DE60218477T2

DE60218477T2 - Oszillierender rührapparat sowie verarbeitungsvorrichtung und verfahren zur verwendung desselben

Info

Publication number: DE60218477T2
Application number: DE60218477T
Authority: DE
Inventors: Ryushin Fujisawa-shi Omasa
Original assignee: Nihon Techno KK
Current assignee: Nihon Techno KK
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2022-06-22
Also published as: CN1231290C; WO2003000395A1; DE60218477D1; CA2451600A1; EP1407810A4; US7338586B2; KR100869462B1; JP4269318B2; KR20040052514A; ATE355122T1; EP1407810A1; JPWO2003000395A1; AU2002346196B2; US7678246B2; US20080117711A1; US20040195090A1; EP1407810A8; EP1407810B1; CA2451600C; TW553766B

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen Vibrationsrührapparat, welcher die Funktionen sowohl einer Elektrode als auch eines Kühlmittels umfasst, und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von Flüssigkeiten oder Erzeugnissen unter Verwendung eines solchen Vibrationsrührapparats. Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise ideal für die Oberflächenbehandlung von Erzeugnissen aller Art durch Elektrolyse.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei Vibrationsrührapparaten sind Vibrationsflügel an einen Vibrationsstab angebaut, und der Vibrationsstab wird dann in Schwingungen versetzt, damit sich die Flügel in einem Medium wie beispielsweise einer Flüssigkeit bewegen können und auf diese Weise die Flüssigkeit in Bewegung versetzt wird. Diese Art von Vibrationsrührapparaten wird in den folgenden Patentschriften von japanischen Patentanmeldungen, die von den Erfindern der vorliegenden Patentanmeldung, eingereicht worden sind, offenbart:
JP-A Nr. 275 130/1991 (Patent Nr. 1 941 498)
JP-A Nr. 220 697/1994 (Patent Nr. 2 707 530)
JP-A Nr. 312 124/1994 (Patent Nr. 2 762 388)
JP-A Nr. 281 272/1996 (Patent Nr. 2 767 771)
JP-A Nr. 173 785/1996 (Patent Nr. 2 852 878)
JP-A Nr. 126 896/1995 (Patent Nr. 2 911 350)
JP-A Nr. 189 880/1999 (Patent Nr. 2 988 624)
JP-A Nr. 54 192/1995 (Patent Nr. 2 989 440)
JP-A Nr. 33 035/1994 (Patent Nr. 1 941 498)
JP-A Nr. 287 799/1994 (Patent Nr. 3 035 114)
JP-A Nr. 280 035/1994 (Patent Nr. 3 244 334)
JP-A Nr. 304 461/1994 (Patent Nr. 3 142 417)
JP-A Nr. 43 569/1998
JP-A Nr. 309 453/.1998
JP-A Nr. 253 7821 1998
Vibrationsrührapparate werden bei unterschiedlichen Arten von Prozessen eingesetzt. Die Grundfunktion dieser Vibrationsrührapparate besteht darin, in dem Medium eine Vibrationsbewegung zu erzeugen. In den letzten Jahren sind jedoch über diese Grundfunktion hinaus noch weitere Funktionen dem Vibrationsrührapparat zugewiesen worden. Die Erfindung, die im JP-A Nr. 199 400/1996 offenbart wird, betrifft ein elektrolytisches Polierverfahren für Aluminiumerzeugnisse. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beispielsweise Elektroden aus Titanlegierung oder Flügel aus Titan eingesetzt werden, die imstande sind, eine die Vibration des elektrolytischen Mediums begleitende Strömung des Mediums dadurch zu erzeugen, dass eine Vibration in vertikaler Richtung (auf und nieder) bewirkt wird. Ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform dieser Art von Apparaten wird im EP 0 915 182 A1 offenbart. Diese Erfindungen offenbaren jedoch nicht, ob der Vibrationsstab als Elektrode oder die Flügel als Elektroden benutzt werden. Außerdem gibt es da so gut wie keine spezielle Beschreibung darüber, wie die elektrische Isolation zwischen den Abschnitten, die als Elektroden benutzt werden, und den anderen Abschnitten aufrecht erhalten wird. Eine Überprüfung des Gesamtumfangs der Beschreibungen zeigt, dass der Vibrationsstab als Elektrode benutzt werden könnte.
Es gibt jedoch keine Beschreibungen oder Vorschläge, wie der Vibrationsmotor isoliert wird, wenn im Vibrationsstab elektrischer Strom fließt, und wie die Sicherheit aufrecht erhalten wird. Im JP-A Nr. 125294/1997 wird ein Verfahren für eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung offenbart, welches ein Vibrationsrührapparat umfasst, bei welchem ein Stützstab als die Elektrode verwendet wird. Ein Beispiel dieser Art von Apparaten ist im US 3.024.174 offenbart.
Jedoch gibt es in bei diesen Erfindungen auch keine Beschreibungen oder Vorschläge, wie die Gesamtheit des Vibrationsrührapparats und die Elektroden elektrisch isoliert werden.
Ferner beträgt bei dieser offenbarten Technologie des Standes der Technik die elektrische Stromdichte 3 mA/cm², was annähernd die gleiche elektrische Stromdichte wie beim gewöhnlichen Plattieren (oder Galvanisieren) ist.
Wenn mit dem Vibrationsrührapparat ein Medium bei hoher oder niedriger Temperatur gerührt wird, dann wird Wärme durch das die Vibration erzeugende Mittel wie beispielsweise den Vibrationsmotor und durch das Medium über den Vibrationsstab verbreitet. Dieses Medium kann die Wärmeausdehnung des die Vibration erzeugenden Mittels und gegebenenfalls einen Abfall in der Leistungsfähigkeit bewirken.
Darstellung der Erfindung
Angesichts dieser Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Anwendungsbereich der Vibrationsrührapparate dadurch zu erweitern, dass Funktionen zugefügt werden, die von seiner Grundfunktion abweichen und weiterhin die Leistungsfähigkeit verbessern, die genau diesen Anwendungsbereich betrifft.
Ein Anwendungsbereich ist die Oberflächenbehandlung. Diese Oberflächenbehandlung (Oberflächenbearbeitung) umfasst die folgenden technischen Probleme.
Auf den derzeitigen technischen Gebieten wie beispielsweise der anodischen Oxidation, des Plattierens und der Galvanisieren, bei denen die Elektrolyse zum Einsatz kommt, ändert sich die elektrische Stromdichte in gewisser Weise je nach dem Typ des Bearbeitungsmediums (Elektrolyt), dem Zweck oder der Ausrüstung, liegt aber gewöhnlich zwischen 2 und 3 A/dm². Die Kristallisationsgeschwindigkeit des elektrischen Plattierens ist proportional zur elektrischen Stromdichte. Der Stand der Technik, auf den Bezug genommen wird, kennt ein Verfahren zum Schnellplattieren, bei welchem eine kräftige Pumpe eingesetzt wird, um Elektrolytmedium auf den zu bearbeitenden (zu behandelnden) Gegenstand zu sprühen und dadurch die elektrische Stromdichte zu erhöhen. Jedoch ist selbst bei diesem Verfahren die elektrische Stromdichte auf lediglich etwa 5 bis 6 A/dm² begrenzt. Auch treten in der Schichtstärke des Erzeugnisses Unregelmäßigkeiten auf, so dass es nicht besonders praktikabel ist, dieses Verfahren einzusetzen. In Bereichen mit niedriger elektrischer Stromdichte weist der Stromfluss bei nahezu 100 % eine hohe Effizienz auf. Wenn aber die elektrische Stromdichte einen gewissen Punkt überschreitet, fällt die Effizienz des elektrischen Stromes plötzlich ab, und es kann beobachtet werden, dass Wasserstoffgas an der Plattierungsfläche erzeugt wird. Wenn die elektrische Stromdichte weiter zunimmt, steigt der pH-Wert in der Elektrodengrenzschicht, es treten in der Elektrodengrenzschicht unerwünschte Sekundärreaktionen auf, Blasen werden erzeugt, der elektrische Strom hört zu fließen auf, und die (gewünschte) Reaktion läuft nicht weiter ab.
Die elektrische Stromdichte hat folglich einen oberen Grenzwert, oder, mit anderen Worten: es gibt eine Grenzstromdichte. Wenn man versucht, die elektrische Stromdichte über diesen Grenzwert hinaus zu erhöhen, um den Vorgang durch Verringern des Spaltes (Abstandes) zwischen den Elektroden zu beschleunigen, so verursacht dies Überhitzungs- und Versengungserscheinungen auf dem Erzeugnis, und eine ebene, glatte und gleichmäßige Oberfläche der Galvanisieren kann nicht mehr erhalten werden.
Auf dem Gebiet der Elektroformung und selbst beim sogenannten Schnellplattierungsverfahren der Elektroformung liegt dieser Schwellwert der Stromdichte bei annähernd 30 A/cm². Dabei treten auch Unregelmäßigkeiten von annähernd ± 8 bis 10 Mikrometer in der Schichtdicke auf. Bei all diesen Verfahren der Oberflächenbehandlung wird der Rührapparat (oder Rührmischapparat) auf der Grundlage des Konzepts installiert, dass das Rühren hinsichtlich der Gleichförmigkeit im Bearbeitungsmedium dadurch erzielt werden kann, dass man den Gegenstand (Flüssigkeit und Gegenstand) (Behandlung) nicht allzu dicht aneinander bringt. Beim Einsatz von Vibrationsrührapparaten folgt man auch dieser selbigen Herangehensweise, und daher gibt es kein Konzept dafür, kleine Spalte (Abstände) zwischen dem Rührapparat und dem Gegenstand (Flüssigkeit und Gegenstand) oder zwischen dem Rührapparat und den Elektroden anzuwenden. Mit anderen Worten, der Gegenstand (Flüssigkeit und Gegenstand) und der Vibrationsrührapparat werden nicht so installiert, dass sie sich einander gegenüber befinden. Außerdem wird das Ende der Elektrode an einer Stelle installiert, die vom Vibrationsrührapparat sehr weit entfernt ist. Bei der Installation des Vibrationsrührapparats wird daher nur auf die Gleichförmigkeit (Konsistenz) beim Mischrühren (Rühren) des Bearbeitungsmediums geachtet.
Eine Vorrichtung zum Beschichten durch Galvanisieren und ein Verfahren zum Beschichten durch Galvanisieren unter Verwendung eines Vibrationsrührapparates werden im JP-A Nr. 87893/1997 offenbart. Gemäß der Beschreibung der Erfindung laufen die zur Beschichtung vorgesehenen Gegenstände kontinuierlich längs durch einen langen und schmalen Behälter zur Beschichtung durch Galvanisieren, so dass der Vibrationsrührapparat in der Nähe des Eintrittsbereichs dieses Behälters installiert ist. Der nächste Bereich ist ein Bereich der Beschichtung durch Galvanisieren, der aus seitlichen Plattenelektroden und einer Membran gebildet wird, welche diese Elektroden umschließt. Selbst bei dieser Art der Beschichtung durch Galvanisieren gibt es beim Stand der Technik kein Konzept dafür, den Rührapparat so dicht wie möglich an den Elektroden oder den zu bearbeitenden Gegenständen zu installieren.
Eine Vorrichtung zum Beschichten durch Galvanisieren und ein Verfahren zum Beschichten durch Galvanisieren werden auch im JP-A Nr. 146597/2002 offenbart. Auch hier liegt kein Konzept dafür vor, den Rührapparat so nahe wie möglich an den Elektroden und den zu bearbeitenden Gegenständen zu installieren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Apparatur für die schnelle Oberflächenbehandlung und ein Verfahren für die schnelle Oberflächenbehandlung vorzustellen, mit denen der herkömmliche Schwellwert der elektrischen Stromdichte durch die Herabsetzung des Spaltes zwischen der Elektrode und dem zu bearbeitenden Gegenstand drastisch erhöht wird und auch das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Ausbildung der Schichtstärke verhindert wird, ohne dass Versengungserscheinungen und Brennflecken hervorgerufen werden und ohne dass ferner Blasen auf der Elektrode erzeugt werden.
Um die obigen Ziele der Erfindung zu erreichen, wird ein Vibrationsrührapparat vom isolierten Typ, wie er im Anspruch 1 festgelegt ist, vorgeschlagen.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Isolierbereich ein Bereich der elektrischen Isolation. Eine elektrische Leitung führt zum unteren Abschnitt des Vibrationsstabs auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation, wo die Vibrationsflügel installiert sind. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Vibrationsrührapparat vom Isolationstyp ein Stromversorgungsgerät, an welches diese elektrische Leitung angeschlossen ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenteil elektrisch an diese elektrische Leitung angeschlossen, welches an diesem Vibrationsstab auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation angebracht ist, wo die Vibrationsflügel angebracht sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat mindestens ein Flügel der Vibrationsflügel die Funktion eines Elektrodenteils.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zusätzliche, als Elektrodenersatz dienende Vibrationsflügel, die an die elektrische Leitung über den Vibrationsstab angeschlossen sind, am Vibrationsstab auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation angebracht, wo die Vibrationsflügel installiert sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Elektrodentragflügel am Vibrationsstab angebracht, so dass sich die Positionen des Elektrodentragflügels mit den Positionen des Vibrationsflügels ändern. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche der Elektrodentragflügel größer als die Oberfläche der Vibrationsflügel, und die Spitzen der Elektrodentragflügel stehen weiter ab als die Spitzen der Vibrationsflügel.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein erstes Elektrodenteil und ein zweites Elektrodenteil, welche ein Paar von Elektrodenteilen bilden, jeweils an mehrere Vibrationsstäbe angeschlossen, und das erste Elektrodenteil ist mit der elektrischen Leitung über mindestens einen der mehreren Vibrationsstäbe elektrisch verbunden, und das zweite Elektrodenteil ist mit der elektrischen Leitung über mindestens einen anderen der mehreren Vibrationsstäbe elektrisch verbunden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Spalt zwischen dem ersten Elektrodenteil und dem zweiten Elektrodenteil bei 20 bis 400 Millimeter gehalten. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Vibrationsflügel an mehreren Vibrationsstäben angebracht, und mindestens ein Teil der Vibrationsflügel übt die Funktion als das erste Elektrodenteil oder als das zweite Elektrodenteil aus.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jeder der mehreren Vibrationsflügel an den mehreren Vibrationsstäben installiert, und ein Teil der mehreren Vibrationsflügel fungiert als das erste Elektrodenteil und ein weiterer Teil der mehreren Vibrationsflügel fungiert als das zweite Elektrodenteil. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Elektrodentragflügel an den mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiert, wo die Vibrationsflügel angebracht sind, und die Elektrodentragflügel haben die Funktion eines ersten Elektrodenteils oder eines zweiten Elektrodenteils.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mehrere Elektrodentragflügel an den mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiert, wo die Vibrationsflügel angebracht sind, und ein Teil der Elektrodentragflügel hat die Funktion als das erste Elektrodenteil und ein weiterer Teil der Anzahl von Elektrodentragflügeln hat die Funktion als das zweite Elektrodenteil.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Bereich der Isolation ein Bereich der Wärmedämmung, und ein Abschnitt zur Injektion eines Wärmetauschermediums und ein Bereich zur Abführung eines Wärmetauschermediums sind auf der Seite des Bereichs der Wärmedämmung installiert, wo die Vibrationsflügel am Vibrationsstab angebracht sind.
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung eine Flüssigkeitsbehandlungsapparatur für einen isolierten Vibrationsrührapparat, welcher umfasst: ein Mittel zur Erzeugung der Vibration und mindestens einen Vibrationsstab zum Vibrieren, während dieser mit dem Mittel zur Erzeugung der Vibration angeschlossen ist, und mindestens einen Vibrationsflügel, der am Vibrationsstab installiert ist, und einen Bereich der elektrischen Isolation, der an einem Verbindungsabschnitt installiert ist, welcher den Vibrationsstab mit dem die Vibration erzeugenden Mittel verbindet, oder näher an der Verbindung (Anschluss) angebracht ist, als der Stelle, wo der Vibrationsflügel am Vibrationsstab installiert ist; und ferner umfasst:
einen Behandlungsbehälter zur Aufbewahrung der Bearbeitungsflüssigkeit und
ein erstes Elektrodenteil und ein zweites Elektrodenteil, die ein Paar bilden, und
ein Stromversorgungsgerät zum Anlegen von Gleichstrom, Wechselstrom oder gepulster Spannungen zwischen dem ersten Elektrodenteil und dem zweiten Elektrodenteil.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Spalt von 20 bis 400 Millimeter zwischen dem ersten Elektrodenteil und dem zweiten Elektrodenteil aufrecht erhalten.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Leitung auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation, wo die Vibrationsflügel an den Vibrationsstab angebracht sind, elektrisch angeschlossen, und das erste Elektrodenteil oder das zweite Elektrodenteil sind auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiert, wo die Vibrationsflügel am Vibrationsstab angebracht sind, und sind außerdem an das Stromversorgungsgerät über den Vibrationsstab und die elektrische Leitung elektrisch angeschlossen.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Vibrationsflügel, die mit dem Stromversorgungsgerät über den Vibrationsstab und die elektrische Leitung elektrisch verbunden sind, auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiertt, wo die Vibrationsflügel an den Vibrationsstab angebaut sind, und haben die Funktion eines ersten Elektrodenteils oder eines zweiten Elektrodenteils. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Elektrodentragflügel mit dem Stromversorgungsgerät über den Vibrationsstab und die elektrische Leitung elektrisch verbunden und haben die Funktion des ersten Elektrodenteils oder des zweiten Elektrodenteils. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Flüssigkeitsbehandlungsapparatur zwei isolierte Vibrationsrührapparate, und das Stromversorgungsgerät liefert Spannung, die zwischen dem ersten Elektrodenteil des einen isolierten Vibrationsrührapparates und einem zweiten Elektrodenteil des anderen isolierten Vibrationsrührapparates liegt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Flüssigkeitsbehandlungsapparatur) sind Vibrationsflügel an den mehreren Vibrationsstäben angebracht, und jedes der ersten Elektrodenteile und der zweiten Elektrodenteile ist an den mehreren Vibrationsstäben installiert, und die ersten Elektrodenteile sind mit dem Stromversorgungsgerät über mindestens einen der mehreren Vibrationsstäbe und über die an die Vibrationsstäbe angeschlossene elektrische Leitung elektrisch verbunden, und das zweite Elektrodenteil ist mit dem Stromversorgungsgerät über mindestens einen der anderen Vibrationsstäbe und über die an die Vibrationsstäbe angeschlossene elektrische Leitung elektrisch verbunden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Flüssigkeitsbehandlungsapparatur) übt mindestens einer von den mehreren Vibrationsstäben und Vibrationsflügeln, die mit dem Stromversorgungsgerät über eine an den Vibrationsstab angeschlossenes elektrische Leitung elektrisch verbunden sind, die Funktion des ersten Elektrodenteils aus, und/oder mindestens einer der anderen Vibrationsstäbe von den mehreren Vibrationsstäben und die Vibrationsflügeln, die mit dem Stromversorgungsgerät über eine an den Vibrationsstab angeschlossene elektrische Leitung elektrisch verbunden ist, die Funktion des zweiten Elektrodenteils aus.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Flüssigkeitsbehandlungsapparatur) sind Elektrodentragflügel an den mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiert, wo die Vibrationsflügel angebracht sind, und mindestens einer von den mehreren Vibrationsstäben und Elektrodentragflügeln, die mit dem Stromversorgungsgerät über eine elektrische Leitung elektrisch verbunden sind, hat die Funktion des ersten Elektrodenteils, und/oder mindestens einer der anderen Vibrationsstäbe und Elektrodentragflügel, die mit dem Stromversorgungsgerät über eine elektrische Leitung elektrisch verbunden sind, hat die Funktion des zweiten Elektrodenteils
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Flüssigkeitsbehandlung, bei welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit in den Behandlungsbehälter einer Flüssigkeitsbehandlungsapparatur gefüllt wird, die Vibrationsflügel in die Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht werden und die Vibrationsflügel zum Vibrieren gebracht werden, während über die Bearbeitungsflüssigkeit elektrische Leistung über das erste Elektrodenteil und das zweite Elektrodenteil zugeführt wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Flüssigkeitsbehandlungsapparatur) wird zwischen dem ersten Elektrodenteil und dem zweiten Elektrodenteil ein Spalt von 20 bis 400 mm aufrecht erhalten. Auch bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vibriert das Mittel zur Erzeugung der Vibration bei einer Frequenz von 100 bis 500 Hz, wobei die Vibrationsflügel eine Vibrationsamplitude von 0,1 bis 30 mm aufweisen und ferner so ausgelegt sind, dass sie mit einer Schwingungszahl von 200 bis 12.000 pro Minute vibrieren.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden auf der Seite des Vibrationsflügels des Bereichs der elektrischen Isolation am Vibrationsstab im Vibrationsrührapparat Bauteile benutzt als mindestens eines von dem ersten oder zweiten Elektrodenteil. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Vibrationsflügel als mindestens eines von dem ersten Elektrodenteil oder dem zweiten Elektrodenteil.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Elektrodentragflügel, die auf der Seite des Vibrationsflügels des Bereichs der elektrischen Isolation am Vibrationsstab im Vibrationsrührapparat angebracht sind, als mindestens eines von dem ersten Elektrodenteil oder dem zweiten Elektrodenteil benutzt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt zwei isolierte Vibrationsrührapparate, und ein Bauteil, welches am Vibrationsstab des ersten Vibrationsrührapparats installiert ist, wird als das erste Elektrodenteil benutzt, und ein Bauteil, welches am anderen Vibrationsstab des zweiten Vibrationsrührapparats installiert ist, wird als das erste Elektrodenteil benutzt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Vibrationsflügel an den mehreren Vibrationsstäben im Vibrationsrührapparat installiert, und Bauteile, welche auf der Seite des Vibrationsflügel des Bereichs der elektrischen Isolation an den mehreren Vibrationsstäben im Vibrationsrührapparat installiert sind, werden benutzt als mindestens eines von dem ersten Elektrodenteil oder dem zweiten Elektrodenteil, und mindesten einer der mehreren Vibrationsstäbe, welche die Funktion des ersten Elektrodenteils haben, sind mit dem Stromversorgungsgerät elektrisch verbunden, und mindestens einer von den anderen mehreren Vibrationsstäben, welche die Funktion des zweiten Elektrodenteils haben, sind mit dem Stromversorgungsgerät elektrisch verbunden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens eines von dem ersten Elektrodenteil oder dem zweiten Elektrodenteil als Vibrationsflügel benutzt.
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung eine Apparatur zur Oberflächenbehandlung, welche umfasst:

– einen Behandlungsbehälter;
– einen Vibrationsrührapparat (A), welcher enthält: ein Vibrationserzeugungsmittel, mindestens einen Vibrationsstab zur Vibration, während dieser mit dem Vibrationserzeugungsmittel verbunden ist, und mindestens einen Vibrationsflügel, der am Vibrationsstab angebracht ist; ein Elektrodenteil (B); und
– eine Haltevorrichtung, um ein zur Bearbeitung bestimmtes Erzeugnis (C) zu halten, damit das Leiten von elektrischem Strom ermöglicht wird,

Bei der vorliegenden Erfindung ist die Haltevorrichtung zum Halten des zu bearbeitenden Erzeugnisses (C) nicht auf eine Haltevorrichtung beschränkt, welche einen leitenden Pfad zu dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) vom Stromversorgungsgerät, das elektrisch mit dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) verbunden ist, beschränkt, und das von der Haltevorrichtung gehaltene zu bearbeitende Erzeugnis (C) kann an ein Stromversorgungsgerät über einen leitenden Pfad angeschlossen sein, der getrennt von der Haltevorrichtung angelegt ist.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Elektrodenteil (B) und das zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) so installiert, dass sie sich der Spitze des Vibrationsflügels gegenüber befinden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenteil (B) aus einem porösen Stück Blech, einem netzförmigem Stück, einem korbförmigen Stück oder einem stabförmigen Stück gefertigt.
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung eine Apparatur zur Oberflächenbehandlung, welche umfasst:

– einen Behandlungsbehälter;
– einen Vibrationsrührapparat (A'), welcher enthält: ein Vibrationserzeugungsmittel, mindestens einen Vibrationsstab zur Vibration, während dieser mit dem Vibrationserzeugungsmittel verbunden ist, und mindestens einen Vibrationsflügel, der am Vibrationsstab angebracht ist, und ein Bereich der elektrischen Isolation ist an einem Verbindungsabschnitt installiert, welcher den Vibrationsstab und das Vibrationserzeugungsmittel miteinander verbindet, oder an einem Abschnitt, welcher näher an der Verbindung (Anschluss) liegt als die Stelle, wo die Vibrationsflügel am Vibrationsstab montiert sind;
– eine Haltevorrichtung, um ein zur Bearbeitung bestimmtes Erzeugnis (C) zu halten, damit das Leiten von elektrischer Energie ermöglicht wird,

