DE4334106C1 - Vorrichtung zum selektiven Behandeln der Oberfläche von Werkstücken durch Fluten der Werkstücke mit einer Behandlungsflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Vorrichtung ist zum Vernickeln der Zylinderlauf­ flächen von Verbrennungsmotoren aus der DE 39 37 763 C2 bekannt. Zu diesem Zweck werden die Verbrennungsmotoren auf eine plattenförmige Aufnahmeeinrichtung gestellt, und zwar mit der Zylinderöffnung nach unten, wobei von der Aufnahmeeinrichtung eine hohle Elektrode in den Zylinder ragt. In die durch die Aufnahmeeinrichtung ab­ geschlossenen Zylinder wird von unten her die Behandlungs­ flüssigkeit, ein Nickelbad, in den Ringraum zwischen Elektrode und Zylinderwand eingeleitet, steigt in dem Ringraum hoch und verläßt ihn durch die hohle Elektrode (DE-PS 37 42 602).

Gestalt und Aufbau der Aufnahmeeinrichtungen und der davon hochstehenden Elektroden hängen von der Bauform des zu be­ handelnden Motors ab. Sollen in der Anlage die Zylinder­ laufflächen von unterschiedlichen Motoren behandelt wer­ den, ist es erforderlich, die Aufnahmeeinrichtungen und Elektroden zu wechseln. Dazu muß ein Monteur in die Wanne hineinsteigen und unter den sehr beengten räumlichen Ge­ gebenheiten in der Wanne die für den Austausch erforder­ lichen Montagearbeiten durchführen und es müssen die Aus­ tauschteile aus der Wanne herausgehoben und in die Wanne hereingegeben werden, was ebenfalls mühsam ist, weil die Austauschteile schwer und unhandlich sind und der Raum nicht frei von störenden Einbauten ist. Das Umrüsten der Vorrichtung auf eine andere Motorentype ist deshalb zeit­ raubend und erzwingt eine längere Stillstandszeit der Vorrichtung und nicht nur der Vorrichtung, sondern einer kompletten aus Vorbehandlungsstationen, Beschichtungs­ stationen und Nachbehandlungsstationen bestehenden An­ lage, von welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Bestandteil ist.

Aus der DE 31 42 739 C2 ist eine Vorrichtung zum Ver­ nickeln der Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren bekannt, bei welcher die Zylinder zwischen einer Boden­ platte und einem Kopfstück eingespannt und von unten her mit Behandlungsflüssigkeiten geflutet und gespült werden. Die Vorrichtung eignet sich lediglich zur Bearbeitung von kleinen Einzylindermotoren, z. B. für Mopeds, im Handbetrieb, aber nicht für die Behandlung von größeren Motoren, wie sie für PKWs benötigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie das Umrüsten erleichtert und die Stillstandszeit der Anlage verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Dadurch, daß die Aufnahmeeinrichtungen auf einem Auszug vorgesehen sind, der zur Seite aus der Wanne herausge­ zogen werden kann, muß kein Monteur mehr in die Wanne hineinsteigen, wenn die Vorrichtung auf eine andere Motorentype umgerüstet werden soll. Vielmehr können die für die andere Motorentype erforderlichen Aufnahmeein­ richtungen außerhalb der Wanne, z. B. in einer Werkstatt, auf einem gesonderten Auszug montiert und einbaufertig vorbereitet werden, so daß die an der Wanne vorzu­ nehmenden Arbeiten lediglich darin bestehen, den in der Wanne vorhandenen Auszug herauszuziehen, beiseite zu schaffen und den für den Austausch vorbereiteten Aus­ zug in die Wanne einzuschieben und den seitlichen Zugang zur Wanne wieder zu verschließen.

Auf diese Weise ist die für ein Umrüsten der Vorrich­ tung erforderliche Stillstandszeit außerordentlich ge­ ring, kann sogar im günstigsten Fall praktisch zu Null reduziert werden, weil die an der Wanne vorzunehmenden Montagearbeiten auf ein Minimum reduziert sind, unab­ hängig von der Fördereinrichtung durchgeführt werden können und hierdurch eine Produktionsunterbrechung nicht erforderlich wird. Alle anderen mit der Umrüstung im Zusammenhang stehenden Montagearbeiten und Wartungs­ arbeiten können ohne Zeitdruck und deshalb viel sorgfältiger außerhalb der Wanne durchgeführt wer­ den, wobei als weiterer Vorteil hinzukommt, daß die Montagearbeiten und Wartungsarbeiten nicht mehr durch räumliche Enge und eine mit unangenehmen Chemikalien konta­ minierte Umgebung erschwert sind. Die Erfindung bewährt sich aber nicht nur beim Umrüsten der Vorrichtung auf eine andere Motorentype, sondern auch dann, wenn an den Aufnahmeeinrichtungen, Elektroden oder ihnen zugeordneten Teilen in der Wanne ein Schaden auftritt, der eine Repara­ tur und damit eine Arbeitsunterbrechung der Vorrichtung erfordert. Für diesen Fall, kann man einen gleichartigen, funktionsfähigen Reserveauszug für einen Austausch bereit­ halten, den Austausch ruckzuck vornehmen, beim ausgewechsel­ ten Auszug dann in aller Ruhe den Fehler suchen, beheben und den Auszug als funktionsfähigen Reserveauszug wiederum bereithalten.

