DE4001721A1 - Vorrichtung zur chemischen behandlung von metalloberflaechen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen Behandlung, wie z.B. Galvanisieren etc. von Metalloberflächen.

Im Stand der Technik werden dann, wenn eine Mehrzahl von Werkstücken behandelt werden muß, z.B. bei der Galvanisierung von Kraftfahrzeugteilen, diese in ein elektrolytisches Bad eingetaucht und die Werkstücke alle auf einmal behandelt bzw. galvanisiert.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß eine große Anzahl von Werkstücken gleichzeitig behandelt werden kann. Wenn jedoch die Werkstücke in das Bad eingebracht werden oder aus dem elektrolytischen Bad entnommen werden, neigt die Elektrolytlösung dazu, herauszuspritzen und verursacht Probleme für die Umgebung.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden daher z.B. Galvanisierungsvorgänge in einer Weise durchgeführt, bei der ein Rohr 101 den Tank 100 mit der Elektrolytlösung mit der Elektrolytzelle verbindet und anschließend die Umwälzpumpe 103 betätigt wurde, um die Elektrolytlösung in einem Kreislauf umzuwälzen. Eine Spanneinrichtung 104 wurde verwendet, um das Werkstück 105 zu halten und es in dem Elektrolyttank 102 anzuordnen. Das Werkstück wurde galvanisiert, wenn elektrischer Strom durch den geschlossenen Elektrolytzellentank 102 und die Spanneinrichtung 104 geführt wurde.

In dem Falle, in dem eine Spanneinrichtung bzw. ein Spannfutter verwendet wird, um das Werkstück in einem Elektrolyttank vom Typ einer geschlossenen Zelle zum Galvanisieren zu halten, ist es sehr schwierig, gleichzeitig eine große Menge Werkstücke zu bearbeiten. Daher kann z.B. eine Zellenlinie eingerichtet werden, welche eine Anzahl von geschlossenen Elektrolytzellen enthält und dann kann eine Mehrzahl dieser Zellenlinien eingerichtet werden, um es zu ermöglichen, große Mengen von Werkstücken gleichzeitig zu behandeln. Da jedes der Werkstücke in seiner eigenen Elektrolytzelle bearbeitet wird und so die Anzahl der Zellenlinien erhöht wird, um die Werkstücke aufzunehmen, steigt in hohem Maße der Anteil von Hilfsausrüstungen, die für solche Flüssigkeitstanks für eine elektrochemische Bearbeitung nötig sind sowie der Anteil der Verrohrung zwischen ihnen, wie auch der Bedarf an Pumpen, Motoren und dgl.

Eine Werkstück-Fördereinrichtung muß ebenfalls für jede Zellenlinie eingerichtet werden und die Notwendigkeit für eine Mehrzahl von Fördervorrichtungen erhöht ebenfalls die Kosten. Andererseits werden normalerweise zwei Werkstückförderträger für jeden Prozeß verwendet, d.h. einen Transportträger, der die Werkstücke von dem vorherigen Prozeß in die Zellinie einsetzt und einen Transportträger, der die Werkstücke wieder entnimmt, um sie an den nächsten Arbeitsvorgang weiterzugeben. Dies könnte durch Verwendung von einem Träger für jeden Behandlungsvorgang vereinfacht werden, hierdurch wird jedoch lediglich die erforderliche Anzahl der Werkstückträger vermindert, es bleibt jedoch bei der Notwendigkeit, die Werkstücke in die Zellenlinien für den nächsten Behandlungsvorgang einzuführen. Um die behandelten Werkstücke in die nächste Bearbeitungsstufe zu überführen, ist es entsprechend notwendig, die Behandlung in der Zellenlinie zu stoppen. Dies verursacht einen Zeitverlust und behindert eine Bearbeitung großer Mengen.

Die vorliegende Erfindung resultiert aus den Bemühungen, diese Schwierigkeiten zu überwinden und hat das Ziel, alle Hilfsausrüstungen gemeinsam zu verbinden und eine Behandlungslinie aufzubauen, die mit einem geringeren Raumbedarf arbeitet und bei der die Verlustzeiten gesenkt bzw. vermieden sind. Die Erfindung zielt ferner darauf ab, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit niedrigen Kosten eine erhöhte Produktivität bei der chemischen Behandlung von Metalloberflächen zuläßt.

