die Werkstücke hängen an Gestellen oder befinden sich - sofern sie schüttfähig sind - in Körben oder Trommeln. Die in sich geschlossene Kabine hat meistens nur an einer ihrer beiden Stirnseiten eine Ein- bzw. Aus­ trittsöffnung, durch welche die zu behandelnden Werk­ stücke zu der in der Kabine befindlichen Anlage ge­ führt werden. Die Öffnung ist mit einem schürzenähn­ lichen Vorhang geschlossen, der sich aus biegsamen Streifen eines synthetischen Materials zusammensetzt. Die Streifen sind mit einem ihrer Enden an der Ober­ seite der Ein- bzw. Austrittsöffnung befestigt und hängen lose herunter. Schlüpft der Werkstück-Träger durch den besagten Vorhand in die Kabine hinein, so schmiegen sich die einzelnen Streifen entsprechend der Raumform des Trägers an diesen an und dichten den Bereich der Ein- bzw. Austrittsöffnung weitgehend luftdicht ab. Die Wahl des synthetischen Materials für die Vorhangstreifen hängt von der chemischen Zu­ sammensetzung der Gase ab, die von den in der Kabine befindlichen Behandlungslösungen herrühren.

Die Kabine ist entlang einer ihrer Längsseiten am oberen Teil mit Klappfenstern versehen. Die Fenster­ scheiben sind aus einem transparenten Kunststoff, um die Werkstücke an jeder Station ihres Behandlungspro­ zesses visuell prüfen zu können.

Der Laufwagen übernimmt mit seinen Werkstück-Trägern die zu behandelnden Werkstücke außerhalb der Kabine und gleitet entlang der Bahn in den Innenraum, um an den verschiedenen Behandlungsstationen der in der Kabine untergebrachten Wannenreihe durch Schwenken (in Ebenen senkrecht zur Längsachse der kreisrunden Bahnschiene und um deren Mittelpunkt) die zu behandelnden Werkstücke in die verschiedenen Behandlungslösungen einzutauchen bzw. aus diesen herauszuheben.

In Abhängigkeit von dem Gewicht der zu behandelnden Werkstücke kann der außerhalb der Kabine befindliche Antriebs- sowie Steuerarm des Laufwagens - beispiels­ weise teleskopartig - entsprechend verlängert oder ver­ kürzt werden. Dieses funktionelle Anpassen des Hebel­ armes kompensiert das Drehmoment, welches durch das Ge­ wicht der zu behandelnden Werkstücke entsteht und er­ leichtert somit im erheblichen Maße die manuelle Be­ dienung des Laufwagens.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den folgenden Figuren nach Aufbau und Wirkungs­ weise näher beschrieben. Es zeigt die

Fig. 1 die Vorderansicht der in einer weitgehend luftdicht abgeschlossenen Kabine unterge­ brachten Anlage zur chemischen Oberflächen­ behandlung von Werkstücken, wobei die be­ sagte Anlage im wesentlichen aus einer Wannen­ reihe, einer Transporteinheit und der dazuge­ hörigen Schienenbahn besteht,

Fig. 2 eine Ansicht im Grundriß der in Fig. 1 wiedergegebenen Vorrichtung nach der Erfin­ dung und

Fig. 3 eine Seitenansicht der gleichen in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.

Die zu behandelnden schüttfähigen Werkstücke befin­ den sich in den zylindrischen Körben 12, die über eine perforierte Wandung verfügen. Die Körbe 12 werden in der Reihenfolge der vorgeschriebenen Verfahrensschritte in die Behandlungslösungen B₁, B₂, B₃ und B₄ getaucht. Die Lösungen B₁, B₂, B₃ und B₄ sind in den Wannen (5) enthalten.

