EP3371343A1 - Behandlungsvorrichtung zum beizen und phosphatieren von metallteilen und behandlungsverfahren sowie behandlungsanlage zum verzinken der metallteile - Google Patents

Behandlungsvorrichtung zum beizen und phosphatieren von metallteilen und behandlungsverfahren sowie behandlungsanlage zum verzinken der metallteile

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EP3371343A1
EP3371343A1 EP16793849.7A EP16793849A EP3371343A1 EP 3371343 A1 EP3371343 A1 EP 3371343A1 EP 16793849 A EP16793849 A EP 16793849A EP 3371343 A1 EP3371343 A1 EP 3371343A1
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EP
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treatment
substance
phosphate
receiving space
container
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Retomax AG
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    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material

Definitions

  • Treatment device for pickling and phosphating of metal parts and treatment method and treatment plant for galvanizing the metal parts
  • the present invention relates according to claim 1 to a treatment device for treating objects, according to claim 12 to a treatment method for at least pickling and phosphating a metallic treatment article and for galvanizing the metallic article and according to claim 15 on a metallic object.
  • Previous treatment systems for phosphating objects require a variety of steps, in particular 7 steps, and for this purpose have a variety of different baths.
  • the object is first inserted into a first bath, in which a first liquid is provided for degreasing the article. After degreasing, the article must be pumped out of the first bath and into a second bath. In the second bath, a rinsing liquid is provided for rinsing the article. After rinsing, the article is conveyed to a third bath.
  • the third bath is filled with a mixture of hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • the article After the hydrochloric acid / sulfuric acid treatment, the article is successively conveyed into two further baths each filled with a rinsing liquid for rinsing the article. Furthermore, the article is conveyed after the last rinse in a bath for passivation. After passivation, the article is phosphated and then conveyed to another location for drying.
  • the highly toxic and environmentally harmful chemicals in the degreasing baths and in the treatment baths must be completely changed after about 6 to 8 weeks of production time, because the chemicals are worn out after this time and sludge must be removed from the baths. This means a shutdown of the system and high replacement and disposal costs.
  • Hydrogen embrittlement usually occurs through the penetration and incorporation of hydrogen into a metal grid and can result in material fatigue. Hydrogen embrittlement occurs when the metal surface, either through hydrogen corrosion or another chemical reaction in metal processing involving hydrogen, produces atomic hydrogen, which binds to the material more quickly than it does at the material surface diffusible H 2 molecules Strukturgt together. Part of the hydrogen is stored in the metal grid or accumulates at defects or at the grain boundary. Depending on the load of the respective object, eg by the initiation of tensile and / or load stresses, there is a risk of material failure.
  • the surface finish of a treatment article treated according to the invention is to be improved.
  • a treatment device for the one-step treatment of a metallic treatment article, wherein the treatment comprises at least the pickling and the phosphating of the treatment article.
  • the treatment device according to the invention in particular a bath installation, preferably comprises a treatment container for receiving the treatment object and for receiving a flowable treatment substance, and a pumping device for exchanging at least a portion of the treatment substance, wherein at least a part of the treatment object, in particular the entire treatment object, of the treatment substance is flowed around, wherein the treatment substance is a phosphorus or phosphate-containing solution, in particular phosphoric acid, wherein the phosphorus- or phosphate-containing solution consists firstly of water and on the other hand of a reaction substance, wherein the reaction substance of phosphorus or a phosphate and preferably at least one additional
  • Treatment effect improving substance in particular one or more inhibitors comprising, and water, in particular deionized water, wherein the proportion of the phosphorus or phosphate to the reaction substance between 60% vol. and 85% vol. is and preferably between 70% vol. and 80% vol. and more preferably between 73% vol. and 77% vol. and most preferably between 74% vol. and 76% vol. 76% vol., Is.
  • the treatment effect improving substance, in particular one or more inhibitors is preferably in an amount of 0.1% vol. up to 2.5 vol. % preferably between 0.2% vol. and 2% vol. and more preferably between 0.5% vol. and 1.5% vol. the reaction substance.
  • the of 100% vol. lacking further portions are preferably formed by water, in particular demineralized water.
  • the reaction substance has no proportions of hydrochloric acid and sulfuric acid and further preferably does not contain any proportions of fluorine, chlorine, bromine, iodine, lead, mercury and selenium.
  • the reaction substance is mixed with water in a predetermined ratio, wherein the predetermined ratio is between a lower limit and an upper limit, wherein the lower limit is defined by a mixture in a ratio of 1 kg of reaction substance to 4 liters of water and the upper limit by a mixture is defined by 1 kg of reaction substance to 8 liters of water, in particular, the mixture is present in a ratio of 1kg reaction substance to 6 liters of water.
  • the reaction substance is thus preferably mixed with water in a ratio of 1 kg of reaction substance to 4 liters of water and 1 kg of reaction substance to 8 liters of water, in particular in a ratio of 1 kg of reaction substance to 6 liters of water and 1 kg of reaction substance to 7.8 liters of water mixed with water, in particular in a ratio of exactly or substantially 1 kg of reaction substance to 6.5 liters of water or in a ratio of exactly or substantially 1 kg of reaction substance to 6.8 liters of water or in a ratio of exactly or substantially 1 kg of reaction substance to 7 liters of water or mixed in a ratio of exactly or substantially 1 kg of reaction substance to 7.2 liters of water or in a ratio of exactly or substantially 1 kg of reaction substance to 7.5 liters of water.
  • the protective layer produced reduces or prevents the formation of Tros or hard zinc in the case of galvanizing of the treatment object.
  • the formation of hard zinc has a significant effect on the costs of galvanizing, since the hard zinc deposits in the zinc bath and consuming it must be removed, resulting in long downtime and thus high costs. Reduction or prevention of hard zinc formation thus has considerable positive effects on the production speed and production costs of metallic objects undergoing galvanizing.
  • the protective layer prevents, for example, the material of the treatment article from being oxidized, as a result of which a treatment article treated by means of the device according to the invention can be exposed to the air much longer than an untreated article.
  • a swirling device for swirling impurities depositing in the treatment substance, in particular solid particles
  • the swirling device has at least one supply device and a fluid line element with a plurality of outlet openings for supplying a fluidizing fluid to the treatment substance Verwirbelungsfluid by the provision device the fluid line element with a pressure of more than 2bar, in particular with more than 3bar or more than 4bar or more than 5bar or more than 6bar or more than 7bar or with up to 10bar or with up to 15bar or with up to 20bar , can be fed.
  • the treatment substance does not have to be exchanged and disposed of every 6-8 weeks, since the treatment device according to the invention provides a system structure in which the used chemistry is constantly cleaned.
  • the treatment device according to the invention provides a system structure in which the used chemistry is constantly cleaned.
  • the treatment substance is replaced only when there is a predetermined concentration of dissolved iron in the treatment substance, wherein an exchange preferably takes place only at a dissolved iron concentration of more than 2%.
  • the inventive solution contaminants or impurities, especially sludge and / or metal or Rust particles, prevented from depositing and / or removed from accumulations formed by deposits.
  • the accumulations can be separated again by the swirling device, whereby the impurities can again be kept as suspended matter in the treatment substance. As suspended matter, the impurities can then be discharged out of the receiving space by supplying portions of the treatment substance to the filter device.
  • the fluid conduit element forms a plurality of conduit sections which can be decoupled from one another at least functionally or fluidically by means of valve devices, wherein at least the majority of the conduit sections are arranged in the region of the bottom of the treatment vessel.
  • any portion of the treatment container which is arranged or formed closer to the bottom than to the opening formed on the upper side of the treatment container is to be regarded as the region of the bottom.
  • the fluid conduit element is formed as a component of the soil or in the soil and thus may be formed in sections or completely below the surface of the soil directed to the receiving space.
  • the fluid conduit element is at least partially formed less than 50cm, preferably less than 30cm and more preferably less than 10cm spaced from the bottom of the receiving space.
  • the outlet openings or individual outlet openings or the plurality of outlet openings or a minority of the outlet openings are preferably oriented downward, ie oriented in the direction of the floor or oriented to the side, ie in the direction of a wall or side wall of the receiving space, at a fluid line element arranged above the floor, or upwards, ie in the direction of the introduction opening of the receiving space, through which the treatment objects can be introduced into the receiving space. It is also conceivable that the outlet openings of different pipes are directed in different directions.
  • each outlet section or pipe or on individual line sections or pipes first outlet openings are provided, which are oriented in a first direction, and second outlet openings are provided which are oriented in a second direction, wherein the first direction and the second Direction are preferably oriented at least 10 ° and preferably at least 20 ° and particularly preferably at least 45 ° or at least 60 ° or at least 90 "or at least 120 ° or at least 150 * or up to 180 ° different from each other third outlet openings are provided, which are oriented to the first outlet openings at an angle that is different from the angle between the first outlet openings and the second outlet openings, analogously, this can be done for fourth outlet openings and / or fifth outlet openings, etc., to be true.
  • This embodiment is advantageous since the introduction of the fluidizing fluid or of the functional fluid or of the fluid, in particular air, can be directed in such a way that the turbulences generated by the turbulence fluid effectively dissolve the deposits.
  • the line sections are formed by tubes, in particular made of copper, aluminum, iron and / or stainless steel, in particular with a tube diameter between 2mm and 12mm and preferably in a tube diameter between 3mm and 9mm and more preferably in one Pipe diameter between 4mm and 6mm, wherein the pipes are coupled to the bottom of the treatment container or are arranged thereon, wherein the tubes are connected to each other by means of at least one distribution unit, and wherein each valve device as a shut-off valve, in particular as Absperrmagnetventil is formed.
  • the outlet openings are preferably designed as holes, in particular bores, and preferably have a diameter between 0.5 mm and 8 mm, preferably a diameter between 1, 5 mm and 6 mm and particularly preferably a diameter between 2.5 mm and 4 mm, in particular exactly or substantially 3 mm , on.
  • the provision device is designed to provide a gas which is under at least 2 bar pressure, in particular air.
  • the air preferably consists of ambient air from the environment of the device according to the invention. This embodiment is advantageous because ambient air is available free of charge and, due to its low density, moves automatically through the treatment substance or moves out of the movement substance itself. As it traverses the treatment substance, the air causes a local displacement of the treatment substance, causing it to move, which could result in turbulence.
  • a filter device for filtering the treatment substance is provided according to a further preferred embodiment of the present invention, wherein filtering removes impurities from the treatment substance which have accumulated in the treatment substance.
  • a control device for operating the filter device and the swirling device is preferably provided.
  • the filter device and the swirling device can be operated at least temporarily as a function of one another. This embodiment is advantageous because the interaction of the swirling device with the filter device allows the impurities to be very efficiently removed from the treatment substance.
  • the operation of the swirling device comprises, at least at times, the provision of the fluid and the activation of the valve device, wherein the valve devices can be actuated according to predetermined courses, in particular at programmed time intervals. It is thus possible for individual, several, the plurality or all valve devices of the line element or individual line sections to be switched in such a way that fluid is supplied to the treatment substance through all the outlet openings which are fluidically connected to the opened valve devices for a preferably predetermined period of time. However, it is also conceivable here for one or more valve devices to be connected in succession, in particular to be pulsed.
  • the individual valve devices are particularly preferably controlled, however, by means of a predetermined program and / or a preferably adjustable interval circuit and / or as a function of status data of the treatment substance detected by means of sensor device.
  • the swirling device is particularly preferably activated and / or deactivated as a result of the sensor data.
  • the sensor data hereby may be e.g. Have data regarding the proportion of impurities in the bottom region of the device and / or in one or individual areas of the treatment container. Additionally or alternatively, it is conceivable that the swirling device can be activated and / or deactivated manually and / or by means of a remote control.
  • the reaction substance particularly preferably contains no fractions of hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • the articles of treatment need only be dipped in the treatment substance, the treatment substance must act and dry after removal of the article of treatment from the bath.
  • a protective layer is formed after drying on the treatment objects by the high-purity phosphorus or the high-purity phosphate, so that they are protected over a longer period, in particular several weeks before further Ausbefall, this being without the required according to the prior art Passivation and subsequent phosphating takes place, and in particular the resulting protective layer compared to the phosphating according to the prior art far is superior.
  • This solution is also advantageous because the treatment substance is incombustible, the use of the treatment substance does not exceed the MAK values (maximum workplace concentration) and no corrosive vapors are caused, which means that no extraction is required.
  • Another advantage of the present invention is that the treatment effect enhancement substance (s) used provides significant protection of the material and does not compromise weldability.
  • Yet another advantage is the versatility of the present invention. It can e.g. used for pretreatment and post-treatment in hardening shops, or it can be used to remove the oxide layer on aluminum. Furthermore, they can be avoided during the galvanic reworking of castings efflorescence. The savings on putty in the removal of casting skin is therefore considerable. Furthermore, e.g. Hydraulic pipes and pipelines can be pickled directly on construction sites in a single operation without the need for rinsing and neutralizing.
  • the treatment device according to the invention preferably also preferably effects the degreasing and / or derusting and / or descaling and / or preserving and / or descaling of the treatment article.
  • treatment objects can preferably be treated purely by way of example: metal parts, such as aluminum parts, iron parts, cast iron parts, wire, steel parts, copper parts or parts of alloys, polymer parts, such as plastic parts or rubber parts, etc., especially vehicle frames, pipes, machine parts, turbocharger parts, housing, car parts , Hydraulic parts, cast steel parts, turbine parts.
  • metal parts such as aluminum parts, iron parts, cast iron parts, wire, steel parts, copper parts or parts of alloys
  • polymer parts such as plastic parts or rubber parts, etc.
  • the preferred temperature of the treatment substance is preferably higher than 0 ° C, more preferably higher or equal to 5 ° C, higher than or equal to 10 ° C, higher than or equal to 15 C C, higher than or equal to 17 ° C, or higher or equal to 20 * 0, higher or equal to 25 ° C, higher than or equal to 30 ° C, higher than or equal to 35 ° C, higher than or equal to 37 ° C, higher than or equal to 40 ° C, preferably between 20 ° C and 60 ° C and most preferably between 30 ° and 50 ° C.
  • the temperature of the treatment substance is a heating of the treatment substance, but it is also conceivable that the temperature represents a cooling.
  • the treatment substance can be temporarily heated and temporarily cooled by the tempering device.
  • the tempering device is preferably designed as an electrical heating device, electrical cooling device and / or as a heat exchanger system.
  • the work flow can be controlled.
  • the acceleration factor can be 20: 20Cx6. This means that the subject of the treatment can be made stainless at 20 ° C treatment lasting 2 hours or by treatment at 40 ° C lasting 20 minutes.
  • a particularly preferred operating temperature range is 35 ° C to 45 ° C, this temperature range is advantageous because a suction is not necessary because no corrosive - or harmful to health vapors. However, it is conceivable that a suction is provided if, for example, the working space is extremely low or if the working space is not to be ventilated.
  • the phosphorus-containing and phosphate-containing solution preferably consists of fully descaled water and the reaction substance, the proportion of reaction substance to the proportion of deionized water being between 1: 4 and 1: 7, the proportion of reaction substance to the proportion of deionized water being preferred 1: 6, when the reaction substance is in a solid state or wherein the proportion of reaction substance to the proportion of deionized water is preferably 1: 5, when the reaction substance is in a liquid state.
  • the reaction substance further has no proportions of fluorine, chlorine, bromine, iodine, lead, mercury and selenium, so that the device according to the invention works without harmful or environmentally harmful substances or substances.
  • the pumping device is preferably designed as a circulating pump and preferably causes a circulation of the treatment substance within the treatment container.
  • a pump device is provided for generating a weir flow.
  • One or more nozzles are preferably coupled to the pumping device, through which the treatment substance is dispensed, in particular, into treatment containers, in particular for bath circulation.
  • the treatment container is preferably executable in any size.
  • the treatment tank has an inside, i. on the side in contact with the treatment substance on a material or a material mixture, which is not attacked by the treatment substance.
  • Preferred materials here include, among others, stainless steel, GVP, PVC.
  • GVP stainless steel
  • PVC polyvinyl styrene
  • a filter device for filtering the treatment substance, wherein filtering removes impurities from the treatment substance which accumulate in the treatment substance.
  • This embodiment is advantageous because the Treatment substance in the treatment tank can be continuously or temporarily cleaned or processed.
  • the treatment container is coupled to at least two receiving spaces, wherein a first receiving space is a buffer receiving space preferably formed below the processing container for receiving a certain amount of the treatment substance, and wherein a second receiving space is a temperature control space preferably formed laterally of the treatment container is, wherein the temperature control device is at least partially disposed in the Temper michsraum.
  • the first recording space or buffer space may be e.g. serve to provide a desired volume of the treatment substance.
  • the first receiving space or the buffer space is used for receiving or depositing sediments.
  • the sediments may be e.g. Parts or particles that detach from the treatment objects during the treatment.
  • the tempering space is preferably arranged laterally next to the treatment tank, as this can provide a very good accessibility to the tempering device. Furthermore, however, it is alternatively also conceivable that the tempering device in the first receiving space or in the buffer space, i. below the treatment container, is formed or arranged. This embodiment is advantageous in that the individual portions of the treatment substance can reach different functional areas or receiving spaces and the main receiving space, without damage to devices formed or arranged in one or more receiving areas, such as the tempering device, being possible by collision with the subject of treatment ,
  • the treatment container is separated in accordance with yet another preferred embodiment of the present invention by a wall of a collecting space for collecting treatment substance flowing over the wall, wherein the treatment substance collected in the collecting space by means of a conveyor, in particular by means of the pumping device, via a feed line into the treatment vessel is recoverable.
  • This embodiment is advantageous because of the surface of the
  • Particles and / or on the surface of the treatment substance forming foam and / or other material concentrations can be diverted from the treatment vessel and preferably the filter means can be fed.
  • the pump device and the filter device form a constituent part of the delivery line, and the conveyed treatment substance is preferably conveyed through the filter device by means of or by means of the pumping device.
  • the pumping means causes the conveying of the treatment substance through the filter device and at least partially causes a circulation of the treatment substance in the treatment container.
  • the delivery line or a delivery line is designed in such a way that a weir flow for discharging part of the treatment substance out of the treatment container and into the collection space can preferably be generated by the treatment substance conveyed back into the treatment container.
  • This embodiment is advantageous because by means of preferably a pumping device, the delivery of the treatment substance through the filter device, at least partially a circulation of the treatment substance in the treatment container and the creation of a Wehrströmung is effected.