Das Herausziehen der Auszüge zur Seite hat den weiteren Vorteil, daß man dafür über der Wanne kein besonderes Hebezeug benötigt, vielmehr kann der Auszug in der Höhe, in welcher er in der Wanne angeordnet ist, auf Schienen herausgezogen und außerhalb der Wanne von einem ent­ sprechend angepaßten Transportwagen übernommen und weg­ gefahren werden.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf Vorrichtungen, bei denen die Wanne nur einen einzigen Auszug enthält. Die Wanne kann vielmehr auch mehrere Auszüge nebeneinander oder hintereinander haben, die durch eine entsprechende Anzahl von verschließbaren Zugängen herausgezogen werden können.

Hervorgehoben sei die Möglichkeit, zwei Auszüge hinter­ einander anzuordnen und sie so zu lagern, daß sie zu entgegengesetzten Seiten aus der Wanne herausziehbar sind.

Der Zugang, durch den ein Auszug aus der Wanne heraus­ gezogen werden kann, ist nach dem Austausch eines Aus­ zugs wieder zu verschließen. Es kann sich dabei um einen einfachen Deckel handeln, der als loses Teil von außen auf die Behälterwand geschraubt wird. Vorzugsweise wird der Deckel jedoch am Auszug selbst befestigt und zu­ sammen mit dem Auszug gewechselt. Das hat den Vorteil, daß man zur elektrolytischen Behandlung der Werkstücke erforderliche elektrische Zuleitungen, die beim Austausch der Aufnahmeeinrichtungen und Elektroden abgetrennt wer­ den müssen, als einfache Steckverbindungen außerhalb der Wanne am Deckel vorsehen kann, so daß die zu den Aufnahmeeinrichtungen führenden elektrischen Zuleitungen beim Herausziehen und Einschieben des Auszuges automatisch getrennt bzw. wieder zusammengesteckt werden. Am besten sind die Steckverbinder so angeordnet, daß ein Teil am Deckel bzw. an einem Fortsatz des Deckels sitzt und die Gegenstücke sich neben dem Zugang an der Wanne oder an deren Gestell befinden.

Um die Zylinder mit der Behandlungsflüssigkeit fluten zu können, benötigt man in der Wanne eine oder mehrere Speiseleitungen für die Behandlungsflüssigkeit, welche zu den Aufnahmeeinrichtungen führen. Auch in diesen Speiseleitungen sieht man vorzugsweise eine Steck­ kupplung vor, deren einer Teil am Auszug und deren anderer Teil ortsfest in der Wanne vorgesehen ist, so daß auch die Speiseleitungen beim Herausziehen des Auszuges automatisch getrennt und beim Einschieben eines Auszuges automatisch durch Zusammenstecken ge­ kuppelt werden.

Nach dem Einschieben des Auszuges in die Wanne werden der Deckel und die Wanne zweckmäßigerweise durch eine Anordnung aus Spindel und Spindelmutter miteinander verspannt, wobei die Spindelmutter vorzugs­ weise gegen Federkraft verschiebbar ist, um beim Ein­ schieben des Auszuges der auf die Spindelmutter auf­ treffenden Spindel ausweichen zu können. Ergänzend ist vorzugsweise zwischen der Wanne und einem Fortsatz des Deckels noch ein Stoßdämpfer vorgesehen, um Beschädi­ gungen an Kupplungsteilen zu verhindern, wenn der Aus­ zug mit seiner großen Masse beim Einschieben in die Wanne gegen einen Endanschlag läuft.