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Oberflächenbehandlungsapparatur) ist das zu bearbeitende Erzeugnis (C) so installiert, dass es sich der Spitze des Vibrationsflügels gegenüber befindet. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Elektrodenteil (B), und dieses Elektrodenteil (B) ist im Innern des Behandlungsbehälters dergestalt installiert, dass ein zugehöriger Spalt von 20 bis 400 Millimeter zum Vibrationsflügel und zum zu bearbeitenden Erzeugnis (C) aufrecht erhalten wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenteil (B) aus einem porösen Stück Blech, einem netzförmigen Stück, einem korbförmigen Stück oder einem stabförmigen Stück gefertigt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Isolierbereich des isolierten Vibrationsrührapparates (A') ein Material, welches hauptsächlich Kunststoff und/oder Gummi ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist beim isolierten Vibrationsrührapparat (A') eine elektrische Leitung an den Vibrationsstab auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation angeschlossen, wo die Vibrationsflügel installiert sind.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Elektrodentragflügel am Vibrationsstab auf der Seite des Bereichs der elektrischen Isolation installiert, wo die Vibrationsflügel angebracht sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Elektrodentragflügel am Vibrationsstab dergestalt installiert, dass sich die Positionen der Elektrodentragflügel mit den Positionen der Vibrationsstäbe ändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberfläche der Elektrodentragflügel größer als die Oberfläche der Vibrationsflügel, und die Spitzen der Elektrodentragflügel treten weiter vor als die Spitzen der Vibrationsflügel.
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung: ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, bei welchem eine zu bearbeitende Flüssigkeit in den Behandlungsbehälter einer Oberflächenbehandlungsapparatur gefüllt wird, die Vibrationsflügel, das Elektrodenteil (B) und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) in die Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht werden und das Elektrodenteil (B) als eine Elektrode genommen wird, und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) als die andere Elektrode genommen wird, und die Vibrationsflügel in Vibration versetzt werden, während elektrische Leistung mittels der Bearbeitungsflüssigkeit über das eine Elektrodenteil und das andere Elektrodenteil zugeführt wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Oberflächenbearbeitungsverfahren das Galvanisieren, die anodische Oxidation, das Elektropolieren, das Elektroentfetten, das Plattieren oder die Elektroformung oder einen Vorprozess oder Nachprozess, bei denen diese Verfahren zum Einsatz gelangen. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgen das Galvanisieren, die anodische Oxidation, das Elektroentfetten, das Elektropolieren, das Plattieren, die Vorbearbeitung oder Nachbearbeitung für diese Verfahren oder die Vorbearbeitung oder Nachbearbeitung für die Elektroformung bei einer elektrische Stromdichte von 10 A/dm² oder darüber. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Elektroformung bei einer elektrische Stromdichte von 20 A/dm² oder darüber. Bei der vorliegenden Ausführungsform vibriert das Vibrationserzeugungsmittel bei einer Frequenz von 10 bis 500 Hz, die Vibrationsflügel haben eine Vibrationsamplitude von 0,1 bis 30 mm und sind außerdem so ausgelegt, dass sie bei einer Schwingungszahl von 200 bis 12.000 pro Minute vibrieren.
Um die obigen Ziele zu erreichen, liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, bei welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit in den Behandlungsbehälter einer Oberflächenbehandlungsapparatur gefüllt wird, die Vibrationsflügel und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) in die Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht werden und der Vibrationsstab und der mit dem Vibrationsstab elektrisch verbundene Vibrationsflügel als eine Elektrode genommen werden und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) als die andere Elektrode genommen werden und die Vibrationsflügel dergestalt ausgelegt sind, dass sie vibrieren, während über die Bearbeitungsflüssigkeit elektrische Leistung über die eine und die andere Elektrode zugeführt wird, so dass das zu bearbeitende Erzeugnis (C) oberflächenbehandelt wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenteil (B) innerhalb des Behandlungsbehälters dergestalt installiert, dass ein jeweiliger Spalt von 20 bis 400 Millimeter zum Vibrationsflügel und zum zu bearbeitenden Erzeugnis (C) aufrecht erhalten wird, und das Elektrodenteil (B) wird als die andere Elektrode benutzt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau des isolierten Typs von Vibrationsrührapparat (A') in den Strukturen der Vibrationsrührapparate (A) enthalten.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Aufeinanderfolge der Anordnung für den Vibrationsrührapparat (A), den Vibrationsrührapparat vom isolierten Typ (A'), das Elektrodenteil (B) und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) beispielsweise die folgenden sein:
(A)-(B)-(C)
(B)-(A)-(C)
(A)-(B)-(C)-(B)-(A)
(B)-(A)-(C)-(A)-(B)
(A)-(B)-(C)-(A)-(B)
(A')-(B)-(C)
(B)-(A')-(C)
(A')-(B)-(C)-(B)-(A')
(B)-(A')-(C)-(A')-(B)
(A')-(B)-(C)-(A')-(B)
(A')-(B)-(C)-(B)-(A)
(B)-(A')-(C)-(A)-(B)
(A')-(C)
(A')-(C)-(A')
(A')-(C)-(B)-(A')
(A')-(C)-(A')-(B).
Beim Stand der Technik gibt es kein Konzept für die Installation des Rührapparats in der Nähe der Elektroden und des zu bearbeitenden Erzeugnisses. Der Grund für das Fehlen eines derartigen Konzepts liegt darin, dass, wenn man den Rührapparat zu nahe an die Elektroden und das zu bearbeitende Erzeugnis bringt, in der zu rührenden Flüssigkeit im Behandlungsbehälter „Unregelmäßigkeiten" erzeugt werden, so dass die Gleichförmigkeit des zu bearbeitenden Erzeugnisses gestört würde. Dieses Konzept ist auch auf Vibrationsrührapparate übertragen worden.
Das Konzept der Erfinder steht im Gegensatz zu den Regeln, die bislang zum Rühren oder Mischrühren Anwendung gefunden haben. Bei diesem neuartigen Konzept sind der Vibrationsflügel oder die Elektrodentragflügel im Vibrationsrührapparat dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) und dem Elektrodenteil (B) gegenüber und in deren Nähe angeordnet. Wenn eine Flüssigkeit mit einer starken Strömungsbewegung mit den gegenüber befindlichen Flächen des zu bearbeitenden Erzeugnisses (C) und dem Elektrodenteil (B) in Kontakt kommt, dann lag das überraschende Ergebnis vor, dass kein elektrischer Kurzschluss zwischen den zwei Komponenten innerhalb eines Abstandes auftrat, bei welchem das Auftreten von elektrischen Kurzschlüssen beim Rühren nach der herkömmlichen Art und Weise vorausgesagt wurde. Mit anderen Worten, es ist aufgedeckt worden, dass bei einem Abstand, der bislang mit annähernd höchstens 500 Millimeter angesehen wurde, die elektrische Stromdichte erhöht werden konnte, während der Abstand auf 400 Millimeter, vorzugsweise 300 Millimeter, stärker vorzuziehen 200 Millimeter und am stärksten vorzuziehen annähernd 180 Millimeter verringert wurde, ohne dass das Auftreten eines elektrischen Kurzschlusses hervorgerufen worden ist. Jedoch ist der Abstand zwischen dem Vibrationsflügel oder dem Elektrodentragflügel und dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) und dem Elektrodenteil (B) vorzugsweise 20 Millimeter oder darüber. Falls dieser Abstand auf weniger als 20 Millimeter verringert wird, dann könnten elektrische Kurzschlüsse auftreten.
Der Abstand, in welchem das Elektrodenteil (B) und das zu bearbeitende Erzeugnis (C) angeordnet werden, um sich einander gegenüber zu befinden, ist vorzugsweise 200 Millimeter oder darunter. Stärker vorzuziehen ist ein Abstand von 180 Millimeter oder weniger, und ein Abstand von 100 Millimeter oder darunter ist besonders vorzuziehen. Dieser Abstand sollte jedoch 20 Millimeter nicht unterschreiten.
Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet bei den Vibrationsrührapparaten (A') oder Vibrationsrührapparaten vom isolierten Typ (A') der Abstand zwischen dem Vibrationsflügel oder dem Elektrodentragflügel und dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) oder Elektrodenteil (B) den maximalen Abstand zwischen der Spitze des Vibrationsflügels oder Elektrodentragflügels (die in Richtung auf (C) oder (B) absteht) und dem zu bearbeitenden Erzeugnis (C) und dem Elektrodenteil (B) im Vibrationsrührapparat (A) oder Vibrationsrührapparat vom isolierten Typ (A')
Bei der vorliegenden Erfindung ist unbedingt vorzuziehen, dass das zu bearbeitende Erzeugnis so angeordnet wird, dass es sich dem Vibrationsflügel oder dem Elektrodentragflügel des Vibrationsrührapparats (A) oder isolierten Vibrationsrührapparats (A') gegenüber befindet. Hier bedeutet ,gegenüber' eine Installationsposition, wo die Vibrationsströmung, die von den Vibrationsflügeln des Vibrationsrührapparats (A) oder isolierten Vibrationsrührapparats (A') direkt auf die zu bearbeitende Fläche übertragen wird (mit anderen Worten, die Spitze des Vibrationsflügels zeigt in Richtung auf die zu bearbeitende Fläche auf dem Erzeugnis (C)). Wenn das zu bearbeitende Erzeugnis beispielsweise eine ebene zu bearbeitende Fläche aufweist, so bedeutet dies, dass die zu bearbeitende Fläche so angeordnet wird, dass sie auf die Spitze des Vibrationsflügels oder Elektrodentragflügels zeigt. Wenn das zu bearbeitende Erzeugnis eine Fläche aufweist, die größer ist als die eines Vibrationsrührapparats, dann können mehrere Vibrationsrührapparate dergestalt angeordnet werden, dass sie sich jener zu bearbeitenden Fläche gegenüber befinden. Wenn das zu bearbeitende Erzeugnis ein kleiner Gegenstand ist, dann kann dieser kleine Gegenstand so angeordnet werden, dass er sich vollständig den Vibrationsflügeln oder Elektrodentragflügeln des Vibrationsrührapparats (A) oder isolierten Vibrationsrührapparats (A') gegenüber befindet. Dieselbe Technik kann eingesetzt werden, wenn der kleine Gegenstand in eine Trommel zum Bearbeiten eingetaucht wird.
Bei der vorliegenden Erfindung haben die auf dem Vibrationsstab angebrachten Vibrationsflügel eine Vibrationsamplitude im Bearbeitungsmedium im Behandlungsbehälter von 0,1 bis 30 Millimeter und vorzugsweise von 0,1 bis 20 Millimeter und stärker vorzuziehen von 0,5 bis 15 Millimeter und am stärksten vorzuziehen von 2 bis 15 Millimeter. Die Anzahl der Schwingungen (Schwingungszahl) beträgt 200 bis 12.000 pro Minute und vorzugsweise 200 bis 5.000 und am stärksten vorzuziehen 200 bis 1.000 pro Minute.
Das Elektrodenteil kann beispielsweise die Gestalt einer porösen Platte, eines Metallnetzes, eines Korbes (einschließlich der Metallteile oder Metallansammlungen im Innern des Korbs) oder eines stabförmigen Teiles aufweisen. Die poröse Platte kann beispielsweise die Gestalt eines Metallnetzes oder -siebes haben. Das Elektrodenteil liegt vorzugsweise in einer Gestalt vor, bei welcher möglichst vermieden wird, dass sie die Strömungsbewegung der Flüssigkeit behindert. Mit der vorliegenden Erfindung können solche Oberflächenbehandlungen ausgeführt werden wie beispielsweise Galvanisieren, anodische Oxidation, Plattieren, Elektroentfettung, Elektropolieren und Elektrogussplattieren. Das zu bearbeitende Erzeugnis ist ein Grundgegenstand für Beschichten/Farbauftragen, wenn Galvanisieren zum Einsatz gelangt, ein Grundgegenstand für das anodische Oxidieren, wenn die anodische Oxidation zum Einsatz gelangt, ein Grundgegenstand für das Plattieren, wenn Plattierung zum Einsatz gelangt, ein Grundgegenstand für das Entfetten, wenn die Elektroentfettung eingesetzt wird, ein Grundgegenstand für das Polieren, wenn Elektropolieren zum Einsatz gelangt, und ein Grundgegenstand für die Elektroformung, wenn die Elektroformung eingesetzt wird.
Die Behandlung (oder Bearbeitung) beim Galvanisieren erfolgt auf dieselbe Weise wie beim Stand der Technik entsprechend den Vorgängen Entfetten/Waschen/Oberflächenjustierung/Ausbildung der Schicht/Waschen/Heißwaschen (Austrocknen der Feuchtigkeit)/Galvanisieren/Primärwäsche/Sekundärwäsche/Abblasen mit Luft und Tempern (Glühen). Die vorliegende Erfindung wird über den Vorgang des Galvanisierens erreicht. Das Galvanisieren kann bestehen aus der Anion-Galvanisierung oder der Kation-Galvanisierung. Die vorliegende Erfindung trifft auf beide Arten von Galvanisierung zu und hat die Wirkung, dass die erforderliche Zeit stark verkürzt und auch die Gleichförmigkeit des Farbauftrags und der Überzugsschicht verbessert wird.
Beim Behandlungsvorgang der anodischen Oxidation können Blei, Kohlenstoff oder ein Metall (beispielsweise Aluminium, wenn der Vorgang das anodische Oxidieren von Aluminium ist) benutzt werden, die identisch sind mit dem anodisch oxidierten Gegenstand, da die Katodenplatte (Elektrodenteil) dieselbe ist wie beim Stand der Technik. Die Vibrationsrührapparate der vorliegenden Erfindung benutzen die Elektrodenteile in dichter Nähe, so dass vorzugsweise ein poröser Typ (es können auch Gegenstände benutzt werden, die in Stabform angeordnet sind), der an geeigneten Lücken Löcher aufweist oder eine Netzform als Katodenplatte (negative Elektrode) benutzt werden kann. Reines Titan oder eine Titanlegierung wird wegen ihrer Dauerhaftigkeit und Korrosionsbeständigkeit als Katodenplatte benutzt. Das zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung (zum Beispiel Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Si, Al-Zn usw.), Magnesium oder eine Magnesiumlegierung, Tantal oder eine Tantallegierung, Titan oder eine Titanlegierung sein.
Hinsichtlich des bei der anodischen Oxidation benutzten Bearbeitungsmediums (Bearbeitungsflüssigkeit) gibt es keine besonderen Einschränkungen. Jedoch ist die Bearbeitungsflüssigkeit vorzugsweise Ammoniumsulfatlösung, Alkalisulfatlösung oder ein elektrolytisches Medium, welches eine Kombination aus diesen Flüssigkeiten enthält. Insbesondere hat die Schwefelsäure eine Konzentration von 0,3 bis 5,0 Mol pro Liter, die Ammoniumsulfatlösung von 0,16 bis 4,0 Mol pro Liter und/oder die Alkalisulfatlösung von 0,1 bis 2,0 Mol pro Liter.
Beim Elektroplattieren können als zu bearbeitendes Erzeugnis Metallgegenstände oder Kunststoffe der Aktivierungsbehandlung unterzogen werden.
Die Kristallisierungsgeschwindigkeit während des Elektroplattierens ist proportional zur elektrischen Stromdichte, so dass eine höhere elektrische Stromdichte mit einer höheren Plattierungsgeschwindigkeit verknüpft ist. Das Plattierungsverfahren nach dem Stand der Technik hat eine begrenzte elektrische Stromdichte von ungefähr 2 bis höchstens 4 A/dm². Wenn die elektrische Stromdichte über diesen Wert hinaus erhöht wird, dann fällt die Effizienz des elektrischen Stroms plötzlich ab, es wird Wasserstoffgas von der Oberfläche des bearbeiteten Erzeugnisses in deutlich sichtbaren Mengen abgegeben, der pH-Wert an der Elektrodengrenzschicht steigt an, und es dringen Hydroxide in die Elektrodenoberfläche ein. Zu den Gegenmaßnahmen, die zur Beseitigung dieser Probleme vorgeschlagen worden sind, gehören der erzwungene Zustrom von Plattierungsmedium (Parallelstromverfahren, Strahlverfahren, Sprühverfahren usw.) und das Verfahren der vibrierenden Trommel, damit Feststoffteilchen (zum Beispiel Schmirgelteilchen und Glaskügelchen) gegen die Plattierungsfläche treffen. Es erwies sich jedoch keines dieser Verfahren als zufriedenstellend.
Wenn jedoch die vorliegende Erfindung bei dieser Art von Plattierung benutzt wird, kann die Abgabe von Wasserstoffgas vom Elektrodenteil unterdrückt werden, selbst wenn die elektrische Stromdichte erhöht wird. Beispielsweise selbst bei einer hohen elektrische Stromdichte von 10 bis 30 A/dm² fällt die Effizienz des elektrischen Stroms nicht ab, und das Plattieren kann mit hoher Effizienz erfolgen. Insbesondere wird, wenn der Vibrationsrührapparat (A) benutzt wird, das Elektrodenteil (B) dicht am zu bearbeitenden Erzeugnis (C) auf der Rührapparatseite von (C) oder der gegenüber liegenden Seite angeordnet, und es wird als Elektrodenteil (B) eine Stab-, Netz- oder Netz/Korbform benutzt, so dass die elektrische Stromdichte drastisch verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung ist effektiv für das Plattieren jeglicher Art einschließlich des Plattierens von Kupfer, Nickel, Cadmium, Chrom, Zink, Gold und Zinn. Die Plattierungsschicht kann auch innerhalb kurzer Zeit zu einer gleichförmigen Stärke ausgebildet werden.
Das Elektroentfetten und das Elektropolieren sind als Vorprozesse für die obige Oberflächenbehandlung von großer Bedeutung. Die vorliegende Erfindung macht diese Prozesse beispielsweise durch die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit noch effizienter.
Die Elektroformung ist die Abscheidung eines galvanischen Überzugs wie beispielsweise von Kupfer, Nickel oder Eisen auf dem Grundwerkstück.
Die herkömmliche Elektroformung erbrachte einen galvanischen Überzug mit einer Stärke von annähernd 100 Mikrometer und erforderte eine lange Zeitspanne. Zusätzlich dazu, dass eine lange Zeitspanne erforderlich war, haftete dem herkömmlichen Elektroformung auch noch das Problem an, dass bezüglich der Schichtdicke viele Unregelmäßigkeiten auftraten. Jedoch durch die Anwendung dieser Erfindung auf diesen Vorgang kann der obere Grenzwert der elektrischen Stromdichte von den herkömmlichen 30 A/dm² auf annähernd 60 A/dm² erhöht werden. Diese Erhöhung dient dazu, die Produktionseffizienz um 40 % zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gleichförmigkeit der Schichtstärke ungefähr ± 2μm auf 300 μm beträgt und ein Produkt mit äußerst hoher Qualität geliefert wird. Das Elektroformierungsplattieren mit dem Verfahren dieser Erfindung kann beispielsweise auf die Herstellung von Fertigungsformen für optische Scheiben benutzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur unter Verwendung des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Anbringungsabschnitts zur Montage des Vibrationsstabs auf dem Vibrationselement;
3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Variante des Anbringungsabschnitts zur Montage des Vibrationsstabs auf dem Vibrationselement;
4 ist eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Vibrationshöhe des Vibrationsflügels und der Vertikalrichtung des Vibrationsflügels zeigt;
5 ist im vergrößerten Maßstab ein Detail im Schnitt, welcher die Umgebung des Bereichs der elektrischen Isolation am Vibrationsstab zeigt;
6 ist eine Perspektivansicht, welche den elektrischen Isolierbereich am Vibrationsstab zeigt;
7 ist ein Grundriss, welcher den Bereich der elektrischen Isolation am Vibrationsstab zeigt;
8 ist eine Seitenansicht des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
10 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
11 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Anbringungsabschnitts zur Montage des Vibrationsflügels auf dem Vibrationsstab;
12 ist eine Schnittdarstellung, welche die Umgebung des Vibrationsflügels zeigt;
13 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
14 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
15 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Details des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung;
16. ist im Schnitt ein Detail der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, die beim isolierten Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
17 ist in der Seitenansicht ein Detail der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
18 ist in der Seitenansicht ein Detail der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
19 ist im Schnitt ein Detail der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
20 ist eine Zeichnung, welche die Elektrodentragflügel zeigt;
21 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
22 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
23 ist ein Grundriss der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
24 ist ein Grundriss der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
25 ist ein Grundriss der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
26 ist eine Vorderansicht des Elektrodentragteils;
27 ist ein Grundriss, welcher für Vergleichszwecke den prinzipiellen Aufbau der Oberflächenbehandlungsapparatur zeigt, bei welcher der Vibrationsrührapparat benutzt wird;
28 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
29 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
30 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
31 ist eine Perspektivansicht des zylinderförmigen Netzgehäuses aus Titan, welches das Elektrodenteil darstellt;
32 ist eine Schnittdarstellung der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
33 ist im Schnitt ein Detail des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung;
34 ist eine perspektivische Detaildarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Bauteilen oder Bereichen in den Zeichnungen, welche dieselben Funktionen haben, sind dieselben Bezugszahlen zugeordnet worden.
1 ist eine Schnittdarstellung der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
In 1 ist der Behandlungsbehälter (Elektrolysebehälter) mit der Bezugszahl 10A versehen. Das Bearbeitungsmedium 14 wird in diesem Behandlungsbehälter aufbewahrt. Die Bezugszahl 16 bezeichnet den Vibrationsrührapparat. Der Vibrationsrührapparat 16 besteht aus einer Grundplatte 16a, welche an einer Auflagefläche 40 befestigt ist, die über einen vibrationsdämmenden Gummi (Schwingungsdämmstück) 41 am oberen Rand des Behandlungsbehälters 10A angebracht ist, aus einer Schraubenfeder 16b als schwingungsabsorbierendes Material, wobei die untere Kante an der Grundplatte befestigt ist, aus einem Vibrationselement 16c, welches am oberen Rand der genannten Schraubenfeder befestigt ist, aus einem Vibrationsmotor 16d, der am genannten Vibrationselement Teil 16c angebracht ist, aus dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs, der über einen Isolierbereich 16e'' am unteren Teil des oberen Abschnitts des genannten Vibrationsstabs angebracht ist, und aus einem Vibrationsflügel 16f der nicht imstande ist, sich zu drehen, und der in mehreren Etagen an Stellen angebracht ist, die in das Bearbeitungsmedium 14 an der unteren Hälfte des unteren Abschnitts des Vibrationsstab eintauchen. Der Vibrationsstab besteht aus dem oberen Abschnitt 16e' des Vibrationsstabs, aus dem Isolierbereich 16e'' und aus dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs. Ein die Vibration erzeugendes Mittel besteht aus einem Vibrationsmotor 16d und aus einem Vibrationselement 16c, und das genannte vibrationserzeugende Mittel ist mit dem Vibrationsstab verbunden. Ein stabförmiges Führungselement 43 kann in Richtung nach oben und nach unten vorhanden sein und kann an der Grundplatte 16a im Innern der Schraubenfeder 16b angebracht sein.
Neben mechanischen Allzweck-Vibrationsmotoren können als die Vibration erzeugenden Mittel für den Vibrationsrührapparat der vorliegender Erfindung auch magnetische Schwingmotoren und luftbetriebene Vibrationsmotoren usw. benutzt werden.
Ein federndes Teil wie beispielsweise ein Gummiteil kann auch zusammen mit der Schraubenfeder 16b oder an ihrer Stelle als das Teil zur Verteilung der Vibrationsbelastung benutzt werden. Teile zur Verteilung der Vibrationsbelastung können aus einer Gummiplatte oder aus Schichtungen (Lagen) von Gummiplatten und Metallplatten gefertigt sein. Diese laminierten Teile können durch Kleber miteinander verbunden sein, der zwischen die Teile gebracht wird, oder sie können ganz einfach einander überlappen. Wenn diese laminierten Teile benutzt werden, können solche Teile Verwendung finden, welche imstande sind, die obere Öffnung des Behandlungsbehälters 10A abzudecken, so dass der Behandlungsbehälter 10A dicht verschlossen ist. In derartigen Fällen sollte jedoch zwischen den Vibrationsstab und das laminierte Teil eine Dichtung eingebracht werden, so dass der Vibrationsstab, welcher durch das laminierte Teil tritt, sich auf und ab bewegen kann.
Ein Transistorinverter 35 zur Steuerung der Frequenz des Vibrationsmotors 16d ist zwischen den Vibrationsmotor 16d und das Stromversorgungsgerät 136 für den Antrieb des genannten Motors 16d eingebaut. Dieses Stromversorgungsgerät 136 ist beispielsweise für 200 Volt ausgelegt. Das Antriebsmittel für diesen Vibrationsmotor 16d kann auch bei den anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
Die Vibrationsmotoren 16d schwingen bei 10 bis 500 Hertz unter der Steuerung durch den Inverter 35. Diese Motoren 16d schwingen vorzugsweise bei 20 bis 200 Hertz, und noch stärker vorzuziehen sind 20 bis 60 Hertz. Die durch die Vibrationsmotoren 16d erzeugte Vibration wird auf die Vibrationsflügel 16f über das Vibrationselement 16c und die Vibrationsstäbe (16e, 16e', 16e'') übertragen. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird aus Gründen der Einfachheit nur die Bezugszahl 16e benutzt, um die Vibrationsstäbe darzustellen.
2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Anbringungsbereichs 111 zur Montage des Vibrationsstabs 16e auf dem Vibrationselement 16c. Die Muttern 16i1, 16i2 werden von der Oberseite des Vibrationselements 16c mit Hilfe des Teils 16g1 zur Verteilung der Vibrationsbelastung und der U-Scheibe 16h auf den Schraubenabschnitt, der aus dem oberen Ende des Vibrationsstabs 16e besteht, aufgeschraubt. Die Muttern 16i3, 16i4 werden mit Hilfe des Teils 16g2 zur Verteilung der Vibrationsbelastung von der Unterseite des Vibrationselements 16c (auf den Schraubenabschnitt) geschraubt.
Die Elemente 16g1, 16g2 zur Verteilung der Vibrationsbelastungen werden benutzt als Mittel zur Verteilung der Vibrationsspannungen und sind beispielsweise aus Gummi gefertigt. Diese Elemente 16g1, 16g2 zur Verteilung der Vibrationsbelastungen können aus einem harten federnden Teil wie beispielsweise aus Naturgummi, hartem synthetischem Gummi oder Kunststoff mit einer Shore-Härte A von 80 bis 120 und vorzugsweise von 90 bis 100 gefertigt sein. Harter Urethangummi mit einer Shore-Härte A von 90 bis 100 ist wegen seiner Dauerhaftigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien besonders vorzuziehen. Die Verwendung von Mitteln zur Verteilung der Vibrationsspannungen verhindert, dass die Vibrationsspannungen sich an der nahen Seite der Verbindung des Vibrationselements 16c und des Vibrationsstabs 16e konzentrieren, und bewirkt, dass der Vibrationsstab 16e nicht so leicht bricht. Das Anheben der Vibrationsfrequenz der Vibrationsmotoren 16d auf 100 Hertz oder höher ist besonders wirkungsvoll bei der Verhütung des Bruchs des Vibrationsstabs 16e.
3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Anbringungsbereichs 111 zur Montage des Vibrationsstabs 16e auf dem Vibrationselement 16c. Diese Variante unterscheidet sich vom Anbringungsbereich der 2 lediglich dadurch, dass das Verteilungselement 16g1 für die Vibrationsbeanspruchung nicht auf der Oberseite des Vibrationselements 16c angebracht ist, und dadurch, dass ein kugelförmiges Abstandsstück 16x zwischen dem Vibrationselement 16c und dem Verteilungselement 16g2 für die Vibrationsbelastungrn vorhanden ist. In jeder anderen Hinsicht ist diese Variante identisch.