  • a metering device for adjusting the composition of the treatment substance, wherein the treatment substance consists of a mixture of several components.
  • the metering device is indirectly coupled to one or more sensor devices directly or via a control device, the sensor devices preferably monitoring or analyzing the composition of the treatment substance and / or monitoring the volume or the remaining quantity or the filling level in the treatment container existing treatment substance allows or allow.
  • the metering device compensates for losses by adding the appropriate amount of treatment substance lost, in particular
  • Dosing means the addition of the treatment substance forming components, in particular of deionized water, the reaction substance and the
  • Treatment effect improving substance The addition of the components forming the treatment substance is preferably carried out in a fixed ratio, in particular in the Ratio in which the individual components are also provided in the treatment tank or in any other fixed ratio. Furthermore, it is conceivable that the treatment substance to be added is already added in the form of a finished mixture or finished solution.
  • the sensor device may preferably be used as a device for performing a titration, i. be designed for concentration determination.
  • concentration determination i. be designed for concentration determination.
  • the metering and introduction of substances into the treatment substance is effected partially, temporarily or always manually.
  • the proportion of reaction substance to the proportion of deionized water is between 1: 4 and 1: 7, wherein the proportion of reaction substance to the proportion of deionized water is preferably 1: 6, if the reaction substance in a solid state is mixed with the deionized water, or wherein the proportion of the reaction substance to the proportion of deionized water is preferably 1: 5, when the reaction substance is mixed in a liquid state with the deionized water.
  • the losses are also replaced in a fixed ratio of several substances.
  • the preferred substance (s) here is thus flowable, in particular liquid, or solid reaction substance (s), which are preferably mixed with a diluent substance, e.g. Water, especially desalted or distilled water or Vollentkalktem water (deionized water), is / are mixed.
  • a diluent substance e.g. Water, especially desalted or distilled water or Vollentkalktem water (deionized water
  • Preferred mixing ratios between the reaction substance and the diluting substance, in particular demineralized water are further hereby e.g. 1: 2; 1: 3, 1: 4; 1: 5; 1: 5.5; 1: 6; 1: 6.5; 1: 7.5; 1: 8; 1: 8.5; 1: 9.
  • an admixture of a mixture or solution of one or more additional substances, in particular one or more liquids, in particular demineralized water, and / or one or more preferably soluble additives to the treatment substance takes place.
  • an additional substance in particular for pickling degreasing and / or defoaming, to be added to the treatment substance.
  • the additional substance with about 0.5% to 10%, in particular with 1% to 5%, of the volume of the treatment substance of the treatment substance is buried.
  • demineralized water is preferred in this case, as this substantially or consistent surface quality is obtained on the treatment objects.
  • pickling remover is advantageous because by adding it to the treating substance, contaminants such as light fatty deposits, debris, oil, coal and graphite can be removed in the same operation.
  • the pH of the reaction substance is preferably substantially 1, the density of the reaction substance is preferably 1.8 at a temperature of 20 ° C. and the flash point of the reaction substance is preferably 280 ° C. or preferably higher than 280 ° C.
  • the treatment substance preferably comprises deionized water and, in addition to the demineralized water, it prefers a reaction substance in an amount of 1-10%, especially 3-5%, of the amount of VE -Wassers.
  • the exposure time i. the time the treatment object is exposed to the treatment substance in the treatment container is preferably 0.5 min. to 20 min. and particularly preferably 1 min. to 10 min.
  • the reaction substance here preferably consists of phosphoric acid and inhibitors.
  • the treatment substance has an additive substance for pickling degreasing or such an additive substance is added to a treatment substance
  • the etching agent additive preferably comprises an aqueous solution of nonionic biodegradable surfactants and inhibitors, in particular but-2-in-1 , 4-diol, and wherein the pickle degreaser additive is added with a volume of 0.5% to 7% of the volume of the phosphorus- or phosphate-containing solution or the treatment substance.
  • the treatment substance has an additional substance for defoaming, the defoamer additive preferably having triisobutyl phosphate and the defoamer additive of the treatment substance having a volume of from 0.01% to 5%. in particular with a volume of 0.1% to 1%, of the volume of the phosphorus- or phosphate-containing solution or of the treatment substance or with a volume of 0.01% to 5%. in particular with a volume of 0.1% to 1%, of the volume of the phosphoric or phosphate-containing solution or treatment substance added with the pickling degreasing additive.
  • a control device controls the temperature control device such that the treatment substance is heated to a target temperature or a target temperature profile and / or wherein the control device controls the pumping device such that the treatment substance with a target flow rate or a target flow characteristic is promoted, and / or the control device controls the filter device such that the filtered portion of the treatment substance has a target purity, and / or the control device controls the metering device such that a target composition of the treatment substance is adjustable.
  • the treatment device one or more oil separation system / s, ultrasonic system / s, high-pressure system / s, turning and lifting device / s and / or Vollentkalktes-water supply system / e has.
  • a degreasing bath in particular for degreasing the articles of treatment with unusually high fat content, may be provided, in particular upstream of the treatment tank.
  • the treatment substance in the degreasing bath may preferably be heated to a temperature higher than the preferable operating temperature of the treatment substance in the treatment tank.
  • the temperature in the degreasing bath is preferably greater than 50.degree. C., in particular greater than 52.degree. C. and particularly preferably greater than or equal to 60.degree.
  • This embodiment is advantageous since only very heavily oiled or greased treatment objects can be introduced into a degreasing bath suitable for degreasing.
  • the temperature of the preferably 50 ° C heated to above degreasing bath preferably does not have to be permanently or only temporarily effected. Furthermore, the formation of water vapor in the range of the treatment container of the treatment device according to the invention are prevented when the temperature of the treatment substance is below a threshold temperature, in particular below 52 ° C, or is not heated above this threshold temperature.
  • the invention further relates to a treatment method for at least pickling and phosphating a, in particular metallic, treatment object.
  • the method according to the invention preferably comprises the steps of providing a treatment container for receiving at least one treatment article and receiving a flowable treatment substance, wherein no further treatment container is used for degreasing and phosphating, introducing the treatment substance into the treatment container and introducing the treatment article into the treatment container Treating substance at least partially filled treatment container for bringing the treatment object into contact with the treatment substance, wherein contact between the treatment substance and the treatment object causes at least pickling and phosphating of the treatment object, the treatment substance being a phosphorus- or phosphate-containing solution, in particular phosphoric acid, removing the subject of the treatment from the treatment container, the sac of the subject of treatment f the impurities imparted to the treating substance by means of a fluidizing means, wherein fluid is supplied to the treating substance by the fluidizing means to supply the impurities, supplying the treating substance containing the fluidized impurities to a filtering
  • the solution containing phosphorus or phosphate preferably consists of fully descaled water and of a reaction substance, the reaction substance consisting of phosphorus or a phosphate and an additional treatment effect improving substance, the proportion of phosphorus or phosphate in the reaction substance being at least 75%, wherein the reaction substance in particular has no proportions of hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • the treatment method according to the invention is advantageous because a closed circuit is created which does not require a rinsing process and thus does not require conveying the article into a sink. Furthermore, the method according to the invention is highly advantageous since, in particular in comparison with mechanical treatment methods, it enables a very thorough, gentle and rapid treatment of the subject of the treatment. This solution is also advantageous because the treatment substance is incombustible, the use of the treatment substance does not exceed the MAK values (maximum workplace concentration) and no corrosive vapors are caused, which means that no extraction is required.
  • a control device for operating the filter device and / or the swirling device is provided.
  • An operation of the filter device preferably takes place at least temporarily as a function of an operation of the swirling device or wherein an operation of the swirling device takes place at least temporarily as a function of an operation of the filter device.
  • the operation of the swirling device preferably at least temporarily comprises the provision of the fluid and the activation of the valve device.
  • the valve devices are controlled according to predetermined courses, in particular at programmed time intervals. This solution is advantageous because the impurities can be filtered out of the treatment substance very quickly or effectively.
  • the treatment articles remain more than 5 minutes, in particular more than 10 minutes and preferably between 20 minutes and 120 minutes, in particular between 30 minutes and 90 minutes, together with the treatment substance in the treatment container.
  • the process according to the invention particularly preferably has the effect that the treatment object is exposed to the treatment substance such that degreasing and / or descaling and / or preserving and / or decalcifying of the treatment object takes place in addition to the pickling and phosphating.
  • a non-porous protective layer under the surface of the treatment article by means of the treatment substance, in particular by means of the reaction substance, a non-porous protective layer under
  • the protective layer has a thickness of at least 2 m, and preferably of at least 3 pm.
  • the nonporous protective layer protects the subject of the treatment from oxygen and water, so that rusting is effectively prevented.
  • the protective layer in particular a phosphate layer, in particular an iron phosphate layer, preferably results from the treatment method according to the invention, in particular after a drying time of 3 hours to 48 hours, in particular from 6 hours to 24 hours, in the ambient air or after a drying time of approx 5 minutes to 60 minutes, in particular from about 20 minutes, in an oven at 70 ° C to 150 ° C, in particular at about or exactly 100 ° C, on the material surface of the object to be treated (in particular of iron or standard steel).
  • the resulting protective layer is preferably between 2 pm and 10 pm, in particular more than or exactly 3 pm, 4 pm or 5 pm, thick.
  • the protective layer particularly preferably has a thickness of from 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, and preferably from 3 ⁇ m to 8 ⁇ m, and particularly preferably from 4 ⁇ m to 6 ⁇ m.
  • the protective layer preferably has no or essentially no pores and is therefore particularly preferably pore-free.
  • the protective layer is elastic and particularly preferably adapts to temperature fluctuations of -60 ° C. to 750 ° C. and more preferably from -40 ° C. to 680 ° C., without flaking off, the protective layer preferably having a high flexural capability, in particular from to to 180 ° or more than 180 ° (eg iron bars).
  • the protective layer may hereby be an excellent base for a further treatment, in particular a color treatment, e.g.
  • the protective layer preferably reacts neutrally and does not enter into any chemical connections with hydraulic fluids. Further extremely important advantages of the method according to the invention are that no rusting of the treatment objects takes place through the protective layer and, during pickling, material removal of preferably less than 10 g / m 2, in particular less than 5 g / m 2, and particularly preferably less than or equal to 2.24 g / sqm is done.
  • the treatment method according to the invention preferably also has the step of tempering the treatment substance which can be pre-stored in the treatment container and / or the step of generating a flow of at least part of the treatment substance, wherein at least a part of the treatment object is flowed around by the treatment substance.
  • a tempering of the treatment substance vorhaltbaren in the treatment container by means of a temperature control device, wherein the temperature of the treatment substance is set defined by means of the temperature control device, and wherein by means of a pumping means, a flow for moving at least a portion of the treatment substance at least a part of the treatment object is flowed around by the treatment substance.
  • the treatment substance is filtered according to a further preferred embodiment of the present invention, wherein filtering removes impurities from the treatment substance which have accumulated in the treatment substance.
  • the treatment container is separated according to a further preferred embodiment of the present invention by a wall of a collecting space for collecting treatment substance flowing over a wall, wherein the treatment substance collected in the collecting space by means of a conveyor, in particular by means of the pumping device, fed back via a feed line in the treatment vessel becomes.
  • the pump device and the filter device form part of the delivery line and the conveyed treatment substance is conveyed by the pump device through the filter device.
  • the delivery line is designed in such a way that through the treatment substance conveyed back into the treatment container, a weir flow is generated for discharging a part of the treatment substance out of the treatment container and into the collection space.
  • the composition of the Controlled treatment substance wherein the treatment substance consists of a mixture of several components.
  • the treatment substance is an additive for pickling degreasing and / or an additive substance for defoaming
  • the pickling agent additive preferably an aqueous solution of non-ionic biodegradable surfactants and inhibitors, in particular but-2-in-1, 4 -diol
  • the pickling fat additive is added with a volume of 0.5% to 7% of the volume of the phosphorus- or phosphate-containing solution or the treatment substance
  • the defoamer additive preferably triisobutyl phosphate and wherein the defoamer addition of the treatment substance with a volume of 0.1% to 1% of the volume of the phosphorus- or phosphate-containing solution or with a volume of 0.1% to 1% of the volume of the treated with the pickling fuming additive phosphorus or phosphate-containing solution or the treatment substance is added.
  • the temperature control device is controlled by means of a control device such that the treatment substance is heated to a target temperature or a target temperature profile and / or the pump device is controlled by the control device in such a way that the treatment substance is conveyed with a target flow velocity or a target flow characteristic is and / or by means of the control device
  • the filter device is controlled such that the filtered portion of the treatment substance has a target purity
  • the metering device is controlled such that a target composition of the treatment substance is adjustable and / or by means of Steuerungssein direction the swirling device, in particular the provision device and / or the valve devices, in particular of the fluid line element and / or the supply device, controlled such that a turbulence or Aufwirbelung present in the treatment substance, in particular settled, impurities, in particular solid particles, such as metal particles, in particular rust particles, takes place.
  • the present invention is preferably also solved by a treatment plant.
  • the treatment system according to the invention preferably comprises at least one or more of the treatment devices mentioned and described above or below, in particular one or more according to one of claims 1 to 8 to form a protective layer formed on the treatment article treatment device, wherein the protective layer preferably has a thickness of 1 pm to 10 pm, and preferably from 3 pm to 8 pm or preferably from 2 pm to 4 pm, and at least one further surface treatment device for treating the Protective layer of the subject of the treatment.
  • the protective layer is preferably coated by the surface treatment device, in particular primed and / or galvanized.
  • the surface treatment device is particularly preferably a flux bath, for applying a primer to the surface of the object to be treated, and a galvanizing device, which is preferably designed for at least partially galvanizing the article to be treated. Furthermore, a transport device for transporting the treatment object treated by means of the treatment device, in particular according to one of claims 1 to 8, to the surface treatment device is preferably provided.
  • the present invention also relates to a metallic object, in particular a metallic component, such as a frame, in particular a vehicle frame, or carrier element or connecting means or cladding element, or a metallic device, such as a container.
  • the metallic object preferably has at least one metallic component, in particular a metallic surface component.
  • the metallic portion is provided with a phosphor or phosphate containing protective layer, the protective layer being e.g. a thickness of 1 pm to 10 pm and preferably from 3 pm to 8 pm or preferably from 2 pm to 4 pm.
  • the protective layer is particularly preferably completely, mostly or essentially free of pores.
  • the protective layer is preferably coated, in particular primed and galvanized.
  • the protective layer was preferably produced by means of a previously mentioned or subsequently mentioned and described treatment device, in particular according to one of claims 1 to 9, or the protective layer was preferably produced by a method mentioned above or below, in particular a method according to one of claims 10 to 14, or Protective layer and the coating produced on the protective layer was produced by means of a treatment plant, in particular according to claim 9.
  • the use of the words "substantially” preferably defines a deviation in the range of 1% -30%, in particular of 1% -20%, in particular of 1% -10, in all cases in which these words are used in the context of the present invention %, especially from 1% -5%, in particular from 1% -2%, of the definition that would be given without the use of these words.
  • FIG. 1 shows a first illustration of a treatment device according to the invention in a passive state
  • FIG. 2 shows a second illustration of a treatment device according to the invention in an active state
  • Fig. 3 is a perspective view of another invention
  • Fig. 4 is a perspective view of yet another invention
  • FIG. 5 shows a further perspective illustration of the treatment device according to the invention shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a detailed perspective view of part of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 5 shows a further perspective illustration of the treatment device according to the invention shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a detailed perspective view of part of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 5 shows a further perspective illustration of the treatment device according to the invention shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a detailed perspective view of part of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 7 shows a first plan view of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 to 6;
  • FIGS. 4 to 6 shows a second plan view of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 to 6;
  • FIGS. 4 to 8 are perspective views of substantially the underside of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 to 8;
  • FIGS. 4 to 9 shows a first schematic side view of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 to 9;
  • FIGS. 4 to 9 shows a second schematic side view of the treatment device according to the invention shown in FIGS. 4 to 9;
  • Fig. 11 is a scanning electron micrograph of a steel sheet which has been treated by the method of the invention.
  • Fig. 13 shows an example of a swirling device, as according to the present
  • Invention is preferably provided in a treatment container according to one of the figures 1 to 10,
  • FIG. 14 the purely exemplary known swirling device known from FIG. 13 is arranged purely by way of example in a treatment container, FIG.
  • FIG. 15 is a side view of a device according to the invention with a vortex preferably arranged therein
  • 16 shows a treatment plant with at least one treatment device, one
  • FIG. 17 a shows a SEM image of a surface phosphated by the treatment device
  • FIG. 17 b shows a SEM image of the phosphating produced by means of the treatment apparatus 1
  • a treatment device 1 according to the invention is shown.
  • the treatment device 1 is used for treatment, in particular for degreasing, pickling, phosphating, descaling, preserving and de-rusting, one or more articles to be treated 2.
  • the article 2 to be treated is preferably introduced from above into a treatment container 4 of the treatment device 1.
  • the treatment container 4 is preferably at least partially and particularly preferably completely filled with a treatment substance 6.
  • a tempering device 8 for tempering, in particular for heating, the treatment substance 6 is preferably provided.
  • at least one pump device 10 is preferably provided for circulating the treatment substance 6 and / or for creating a weir flow 20 and / or for reclaiming treatment substance 6 that has emerged from the treatment container 4 back into the treatment container 4.
  • the treatment container 6 is separated by a wall 12 of a collecting space 14. Due to the flow created in the treatment tank 4, treatment liquid 6 exits the treatment tank 4 via the wall 12 and thus enters the catchment space 14. However, it is also conceivable that the treatment substance or liquid 6 can be introduced into the treatment area 2 by introducing the treatment object 2 Treatment chamber 4 undergoes such a displacement that a part of the treatment substance 6 emerges from the treatment container 4 via the wall 12.
  • the reference numeral 16 denotes a delivery line, by means of which the treatment substance 6 discharged from the treatment tank 4 is conveyed back into the treatment tank 4. In the region of the delivery line 16 or in the delivery line 16 or as part of the delivery line 16, a filter device 18 for filtering or processing the treatment substance 6 is preferably arranged.
  • the pumping device 10 or a further pumping device is arranged or formed in the course of the delivery line 16.
  • a pump filter device can be provided se, n, d, e either a pump means and / or replaced or Filtereinnchtung Additional i ch may be adapted.
