DE69216309T2

DE69216309T2 - Oberflächenbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69216309T2
Application number: DE69216309T
Authority: DE
Inventors: Reine Lindwall
Original assignee: Galvatek WTT AB
Current assignee: Outokumpu WTT AB
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2012-06-30
Also published as: SE9102031D0; EP0523022A3; JPH06192864A; EP0523022B1; KR100256433B1; ES2099813T3; ATE146990T1; CA2072829C; KR930002007A; US5312530A; SE9102031L; JP3179875B2; EP0523022A2; CA2072829A1; DE69216309D1; SE469267B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung für ein fließendes bzw. laufendes Material. In dem gegenwärtigen Fall wird der Ausdruck laufendes Material so benutzt, daß Drähte, Streifen bzw. Bänder, Rohre und dergleichen, vorzugsweise aus Metall, mit eingeschlossen sind. Die Erfindung wurde in Zusammenhang mit Arbeiten mit einem drahtförmigen Material aus Metall entwikkelt; die Erfindung wird daher darauf bezugnehmend nachstehend offenbart, obwohl sie jedoch nicht darauf beschränkt ist, nur in Zusammenhang mit der Bearbeitung bzw. Behandlung von Metalldrähten eingesetzt zu werden.
Wenn ein Metalldraht durch eine mechanische Behandlung weiter behandelt werden soll oder mit einer Oberflächenschicht versehen werden soll, muß die Oberfläche des Drahts frei von jeglicher Verunreinigung, beispielsweise in der Gestalt von Oxiden, Fett, Ziehhilfsmittel oder dergleichen, sein. Das Entfernen derartiger Verunreinigungen erfolgt gewöhnlicherweise mittels Säuren oder Entfettungsmitteln. In einigen Fällen werden die Verunreinigungen mechanisch, beispielsweise durch Bürsten, entfernt. Bei der Behandlung mit Säuren oder Entfettungsmitteln wird der Draht für eine vorgegebene Zeitdauer in ein geeignetes Reinigungsbad getaucht oder durch dieses gezogen. Dieses Verfahren ist oftmals sehr zeitraubend, was es erschwert, die fragliche Anlage bzw. Einrichtung in einer Reihe mit weiteren Produktionseinrichtungen anzuordnen. Um die Behandlungszeit wenigstens etwas zu verringern, ist es möglich, elekrolytische Verfahren einzusetzen; eine weitere Möglichkeit besteht in der Anwendung von Ultraschall.
Eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung im allgemeinen bezieht, ist in US-A-4811748 offenbart. Diese vorher bekannte Oberflächenbehandlungsvorrichtung zur Reinigung und anderweitigen Oberflächenbehandlung von laufendem Material weist einen Körper mit einer Durchgangsbohrung auf, in der das Material während einer Bewegung auf einem Weg durch die Vorrichtung geleitet wird, wobei der Körper mit einer Einrichtung versehen ist und eine innere Aushöhlung aufweist, die mit einem Behandlungsmittel unter Druck gespeist wird und einen einen Strahl ausbildenden Schlitz hat, der die Aushöhlung mit der Durchgangsbohrung derart in Verbindung bringt, daß ein genau definierter laminarer Strahl des Behandlungsmittels unter einem spitzen Winkel auf das laufende Material gerichtet ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung vorzusehen, durch deren Anwendung die Durchlauf zeit des Drahts im Vergleich zur Durchlauf zeit mit den früheren technischen Vorrichtungen beträchtlich verringert werden kann, und, anders ausgedrückt, bei der die Effizienz beträchtlich erhöht wird.
Bezüglich des soeben erwähnten Zwecks ist die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsvorrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine zweipolige elektrische Zelle aufweist, die eine erste Elektrode, die einen Wandabschnitt der Aushöhlung bildet, und eine zweite Elektrode aufweist, die einen Wandabschnitt der Durchgangsbohrung stromabwärts des Schlitzes bildet.
Der spitze Winkel liegt vorzugsweise im Bereich von 40º - 70º.
Es ist insbesondere vorteilhaft, daß der einen Strahl ausbildende Schlitz rotationssymmetrisch ist und den Weg umgibt, auf dem das Material weitergeleitet wird.
Bei einer praktischen Ausführungsform sei erfindungsgemäß bevorzugt, daß eine Vielzahl von Behandlungseinheiten in Wegrichtung des Materials nacheinander angeordnet sind, wobei jede eine innere Aushöhlung und einen einen Strahl ausbildenden Schlitz hat.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher offenbart.
Fig. 1 ist ein axialer Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsvorrichtung, die als ein Beispiel gewählt wurde;
Fig. 2 zeigt, ähnlicherweise in einem axialen Längsschnitt, eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsvorrichtung, die drei in einer Reihe gekoppelte sogenannte Strahlzellen aufweist.
Die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, weist einen im allgemeinen mit bezeichneten, im wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen Körper auf, der eine Querwand 11 aufweist. In den rohrförmigen Körper 10 ist ein Kegel bzw. Kern 12 eingesetzt, der zusammen mit der Querwand 11 eine ringförmige Aushöhlung 13 definiert. An seinem linken Ende ist der rohrförmige Körper 101 wie es in der Zeichnung gezeigt ist, mit einer Endwand 14 versehen, die zusammen mit einer Aussparung in der Querwand 11 eine Ablaufkammer 15 bildet, die durch einen Auslaß 16 nach außen offensteht.
Am rechten Ende des Kerns 12 ist, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, eine Endwand 17 vorgesehen, die zusammen mit der Endoberfläche des Kerns 12 eine sogenannte Luftabstreifeinrichtung 18 ausbildet, die durch einen Lufteinlaß 19 von außen mit Luft versorgt wird.
Durch alle vorstehend erwähnten Einzelheiten geht eine zentrale, axial Bohrung 19A, durch die der Draht (nicht dargestellt) während seines Durchgangs durch die erfindungsgemäße Oberflächebehandlungsvorrichtung läuft.
Die ringförmige Aushöhlung 13 steht durch einen ringförmigen Schlitz 20, dessen Erzeugende mit der Mittelinie der axialen Durchgangsbohrung 19A einen spitzen Winkel bildet, nämlich einen Winkel im Bereich von 40º - 70º, zur axialen Durchgangsbohrung 19A offen.
In der ringförmigen Aushöhlung 13 ist eine Elektrode 21 angeordnet, und am rechten Ende des Kerns 12 ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, eine weitere Elektrode 22 angeordnet. In dem Beispiel sind beide Elektroden 21, 22 ringförmig, was als am vorteilhaftesten erachtet wird.
Im Betrieb wird der Draht (nicht dargestellt) mit einer geeigneten Geschwindigkeit durch die axiale Durchgangsbohrung 19A in Richtung von links nach rechts geleitet. Ein geeignetes Reinigungsmittel wird unter einem geeigneten Druck, nämlich im Bereich von 5 - 15kp, der Aushöhlung 13 zugeführt und tritt durch den Schlitz 20 in der Gestalt eines ringförmigen, den Draht umgebenden laminaren Strahls von geringer Breite bzw. Weite aus, und zwar tatsächlich von einer derart geringen Weite, daß der Strahl wie ein Messer wirkt. Dies führt dazu, daß die Drahtoberfläche durch das Reinigungsmittel unter einem vergleichsweise hohen Druck behandelt wird und daß die Verunreinigungspartikel, die dadurch abgelöst werden, von der Drahtoberfläche schnell weggespült und durch den Auslaß 16 hinaus geleitet werden.
Die Elektroden 21 und 22 der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsvorrichtung erhöhen den Reinigungseffekt noch mehr. Wie dargestellt sind die Elektroden 21, 22 auf eine solche Art und Weise angeordnet, daß in der Zelle ein zweipoliger Stromkreis bzw. eine zweipolige Schaltung ausgebildet ist. Wenn die Elektrode 21, die sich in der Aushöhlung 13 befindet, an den Minuspol eines Gleichrichters angeschlossen ist, während die andere Elektrode 22, die den Faden bzw. Draht umgibt, mit dem Pluspol des Gleichrichters angeschlossen ist, wird die Drahtoberfläche unter dem engen Strahl des Reinigungsmittels anodisch. Dadurch wird die mit Widerstand behaftete Schicht aus gelösten Verunreinigungen und Metallionen, die den Draht umgibt, aufgelöst und läßt einen höheren Strom durch die Zelle fließen, was zu einer beschleunigten Auflösung/Reinigung der Drahtoberfläche führt. Durch Tests wurden Stromdichten von mehr als 1000A/dm² und bis das zehnfache davon festgestellt.
Für den Fall, daß nur eine anodische oder kathodische Behandlung des Drahts erwünscht ist, kann ein an dem laufenden Draht gleitetender Kontaktschuh (nicht dargestellt) den erforderlichen Strom übertragen.
Eine weitere Anwendung der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsvorrichtung, abgesehen von einer Anwendung als Reinigungsvorrichtung, ist als eine Schnell-Galvanisier- bzw. Schnell- Beschichtungsvorrichtung, was aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten und der möglichen hohen Stromdichte möglich ist.
Eine denkbare erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsvorrichtung, die für eine tatsächliche Produktion angepaßt ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Vorrichtung weist drei sogenannte Strahlzellen 25, 26, 27 vom allgemeinen Typ auf, der vorstehend unter Bezugnahme auf die Strahlzelle 10 beschrieben wurde. Diese Strahlzellen sind in Durchgangsrichtung des Drahts (nicht dargestellt) nacheinander angeordnet und stehen in direktem Kontakt miteinander, und die beiden äußeren Zellen 25, 27 sind jeweils in ähnlicher Weise, wie es vorstehend beschrieben wurde, mit Endwänden 14, 17 versehen. Dadurch kann das drahtförmige Material in einer oder mehreren Zellen mit Wasser gespült werden.