In 1 ist der Vibrationsflügel 16f mit Vibrationsflügel-Klemmvonichtungen 16j befestigt, die aus Muttern bestehen, welche auf Schrauben geschraubt sind, die an der Unterseite des Vibrationsstabs 16e angebracht sind. Die Vorderkanten des Vibrationsflügels 16f schwingen bei der erforderlichen Frequenz in der Bearbeitungsflüssigkeit. Diese Vibration bewirkt, dass der Vibrationsflügel 16f eine Welligkeit oder ,Flattern' in Richtung zu den Kanten des Flügels vom Anbringungsbereich am Vibrationsstab 16e erzeugt. Die Amplitude und Frequenz dieser Vibration ändert sich je nach dem Motor 16d. Diese werden jedoch grundsätzlich bestimmt durch die Wechselwirkung zwischen der Bearbeitungsflüssigkeit 14 und der Kräftedynamik des die Vibration übertragenden Weges. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Amplitude (Vibrationsweite) vorzugsweise 0,1 bis 30 mm, und die Schwingungszahl liegt zwischen 200 und 12.000 pro Minute.
Als Vibrationsflügel 16f können federnde Metallplatten oder Kunststoffplatten (elektrisch leitend auf mindestens einer ihrer Flächen) benutzt werden. Ein zufriedenstellender Stärkebereich für den Vibrationsflügel 16f richtet sich nach den Vibrationsbedingungen und der Viskosität des Eleklrolytmediums 14. Während des Betriebs des Vibrationsrührmittels 16 sollten jedoch die Vibrationsflügel so eingestellt sein, dass die Spitzen der Vibrationsflügel 16f eine Oszillation (Flattererscheinung) liefern, um die Effizienz des Rührens (oder Rührmischens) zu erhöhen, ohne dass der Vibrationsflügel zu Bruch geht. Wenn der Vibrationsflügel 16f aus einer Metallplatte wie beispielsweise einer rostfreien Stahlplatte gefertigt ist, dann kann die Stärke auf 0,2 bis 2 mm eingerichtet werden. Wenn der Vibrationsflügel 16f aus einer Kunststoffplatte gefertigt ist, dann kann die Stärke auf 0,5 bis 10 mm eingestellt werden. Der Vibrationsflügel 16f und die Klemmvorrichtung 16j können aus einem Stück gefertigt sein. Wenn sie aus einem Stück bestehen, so wird dadurch das Problem vermieden, dass man Elektrolytmedium 14 abwaschen muss, welches in die Verbindung zwischen dem Vibrationsflügel 16f und die Klemmvorrichtung 16j eindringt, dort fest wird und anhaftet.
Das Material für den metallischen Vibrationsflügel 16f kann Titan, Aluminium, Kupfer, Stahl, rostfreier Stahl, ein ferromagnetisches Metall wie beispielsweise ferromagnetischer Stahl oder eine Legierung aus diesen Metallen sein. Das Material für den Kunststoff-Vibrationsflügel 16f kann Polykarbonat, Vinylchloridharz, Polypropylen usw. sein.
Das Ausmaß der „Flattererscheinung", welche durch den Vibrationsflügel erzeugt wird und welche die Vibration des Vibrationsflügels im Elektrolytmedium 14 begleitet, ändert sich in Abhängigkeit von der Vibrationsfrequenz der Vibrationsmotoren 16d, der Länge des Vibrationsflügels 16f (Abmessung von der Spitze der Klemmvorrichtung 16j bis zur Spitze des Vibrationsflügels 16f) und der Stärke sowie von der Viskosität und der Dichte des Elektrolytmediums 14 usw. Die Länge und die Stärke des „flatternden" Vibrationsflügels 16f können am besten auf der Grundlage der angelegten Frequenz ausgewählt werden. Wenn man für die Vibrationsfrequenz des Vibrationsmotors 16d und die Stärke des Vibrationsflügels 16f feste Werte nimmt und dann die Länge des Vibrationsflügels 16f variiert, dann wird das Ausmaß des Flatterns des Vibrationsflügels so sein, wie das in 4 dargestellt ist. Mit anderen Worten, das Flattern wird bis zu einer bestimmten Stufe zunehmen, wenn man die Länge m des Vibrationsflügels 16 vergrößert, aber wenn dieser Punkt erreicht ist, dann wird das Ausmaß F des Flatterns kleiner. Wie aus der grafischen Darstellung ersichtlich ist, wird bei einer bestimmten Länge das Flattern nahezu Null, und wenn man den Flügel weiter verlängert, dann nimmt das Flattern zu, und dieser Vorgang wiederholt sich ständig.
Vorzugsweise wird für die Länge des Vibrationsflügels 16f eine Länge L₁, die als Peak Nr. 1 dargestellt ist, oder eine Länge L₂, die als Peak Nr. 2 dargestellt ist, ausgewählt. Hier können L₁ oder L₂ je nach Bedarf ausgewählt werden, d. h. je nachdem, ob man die Vibration des Weges erhöhen will oder die Strömung. Wenn die hier als Peak Nr. 3 dargestellt Länge L₃ gewählt wird, dann wird die Amplitude die Neigung haben, kleiner zu werden, aber dies hat jedoch den Vorteil, dass die Oberfläche vergrößert werden kann, wenn man den Vibrationsflügel als eine Elektrode benutzt.
Die Vibrationsflügel 16f können auf einem oder mehreren Niveaus (zum Beispiel 2 bis 8 Niveaus) am Vibrationsstab 16e befestigt werden. Die Anzahl der Niveaus der Vibrationsflügel hängt von der Leistungsfähigkeit des Vibrationsmotors und der Menge an Bearbeitungsmedium 14 ab. Die Anzahl der Niveaus kann nach Bedarf je nach dem Vibrationsrühren, das benötigt wird, gewählt werden.
5 ist im vergrößerten Maßstab ein Detail in einer Schnittdarstellung, welche die Umgebung des Bereichs 16e'' der elektrischen Isolation am Vibrationsstab zeigt. 6 ist eine Perspektivdarstellung, welche den Bereich 16e'' der elektrischen Isolation am Vibrationsstab zeigt. 7 ist ein Grundriss des genannten Bereichs der elektrischen Isolation.
Der Bereich 16e'' der elektrischen Isolation kann beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi gebildet sein. Der Bereich 16e'' der elektrischen Isolation ist ein struktureller Bestandteil am Vibrationsstab, so dass vorzugsweise ein Material gewählt werden sollte, das imstande ist, die Vibration des Vibrationsmotors ausreichend zu übertragen, ohne dass ein vibrationsbedingter Bruch auftritt, und sollte auch gute Isoliereigenschaften aufweisen. Angesichts dieser Bedingungen ist Hartgummi am stärksten vorzuziehen. Ein mögliches Material ist auch Hartpolyurethangummi. Falls das nur aus Isolationsmaterial bestehende Teil keine ausreichende Festigkeit aufweist, dann kann ein nur aus Isolationsmaterial bestehendes Teil beispielsweise mit Metall verstärkt werden, damit die erforderliche mechanische Festigkeit erzielt wird. Insbesondere kann der Bereich 16e'' der elektrischen Isolation aus einem zylinderförmigen Isolationsteil (wahlweise in Gestalt eines Polygon) bestehen, welches aus Hartgummi gefertigt ist, wie das in der Zeichnung dargestellt ist. Einstecklöcher 124, 125 sind zentral im oberen und unteren Abschnitt ausgebildet, um das Einsetzen des oberen Abschnitts 16e' bzw. des unteren Abschnitts 16e des Vibrationsstabs zu ermöglichen. Diese Löcher erlauben nicht den Durchgang über die gesamte Länge (sind nicht auf beiden Seiten offen), und der abgeblockte Abschnitt des Lochs hat daher die Funktion eines isolierenden Abschnitts.
Wenn diese oberen und unteren Einstecklöcher den Durchgang über die gesamte Länge ermöglichen (auf beiden Seiten offen), dann kann Isoliermaterial in die Hohlräume, wo der Stab nicht eingesteckt ist, eingefüllt werden, oder ein Raum, welcher ausreichend Isolation ermöglicht, kann dergestalt festgelegt werden, dass der obere Abschnitt 16e' des Vibrationsstabs und der untere Abschnitt 16e des Vibrationsstabs nicht miteinander in Kontakt kommen. Das zylinderförmige Isoliermaterial für die Einstecklöcher 124, 125 dient dazu, den oberen Abschnitt 16e' und den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs zu koppeln. Dieses Koppeln kann mit einer Stellschraube erfolgen (beispielsweise Abschneiden der Schrauben am oberen Rand des unteren Abschnitts 16e des Vibrationsstabs und der unteren Kante des oberen Abschnitts 16e' des Vibrationsstabs; Abschneiden der Innengewindeteile in den Einstecklöchern 124, 125 und Verbinden von beiden von ihnen). Jede andere Art von Aufbau kann für diesen Abschnitt benutzt werden, solange das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht wird.
Wenn beispielsweise der Vibrationsstab einen Durchmesser von 13 Millimeter aufweist, dann hat der Isolierbereich 16e'' eine Länge (Höhe) L von beispielsweise 100 Millimeter, der Außendurchmesser r₂ beträgt beispielsweise 40 Millimeter und der Innendurchmesser r₁ der Einstecklöcher 124, 125 beträgt 13 Millimeter.
Wie die 1 und 5 zeigen, ist eine elektrische Leitung 127 an den oberen Teil des unteren Abschnitts 16e des Vibrationsstabs direkt unterhalb des Bereichs 16e'' der elektrischen Isolation angeschlossen. Diese elektrische Leitung 127 ist an ein Stromversorgungsgerät 126 angeschlossen. Auch verbindet eine elektrische Leitung 128 den Behandlungsbehälter 10A mit dem Stromversorgungsgerät 126, wie das in 1 dargestellt ist. Wenn der untere Abschnitt 16e des Vibrationsstabs, die Klemmvorrichtung 16j des Vibrationsflügels und der Vibrationsflügel 16f aus einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise Metall gefertigt sind, dann fließt elektrischer Strom zwischen dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs, der Klemmvorrichtung 16j des Vibrationsflügels und dem Vibrationsflügel 16f und dem Behandlungsbehälter 10A auf Grund der Spannung, die über die elektrischen Leitungen 127 und 128 zwischen dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs und dem Behandlungsbehälter 10A von der Stromversorgung 126 aus angelegt ist. Auf diese Weise erfolgt das Vibrationsrühren, um die Bearbeitung der Bearbeitungsflüssigkeit 14 durchzuführen. Die Spannung des Stromversorgungsgerätes kann Wechselspannung, Gleichspannung oder eine gepulste Spannung je nach Wunsch sein. Der Wert der Versorgungsspannung schwankt je nach der gewünschten Bearbeitung und kann beispielsweise 1 bis 15 V betragen. Der Wert des von dem Stromversorgungsgerät gelieferten Stroms variiert auch je nach der gewünschten Bearbeitung und kann beispielsweise zwischen 0,5 und 100 A liegen.
Ein Elektrodenteil, das an die elektrische Leitung 127 angeschlossen ist, kann im Innern des Behandlungsbehälters 10A installiert sein. Auf diese Weise kann elektrische Leistung von der Bearbeitungsflüssigkeit 14 geleitet werden, damit am unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs eine noch höhere elektrische Stromdichte erreicht wird, wobei die Klemmvorrichtung 16j des Vibrationsflügels und der Vibrationsflügel 16f als Elektroden dienen. Auch kann ein weiterer Vibrationsrührapparat, der mit der vorliegenden Ausführungsform identisch ist, in den Behandlungsbehälter 10A eingebaut sein, und durch den Anschluss des unteren Abschnitts des genannten Vibrationsstabs an die elektrische Leitung 127 kann an den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs, die Klemmvorrichtung 16j des Vibrationsflügels und den Vibrationsflügel 16f beider Vibrationsrührapparate durch die Bearbeitungsflüssigkeit 14 elektrische Leistung zugeführt werden. Der Abstand zwischen den Elektrodenteilen (zum Beispiel dem Vibrationsflügel 16f der als die eine Elektrode benutzt wird, und dem Behandlungsbehälter 10A, der als die andere Elektrode benutzt wird, oder die zugeordneten Anoden- oder Katodenteile), welche installiert sind, um den Kontakt als Elektroden in der Bearbeitungsflüssigkeit 14 zwecks Zuführung von elektrischer Leistung herzustellen, kann beispielsweise 20 bis 400 mm betragen, ohne dass die Gefahr besteht, dass elektrische Kurzschlüsse während der Bearbeitung auftreten.
Die Bearbeitung der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14 kann beispielsweise das Desinfizieren der Flüssigkeit durch das Durchleiten von elektrischer Leistung sein. Mit anderen Worten, Keime haben die Neigung, sich im galvanischen Überzug auszubreiten, wenn die Chlorionen aus der Plattierungsflüssigkeit entfernt werden, und beschleunigen die Zustandsverschlechterung der Plattierungsflüssigkeit. Durch das Anlegen von elektrischer Energie kann die Ausbreitung dieser Keime verhindert werden. Dieses Verfahren kann auch benutzt werden, um Wasser für das Waschen von Geschirr, Gemüse und Obst keimfrei zu machen, oder zum Keimfreimachen von Getränken wie beispielsweise Wasser oder Milch. Weitere Bearbeitungsmöglichkeiten für die Bearbeitungsflüssigkeit 14 können beispielsweise in der Elektrolyse bestehen, um beispielsweise Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen.
Wenn die zu bearbeitende Flüssigkeit beispielsweise verdünntes Chlor (wasserlöslich) enthält, dann kann das Katodenmaterial bei dieser Bearbeitung Platin, eine Platinlegierung, ein Metall vom Platintyp oder eine Hülle aus einer Legierung sein. Wenn beispielsweise die zu bearbeitende Flüssigkeit Ätzkali (wasserlöslich) enthält, dann kann das Katodenmaterial Nickel, eine Nickellegierung, Eisen, eine Eisenverbindung, Kohlenstoffstahl oder rostfreier Stahl usw. sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Abschnitt 16e' des Vibrationsstabs vom unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs durch den Isolierbereich 16e'' elektrisch isoliert, so dass von der Leistung, die über den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs geleitet wird, auf die Vibrationsmotoren 16d keine Wirkung erfolgt. Auch hat bei dieser Ausführungsform der Isolierbereich 16e'' wärmedämmende Eigenschaften, so dass der untere Abschnitt 16e des Vibrationsstabs auch gegen den oberen Bereich 16e' des Vibrationsstabs wärmegedämmt ist, so dass von der Temperatur der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14 nur wenig Wirkung auf die Vibrationsmotoren 16d ausgeht. Daher gibt es keine Wärmedissipation auf die Vibrationsmotoren 16d ungeachtet dessen, ob die zu bearbeitende Flüssigkeit auf hoher oder niedriger Temperatur liegt.
Auch ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein an das Stromversorgungsgerät 126 angeschlossenes Elektrodenteil im Innern des Behandlungsbehälters 10A installiert, ohne dass der Vibrationsflügel des isolierten Vibrationsrührapparats als Elektrode benutzt wird. So liegt ein Isolierbereich 16e'' vor, selbst wenn elektrische Leistung der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14 unter Verwendung des Elektrodenteils zugeführt wird. Daher gibt es auf die Vibrationsmotoren 16d keine Wirkung seitens der Zuführung von elektrischer Leistung zur zu bearbeitenden Flüssigkeit 14.
8 ist eine Seitenansicht, welche eine weitere Ausführungsform des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der 1 lediglich dadurch, dass die Elektrodentragflügel 16f' am unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs an gegenseitig abwechselnden Stellen zum Vibrationsstab 16f angeordnet sind. Der Elektrodentragflügel 16f' ist elektrisch an den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs angeschlossen und fungiert als eine Elektrode, wenn elektrische Leistung der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14 zugeführt wird, und erfordert daher keine Vibrations- und Rührfunktion. Der Zweck des Elektrodentragflügels 16f' besteht darin, die Elektrodenfläche zu vergrößern und den Spalt zwischen der genannten Elektrode und der Elektrode auf der entgegengesetzten Seite zu verringern, so dass die Größe (Oberfläche) des Elektrodentragflügels 16f' vorzugsweise größer ist als der Vibrationsflügel 16f. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, steht auch die Spitze (rechte Kante) des Elektrodentragflügels 16f' vorzugsweise weiter nach rechts ab als die Spitze (rechte Kante) des Vibrationsflügels 16f.
Der Elektrodentragflügel 16f' ist vorzugsweise an einer Stelle in der Mitte zwischen einem Vibrationsflügel auf dem Vibrationsstab angebracht. Jedoch ist die Anbringungsstelle nicht auf diese Position beschränkt, und die Anbringung kann an einer Stelle in der Nähe eines Vibrationsflügels von oben oder unten erfolgen, solange keine drastische Herabsetzung in der Vibrations- und Rührwirkung eintritt. Der Elektrodentragflügel 16f' kann am unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs in derselben Weise installiert sein, wie der Vibrationsflügel 16f installiert worden ist.
Das Material des Elektrodentragflügels 16f' kann jedes beliebige Material sein, welches den Einsatz als Elektrode ermöglicht. Da er jedoch längs des Vibrationsstabs vibriert, muss es hinreichend zäh sein, um der Vibration standzuhalten. Ein leitendes Teil, welches imstande ist, als Vibrationsflügel eingesetzt zu werden, kann beispielsweise aus Titan (auf seiner Oberfläche kann eine galvanische Schicht aus Platin abgeschieden sein) oder rostfreiem Stahl (auf seiner Oberfläche kann eine galvanische Schicht aus Platin abgeschieden sein) gefertigt sein. Der Vibrationsflügel 16f muss nicht immer ein elektrisch leitendes Material sein, wenn Elektrodentragflügel 16f' eingesetzt werden, und kann daher aus Kunststoff gefertigt sein.
Die 9 und 10 sind Schnittdarstellungen des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung in der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur. 11 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Anbringungsbereichs zur Montage des Vibrationsstabs 16f auf dem Vibrationsstab 16e.
Bei dieser Ausführungsform sind die Vibrationsflügel auf zwei Vibrationsstäben installiert. Wie in 11 dargestellt ist, sind die Vibrationsflügel-Klemmvorrichtungen 16j sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Seite eines jeden Vibrationsflügels 16f angebracht. Abstandsringe 16k befinden sich in Intervallen in den aneinandergrenzenden Vibrationsflügeln 16f mittels der Klemmvorrichtungen 16j oder durch Einstellung der Abstände. Eine Mutter 16m ist auf den als Schraubbolzen (mit oder ohne Abstandsringe 16k) ausgebildeten Vibrationsstab 16e geschraubt, und zwar auf der Oberseite des obersten Abschnitts des Vibrationsflügels 16f und auf der unteren Seite des untersten Abschnitts des Vibrationsflügels 16f wie das in 10 dargestellt ist. Wie in 11 dargestellt ist, kann der Bruch des Vibrationsflügels 16f dadurch verhindert werden, dass man als das Mittel zur Verteilung der Vibration ein federndes Blech 16p, welches aus Fluorkunststoff oder Fluorgummi gefertigt ist, zwischen jeden Vibrationsflügel 16f und die Klemmvorrichtung 16j bringt. Dieses federnde Blech 16p wird vorzugsweise dergestalt installiert, dass es von der Klemmvorrichtung 16j etwas nach außen absteht, so dass ferner die Wirkung zur Verhinderung des Bruchs des Vibrationsflügels 165f verbessert wird. Dieses federnde Blechteil 16p kann auch in derselben Art und Weise bei den anderen Ausführungsformen eingesetzt werden. Der Vibrationsstab 16e und der Vibrationsflügel 16f sind elektrisch miteinander verbunden.
Wie in der Abbildung dargestellt ist, ist die untere Fläche (Fläche des Druckkontaktes) der oberen Seite der Klemmvorrichtung 16j mit einer abstehenden Fläche ausgebildet, und die obere Fläche (Fläche des Druckkontakts) der Unterseite der Klemmvorrichtung 16j ist mit einer zurückgesetzten Fläche ausgebildet. Der Querschnitt des Vibrationsflügels 16f wenn dieser von oben und unten durch die Klemmvorrichtung 16j zusammengedrückt wird, wird auf diese Weise in eine gekrümmte Form gezwungen, und die Spitze des Vibrationsflügels 16f bildet einen Winkel zur Horizontalen. Dieser Winkel α kann auf –30 Grad oder weniger und auf +30 Grand oder darunter eingestellt werden und wird vorzugsweise auf –20 Grad oder weniger und +20 Grad oder darunter eingestellt. Insbesondere beträgt der Winkel α–30 Grad oder weniger und –5 Grad oder darunter oder beträgt +5 Grad oder mehr und +30 Grad oder darunter oder bis zu +10 Grad oder mehr und +20 Grad oder darunter. Der Winkel α ist Null, wenn die Klemmvorrichtung 16j (Druckkontaktfläche) flach ist. Der Winkel α muss für alle Vibrationsflügel 16f nicht derselbe sein. Beispielsweise kann der untere von zwei Flügeln am Vibrationsflügel 16f auf einen Minuswert eingestellt werden (mit anderen Worten, ist nach unten geneigt und sieht aus wie in 11), und alle anderen Flügel am Vibrationsflügel 16f können auf einen Pluswert eingestellt werden (mit anderen Worten, sind nach oben gerichtet, und zwar entgegengesetzt zur 11).
Wenn Elektrodentragflügel zum Einsatz gelangen, so können diese so eingestellt werden, dass sie unter einem geeigneten Winkel wie beim Vibrationsflügel 16f nach unten oder nach oben gerichtet sind.
12 ist eine Schnittdarstellung, welche die Umgebung des Vibrationsflügels 16f zeigt. Der Querschnitt des Vibrationsflügels 16f wenn dieser von der Klemmvorrichtung 16j absteht, trägt dazu bei, eine Vibrationsströmung zu erzeugen. Dieser vorstehende Abschnitt hat eine Breite D₁ und eine Länge D₂. Bei dieser Ausführungsform sind die Vibrationsflügel zwischen den mehreren Vibrationsstäben angeordnet. Die Vibrationsfläche der Vibrationsflügel kann daher hinreichend groß ausgeführt werden. Die als Elektrode benutzte Oberfläche kann auch groß ausgeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden ein stabförmiges oberes Führungsteil, das am Vibrationselement 16c angebracht ist, und ein stabförmiges unteres Führungsteil, das an der Grundplatte 16a befestigt ist, in geeigneten Abständen innerhalb der Schraubenfeder 16b installiert.
Auch wenn das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden bei dieser Ausführungsform ein Stromversorgungsgerät 126 (für die Bearbeitung) und eine elektrische Leitung 128 benutzt, wie das anhand 1 beschrieben worden ist.
Auch bei dieser Ausführungsform werden die Elektrodentragflügel in derselben Weise benutzt wie in der Ausführungsform gemäß 8.
13 ist im Schnitt eine andere Ausführungsform der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Bei dieser Ausführungsform des Vibrationsrührapparats 16 ist der Vibrationsmotor 16d außerhalb des Behandlungsbehälters 10A installiert, und das Vibrationselement 16c erstreckt sich in Richtung auf den Behandlungsbehälter 10A.
Auch wenn das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden bei dieser Ausführungsform ein Stromversorgungsgerät 126 (für die Bearbeitung) und eine elektrische Leitung 128 benutzt, wie das anhand 1 beschrieben worden ist.
14 ist im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Bei dieser Ausführungsform werden derselbe Vibrationsmotor 16d, das Vibrationselement 16c, der obere Abschnitt 16e' des Vibrationsstabs und der elektrische Isolierbereich 16e'' als ein Satz auf beiden Seiten des Behandlungsbehälters 10A angeordnet. Der untere Abschnitt 16e des Vibrationsstabs ist in Gestalt eines offenen Quadrats auf der linken Seite ausgebildet, und die zwei rechtwinkligen Abschnitte sind auf den zwei entsprechenden Isolierbereichen 16e'' angeordnet. Die oberen Kanten der zwei rechtwinkligen Abschnitte von 16e sind jeweils über die elektrischen Isolierbereiche 16e'' an den oberen Abschnitt 16e' des Vibrationsstabs angeschlossen. Der Vibrationsflügel 16f ist nahezu rechtwinklig zum horizontalen Abschnitt des unteren Abschnitts 16e des Vibrationselements angeordnet. Die Vibrationsflügel 16f können zur senkrechten Richtung geneigt sein genau wie weiter vorn beschrieben.
Auch wenn das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden bei dieser Ausführungsform ein Stromversorgungsgerät 126 (für die Bearbeitung) und eine elektrische Leitung 128 benutzt, wie das anhand von 1 beschrieben worden ist.
Bei dieser Ausführungsform gemäß 13 und bei einer Ausführungsform gemäß 14 werden die Elektrodentragflügel auf dieselbe Weise benutzt wie bei einer Ausführungsform gemäß 8. 15 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht, welche eine Variante des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dieser Anpassung (oder Variante) wird als Vibrationsflügel-Klemmvorrichtung 16j für den Vibrationsflügel 16f ein Teil benutzt, welches eine Oberfläche aus Titanoxid hat und als fotoaktivierter Katalysator wirkt. Darüber hinaus ist ein ferromagnetisches Element (Magnet) 16j' in einen Abschnitt der genannten Klemmvorrichtung 16j eingepasst. Daher wird die Klemmvorrichtung 16j mit ultraviolettem Licht (UV), das von der Ultraviolettlampe 61 ausgestrahlt wird, bestrahlt. Zur gleichen Zeit, während elektrische Leistung der zu bearbeitenden Flüssigkeit über den Vibrationsstab 16e, die Klemmvorrichtung 16j und den Vibrationsflügel 16f zugeführt wird, vollzieht genau wie in der obigen Ausführungsform die Flüssigkeitsbehandlungsapparatur zum Vibrationsrühren der zu bearbeitenden Flüssigkeit eine desinfizierende Wirkung durch den Magnetismus, der vom ferromagnetischen Element 16j' erzeugt wird, eine desinfizierende Wirkung auf der Grundlage des fotoaktivierten Katalysators der Klemmvorrichtung 16j und eine desinfizierende Wirkung durch die Durchleitung von elektrischer Leistung. Eine umfangreiche Menge an zu bearbeitender Flüssigkeit wird dem Vibrationsstab 16e, der Klemmvorrichtung 16j, dem ferromagnetischen Element 16j' und den Vibrationsflügeln 16f zugeführt, und eine äußerst effiziente Desinfektion der zu bearbeitenden Flüssigkeit wird erzielt.
Eine Technik zur Ausbildung der Oberfläche, die beispielsweise aus Titanoxid gebildet wird, ist das Mehrschichtplattieren mit Feinteilchen (Teilchengrößen von 5 μm oder darunter) wie beispielsweise TiO₂. Die Oberfläche, welche diese Art von fotokatalytischen Eigenschaften aufweist, kann nicht nur auf der Klemmvorrichtung 16j, sondern auch auf anderen Bauteilen ausgebildet sein (beispielsweise Vibrationsflügel 16f und innere Behälterteile 61 der später noch zu beschreibenden Ausführungsform der 34), von denen dieselbe desinfizierende Bearbeitung verlangt wird.
Auch wenn das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden bei dieser Ausführungsform ein Stromversorgungsgerät 126 (für die Bearbeitung) und eine elektrische Leitung 128 benutzt, wie das anhand von 1 beschrieben worden ist.
34 ist eine perspektivische Detaildarstellung, welche eine Variante dieser Art von Flüssigkeitsbehandlungsapparatur zeigt. Bei dieser Variante sind mehrere innere Behälterelemente 61, die eine Oberfläche haben, die beispielsweise aus Titanoxid besteht und fotokatalytische Eigenschaften aufweist, parallel durch Stützelemente 60 befestigt. Diese aneinander befindlichen inneren Behälterelemente 61 sind von optischen Fasern 53 umschlossen. Diese optischen Fasern 53 sind gegenseitig parallel angeordnet, und ein Expositionsabschnitt ist beispielsweise durch Oberflächenanrauung an den Seitenflächen ausgebildet. Ultraviolettes Licht, das von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Quelle von ultraviolettem Licht geliefert wird, wird von einem Ende der optischen Faser 53 ausgesendet. Ultraviolettes Licht vom Expositionsabschnitt der optischen Faser bestrahlt auf diese Weise die aneinander liegenden inneren Behälterelemente 61, und der zu bearbeitenden Flüssigkeit wird elektrische Energie über den Vibrationsstab 16e und die Klemmvorrichtung 16j und den Vibrationsflügel 16f in derselben Art und Weise zugeführt wie bei den obigen Ausführungsformen. Diese desinfizierende Wirkung auf der Grundlage der fotokatalytischen Aktivierung der inneren Behälterelemente 61 erfolgt gleichzeitig mit der desinfizierenden Wirkung aus der Durchleitung von elektrischer Energie. Eine umfangreiche Menge an zu bearbeitender Flüssigkeit wird dem Vibrationsstab 16e, der Klemmvorrichtung 16j, und den Vibrationsflügeln 16f sowie den inneren Behälterelementen 61 zugeführt, und eine äußerst effiziente Desinfektion der zu bearbeitenden Flüssigkeit wird erzielt. Die elektrische Leitung 127 und ein Stromversorgungsgerät 126 (für die Bearbeitung), welche mit dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs verbunden sind, und der Bereich 16e'' der elektrischen Isolation, sind in der Zeichnung zwar nicht dargestellt, sind aber in derselben Art und Weise angeordnet wie bei den obigen Ausführungsformen.