  • the treatment container 4 preferably has at least one main receiving space 22, a first secondary receiving space 24 and a second secondary receiving space 26.
  • the individual receiving spaces 22, 24, 26 are in this case, for example, by grids 27, in particular in each case a grid, separated from each other.
  • the grille 27 prevents the object of treatment 2 from entering one of the secondary receiving spaces 24, 26.
  • the reference numeral 28 denotes a nozzle, by means of which a flow of the treatment substance 6 can be generated.
  • FIG. 2 shows the representation known from FIG. 1, the treatment object 2 being arranged in the treatment container 4 in accordance with this illustration and thus being in contact with the treatment substance 6.
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of a treatment device 1 according to the invention, in particular for wire coil treatment.
  • the treatment device 1 shown in FIG. 3 has, by way of example, a receiving bag 40, which preferably carries a plurality of wire coils 39 to be treated.
  • the receiving bag 40 is arranged on a delivery point 41, wherein preferably a plurality of receiving bag 40 and several delivery points 41 are provided.
  • the treatment device 1 preferably has a plurality of, in particular 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or more, treatment baths 42.
  • a treatment 42 are preferably, in particular at the same time, a plurality, in particular 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. 9 or more, wire coils 39 at the same time introduced for treatment.
  • the reference numeral 43 denotes a preferably purely optional device, namely a fixing bath. It is conceivable here that a plurality of wire coils 39, in particular 2, 3 , 4, 5, 6, 7, 8 or more, can be introduced at the same time into a fixing bath 43. Furthermore, it is conceivable that a plurality of fixing baths 43 are provided.
  • the treated wire coils 39 can be arranged at a removal point 44 for removal.
  • the treated wire coils 39 are preferably conveyed to the respective removal point 44 with a transport device 45, in particular a dolly or a rail-guided gantry crane. Furthermore, several devices for supplying, regulating and controlling the treatment device 1 are preferably provided.
  • a pressure belt filter device 46 for example, a pressure belt filter device 46, a metering device 47, a VE water treatment device 48, a Steuerungsein device 49, another pressure belt filter device 50, a storage tank for treatment tank 51 and a plurality of side channel compressor 52, in particular 8 pieces on.
  • the metering device 47 is preferably automated and particularly preferably has a buffer tank with a volume of preferably more than 5m 3 , more preferably more than 10m 3 and most preferably more or exactly 20m 3 .
  • Fig. 4 shows a perspective view of a treatment device 1 according to the invention.
  • the treatment device 1 is preferably L-shaped, i. it comprises a treatment tank 4, wherein the treatment tank 4 has a first interior portion extending perpendicular to a second interior space portion.
  • an interior portion is longer than the other interior portion, which is also conceivable that the interior parts are the same length or are substantially the same length.
  • the illustrated design allows e.g. curved elements, such as pipes.
  • the treatment container 4 preferably has at least or exactly one wall 12, wherein an area into which the treatment objects to be treated are introduced is separated from a collecting space 14 by the wall 12.
  • the collecting space 14 is preferably used for collecting over the wall 12 from the treatment chamber exiting treatment substance.
  • the reference numeral 10 denotes a pumping device, in particular for generating a flow within the treatment substance to be introduced into the treatment space.
  • the reference numeral 18 denotes a filter device 18 for filtering or treating the treatment substance.
  • a movement or flow of the treatment substance is effected by means of nozzles 28a, 28b and 29a, 29b, 29c (see Fig. 5), from which the treatment substance conveyed by means of the pumping device 10 is pumped into the treatment space.
  • the housing 61 surrounds or houses the nozzles 29a-29c.
  • three rows with 2 nozzles 28a, 28b and three rows with three nozzles 29a, 29b, 29c are provided, wherein it is also conceivable that exactly or at least one nozzle 28 and / or 29 is provided.
  • the nozzles 28 are inclined to the nozzles 29 aligned, in particular aligned at right angles.
  • the reference numeral 60 designates a main suction line, by means of which the treatment substance is discharged from the treatment space via outlets 57a-57g (see FIG.
  • the discharged treatment substance is preferably processed by means of the filter device 18 and conveyed by means of the pumping device 10 via the nozzles 28 and 29 back into the treatment space.
  • the treatment apparatus 1 may preferably be dimensioned such that a footprint of 5100 mm ⁇ 3800 mm is required.
  • the treatment device 1 comprises a bath volume of substantially, up to, at least or exactly 14m 3 .
  • the useful volume of the treatment device 1 according to the invention is preferably 3400 mm ⁇ 3000 mm ⁇ 1500 mm and the height of the overflow to the upper edge is preferably 200 mm.
  • the nozzles 29a-29c or the 3x3 nozzle arrangement are preferably accommodated in a pocket 61 in a wall of the treatment container 4, in order to be preferred to not disturb the usable area or not to impair it.
  • the nozzles 28a-28b are also housed in a pocket in another wall of the treatment tank 4, preferably not to disturb the useful surface or not to affect.
  • the pockets 61 are preferably provided with a not shown ramming protection to avoid damaging the internals.
  • a further filter device 19 is shown, wherein the further filter device 19 is preferably designed as a coarse filter.
  • the treatment substance to be treated is first aspirated from the treatment container, then fed to the further filter device 19, then passed through the pump 10, then passed through the filter device 18, which may be preferably designed as a bag filter, and then back via the nozzles 28, 29 conveyed into the treatment tank.
  • the illustration shows that the bottom of the treatment container 4 with respect to the horizontal inclined surface portions 53, 54, 55, 56 has.
  • the surface portions 53-54 and 55-56 are each arranged such that they form a linear contact area with each other in the region of a low point considered with respect to a vertical direction.
  • the contact region is preferably at a level below a contact region between the outer wall of the container extending in the vertical direction and the respective surface portion or bottom portion 53. 54.
  • the surface portions or base portions 53, 54 and 55, 56 thus preferably form channels through which the treatment substance and dirt particles are directed to one or more outlets.
  • the surface portions 53-56 are preferably with a slope of 2 "to 25 'and more preferably with an inclination of 6 ° to 15 ° and most preferably aligned with an inclination of substantially or exactly 10 ° with respect to the horizontal.
  • the reference numeral 8 denotes a preferably provided temperature control device.
  • the tempering device 8 preferably has 8 electrical heating elements, in particular a 2 KW on.
  • the heating elements are preferably also accommodated in the pocket 61 in the wall in order not to disturb or impair the preferably required effective area.
  • Fig. 6 shows in particular a detailed representation of the pocket 61, in which the nozzles 29a-29c and the temperature control device 8 are preferably arranged.
  • FIG. 7 shows the first portion of a channel 62 resulting from the mutually inclined base portions 53, 54 and 55, 56 of the treatment container 4 and the resulting second portion 63 of the channel.
  • the channel preferably also extends into the collecting space 14.
  • outlets 57a-57f in particular a plurality of outlets, are provided for discharging or for aspirating the treatment substance out of the treatment space.
  • at least one outlet 57g for discharging or aspirating the treatment substance out of the collecting space 14 is preferably provided in the collecting space 14.
  • the outlets 57a-57g are preferably in fluid communication with the main suction line 61 via connecting lines.
  • a grating which preferably aligned horizontally or at right angles to the side walls of the treatment container 4 aligned the bottom 53, 54, 55, 56 of the treatment space superimposed, wherein the grate is spaced to the ground, in particular more than 20 mm and preferably more is spaced apart as 50 mm and more preferably more than 100 mm, wherein the grid is particularly preferably spaced at most 500 mm from the bottom of the treatment container.
  • the grille preferably performs the function of spacing a treatment object introduced into the treatment room from the floor of the treatment room, whereby particles detached from the treated treatment objects can accumulate below the treatment object and extraction of these particles is always possible.
  • the main suction line 60 shows the main suction line 60 and a part of the connection pipes 58a-58g through which the outlets 57a-57g are connected to the main suction pipe 60.
  • the total suction line preferably consisting of at least the connection tubes 58a-58g and the main line 60 is preferably designed to be removable. This is particularly advantageous for a cleaning of the individual parts of the Monabsaug Arthur.
  • FIG 9 shows a perspective view of the underside of the treatment apparatus 1 according to the invention. This illustration can be taken in particular from the connection pipes 58a-58g connected to the outlets and the main suction line.
  • FIGS. 10a and 10b show different side views of the treatment device 1 according to the invention shown in FIGS. 4 to 9.
  • Figures 1 1 and 12 each show a steel sheet, which has been treated by the method according to the invention, and thereby results in a closed surface structure consisting of deposited on the steel sheet phosphorus.
  • the scanning electron micrographs have been created by the Fraunhofer Institute with the specifics mentioned in the figures:
  • the swirling device 70 may in this case be formed as a fixed component of a treatment container 4 or be detachably connected to such a treatment container 4.
  • the swirling device 70 preferably comprises a fluid line element 74, which preferably comprises one or more line sections 80a-80e is formed.
  • the individual line sections 80a-80e can in this case be formed by lines, in particular hoses or pipes.
  • each line section 80a-80e has a multiplicity of outlet openings 76, through which a fluidizing fluid, which can be supplied to the fluid line element 74 via a fluid supply device 72, can exit or escape from the fluid line element 74 again.
  • the individual line sections are particularly preferably connected or coupled to a distributor device 84.
  • Each line section 80a-80e is preferably connected or coupled to a valve device 78, in particular a magnetic shut-off valve.
  • the valve devices 78 are each arranged in the fluid flow direction of the fluidization element guided by the fluidizing fluid between the distributor device 84 and the first outlet device 76.
  • a plurality of line sections 80a-80e are coupled to a common valve device 78 or a common valve device 78, in particular a shut-off valve, such as a magnetic shut-off valve, is provided for several line sections.
  • a control device 86 and / or pulse generator device 86 is preferably connected to the distributor device 84.
  • the control device 86 in this case preferably causes the opening and / or closing of one, several, plurality, or all of the valve devices 78, in particular shut-off valves 78.
  • the control device 86 preferably has a control valve device through which a fluid communication channel, by means of the control device 86 Verwirbelungsfluid is supplied, interrupted, limited or can be opened.
  • the fluid communication channel is, preferably formed on the one hand by the distributor unit 84 with the adjoining line sections 80a-80e and on the other hand by a line connection 73, in particular a hose communicating with a fluid supply device 72 communicating.
  • the fluid supply device 72 may also be connected directly to the control device 86 and / or the distributor unit 84.
  • the fluid supply device 72 is preferably a pressure fluid connection of a pressure fluid source, such as, for example, a compressed gas connection of a compressed gas source, in particular a compressed air connection of a compressed air source.
  • a pressure fluid source such as, for example, a compressed gas connection of a compressed gas source, in particular a compressed air connection of a compressed air source.
  • This may be, for example, a compressor and / or a pressurized storage.
  • the swirling device 70 known from FIG. 13 and described purely by way of example is arranged in a treatment container 4 and thereby exemplarily forms the device according to the invention.
  • the treatment container 4 is bounded in this case in the longitudinal direction on the one hand by the Wehrwandung 12 and on the other hand by the rear wall 92.
  • the treatment tank bounded on the one hand by the first side wall 90 and on the other hand by the second side wall 91.
  • the bottom 82 of the treatment container 4 preferably has a discharge mouth 85, through which the treatment substance can be discharged from the main receiving space, in particular can be diverted or pumped off.
  • the Abiaufmündung 85 is preferably connected to the filter device 18 such that the discharged via the Abiaufmündung 85 treatment substance is supplied to the filter device or can be fed.
  • the weir wall 12 delimits the collecting space 14 into which the impurities stirred up by the swirling device 70 can be guided, with the treatment substance passing over the weir wall 12, over the discharge outlet 83 to the filter device 18 for filtering.
  • pipes in particular made of stainless steel, with a preferred diameter of between 4 mm and 6 mm, are preferably permanently installed on the tank bottom of the treatment plant. These tubes are preferably combined via a distributor unit.
  • each tube is provided with a shut-off valve, wherein it is alternatively conceivable that only the distributor unit is provided with a valve device, in particular a shut-off valve, such as a magnetic shut-off valve, so that individual partial areas or the entire area can be acted upon in the bath. That is, as needed, the fluidizing fluid can be selectively supplied to one or more tubes, whereby special flows or turbulences can be generated in the treatment substance.
  • the fluidizing fluid under pressure, in particular compressed air, embedded in the bath or the treatment substance and thus the still stored on the ground dirt whirled, so that he in can distribute the liquid or the treatment substance.
  • the insertion, especially blowing. the turbulence fluid is preferably controlled by means of a time switching valve and / or a control device 86 and can take place uniformly or pulsatingly, permanently or at programmed time intervals or as a function of detected sensor measurement data.
  • the filter device 18 or the installed filter system preferentially runs and removes the fluidized dirt from the treatment substance.
  • FIG. 15 shows schematically the ascending fluidizing fluid, in particular the ascending air bubbles 88.
  • the treatment substance is fluidized.
  • impurities, in particular sludge, from the bottom region of the invention are produced together with the air bubbles Device stirred up and promoted up to the Wehrströmung.
  • FIG. 15 shows a conduit 75 purely as an alternative to the conduit 73.
  • the conduit 75 may in this case be coupled to the treatment vessel 4 such that portions of the treatment substance can be removed from the treatment vessel 4.
  • the treatment substance fractions removed by means of the line 75 are then preferably supplied to the swirling device 70 by means of a pumping device (not shown).
  • the swirling fluid delivered by the swirling device 70 in this case to the treatment substance provided in the treatment container for swirling the treatment substance provided in the treatment container is thus the proportion of the treatment substance removed via the line 75.
  • the line 75 may in this case be connected, for example, to the treatment substance removal means or the opening or mouth or suction opening 85.
  • FIG. 16 shows a purely exemplary and schematic structure of the treatment installation 100 according to the invention.
  • one or more surface treatment devices may be further treated for surface treatment of the treatment article 2 previously treated by the treatment device 1.
  • a further treatment of at least part of the surface of the treatment article 2 and more preferably at least the majority of the surface of the treatment article 2, and most preferably of substantially or exactly the entire surface of the treatment article 2 is performed.
  • the surface treatment device 94 is preferred for coating the treatment article 2 educated.
  • the surface treatment device 94 applies or produces one or more layers of material on the surface of the treatment article 2.
  • the surface treatment device 94 causes a priming and / or galvanizing of the treatment article 2.
  • a drying device (not shown) is provided or designed for drying the treatment object 2.
  • a drying device (not shown) is provided or formed.
  • the surface treatment device 94 preferably has at least one flux device 194, in particular a flux bath, for fluxing the subject of the treatment and a galvanizing device 294.
  • the flux device 194 preferably has a receiving container, in particular a trough, which is at least partially filled with a fluxing agent or fluxing agent, in particular a chloride, such as ammonium chloride or zinc chloride, or a mixture of fluxing agents.
  • the object to be treated is wetted with the fluxing agent or the fluxing agents, in particular with a mist or a liquid jet is acted upon.
  • the flux device produces a type of adhesion promoter or primer on the protective layer produced by the treatment device, or the protective layer is converted into an adhesion-promoting layer by the fluxing.
  • the subject matter 2 is preferably dried, in particular dried in a drying device (not shown).
  • the drying device may in this case be part of the flux device 194 or the galvanizing device 294, wherein alternatively it is also conceivable that the drying device is separate from the flux device 194 and / or the galvanizing device, in particular structurally, functionally, spatially and / or energetically separated device.
  • the drying device in the drying device preferably takes place at a temperature between 70 ° C. and 150 ° C., in particular at a temperature between 80 ° C. and 120 ° C.
  • the galvanizing device 294 is preferably designed for piece galvanizing or strip galvanizing.
  • the galvanizing device 294 preferably has a hot zinc bath.
  • the temperature of the zinc bath is preferably 450 ° C or substantially 450 ° C.
  • the treatment object 2 is thus first supplied to the treatment device 1 and modified therein by the treatment substance, in particular cleaned, pickled and provided with a phosphorus or phosphate layer.
  • 17a shows a SEM image of a surface phosphated by means of the treatment device. It can be seen that the phosphate layer is heterogeneous.
  • the layer thickness is in this case only a few micrometers, in particular exactly or less than 100 micrometers or exactly or less than 80 micrometers or exactly or less than 70 micrometers or exactly or less than 65 micrometers or exactly or less than 63 micrometers or exactly or less than 60 micrometers or exactly or less than 58 Micrometer or exactly or less than 55 microns or exactly or less than 50 microns.
  • FIG. 17 b shows a SEM image of the phosphating produced by means of the treatment device 1.
  • FIGS. 18a and 18b show a cross section through a part of a metallic object 2 and a zinc layer formed on the metallic object 2 or as part of the metallic object 2.
  • the metallic object here is in particular a metallic component, such as a frame, in particular a vehicle frame, or carrier element or connecting means or cladding element, or metallic device, such as e.g. a container, or the subject of the treatment as already described with respect to the other figures.
  • the metallic object 2 comprises at least one metallic portion, wherein on at least one surface 301 of the metallic portion, a zinc layer 300 is formed, wherein in the zinc layer 300 preferably bubble-shaped inclusions 302 are present, the bubble-shaped inclusions 302 particularly preferably phosphorus or a phosphate.
  • the zinc layer 300 is preferably present in a first section 306 resting directly on the metallic portion in a Zn / X-Pbase, where X stands for a material, in particular iron (Fe), which is a constituent of the metallic portion.
  • X stands for a material, in particular iron (Fe), which is a constituent of the metallic portion.
  • the metallic object is thus a body which consists at least partially and preferably in a majority and particularly preferably completely of iron, an iron compound, an iron alloy or a steel
  • the Zn / Fe phase is preferably present in the first section.
  • the first section 306 is preferably adjoined by a second section 308, which is formed by a zinc phase, wherein the bubble-shaped inclusions 302 are preferably located at least in the majority, and particularly preferably completely, in the second section 308.
  • the second portion 308 is higher or thicker than the first portion 306.
  • the second portion 308 is thus preferably at least as thick as the first portion 306. More preferably, the second portion 308 is more than the first portion 1.5 times, in particular more than 2 times or more than 2.5 times or more than 3 times as high as the first section 306.
  • Reference numeral 310 denotes potting material which is used only to detect the illustration shown.