Ausgangspunkt und Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist eine Vorrichtung zur elektrolytischen Oberflächen­ behandlung von Motorblöcken im Bereich ihrer Zylinder­ laufflächen. Die Erfindung kann aber nicht nur hierfür benutzt werden, sondern auch zur Oberflächenbehandlung anderer Werkstücke, die zu diesem Zweck mit einem Teil­ bereich ihrer Oberfläche durch eine Behandlungsflüssig­ keit geflutet werden. Es muß sich dabei auch nicht un­ bedingt um eine elektrolytische Metallabscheidung handeln, sondern könnte beispielsweise eine anodische Oxidation der Oberfläche sein, z. B. die anodische Oxidation eines zylindrischen Oberflächenbereiches an einem aus Aluminium bestehenden Bremssattel für Scheibenbremsen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beige­ fügten Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum elektrolytischen Be­ schichten der Zylinderlaufflächen eines Motorblocks mit einem Metall,

Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II durch die Vorrich­ tung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in einer Darstellung gemäß Fig. 2 mit teilweise herausgezogenem Auszug,

Fig. 4 zeigt als Detail im Schnitt die Ausbildung einer Kupplung in einer Speiseleitung für Behandlungsflüssigkeit dieser Vorrichtung,

Fig. 5 zeigt als Detail im Vertikalschnitt die An­ ordnung und Ausbildung von elektrischen Kupplungen an dieser Vorrichtung, und

Fig. 6 zeigt als Detail im vertikalen Längsschnitt eine Anordnung aus Spindel, Spindelmutter und Stoßdämpfer im Bereich zwischen Deckel und Wanne dieser Vorrichtung.

Die Vorrichtung hat eine Wanne 1, die auf Füßen 2 steht, so daß der Boden 3 der Wanne vom Fußboden 4, auf dem die Füße stehen, Abstand hat. Von der Wanne ist nur ein Viertel dargestellt, in Fig. 1 die Hälfte in der Breite und in Fig. 2 die Hälfte in der Länge.

Auf dem Boden 3 der Wanne sind auf Sockeln 5 in jeder Hälfte der Wanne 1 (siehe Fig. 1) zwei waagerechte, zueinander parallele Schienen 6 befestigt, welche in Längsrichtung der Wanne (siehe Fig. 2) verlaufen. Auf jedem Schienenpaar ist ein rahmenförmig ausgebildeter Auszug 7 angeordnet, der mit Rädern 8, die an längsseitig verlaufenden Holmen 9 des Rahmens angebracht sind, auf den Schienen 6 verschiebbar ist.

Jeder Auszug trägt vier auf gleicher Höhe hintereinander angeordnete Platten 10, welche auf der Oberseite mit einer Gummischicht 11 belegt sind und zur Aufnahme je eines Motor­ blocks mit sechs Zylindern dienen. Demgemäß trägt der Aus­ zug sechs hohle, zylindrische Elektroden 12, welche je­ weils unterhalb der Platte 10 an einer Tragkonstruktion 13 befestigt sind, in welcher zugleich ein becherförmiger Hohlraum 14 ausgebildet ist, welcher die jeweilige Elek­ trode 12 in einem unterhalb der Oberfläche der Platte 10 liegenden Abschnitt unter Bildung eines Ringraumes umgibt. In jeden Ringraum führt von der Seite her eine Zuleitung 15 hinein, wobei die sechs einer gemeinsamen Platte 10 zugeordneten Zuleitungen 15 durch eine gemeinsame, quer verlaufende Speiseleitung 16 gespeist werden, die ihrer­ seits durch eine vertikale, abgefederte Verbindungsleitung 17 mit einer in der Mitte zwischen den Schienen 6 ver­ laufenden, am Auszug 7 befestigten Speiseleitung 18 in Verbindung steht. In die Mitte des Bodens 3 der Wanne ist ein Rohr 19 eingeschweißt, welches in der Wanne in ein T-Stück 20 übergeht, welches durch eine Steckver­ bindung 21, im Detail dargestellt in Fig. 4, mit der Speiseleitung 18 verbunden ist. Zu diesem Zweck ist das Ende der Speiseleitung 18 von einer Muffe 22 umgeben, in welche ein am T-Stück 20 angebrachtes Mundstück 23 eingreift, welches auf seiner Außenseite zwei O-Ringe 24 trägt.

Über das Rohr 19 zugeführte Behandlungsflüssigkeit ver­ teilt sich über die Speiseleitung 18, die Leitungen 17, 16 und 15 in die Ringräume 14 und steigt in diesen bis über die Oberseite der Platte 10 hoch, wenn auf der Platte 10 ein Motorblock liegt, in dessen Zylinder die Elektroden 12 unter Bildung von Ringräumen hineinragen; in den zwischen den Elektroden 12 und den Zylinderwänden gebildeten Ring­ räumen steigt die Behandlungsflüssigkeit hoch, bis sie über den oberen Rand der Elektroden 12 überläuft und durch die in den Elektroden 12 gebildeten senkrechten Ablaufkanäle 25 frei abläuft. Die Behandlungsflüssigkeit gelangt auf diese Weise auf den Boden 3 der Wanne, der schräg ist und die Be­ handlungsflüssigkeit zu einem an der tiefsten Stelle ge­ legenen Auslaßstutzen 26 führt (in Fig. 2 in der nicht dargestellten rechten Hälfte der Wanne liegend).