Um die vorerwähnte Aufgabe zu lösen, sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur chemischen Behandlung von Metalloberflächen mehrstufig vertikal übereinander angeordnete Zellenlinien in horizontaler Anordnung vor, um die vorgeschriebene Oberflächenbehandlung an einer Mehrzahl von Werkstücken auszuführen, die die Hilfsausrüstung gemeinsam für mehrere Zellenlinien nutzt, wobei die Hilfsausrüstung wahlweise angetrieben wird, um Zellenlinien zu bedienen und wobei außerdem die Vorrichtung mit einer Transportvorrichtung versehen ist, die einen einzigen Träger aufweist, der einerseits eine freie Zellenlinie auswählen kann, in die die Werkstücke eingesetzt werden und der andererseits die Werkstücke aufnehmen und entfernen kann, wenn die Oberflächenbehandlung abgeschlossen ist.

Durch Einrichten einer Mehrzahl von vorzugsweise zu Paaren vertikal in jeder Behandlungsstation angeordneter Zellenlinien mit sich innerhalb derselben horizontal in Gruppen angeordneten Werkstückentnahmeeinheiten und unter nebeneinanderliegender Abfolge für die Oberflächenbehandlung einer Mehrzahl von Werkstücken in einer Vorrichtung zur chemischen Behandlung von Metalloberflächen macht es diese Gestaltung nach der vorliegenden Erfindung möglich, große Arbeitsfüllungen gleichzeitig zu bewältigen bzw. eine Vielzahl von Werkstücken gleichzeitig zu bearbeiten. Überdies ist eine raumsparende Anordnung infolge der horizontalen Verteilung bzw. Anordnung von mehrstufigen, d.h. in einer Behandlungsstation vertikal übereinander angeordneten und in jeder Behandlungsstation sich horizontal erstreckenden Zellenlinien erleichtert.

Da es außerdem möglich ist, einen einzigen Träger zu verwenden und wahlweise die Zellenlinien anzutreiben, so daß eine leere oder freie Zellenlinie ausgewählt werden kann, um neue Werkstücke einzusetzen und fertige Werkstücke von der Zellenlinie zu entfernen, ist es möglich, eine gemeinsame Fördervorrichtung für alle Zellenlinien zu verwenden, so daß nicht mehr für jede Linie eine Transportvorrichtung erforderlich ist. Außerdem wird die Werkstückbearbeitung kontinuierlich bzw. hintereinander fortgesetzt in den mehrstufigen oder mehrfachen Zellenlinien ausgeführt, so daß kein Zeitverlust entsteht. Dies führt zu verminderten Kosten und erhöht die Produktivität.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur chemischen Behandlung von Metalloberflächen nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1,

Fig. 3 eine linke Seitenansicht nach Fig. 1, und

Fig. 4 ein Betriebs- oder Ablaufdiagramm, das die Bearbeitung des Werkstückes darstellt.

Fig. 5 spiegelt den eingangs erwähnten Stand der Technik wider.

In den vorgenannten Fig. 1 bis 4 repräsentiert das Bezugszeichen 1 den Werkstückaufgabe- oder -einlaufpunkt, 2 bezeichnet die Entfettungseinheit, 3 bezeichnet die Wasserwascheinheit, 4 bezeichnet die Ätzeinheit, 5 bezeichnet die Wasserwascheinheit, 6 bezeichnet die Galvanisiereinheit und 7 bezeichnet eine weitere Wasserwascheinheit. Es ist auch möglich, eine Trocknungseinheit 8 nach dem abschließenden Wasserwaschen in der Einheit 7 anzuordnen. Die Werkstücke werden durch eine Fördervorrichtung 9 durch jedes der Prozeßbäder der Behandlungsstationen 2, 4, 6 bzw. 8 geführt.