  • the layer formation described above is due to a treatment article by the treatment of the treatment article 2 with the treatment plant 100 according to the invention, in particular by a treatment with the inventive Treatment apparatus 1, subsequent fluxing in a Flux acquired, in particular a Fluxbad, and subsequent galvanizing, in particular hot dip galvanizing generated.
  • the present invention preferably relates to a treatment device 1 for single-stage treatment of a metallic treatment article 2, wherein the treatment comprises at least the pickling and the phosphating of the treatment article 2, wherein the treatment device 1 comprises at least the following devices: a treatment container 4 for receiving the treatment article 2 and for receiving a flowable treatment substance 6, a pumping device 10 for circulating at least a portion of the treatment substance 6, wherein at least a part of the treatment object 2, in particular the entire treatment object 2, is flowed around by the treatment substance 6, wherein the treatment substance 6 a phosphorus or phosphate-containing solution, in particular phosphoric acid, wherein the phosphorus or phosphate-containing solution consists of a water and on the other hand of a reaction substance, and a swirler 70 z in order to fluidize impurities depositing in the treatment substance, in particular solid particles, wherein the fluidizing device 70 has at least one supply device 72 and one fluid line element 74 with a plurality of outlet openings 76 for supplying a fluidizing fluid to the treatment
  • the present invention particularly preferably relates to a treatment device 1 for single-stage treatment of a metallic treatment article 2, wherein the treatment comprises at least pickling and phosphating of the treatment article 2:
  • the treatment device 1 comprises at least the following devices: a treatment container 4 for receiving a pumping device 10 for circulating at least a portion of the treatment substance 6, wherein at least a part of the treatment object 2, in particular the entire treatment object 2, is circulated by the treatment substance 6, wherein the treatment substance 6 a phosphoric or phosphate-containing solution, in particular phosphoric acid, is, wherein the phosphorus or phosphate-containing solution for a water, especially deionized water, and on the other from a Reactio Substance consists.
  • the reaction substance of phosphorus or a phosphate and at least one additional treatment effect improving substance, in particular one or more inhibitors is preferably between 75% vol. and 94% vol. and preferably between 80% vol. and 90% vol. and more preferably between 83% vol. and 88% vol.
  • the reaction substance preferably has no proportions of hydrochloric acid and sulfuric acid and further preferably does not contain any proportions of fluorine, chlorine, bromine, iodine, lead, mercury and selenium, and is preferably in a ratio of 1 kg of reaction substance to 4 liters of water and 1 kg Reaction substance to 12 liters of water mixed with water, in particular in a ratio of 1 kg of reaction substance to 6 liters mixed with water.
  • the invention may preferably relate to a treatment method for processing a, in particular metallic, treatment object 2.
  • the method preferably comprises at least the following steps: providing a treatment container 4 for receiving at least one treatment object 2 and for receiving a fluid treatment substance 6, introducing the treatment substance 6 into the treatment container 4, wherein no further treatment container is used for pickling and phosphating, and introducing the Treatment object 2 in the treatment container 4 at least partially filled with the treatment substance 6 for contacting the treatment object 2 with the treatment substance 6, wherein the contact between the treatment substance 6 and the treatment object 2 at least one cleaning, in particular degreasing, and phosphating the treatment object is effected, wherein the treatment substance 6 is a phosphoric or phosphate-containing solution, in particular phosphoric acid, wherein the phosphoric or phosphate-containing solution on the one hand from water and the other en consists of a reaction substance, wherein the reaction substance of phosphorus or a phosphate and an additional treatment effect improving substance, wherein the proportion of the phosphorus or the phosphate
  • Treatment device 48 VE water treatment device Subject of treatment
  • Fixing bath 80 Pipe sections / pipes Discharge point 80a First line section Transport device 80b Second line section Pressure belt filter device 80c Third line section Dosing device 80d Fourth line section 80e fifth line section 100 treatment plant

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Behandlungsvorrichtung (1) zur einstufigen Behandlung eines metallischen Behandlungsgegenstands (2), wobei die Behandlung zumindest das Beizen und das Phosphatieren des Behandlungsgegenstands (2) umfasst, wobei die Behandlungsvorrichtung (1) zumindest die nachfolgend genannten Einrichtungen umfasst: einen Behandlungsbehälter (4) zum Aufnehmen des Behandlungsgegenstands (2) und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz (6), eine Pumpeinrichtung (10) zum Umwälzen von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz (6), wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands (2), insbesondere der gesamte Behandlungsgegenstand (2), von der Behandlungssubstanz (6) umströmt wird, wobei die Behandlungssubstanz (6) eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser, insbesondere VE-Wasser, und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, und die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und mindestens einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz, insbesondere einen oder mehrere Inhibitoren aufweisend, besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz zwischen 75% vol. und 94% vol. beträgt und bevorzugt zwischen 80%vol. und 90%vol. und besonders bevorzugt zwischen 85%vol. und 87%vol. beträgt, wobei die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure und bevorzugt ferner keine Anteile von Fluor, Chlor, Brom, Jod, Blei, Quecksilber und Selen aufweist und wobei die Reaktionssubstanz mit Wasser in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt ist, wobei das vorgegebene Verhältnis zwischen einer Untergrenze und einer Obergrenze liegt, wobei die Untergrenze durch eine Mischung in einem Verhältnis von 1kg Reaktionssubstanz zu 4 Liter Wasser definiert wird und die Obergrenze durch eine Mischung von 1kg Reaktionssubstanz zu 8 Liter Wasser definiert wird, insbesondere liegt die Mischung in einem Verhältnis von 1 kg Reaktionssubstanz zu 6 Liter Wasser vor.

Description

Behandlungsvorrichtung zum Beizen und Phosphatieren von Metallteilen und Behandlungsverfahren sowie Behandlungsanlage zum Verzinken der Metallteile
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß Anspruch 1 auf eine Behandlungsvorrichtung zur Behandlung von Gegenständen, gemäß Anspruch 12 auf ein Behandlungsverfahren zum zumindest Beizen und Phosphatieren eines metallischen Behandlungsgegenstands und zur Verzinkung des metallischen Gegenstands und gemäß Anspruch 15 auf ein metallisches Objekt.
Bisherige Behandlungsanlagen zur Phosphatierung von Gegenständen erfordern eine Vielzahl von Arbeitsschritten, insbesondere 7 Arbeitsschritte, und weisen dafür eine Vielzahl an verschiedenen Bädern auf. Der Gegenstand wird dabei zunächst in ein erstes Bad eingelegt, in dem eine erste Flüssigkeit zum Entfetten des Gegenstands vorgesehen ist. Nach der Entfettung muss der Gegenstand aus dem ersten Bad heraus und in ein zweites Bad hinein gefördert werden. In dem zweiten Bad ist eine Spülflüssigkeit zum Spülen des Gegenstands vorgesehen. Nach dem Spülen wird der Gegenstand in ein drittes Bad gefördert. Das dritte Bad ist mit einer einem Sa)zsäure-/Schwefelsäuregemisch gefüllt. Nach der Salzsäure-/Schwefelsäurebehandlung wird der Gegenstand nacheinander in zwei weitere jeweils mit einer Spülflüssigkeit gefüllte Bäder zum Spülen des Gegenstands gefördert. Weiterhin wird der Gegenstand nach dem letzten Spülbad in ein Bad zum Passivieren gefördert. Nach dem Passivieren wird der Gegenstand phosphatiert und dann zum Trocknen an einen weiteren Ort gefördert. Bei einer solchen Anlage müssen nach ca. 6 bis 8 Wochen Produktionszeit die hochgiftigen und umweltschädlichen Chemikalien in den Entfettungsbädern und in den Behandlungsbädern komplett gewechselt werden, da die Chemikalien nach dieser Zeit abgenutzt sind und anfallender Schlamm aus den Bädern entfernt werden muss. Dies bedeutet einen Stillstand der Anlage und hohe Austausch- und Entsorgungskosten.
Es ist ersichtlich, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen zum einen sehr viel Platz benötigen, da sie sechs verschiedene Bäder bereitstellen müssen, und zum anderen sehr viele verschiedene chemische Substanzen in großen Mengen benötigen. Weiterhin erfordert das Fördern der Gegenstände von einem Bad zum nächsten sehr viel Zeit, entsprechende Transportanlagen und Bedienpersonal. Weiterhin sind die verwendeten Chemikalien giftig bzw. umweltschädlich, da z.B. Schwefelsäuren und Salzsäuren eingesetzt werden, wodurch entweder teure Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden müssen oder eine hohe Gefahr für das Personal und die Umwelt sowie die zumeist stählerne Hallekonstruktion besteht.
Ferner soll eine Wasserstoffversprödung der behandelten Werkstücke bzw. Behandlungsgegenstände verhindert werden. Eine Wasserstoffversprödung erfolgt gewöhnlich durch das Eindringen und Einlagern von Wasserstoff in ein Metallgitter und kann eine Materialermüdung zur Folge haben. Die Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn auf der Metalloberfläche - entweder durch Wasserstoffkorrosion oder aber bei einer anderen chemischen Reaktion in der Metallverarbeitung, an der Wasserstoff beteiligt ist - atomarer Wasserstoff entsteht, der schneller an den Werkstoff gebunden wird, als er sich an der Werkstoffoberfläche zu nicht diffusionsfähigen H2-Molekülen zusammenfügt. Ein Teil des Wasserstoffs wird dabei in das Metallgitter eingelagert oder lagert sich an Fehlstellen oder an der Korngrenze an. Je nach Beanspruchung des jeweiligen Gegenstandes, z.B. durch die Einleitung von Zugetgen- und/oder -lastspannungen besteht die Gefahr eines Materialversagens.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Behandlungsvorrichtung und ein Behandlungsverfahren bereitzustellen, wobei durch die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren zumindest ein Nachteil und bevorzugt mehrere und besonders bevorzugt alle zuvor genannten Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungsanlagen zur Phosphatierung von Gegenständen vermieden werden sollen. Besonders bevorzugt soll die Oberflächenbeschaffenheit eines gemäß der Erfindung behandelten Behandlungsgegenstands verbessert werden.
Die zuvor genannte Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Behandlungsvorrichtung zur einstufigen Behandlung eines metallischen Behandlungsgegenstands gelöst, wobei die Behandlung zumindest das Beizen und das Phosphatieren des Behandlungsgegenstands umfasst. Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung, insbesondere eine Badanlage, umfasst bevorzugt einen Behandlungsbehälter zum Aufnehmen des Behandlungsgegenstands und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz, und eine Pumpeinrichtung zum Austausch von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz, wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands, insbesondere der gesamte Behandlungsgegenstand, von der Behandlungssubstanz umströmt wird, wobei die Behandlungssubstanz eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, wobei die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und bevorzugt mindestens einer zusätzlichen
Behandlungseffektverbesserungssubstanz, insbesondere einen oder mehrere Inhibitoren aufweisend, und Wasser, insbesondere VE-Wasser, besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz zwischen 60% vol. und 85% vol. beträgt und bevorzugt zwischen 70%vol. und 80%vol. und besonders bevorzugt zwischen 73%vol. und 77%vol. beträgt und höchst bevorzugt zwischen 74%vol. und 76%vol.. wie z.B. 76%vol., beträgt. Die Behandlungseffektverbesserungssubstanz, insbesondere ein oder mehrere Inhibitoren, liegt bevorzugt in einer Menge von 0,1% vol. bis 2,5 vol. % bevorzugt zwischen 0,2% vol. und 2% vol. und besonders bevorzugt zwischen 0,5% vol. und 1 ,5% vol. der Reaktionssubstanz vor. Die von 100%vol. fehlenden weiteren Anteile werden bevorzugt durch Wasser, insbesondere VE-Wasser, gebildet. Bevorzugt weist die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure und bevorzugt ferner keine Anteile von Fluor, Chlor, Brom, Jod, Blei, Quecksilber und Selen auf. Ferner wird die Reaktionssubstanz mit Wasser in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt ist, wobei das vorgegebene Verhältnis zwischen einer Untergrenze und einer Obergrenze liegt, wobei die Untergrenze durch eine Mischung in einem Verhältnis von 1 kg Reaktionssubstanz zu 4 Liter Wasser definiert wird und die Obergrenze durch eine Mischung von 1kg Reaktionssubstanz zu 8 Liter Wasser definiert wird, insbesondere liegt die Mischung in einem Verhältnis von 1kg Reaktionssubstanz zu 6 Liter Wasser vor.
Die Reaktionssubstanz wird somit bevorzugt in einem Verhältnis zwischen 1kg Reaktionssubstanz zu 4 Liter Wasser und 1kg Reaktionssubstanz zu 8 Liter Wasser mit Wasser gemischt, insbesondere in einem Verhältnis zwischen 1kg Reaktionssubstanz zu 6 Liter Wasser und 1kg Reaktionssubstanz zu 7,8 Liter Wasser mit Wasser gemischt, insbesondere in einem Verhältnis von genau oder im Wesentlichen 1kg Reaktionssubstanz zu 6,5 Liter Wasser oder in einem Verhältnis von genau oder im Wesentlichen 1kg Reaktionssubstanz zu 6,8 Liter Wasser oder in einem Verhältnis von genau oder im Wesentlichen 1kg Reaktionssubstanz zu 7 Liter Wasser oder in einem Verhältnis von genau oder im Wesentlichen 1kg Reaktionssubstanz zu 7,2 Liter Wasser oder in einem Verhältnis von genau oder im Wesentlichen 1 kg Reaktionssubstanz zu 7,5 Liter Wasser gemischt.
Diese Lösung ist vorteilhaft, da für eine weitere Beschichtung, insbesondere eine Erzeugung einer Haftvermittlungsschicht und/oder Verzinkung, auf dem Behandlungsgegenstand erzeugbar ist und/oder eine vorteilhatte Reinigung des Behandlungsgegenstands erfolgt. Durch die erzeugte Schutzschicht wird z.B. bei einer Verzinkung des Behandlungsgegenstands die Bildung von Tros bzw. Hart-Zink reduziert bzw. verhindert. Die Bildung von Hart-Zink hat erhebliche Auswirkungen auf die Kosten beim Verzinken, da sich der Hart-Zink im Zinkbad absetzt und aufwendig daraus entfernt werden muss, wodurch lange Stillstandszeiten und somit hohe Kosten entstehen. Reduzierung bzw. Verhinderung der Hart-Zinkbildung hat somit erhebliche positive Auswirkungen auf die Herstellgeschwindigkeit und Herstellkosten von metallischen Objekten, die eine Verzinkung erfahren. Ferner wird durch die Schutzschicht z.B. verhindert, dass das Material des Behandlungsgegenstands oxidiert, wodurch ein mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelter Behandlungsgegenstand deutlich länger der Luft ausgesetzt sein kann als ein unbehandelter Gegenstand.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Verwirbelungseinrichtung zum Aufwirbeln von sich in der Behandlungssubstanz ablagernden Verunreinigungen, insbesondere Feststoffpartikel, vorgesehen, wobei die Verwirbelungseinrichtung mindesten eine Bereitstellungseinrichtung und ein Fluidleitungselement mit einer Vielzahl an Auslassöffnungen zum Zuführen eines Verwirbelungsfluids zur Behandlungssubstanz aufweist, wobei das Verwirbelungsfluid durch die Bereitstellungseinrichtung dem Fluidleitungselement mit einem Druck von mehr als 2bar, insbesondere mit mehr als 3bar oder mehr als 4bar oder mehr als 5bar oder mehr als 6bar oder mehr als 7bar oder mit bis zu 10bar oder mit bis zu 15bar oder mit bis zu 20bar, zuführbar ist.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da keine giftigen oder umweltschädlichen Chemikalien verwendet werden. Ferner muss die Behandlungssubstanz nicht alle 6-8 Wochen ausgetauscht und entsorgt werden, da durch die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung ein Anlagenaufbau geschaffen wird, bei dem die benutzte Chemie ständig gereinigt wird. Durch Verdunstung und Verschleppung entstehende Verluste der Behandlungssubstanz sind durch das Zusetzen von Wasser und der Reaktionssubstanz nachdosierbar, wodurch es möglich ist, dass die erforderliche Anzahl an Wechsel der Behandlungssubstanz pro Jahr auf weniger als 4 Wechsel, insbesondere auf 2 oder auf weniger als 2 Wechsel, auf 1 oder auf weniger als 1 Wechsel, reduzierbar ist. Bevorzugt wird die Behandlungssubstanz erst dann ausgetauscht, wenn sich eine vorbestimmte Konzentration an gelöstem Eisen in der Behandlungssubstanz befindet, wobei ein Austausch bevorzugt erst bei einer Konzentration an gelöstem Eisen von mehr als 2% erfolgt. Ferner werden durch die erfindungsgemäße Lösung Schmutzstoffe bzw. Verunreinigungen, insbesondere Schlamm und/oder Metall- oder Rostpartikel, vor dem Ablagern gehindert und/oder aus durch Ablagerungen entstandenen Ansammlungen entfernt. Die Ansammlungen können dabei durch die Verwirbelungseinrichtung wieder vereinzelt werden, wodurch die Verunreinigungen wieder als Schwebstoffe in der Behandlungssubstanz vorgehalten werden können. Als Schwebstoffe können die Verunreinigungen, dann durch das Zuführen von Anteile der Behandlungssubstanz zur Filtereinrichtung aus dem Aufnahmeraum ausgeschleust werden.
