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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Plattieren und Endbearbeiten
von Metallstücken, die
in einem Bad getaucht worden sind, und sie bezieht sich insbesondere
auf ein verbessertes System für
Behandlungen eines galvanischen Beschichtens oder Endbearbeitens
von Metallstücken
und insbesondere von kleinen Metallgegenständen.
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Bei
herkömmlichen
Systemen für
eine galvanische Behandlung wie beispielsweise für ein Zinkplattieren oder ein
Galvanisieren von Metallstücken werden
die Stücke
in Drehtrommeln oder „Tumblern" beschickt, die eine
zylindrische oder prismatische Form haben und deren Achse horizontal
eingestellt ist, wobei die Trommeln perforierte Wände und
eine öffenbare
Tür haben.
Jede Trommel wird an einem Stützrahmen
befördert
und hat die Freiheit, sich um ihre eigene Achse zu drehen.
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Das
System weist einen Satz an Bädern
auf, die in einer Reihe angeordnet sind, wobei in sie Baugruppen
aus dem Rahmen und der Trommel getaucht werden, die mit den zu behandelnden
Stücken beschickt
worden sind. In jedem der Bäder
wird eine spezielle Behandlungsstufe oder eine Stufe, die vor der
Behandlung kommt, ausgeführt,
wie beispielsweise ein Waschen, Entgasen, Beizen, Desaktivieren und
eine Zinkbeschichtung (Galvanisierung).
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Im
Allgemeinen wird eine Anzahl von Trommeln gleichzeitig im gleichen
Bad behandelt. Die Trommeln werden Seite an Seite in jedem Bad in
einer ortsfesten Position gesetzt, und jede Trommel wird von einem
Bad in das nächste
Bad mittels eines oben laufenden Kranes (eines Hallenkranes) bewegt, der
sie anhebt, sie in Übereinstimmung
mit einer Richtung, die als Vorwärtsbewegungsrichtung
oder Vorschubrichtung bezeichnet wird, versetzt, und sie zu der
neuen Position absenkt. Die Vorwärtsbewegungsrichtung
und die Richtung, die durch die Achsen der Trommeln definiert wird,
sind üblicherweise in
Bezug aufeinander senkrecht.
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Zwangsweise
tropft die Trommel, die angehoben wird und eine Versetzung erfährt, auf
die darunter liegenden Trommeln in den Behandlungsbädern, auf
die Saughauben und auf die anodischen Stangen (Anodenstäbe) der
Elektrolytabscheidungsbäder,
womit eine ernsthafte Verschmutzung der Lösungen bewirkt wird. Es ist
klar, dass dann, wenn eine Säure
in ein Waschbad tropft oder andererseits wenn Waschflüssigkeit
in ein Galvanisierbad tropft, die entsprechenden Wasch- und Galvanisierprozesse
eine geringere Qualität
haben werden.
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Ein
weiterer ernsthafter Nachteil bei herkömmlichen Systemen, der erheblich
die Produktivität
im Hinblick auf die Anzahl an pro Stunde behandelten Dreheinrichtungen
einschränkt,
ergibt sich aus der Tatsache, dass, um eine Trommel bei dem Ende des
Prozesses herauszuheben, ein Hallenkran eine Bahn in den beiden
Bewegungsrichtungen, das heißt bei
dem Beschicken und dem Entladen durchlaufen muss, und die erforderliche
Zeit beläuft
sich zwischen der minimalen Zeit, die zum Abdecken einer räumlichen
Einheit, die durch eine einzelne Trommel eingenommen wird, und der
maximalen Zeit, die zum Abdecken von n Einheiten, die durch n Dreheinrichtungen
(Tumbler) eingenommen wird, erforderlich ist. Dies führt zu einer
Diskontinuität
(Unterbrechung) bei den Ablagerungszeiten des Metalls, was den ungünstigen
Effekt einer Ungleichmäßigkeit
bei den abgelagerten Dicken hat.