Die hohlen Elektroden 12 stehen über ihre Tragkonstruktion 13 ein Stück weit nach unten vor und sind an diesen vor­ stehenden Enden jeweils mit einer elektrischen Zuleitung 27 verbunden, beispielsweise mittels einer Schraubklemme 28. Ein Bündel solcher elektrischer Zuleitungen 27 führt zu einem Deckel 30, der einen Zugang 31 verschließt, welcher in einer der Seitenwände der Wanne 1 vorgesehen ist. Das Bündel von Zuleitungen 27 durchquert den Deckel 30 mit Hilfe einer Anzahl von Kabeldurchführungen 32 und endet in elektrischen Steckverbindern 33, welche an einem nach unten ragenden Fortsatz 34 des Deckels angeordnet und im Detail in Fig. 5 dargestellt sind. Hinter dem Fortsatz 34 hat der Boden 3 der Wanne eine Einbuchtung 35, welche Platz bietet für die Steckverbinder 33. Der Steckerteil eines jeden Steckverbinders ist am Fortsatz 34 des Deckels angebracht und hat jeweils ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 36, in welchem ein Steckerstift 37 festgelegt ist.

Eine an der Wanne 1 befestigte Halteplatte 38, welche parallel zum Deckel 30 verläuft, trägt in Bohrungen ein­ gesetzt die Buchsenteile des Steckers, bestehend aus einem Kunststoffgehäuse 39 und einer darin befestigten Steckbuchse 40, deren rückseitiger Fortsatz 41 mit einer Zuleitung 42 verschraubt ist, welche zu einer Stromquelle führt.

Zwischen dem Deckel und dem Rand des Zugangs 31 zum Innenraum der Wanne befindet sich eine umlaufende Dich­ tung 43, welche am Deckel 30 festgeschraubt ist (Fig. 5).

Der Deckel 30 ist mit der Wanne 1 mittels einer Anordnung aus Spindel 45 und Spindelmutter 46 verschraubt. Die Spindelmutter 46 befindet sich in einem Gehäuse 47, wel­ ches an der Wanne 1 befestigt ist und ist in diesem Ge­ häuse 47 gegen die Wirkung einer Wendelfeder 48 begrenzt verschiebbar. Ein an den Gewindeabschnitt der Spindel 45 anschließender Schaft 49 ist drehbar und durch Anschläge begrenzt längsverschieblich in einem Gehäuse 50 gelagert, welches sich an der Außenseite des Fortsatzes 34 des Deckels 30 abstützt. Dabei liegt der Fortsatz 34 zusätz­ lich an einem Stoßdämpfer 51 an, dessen Gehäuse fest mit der Wanne 1 verbunden ist (Fig. 6).

Die Elektroden 12 sind bei elektrolytischer Metallab­ scheidung Anoden, bei anodischer Oberflächenbehandlung Kathoden. Die Gegenelektrode wird jeweils durch das Werk­ stück selbst (den Motorblock) gebildet. Der Motorblock kann in an sich bekannter Weise an einem Träger hängend in die Wanne 1 gesenkt und auf die Platte 10 abgesetzt werden, wobei der Träger gleichzeitig in Kontaktgabelnein­ greifen kann, die am Rand der Wanne angebracht und eben­ falls mit der Stromquelle verbunden sind. Eine solche Art der Werkstückkontaktierung über den Werkstückträger ist Stand der Technik und daher in der Zeichnung nicht dar­ gestellt.

Will man den Auszug mit den darauf befindlichen Aufbauten wechseln, so schraubt man die Spindel 55 aus der Spindel­ mutter 46 heraus und kann dann durch Ziehen an einem Griff 52 (Fig. 2), der am Deckel 30 angebracht ist, den Auszug 7 auf den Schienen 6 durch den nun offenen Zugang 31 herausziehen, weil der Deckel 30 fest mit dem Auszug 7 verbunden ist. Um den Auszug 7 aufzunehmen, fährt man zuvor einen Wagen 53 vor den Zugang 31, der Wagen 53 hat einen Tragrahmen mit zwei Schienen 54, deren Abstand und Höhe mit Abstand und Höhe der Schienen 6 übereinstimmt. Der Wagen 53 ist so lang, daß er den gesamten Auszug aufnehmen kann. Der Auszug kann dann mit dem Wagen ab­ transportiert werden und auf einem gleichartigen Wagen kann dann ein anderer Auszug an den Zugang 31 herange­ fahren und in die Wanne 1 eingeschoben werden, wobei - durch die Führung des Auszuges auf den Schienen 6 - die Kupplung in der Speiseleitung 18 (Fig. 4) und die elektrischen Steckkupplungen (Fig. 5) automatisch ge­ schlossen werden. Der Endanschlag des Auszuges wird durch den Stoßdämpfer 51 abgefedert und dann wird der Deckel 30 durch Eindrehen der Spindel 45 in die Spindel­ mutter 46 mit der Wanne 1 verschraubt.