Das Fluidleitungselement bildet gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere mittels Ventileinrichtungen voneinander zumindest funktional oder fluidisch entkoppelbare Leitungsabschnitte aus, wobei zumindest die Mehrheit der Leitungsabschnitte im Bereich des Bodens des Behandlungsbehälters angeordnet sind. Als Bereich des Bodens ist hierbei jeder Anteil des Behandlungsbehälters anzusehen, der näher am Boden als zu der oberseitig des Behandlungsbehälters ausgebildeten Öffnung angeordnet bzw. ausgebildet ist. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass das Fluidleitungselement als Bestandteil des Bodens bzw. in dem Boden ausgebildet ist und somit abschnittsweise oder vollständig unterhalb der zum Aufnahmeraum gerichteten Oberfläche des Bodens ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist das Fluidleitungselement zumindest abschnittsweise weniger als 50cm bevorzugt weniger als 30cm und besonders bevorzugt weniger als 10cm vom Boden des Aufnahmeraums beabstandet ausgebildet. Bevorzugt sind die Auslassöffnungen oder einzelne Auslassöffnungen oder die Mehrzahl der Auslassöffnungen oder eine Minderheit der Auslassöffnungen bei einem oberhalb des Bodens angeordneten Fluidleitungselement nach unten, d.h. in Richtung des Bodens orientiert oder zur Seite, d.h. in Richtung einer Wand bzw. Seitenwand des Aufnahmeraums orientiert, oder nach oben, d.h. in Richtung Einbringöffnung des Aufnahmeraums, durch welche die Behandlungsgegenstände in den Aufnahmeraum einbringbar sind. Ferner ist denkbar, dass die Auslassöffnungen von verschiedenen Rohren in verschiedene Richtungen gerichtet sind. Ferner ist denkbar, dass je Leitungsabschnitt bzw. Rohr oder an einzelnen Leitungsabschnitten bzw. Rohren erste Auslassöffnungen vorgesehen sind, die in eine erste Richtung orientiert sind, und zweite Auslassöffnungen vorgesehen sind die in eine zweite Richtung orientiert sind, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung bevorzugt um mindestens 10° und bevorzugt um mindestens 20° und besonders bevorzugt um mindestens 45° oder mindestens 60° oder mindestens 90" oder mindestens 120° oder mindestens 150* oder bis zu 180° voneinander abweichend orientiert sind. Zusätzlich ist denkbar, dass dritte Auslassöffnungen vorgesehen sind, die zu den ersten Auslassöffnungen in einem Winkel orientiert sind, der vom Winkel zwischen den ersten Auslassöffnungen und den zweiten Auslassöffnungen verschiedene ist. Analog kann dies für vierte Auslassöffnungen und/oder fünfte Auslassöffnungen etc. zutreffend sein. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Einbringung des Verwirbelungsfluids bzw. des Funktionsfluids bzw. des Fluides, insbesondere Luft, derart gerichtet erfolgen kann, dass die durch das Verwirbelungsfluid erzeugten Verwirbelungen die Ablagerungen wirksam auflösen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Leitungsabschnitte durch Rohre, insbesondere aus Kupfer, Aluminium, Eisen und/oder Edelstahl, ausgebildet, insbesondere mit einem Rohrdurchmesser zwischen 2mm und 12mm und bevorzugt in einem Rohrdurchmesser zwischen 3mm und 9mm und besonders bevorzugt in einem Rohrdurchmesser zwischen 4mm und 6mm, wobei die Rohre mit dem Boden des Behandlungsbehältnis gekoppelt sind oder daran angeordnet sind, wobei die Rohre mittels mindestens einer Verteilereinheit miteinander verbunden sind, und wobei jede Ventileinrichtung als Absperrventil, insbesondere als Absperrmagnetventil, ausgebildet ist. Die Auslassöffnungen sind bevorzugt als Löcher, insbesondere Bohrungen, gestaltet und weisen bevorzugt einen Durchmesser zwischen 0,5mm und 8mm, bevorzugt einen Durchmesser zwischen 1 ,5mm und 6mm und besonders bevorzugt einen Durchmesser zwischen 2,5mm und 4mm, insbesondere genau oder im Wesentlichen 3mm, auf.
Die Bereitstellungseinrichtung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als zum Bereitstellen von einem unter mindestens 2bar Druck stehenden Gas, insbesondere Luft, ausgebildet. In dem Falle, in dem das Gas Luft ist, besteht die Luft bevorzugt aus Umgebungsluft aus der Umgebung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da Umgebungsluft kostenlos bereit steht und aufgrund ihrer geringen Dichte sich selbsttätig durch die Behandlungssubstanz hindurch bewegt bzw. aus der Bewegungssubstanz selbsttätig herausbewegt. Beim Durchqueren der Behandlungssubstanz bewirkt die Luft eine lokale Verdrängung der Behandlungssubstanz, wodurch diese bewegt wird, woraus Verwirbelungen resultieren könne.
Eine Filtereinrichtung zum Filtern der Behandlungssubstanz ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wobei durch das Filtern Verunreinigungen aus der Behandlungssubstanz entfernt werden, die sich in der Behandlungssubstanz angereichert haben. Bevorzugt ist zusätzlich eine Steuerungseinrichtung zum Betrieb der Filtereinrichtung und der Verwirbelungseinrichtung vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die Filtereinrichtung und die Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit voneinander betreibbar. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch das Zusammenwirken der Verwirbelungseinrichtung mit der Filtereinrichtung sehr effizient die Verunreinigungen aus der Behandlungssubstanz entfernt werden können.
Der Betrieb der Verwirbelungseinrichtung umfasst gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest zeitweise die Bereitstellung des Fluides und die Ansteuerung der Ventileinrichtung, wobei die Ventileinrichtungen nach vorbestimmten Verläufen, insbesondere in programmierten Zeitabständen, ansteuerbar sind. Es ist somit möglich, dass einzelne, mehrere, die Mehrzahl oder alle Ventileinrichtungen des Leitungselements oder einzelner Leitungsabschnitte derart geschalten werden, dass durch alle mit den geöffneten Ventileinrichtungen fluidisch verbundenen Auslassöffnungen für einen bevorzugt vorgegebenen Zeitraum Fluid der Behandlungssubstanz zugeführt wird. Es ist hierbei jedoch ebenfalls denkbar, dass einzelne oder mehrere Ventileinrichtungen nacheinander geschaltet, insbesondere pulsierend geschaltet, werden. Besonders bevorzugt werden die einzelnen Ventileinrichtungen, jedoch mittels eines vorbestimmten Programms und/oder einer bevorzugt einstellbaren Intervallschaltung und/oder in Abhängigkeit von mittels Sensoreinrichtung erfasster Zustandsdaten der Behandlungssubstanz gesteuert. Es wird hierbei besonders bevorzugt die Verwirbelungseinrichtung infolge der Sensordaten aktiviert und/oder deaktiviert. Die Sensordaten können hierbei z.B. Daten bzgl. des Anteils der Verunreinigungen im Bodenbereich der Vorrichtung und/oder in einem oder einzelnen Bereichen des Behandlungsbehälters aufweisen. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Verwirbelungseinrichtung manuell und/oder mittels einer Fernbedienung aktivierbar und/oder deaktivierbar ist.
Besonders bevorzugt weist zudem die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure auf. Dies ist vorteilhaft, da durch die vorliegende Erfindung eine sehr einfache Behandlung von Behandlungsgegenständen möglich ist. Die Behandlungsgegenstände müssen im Wesentlichen nur in die Behandlungssubstanz eingetaucht werden, die Behandlungssubstanz muss einwirken und nach dem Herausnehmen des Behandlungsgegenstands aus dem Bad trocknen. Insbesondere wird durch den hochreinen Phosphor bzw. das hochreine Phosphat eine Schutzschicht nach dem Abtrocknen auf den Behandlungsgegenständen ausgebildet, so dass diese über einen längeren Zeitraum, insbesondere mehreren Wochen, vor einem weiteren Ausbefall geschützt sind, wobei dies ohne die gemäß dem Stand der Technik erforderliche Passivierung und anschließende Phosphatierung erfolgt, und wobei insbesondere die sich ergebende Schutzschicht gegenüber dem Phosphatieren gemäß dem Stand der Technik weitaus überlegen ist. Diese Lösung ist ferner vorteilhaft, da die Behandlungssubstanz unbrennbar ist, durch den Einsatz der Behandlungssubstanz keine MAK-Werte (Maximale Arbeitsplatz- Konzentration) überschritten werden und keine korrosiven Dämpfe bewirkt werden, wodurch keine Absaugung erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die verwendeten Behandlungseffektverbesserungssubstanz/en eine erhebliche Schonung des Materials bewirkt wird und die Schweißfähigkeit nicht beeinträchtigt wird.
Noch ein weiterer Vorteil ist die vielfältige Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung. Sie kann z.B. für die Vor- und Nachbehandlung in Härtereien verwendet werden oder sie kann zur Entfernung der Oxidschicht auf Aluminium verwendet werden. Ferner können durch sie bei der galvanischen Nachbearbeitung von Gussteilen Ausblühungen vermieden werden. Die Ersparnis an Spachtel bei der Gusshautentfernung ist daher beträchtlich. Weiterhin können z.B. Hydraulikrohre und Rohrleitungen direkt auf Baustellen in einem einzigen Arbeitsgang gebeizt werden, ohne dass ein Nachspülen und Neutralisieren erforderlich wäre.
Besonders bevorzugt werden durch die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung neben dem Beizen und Phosphatieren des Behandlungsgegenstands bevorzugt ebenfalls das Entfetten und/oder Entrosten und/oder Entzundern und/oder Konservieren und/oder Entkalken des Behandlungsgegenstands bewirkt.
Als Behandlungsgegenstände können bevorzugt rein exemplarisch behandelt werden: Metallteile, wie Aluminiumteile, Eisenteile, Graugussteile, Draht, Stahlteile, Kupferteile oder Teile aus Legierungen, Polymerteile, wie Kunststoffteile oder Gummiteile, etc., insbesondere Fahrzeugrahmen, Rohre, Maschinenteile, Turboladerteile, Gehäuse, Autoteile, Hydraulikteile, gegossene Stahlteile, Turbinenteile.
Soweit sich aus dem Gegenstand dieser Erfindung nichts Anderes ergibt, so gelten die Prozentangaben hinsichtlich der Erfindung als Volumenprozent. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Prozentangaben und Temperaturangaben in "C bezüglich der Erfindung sich auf den Umgebungsdruck bzw. Normaldruck beziehen, falls sich aus dem Gegenstand der Erfindung nichts Anderes ergibt, und des Weiteren können die Angaben in °C entsprechend auch für Kelvin gelten. Dem Fachmann sind die Angaben der Erfindung zu den physikalischen Einheiten im Hinblick auf die Gesamtoffenbarung der Erfindung jedoch nicht weiter zu erläutern, falls jedoch ein physikalischer Parameter abgewandelt werden sollte, so ist es für den Fachmann ersichtlich, dass sich die dadurch ergebenden Änderungen der anderen physikalischen Größen entsprechend anpassen, ohne dabei den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei eine Temperierungseinrichtung zum Temperieren der in dem Handlungsbehälter vorhaltbaren Behandlungssubstanz vorgesehen ist, wobei mittels der Temperierungseinrichtung die Temperatur der Behandlungssubstanz definiert einstellbar ist.
Die bevorzugte Temperatur der Behandlungssubstanz ist bevorzugt höher als 0°C, insbesondere höher oder gleich 5°C, höher oder gleich 10°C, höher oder gleich 15CC, höher oder gleich 17°C, höher oder gleich 20*0, höher oder gleich 25°C, höher oder gleich 30°C, höher oder gleich 35°C, höher oder gleich 37°C, höher oder gleich 40°C, bevorzugt zwischen 20°C und 60°C und besonders bevorzugt zwischen 30° und 50°C. Bevorzugt stellt die Temperierung der Behandlungssubstanz eine Erwärmung der Behandlungssubstanz dar, wobei jedoch ebenfalls denkbar ist, dass die Temperierung eine Abkühlung darstellt. Weiterhin ist denkbar, dass durch die Temperierungseinrichtung die Behandlungssubstanz zeitweise erwärmbar und zeitweise abkühlbar ist. Die Temperierungseinrichtung ist bevorzugt als elektrische Heizeinrichtung, elektrische Kühleinrichtung und/oder als Wärmetauschersystem ausgebildet. In Abhängigkeit von der Temperatur der Behandlungssubstanz kann der Arbeitsablauf gesteuert werden. Rein beispielhaft kann bei der Entfettung von Rost der Beschleunigungsfaktor 20:20Cx6 betragen. Dies bedeutet, dass der Behandlungsgegenstand bei einer bei 20"C erfolgenden Behandlung, die 2 Std. dauert, oder mittels einer Behandlung bei 40°C, die 20 Minuten dauert rostfrei gemacht werden kann.
Ein besonders bevorzugter Betriebstemperaturbereich liegt bei 35°C bis 45°C, dieser Temperaturbereich ist vorteilhaft, da eine Absaugung nicht nötig ist, da keine korrosiven - oder gesundheitsschädlichen Dämpfe entstehen. Es ist jedoch denkbar, dass eine Absaugung vorgesehen wird, wenn z.B. der Arbeitsraum extrem niedrig ist oder wenn der Arbeitsraum nicht zu belüften ist. Bevorzugt besteht die phosphor- und phosphathaltige Lösung aus vollentkalktem Wasser und der Reaktionssubstanz, wobei der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE- Wasser zwischen 1 :4 und 1 :7 liegt, wobei der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE-Wasser bevorzugt 1 :6 beträgt, wenn die Reaktionssubstanz in einem festen Zustand vorliegt oder wobei der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE-Wasser bevorzugt 1 :5 beträgt, wenn die Reaktionssubstanz in einem flüssigen Zustand vorliegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Reaktionssubstanz ferner keine Anteile von Fluor, Chlor, Brom, Jod, Blei, Quecksilber und Selen auf, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne gesundheitsschädliche bzw. umweltschädliche Stoffe bzw. Substanzen arbeitet.
Die Pumpeinrichtung ist bevorzugt als Umwälzpumpe ausgebildet und bewirkt bevorzugt eine Umwälzung der Behandlungssubstanz innerhalb des Behandlungsbehälters. Es ist jedoch alternativ oder zusätzlich vorstellbar, dass eine Pumpeinrichtung zum Erzeugen einer Wehrströmung vorgesehen ist. Bevorzugt sind mit der Pumpeinrichtung eine oder mehrere Düsen gekoppelt, durch welche die Behandlungssubstanz insbesondere in Behandlungsbehälter, insbesondere zur Badumwälzung, ausgegeben wird.
Der Behandlungsbehälter ist bevorzugt in jeder beliebigen Größe ausführbar. Besonders bevorzugt weist der Behandlungsbehälter innenseitig, d.h. auf der mit der Behandlungssubstanz in Kontakt stehenden Seite ein Material oder eine Material mischung auf, die von der Behandlungssubstanz nicht angegriffen wird. Bevorzugte Materialien sind hierbei neben anderen z.B.: Edelstahl, GVP, PVC. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass nicht nur die mit der Behandlungssubstanz in Kontakt stehende Oberfläche des Behandlungsbehälters aus einem solchen Material besteht, sondern dass ebenfalls zusätzliche Elemente des Behandlungsbehälters, insbesondere der gesamte Behandlungsbehälter, aus einem solchen Material oder Materialgemisch besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Filtereinrichtung zum Filtern der Behandlungssubstanz vorgesehen, wobei durch das Filtern Verunreinigungen aus der Behandlungssubstanz entfernt werden, die sich in der Behandlungssubstanz anreichern. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Behandlungssubstanz in dem Behandlungsbehälter kontinuierlich oder zeitweise gereinigt bzw. aufbereitet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Behandlungsbehälter mit mindestens zwei Aufnahmeräumen gekoppelt, wobei ein erster Aufnahmeraum ein bevorzugt unterhalb des Behandlungsbehälters ausgebildeter Pufferaufnahmeraum zum Aufnehmen einer bestimmten Menge der Behandlungssubstanz ist, und wobei ein zweiter Aufnahmeraum ein bevorzugt seitlich von dem Behandlungsbehälter ausgebildeter Temperierungsraum ist, wobei die Temperierungseinrichtung zumindest teilweise in dem Temperierungsraum angeordnet ist. Der erste Aufnahmeraum bzw. der Pufferraum kann z.B. zum Vorhalten eines gewünschten Volumens der Behandlungssubstanz dienen. Weiterhin ist denkbar, dass der erste Aufnahmeraum bzw. der Pufferraum zur Aufnahme bzw. zur Ablagerung von Sedimenten dient. Die Sedimente können hierbei z.B. Teile oder Partikel sein, die sich von den Behandlungsgegenständen während der Behandlung ablösen. Der Temperierungsraum ist bevorzugt seitlich neben dem Behandlungsbehälter angeordnet, da dadurch eine sehr gute Zugänglichkeit zu der Temperierungseinrichtung geschaffen werden kann. Ferner ist jedoch alternativ ebenfalls denkbar, dass die Temperierungseinrichtung in dem ersten Aufnahmeraums bzw. in dem Pufferraums, d.h. unterhalb des Behandlungsbehälters, ausgebildet bzw. angeordnet wird. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die einzelnen Anteile der Behandlungssubstanz in unterschiedliche Funktionsbereiche bzw. Aufnahmeräume und den Hauptaufnahmeraum gelangen können, ohne dass eine Beschädigung von in einem oder mehreren Aufnahmebereichen ausgebildeten oder angeordneten Einrichtungen, wie der Temperierungseinrichtung, durch einen Zusammenstoß mit dem Behandlungsgegenstand möglich ist.
Der Behandlungsbehälter ist gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch eine Wandung von einem Auffangraum zum Auffangen von über die Wandung fließender Behandlungssubstanz getrennt, wobei die in dem Auffangraum aufgefangene Behandlungssubstanz mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere mittels der Pumpeinrichtung, über eine Förderleitung in den Behandlungsbehälter zurückförderbar ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die sich auf der Oberfläche der
Behandlungssubstanz ansammelnden und von dem Behandlungsgegenstand abgelösten
Partikel und/oder sich auf der Oberfläche der Behandlungssubstanz bildender Schaum und/oder sonstige Materialkonzentrationen aus dem Behandlungsbehälter ausleitbar sind und bevorzugt der Filtereinrichtung zuführbar sind. Die Pumpeinrichtung und die Filtereinrichtung bilden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Bestandteil der Förderleitung aus und die geförderte Behandlungssubstanz wird bevorzugt von der bzw. mittels der Pumpeinrichtung durch die Filtereinrichtung hindurch gefördert. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch diese Anordnung die Pumpeinrichtung die Förderung der Behandlungssubstanz durch die Filtereinrichtung hindurch und zumindest teilweise eine Umwälzung der Behandlungssubstanz in dem Behandlungsbehälter bewirkt.