Die längliche, im Grundriß rechteckige Kabine 1 umhüllt die Wannenreihe 5 allseitig. Eine der beiden zueinander parallelen Stirnwände 1a und 1b des prismatischen Ge­ häuses verfügt über eine Ein- und Austrittsöffnung 4, durch welche die Werkstücke in den Innenraum der Ka­ bine 1 eingeführt werden. Diese Öffnung 4 ist mit einem schürzenartigen Vorhang 7 aus losen, von deren Oberseite herunterhängenden Streifen geschlossen. Die einzelnen Streifen können aus einem dichten Gewebe synthetischer Fasern bestehen, welche mit einer Schicht aus einem kautschuk-ähnlichen, chemisch, thermisch und mechanisch gegen Kondensate und Gase der Behandlungslösungen wider­ standsfähigen synthetischen Stoff überzogen sind. Ein solcher Stoff ist beispielsweise ein Fluorelastomer. Das beschichtete Gewebe 7 ist ferner dauerfest gegen mechanische Biegebeanspruchungen.

An jener Stirnseite 1a der Kabine 1, in welcher sich die Ein- und Austrittsöffnung 4 befindet, wird eine Ablage angeordnet, die als Belade- und Entladestation 10 der Anlage Verwendung findet. Der Korb 12 wird an dieser Stelle mit den zu behandelnden Werkstücken gefüllt; der Laufwagen 8 holt den Korb 12 von der Station 10 ab und befördert ihn - entsprechend dem Behandlungsverfahren - nach einem vorgegebenen Zeit-Weg-Diagramm durch die gesamte Anlage. Die solcher Art chemisch behandelten Werkstücke werden vom Laufwagen 8 mit dem Korb 12 zur Be- und Entladestation 10 zurückbefördert und dort aus dem Korb 12 entleert.

An der gegenüberliegenden Stirnseite 1b befindet sich der Ansaugstutzen 14 zu einem Gebläse 2, einem Niederdruck- Ventilator oder einem (Hochdruck-)Injektor, um den er­ forderlichen Unterdruck innerhalb der Kabine 1 herstellen zu können. Die durch den Stutzen 14 angesaugten Gas-Luft- Gemische werden nach Neutralisierung durch Absorption bzw. chemische Reaktionen an die Außenluft geleitet.

Die Rückwand 1c der Kabine 1 ist in sich eben und voll­ ständig geschlossen.

Der Boden 1d bildet gemeinsam mit den beiden Stirnseiten 1a sowie 1b, der Rückwand 1c und dem unteren Teil der Vorderseite 1e einen großen, rechteckigen Be­ hälter, in welchem die einzelnen Wannen 5 austauschbar eingesetzt werden und der im allgemeinen mit Spülwasser gefüllt wird. Der Bereich dieses Kabinen-Unterteiles, ge­ kennzeichnet mit Sp, kann eine Spülstation bilden. Das Spülwasser umhüllt alle Wannen 5 und erfüllt gleich­ zeitig die Funktion eines Kühlsystems, um gegebenenfalls die entstehende Reaktionswärme aus den Behandlungs­ lösungen B₁, B₂, B₃ und B₄ abzuführen.

Das Klappfenster 6 hat im geschlossenen Betriebszustand eine geneigte Lage, um die Beobachtung der Behandlungs­ vorgänge in den einzelnen Wannen 5 zu erleichtern und eine unbehinderte Wartung zu ermöglichen. Die Fig. 3 zeigt das Klappfenster 6 in seinen beiden Betriebs­ stellungen. Die transparenten Scheiben des Klappfensters 6 können aus einem durchsichtigen Polyvinylchlorid, Poly­ acrylglas oder beheiztem Naturglas bestehen.

Die Kabine 1 wird mit der fest mit der Rückwand 1c und den beiden Seitenwänden 1a sowie 1b verbundenen Decke 1f nach oben abgeschlossen.

Alle Wände der Kabine 1 werden aus einem synthetischen Material hergestellt. Es mögen als Beispiele ver­ schiedene Thermoplaste, vorzugsweise Polyolefine wie Polypropylen oder Polyethylen oder auch Polyvinylchloride, genannt sein. Eine bevorzugte Ausführung der Kabine nach der Erfindung sieht vor, deren Wände aus Thermoplasten mit glasfaserverstärkten Kunstharzen zu armieren. Die mechanischen Eigenschaften der Kabine 1 sind dann mit jenen von Metallen zu vergleichen, es werden jegliche korrodierende Konstruktionselemente vermieden und folg­ lich praktisch unbegrenzte Haltbarkeit erreicht.