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Ein
weiterer Nachteil, der mit den bekannten Systemen verbunden ist,
ist die Art und Weise, in der die Anoden verteilt sind. In der Tat
sind die Anodenstäbe
quer in Bezug auf die Bäder
und parallel zu den Achsen der Trommeln zwischen benachbarten Trommeln
eingesetzt, und dies verringert die Qualität der Behandlung. Insbesondere
der Umstand, dass ein Anodenstab von zwei benachbarten Dreheinrichtungen
geteilt wird, erzeugt die unerwünschte
Wirkung der Beförderung
von einer größeren Anzahl
an Kationen und folglich von mehr Metall zu der Dreheinrichtung,
die eine höhere
Leitfähigkeit
aufzeigt, auf Kosten der anderen Dreheinrichtung. Außerdem ist
das Austauschen der Anodenstäbe
besonders unbequem und gefährlich,
da der betreffende Ausführende
auf die Bäder
klettern muss, um ein periodisches Austauschen auszuführen.
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Ein
anderer negativer Effekt bei herkömmlichen Systemen ist die Schwierigkeit
zum Beseitigen von Emissionen von Dünsten und Dämpfen wegen der langen zurückgelegten
Wege außerhalb
der Bäder
durch die Trommeln, die sich mit den Lösungen vollgesaugt haben, die
bei den verschiedenen Prozessen angewendet werden. Außerdem kann
eine mögliche
Einrichtung für
eine Absaugung von Dünsten
bei herkömmlichen
Systemen lediglich in den begrenzten Raum angeordnet werden, der
quer zu der Vorwärtsbewegungsrichtung
zwischen den benachbarten Trommeln ist, und folglich müssen diese
mit energieintensiven Sauggeräten
unter hohen Kosten und lediglich moderaten Ergebnissen ausgestattet sein.
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Darüber hinaus
wird bei herkömmlichen
Systemen eine Steuerung der Stromstärke ausgeführt, indem ein Stromgleichrichter
für jede
Position des elektrolytischen Plattierens angeordnet wird mit einem
enormen wirtschaftlichen Aufwand aufgrund der Anzahl der Verbindungen
und der Anzahl an Stromgeneratoren, die für die elektrolytischen Prozesse
erforderlich sind.
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Herkömmliche
Systeme für
die Behandlung von Stücken,
bei dem die Rahmen, die die Trommeln stützen, von einer Transporteinrichtung – eine Längsschiene
(Längsschienen)
oder eine Förderkette
(Förderketten) – herabhängen, die über dem
Bad (über den
Bädern)
positioniert sind, sind beispielsweise aus den Druckschriften JP-A-55
085 697, GB-A-790 006, US-A-3 099 275 und JP-A-63 310 998 bekannt; wobei
andere herkömmliche
Systeme für
die Behandlung von Stücken
beispielsweise aus den Druckschriften US-A-3 444 802, GB-A1 583
854 und US-A-1 563 041 bekannt sind.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System für die Behandlung
von Stücken
zu schaffen, das in der Lage ist, die vorstehend erwähnten Nachteile
zu überwinden,
und insbesondere das Tropfen der Trommeln während ihres Transports von einem
Bad zu einem anderen zu verhindern oder vielmehr zu verhindern,
dass Substanzen in die Bäder tropfen,
bei denen das Vorhandensein von diesen Substanzen unerwünscht ist.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe und andere Aufgaben wird bzw. werden
in hervorragender Weise mittels eines Systems gelöst, das
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 1 hat, und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die auferlegten Aufgaben, das heißt sie verhindert ein Tropfen der
Trommeln während
ihres Voranschreitens durch den Zyklus, verringert die Transportzeit
der Trommeln während
ihres Voranschreitens, verhindert eine Unterbrechung und eine Ungleichmäßigkeit
bei der Behandlung, erleichtert ein periodisches Austauschen von
den Anodenstäben,
ermöglicht
einen Einbau von Saughauben über
einen breiten Bereich der Behandlungsbäder (dahingehend, dass es nicht
erforderlich ist, dass der Hallenkran Zugriff zu dem gesamten Ausmaß der Behandlungsbäder haben muss),
und vereinfacht die Verbindungen für die Belieferung mit dem elektrischen
Strom, der für
die elektrolytischen Prozesse erforderlich ist.