Die bzw. eine Förderleitung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, dass bevorzugt durch die zurück in den Behandlungsbehälter geförderte Behandlungssubstanz eine Wehrströmung zum Ausleiten eines Teils der Behandlungssubstanz aus dem Behandlungsbehälter heraus und in den Auffangraum hinein erzeugbar ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da mittels bevorzugt einer Pumpeinrichtung die Förderung der Behandlungssubstanz durch die Filtereinrichtung hindurch, zumindest teilweise eine Umwälzung der Behandlungssubstanz in dem Behandlungsbehälter und die Schaffung einer Wehrströmung bewirkbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Dosiereinrichtung zum Anpassen der Zusammensetzung der Behandlungssubstanz vorgesehen, wobei die Behandlungssubstanz aus einer Mischung mehrerer Komponenten besteht. Bevorzugt ist die Dosiereinrichtung mit einer oder mehreren Sensoreinrichtungen direkt oder über eine Steuerungseinrichtung indirekt gekoppelt, wobei die Sensoreinrichtungen bevorzugt eine Überwachung bzw. Analyse der Zusammensetzung der Behandlungssubstanz und/oder eine Überwachung des Volumens bzw. der verbleibende Menge bzw. der Füllhöhe an in dem Behandlungsbehälter vorhandener Behandlungssubstanz ermöglicht bzw. ermöglichen.
Die Dosiereinrichtung bewirkt insbesondere den Ausgleich von Verlusten durch Zusetzung der entsprechenden Menge an verlorener Behandlungssubstanz, insbesondere werden
Verdunstungs- und/oder Tauchverluste ausgeblichen. Bevorzugt erfolgt durch die
Dosiereinrichtung die Zusetzung der die Behandlungssubstanz bildenden Komponenten, insbesondere von VE-Wasser, der Reaktionssubstanz und der
Behandlungseffektverbesserungssubstanz. Die Zusetzung der die Behandlungssubstand bildenden Komponenten erfolgt bevorzugt in einem festen Verhältnis, insbesondere in dem Verhältnis, in dem die einzelnen Komponenten auch in dem Behandlungsbehälter vorgesehen sind oder in einem sonstigen festen Verhältnis. Weiterhin ist denkbar, dass die zuzusetzende Behandlungssubstanz bereits in Form einer fertigen Mischung bzw. fertigen Lösung zugesetzt wird.
Die Sensoreinrichtung kann bevorzugt als eine Vorrichtung zum Durchführen einer Titration, d.h. zur Konzentrationsbestimmung ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Dosierung und Einbringung von Substanzen in die Behandlungssubstanz teilweise, zeitweise oder stets manuell bewirkt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE-Wasser zwischen 1:4 und 1:7, wobei der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE-Wasser bevorzugt 1 :6 beträgt, wenn die Reaktionssubstanz in einem festen Zustand mit dem VE-Wasser vermischt wird oder wobei der Anteil an Reaktionssubstanz zu dem Anteil an VE-Wasser bevorzugt 1 :5 beträgt, wenn die Reaktionssubstanz in einem flüssigen Zustand mit dem VE-Wasser vermischt wird.
Bevorzugt werden die Verluste ebenfalls in einem festen Verhältnis mehrerer Substanzen ersetzt. Die bevorzugte Substanz/en ist/sind hierbei somit fließfähige, insbesondere flüssige, oder feste Reaktionssubstanz/en, die bevorzugt mit einer Verdünnungssubstanz, wie z.B. Wasser, insbesondere entsalztem bzw. destilliertem Wasser oder vollentkalktem Wasser (VE-Wasser), vermischt wird/werden. Bevorzugte Mischverhältnisse zwischen der Reaktionssubstanz zu der Verdünnungssubstanz, insbesondere VE-Wasser, sind hierbei ferner z.B. 1 :2; 1 :3, 1 :4; 1 :5; 1 :5,5; 1:6; 1 :6,5; 1 :7,5; 1 :8; 1 :8,5; 1 :9.
Bevorzugt erfolgt automatisch oder manuell in Abhängigkeit von durch die Sensoren erzeugten Werten eine Beimischung einer Mischung oder Lösung aus einer oder mehrerer Zusatzsubstanzen, insbesondere einer oder mehrerer Flüssigkeiten, insbesondere VE- Wasser, und/oder einem oder mehreren bevorzugt löslichen Additiven, zu der Behandlungssubstanz. Ferner ist denkbar, dass eine Zusatzsubstanz, insbesondere zum Beizentfetten und/oder zum Entschäumen, der Behandlungssubstanz zugegeben wird. Bevorzugt wird die Zusatzsubstanz mit ca. 0,5% bis 10%, insbesondere mit 1% bis 5%, des Volumens der Behandlungssubstanz der Behandlungssubstanz beigesetzt. Die Verwendung von VE-Wasser ist hierbei bevorzugt, da dadurch im Wesentlichen bzw. gleichbleibende Oberflächenqualität auf den Behandlungsgegenständen erhalten wird.
Die Verwendung eines Beizentfetters ist vorteilhaft, da durch dessen Zugabe zu der Behandlungssubstanz Verunreinigungen, wie leichte Verfettungen, Schmutzteile, Öl, Kohle und Graphit im gleichen Arbeitsgang entfernt werden können.
Der pH-Wert der Reaktionssubstanz liegt bevorzugt im Wesentlichen bei 1 , die Dichte der Reaktionssubstanz liegt bei einer Temperatur von 20°C bevorzugt bei 1 ,8 und der Flammpunkt der Reaktionssubstanz liegt bevorzugt bei 280°C oder bevorzugt höher als 280°C.
Im Falle von Behandlungsgegenständen die Aluminium aufweisen oder aus Aluminium bestehen, weist die Behandlungssubstanz bevorzugt VE-Wasser auf und bevorzugt zusätzlich zu dem VE-Wasser eine Reaktionssubstanz in einer Menge von 1-10 %, insbesondere von 3-5%, der Menge des VE-Wassers. Bei einer Badtemperatur von 40°C bis 45°C, d.h. wenn die Behandlungssubstanz auf eine Temperatur von 40°C bis 45°C temperiert ist, beträgt die Expositionszeit, d.h. die Zeit, die der Behandlungsgegenstand in dem Behandlungsbehälter der Behandlungssubstanz ausgesetzt ist, bevorzugt 0,5 Min. bis 20 Min. und besonders bevorzugt 1 Min. bis 10 Min. Die Reaktionssubstanz besteht hierbei bevorzugt aus Phosphorsäure und Inhibitoren.
Die Behandlungssubstanz weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zusatzsubstanz zum Beizentfetten auf oder es wird einer Behandlungssubstanz eine solche Zusatzsubstanz zugesetzt, wobei der Beizentfetterzusatz bevorzugt eine wässrige Lösung aus nicht ionogenen biologisch abbaubaren Tensiden und Inhibitoren, insbesondere But-2-in-1 , 4-diol, aufweist und wobei der Beizentfetterzusatz mit einem Volumen von 0,5% bis 7% des Volumens der phosphor- oder phosphathaltige Lösung bzw. der Behandlungssubstanz zugesetzt ist.
Die Behandlungssubstanz weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zusatzsubstanz zum Entschäumen auf, wobei der Entschäumerzusatz bevorzugt Triisobuttylphosphat aufweist und wobei der Entschäumerzusatz der Behandlungssubstanz mit einem Volumen von 0,01 % bis 5%. insbesondere mit einem Volumen von 0,1 % bis 1 %, des Volumens der phosphor- oder phosphathaltige Lösung bzw. der Behandlungssubstanz oder mit einem Volumen von 0,01 % bis 5%. insbesondere mit einem Volumen von 0,1% bis 1 %, des Volumens der mit dem Beizentfetterzusatz versetzten phosphor- oder phosphathaltige Lösung bzw. der Behandlungssubstanz zugesetzt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, wobei die Steuerungseinrichtung die Temperierungseinrichtung derart steuert, dass die Behandlungssubstanz auf eine Zieltemperatur oder einen Zieltemperaturverlauf temperiert wird und/oder wobei die Steuerungseinrichtung die Pumpeinrichtung derart steuert, dass die Behandlungssubstanz mit einer Zielströmungsgeschwindigkeit oder einer Zielströmungscharakteristik gefördert wird, und/oder die Steuerungseinrichtung die Filtereinrichtung derart steuert, dass der gefilterte Anteil der Behandlungssubstanz eine Zielreinheit aufweist, und/oder die Steuerungseinrichtung die Dosiereinrichtung derart steuert, dass eine Zielzusammensetzung der Behandlungssubstanz einstellbar ist.
Weiterhin ist denkbar, dass gemäß einer weiteren Ausführungsform oder mehrerer weiterer Ausführungsformen die Behandlungsvorrichtung ein oder mehrere Ölabscheide-System/e, Ultraschall-System/e, Hochdruck-System/e, Dreh- und Hebeeinrichtung/en und/oder Vollentkalktes-Wasser-Versorgungssystem/e aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Entfettungsbad, insbesondere zum Entfetten der Behandlungsgegenstände mit ungewöhnlich hohem Fettanteil vorgesehen, insbesondere dem Behandlungsbehälter vorgeschaltet, sein. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da die Behandlungssubstanz in dem Entfettungsbad bevorzugt auf eine Temperatur erhitzt werden kann, die höher als die bevorzugte Betriebstemperatur bzw. Behandlungstemperatur der Behandlungssubstanz in dem Behandlungsbehälter ist. Bevorzugt ist die Temperatur in dem Entfettungsbad größer 50°C, insbesondere größer als 52°C und besonders bevorzugt größer oder gleich 60°C. Diese Ausgestaltungsform ist vorteilhaft, da lediglich sehr stark verölte oder eingefettete Behandlungsgegenstände in ein zur Entfettung geeignet temperiertes Entfettungsbad eingebracht werden können. Dies hat erhebliche energetische Vorteile, da die Temperierung des auf bevorzugt mehr als 50° C erhitzten Entfettungsbads bevorzugt nicht dauerhaft bzw. nur zeitweise bewirkt werden muss. Ferner kann die Bildung von Wasserdampf im Bereich des Behandlungsbehälters der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung verhindert werden, wenn die Temperatur der Behandlungssubstanz unter einer Schwellentemperatur, insbesondere unter 52°C, ist bzw. nicht über diese Schwellentemperatur erhitzt wird.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Behandlungsverfahren zum zumindest Beizen und Phosphatieren eines, insbesondere metallischen, Behandlungsgegenstands. Das erfindungsgemärse Verfahren umfasst bevorzugt die Schritte des Bereitstellens eines Behandlungsbehälters zum Aufnehmen mindestens eines Behandlungsgegenstands und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz, wobei kein weiterer Behandlungsbehälter zum Entfetten und Phosphatieren verwendet wird, des Einbringens der Behandlungssubstanz in den Behandlungsbehälter und des Einbringens des Behandlungsgegenstands in den mit der Behandlungssubstanz zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands mit der Behandlungssubstanz, wobei durch den Kontakt zwischen der Behandlungssubstanz und dem Behandlungsgegenstand zumindest eine Beizung und Phosphatierung des Behandlungsgegenstands bewirkt wird, wobei die Behandlungssubstanz eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, des Entnehmens des Behandlungsgegenstands aus dem Behandlungsbehälter, des Aufwirbeins von durch den Behandlungsgegenstand auf die Behandlungssubstanz übertragene Verunreinigungen mittels einer Verwirbelungseinrichtung, wobei zum Verwirbeln der Verunreinigungen ein Fluid durch die Verwirbelungseinrichtung der Behandlungssubstanz zugeführt wird, des Zuführens der mit den aufgewirbelten Verunreinigungen versehenen Behandlungssubstanz zu einer Filtereinrichtung, des Herausfilterns der Verunreinigungen aus den Behandlungssubstanzanteilen, die der Filtereinrichtung zugeführt werden, des erneuten Einbringens des Behandlungsgegenstands in den mit der Behandlungssubstanz zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands mit der gefilterten Behandlungssubstanz oder des Einbringens eines weiteren Behandlungsgegenstands in den mit der Behandlungssubstanz zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands mit der gefilterten Behandlungssubstanz.
Bevorzugt besteht die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus vollentkalktem Wasser und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz, wobei die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz mindestens 75% beträgt, wobei die Reaktionssubstanz insbesondere keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure aufweist. Das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren ist vorteilhaft, da ein geschlossener Kreislauf geschaffen wird, der keinen Spülvorgang und somit kein Fördern des Gegenstand in ein Spülbecken erforderlich macht. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren höchst vorteilhaft, da es, insbesondere im Vergleich zu mechanischen Behandlungsmethoden, eine sehr gründliche, schonende und schnelle Behandlung des Behandlungsgegenstands ermöglicht. Diese Lösung ist ferner vorteilhaft, da die Behandlungssubstanz unbrennbar ist, durch den Einsatz der Behandlungssubstanz keine MAK-Werte (Maximale Arbeitsplatz- Konzentration) überschritten werden und keine korrosiven Dämpfe bewirkt werden, wodurch keine Absaugung erforderlich ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung zum Betrieb der Filtereinrichtung und/oder der Verwirbelungseinrichtung vorgesehen. Bevorzugt erfolgt ein Betrieb der Filtereinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit eines Betriebs der Verwirbelungseinrichtung oder wobei ein Betrieb der Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit eines Betriebs der Filtereinrichtung erfolgt. Bevorzugt umfasst der Betrieb der Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise die Bereitstellung des Fluides und die Ansteuerung der Ventileinrichtung. Bevorzugt werden die Ventileinrichtungen nach vorbestimmten Verläufen, insbesondere in programmierten Zeitabständen, angesteuert. Diese Lösung ist vorteilhaft, da die Verunreinigungen sehr schnell bzw. effektiv aus der Behandlungssubstanz herausgefiltert werden können.
Bevorzugt verbleiben die Behandlungsgegenstände mehr als 5 Minuten, insbesondere mehr als 10 Minuten und bevorzugt zwischen 20 Minuten und 120 Minuten, insbesondere zwischen 30 Minuten und 90 Minuten, zusammen mit der Behandlungssubstand in dem Behandlungsbehälter.
Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt besonders bevorzugt dadurch, dass der Behandlungsgegenstand der Behandlungssubstanz ausgesetzt wird, dass neben der Beizung und Phosphatierung ebenfalls ein Entfetten und/oder Entzundern und/oder Konservieren und/oder Entkalken des Behandlungsgegenstands erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf der Oberfläche des Behandlungsgegenstands mittels der Behandlungssubstanz, insbesondere mittels der Reaktionssubstanz, eine porenfreie Schutzschicht unter
Verhinderung einer Wasserstoffversprödung erzeugt, wobei die Schutzschicht eine Dicke von mindestens 2 m und bevorzugt von mindestens 3 pm aufweist. Insbesondere schützt die porenfreie Schutzschicht den Behandlungsgegenstand vor Sauerstoff und Wasser, so dass ein Rostbefall effektiv verhindert wird.
Bevorzugt entsteht die Schutzschicht, insbesondere eine Phosphatschicht, insbesondere eine Eisenphosphatschicht, durch das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren, insbesondere nach einer Trocknungszeit von 3 Std. bis 48 Std., insbesondere von 6 Std. bis 24 Std., an der Umgebungsluft oder nach einer Trocknungsdauer von ca. 5 Min bis 60Min, insbesondere von ca. 20 Min, in einem Ofen bei 70°C bis 150X, insbesondere bei ca. oder genau 100°C, auf der Materialoberfläche des Behandlungsgegenstands (insbesondere aus Eisen- oder Normalstahl). Die entstandene Schutzschicht ist bevorzugt zwischen 2 pm und 10 pm, insbesondere mehr als oder genau 3 pm, 4 pm oder 5 pm, dick. Besonders bevorzugt weist die Schutzschicht eine Dicke von 2 pm bis 10 pm und bevorzugt von 3 pm bis 8 pm und besonders bevorzugt von 4 pm bis 6 pm auf. Die Schutzschicht weist bevorzugt keine bzw. im Wesentlichen keine Poren auf und ist somit besonders bevorzugt porenlos. Ferner ist die Schutzschicht elastisch und passt sich besonders bevorzugt Temperaturschwankungen von -60°C bis 750°C und besonders bevorzugt von -40°C bis 680°C an, ohne dabei abzublättern, wobei die Schutzschicht bevorzugt eine hohe Biegefähigkeit aufweist, insbesondere von bis zu 180° oder von mehr als 180° (z.B. bei Eisenstäben). Die Schutzschicht kann hierbei eine ausgezeichnete Basis für eine weitere Behandlung insbesondere eine Farbbehandlung sein, die sich z.B. an das erfindungsgemäße Verfahren anschließen kann. Bevorzugt reagiert die Schutzschicht neutral und geht keine chemischen Verbindungen mit Hydraulikflüssigkeiten ein. Weitere äußerst wichtige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, dass durch die Schutzschicht keine Rostbefall der Behandlungsgegenstände erfolgt und beim Beizen ein Materialabtrag von bevorzugt weniger als 10g/qm, insbesondere von weniger als 5g/qm, und besonders bevorzugt von oder von weniger als 2,24g/qm erfolgt.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren bevorzugt ebenfalls den Schritt des Temperierens der in dem Behandlungsbehälter vorhaltbaren Behandlungssubstanz und/oder den Schritt des Erzeugens einer Strömung von zumindest einem Teil der Behandlungssubstanz, wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands von der Behandlungssubstanz umströmt wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Temperierung der in dem Behandlungsbehälter vorhaltbaren Behandlungssubstanz mittels einer Temperierungseinrichtung, wobei mittels der Temperierungseinrichtung die Temperatur der Behandlungssubstanz definiert eingestellt wird, und wobei mittels einer Pumpeinrichtung eine Strömung zum Bewegen von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz, wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands von der Behandlungssubstanz umströmt wird.
Mittels einer Filtereinrichtung wird die Behandlungssubstanz gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gefiltert, wobei durch das Filtern Verunreinigungen aus der Behandlungssubstanz entfernt werden, die sich in der Behandlungssubstanz angereichert haben.
Der Behandlungsbehälter wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch eine Wandung von einem Auffangraum zum Auffangen von über eine Wandung fließender Behandlungssubstanz getrennt, wobei die in dem Auffangraum aufgefangene Behandlungssubstanz mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere mittels der Pumpeinrichtung, über eine Förderleitung in den Behandlungsbehälter zurückgefördert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens bilden die Pumpeinrichtung und die Filtereinrichtung einen Bestandteil der Förderleitung und die geförderte Behandlungssubstanz wird von der Pumpeinrichtung durch die Filtereinrichtung hindurch gefördert.