Die Werkstücke werden am Werkstückeintrittspunkt 1 zugeführt und der Träger 91 der Transportvorrichtung 9 ergreift die Werkstücke 10.

In der Entfettungseinheit 2 wird Öl von den Oberflächen der Werkstücke entfernt und in der Ätzeinheit 4 wird die Oberfläche aufgerauht. In der Galvanisiereinheit 6 wird elektrische Energie durch die Werkstücke hindurchgeleitet, um es zu ermöglichen, daß diese galvanisiert werden und die Werkstücke werden in der Trocknungseinheit 8 getrocknet. Die Entfettungseinheit 2, die Ätzeinheit 4 und die Galvanisiereinheit 6 haben alle Zellenlinien 21, 22; 41, 42 und 61, 62, in denen eine Mehrzahl von Werkstücken zur Oberflächenbehandlung gehalten wird. Diese Zellenlinien sind paarweise vertikal übereinanderliegend in horizontaler Anordnung innerhalb der Behandlungsstationen 2, 4, 6 angeordnet und die Behandlungsstationen 2, 4, 6 befinden sich abfolgend nebeneinander. Die jeweiligen Zellenlinien 21, 22; 41, 42 und 61, 62 haben jeweils sechs Prozeßflüssigkeitstanks 200, die horizontal angeordnet sind. Diese Tanks 200 sind mit Prozeß- bzw. Bearbeitungslösungen gefüllt. Die Werkstücke werden zwischen einer inneren Spannvorrichtung 201 und einer gegenüberliegenden Spannvorrichtung 202 gelagert. Die Spannvorrichtung oder Spannbacke 202 ist über eine Führungsstange 203 mit der Kolbenstange 205 eines Luftdruckzylinders 204 auf der Seite des Prozeßflüssigkeitstanks verbunden, so daß sie sich in Verbindung mit der Betätigung des Luftdruckzylinders 204 bewegt. Die Spannvorrichtung 202 führt die Werkstücke in das Innere des Prozeßflüssigkeitstanks 200, in dem die Spannvorrichtung bzw. Spannbacke 201 dazu beiträgt und hilft, das Werkstück festzuhalten, wobei in dem Prozeßflüssigkeitstank 200 die Oberflächenbehandlung stattfindet.

Es sind Wasserwascheinheiten 3, 5 und 7 vorgesehen, die zwischen der Entfettungseinheit 2, der Ätzeinheit 4 und der Galvanisierungseinheit 6 angeordnet sind, wobei diese Wasserwaschstationen 3, 5 und 7 derart ausgelegt sind, daß die Werkstücke in diese eingeführt und mit Wasser gewaschen werden können.

Es ist eine Hilfsausrüstung 220, 240 und 260 vorgesehen, die der Entfettungseinheit 2, der Ätzeinheit 4, der Galvanisierungseinheit 6 und den Wasserwascheinheiten 3, 5 und 7 zugeordnet ist. Diese Hilfsausrüstungen 220, 240 und 260 werden wahlweise angetrieben, um jeweils die Zellenlinien 21 und 22, die Zellenlinien 41 und 42 und die Zellenlinien 61 und 62 anzutreiben. Andererseits ist dann, wenn die Behandlung bzw. Bearbeitung in einer Zellenlinie stattfindet, die andere Zellenlinie im Ruhezustand. Dies ermöglicht es, die Größe der gesamten Behandlungseinrichtung durch Verwenden von Einrichtungen, die mehreren Behandlungsabschnitten gemeinsam sind, zu vermindern.

Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, hat die Fördereinrichtung 9 Träger 91, 92 und 93, welche der Entfettungseinheit 2, der Ätzeinheit 4 und der Galvanisierungseinheit 6 entsprechen, wobei die Träger entlang der Schiene 97 gleitbar sind. In dem Fall, daß auch eine Trocknereinheit 8 vorgesehen ist, ist ebenfalls ein zugehöriger Träger 94 mit der Transporteinrichtung 9 verbunden.

Diese Träger 91, 92 und 93 sind jeweils mit einer Stange 95 verbunden, die mit der Antriebsvorrichtung 96, die motorisch angetrieben ist, verbunden ist und die die Träger 91-93 veranlaßt, sich auf der Schiene 97 zu bewegen.