Der Laufwagen holt den Korb 12 mit den zu behandelnden Werkstücken von der Beladestation 10 ab und gleitet auf der schienenförmigen Bahn 9 entlang der in der Kabine 1 befindlichen Anlage. Die Schiene 9 verläuft parallel zur Wannenreihe 5 knapp oberhalb der Wannen­ rand-Versteifungen, und zwar innerhalb der Kabine 1.

Der Mittelteil des Laufwagens 8 umfaßt ringförmig die Bahn 9 kreisrunden Querschnitts. Vom Mittelteil des Laufwagens 8 gehen strahlenförmig zwei etwa gleich lange Arme aus, welche die Schenkel eines Winkels von etwa 120° bilden. Der Scheitel des Winkels liegt in der Längsachse der Bahn 9. Der sich innerhalb der Kabine 1 bewegende Schenkel des Lauf­ wagens 8 hat die Funktion eines Werkstück-Trägers 3, der zweite Schenkel hingegen befindet sich stets außerhalb der Kabine 1 und erfüllt die Funktion eines Antriebs- und Steuerarms 11 zur manuellen Betätigung des Laufwagens 8.

Der Laufwagen 8 hat zwei Aufgaben zu erfüllen; erstens den Korb 12 mit den Werkstücken entlang der Bahn 9 zu befördern und zweitens; an den einzelnen Wannen 5 den Korb 12 in die verschiedenen Behandlungslösungen B₁, B₂, B₃ sowie B₄ zu tauchen und anschließend nach abgelaufener Behandlungszeit den Korb 12 aus diesen wieder herauszu­ heben. Dies erfolgt durch eine Schwenkbewegung des Laufwagens 8 um die Bahn 9 als Drehmittelpunkt.

Das Gewicht des Korbes 12 und der darin befindlichen Werk­ stücke bilden eine Last, welche in Abhängigkeit von ihrer Entfernung zur Bahn 9 ein mechanisches Drehmoment zur Folge hat. Die besagte Entfernung und das Gewicht der Werkstücke verändern sich ständig. Um das variable Dreh­ moment der Last kompensieren zu können, ist die Länge des Antriebs- und Steuerarmes 11 beliebig einstellbar. Das Ende des Antriebs- und Steuerarmes 11 hat die Gestalt eines Handgrif­ fes 15, mittels dessen sich der Laufwagen 8 in einfacher Weise manuell betätigen läßt. Die Länge kann teleskopartig eingestellt werden.

Entlang der Bahn 9 ist ein Schlitz in der Vorderwand 1e der Kabine 1 eingelassen, der es dem Antriebs- und Steuerarm 11 des Laufwagens 8 möglicht macht, die Längsbewegung entlang der Wannenreihe 5 zu vollziehen. Dieser Schlitz in der Vorder­ wand 1e ist durch eine flexible Abdeckung 16 aus einem synthetischen Material ähnlich den Streifen des Vorhangs 7 an der Ein- und Austrittsöffnung 4 verschlossen. Die Ab­ deckung 16 hat einzelne trapezförmige Ausnehmungen 17 in den Bereichen entsprechend den Wannen 5 mit den Behandlungs­ lösungen B₁, B₂, B₃ und B₄, um das Senken und Heben der Körbe 12 in die betreffenden Behandlungslösungen vornehmen zu können. Der Hebe- und Senkvorgang ist in der Fig. 3 sinn­ bildlich dargestellt.

Die einzelnen Stellen, an denen die entstehenden Gase aus dem Innenraum der Kabine 1 in die Umluft des Betriebsraumes entweichen können, sind die Ein- und Austrittsöffnungen 4 sowie der Bereich des von der Abdeckung 16 verschlossenen Schlitzes in der Vorderwand 1e der Kabine 1.