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Eine
detaillierte beispielartige nicht einschränkende Beschreibung der vorliegenden
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargelegt.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein mögliches Ausführungsbeispiel
des Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei dem die Pfeile die Richtung des Voranschreitens der
Drehtrommeln oder Dreheinrichtungen zeigen.
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2 zeigt
eine vertikale Schnittansicht von einem Behandlungsbad in vergrößertem Maßstab in Bezug
auf 1 mit einer Trommelbaugruppe, die sich darin befindet.
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2a zeigt
die Einzelheit, die in 2 eingekreist ist, in vergrößertem Maßstab.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf einen Teil eines Behandlungsbades, wobei zwei
Trommelbaugruppen dabei durch eine Drückeinrichtung gedrückt werden.
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4 zeigt
eine Seitenansicht von einer Trommelbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 zeigt
eine vertikale Längsschnittansicht
entlang eines Bades mit zwei darin befindlichen Trommelbaugruppen,
wobei auch die Wirkung einer Drückvorrichtung
gezeigt ist.
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6 zeigt
die schematische Darstellung eines Waschabschnittes von dem System,
das an einer Ebene gezeigt ist, die senkrecht zu der Vorwärtsbewegungsrichtung
der Trommeln ist.
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Die
gleichen Bezugszeichen der verschiedenen Zeichnungen beziehen sich
gleiche oder im Hinblick auf die Funktion äquivalente Teile.
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Es
wird darüber
hinaus darauf hingewiesen, dass, wenn auch aus Gründen der
Vereinfachung der Beschreibung auf ein Galvanisiersystem Bezug genommen
wird, die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf ein Nickelplattieren,
ein Chromplattieren, ein Messingbeschichten oder auf nicht galvanische Endbearbeitungsbehandlungen
angewendet werden kann. Folglich sind solche Ausdrücke wie
beispielsweise „Zinkplattieren
(Galvanisierung)" und „Zink" nicht als eine Einschränkung der
vorliegenden Erfindung zu verstehen.
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Unter
zunächst
erfolgender Bezugnahme auf 1 hat ein
System 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Satz aus Bädern
V, die in Aufeinanderfolge in Längsrichtung
vorzugsweise entlang zweier paralleler Linien angeordnet sind. In
jedem Bad wird eine Behandlung oder eine Behandlungsstufe ausgeführt. Die
Bäder V1, V2, V3 befinden
sich an einer Abteilung des Systems; das Bad V4 befindet
sich an einer anderen Abteilung des Systems. Eine Anzahl an Positionen
innerhalb von einem Bad, die durch Trommelbaugruppen einzunehmen
sind, sind durch Rechtecke definiert und durch P1,1,
P1,2, P1,3 für das Bad
V1 beziehungsweise P2,1,
P2,2, etc. für das Bad V2 und
so weiter bezeichnet. Eine Vorwärtsbewegungsrichtung
gemäß dem Pfeil
A von links nach rechts ist für
die Abteilung des Systems definiert, die in dem oberen Teil der
Zeichnung dargestellt ist, und gemäß dem Pfeil B von rechts nach
links für
die Abteilung, die in dem unteren Teil der Zeichnung dargestellt
ist. Die beiden Abteilungen sind an einem Ende an der rechten Seite
in der Zeichnung durch eine Übertragungsvorrichtung 11 verbunden,
und in der zweiten Abteilung ist an dem entgegengesetzten Ende eine Abgabevorrichtung 13 vorhanden.
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Das
Bad V1 kann beispielsweise drei Trommelbaugruppen
an den Positionen P1,1, P1,2 und
P1,3 aufnehmen. Zumindest einige der Bäder von
dem System sind mit einer Drückvorrichtung
ausgestattet, die nachstehend beschrieben ist.