Die Förderleitung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren derart gestaltet, dass durch die zurück in den Behandlungsbehälter geförderte Behandlungssubstanz eine Wehrströmung zum Ausleiten eines Teils der Behandlungssubstanz aus dem Behandlungsbehälter heraus und in den Auffangraum hinein erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens wird mittels einer Dosiereinrichtung die Zusammensetzung der Behandlungssubstanz gesteuert, wobei die Behandlungssubstanz aus einer Mischung mehrerer Komponenten besteht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Behandlungssubstanz eine Zusatzsubstanz zum Beizentfetten und/oder eine Zusatzsubstanz zum Entschäumen beigesetzt, wobei der Beizentfetterzusatz bevorzugt eine wässrige Lösung aus nicht ionogenen biologisch abbaubaren Tensiden und Inhibitoren, insbesondere But-2-in-1 , 4-diol, aufweist und wobei der Beizentfetterzusatz mit einem Volumen von 0,5% bis 7% des Volumens der phosphor- oder phosphathaltige Lösung bzw. der Behandlungssubstanz zugesetzt ist und wobei der Entschäumerzusatz bevorzugt Triisobuttylphosphat aufweist und wobei der Entschäumerzusatz der Behandlungssubstanz mit einem Volumen von 0,1 % bis 1% des Volumens der phosphor- oder phosphathaltige Lösung oder mit einem Volumen von 0,1 % bis 1% des Volumens der mit dem Beizentfetterzusatz versetzten phosphor- oder phosphathaltige Lösung bzw. der Behandlungssubstanz zugesetzt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mittels einer Steuerungseinrichtung die Temperierungseinrichtung derart gesteuert, dass die Behandlungssubstanz auf eine Zieltemperatur oder einen Zieltemperaturverlauf temperiert wird und/oder mittels der Steuerungseinrichtung wird die Pumpeinrichtung derart gesteuert, dass die Behandlungssubstanz mit einer Zielströmungsgeschwindigkeit oder einer Zielströmungscharakteristik gefördert wird und/oder mittels der Steuerungseinrichtung wird die Filtereinrichtung derart gesteuert, dass der gefilterte Anteil der Behandlungssubstanz eine Zielreinheit aufweist, und/oder mittels der Steuerungseinrichtung wird die Dosiereinrichtung derart gesteuert, dass eine Zielzusammensetzung der Behandlungssubstanz einstellbar ist und/oder mittels der Steuerungsein richtung wird die Verwirbelungseinrichtung, insbesondere die Bereitstellungseinrichtung und/oder die Ventileinrichtungen, insbesondere des Fluidleitungselements und/oder der Bereitstellungseinrichtung, derart gesteuert, dass eine Verwirbelung bzw. Aufwirbelung der in der Behandlungssubstanz vorliegenden, insbesondere abgesetzten, Verunreinigungen, insbesondere Feststoffpartikel, wie Metallpartikel, insbesondere Rostpartikel, erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wird bevorzugt ebenfalls durch eine Behandlungsanlage gelöst. Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Behandlungsanlage mindestens eine oder mehrere der zuvor oder nachfolgend genannten und beschriebenen Behandlungsvorrichtungen, insbesondere eine oder mehrere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Erzeugen einer Schutzschicht auf dem Behandlungsgegenstand ausgebildeten Behandlungsvorrichtung, wobei die Schutzschicht bevorzugt eine Dicke von 1 pm bis 10 pm und bevorzugt von 3 pm bis 8 pm oder bevorzugt von 2 pm bis 4 pm aufweist, und mindestens eine weitere Oberflächenbehandlungseinrichtung zum Behandeln der Schutzschicht des Behandlungsgegenstands. Bevorzugt wird durch die Oberflächenbehandlungseinrichtung die Schutzschicht beschichtet, insbesondere grundiert und/oder verzinkt. Besonders bevorzugt handelt sich daher bei der Oberflächenbehandlungseinrichtung um ein Fluxbad, zum Aufbringen einer Grundierung auf der Oberfläche des Behandlungsgegenstands und um eine Verzinkungseinrichtung, die bevorzugt zum zumindest abschnittsweisen Verzinken des Behandlungsgegenstands ausgebildet ist. Femer ist bevorzugt eine Transporteinrichtung zum Transportieren des mittels der Behandlungsvorrichtung, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, behandelten Behandlungsgegenstands zu der Oberflächenbehandlungseinrichtung vorgesehen.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein metallisches Objekt, insbesondere ein metallisches Bauteil, wie ein Rahmen, insbesondere ein Fahrzeugrahmen, oder Trägerelement oder Verbindungsmittel oder Verkleidungselement, oder eine metallische Einrichtung, wie ein Container. Das metallische Objekt weist dabei bevorzugt mindestens eine metallischen Anteil auf, insbesondere einen metallischen Oberflächenanteil. Bevorzugt ist der metallische Anteil mit einer phosphor- oder phosphathaltigen Schutzschicht versehen, wobei die Schutzschicht z.B. eine Dicke von 1 pm bis 10 pm und bevorzugt von 3 pm bis 8 pm oder bevorzugt von 2 pm bis 4 pm aufweist. Besonders bevorzugt ist die Schutzschicht voiumenmäfiig vollständig, mehrheitlich oder im Wesentlichen porenfrei. Die Schutzschicht ist bevorzugt beschichtet, insbesondere grundiert und verzinkt. Bevorzugt wurde die Schutzschicht mittels einer zuvor oder nachfolgend genannten und beschriebenen Behandlungsvorrichtung, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, erzeugt oder die Schutzschicht wurde bevorzugt mit einem zuvor oder nachfolgend genannten Verfahren, insbesondere einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14 erzeugt oder die Schutzschicht und die an der Schutzschicht erzeugte Beschichtung wurde mittels einer Behandlungsanlage, insbesondere gemäß Anspruch 9, erzeugt.
Die Verwendung der Wörter„im Wesentlichen" definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1 %-30%, insbesondere von 1%-20%, insbesondere von 1%-10%, insbesondere von 1 %-5%, insbesondere von 1 %-2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre.
Einzelne oder alle Darstellungen der im Nachfolgenden beschriebenen Figuren sind bevorzugt als Konstruktionszeichnungen anzusehen, d.h. die sich aus der bzw. den Figuren ergebenden Abmessungen, Proportionen, Funktionszusammenhänge und/oder Anordnungen entsprechen bevorzugt genau oder bevorzugt im Wesentlichen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Produkts.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtungen dargestellt sind. Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den Figuren wenigsten im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile bzw. Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen. Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Darin zeigt
Fig. 1 eine erste Darstellung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung in einem passiven Zustand;
Fig. 2 eine zweite Darstellung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung in einem aktiven Zustand;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer noch weiteren erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung;
Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der in Fig. 4 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung; Fig. 6 eine perspektivische Detaildarstellung eines Teils der in den Figuren 4 und 5 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 7 eine erste Draufsicht auf die in den Figuren 4 bis 6 gezeigte erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 8 eine zweite Draufsicht auf die in den Figuren 4 bis 6 gezeigte erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung von im Wesentlichen der Unterseite der in den Figuren 4 bis 8 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 10a eine erste schematische Seitenansicht der in den Figuren 4 bis 9 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 10b eine zweite schematische Seitenansicht der in den Figuren 4 bis 9 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
Fig. 11 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines Stahlblechs, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde;
Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung der Rasterelektronenmikroskopaufnahme von
Figur 11 ,
Fig. 13 ein Beispiel einer Verwirbelungseinrichtung, wie sie gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt in einem Behandlungsbehälter gemäß einer der Figuren 1 bis 10 bevorzugt vorgesehen ist,
Fig. 14 die aus Fig. 13 bekannte rein beispielhafte bekannte Verwirbelungseinrichtung ist rein beispielhaft in einem Behandlungsbehälter angeordnet,
Fig. 15 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer darin bevorzugt angeordneten Verwirbelungseinrichtung,
Fig. 16 eine Behandlungsanlage mit zumindest einer Behandlungseinrichtung, einer
Fluxeinrichtung und einer Verzinkungseinrichtung, Fig. 17a zeigt eine REM-Aufnahme einer mittels der Behandlungsvorrichtung phosphatierten Oberfläche,
Fig. 17b zeigt eine REM-Aufnahme der mittels der Behandlungsvorrichtung 1 erzeugten Phosphatierung und
Fig. 18a/b jeweils eine Darstellung einer an einem metallischen Objekt mittels der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage erzeugten Zinkschicht.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 1 gezeigt. Die Behandlungsvorrichtung 1 dient zur Behandlung, insbesondere zur Entfettung, Beizung, Phosphatierung, Entzunderung, Konservierung und Entrostung, eines oder mehrerer Behandlungsgegenstände 2. Der Behandlungsgegenstand 2 wird bevorzugt von oben kommend in einen Behandlungsbehälter 4 der Behandlungsvorrichtung 1 eingebracht. Der Behandlungsbehälter 4 ist dabei bevorzugt zumindest teilweise und besonders bevorzugt vollständig mit einer Behandlungssubstanz 6 gefüllt. Weiterhin ist bevorzugt eine Temperierungseinrichtung 8 zur Temperierung, insbesondere zum Erhitzen, der Behandlungssubstanz 6 vorgesehen. Ferner ist bevorzugt mindestens eine Pumpeinrichtung 10 zum Umwälzen der Behandlungssubstanz 6 und/oder zur Schaffung einer Wehrströmung 20 und/oder zur Rückforderung von aus dem Behandlungsbehälter 4 ausgetretener Behandlungssubstanz 6 zurück in den Behandlungsbehälter 4 vorgesehen. Der Behandlungsbehälter 6 ist mittels einer Wandung 12 von einem Auffangraum 14 getrennt. Durch die in dem Behandlungsbehälter 4 geschaffene Strömung tritt Behandlungsflüssigkeit 6 aus dem Behandlungsbehälter 4 über die Wandung 12 aus und gelangt so in den Auffangraum 14. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Behandlungssubstanz bzw. - flüssigkeit 6 durch das Einbringen des Behandlungsgegenstands 2 in den Behandlungsraum 4 eine derartige Verdrängung erfährt, dass ein Teil der Behandlungssubstanz 6 über die Wandung 12 aus dem Behandlungsbehälter 4 heraustritt. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Förderleitung, mittels der die aus dem Behandlungsbehälter 4 ausgetretene Behandlungssubstanz 6 zurück in den Behandlungsbehälter 4 gefördert wird. Im Bereich der Förderleitung 16 oder in der Förderleitung 16 oder als Teil der Förderleitung 16 ist bevorzugt eine Filtereinrichtung 18 zum Filtern bzw. Aufbereiten der Behandlungssubstanz 6 angeordnet. Es ist hierbei denkbar, dass die Pumpeinrichtung 10 oder eine weitere Pumpeinrichtung (nicht gezeigt) im Verlauf der Förderleitung 16 angeordnet oder ausgebildet ist. Weiterhin kann eine Pump-Filtereinrichtung vorgesehen se,n, d,e entweder eine Pumpeinrichtung und/oder eine Filtereinnchtung ersetzt oder zusätzlich dazu ausgebildet sein kann. Es kann der Darstellung weiterhin entnommen werden, dass der Behandlungsbehälter 4 bevorzugt zumindest einen Hauptaufnahmeraum 22, e.nen ersten Nebenaufnahmeraum 24 und einen zweiten Nebenaufnahmeraum 26 aufweist. Die einzelnen Aufnahmeräume 22, 24, 26 sind hierbei z.B. durch Gitter 27, insbesondere jeweils einen Gitterrost, voneinander getrennt. Das Gitter 27 verhindert dabei, dass der Behandlungsgegenstand 2 in einen der Nebenaufnahmeräume 24, 26 gelangen kann. Das Bezugszeichen 28 kennzeichnet eine Düse, mittels der eine Strömung der Behandlungssubstanz 6 erzeugt werden kann.
Fig. 2 zeigt die aus Fig.1 bekannte Darstellung, wobei der Behandlungsgegenstand 2 gemäß dieser Darstellung in dem Behandlungsbehälter 4 angeordnet ist und dadurch mit der Behandlungssubstanz 6 in Kontakt steht.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1 , insbesondere zur Drahtcoil-Behandlung. Die in Fig. 3 gezeigte Behandlungsvorrichtung 1 weist exemplarisch ein Aufnahmerack 40 auf, das bevorzugt mehrere zu behandelnde Drahtcoils 39 trägt. Das Aufnahmerack 40 ist dabei auf einer Anlieferungsstelle 41 angeordnet, wobei bevorzugt mehrere Aufnahmeracks 40 und mehrere Anlieferungsstellen 41 vorgesehen sind. Weiterhin weist die Behandlungsvorrichtung 1 bevorzugt mehrere, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, oder mehr, Behandlungsbäder 42 auf. In ein Behandlungsbad 42 sind bevorzugt, insbesondere zeitgleich, eine Vielzahl, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. 9 oder mehr, Drahtcoils 39 zeitgleich zur Behandlung einbringbar. Das ßezugszeichen 43 kennzeichnet eine bevorzugt rein optionale Einrichtung, nämlich ein Fixierungsbad. Es ist hierbei denkbar, dass in ein Fixierungsbad 43 mehrere Drahtcoils 39, insbesondere 2, 3, 4, 5. 6, 7, 8 oder mehr, zeitgleich einbringbar sind. Ferner ist denkbar, dass mehrere Fixierbäder 43 vorgesehen werden. Die behandelten Drahtcoils 39 sind an einer Abtransportstelle 44 zum Abtransport anordenbar. Bevorzugt werden die behandelten Drahtcoils 39 mit einer Transporteinrichtung 45, insbesondere einem transportwagen bzw. einem schienengeführten Portalkran, an die jeweilige Abtransportstelle 44 gefördert. Weiterhin sind bevorzugt mehrere Einrichtungen zur Versorgung, Regelung und Steuerung der Behandlungsvorrichtung 1 vorgesehen. So weist die dargestellte Ausführungsform z.B. eine Druckbandfiltereinrichtung 46, eine Dosiereinrichtung 47, eine VE- Wasseraufbereitungseinrichtung 48, eine Steuerungsein richtung 49, eine weitere Druckbandfiltereinrichtung 50, einen Speichertank für Behandlungsbecken 51 und mehrere Seitenkanalverdichter 52, insbesondere 8 Stück, auf. Die Dosiereinrichtung 47 ist bevorzugt automatisiert und weist besonders bevorzugt einen Puffertank mit einem Volumen von bevorzugt mehr als 5m3, besonders bevorzugt von mehr als 10m3 und höchst bevorzugt von mehr oder genau 20m3 auf.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1. Die Behandlungsvorrichtung 1 ist bevorzugt L-förmig gestaltet, d.h. sie umfasst einen Behandlungsbehälter 4, wobei der Behandlungsbehälter 4 einen ersten Innenraumanteil, der sich bevorzug rechtwinklig zu einem zweiten Innenraumanteil erstreckt, aufweist. Bevorzugt ist ein Innenraumanteil länger als der andere Innenraumanteil, wobei ebenfalls denkbar ist, dass die Innenraumanteile gleich lang sind oder im Wesentlichen gleich lang sind. Die dargestellte Bauform ermöglicht es z.B. gebogene Elemente, wie Rohre. Träger, Verkleidungen, etc. zu behandeln. Der Behandlungsbehälter 4 weist bevorzugt mindestens oder genau eine Wandung 12 auf, wobei durch die Wandung 12 ein Bereich, in den die zu behandelnden Behandlungsgegenstände eingebracht werden, von einem Auffangraum 14 abtrennt wird. Der Auffangraum 14 dient bevorzugt zum Auffangen von über die Wandung 12 aus dem Behandlungsraum austretender Behandlungssubstanz.
Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet eine Pumpeinrichtung, insbesondere zum Erzeugen einer Strömung innerhalb der in den Behandlungsraum einzubringenden Behandlungssubstanz. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Filtereinrichtung 18 zum Filtern bzw. Aufbereiten der Behandlungssubstanz.
Eine Bewegung bzw. Strömung der Behandlungssubstanz wird mittels Düsen 28a, 28b und 29a, 29b, 29c (vgl. Fig. 5) bewirkt, aus denen die mittels der Pumpeinrichtung 10 geförderte Behandlungssubstanz in den Behandlungsraum gepumpt wird.
Die Einhausung 61 umschließt bzw. haust die Düsen 29a-29c ein. Bevorzugt sind drei Reihen mit 2 Düsen 28a, 28b und drei Reihen mit drei Düsen 29a, 29b, 29c vorgesehen, wobei auch denkbar ist dass genau oder mindestens eine Düse 28 und/oder 29 vorgesehen ist. Besonders bevorzugt sind die Düsen 28 geneigt zu den Düsen 29 ausgerichtet, insbesondere rechtwinklig ausgerichtet.
Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet eine Hauptabsaugleitung, mittels der über Auslässe 57a-57g (vgl. Fig. 7) Behandlungssubstanz aus dem Behandlungsraum abgeführt, insbesondere abgesaugt, wird. Die abgeführte Behandlungssubstanz wird bevorzugt mittels der Filtereinrichtung 18 aufbereitet und mittels der Pumpeinrichtung 10 über die Düsen 28 und 29 zurück in den Behandlungsraum gefördert. Die Behandlungsvorrichtung 1 kann bevorzugt derart dimensioniert sein, dass eine Aufstellfläche von 5100mm x 3800mm benötigt wird. Bevorzugt umfasst die Behandlungsvorrichtung 1 ein Badvolumen von im Wesentlichen, bis zu, mindestens oder genau 14m3. Das Nutzvolumen der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1 beträgt bevorzugt 3400mm x 3000mm x 1500mm und die Höhe des Überlaufs zur Oberkante beträgt bevorzugt 200mm.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ansicht der zuvor genannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1. Es ist dieser Darstellung zu entnehmen, dass die Düsen 29a-29c bzw. die 3x3 Düsenanordnung bevorzugt in einer Tasche 61 in einer Wand des Behandlungsbehälters 4 untergebracht ist, um bevorzugt die Nutzfläche nicht zu stören bzw. nicht zu beeinträchtigen. Bevorzugt sind ebenfalls die Düsen 28a-28b in einer Tasche in einer anderen Wand des Behandlungsbehälters 4 untergebracht ist, um bevorzugt die Nutzfläche nicht zu stören bzw. nicht zu beeinträchtigen. Die Taschen 61 werden bevorzugt mit einem nicht eingezeichneten Rammschutz versehen, um Beschädigung der Einbauten zu vermeiden.