Jeder der Träger 91-94 hat sechs Spannbacken 98, die in horizontaler Weise angeordnet sind. Diese Spannbacken 98 halten die Werkstücke und sind beweglich, um sie in der gewünschten Position zu halten. Die Spannbacken 98 können für den Zylinder 99 a aufwärts und abwärts und durch den Zylinder 99 b hin- und herbewegt werden.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieles wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert.

In Fig. 4 repräsentiert die Vollinie den Werkstückfluß für das erste Werkstück, während die unterbrochene Linie den Werkstückfluß für das nächstfolgende Werkstück angibt. Die Einheiten, die durch Rechtecke eingerahmt sind, sind die Einheiten, zu denen die Werkstücke gebracht werden, wobei an diesem Punkt die Linie angehalten wird.

Das heißt, der Motor, der die Antriebsvorrichtung 96 für die Fördereinrichtung 9 antreibt, treibt den Träger 91 zu der Entfettungseinheit 2 hin, nachdem der Träger das Werkstück 10 an der Werkstückeingabeeinheit 2 in der Zellenleitung 21 der Entfettungseinheit 2 aufgenommen hat. In dieser unterliegt das Werkstück einem Entfettungsvorgang.

Zu diesem Zeitpunkt greift der Träger 91 ein Werkstück 10 an der Werkstückeingabeeinheit 2 auf und liefert es zu der Zellenlinie 22 der Entfettungseinheit 2, wo es einer Entfettungsbehandlung unterworfen wird. Wenn der Entfettungsvorgang in der Zellenlinie 21 abgeschlossen ist, unterliegt anschließend das Werkstück 10 einer vergleichbaren Entfettungsbehandlung in der Zellenlinie 22.

Während dies stattfindet, nimmt der Träger 91 das Werkstück von der Zellenlinie 21 der Entfettungseinheit 2 auf und transportiert es zu der Wasserwascheinheit 3, wo das Werkstück 10 gewaschen wird. Zu diesem Zeitpunkt kehrt der Träger 91 zu der Werkstückeingabeeinheit 1 zurück und führt das nächste Werkstück 10 zu der Zellenleitung 21 der Entfettungseinheit 2, die gerade freigegeben bzw. geräumt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt ergreift der Träger 92, der der Ätzeinheit 4 zugeordnet ist, das Werkstück 10 von der Wasserwascheinheit 3 und führt es zu der Zellenleitung 41 der Ätzeinheit 4.

Als nächstes ergreift der Träger 91 das Werkstück 10 in der Zellenleitung 22 der Entfettungseinheit und führt es der Wasserwascheinheit 3 für einen Waschvorgang zu. In vergleichbarer Weise bewegt sich anschließend der Träger 91 zu der Werkstückeingabeeinheit 1, wo er ein neues Werkstück 10 in die Zellenleitung 21 der Entfettungseinheit 2 eingibt, die gerade freigeworden ist. Gleichzeitig greift der Träger 22 der Ätzeinheit 4 das Werkstück 10 in der Wascheinheit 3 und führt es in die Zellenleitung 4 der anderen Ätzeinheit 4. Auf diese Weise bewegen sich die Träger 91, 92, 93 und 94 konzertiert, um kontinuierlich und fortlaufend die Werkstücke durch die Entfettungseinheit 2, die Wasserwascheinheit 3, die Ätzeinheit 4, die Wasserwascheinheit 5, die Galvanisiereinheit 6 und die Wasserwascheinheit 7 hindurchzuführen und zu behandeln. Wenn die Bearbeitung der Werkstücke abgeschlossen ist, führt der Träger 94 sie zu der Trocknereinheit 8 von der Wasserwascheinheit 7 her und von dort werden sie zu einem Speicherbereich für die endbearbeiteten Werkstücke abgeführt.