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Nachstehend
ist der Ausdruck „Längsrichtung" dazu verwendet,
um eine Richtung anzuzeigen, die parallel zu der Richtung des Trommelvoranschreitens
in dem System (siehe die Pfeile A und B) ist und der Ausdruck „Querrichtung" wird verwendet, um
die Richtung anzuzeigen, die quer zu der vorstehend erwähnten Längsrichtung
läuft.
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Nachstehend
ist unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 eine
Trommelbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben, und unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist
ein Bad gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Eine
Trommel- oder Dreheinrichtungsbaugruppe 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung hat eine Drehtrommel oder eine Dreheinrichtung (Tumbler) 14,
die so gestützt
ist, dass sie dazu frei ist, sich um eine horizontale Achse 15 zu
drehen, wobei sie durch einen Aufbau oder einen Rahmen 28 gestützt ist.
Die Dreheinrichtung 14 hat in einer an sich bekannten Weise
einen Körper 17,
der im Allgemeinen ein polygonales Profil hat, mit perforierten
Wänden 19.
Eine Wand 19a der Wände
ist an die benachbarte Wand angelenkt, um als eine Tür zu dienen.
Die Grundseiten von dem Prisma, das durch die Wände gestaltet wird, besteht
außerdem
aus ebenen perforierten Wänden,
die an der Achse 15 so montiert sind, dass sie die Freiheit
haben, sich zu drehen. Der Körper
ist an einem Zahnrad 41 befestigt, das mit einem Zwischenrad 42 in
Zahneingriff steht, das durch ein Antriebszahnrad 44 angetrieben
wird, das an der Abgabewelle eines Motors 20 montiert ist,
um die Trommel zu drehen. Der Motor 20 wird an dem Rahmen 28 der
Trommelbaugruppe getragen. Der Stützrahmen 28 hat entgegengesetzte
Achsen, die vorzugsweise in Übereinstimmung
mit den Achsen ausgerichtet sind, die sich in Ebenen senkrecht zu
der Achse 15 befinden. Die Achsen 30 tragen an
ihren distalen Enden nicht angetriebene Räder 26, die elektrisch
leitfähig
sind. Vorzugsweise hat jeder Rahmen zwei Paare an Achsen und zwei
Paare an Rädern 26.
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Jeder
Rahmen zeigt außerdem
an einer seiner Seiten Stromabnahmearme 34 auf, die in
Schlitten 35 enden, die mit einem Kathodenkontakt 36 versehen
sind.
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Der
Trommelstützrahmen 28 hat
des Weiteren hakenartige Teile 18, die so gestaltet sind,
dass sie durch eine Verhakungseinrichtung 21 von einem oben
laufenden Kran (Hallenkran) 16 verhakt, das heißt eingehakt
werden. Vorzugsweise hat gemäß der vorliegenden
Erfindung der Rahmenaufbau von jeder Trommelbaugruppe eine Führungswand
und eine Nachlaufwand, die parallel sind und die durch die Bezugszeichen 28a bzw. 28b bezeichnet
sind. Die Stromabnahmearme 24 leiten durch einen Kathodenkontaktanschluss 36 den
elektrischen Behandlungsstrom zu einer Vorrichtung 38 zum
Abnehmen des elektrischen Stroms oder zum Liefern des elektrischen
Stroms, die sich in das Innere der Trommel erstreckt und die einen
elektrischen Polarisationsstrom zu den Metallstücken, die in der Trommel enthalten
sind, überträgt. Es ist
eine vordere Stromstärkenliefereinrichtung
und eine hintere Stromstärkenliefereinrichtung
vorhanden. Die leitfähigen
nicht angetriebenen Räder 26 übertragen
andererseits eine elektrische Lieferstromstärke zu dem Motor 20.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 sind einige Eigenschaften
von einem Bad V gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
An zumindest einem Längsrand
ist das Bad V mit einer ersten leitfähigen Schiene 39 für einen
elektrischen Kathodenstrom und mit einer zweiten leitfähigen Schiene
ausgestattet, die längsseits
der ersten Schiene angeordnet ist und von dieser isoliert ist, wobei
sie mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnet ist, für die Belieferung des
Motors mit elektrischer Stromstärke.