Claims

1. Oberflächenbehandlungsvorrichtung zur Reinigung und anderweitigen Oberflächenbehandlung von einem laufenden Material, die einen Körper mit einer Durchgangsbohrung aufweist, in der das Material während einer Bewegung auf einem Weg (19A) durch die Vorrichtung geleitet wird, wobei der Körper mit einer Einrichtung versehen ist und eine innere Aushöhlung (13) aufweist, die mit einem Behandlungsmittel unter Druck gespeist wird und einen einen Strahl ausbildenden Schlitz (20) aufweist, der die Aushöhlung mit der Durchgangsbohrung derart verbindet, daß ein genau definierter laminarer Strahl des Behandlungsmittels mit einem spitzen Winkel auf das laufende Material gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine zweipolige elektrische Zelle aufweist, die eine einen Wandabschnitt der Aushöhlung bildende erste Elektrode (21) und eine einen Wandabschnitt der Durchgangsbohrung stromabwärts des Schlitzes bildende zweite Elektrode (22) aufweist.

2. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel im Bereich von 40º bis 70º liegt.

3. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Strahl ausbildende Schlitz (20) rotationssymmetrisch ist und den Weg umgibt, auf dem das Material geleitet wird.

4. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Strahl ausbildende Schlitz ein Höhe/Weite-Verhältnis von 1 : 5 - 10 hat.

5. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Behandlungseinheiten (25, 26, 27) in Wegrichtung des Materials nacheinander angeordnet sind, wobei jede eine innere Aushöhlung (13) und einen einen Strahl ausbildenden Schlitz (20) aufweist.