Wie oben erläutert, gestattet es die erfindungsgemäße Vorrichtung für die chemische Behandlung von Metalloberflächen, durch Anordnen einer Mehrzahl von Zellenlinien horizontal und der paarweise vertikalen Anordnung der Zellenlinien 21, 22; 41, 42; 61, 62 einer Behandlungsstufe 2, 4, 6, um die Oberflächenbehandlung einer Mehrzahl von Werkstücken auszuführen, daß die Wellenlinien große Werkstückmengen behandeln können.

Auch kann die Anzahl der horizontal sich erstreckenden Zellenlinien innerhalb einer Behandlungsstation durch vertikale Mehrfachanordnung erhöht werden und dies ermöglicht die Einsparung von Bodenraum für die jeweilige Linie.

Da außerdem die Mehrzahl der Zellenlinien gemeinsame Hilfsausrüstungen und eine einzige Träger-Fördervorrichtung verwenden, die jeweils umgeschaltet werden können und zwischen den verschiedenen Zellenlinien angetrieben bzw. bewegt werden können, erlaubt dies eine höhere Kompaktheit dieses Teiles des Arbeitsvorganges. Durch die Anordnung von Werkstücken in freien Zellenlinien und die Behandlung in diesen und anschließendes Transportieren der Werkstücke zu der nächsten Behandlungsstufe ist es nicht erforderlich, eine Fördereinrichtung für sämtliche Zellenlinien zu haben, wodurch die Fördermittelanordnung vereinfacht wird und ein Zeitverlust reduziert wird, der mit dem Transport der Werkstücke verbunden ist. All dies wird erreicht, ohne daß sich die Herstellungskosten für die Ausrüstung erhöhen und außerdem ermöglicht die Erfindung eine erhöhte Produktivität.

Claims (8)

1. Vorrichtung für die chemische Behandlung von Metalloberflächen, gekennzeichnet durch die Einrichtung mehrstufig vertikal angeordneter Zellenlinien (21, 22; 41, 42; 61, 62) in horizontaler Anordnung, um die vorgesehene Oberflächenbehandlung an einer Mehrzahl von Werkstücken auszuführen, durch Unterteilung und gemeinsame Nutzung von Hilfsausrüstungen (220, 240, 260), die jeweils wahlweise angetrieben werden, um diese Zellenlinien (21, 22; 41, 42; 61, 62) zu bedienen, und außerdem durch eine Transportvorrichtung (9) mit jeweils einem einzelnen Träger (91-94), der einerseits eine freie Zellenlinie (21, 22; 41, 42; 61, 62) auswählen kann, indem das Werkstück (10) eingesetzt wird und der andererseits das Werkstück (10) entnehmen kann, wenn die Oberflächenbehandlung abgeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Behandlungsstationen (2, 4, 6) nebeneinanderliegend angeordnet sind und jede Behandlungsstation (2, 4, 6) eine Mehrzahl von vertikal übereinander angeordneten Zellenlinien (21, 22; 41, 42; 61, 62) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenlinien (21, 22; 41, 42; 61, 62) separate, horizontale Prozeßflüssigkeitstanks (200) aufweisen und in diesen die Werkstücke (10) durch fluiddruckbetätigte Spannmittel (201, 202) gehalten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenlinien (21, 22; 41, 42; 61, 62) eine Entfettungsstation (2), eine Ätzstation (4) sowie eine Galvanisierungsstation (6) bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstationen durch Wasserwaschstationen (3, 5) miteinander verbunden sind und sich stromauf der Entfettungsstation (2) eine Werkstückaufgabeeinrichtung befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenlinien (21, 22; 41, 42, 61, 62) einer gemeinsamen Behandlungsstation (2, 4, 6) paarweise vertikal übereinanderliegend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflur-Transporteinrichtung (9) mit entlang einer Schiene (95) unabhängig voneinander bewegbaren Werkstückträgern (91-93) oberhalb der Bearbeitungsflüssigkeitstanks (200) mit den Bearbeitungsstationen (2, 4, 6) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behandlungsstation (2, 4, 6) eine Hilfsausrüstung (220, 240, 260) am der Werkstückaufgabe (1) abgewandten Ende jeder Behandlungsstation (2, 4, 6) zugeordnet ist.