An der Schiene 37 gelangen die Räder 26 an einer Seite möglicherweise über Kupferstäbe 7 in
Kontakt. An der Schiene 36 gelangt das kathodische Kontaktanschlussstück 36 in
Kontakt.
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Die
Anodenstäbe 24 sind
in Längsrichtung entlang
des Bades angeordnet. Vorzugsweise hat der Boden von dem Bad V,
der mit dem Bezugszeichen 49 bezeichnet ist, eine halb
kreisartige Form, die zu der Achse 15 der Dreheinrichtung
konzentrisch ist und einen Radius hat, der größer als der Radius der Dreheinrichtung
ist, so dass sich eine „einhüllende" Form zumindest in
dem Teil unterhalb der Position der Achse 15 ergibt.
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Gemäß einem
wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zumindest eines
der Bäder
V von dem System mit einer Drückeinrichtung 50 ausgestattet.
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In 1 sind
vier Drückvorrichtungen
gezeigt, das heißt
eine Vorrichtung 501 für das Bad
V1, eine Vorrichtung 502 für das Bad
V2, eine Vorrichtung 503 für das Bad
V3 und eine Vorrichtung 504 für das Bad
V4. Eine allgemeine Druckvorrichtung 50 ist
unter Bezugnahme auf die 3 und 5 beschrieben.
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Die
Drückvorrichtung
hat grundsätzlich
einen Querbalken 51, der sich abwechselnd nach vorne und
nach hinten entlang des Bades um einen Hub bewegt, der der Länge von
zumindest einer Dreheinrichtungsbaugruppe entspricht. Der Drückstab 51 ist bei
einer derartigen Höhe
eingesetzt, dass er mit den hinteren Querbalken 28b von
dem Rahmen 28 der Dreheinrichtung in Eingriff gelangen
kann. Die abwechselnde Drückbewegung
nach vorn und nach hinten von dem Stab 51 der Drückeinrichtung
kann in einer beliebigen bekannten Art und Weise erzielt werden.
Beispielsweise ist unter Bezugnahme auf die 3 und 5 der
Stab 51 an zwei Ketten 53, 53 montiert,
die an beiden Seiten von dem Bad befördert werden und um Zahnräder 54, 56 bewegt
werden.
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Nachstehend
ist der Betrieb der Drückeinrichtung
unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert. Eine
Anzahl an Trommelbaugruppen ist in dem Bad V1 angeordnet,
wobei ihre jeweiligen Achsen 15 parallel zu der Vorwärtsbewegungsachse
A ausgerichtet sind. Die Trommelbaugruppe, die sich in dem Bad V1 am weitesten rechts befindet, folglich
an dem Ende der Behandlung, wird durch den (nicht dargestellten)
Hallenkran aufgenommen und zu der Behandlungsstartposition in dem
benachbarten Bad V2 bewegt. Dies macht einen
Raum S3 an der rechten Seite in 5 frei.