Bei dieser Ausführungsform wird ultraviolettes Licht auf die inneren Behälterelemente 61 von einer extrem nahe gelegenen Position aus gestrahlt, so dass die desinfizierende Wirkung stark ist, selbst wenn der Durchlässigkeitsgrad des ultravioletten Lichts in der zu bearbeitenden Flüssigkeit niedrig ist (beispielsweise wenn es sich bei der zu bearbeitenden Flüssigkeit um Milch handelt). Auch wenn der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung nicht benutzt wird, werden ähnliche desinfizierende Vorgänge in den japanischen Patentanmeldungen JP-A Nr. 271189/2001 und JP-A Nr. 102323/2002 von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung offenbart.
16. ist im Schnitt ein Detail einer weiteren Ausführungsform der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. 17 ist in der Seitenansicht ein Detail der genannten Flüssigkeitsbehandlungsapparatur.
Bei dieser Ausführungsform sind der Vibrationsflügel 16e und die Klemmvorrichtung 16j, die auf mechanische Weise die beiden unteren Abschnitte 16e des Vibrationsstabs verbinden, in zwei Sätze eingruppiert. Ein erster Satz ist elektrisch an den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs angeschlossen, und der zweite Satz ist elektrisch an den unteren Abschnitt 16e des anderen Vibrationsstabs angeschlossen. Spannung wird an diese zwei Sätze angelegt, um der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14 elektrische Leistung für die erforderliche Bearbeitung zuzuleiten. Mit anderen Worten sind in 16 die ungeradzahligen Vibrationsflügel 16f und Klemmvorrichtungen 16j elektrisch von der oberen Seite mit den unterem Abschnitt 16e des Vibrationsstabs auf der rechten Seite verbunden. Der untere Abschnitt 16e des Vibrationselements auf der linken Seite ist jedoch durch die Isolationsbuchse 16s und die isolierende U-Scheibe 16t elektrisch isoliert. Die geradzahligen Vibrationsflügel 16f und die Klemmvorrichtungen 16j sind jedoch elektrisch von der oberen Seite mit dem linksseitigen unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs elektrisch verbunden, sind aber von dem rechtsseitigen unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs durch die Isolationsbuchse 16s und die isolierende U-Scheibe 16t elektrisch isoliert.
Die ungeradzahligen Vibrationsflügel 16f und Klemmvorrichtungen 16j von der oberen Seite sind daher der erste Satz, und die geradzahligen Vibrationsflügel 16f und Klemmvorrichtungen 16j von der oberen Seite sind der zweite Satz. Der elektrische Draht 127, der an den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs der linken Seite angeschlossen ist, und der elektrische Draht 127, der an den unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs der rechten Seite angeschlossen ist, führen von dem in der Zeichnung nicht dargestellten Stromversorgungsgerät die erforderliche Energie zu. Auf diese Weise kann der zu bearbeitenden Flüssigkeit elektrische Leistung über den ersten Satz und den zweiten Satz zugeführt werden. Die Isolierbuchse 16s und die isolierende U-Scheibe sind in 17 weggelassen.
Bei dieser Ausführungsform ist der elektrische Isolierbereich 16e'' zwischen dem Vibrationsstab 16e und dem Vibrationselement 16c, welches die vibrationserzeugenden Mittel umfasst, angeordnet. Mit anderen Worten, der elektrische Isolierbereich 16e'' fungiert in dieser Ausführungsform auch als die Anbringungsstelle 111 zum Anbringen des Vibrationsstabs 16e am Vibrationselement 16c.
Wenn Gleichstrom benutzt wird, um Spannung an die zu bearbeitende Flüssigkeit 14 anzulegen, dann hat bei dieser Ausführungsform der Vibrationsflügel 16f welcher die Anode bildet, vorzugsweise eine mit Platin beschichtete Oberfläche aus Titan. Vorzugsweise wird Titan für den Vibrationsflügel 16f benutzt, der die Katode bildet.
Bei dieser Ausführungsform dient die dem Vibrationsrührapparat zugeführte Leistung lediglich zur Bearbeitung der Flüssigkeit, und daher kann die Apparatur kompakt gestaltet werden. Auch können die Vibrationsflügel 16f die Funktionen von zwei Arten von Elektroden übernehmen, und daher kann auch von diesem Gesichtspunkt aus die Vorrichtung kompakter gestaltet werden.
18 ist in Seitenansicht ein Detail einer weiteren Ausführungsform einer Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Anodenteil 16f'' an Stelle der oberen Seiten der geradzahligen Flügel 16f in den Ausführungsformen der 16 und 17 benutzt. Dieses Anodenteil 16f' leistet keinen Beitrag zum Vibrationsrühren und erstreckt sich lediglich zur rechten Seite der Zeichnung. Bei diesem Anodenteil 16f'' wird vorzugsweise Titan (galvanische Platinschicht auf der Oberfläche) als Maschengeflecht verwendet. Ein Katodenteil 16f'' wird über Abstandsstücke 16u als die obere Seite der ungeradzahligen Flügel 16f zugefügt. Dieses Katodenteil 16f' leistet auch keinen Beitrag zum Vibrationsrühren und erstreckt sich lediglich zur rechten Seite der Zeichnung. Vorzugsweise wird beispielsweise eine Titanplatte als Katodenteil 16f'' benutzt.
Bei dieser Ausführungsform werden das Anodenteil 16f'' und das Katodenteil 16f'' getrennt vom Vibrationsflügel 16f benutzt, so dass hinsichtlich der Auswahl des Elektrodenmaterials eine größere Freiheit herrscht.
19 ist im Schnitt ein Detail einer weiteren Ausführungsform der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei isolierte Vibrationsrührapparate in den Behandlungsbehälter 10A eingebaut. Die Elektrodentragflügel 16f von dem einen isolierten Vibrationsrührapparat sind zwischen den Elektrodentragflügeln 16f' des benachbarten isolierten Vibrationsflügels angeordnet. Auf diese Weise kann einer der beiden isolierten Vibrationsrührapparate als die Anode und der andere als die Katode benutzt werden. Dieses Verfahren ermöglicht, dass die große (mit großer Fläche) Anode und Katode dichter aneinander angeordnet werden. Dieses Verfahren ermöglicht auch eine drastische Verbesserung hinsichtlich der elektrische Stromdichte.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das isolierende Band 16fa vorzugsweise an den äußeren Umfangsflächen auf beiden Seiten der Elektrodentragflügel 16f befestigt, wie das in 20 dargestellt ist, um zu verhindern, dass elektrische Kurzschlüsse infolge des Kontakts zwischen den Elektrodentragflügeln 16f' der beiden isolierten Vibrationsrührapparate auftreten.
33 ist im Schnitt ein Detail einer weiteren Ausführungsform des isolierten Vibrationsrührapparats der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der elektrische Isolierbereich 16e'' als Gebiet der Wärmedämmung benutzt. Ein Injektorabschnitt 130 für ein Wärmetauschmedium und ein Ableitabschnitt 132 für das Wärmetauschmedium befinden sich auf der unteren Seite (nämlich derjenigen Seite, wo die Vibrationsflügel installiert sind, die nicht in der Zeichnung dargestellt ist; daher wird der Isolierbereich 16 als Bezugszahl genommen) des Isolierbereichs 16e'' am unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs. Dieser Injektorabschnitt 130 (oder Injektor 130) für das Wärmetauschmedium, der Ableitabschnitt 132 (oder Extraktor 132) für das Wärmetauschmedium und der angeschlossene Wärmetauscherpfad 131 sind an diesem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstab angeordnet. Indem man die Verbindung vom Injektor 130 über den Wärmetauscherpfad 131 zum Extraktor 132 herstellt, wird außerdem der Wärmedämmeffekt des elektrischen Isolierbereichs 16e'' genutzt, und zwar unabhängig davon, ob die zu bearbeitende Flüssigkeit sich auf einer hohen Temperatur oder auf einer niedrigen Temperatur befindet. Daher können Auswirkungen von Wärme auf die vibrationserzeugenden Mittel einschließlich den Vibrationsmotor verhindert werden.
Bei dieser Ausführungsform sind, wenn die Wärmedämmung unter Nutzung des Isolierbereichs 16e'' erfolgt, die Abmessungen für Wärmedämmung vorzugsweise größer als die Abmessungen für die elektrische Isolation. Eine rippenförmige Wärmeabführplatte kann auch am Außenumfang des elektrischen Isolierbereichs 16e'' ausgebildet werden. Wenn die zu bearbeitende Flüssigkeit kühl ist (niedrige Temperatur), kann auch eine Heizvorrichtung am unteren Abschnitt 16e des Vibrationselements angebracht werden, so dass man nicht gezwungen ist, ein Wärmetauschmedium durch den Pfad 131 strömen zu lassen.
Als Nächstes wird eine Ausführungsform der Oberflächenbehandlungsapparatur der vorliegenden Erfindung dargestellt. Selbst in den folgenden spezifischen Beispielen kann die Oberflächenbehandlungsapparatur dieser Erfindung die zu behandelnde Flüssigkeit von der Flüssigkeitsbehandlungsapparatur aus den obigen Ausführungsformen als die zu bearbeitende Flüssigkeit umfassen, und auch das zu bearbeitende Erzeugnis kann ein Elektrodenteil ersetzen. 21 und 22 sind Schnitte von einer Ausführungsformen der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind isolierte Vibrationsrührapparate jeweils sowohl am rechten als auch am linken Ende des Behandlungsbehälters 10A angeordnet. Die obigen Ausführungsformen werden für diese isolierten Vibrationsrührapparate benutzt. Insbesondere werden die Elektrodentragflügel 16f' hier benutzt. Die zu bearbeitende Flüssigkeit 14 wird im Behandlungsbehälter 10A aufbewahrt, und das zu bearbeitende Erzeugnis ART befindet sich in dieser zu bearbeitenden Flüssigkeit. Dieses zu bearbeitende Erzeugnis ART wird in der Weise gehalten, dass es von der Haltevorrichtung 80 herabhängt, und von dieser Haltevorrichtung 80 aus kann diesem elektrische Leistung zugeführt werden.
Wenn das zu bearbeitende Erzeugnis sich auf der Anodenseite befindet, wie das bei der anodischen Oxidation der Fall ist, dann wird als Haltevorrichtung 80 eine Sammelschiene verwendet, wie das in der Abbildung dargestellt ist. Die Katodensammelschiene wird über die elektrische Leitung 128 versorgt, die an die Anode des Stromversorgungsgerätes (Bearbeitung) angeschlossen ist. Andererseits ist die Katode des Stromversorgungsgerätes über die elektrische Leitung 127 mit dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs der beiden Vibrationsrührapparate verbunden. Wenn sich dagegen das zu bearbeitende Erzeugnis auf der Katodenseite befindet, wie das beim Plattieren der Fall ist, dann wird die Katodensammelschiene als die Haltevorrichtung 80 benutzt. Diese Katodensammelschiene ist mit der Katode des Stromversorgungsgerätes für die Bearbeitung über die elektrische Leitung 128 verbunden, und die Anode dieses Stromversorgungsgerätes ist mit den unteren Abschnitten der Vibrationsstäbe der beiden Vibrationsrührapparate über die elektrische Leitung 127 verbunden.
Das Stromversorgungsgerät braucht für die Bearbeitung nur Gleichstrom zu liefern und liefert vorzugsweise einen Gleichstrom geringer Welligkeit. Es können jedoch auch Stromversorgungsgeräte verwendet werden, die Gleichstrom mit anderen Arten von Wellenformen abgeben.
Unter den verschiedenen Wellenformen von gepulsten Strömen ist beispielsweise ein Rechteckimpuls wegen seiner erhöhten Energieeffizienz vorzuziehen. Diese Art von Stromversorgung (Stromversorgungsgerät) kann Spannungen mit Rechteckform aus Wechselspannung (Wechselstrom) erzeugen. Diese Art von Stromversorgung hat außerdem eine Gleichrichterschaltung, bei der beispielsweise Transistoren verwendet werden. Sie ist als Pulsstromgerät bekannt. Diese Stromversorgungsgeräte oder Gleichrichter können sein: ein transistorgeregeltes Stromversorgungsgerät, ein Stromversorgungsgerät vom Spannungsabfalltyp, ein Stromversorgungsgerät vom Schaltertyp, ein Siliziumgleichrichter, ein Gleichrichter vom SCR-Typ, ein Hochfrequenz-Gleichrichter, ein digital gesteuerter Inverter-Gleichrichter (zum Beispiel Power Master von der Chuo Seisakusho Corp.), die von der Sansha Denki Corp. gefertigte KTS-Serie, die von Shikoku Denki Co. gefertigten RCV-Stromversorgungsgeräte, ein Mittel zur Lieferung von Rechteckimpulsen durch das Ein- und Ausschalten von Transistoren, welches eine Stromversorgung mit Schaltregelung und Transistorschalter umfasst, ein Stromversorgungsgerät mit Hochfrequenzschalter (unter Verwendung von Dioden zum Umwandeln des Wechselstroms in Gleichstrom und Zufügen einer Hochfrequenz-Wellenform von 20 bis 30 kHz und mit Leistungstransistoren zur Transformation, abermaligem Gleichrichten der Spannung und Abgabe einer glatten Ausgangsspannung mit geringer Welligkeit), ein Gleichrichtergerät vom PR-Typ, ein schnelles gepulstes PR-Stromversorgungsgerät vom Typ der Hochfrequenzsteuerung (zum Beispiel von der HiPR-Serie (Chiyoda Corp.), ein Thyristor-Gerät vom Typ der Umkehr-Parallel/Reihenschaltung, usw.
Als Nächstes sollen die Wellenformen des Stromes beschrieben werden. Die Auswahl der Wellenform für das Plattieren und die anodische Oxidation ist wichtig, um ein schnelles Plattieren oder anodisches Oxidieren zu erzielen und die Kenndaten der Überzugsschicht oder der anodisch oxidierten Schicht zu verbessern. Die Bedingungen hinsichtlich Spannung und Strom, die für das elektrische Plattieren oder die anodische Oxidation erforderlich sind, unterscheiden sich je nach der Art der anodischen Oxidation oder des Plattierens und je nach der Zusammensetzung der zu bearbeitenden Flüssigkeit (Lösung) und den Abmessungen des Behandlungsbehälters. Diese Bedingungen können nicht auf spezifische Abbildungen beschränkt werden. Jedoch können mit einer Plattierungsspannung von beispielsweise 2 bis 15 V Gleichspannung die meisten Bedingungen abgedeckt werden. Der industrielle Standard für die Nennausgangsleistung besteht aus vier Typen: 6 V, 8 V, 12 V und 15 V. Die Nennspannung kann auf einen niedrigeren Spannungswert eingestellt werden, so dass vorzugsweise ein Stromversorgungsgerät mit einem Nennspannungswert ausgewählt werden kann, welche den für das Plattieren erforderlichen Spannungswert mit gewisser Reserve hat. Die industriellen Standards für Nennausgangsströme sind annähernd 500 A, 1.000 A, 2.000 A bis zu 10.000 A. Ein Produktionsauftrag wird auch für andere Spannungen erteilt. Die beste Strategie besteht darin, den erforderliche Spannungsbereich dadurch festzulegen, dass man die Stromdichte des zu plattierenden Erzeugnisses mit der Fläche der zu plattierenden Oberfläche des zu plattierenden Erzeugnisses multipliziert und dann ein Standard-Stromversorgungsgerät wählt, welches diesem Spannungsbereich entspricht.
Es ist wesentlich, dass die Impulsform eine Breite aufweist, die hinreichend klein gegenüber der Impulsperiode ist. Das ist jedoch keine strenge Festlegung. Zur Impulsform gehören auch andere Formen als die quadratischen Formen. Die Betriebsgeschwindigkeit von Geräten, welche Impulsschaltungen verwenden, ist höher geworden, und Impulsbreiten bis in den Bereich von Nanosekunden (10^–9 s) können verarbeitet werden. Da die Impulsbreite kleiner geworden ist, ist die Aufrechterhaltung einer spitzen Gestalt in der Anstiegs- und Abfallflanke des Impulses schwierig geworden. Das Aufrechterhalten der Impulsflanken ist deswegen schwierig, weil der Impuls Hochfrequenzkomponenten aufweist. Zu den Impulsformen gehören Sägezahn-Impulse, Rampen-Impulse, Dreieck-Impulse, zusammengesetzte Impulsformen und Rechteck-Impulse (quadratische Impulsformen) usw. Bei den Bearbeitungsvorgängen dieser Erfindung werden quadratische Impulsformen insbesondere wegen ihrer elektrischen Effizienz und Glattheit usw. bevorzugt.
Zu typischen Stromversorgungsgeräten für Pulsplattieren gehören Gleichstrom-Stromversorgungsgeräte vom Schaltreglertyp und transistorgeschaltete Stromversorgungsgeräte. Beim transistorgeschalteten Typ werden die Transistoren mit hoher Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet, so dass sie Impulse mit Rechteckform liefern.
Neben der Elektrolyse mit Gleichstrom kann bei der anodischen Oxidation auch die gepulste Elektrolyse eingesetzt werden. Die Pulselektrolyse, welche die Methode der Stromrichtungsumkehr nutzt, hat viele Vorteile, zu denen hohe Geschwindigkeit, verbesserte Qualität der Schicht und verbesserte Einfärbung gehören.
Die Funktion der Stromrichtungsumkehr ist ein Grundmerkmal der Stromversorgungsgeräte für die Pulselektrolyse. Daher werden zwei Pulsgebergeräte zu einem Satz zusammengeschaltet, damit eine einander entgegengerichtete Polarität entsteht. Die Effizienz dieses Verfahren schränkt jedoch die Einsatzbedingungen ein, so dass seine Anwendung auf die Pulselektrolyse unter Verwendung von Stromversorgungsgeräten hoher Leistung in industriellen Anwendungsfällen schwierig ist im Vergleich zum Pulsplattieren. Die Anwendung des Gleichrichters vom Typ 3PR hat jedoch die Vorteile, dass dieses Gerät wegen der Effizienz, der Kosten, der Kompaktheit, des geringen Gewichts usw. sehr praktisch ist.
Bei der Impulsform für die Pulselektrolyse wird beim Typ der Thyristor-Umkehr-Parallel/Reihenschaltung das Prinzip des Gleichrichters vom PR-Typ mit anti-parallel geschalteten Thyristoren angewendet. Die Wellenform der Ausgangsspannung ist daher dieselbe wie beim Thyristor-Gleichrichter. Das normale Leistungsübertragungsververhältnis steuert elektronisch die Frequenz der Welligkeit der Impulsform durch die Pulsfolge und kann so auf veränderliche Weise auf annähernd 3,3 Millisekunden im 50-Hertz-Bereich oder auf 2,8 Millisekunden im 60-Hertz-Bereich eingestellt werden.
Das zu bearbeitende Erzeugnis ART wird in einer Entfernung von 20 bis 400 mm von der Spitze des Elektrodentragflügels 16f' gehalten. Die zu bearbeitende Hauptfläche (beide Seiten des Plattenteils) ist gegenüber der Spitze des Elektrodentragflügels 16f' angeordnet.
Beim Bearbeitungsvorgang mit dieser Ausführungsform dient das Erzeugnis ART als eine Elektrode. Der Vibrationsflügel 16f und der Elektrodentragflügel 16f die elektrisch mit dem unteren Abschnitt 16e des Vibrationsstabs des isolierten Vibrationsrührapparats verbunden sind, dienen als die andere Elektrode. Daher können Gasblasen, die durch Gas an der Elektrodenoberfläche gebildet werden oder an ihr anhaften, schnell durch die Strömungsbewegung der zu bearbeitenden Flüssigkeit 14, die auf der vibrierenden Rührbewegung der Vibrationsflügel 16f beruht, entfernt werden. Die Effizienz des elektrischen Stroms wird daher erhöht, und eine elektrische Reaktion in der zu bearbeitenden Flüssigkeit kann umfassend verstärkt werden.
Bei dieser Variante der Ausführungsform kann noch ein weiteres Elektrodenteil (zum Beispiel das während des Plattierungsvorgangs zu plattierende Metall) gemeinsam als die andere Elektrode benutzt werden. In diesen Fällen wird das zu benutzende Elektrodenteil an das Stromversorgungsgerät angeschlossen, so dass dieselbe Polarität vorliegt wie beim isolierten Vibrationsrührapparat. Auf diese Weise wird die spezifizierte gewünschte Stromstärke aufrecht erhalten werden, und die Lebensdauer des Vibrationsflügels und des Elektrodentragflügels kann verlängert werden. Auch kann bei dieser Variante ein gewöhnlicher Vibrationsrührapparat an Stelle des isolierten Vibrationsrührapparats eingesetzt werden (oder ohne dass der Vibrationsstab des isolierten Vibrationsrührapparats an das Stromversorgungsgerät angeschlossen ist), wobei die andere Elektrode ausschließlich für das Elektrodenteil benutzt werden kann. Eine Variante dieses Typs kann auf dieselbe Weise bei der folgenden Ausführungsform Verwendung finden.
23 ist ein Grundriss, welcher den Aufbau der Oberflächenbehandlungsapparatur für den isolierten Vibrationsrührapparat zeigt, bei welchem die vorliegenden Erfindung benutzt wird. Diese Ausführungsform ist beispielsweise auf das Galvanisieren von Farbe (Pigmenten) anwendbar.
In 23 wird die für das Galvanisieren von Farbe/Überzug bestimmte Flüssigkeit, welche die zu bearbeitende Flüssigkeit bildet, im Behandlungsbehälter 10A gelagert. Die Haltevorrichtung für das Erzeugnis 80, welche aus dem Hängeförderer gebildet wird, ist auf dem Behandlungsbehälter 10A angeordnet. Das zu behandelnde Erzeugnis ART, wie beispielsweise ein Automobilteil, wird an die Hängevorrichtung, welche die genannte Haltevorrichtung umfasst, angehängt. Das zu bearbeitende Erzeugnis ART wird in die Bearbeitungsflüssigkeit 14 im Behandlungsbehälter 10A eingetaucht. Zwei isolierte Vibrationsrührapparate 16, dieselben wie in der obigen Ausführungsform beschrieben, sind auf beiden Seiten des Bewegungswegs des zu bearbeitenden Erzeugnisses angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die beiden isolierten Vibrationsrührapparate 16 auf einer Seite installiert an Stellen, welche den Abmessungen des zu behandelnden Erzeugnisses ART entsprechen. Mit anderen Worten, die vorliegende Ausführungsform ist den Ausführungsformen gemäß 21 und 22 äquivalent mit zwei Einheiten, welche einen gemeinsamen Behandlungsbehälter haben.
Das Stromversorgungsgerät für die Beschichtung durch Galvanisieren legt eine Spannung an die Hängevorrichtung der Haltevorrichtung 80 und den isolierten Vibrationsrührapparat 16 an, damit die Beschichtung durch Galvanisieren erfolgt. Das nicht zu behandelnde Erzeugnis ART wird in einer Entfernung von 20 bis 400 mm von der Spitze des Elektrodentragflügels 16f gehalten.
24 ist ein Grundriss einer weiteren Ausführungsform der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Diese Ausführungsform wird beispielsweise für das Beschichten durch Galvanisieren benutzt. Diese Ausführungsform ist von Grund auf dieselbe wie die Ausführungsform der 21 und 22 (Die Zeichnung zeigt, dass nur die Polarität der Spannung, die an das zu bearbeitende Erzeugnis ART angelegt wird, abweichend ist. Diese Polarität wird jedoch als gegeben angesehen, um dem Typ von Bearbeitung gerecht zu werden). Beim Vorgang des Galvanisierens wird eine Spannung unterschiedlicher Polarität an das zu bearbeitende Erzeugnis ART angelegt, und zwar je nachdem, ob es sich um eine Vorrichtung für Anion-Galvanisierung oder Kation-Galvanisierung handelt. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Vorrichtung mit Kation-Galvanisierung für den Einsatz auf der Anodenseite des isolierten Vibrationsrührapparats 16 besonders bevorzugt.
25 ist ein Grundriss einer weiteren Ausführungsform der Oberflächenbehandlungsapparatur für den isolierten Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform wird beispielsweise für das Beschichten durch Galvanisieren eingesetzt.
Diese Ausführungsform ist der Ausführungsform der 24 äquivalent mit Zufügung einer Haltevorrichtung 82 für ein Elektrodenteil 84, an welches Spannung derselben Polarität wie an den isolierten Vibrationsrührapparat 16 angelegt wird. Die Haltevorrichtung 80 für das zu bearbeitende Erzeugnis ART ist beispielsweise eine Katoden-Sammelschiene. Die Haltevorrichtung 82 für das Elektrodenteil 84 ist beispielsweise eine Anoden-Sammelschiene. Das Elektrodenteil 84 ist beispielsweise ein Elektrodenteil aus Titan in Maschengewebeform (vorzugsweise mit Platin, das auf der Oberfläche abgeschieden ist). 26 ist eine Vorderansicht des Elektrodentragteils in Maschengewebeform. Zwei Aufhängelöcher sind im oberen Bereich ausgebildet, die zum Aufhängen dienen. Der Bereich vom Mittelabschnitt bis zum unteren Abschnitt ist in Netzform ausgeführt. Diese Netzform wird in die Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht. Das Elektrodenteil 84 ist parallel zum zu bearbeitenden Erzeugnis ART angeordnet und befindet sich zwischen dem isolierten Vibrationsrührapparat 16 und dem zu bearbeitenden Erzeugnis ART.
27 ist ein Grundriss, welcher für Vergleichszwecke den Aufbau der Oberflächenbehandlungsapparatur zeigt, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat benutzt wird. In diesem Beispiel ist der Vibrationsrührapparat nicht vom isolierten Typ. Das zu bearbeitende Erzeugnis ART und das Elektrodenteil 84 sind zueinander parallel angeordnet, sind aber nicht so angeordnet, dass sie auf den Vibrationsrührapparat 16 gerichtet sind.
28 ist im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Oberflächenbehandlungsapparatur, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Diese Ausführungsform wird beispielsweise beim Vorgang der anodischen Oxidation eingesetzt. Die vorliegende Ausführungsform ist vom Grunde her den Ausführungsformen der 21 und 22 äquivalent unter Hinzufügung einer Haltevorrichtung 82 für ein Elektrodenteil 84, an welches Spannung derselben Polarität wie an den isolierten Vibrationsrührapparat 16 angelegt ist. Es werden jedoch keine Elektrodentragflügel benutzt. Die Haltevorrichtung 80 für das zu bearbeitende Erzeugnis ART ist beispielsweise eine Anoden-Sammelschiene. Das Elektrodenteil 84, welches die Haltevorrichtung 82 umfasst, ist beispielsweise eine Anoden-Sammelschiene. Diese Haltevorrichtung 82 für das Elektrodenteil 84 ist beispielsweise ein Maschengewebe-Elektrodenteil in aus Titan.
29 und 30 sind Schnittdarstellungen, welche den Aufbau der Oberflächenbehandlungsapparatur zeigen, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Diese Ausführungsform kann beispielsweise für Bearbeitungsvorgänge durch Elektroformung eingesetzt werden. Diese Ausführungsform ist vom Grunde her der Ausführungsform der 25 äquivalent, wobei der isolierte Vibrationsrührapparat und das Elektrodenteil auf der rechten Seite des zu bearbeitenden Erzeugnisses ART weggenommen sind. Bei dieser Ausführungsform werden jedoch keine Elektrodentragflügel benutzt. Auch werden mehrere Metallkugeln (Nickelkugeln, Kupferkugeln usw.), die in das Innere des zylinderförmigen Netzgehäuses aus Titan eingefüllt sind, wie das in 31 gezeigt ist, als das Elektrodenteil 86 benutzt. Das Gehäuse ist so gelagert, dass es horizontal liegt.
32 ist eine Schnittdarstellung, welche den Aufbau einer weiteren Ausführungsform der Oberflächenbehandlungsapparatur zeigt, bei welcher der isolierte Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Diese Ausführungsform wird beispielsweise für den Vorgang der Plattierung benutzt. Diese Ausführungsform ist vom Grunde her dieselbe wie die Ausführungsform der 25. Jedoch wird ein Elektrodenteil, welches dem der Ausführungsform der 29 und 30 identisch ist, als Elektrodenteil 86 benutzt.
Bei den jeweiligen Flüssigkeitsbehandlungsapparaturen der 1, 9, 13 und 14 ist das zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis, welches von der Haltevorrichtung gehalten wird, an die elektrische Leitung 128 angeschlossen, und das zu bearbeitende Erzeugnis wird als eine Elektrode benutzt. Indem man dann dieses Erzeugnis in die Bearbeitungsflüssigkeit 14 eintaucht, kann die Flüssigkeitsbehandlungsapparatur dieser Ausführungsformen als Oberflächenbehandlungsapparatur für das Erzeugnis genutzt werden.
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung mit den folgenden Ausführungsformen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
[Erste Ausführungsform] (Sterilisiervorrichtung für Milch)
Milch wurde unter Verwendung der anhand von 34 beschriebenen Flüssigkeitsbehandlungsapparatur sterilisiert. Die Verfahrensbedingungen waren wie folgt:
Der isolierte Vibrationsrührapparat ist auf beiden Seiten des inneren Behälterteils 61 von 34 installiert, wie das in 16 und 17 beschrieben worden ist.