Dem Innenraum der Kabine 1 wird durch den Ansaugstutzen 14 stets Luft entzogen und durch Zufluß aus dem Betriebsraum ersetzt. Dieser Zustand hat ein Einströmen von Luft in die Kabine 1 durch die zuvorgenannten kritischen Bereiche 4 und 16 und 17 zur Folge, welches folgerichtig ein Ausströmen der Gase in den Betriebsraum vollständig ausschließt. Die Luftentnahme aus dem Innenraum der Kabine 1 kann auf ein solches Mindestmaß beschränkt werden, daß die Strömungs­ richtung der Luft aus dem Betriebsraum mit Sicherheit auf den Innenraum der Kabine 1 hinweist. Es ist demnach er­ findungsgemäß möglich, bei einem Minimum an Luftverbrauch aus dem Betriebsraum, die giftigen Gase fast unverdünnt zu erfassen.

Claims (7)

1. Anlage zum Beizen und/oder zur chemischen Oberflächenbe­ handlung in wäßrigen Lösungen von schüttfähigen Massenteilen oder von einzelnen Werkstücken, be­ stehend im wesentlichen aus einer Reihe von Wannen, beinhaltend die verschiedenen Behandlungslösungen oder das Wasser zum Spülen, und aus einem parallel zur Wannenreihe zugeordneten Transportmechanismus mit Werkstückträgern für die Beförderung der zu be­ handelnden Werkstücke in horizontaler und vertikaler Richtung von einer Behandlungsstation der Anlage zur nächsten, wobei sich die Anlage in einer länglichen, im Grundriß rechteckigen, weitgehend luftdicht abge­ schlossenen Kabine befindet, in deren Innenraum ein Unterdruck gegenüber dem, die Kabine umgebenden atmosphärischen Luftdruck des Betriebsraumes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportmechanismus für die Beförderung der in der Kabine (1) zu behandelnden Werkstücke aus einem Laufwagen (8) und aus einer waagerechten, schienenförmigen Bahn (9) besteht, die im Bereich eines Gehäuseschlitzes angeordnet ist, auf welcher der Laufwagen (8) entlang der die Behandlungslösungen enthaltenden Wannenreihe (5) gleitet und der Laufwagen (8) einen sich stets innerhalb der Kabine (1) bewegenden Schenkel aufweist, der als Werkstück-Träger (3) für die durch die Kabine (1) zu befördernden Werkstücke ausgebildet ist und der dazugehörige zweite, sich stets außerhalb der Kabine (1) bewegende Schenkel des Laufwagens (8) als Antriebs- und Steuer­ arm (11) des manuell oder motorisch betätigten Laufwagens (8) dient, wobei die beiden Schenkel starr miteinander verbunden sind und im Bereich des Gehäuseschlitzes verschwenkbar gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (Werkstückträger (3), Antriebs- und Steuerarm (11)) einen Winkel von etwa 120° einschließen, dessen Scheitel in der Bahn (9) zentriert ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufwagen (8) sowohl ent­ lang der schienenförmigen Bahn (9) längsbeweglich als auch um seine Längsachse schwenkbeweglich ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs- und Steuerarm (11) des Lauf­ wagens (8) in seiner, auf den Drehmittelpunkt des Laufwagens (8) bezogenen Länge als Hebelarm eines Gegendrehmomentes variabel verstellbar ist, um die entstehenden Drehmomente durch die verschiedenen Gewichte der zu behandelnden Werkstücke am Werkstück-Träger (3) des Laufwagens (8) zu kompensieren.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Werkstück-Träger (3) ein Korb (12) oder eine Trommel mit perforierten Wandungen oder ein Gestell angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der beiden Längsseiten der Kabine (1) oberhalb der Wannenränder der die Behandlungslösungen enthaltenden Wannen (5), eine oder mehrere, im Betriebszustand geschlossene Klapp­ fenster (6) aus einem transparenten Werkstoff ange­ ordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und/oder Austrittsöffnung (4) der Kabine (1) mit einem schürzenähnlichen Vorhang (7) aus flexiblen Streifen aus einem synthetischen Material verhängt ist, wobei die Streifen mit einem ihrer beiden Enden an der Oberseite der Öffnung (4) befestigt sind.