Der Vorwärtsbewegungsmotor 57 wird
betätigt,
um die Zahnräder 54 so
zu bewegen, dass bewirkt wird, dass der Drückstab 51 sich zu
der rechten Seite in 5 um eine Strecke vorwärts bewegt,
die der Länge
einer Trommelbaugruppe entspricht. Der Hub von dem Drückstab 51 verschiebt die
Trommel 121 , und dadurch wiederum
wird die Trommel 122 , an der die
erstgenannte Trommel ruht, verschoben, bis die letzte Trommel den
Raum S3 an der rechten Seite in 5 einnimmt,
und die Trommel 121 nimmt den Raum
ein, der zuvor von der Trommel 122 eingenommen
wurde. Der Drückstab wird
dann zurück
zu der Startposition gebracht, womit ein Behandlungsstartraum S1 an der linken Seite für eine weitere Trommelbaugruppe
frei wird. In dieser Art und Weise kann jede Trommel die gesamte Länge von
dem Bad V1 durchlaufen, und jegliches Tropfen
zu darunter liegenden Trommeln wird vermieden. Das Eingreifen von
dem Hallenkran ist lediglich zum Zwecke des Transports für einen
begrenzten Abstand zwischen der Endposition S3,
die sich stromabwärtig
von einem vorherigen Bad befindet, und der Position erforderlich,
die sich stromaufwärtig von einem
anschließenden
Bad befindet. Außerdem können, da
der Hallenkran nicht an den Dreheinrichtungen arbeitet, die sich
in den Zwischenpositionen in dem Bad befinden, diese Positionen
durch Saughauben in einer noch effizienteren Weise bedeckt sein, als
dies bislang bei herkömmlichen
Systemen erzielt wurde.
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Nachstehend
ist unter Bezugnahme auf 6 eine Waschstation beschrieben,
die ein Merkmal von einem Ausführungsbeispiel
des Systems bildet. In 6 ist eine Trommelbaugruppe 12 im
Inneren eines Waschbades VL dargestellt, das mit einem „halbumhüllenden" Boden versehen ist,
wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf die Behandlungsbäder erläutert ist.
Das Bad VL hat einen Einfülleinlass 61 und
einen Abgabeauslass 62, der mit einer Saugpumpe 63 verbunden
sind. Ein Waschturm ist mit dem Bezugszeichen TL bezeichnet und
hat drei Tanks L1, L2,
L3, die einer über dem anderen angeordnet
sind. Der obere Tank L3 enthält die sauberste Waschflüssigkeit
und hat einen Überlauf 64,
der zu dem Zwischentank führt.
Der Zwischentank L2 enthält eine weniger saubere Waschflüssigkeit
und hat einen Überlauf 64,
der zu dem Bodentank führt.
Der Bodentank L1 enthält die schmutzigste Flüssigkeit
und hat einen Überlauf 65,
der zu der Abgabe führt.
Mit dem Bezugszeichen 66 ist eine Lieferpumpe bezeichnet und
mit dem Bezugszeichen 67 ist eine Rücklaufpumpe bezeichnet. Ein
Waschen wird zuerst mit der Flüssigkeit
von dem Tank L1, dann mit der Flüssigkeit von
dem Tank L2 und schließlich mit der Flüssigkeit von
dem Tank L3 ausgeführt. Der Umhüllungsboden von
dem Bad ermöglicht
eine maximale Anwendung der Waschflüssigkeit ohne ungenutzte Räume.
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Der
Prozess kann in lediglich einer Richtung entweder im Uhrzeigersinn
oder im Gegenuhrzeigersinn ohne jegliche Umkehr ausgeführt werden.
Folglich überträgt bei den
verschiedenen Stufen des Prozesses der Hallenkran die Trommeln lediglich
in der Richtung des Prozesses und kommt stets leer zurück. Dies
schließt
nicht die Möglichkeit
aus, in einigen Fällen
von besonders gelagertem Interesse, um so Raum einzusparen, die
Vorwärtsbewegungsrichtung
während
der Transportstufe umzukehren und mehr als einen Vorgang in dem
gleichen Bad auszuführen;
beispielsweise ein Waschen von einem Korb in fließendem Wasser,
eine anschließende Übertragung
zu einer weiteren Stufe, eine Rückkehr
zu der Waschstufe mit einer Umkehr der Bewegungsrichtung.
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Obwohl
die dargestellten Beispiele des Systems sich auf Systeme mit Bädern beziehen,
die lediglich an einer Höhe
angeordnet sind, ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung
auch Systeme mit Behandlungs- und/oder Waschbädern umfasst, die in verschiedenen
Höhen angeordnet
sind.