Vibrationsmotor: 200 V (3 Phasen) × 150 Watt; Vibrationsfrequenz: 42 Hz.

Vibrationsflügel: Katodenseite aus Titan,

Anodenseite – Platinplattierung auf Titanfläche.

Spannung für Bearbeitungsvorgang: 4,5 V

Strom für Bearbeitungsvorgang: 3,5 A

Behandlungsbehälter: Breite 300 mm × Länge 700 mm × Höhe 350 mm
Bearbeitungsflüssigkeit: Unter Verwendung eines tryptischen Wachstumsmittels wurden die Intestinalbakterien (colon bacillus) 24 Stunden lang bei 35°C kultiviert. Nach der Ausbreitung waren in einem trüben Bakterienmedium von 60 Liter Milch im Behandlungsbehälter „22.000 colon bacillae pro Liter Milch enthalten" (?).
Nach der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, der Durchleitung von Leistung und Vibrationsrühren (Mischrühren) wurden die Ergebnisse erhalten, wie sie die folgende Tabelle 1 zeigt.
Um die lebensfähigen Bakterien festzustellen, wurden 40 Milliliter bearbeiteter Milch von 4 Stellen im Behandlungsbehälter als Proben für die Messung entnommen. Diese wurden nach der Zählmethode für Keime und nach der Plattenmethode ausgezählt.
[Zweite Ausführungsform] (Farbauftrag durch Galvanisieren)
Die Beschichtung von Kraftfahrzeugteilen durch Kation-Galvanisierung wurde durchgeführt, wobei der in 21 und 22 beschriebene isolierte Vibrationsrührapparat als der in 23 beschriebene isolierte Vibrationsrührapparat 16 für die Oberflächenbehandlungsapparatur (Vorrichtung zur Beschichtung durch Galvanisieren) verwendet wurde.
Ein aus Stahl gefertigter Behälter mit einer Innenauskleidung aus Kunststoff wurde als der Behandlungsbehälter 10A (Behälter für das Galvanisieren) benutzt. Eine Bearbeitungsflüssigkeit 14 (der verflüssigte Überzug für das Galvanisieren), bestehend aus einer synthetischen fettlöslichen Emulsion, Pigmentpaste und Wasser, wurde in diesen Behälter gefüllt. Eine negative Elektrodenhängevorrichtung wurde an dem elektrisch isolierten Hängeförderer 80 im Behälter befestigt. Das Kraftfahrzeugteil (das zu bearbeitende Erzeugnis ART) wurde daran angehängt und als die negative Elektrode benutzt. Wie in 21 und 2 dargestellt ist, enthält der isolierte Vibrationsrührapparat zwei Vibrationsstäbe, einen Vibrationsflügel aus mit Platin plattiertem Titan (Stärke 0,5 mm, D₁ = 250 mm und D₂ = 55 mm, wie in 12 dargestellt, Neigungswinkel α = 15 Grad wie in 11 dargestellt) und einen Elektrodenflügel aus mit Platin plattiertem Titan (Stärke äquivalent zu 0,5 mm, D₁ = 250 mm und D₂ = 150 mm, wie in 12 dargestellt, Neigungswinkel α = 15 Grad wie in 11 dargestellt), der an die positive Elektrode angeschlossen ist. Diese Vibrationsflügel werden bei 45 Hertz durch einen Vibrationsmotor mit einer Amplitude (Flügelbreite) von 2 mm und einer Schwingungszahl von 1500 pro Minute in Schwingung versetzt. Wie 23 zeigt, ist eine Gesamtzahl von vier isolierten Vibrationsrührapparaten 16 mit zwei Einheiten, die einander gegenüber stehen und das zu bearbeitende Erzeugnis ART umgeben, installiert.
Der isolierte Vibrationsrührapparat benutzt Dreiphasen-Vibrationsmotoren für 200 V mit 250 Watt. Für den elektrischen Isolierbereich am Vibrationsstab wurde zylinderförmiges Material aus Hart-Polyurethan benutzt, wie das gemäß 5 bis 7 beschrieben ist.
Den Vibrationsstäben wurde Elektrizität mit 250 Volt mit Hilfe eines Inverters und mit einer elektrischen Stromdichte von 20 A/dm² zugeführt. Der Mindestspalt zwischen der Spitze des Elektrodentragflügels und dem Kraftfahrzeugteil wurde auf 100 mm eingestellt. Die Eintauchzeit, während welcher das Kraftfahrzeugteil in den flüssigen Farbstoff zum Galvanisieren (Überzugbildung) eingetaucht war, betrug 3 Minuten.
Im Ergebnis dieses Bearbeitungsvorgangs wurde eine Schicht des galvanischen Überzugs von annähernd 40 Mikrometer erzielt.
Andererseits wurde in der Vergleichsprobe dem Vibrationsstab keine elektrische Energie zugeführt. Ein Satz von vier Elektrodenplatten wurde in nahezu demselben zum Vibrationsstab Abstand wie vom Kraftfahrzeugteil positioniert, und elektrische Leistung wurde den Platten zugeführt. Außerdem betrug die Eintauchzeit 6 Minuten, und die Stärke war 20 Mikrometer, während welcher der Vibrationsrührapparat in Bewegung war und die Beschichtung durch Galvanisieren erfolgte.
Folglich zeigt das oben Dargestellte, dass die Zuführung von elektrischer Energie zu den Vibrationsstäben die Zeit des Galvanisierens um annähernd ein Viertel verkürzte.
[Dritte Ausführungsform] (Beschichtung durch Galvanisieren)
Der isolierte Vibrationsrührapparat der dritten Ausführungsform benutzt Elektrodentragflügel. Die Vibrationsflügel haben eine Stärke von 0,5 mm, D₁ = 250 mm und D₂ = 170 mm, wie in 12 dargestellt ist, und einen Neigungswinkel α = 15 Grad, wie in 11 dargestellt ist. Eine Maschengewebe-Elektrodenplatte (Elektrodenteil) aus Titan mit Platinplattierung wurde zwischen alle isolierten Vibrationsrührapparate und das Kraftfahrzeugteil gebracht, wie das unter Verwendung von 26 beschrieben worden ist. Diese Elektrodenplatten waren Anoden derselben Polarität unter Verwendung von Vibrationsstäben und Vibrationsflügeln des Vibrationsrührapparats. Der Spalt zwischen der Spitze des Vibrationsflügels und der Maschengewebe-Elektrodenplatte betrug 50 mm. Der Mindestabstand zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte und dem Kraftfahrzeugteil betrug 100 mm. Mit anderen Worten, die Ortsbeziehung zwischen dem isolierten Vibrationsrührapparat, der Maschengewebe-Elektrodenplatte und dem zu bearbeitenden Teil war dieselbe wie diejenige, die in 28 dargestellt ist.
Daher können Elektroden, welche dieselbe Polarität aufweisen, an Stelle von Elektrodentragflügeln eingebaut werden. Die erhaltenen Ergebnisse waren ähnlich denen der zweiten Ausführungsform.
[Vierte Ausführungsform] (Beschichtung durch Galvanisieren)
Die vierte Ausführungsform benutzt denselben Vibrationsrührapparat wie die dritte Ausführungsform. Hier wurde Beschichtung des Kraftfahrzeugteils durch Anionen-Galvanisierung durchgeführt, wie das für die in 23 beschriebene Oberflächenbehandlungsapparatur (Apparatur zur Beschichtung durch Galvanisieren) beschrieben worden ist. In einem aus Eisen gefertigten Behandlungsbehälter wurde ein Copolymer aus Leinöl und Maleinöl mit Ethanolamin neutralisiert. Wasser und ein Lösungsmittel aus Cellosolve- Azetatbutylat wurde zugefügt, und ein Beschichtungsmittel für die Anion-Galvanisierung, das auf einen nichtflüchtigen Anteil von 10 Prozent eingestellt worden ist, wurde auch zugegeben. Das Kraftfahrzeugteil, das als Anode benutzt wurde, ist an den Hängeförderer angehängt worden. Der Behandlungsbehälter bildete die Anode (positive Elektrode), und der isolierte Vibrationsrührapparat diente als Katode (negative Elektrode). Der Spalt zwischen der Spitze der als Katode dienenden Vibrationsflügel des isolierten Vibrationsrührapparats und dem als Anode dienenden Kraftfahrzeugteil wurde auf 100 mm eingestellt. Eine aus Titan bestehende Maschengewebe-Elektrodenplatte (siehe 26; Stärke 3,0 mm, Stärke des Netzabschnitts 1,5 mm, Länge der Querdiagonalen einer Masche 10 mm und Länge der Längsdiagonale 20 mm) war auf der Seite gegenüber dem Kraftfahrzeugteil des isolierten Vibrationsrührapparats angebracht. Der Spalt zwischen dem hinteren Ende des Vibrationsflügels des isoliertren Vibrationsrührapparats und der Maschengewebe-Elektrodenplatte betrug 50 mm (mit anderen Worten ein Abstand von 50 mm zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte und der Kante der Seite gegenüber der Spitze des Vibrationsflügels gegenüber dem Kraftfahrzeugteil). Der Spalt zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte und dem Behandlungsbehälter war auf 100 mm eingestellt.
Die Vibrationsmotoren des isolierten Vibrationsrührapparats wurden mit 45 Hertz durch einen Inverter angetrieben. Die Vibrationsflügel hatten eine Amplitude (Vibrationsweite) von 2 mm und wurden mit einer Schwingungszahl von 1800 pro Minute in Schwingung versetzt. Eine Gleichspannung von 200 Volt wurde an die Katode und Anode (positive bzw. negative Elektrode) durch das Stromversorgungsgerät angelegt, und das Galvanisieren wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt. Die Beschichtung durch Galvanisieren erfolgte mit einer elektrischen Stromdichte von 10 A/dm², die in der ersten Phase für die Dauer von einer Minute angelegt wurde, und einer elektrischen Stromdichte von 15 A/dm², die in der zweiten Phase für die Dauer einer Minute angelegt wurde. Wenn man das auf diese Weise mit der elektrisch abgeschiedenen Beschichtung erhaltene Erzeugnis nach dem Waschen bei 160°C sinterte, wurde ein elektrisch abgeschiedener Überzug von 30 Mikrometer Stärke mit einer höheren Beständigkeit gegenüber Rost erhalten.
[Fünfte Ausführungsform] (Beschichtung durch Galvanisieren)
Die Anlage der vierten Ausführungsform hatte die Konfiguration: Kraftfahrzeugteil – isolierter Vibrationsrührapparat – Maschengewebe-Netzelektrode aus Titan – Galvanisierbehälter. Die vorliegende Ausführungsform hat jedoch die folgende Konfiguration: Kraftfahrzeugteil – netzförmige Elektrodenplatte (Elektrodenteil) aus rostfreiem Stahl – isolierter Vibrationsrührapparat – Galvanisierbehälter. Der Spalt zwischen dem Kraftfahrzeugteil und der netzförmigen Elektrodenplatte aus rostfreiem Stahl beträgt 100 mm. Der Spalt zwischen der netzförmigen Elektrodenplatte und der Vorderkante des Vibrationsflügels beträgt 50 mm. Der Spalt zwischen dem hinteren Ende des Vibrationsflügels und dem Galvanisierbehälter beträgt 100 mm.
Auch wenn die Bearbeitungsergebnisse aus dieser Ausführungsform etwas niedriger ausgefallen sind als die der vierten Ausführungsform, sind diese Ergebnisse dennoch weitgehend zufrieden stellend.
[Sechste Ausführungsform] (Beschichtung durch Galvanisieren)
Es wurde der in 14 dargestellte isolierte Vibrationsrührapparat benutzt. Das kleine Teil, welches als das zu bearbeitende Erzeugnis diente, wurde in einen engen Drehkorb (Kunststofftrommel) gebracht. Der Umfang des engen Drehkorbs wurde gegenüber dem Vibrationsflügel angebracht. Der Spalt zwischen dem Vibrationsflügel und dem Drehkorb betrug 100 mm. Der Vibrationsflügel war aus rostfreiem Stahl und hatte eine Stärke von 0,5 mm und ein D₁ = 250 mm und D₂ = 170 mm, wie das in 12 dargestellt ist.
Ein zum flüssigen Galvanisieren vorgesehenes Auftragsmaterial, welches Alkydharz, wasserlösliche Kunststoffemulsion, Pigmentpaste, Wasser und andere Materialien enthält, wird in den Behälter eingefüllt. Das zu bearbeitende Erzeugnis im Innern des Drehkorbs ist die Katode (negative Elektrode), und der Vibrationsflügel ist die Anode (positive Elektrode), und es erfolgt Farbauftrag/Beschichtung durch Galvanisieren. Die elektrische Stromdichte betrug bei diesem Bearbeitungsvorgang 15 A/dm².
Auf diese Weise kann eine schnelle Beschichtung/Farbaufbringung auf das kleine Teil durch Galvanisieren ohne Fehler erzielt werden.
[Siebente Ausführungsform] (Beschichtung durch Galvanisieren)
Bei dieser Ausführungsform wurden die folgenden Vorgänge (1) bis (4) als Vorbearbeitung auf einer Stahlplatte von 1 m im Quadrat ausgeführt:

(1) Entfettung: Verwendung des Vibrationsrührapparats (Vibrationsmotor mit der Frequenz 40 Hz); der Vorgang des Entfettens wurde zwei Minuten lang bei 50 bis 60°C unter Verwendung eines schwachen alkalischen Entfettungsmittels durchgeführt.
(2) Waschen: Unter Verwendung des Vibrationsrührapparats (Vibrationsmotor mit der Frequenz 40 Hz) wurde der Vorgang mit Wasser zwei Minuten lang bei 40 bis 50°C durchgeführt.
(3) Waschen mit destilliertem Wasser: Der Vorgang wurde zwei Minuten lang mit entionisiertem Wasser bei Raumtemperatur und einem Widerstand von 5 × 10⁵ Ohm oder darüber durchgeführt.
(4) Lufttrocknung zum Wasseraustreiben: Dieser Vorgang wurde 5 Minuten lang bei 130 bis 140°C durchgeführt, und die folgende Beschichtung durch Galvanisieren erfolgte auf der aus den Vorbearbeitungsgängen erhaltenen Stahlplatte. Behälter für das Galvanisieren: Stahlverkleideter Behälter (600 Liter Flüssigkeit) Material für das Galvanisieren: Wasserlösliche Grundierung vom Typ der Emulsionsfarbe, neutralisiert mit Epoxyd-Zugabemittel der Qualität 3 Amino. Temperatur der Flüssigkeit: 30°C Typ des Vibrationsrührapparats und Installation:
(a) Ein isolierter Dreiphasen-Vibrationsrührapparat für 200 V und mit 150 Watt. Der Vibrationsflügel [Titan mit Platinbeschichtung], der Elektrodentragflügel [Titan mit Platinbeschichtung] und das zu bearbeitende Erzeugnis wurden installiert, wie das in 25 dargestellt ist. Der Abstand von der Spitze des Elektrodentragflügels zu der als das zu bearbeitende Erzeugnis dienenden Stahlplatte betrug 100 mm. Das zu bearbeitende Erzeugnis war die Katode (negative Elektrode), und die Vibrationsflügel und die Elektrodentragflügel des isolierten Vibrationsrührapparats waren die Anode (positive Elektrode). Unter Verwendung eines Gleichrichters wurden 150 Volt angelegt, und die elektrische Stromdichte betrug 30 A/dm².
(b) Hier wurde eine Maschengewebe-Elektrodenplatte (der 26) aus Titan mit Platinplattierung zwischen den isolierten Vibrationsrührapparat von (a) und das zu bearbeitende Erzeugnis gebracht, wie das in 25 dargestellt ist. Der Spalt zwischen der Stahlplatte, welche das zu bearbeitende Erzeugnis umfasst, und der Maschengewebe-Elektrodenplatte betrug 100 mm. Der Spalt zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte und der Spitze des Elektrodentragflügels des isolierten Vibrationsrührapparats betrug 50 mm. Das zu bearbeitende Erzeugnis war die Katode (negative Elektrode), und die Maschengewebe-Elektrodenplatte und die Vibrationsflügel und die Elektrodentragflügel waren die Anode (positive Elektrode). Unter Verwendung eines Gleichrichters wurden 150 Volt angelegt, und die elektrische Stromdichte betrug 30 A/dm².
(c) Diese Konfiguration diente für Vergleichszwecke. Das zu bearbeitende Erzeugnis und das Elektrodenteil und der Vibrationsrührapparat wurden installiert, wie das in 27 dargestellt ist. Bei diesem Einbau befanden sich die Stahlplatte, welche das zu bearbeitende Erzeugnis umfasste, und das Elektrodenteil einander gegenüber, aber die Vibrationsflügel des Vibrationsrührapparats waren unter einem rechten Winkel zu diesen eingebaut ohne Rücksicht darauf, wie sich das zu bearbeitende Erzeugnis und das Elektrodenteil einander gegenüber befanden. Beim Rührapparat vom herkömmlichen Typ stand das effiziente Rühren (Mischen) im Vordergrund. Es wurde dabei kein Gedanke darauf verwendet, die Vibrationsflügel dicht am zu bearbeitenden Erzeugnis anzubringen oder die Vibrationsflügel und das zu bearbeitende Erzeugnis so anzuordnen, dass sie sich einander gegenüber befinden. Vielmehr wurde der Vibrationsrührapparat an einer Stelle möglichst weit weg vom zu bearbeitenden Erzeugnis installiert, und das zu bearbeitende Erzeugnis und das Elektrodenteil wurden unter einem rechten Winkel zum Vibrationsflügel eingebaut, so dass sie nicht mit der Strömung des Mediums in Konflikt gerieten. Anders als bei den Installationen (a) und (b) besteht jedoch bei dieser Installation kein Bedarf an einem metallischen netzförmigen Elektrodenteil. Auch muss der Vibrationsrührapparat nicht vom isolierten Typ sein. Hier betrug der Spalt zwischen dem zu bearbeitenden Erzeugnis und dem Elektrodentei 400 mm. Der Vibrationsflügel war aus rostfreiem Stahl., die Stärke betrug 0,4 mm und D₁ = 180 mm und D, = 50 mm, wie in 12 dargestellt (Länge durch ersten Peak in 4 dargestellt). Das zu bearbeitende Erzeugnis war die Katode (negative Elektrode), und das Elektrodenteil war die Anode (positive Elektrode). Die elektrische Stromdichte betrug 3 A/dm². Das Beschichten/Farbgebung durch Galvanisieren erfolgte bei einer Temperatur von 30°C in allen obigen Systemen (a), (b) und (c). Die Ergebnisse der Galvanisierung auf diesen Probeplatten sind in Tabelle 2 dargestellt. Der Vibrationsrührapparat wurde sowohl bei der Vorbearbeitung als auch bei der Nachbearbeitung zum Beschichten/Farbgeben durch Galvanisieren benutzt.

Tabelle 2
Anmerkungen:

Sprühtest mit Salzwasser: JIS-K-5400 Abtrennen eines Probestücks für den Test, Abdichten des Umfangs, Herstellen einer Schnittmarke in X-Form.
Dauerhaftigkeitstest (mit dem Weatherow-Messgerät): JIS-K-5400 Abtrennen eines Probestücks für den Test und Abdichten des Umfangs.

[Achte Ausführungsform] (Anodische Oxidation)
Die anodische Oxidation hat ganz allgemein das Problem; dass die erforderliche Zeit zu lang ist im Vergleich zu den Vorgängen der Vor- und Nachbearbeitung.

Daher wurden bei dieser Ausführungsform die in 21 und 22 dargestellten Apparaturen benutzt. Der isolierte Vibrationsrührapparat, der hier benutzt wurde, wird weiter unten beschrieben.

Vibrationsmotor:	200 V (3 Phasen), 150 Watt
Vibrationsfrequenz:	50 Hertz,
Vibrationsflügel:	Sechs Flügel aus Titan, die Stärke war 0,4 mm und D₁ = 180 mm und D₂ = 50 mm, wie in Fig. 12 dargestellt (Länge durch zweiten Peak in Fig. 4 vorgegeben).
Elektrodentragflügel:	Fünf Flügel aus Titan.

Ein Aluminiumteil (#2017) mit den Abmessungen 100 × 100 × 2 mm wurde als das zu bearbeitende Erzeugnis verwendet. Die Bearbeitungsflüssigkeit wurde unter Verwendung von Schwefel als Chemikalie (200 g pro Liter) eingestellt, und es wurde Allzweck-Alamit [Ausführungsform 7-1] und Hart-Alamit [Ausführungsform 7-2] gebildet.
Als Vergleichsproben wurden Allzweck-Alamit und Hart-Alamit in der Anordnung von 27 unter Verwendung eines Vibrationsrührapparats vom herkömmlichen Typ, der nicht vom isolierten Typ war, gebildet.
Die Bearbeitungsbedingungen der anodischen Oxidation und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 und Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 3
Anmerkungen:
Tabelle 4
Anmerkungen:
[Neunte Ausführungsform] (Anodische Oxidation)
Bei dieser Ausführungsform wird die Apparatur von 28 verwendet. Eine Aluminiumplatte (#2017) mit den Abmessungen 100 × 100 × 2 mm wird als das Metallteil für die anodische Oxidation (zu bearbeitendes Erzeugnis) benutzt. Maschengewebe-Elektrodenplatten aus Titan wurden auf beiden Seiten der Metallplatte einander gegenüber installiert. Auch wurden isolierte Vibrationsrührapparate auf beiden Seiten einander gegenüber installiert. Die sechs Vibrationsflügel aus Titan haben eine Stärke von 0,4 mm und einen D₁ = 180 mm und D₂ = 50 mm, wie in 12 dargestellt (Länge durch ersten Peak in 4 vorgegeben). Der Spalt zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte aus Titan und dem Vibrationsflügel betrug 50 mm. Der Spalt zwischen der Maschengewebe-Elektrodenplatte aus Titan und der Aluminiumplatte betrug 100 mm.
Über den isolierten Vibrationsrührapparat wurde keine elektrische Leistung zugeführt. Der Vibrationsmotor wurde bei 40 Hertz angetrieben bei einer Amplitude des Vibrationsflügels von 1,5 mm und vibrierte bei einer Geschwindigkeit/Schwingungszahl von 2000 pro Minute. Die Bearbeitungsflüssigkeit wurde unter Verwendung von Schwefelsäure (200 g pro Liter) als die Chemikalie zur Bildung von Allzweck-Alamit und Hart-Alamit eingestellt.
Die Bearbeitungsergebnisse, die bei dieser Ausführungsform erhalten wurden, fielen etwas niedriger aus im Vergleich zu denen der siebenten Ausführungsform, jedoch war keine Mikroporosität zu beobachten, und es wurde ein weitgehend gleichförmiges Alamit erhalten. Die Bearbeitungsbedingungen der anodischen Oxidation und die erhaltenen Ergebnisse sind weiter unten dargestellt. (Erste Ergebnisse) Allzweck-Alamit

Spannung: 19 Volt

elektrische Stromdichte: 20 A/dm²

Temperatur: 21°C

Bearbeitungsdauer: 3 Minuten

Schichtdicke: 16 μm

(Zweite Ergebnisse) Hart-Alamit

Spannung: 21 Volt

elektrische Stromdichte: 20 A/dm²

Temperatur: 5°C

Bearbeitungsdauer: 3 Minuten

Schichtdicke: 16 μm
[Zehnte Ausführungsform] (Anodische Oxidation)
Die Bearbeitung erfolgte bei dieser Ausführungsform genauso wie bei der neunten Ausführungsform jedoch mit der Ausnahme, dass elektrische Leistung über einen isolierten Vibrationsrührapparat zugeführt worden ist. Die Anzahl der Schwingungen der Vibrationsflügel betrug 1800 pro Minute, und die elektrische Stromdichte betrug 30 A/dm². Die erhaltenen Ergebnisse waren weitgehend dieselben wie bei der neunten Ausführungsform.
[Elfte Ausführungsform] (Anodische Oxidation von Magnesium)
Ein Stück einer Magnesiumlegierung AZ91D wurde als das für die anodische Oxidation vorgesehene Teil (zu bearbeitendes Erzeugnis) benutzt. Die folgenden Bearbeitungsvorgänge wurden durchgeführt, um das Erzeugnis zu erhalten: Vorbearbeitung/alkalisches Eintauchwaschen/Waschen (alkalische Anodenelektrolysereinigung/Waschen) Säurewaschen (Neutralisierung)/Waschen/Säurebearbeitung/Waschen/Anodenbearbeitung/Waschen/Trocknung.
Die Bearbeitungsflüssigkeit für die Säurebearbeitung war 85%ige Phosphorsäure mit 50 g/Liter. Die Einsatztemperatur war 21°C. Die Zusammensetzung der Bearbeitungsflüssigkeit, die bei der Durchführung der anodischen Oxidation eingsetzt wurde, war wie folgt:

Kaliumhydroxid 200 Gramm pro Liter

Natriumphosphat 50 Gramm pro Liter

Aluminiumhydroxid 50 Gramm pro Liter
Die anodische Oxidation wurde unter Verwendung derselben Apparatur wie bei der die in 21 und 2 dargestellten achten Ausführungsform durchgeführt. Für die Vergleichsprobe wurde zur anodischen Oxidation dasselbe Material verwendet wie bei der elften Ausführungsform, und die anodische Oxidation erfolgte durch Funkenentladung von 250 Volt. Die Bearbeitungsbedingungen der anodischen Oxidation und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5
Anmerkungen:
[Zwölfte Ausführungsform] (Anodische Oxidation von Magnesium)
Die Zusammensetzung der Bearbeitungsflüssigkeit für die anodische Oxidation war wie folgt:

Kaliumhydroxid 165 Gramm pro Liter

Kaliumfluorid 35 Gramm pro Liter

Natriumphosphat 35 Gramm pro Liter

Aluminiumhydroxid 35 Gramm pro Liter

Kaliumpermanganat 20 Gramm pro Liter
Die Bearbeitung erfolgte auf dieselbe Weise wie bei der elften Ausführungsform mit Ausnahme der obigen Bearbeitungsflüssigkeit. Die erhaltenen Ergebnisse waren dieselben wie bei der elften Ausführungsform.
[Dreizehnte Ausführungsform] (Elektroformplattierung)
Elektroformplattierung wurde an einer kreisförmigen Platte aus SUS-Stahl für eine optische Scheibe mit einem Durchmesser von 200 Millimeter und einer Stärke von 2 Millimeter unter Verwendung der in 29 bis 30 beschriebenen Apparatur. Das isolierte Vibrationsrührapparat enthielt einen VM für 20ß0 Volt (3 Phasen) mit 250 Watt. Die Vibrationsflügel waren aus Titan gefertigt mit einer Stärke von 0,5 Millimeter und einen D₁ = 250 mm und D₂ = 55 mm, wie in 12 dargestellt (Länge durch ersten Peak in 4 vorgegeben). Eine große Anzahl von Nickelkugeln mit einem Durchmesser von 25 Millimeter wurde in den aus Titan bestehenden Netzkäfig des Elektrodenteils gefüllt. Der Abstand zwischen den Vibrationsflügeln und dem Netzkäfig aus Titan betrug 50 mm. Der Abstand zwischen dem Netzkäfig aus Titan und dem zu bearbeitenden Erzeugnis betrug 100 mm. Der Vibrationsmotor wurde mit 50 Hertz angetrieben bei einer Amplitude des Vibrationsflügels von 2 Millimeter und vibrierte mit einer Schwingungszahl von 3.100 pro Minute.
Als Bearbeitungsflüssigkeit wurde ein Nickelsulfamatbad benutz, und die Elektroformung wurde gemäß den folgenden Punkten durchgeführt:
Eine Elektroformplattierung unter Verwendung einer Apparatur, wie sie in 27 beschrieben ist und einen äquivalentes Vibrationsrührapparat umfasste, jedoch ohne Isolation, wurde für Vergleichszwecke durchgeführt. Die Bearbeitungsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6
Gasgrübchen entstehen durch Wasserstoffgas, das während der Elektrolyse abgegeben wird. Dieses Wasserstoffgas erzeugt kleine Löcher in der durch Galvanisieren geschaffenen Oberfläche. Diese kleinen Löcher sind Fehler im Aussehen der Plattierungsfläche und stellen die Ursache von Produktfehlern dar.
[Vierzehnte Ausführungsform] (Plattierung)
Bei dieser Ausführungsform wurde Kupferplattierung (insbesondere das Plattieren von durchgängigen Löchern von 50 μm) auf Epoxydharz-Leiterplatten für gedruckte Schaltungen (zu bearbeitendes Erzeugnis) mit den Abmessungen 100 × 100 × 1,5 Millimeter durchgeführt, die unter Verwendung der in 32 beschriebenen Plattierungsapparatur einer Vorbearbeitung und der Bearbeitung mit Durchleiten von elektrischer Energie unterzogen wurden.
Der isolierte Vibrationsrührapparat enthielt einen Vibrationsmotor für 200 Volt (3 Phasen) mit 150 Watt. Die aus Titan gefertigten fünf Vibrationsflügel haben eine Stärke von 0,4 Millimeter und einen D₁ = 180 mm und D₂ = 50 mm, wie in 12 dargestellt (Länge durch ersten Peak in 4 vorgegeben). Vier Sätze von acht Kupfer-Phosphor-Kugeln in vertikaler Anordnung und zur Seite gerichtet wurden in das Innere des aus Titan gefertigten Netzkäfigs des Elektrodenteils mit dem Durchmesser 250 mm × 30 mm gebracht. Der Abstand zwischen den Vibrationsflügeln und dem Netzkäfig aus Titan betrug 50 mm. Der Abstand zwischen den Vibrationsflügeln und dem zu bearbeitenden Erzeugnis betrug 50 mm
Der Vibrationsmotor wurde mit 50 Hertz angetrieben mit einer Amplitude/Schwingweite des Vibrationsflügels von 2 mm und bei einer Geschwindigkeit/Schwingungszahl von 3.000 pro Minute. Die Plattierung erfolgte, wie weiter unten beschrieben, im Plattierungsbehälter (725 × 400 × 450 mm). (1) Zusammensetzung der Plattierungsflüssigkeit

Schwefelsäure 190 Gramm pro Liter

Kupfersulfatpentahydrat 70 Gramm pro Liter

Zusätze (Aufheller) 5 Milliliter pro Liter

(2) Bearbeitungsbedingungen

Temperatur des Plattierungsbades 25°C

elektrische Stromdichte 30 A/dm²

Bearbeitungsdauer 5 Minuten
Die Bearbeitungsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt. Tabelle 7
Anmerkungen:
[Fünfzehnte Ausführungsform] (Plattierung)
Die Kupferplattierung der gedruckten Leiterplatte erfolgte unter Verwendung der in 21 beschriebenen Apparatur (die Polarität ist jedoch anders als die bei der in 21 dargestellten Apparatur). Das isolierte Vibrationsrührapparat war dasselbe wie bei der Apparatur für die vierzehnte Ausführungsform mit der Ausnahme, dass sie Elektrodentragflügel enthält. Die Abmessungen der Elektrodentragflügel, die D₁ von 12 entsprechen, sind dieselben, aber die Abmessungen, die D₂ entsprechen, sind doppelt so groß wie die Größe der Vibrationsflügel. Die Elektrodentragflügel umfassten fünf Flügel.
In jeder anderen Hinsicht war die Bearbeitung dieselbe wie bei der vierzehnten Ausführungsform Die Plattierungsflüssigkeit wurde nach Bedarf ergänzt.
Die Plattierungsgeschwindigkeit und der Endzustand waren weitgehend dieselben wie bei der vierzehnten Ausführungsform Jedoch war das Plattieren für die durchgehenden Löcher besser als für die vierzehnte Ausführungsform
[Sechzehnte Ausführungsform] (Plattierung)
Bei dieser Ausführungsform erfolgte die Bearbeitung unter Verwendung eines Stromversorgungsgerätes mit 5 % Impulsdauer mit einer Frequenz von 1 kHz und 8 Volt Gleichspannung. Die Plattierung der durchgehenden 20-μm-Löcher hatte ein um ein Stufe besseres Aussehen als bei der ersten Ausführungsform. Die Plattierung war auch gleichförmig und kann über eine langte Zeitspanne stabil angewendet werden.
Die Erfindung, die – wie oben beschrieben – konfiguriert ist, erzielt die folgenden Wirkungen:

(1) Das Einrichten eines isolierten Bereichs auf dem Vibrationsstab des Vibrationsrührapparats oder zwischen dem Vibrationsstab und dem die Vibration erzeugenden Mittel hat die Wirkung, dass ganz neue Felder der Nutzung des Vibrationsrührapparats eröffnet werden.
(2) Die Benutzung des isolierten Bereichs als wärmegedämmter Bereich hat die Wirkung, dass der Vibrationsrührapparat sogar für das Mischrühren von Bearbeitungsflüssigkeiten auf hoher oder niedriger Temperatur eingesetzt werden kann.
(3) Elektrische Energie kann den Vibrationsflügeln des Vibrationsrührapparats und den je nach Bedarf angebrachten Elektrodentragflügeln zugeführt werden. So wird die Wirkung erzielt, dass der Vibrationsrührapparat die Funktion von mindestens einer Elektrode zum Leiten von elektrischer Energie und die Funktion des Rührens oder Mischrührens zur Oberflächenbehandlung des zu bearbeitenden Erzeugnisses durch das Leiten von elektrischer Energie oder das Leiten von elektrischer Energie in die Bearbeitungsflüssigkeit ausüben kann.
(4) Wenn der Vibrationsrührapparat der vorliegenden Erfindung zur Oberflächenbearbeitung des Erzeugnisses durch das Leiten von elektrischer Energie eingesetzt wird, können elektrische Kurzschlüsse nicht auftreten, selbst wenn der Abstand zwischen dem zu bearbeitenden Erzeugnis und einer Elektrode entgegengesetzter Polarität gering ist und elektrischer Strom fließen kann. Darüber hinaus werden keine Bläschen vom zu bearbeitenden Erzeugnis oder von der Elektrode emittiert, so dass die Wirkung darin besteht, dass die Bearbeitung in stabiler Weise und bei hoher Geschwindigkeit erfolgt im Vergleich zum Stand der Technik und die Effizienz der Oberflächenbearbeitung sehr stark erhöht wird. Beispielsweise kann während des Plattierens die elektrische Stromdichte von 3 A/dm² beim Stand der Technik auf 20 bis 30 A/dm² gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht werden kann. Eine elektrische Stromdichte von 30 A/dm² während des Elektroformplattierens nach dem Stand der Technik kann auf 60 A/dm² gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht werden. Die elektrische Stromdichte bei der anodischen Oxidation von 3 A/dm² nach dem Stand der Technik kann auf 30 A/dm² nach der vorliegenden Erfindung erhöht werden. Folglich besteht die Wirkung darin, dass jedes Verfahren verbessert wird.
(5) Insbesondere kann, wenn die Elektrodentragflügel als Elektroden mit einer Polarität zugefügt und genutzt werden, die der des zu bearbeitenden Erzeugnisses entgegengesetzt ist, dann kann die Spitze des Elektrodentragflügels noch dichter am zu bearbeitenden Erzeugnis angeordnet werden, um die Wirkung zu erzielen, dass eine größere elektrische Stromdichte bei der Bearbeitung zum Einsatz gelangt.
(6) Die vorliegende Erfindung hat die Wirkung, dass die durch die Oberflächenbehandlung erzeugte Oberfläche ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Insbesondere hat die gebildete Schicht eine gleichförmige Stärke und ausgezeichnete Kenndaten hinsichtlich der Schichtqualität.
(7) Wenn die vorliegende Erfindung zum Plattieren genutzt wird, dann kann das Plattieren in einer kürzeren Zeit als bei herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden. Ferner besteht die Wirkung darin, dass die Stärke der Metallschicht in fein kristallisierter Form auf das zu bearbeitende Erzeugnis aufgebracht wird, so dass eine gleichförmige, glatte und ebene Oberfläche ohne Grübchen gebildet werden kann.
(8) Wenn die vorliegende Erfindung zur Galvanisieren genutzt wird, dann wird die Wirkung erzielt, dass eine gleichförmige Beschichtung mit einem geringen Unterschied in der Schichtstärke zwischen konvexen und konkaven Abschnitten ausgebildet werden kann, selbst wenn man Erzeugnisse mit komplizierten unregelmäßigen (konvexen, konkaven) Formen beschichtet.
(9) Wenn die vorliegende Erfindung zur anodischen Oxidation von Leichtmetallen wie beispielsweise Aluminium oder Magnesium genutzt wird, dann besteht die Wirkung darin, dass die Bearbeitungszeit stark herabgesetzt wird und die Produktivität stark erhöht wird. Ferner wird zusammen mit einer sehr starken Verbesserung der Härte der Schicht gleichzeitig ein qualitativ hochwertiges Erzeugnis ohne Mikroporosität erhalten.