Bezugszeichenliste

1 Wanne
2 Füße
3 Boden (Wanne)
4 Fußboden
5 Sockel
6 Schienen
7 Aufzug
8 Räder
9 Holm
10 Platte
11 Gummischicht
12 Elektroden
13 Tragkonstruktion
14 Hohlraum
15 Zuleitung
16 Speiseleitung
17 Verbindungsleitung
18 Speiseleitung
19 Rohr
20 T-Stück
21 Steckverbindung
22 Muffe
23 Mündstück
24 O-Ringe
25 Ablaufkanäle
26 Auslaßstutzen
27 Zuleitung
28 Schraubklemme
30 Deckel
31 Zugang
32 Kabeldurchführungen
33 Steckverbinder
34 Fortsatz
35 Einbuchtung
36 Gehäuse
37 Steckerstift
38 Halteplatte
39 Kunststoffgehäuse
40 Steckbüchse
41 Fortsatz
42 Zuleitung
43 Dichtung
45 Spindel
46 Spindelmutter
47 Gehäuse,
48 Wendelfeder
49 Schaft
50 Gehäuse
51 Stoßdämpfer
52 Griff
53 Wagen
54 Schienen
55 Spindel

Claims (11)

1. Vorrichtung zum selektiven, insbesondere elektro­ lytischen, Behandeln der Oberfläche von Werkstücken durch Fluten der Werkstücke mit einer Behandlungsflüssig­ keit,
mit einer Wanne (1),
mit in der Wanne (1) austauschbar angeordneten Aufnahme­ einrichtungen (10) für die Werkstücke,
mit wenigstens einer in die Wanne (1) zu den. Aufnahme­ einrichtungen (10) führenden Zuleitung (15-21) für die Flüssigkeit,
und mit wenigstens einer die Wanne (1) verlassenden Ab­ flußleitung (26) für die Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtungen (10) auf einem Auszug (7) vorgesehen sind, und daß die Wanne (1) in einer ihrer Seitenwände einen verschließ­ baren Zugang (31) hat, durch den der Auszug (7) mitsamt den darauf befindlichen Aufnahmeeinrichtungen (10) aus der Wanne (1) herausziehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (1) mehrere Auszüge (7) und eine ent­ sprechende Anzahl von verschließbaren Zugängen (31) vorge­ sehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Auszüge (7) hintereinander angeordnet und zu entgegengesetzten Seiten aus der Wanne (1) herausziehbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen des jeweiligen Zugangs (31) ein am Auszug (7) befestigter Deckel (30) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrolytischen Behandlung der Werkstücke elektrische Zuleitungen (27) vom Deckel (30) zu den Aufnahme­ einrichtungen (10) führen und daß am Deckel (30) Steckver­ binder (33) vorgesehen sind, die die Zuleitungen (27) mit einer Stromquelle verbinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den am Deckel (30) vorgesehenen Steckverbinder­ teilen (36, 37) zugeordnete Gegenstücke (39, 40) neben dem Zugang (31) an der Wanne (1) oder anderen Gestell ange­ bracht sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (1) und am Auszug (7) eine Speiseleitung (18) für die Behandlungs­ flüssigkeit verläuft, in welcher eine Steckkupplung (21) vorgesehen ist, deren einer Teil (22) am Auszug (7) und deren anderer Teil (23) ortsfest in der Wanne (1) vorge­ sehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (1) Schienen (6) montiert sind, auf welchen der Auszug (7) läuft.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß außerhalb der Wanne (1) ein Wagen (53) vorgesehen ist mit Schienen (54), auf denen der Auszug (7) laufen kann.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Fort­ satz (34) des Deckels (30) und der Wanne (1) ein Stoß­ dämpfer (51) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verspannen von Wanne (1) und Deckel (30) miteinander eine Anordnung aus Spindel (45) und gegen Federkraft verschiebbarer Spindel­ mutter (46) vorgesehen ist.