Claims

Isolierter Vibrationsrührapparat, welcher umfasst: ein vibrationserzeugendes Mittel (16), mindestens einen Vibrationsstab (16e), der zur Vibration angeregt wird, während dieser mit dem genannten vibrationserzeugenden Mittel (16) verbunden ist, mindestens einen Vibrationsflügel (16f), welcher auf dem genannten Vibrationsstab angebracht ist, und einen Isolierbereich (16e''), welcher an einem Verbindungsabschnitt, der den genannten Vibrationsstab (16e) mit dem genannten vibrationserzeugenden Mittel (16) verbindet, oder an einem Abschnitt auf dem genannten Vibrationsstab (16e) in der Nähe des genannte Vibrationsflügels (16f) installiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Isolierbereich (16e'') ein Bereich elektrischer Isolation ist, der aus einem Material gefertigt ist, welches hauptsächlich Kunststoff und/oder Gummi umfasst, und dadurch, dass eine elektrische Leitung (127) an den genannten Vibrationsstab (16e) auf der Seite des elektrischen Isolierbereichs (16e'') angeschlossen ist, wo die genannten Vibrationsflügel (16f) angebracht sind, wobei der genannte Vibrationsstab (16e) eine Elektrode umfasst.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1, welcher ein Stromversorgungsgerät umfasst, an welches die genannte elektrische Leitung (127) angeschlossen ist.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1, bei welchem die genannten elektrodetragenden Flügel auf dem genannten Vibrationsstab dergestalt angebracht sind, dass die Positionen der genannten elektrodetragenden Flügel mit den Positionen der genannten Vibrationsflügel abwechseln.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1, bei welchem die Oberfläche der genannten elektrodetragenden Flügel größer ist als die Oberfläche der genannten Vibrationsflügel und die Spitzen der genannten elektrodetragenden Flügel weiter vorstehen als die Spitzen der genannten Vibrationsflügel.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1–4, bei welchem ein erstes Elektrodenteil und ein zweites Elektrodenteil, welche ein Paar der genannten Elektrodenteile bilden, jeweils an mehrere der genannten Vibrationsstäbe angeschlossen sind und das genannte erste Elektrodenteil elektrisch mit der genannten elektrischen Leitung über mindestens einen der genannten mehreren Vibrationsstäbe verbunden ist und das genannte zweite Elektrodenteil elektrisch mit der genannten elektrischen Leitung über mindestens einen anderen der genannten mehreren Vibrationsstäbe verbunden ist.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 5, bei welchem der Spalt zwischen dem genannten ersten Elektrodenteil und dem genannten zweiten Elektrodenteil zwischen 20 und 400 Millimeter gehalten wird.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1–5, bei welchem die genannten Vibrationsflügel an den genannten mehreren Vibrationsstäben angebracht sind und mindestens ein Teil der genannten Vibrationsflügel als das genannte erste Elektrodenteil oder als das genannte zweite Elektrodenteil fungiert.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 7, bei welchem jeder der genannten mehreren Vibrationsflügel an den mehreren Vibrationsstäben angebracht ist und ein Teil der mehreren Vibrationsflügel als das genannte erste Elektrodenteil und ein weiterer Teil der mehreren Vibrationsflügel als das genannte zweite Elektrodenteil fungiert.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1–5, bei welchem die genannten elektrodetragenden Flügel an den mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel angebracht sind, angeordnet sind und die genannten elektrodetragenden Flügel als ein genanntes erstes Elektrodenteil oder als ein genanntes zweites Elektrodenteil fungieren.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 7 bei welchem die mehreren elektrodetragenden Flügel an den mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel angebracht sind, angeordnet sind und ein Teil der genannten elektrodetragenden Flügel als das genannte erste Elektrodenteil und ein anderer Teil der mehreren elektrodetragenden Flügel als das genannte zweite Elektrodenteil fungieren.
Isolierter Vibrationsrührapparat nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Isolierbereich ein wärmegedämmter Bereich ist und ein Abschnitt für einen Injektor für ein Wärmeaustauschmedium und ein Abschnitt für die Abführung des Wärmetauschmediums auf der Seite des genannten Wärmedämmungsbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel auf dem genannten Vibrationsstab angebracht sind, vorhanden sind.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat, welcher einen isolierten Vibrationsrührapparat gemäß den vorangehenden Ansprüchen umfasst und darüber hinaus umfasst: einen Behandlungsbehälter (10A), um eine zu bearbeitende Flüssigkeit (14) aufzunehmen, ein erstes und ein zweites Elektrodenteil, welche ein Paar bilden, und ein Stromversorgungsgerät, um Gleichspannung, Wechselspannung oder gepulste Spannungen zwischen das genannte erste Elektrodenteil und das genannte zweite Elektrodenteil zu legen.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 12 zwecks Aufrecherhaltung eines Spalts von 20 bis 400 Millimeter zwischen dem genannte ersten Elektrodenteil und dem genannte zweiten Elektrodenteil.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 12, bei welchem eine elektrische Leitung elektrisch auf der Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel am genannten Vibrationsstab angeordnet sind, angeschlossen ist, und das genannte erste Elektrodenteil oder das genannte zweite Elektrodenteil auf der genannten Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel am genannten Vibrationsstab angeordnet sind, angebracht ist und außerdem elektrisch an das Stromversorgungsgerät über den genannten Vibrationsstab und die genannte elektrische Leitung angeschlossen ist.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 14, bei welchem die genannten Vibrationsflügel elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über den genannten Vibrationsstab und die genannte elektrische Leitung verbunden sind und als das genannte erste Elektrodenteil oder als das genannte zweite Elektrodenteil fungieren.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 14, bei welchem die genannten elektrodetragenden Flügel, die elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über den genannten Vibrationsstab und die genannte elektrische Leitung verbunden sind, auf der Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel auf dem genannten Vibrationsstab montiert sind, angeordnet sind und als das genannte erste Elektrodenteil oder als das genannte zweite Elektrodenteil fungieren.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 14, welcher zwei isolierte Vibrationsrührapparate umfasst und bei welchem durch das genannte Stromversorgungsgerät eine Spannung zwischen das genannte erste Elektrodenteil des einen isolierten Vibrationsrührapparats und das zweite Elektrodenteil des anderen isolierten Vibrationsrührapparats angelegt wird.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 14, bei welchem die genannten Vibrationsflügel an den mehreren Vibrationsstäben angeordnet sind und jedes vom genannten ersten Elektrodenteil und genannten zweiten Elektrodenteil an den genannten mehreren Vibrationsstäben angebracht ist und das genannte erste Elektrodenteil elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über mindestens einen der genannten mehreren Vibrationsstäbe und die genannte elektrische Leitung, die an die Vibrationsstäbe angeschlossen ist, verbunden ist und das genannte zweite Elektrodenteil elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über mindestens einen der genannten anderen mehreren Vibrationsstäbe und die genannte elektrische Leitung, die an die genannten Vibrationsstäbe angeschlossen ist, verbunden ist.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 18, bei welchem mindestens einer der genannten mehreren Vibrationsstäbe und genannten Vibrationsflügel, die elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über eine an den genannten Vibrationsstab angeschlossene elektrische Leitung verbunden sind, als das genannte erste Elektrodenteil fungiert und/oder mindestens einer der anderen mehreren Vibrationsstäbe und genannten Vibrationsflügel, die mit dem genannten Stromversorgungsgerät über eine an den genannten Vibrationsstab angeschlossene elektrische Leitung verbunden sind, als das genannte zweite Elektrodenteil fungiert.
Flüssigkeitsbehandlungsapparat nach Anspruch 18, bei welchem elektrodetragende Flügel an den genannten mehreren Vibrationsstäben auf der Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel angebracht sind, angeordnet sind und mindestens einer der genannten mehreren Vibrationsstäbe und genannten elektrodetragenden Flügel, die elektrisch mit dem genannten Stromversorgungsgerät über eine an den genannten Vibrationsstab angeschlossene elektrische Leitung verbunden sind, als das genannte erste Elektrodenteil fungiert und/oder mindestens einer der anderen mehreren Vibrationsstäbe und genannten elektrodetragenden Flügel, die mit dem genannten Stromversorgungsgerät über eine an den genannten Vibrationsstab angeschlossene elektrische Leitung verbunden sind, als das genannte zweite Elektrodenteil fungiert.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren, bei welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit (14) in einen Flüssigkeitsbehandlungsapparat gemäß den vorangehenden Ansprüchen 1, 17 eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Vibrationsflügel (16f) in die genannte Bearbeitungsflüssigkeit (14) eintauchen und die genannten Vibrationsflügel in Vibration versetzt werden, während Leistung über das genannte erste Elektrodenteil (16e) und das genannte zweite Elektrodenteil mittels der genannten Bearbeitungsflüssigkeit (14) zugeführt wird.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem ein Spalt von 20 bis 400 Millimeter zwischen dem genannten ersten Elektrodenteil und dem genannten zweiten Elektrodenteil aufrecht erhalten wird.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem das genannte Mittel zur Erzeugung der Vibration bei einer Frequenz von 10 bis 500 Hz schwingt, die genannten Vibrationsflügel eine Vibrationsamplitude von 0,1 bis 30 mm haben und ferner so ausgelegt sind, dass sie mit einer Schwingungszahl von 200 bis 12.000 pro Minute schwingen.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem die Bauteile, die auf der Seite des genannten Vibrationsflügels des genannten elektrischen Isolierbereichs am genannten Vibrationsstab im genannte Vibrationsrührapparat angebracht sind, als mindestens eines von entweder dem genannten ersten Elektrodenteil oder dem genannten zweiten Elektrodenteil benutzt werden.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem die genannten Vibrationsflügel als mindestens eines von entweder dem genannten ersten Elektrodenteil oder dem genannten zweiten Elektrodenteil benutzt werden.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem die genannten elektrodetragenden Flügel, die auf der Seite der genannten Vibrationsflügel des genannten elektrischen Isolierbereichs am genannten Vibrationsstab im genannten Vibrationsrührapparat angebracht sind, als mindestens eines von entweder dem genannten ersten Elektrodenteil oder dem genannten zweiten Elektrodenteil benutzt werden.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem das Verfahren zwei isolierte Vibrationsrührapparate benutzt, wobei ein Bauteil, welches auf dem genannten Vibrationsstab eines ersten Vibrationsrührapparats angebracht ist, als das genannte erste Elektrodenteil benutzt wird und ein Bauteil, welches auf dem anderen genannten Vibrationsstab des genannte zweiten Vibrationsrührapparats angebracht ist, als das genannte zweite Elektrodenteil benutzt wird.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 21, bei welchem die genannten Vibrationsflügel an den mehreren genannten Vibrationsstäben im genannten Vibrationsrührapparat angebracht sind und Bauteile, die auf der Seite der genannten Vibrationsstäbe des genannten elektrischen Isolierbereichs an den mehreren Vibrationsstäben in dem genannten Vibrationsrührapparat angebracht sind, als mindestens eines von entweder dem genannten ersten Elektrodenteil oder dem genannten zweiten Elektrodenteil benutzt werden und mindestens einer von den genannten mehreren Vibrationsstäben, die als das genannte erste Elektrodenteil fungieren, elektrisch an das genannte Stromversorgungsgerät angeschlossen ist und mindestens einer von den anderen mehreren Vibrationsstäbe, die als das genannte zweite Elektrodenteile fungieren, an das genannte Stromversorgungsgerät angeschlossen ist.
Flüssigkeitsbehandlungsverfahren nach Anspruch 28, bei welchem die genannten Vibrationsflügel als mindestens eines vom genannten ersten Elektrodenteil und vom genannten zweiten Elektrodenteil benutzt werden.
Oberflächenbehandlungsapparat, welcher einen Vibrationsrührapparat gemäß den Ansprüchen 1–11 umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem umfasst: einen Behandlungsbehälter (10A), ein vibrationserzeugendes Mittel (16), ein Elektrodenteil (B) und eine Halterung für das Halten eines zur Bearbeitung vorgesehenen Erzeugnisses (C, ART), um das Leiten von elektrischem Strom zu ermöglichen, wobei der genannte Vibrationsapparat, das genannte Elektrodenteil (B) und das genannte zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C, ART) dergestalt im Innern des genannten Behandlungsbehälters (10A) untergebracht sind, dass ein jeweiliger Spalt von 20 bis 400 Millimeter aufrecht erhalten wird.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 30, bei welchem das genannte Elektrodenteil (B) oder das genannte für die Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) dergestalt angeordnet sind, dass sie sich der Spitze des genannten Vibrationsflügels gegenüber befinden.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 30, bei welchem das genannte Elektrodenteil (B) aus einem Stück einer porösen Platte, einem netzförmigen Stück, einem korbförmigen Stück oder einem stabförmigen Stück besteht.
Oberflächenbehandlungsapparat, welcher einen Vibrationsrührapparat gemäß den Ansprüchen 1–11 umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem umfasst: einen Behandlungsbehälter (10A) und eine Halterung (80, 82) für das Halten eines zur Bearbeitung vorgesehenen Erzeugnisses (C), um das Leiten von elektrischem Strom zu ermöglichen, wobei die genannten Vibrationsflügel (16f) und das genannte zur Bearbeitung vorgesehene Erzeugnis (C, ART) dergestalt im Innern des genannten Behandlungsbehälters (10A) untergebracht sind, dass ein jeweiliger Spalt von 20 bis 400 Millimeter aufrecht erhalten wird.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 33, bei welchem das genannte für die Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) dergestalt angeordnet ist, dass es sich der Spitze des genannten Vibrationsflügels gegenüber befindet.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 33, welcher ferner ein Elektrodenteil (B) umfasst und das genannte Elektrodenteil (B) dergestalt im Innern des genannten Behandlungsbehälters angeordnet ist, dass zum Vibrationsflügel und zum genannten zur Bearbeitung bestimmten Erzeugnis jeweils ein Spalt von 20 bis 400 Millimeter aufrecht erhalten wird.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 35, bei welchem das genannte Elektrodenteil (B) aus einem Stück einer porösen Platte, einem netzförmigen Stück, einem korbförmigen Stück oder einem stabförmigen Stück besteht.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 35, bei welchem der genannte Isolierbereich des genannte isolierten Vibrationsrührapparates (A') aus einem Material besteht, welches hauptsächlich Kunststoff und/oder Gummi umfasst.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 35, bei welchem am genannten isolierten Vibrationsrührapparat (A') eine elektrische Leitung an den genannten Vibrationsstab auf der Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannten Vibrationsflügel angebracht sind, angeschlossen ist.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 35, bei welchem elektrodetragende Flügel am genannten Vibrationsstab auf der Seite des genannten elektrischen Isolierbereichs, wo die genannte Vibrationsflügel angebracht sind, angeordnet sind.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 39, bei welchem die genannten elektrodetragenden Flügel am genannten Vibrationsstab dergestalt angebracht sind, dass die Positionen der genannten elektrodetragenden Flügel mit den Positionen der genannten Vibrationsblätter abwechseln.
Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 39, bei welchem die Oberfläche der genannten elektrodetragenden Flügel größer ist als die Oberfläche der genannten Vibrationsflügel und die Spitzen der genannten elektrodetragenden Flügel weiter vorstehen als die Spitzen der genannten Vibrationsflügel.
Oberflächenbehandlungsverfahren, welches einen Oberflächenbehandlungsapparat nach den Ansprüchen 1 und 35 enthält, nach welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit (14) in den genannten Behandlungsbehälter (10A) eingefüllt wird, wobei die genannten Vibrationsflügel (16f), das genannte Elektrodenteil (B) und das genannte zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C, ART) in die genannte Bearbeitungsflüssigkeit (14) eintauchen und ein Elektrodenteil als das genannte Elektrodenteil (B) genommen wird und das genannte zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C, ART) als die genannte andere Elektrode genommen wird und die genannten Vibrationsflügel (16f) dergestalt ausgelegt sind, dass sie vibrieren, während Leistung über ein Elektrodenteil und das genannte andere Elektrodenteil über die genannte Bearbeitungsflüssigkeit zugeführt wird.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 42, bei welchem es sich bei der genannten Oberflächenbehandlung um Galvanisieren, anodische Oxidation, Elektropolieren, Elektroentfettung, Plattierung oder Elektroformung handelt oder um einen vorausgehenden oder nachgeschalteten Prozess, bei welchen diese Verfahren zur Anwendung gelangen.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 43, bei welchem die genannten Vorgänge Galvanisieren, anodische Oxidation, Elektropolieren, Elektroentfettung, Plattierung oder ein vorausgehender oder nachgeschalteter Prozess, bei welchen diese Verfahren zur Anwendung gelangen, bei einer elektrischen Stromdichte von 10 A/dm² oder darüber durchgeführt werden.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 43, bei welchem die genannte Elektroformung bei einer elektrischen Stromdichte von 20 A/dm² oder darüber durchgeführt wird.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 42, bei welchem das genannte vibrationserzeugende Mittel bei einer Frequenz von 10 bis 500 Hz schwingt, wobei die genannten Vibrationsflügel eine Vibrationsamplitude von 0,1 bis 30 mm haben und außerdem so gestaltet sind, dass sie bei 200 bis 12.000 Schwingungen pro Minute schwingen.
Oberflächenbehandlungsverfahren, welches den genannten Oberflächenbehandlungsapparat nach Anspruch 33 enthält und nach welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit in den genannten Behandlungsbehälter einer Oberflächenbehandlungsapparat eingefüllt wird, wobei die genannten Vibrationsflügel und das genannte zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) in die genannte Bearbeitungsflüssigkeit (14) eintauchen, wobei der genannte Vibrationsstab und der genannte Vibrationsflügel, der elektrisch an den genannten Vibrationsstab angeschlossen ist, als eine Elektrode genommen werden und außerdem das genannte zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) als die andere Elektrode genommen wird und die genannten Vibrationsflügel dergestalt ausgelegt sind, dass sie vibrieren, während Leistung über eine Elektrode und die andere genannte Elektrode über die genannte Bearbeitungsflüssigkeit zugeführt wird und dabei das zur Bearbeitung bestimmte Erzeugnis (C) seine Oberflächenbehandlung erfährt.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 47, bei welchem das genannte Elektrodenteil (B) innerhalb des genannten Behandlungsbehälters angeordnet ist, um zu dem genannten Vibrationsflügel und dem genannte zur Bearbeitung bestimmten Erzeugnis (C) einen jeweiligen Abstand von 20 bis 400 Millimeter aufrecht zu erhalten und wobei das genannte Elektrodenteil (B) als die andere Elektrode benutzt wird.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 47, bei welchem es sich bei dem genannten Verfahren um Galvanisieren, anodische Oxidation, Elektropolieren, Elektroentfettung, Plattierung oder Elektroformung handelt oder um einen vorausgehenden oder nachgeschalteten Prozess, wo diese Verfahren zur Anwendung gelangen.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 49, bei welchem die genannten Verfahren Galvanisieren, anodische Oxidation, Elektropolieren, Elektroentfettung, Plattierung oder ein vorausgehender oder nachgeschalteter Prozess, wo diese Verfahren zur Anwendung gelangen, bei einer elektrischen Stromdichte von 10 A/dm² oder darüber durchgeführt werden.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 49, bei welchem die genannte Elektroformung bei einer elektrischen Stromdichte von 20 A/dm² oder darüber durchgeführt wird.
Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 47, bei welchem das genannte vibrationserzeugende Mittel bei einer Frequenz von 10 bis 500 Hz schwingt, wobei die genannten Vibrationsflügel eine Vibrationsamplitude von 0,1 bis 30 mm haben und außerdem so gestaltet sind, dass sie bei 200 bis 12.000 Schwingungen pro Minute schwingen.