Weiterhin ist eine weitere Filtereinrichtung 19 dargestellt, wobei die weitere Filtereinrichtung 19 bevorzugt als ein Grobfilter ausgeführt ist. Besonders bevorzugt wird die aufzubereitende Behandlungssubstanz zunächst aus dem Behandlungsbehälter abgesaugt, dann der weiteren Filtereinrichtung 19 zugeführt, dann durch die Pumpe 10 geführt, dann durch die Filtereinrichtung 18, die bevorzugt als Beutelfilter ausgeführt sein kann, geführt und dann über die Düsen 28, 29 zurück in den Behandlungsbehälter gefördert.
Ferner zeigt die Darstellung, dass der Boden des Behandlungsbehälters 4 gegenüber der horizontalen geneigte Flächenanteile 53, 54, 55, 56 aufweist. Bevorzugt sind die Flächenanteile 53-54 und 55-56 jeweils derart angeordnet, dass sie im Bereich eines hinsichtlich einer vertikalen Richtung betrachteten Tiefpunkts miteinander einen linearen Kontaktbereich ausbilden. Der Kontaktbereich liegt dabei bevorzugt auf einem Niveau unterhalb eines Kontaktbereichs zwischen der äußeren sich in vertikaler Richtung erstreckenden Wandung des Behälters und dem jeweiligen Flächenanteil bzw. Bodenanteil 53. 54. Die Flächenanteile bzw. Bodenanteile 53, 54 und 55, 56 bilden somit bevorzugt Rinnen aus, durch welche die Behandlungssubstanz und Schmutzpartikel gezielt zu einem oder mehreren Auslässen geleitet werden. Die Flächenanteile 53-56 sind bevorzugt mit einer Neigung von 2" bis 25' und besonders bevorzugt mit einer Neigung von 6° bis 15° und höchst bevorzugt mit einer Neigung von im Wesentlichen oder genau 10° gegenüber der horizontalen ausgerichtet.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine bevorzugt vorgesehene Temperierungseinrichtung. Die Temperierungseinrichtung 8 weist bevorzugt 8 elektrische Heizelemente, insbesondere a 2 KW, auf. Die Heizelemente sind bevorzugt ebenfalls in der Tasche 61 in der Wand untergebracht, um die bevorzugt geforderte Nutzfläche nicht zu stören bzw. zu beeinträchtigen. Die Auslegung der Heizleistung der Temperierungseinrichtung kann sich bevorzugt an einer Wessling-Anlage (20m3=20KW Heizleistung) orientieren.
Fig. 6 zeigt insbesondere eine Detaildarstellung der Tasche 61 , in der die Düsen 29a-29c und die Temperierungseinrichtung 8 bevorzugt angeordnet sind.
Fig. 7 zeigt den sich aus den zueinander geneigt ausgerichteten Bodenanteilen 53, 54 und 55, 56 des Behandlungsbehälters 4 ergebenden ersten Anteil einer Rinne 62 und den sich ergebenden zweiten Anteil 63 der Rinne. Die Rinne erstreckt sich bevorzugt auch in den Auffangraum 14 hinein. Besonders bevorzugt sind in der Rinne bzw. im Bereich der Rinne Auslasse 57a-57f, insbesondere mehrere Auslasse, zum Auslassen bzw. zum Absaugen der Behandlungssubstanz aus dem Behandlungsraum heraus vorgesehen. Ferner ist bevorzugt in dem Auffangraum 14 mindestens ein Auslass 57g zum Auslassen bzw. zum Absaugen der Behandlungssubstanz aus dem Auffangraum 14 heraus vorgesehen. Die Auslasse 57a-57g stehen bevorzugt über Verbindungsleitungen mit der Hauptabsaugleitung 61 in einer Fluidverbindung.
Nicht dargestellt ist ein Gitterrost, der bevorzugt horizontal ausgerichtet bzw. rechtwinklig zu den Seitenwänden des Behandlungsbehälters 4 ausgerichtet den Boden 53, 54, 55, 56 des Behandlungsraums überlagert, wobei der Gitterrost zu dem Boden beabstandet ist, insbesondere mehr als 20 mm und bevorzugt mehr als 50 mm und besonders bevorzugt mehr als 100 mm beabstandet ist, wobei der Gitterrost besonders bevorzugt maximal 500 mm von dem Boden des Behandlungsbehälters beabstandet ist. Der Gitterrost übernimmt bevorzugt die Funktion eines Beabstanden eines in den Behandlungsraum eingebrachten Behandlungsgegenstands von dem Boden des Behandlungsraums, wodurch sich von den behandelten Behandlungsgegenständen abgelöste Partikel unterhalb des Behandlungsgegenstands ansammeln können und so eine Absaugung dieser Partikel stets möglich ist. Fig. 8 zeigt die Hauptabsaugleitung 60 und einen Teil der Anschlussrohre 58a-58g, durch welche die Auslasse 57a-57g mit der Hauptabsaugleitung 60 verbunden sind. Die bevorzugt zumindest aus den Anschlussrohren 58a-58g und der Hauptleitung 60 bestehende Gesamtabsaugleitung ist bevorzugt demontierbar ausgebildet. Dies ist insbesondere für eine Reinigung der einzelnen Teile der Gesamtabsaugleitung vorteilhaft.
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung der Unterseite der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1. Dieser Darstellung lassen sich insbesondere die mit den Auslassen und der Hauptabsaugleitung verbundenen Anschlussrohre 58a-58g entnehmen.
Die Figuren 10a und 10b zeigen verschiedene Seitenansichten der in den Figuren 4 bis 9 gezeigten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1.
Die Figuren 1 1 und 12 zeigen jeweils ein Stahlblech, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, und wobei sich dadurch eine geschlossene Oberflächenstruktur bestehend aus dem auf dem Stahlblech abgelagerten Phosphor ergibt. Die Rasterelektronenaufnahmen sind vom Fraunhofer-Institut mit den in den Figuren genannten Spezifika erstellt worden:
IFAM GEMINI
Auflösung 10 pm
EHT = 10.00 kV
WD = 12.3 mm
Signal A = SE2
Signal B = InLens
Signal = 0.5000
Wie aus der Auflösung von unter 10 pm ersichtlich, ist die Struktur in der Aufnahme zwar fotografisch etwas reliefartig ausgestaltet, jedoch ist es aufgrund der starken Vergrößerung für den Fachmann ersichtlich, dass sich eine glatte und geschlossene Oberflächenstruktur aus dem abgelagertem Phosphor auf dem Stahlblech ergeben hat.
Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Verwirbelungseinrichtung 70 in einer Draufsicht. Die Verwirbelungseinrichtung 70 kann hierbei als fester Bestandteil eines Behandlungsbehälters 4 ausgebildet werden oder lösbar mit einem solchen Behandlungsbehälter 4 verbunden sein. Die Verwirbelungseinrichtung 70 umfasst bevorzugt ein Fluidleitungselement 74, das bevorzugt aus einem oder mehreren Leitungsabschnitten 80a-80e ausgebildet wird. Die einzelnen Leitungsabschnitte 80a-80e können hierbei durch Leitungen, insbesondere Schläuche oder Rohre, gebildet werden. Bevorzugt weist jeder Leitungsabschnitt 80a-80e eine Vielzahl an Auslassöffnungen 76 auf, durch welche ein Verwirbelungsfluid, das über eine Fluidbereitstellungseinrichtung 72 dem Fluidleitungselement 74 zuführbar ist, aus dem Fluidleitungselement 74 wieder austreten bzw. entweichen kann. Die einzelnen Leitungsabschnitte (bevorzugt Rohre) sind dabei besonders bevorzugt mit einer Verteileinrichtung 84 verbunden bzw. gekoppelt. Bevorzugt ist jeder Leitungsabschnitt 80a-80e mit einer Ventileinrichtung 78, insbesondere einem Magnetabsperrventil, verbunden bzw. gekoppelt. Bevorzugt sind die Ventileinrichtungen 78 jeweils in Fluidflussrichtung des durch das Fluidleitungselement geleiteten Verwirbelungsfluids zwischen der Verteilereinrichtung 84 und der ersten Auslasseinrichtung 76 angeordnet. Weiterhin ist denkbar, dass mehrere Leitungsabschnitte 80a-80e mit einer gemeinsamen Ventileinrichtung 78 gekoppelt sind bzw. für mehrere Leitungsabschnitte eine gemeinsame Ventileinrichtung 78, insbesondere ein Absperrventil, wie z.B. ein Magnetabsperrventil, vorgesehen ist. An die Verteilereinrichtung 84 ist bevorzugt eine Steuerungseinrichtung 86 und/oder Impulsgebereinrichtung 86 angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 86 veranlasst hierbei bevorzugt das öffnen und/oder Schließen von einem, einzelnen, mehreren, der Mehrzahl oder aller Ventileinrichtungen 78, insbesondere Absperrventile 78. Die Steuereinrichtung 86 weist bevorzugt eine Steuereinrichtungsventileinrichtung auf, durch die ein Fluidkommunikationskanal, mittels dem der Steuerungseinrichtung 86 das Verwirbelungsfluid zugeführt wird, unterbrochen, begrenzt oder geöffnet werden kann. Der Fluidkommunikationskanal wird, dabei bevorzugt einerseits durch die Verteilereinheit 84 mit den sich daran anschließenden Leitungsabschnitten 80a-80e gebildet und andererseits durch eine Leitungsverbindung 73, insbesondere einen Schlauch, der mit einer Fluidbereitstellungseinrichtung 72 kommunizierend in Verbindung steht. Die Fluidbereitstellungseinrichtung 72 kann hierbei jedoch alternativ auch unmittelbar mit der Steuerungseinrichtung 86 und/oder der Verteilereinheit 84 verbunden sein. Die Fluidbereitstellungseinrichtung 72 ist bevorzugt ein Druckfiuidanschluss einer Druckfluidquelle, wie z.B. ein Druckgasanschluss einer Druckgasquelle, insbesondere ein Pressluftanschluss einer Pressluftquelle. Dies kann z.B. ein Kompressor und/oder ein unter Druck stehender Speicher sein.
In Fig. 14 ist die aus Fig. 13 bekannte und rein exemplarisch beschriebene Verwirbelungseinrichtung 70 in einem Behandlungsbehälter 4 angeordnet und bildet dadurch exemplarisch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Der Behandlungsbehälter 4 wird hierbei in Längsrichtung einerseits durch die Wehrwandung 12 und andererseits durch die rückseitige Wandung 92 begrenzt. In Breitenrichtung wird der Behandlungsbehälter einerseits durch die erste Seitenwandung 90 und andererseits durch die zweite Seitenwandung 91 begrenzt. Der Boden 82 des Behandlungsbehälters 4 weist bevorzugt eine Abiaufmündung 85 auf, durch welche die Behandlungssubstanz aus dem Hauptaufnahmeraum abführbar, insbesondere ableitbar oder abpumpbar, ist. Die Abiaufmündung 85 ist bevorzugt mit der Filtereinrichtung 18 derart verbunden, dass die über die Abiaufmündung 85 abgeführte Behandlungssubstanz der Filtereinrichtung zugeführt wird bzw. zuführbar ist. Die Wehrwandung 12 begrenzt andererseits den Auffangraum 14, in den die durch die Verwirbelungseinrichtung 70 aufgewirbelten Verunreinigungen mit der über die Wehrwandung 12 tretenden Behandlungssubstanz über die Abiaufmündung 83 zur Filtereinrichtung 18 zum Filtern geführt werden können. Somit werden bevorzugt auf dem Wannenboden der Behandlungsanlage Rohre, insbesondere aus Edelstahl, mit einem bevorzugten Durchmesser zwischen 4mm und 6mm bevorzugt fest eingebaut. Diese Rohre werden bevorzugt über eine Verteilereinheit zusammengefasst. Besonders bevorzugt ist jedes Rohr mit einem Absperrventil versehen, wobei alternativ denkbar, ist, dass nur die Verteilereinheit mit einer Ventileinrichtung, insbesondere einem Absperrventil, wie einem Magnetabsperrventil, versehen ist, so dass im Bad gezielt einzelne Teilbereiche oder der gesamte Bereich beaufschlagt werden kann. D.h. je nach Bedarf kann einem oder mehreren Rohren das Verwirbelungsfluid gezielt zugeführt werden, wodurch spezielle Strömungen oder Verwirbelungen in der Behandlungssubstanz erzeugt werden können. Über das Fluidleitungselement bzw. die Verrohrung wird bevorzugt während der Stillstandzeit der Behandlungsanlage bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Verwirbelungsfluid unter Druck, insbesondere Druckluft, in das Bad bzw. die Behandlungssubstanz eingelassen und damit der noch am Boden lagernde Schmutz aufgewirbelt, so dass er sich in der Flüssigkeit bzw. der Behandlungssubstanz verteilen kann. Das Einlassen, insbesondere Einblasen. des Verwirbelungsfluides, insbesondere der Druckluft, wird bevorzugt über ein Zeitschaltventil und/oder eine Steuerungseinrichtung 86 gesteuert und kann gleichmäßig oder pulsierend, dauerhaft oder in programmierten Zeitabständen oder in Abhängigkeit von erfassten Sensormessdaten erfolgen. Bevorzugt während des Einblasens des Fluides und besonders bevorzugt bis zu 3 Stunden danach oder bis zu zwei Stunden danach oder bis zu 1 Stunde danach oder mehr als 3 Stunden danach läuft die Filtereinrichtung 18 bzw. die Installierte Filteranlage bevorzugt mit und entfernt den aufgewirbelten Schmutz aus der Behandlungssubstanz.
Fig. 15 zeigt schematisch das aufsteigende Verwirbelungsfluid, insbesondere die aufsteigenden Luftbläschen 88. Durch die Luftbläschen 88, die durch die Auslassöffnungen 76 austreten, wird die Behandlungssubstanz verwirbelt. Ferner werden mit den Luftbläschen Verunreinigungen, insbesondere Schlamm, aus dem Bodenbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgewühlt und nach oben zur Wehrströmung gefördert. Ferner zeigt Fig. 15 rein alternativ zur Leitung 73 eine Leitung 75. Die Leitung 75 kann hierbei derart mit dem Behandlungsbehälter 4 gekoppelt sein, dass Anteile der Behandlungssubstanz aus dem Behandlungsbehälter 4 entnommen werden können. Die mittels der Leitung 75 entnommenen Behandlungssubstanzanteile werden dann bevorzugt mittels einer Pumpeinrichtung (nicht gezeigt) der Verwirbelungseinrichtung 70 zugeführt. Das durch die Verwirbelungseinrichtung 70 in diesem Falle an die im Behandlungsbehälter vorgesehene Behandlungssubstanz abgegebene Verwirbelungsfluid zum Verwirbeln der im Behandlungsbehälter vorgesehenen Behandlungssubstanz ist somit der über die Leitung 75 abgeführte Anteil der Behandlungssubstanz. Die Leitung 75 kann hierbei z.B. mit dem Behandlungssubstanzentnahmemittel bzw. der Öffnung oder Mündung oder Absaugöffnung 85 verbunden sein.
Fig. 16 zeigt einen rein exemplarischen und schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage 100. Gemäß dieser Darstellung kann eine oder können mehrere der Behandlungseinrichtungen 1 , wie sie z.B. aus den vorangegangenen Figuren bekannt ist, vorgesehen sein. Ferner kann eine oder es können mehrere Oberflächenbehandlungs- einrichtung/en 94 zur Oberflächenbehandlung des zuvor mittels der Behandlungseinrichtung 1 behandelten Behandlungsgegenstands 2 weiter behandelt werden. Bevorzugt erfolgt eine weitere Behandlung zumindest eines Teils der Oberfläche des Behandlungsgegenstands 2 und besonders bevorzugt zumindest des Großteils der Oberfläche des Behandlungsgegenstands 2 und höchst bevorzugt von im Wesentlichen oder genau der gesamten Oberfläche des Behandlungsgegenstands 2. Die Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 ist hierbei bevorzugt zum Beschichten des Behandlungsgegenstands 2 ausgebildet. Bevorzugt wird durch die Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 eine oder mehrere Materialschichten auf der Oberfläche des Behandlungsgegenstands 2 aufgetragen oder erzeugt. Bevorzugt wird durch die Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 eine Grundierung und/oder Verzinkung des Behandlungsgegenstands 2 bewirkt.
Ferner ist denkbar, dass im Transportweg 96 zwischen der Behandlungseinrichtung 1 und der Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 eine Trocknungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Trocknen des Behandlungsgegenstand 2 vorgesehen bzw. ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass nach der Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 oder als Bestandteil der Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Trocknungseinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen bzw. ausgebildet ist. Die Oberflächenbehandlungseinrichtung 94 weist bevorzugt mindestens eine Fluxeinrichtung 194, insbesondere ein Fluxbad, zum Fluxen des Behandlungsgegenstands und eine Verzinkungseinrichtung 294 auf. Die Fluxeinrichtung 194 weist bevorzugt ein Aufnahmebehältnis, insbesondere eine Wanne auf, die zumindest teilweise mit einem Fluxmittel bzw. Fluxwirkstoff, insbesondere einem Chlorid, wie Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid, oder einer Mischung aus Fluxwirkstoffen gefüllt ist. Alternativ ist denkbar, dass der Behandlungsgegenstand mit dem Fluxwirkstoff bzw. den Fluxwirkstoffen benässt wird, insbesondere mit einem Nebel oder einem Flüssigkeitsstrahl beaufschlagt wird. Durch die Fluxeinrichtung wird eine Art Haftvermittler oder Grundierung auf der durch die Behandlungsvorrichtung erzeugten Schutzschicht erzeugt oder die Schutzschicht wird durch das Fluxen in eine Haftvermittlungsschicht überführt. Nach dem Fluxen wird der Behandlungsgenstand 2 bevorzugt getrocknet, insbesondere in einer nicht gezeigten Trocknungseinrichtung getrocknet. Die Trocknungseinrichtung kann hierbei Bestandteil der Fluxeinrichtung 194 oder der Verzinkungseinrichtung 294 sein, wobei alternativ auch denkbar ist, dass die Trocknungseinrichtung eine von der Fluxeinrichtung 194 und/oder der Verzinkungseinrichtung getrennte, insbesondere baulich, funktional, räumlich und/oder energetisch getrennte Einrichtung, ist. Bevorzugt liegt die Trocknungseinrichtung im Transportweg einer Transporteinrichtung zwischen der Fluxeinrichtung 194 und der Verzinkungseinrichtung 294. Die Trocknung in der Trocknungseinrichtung erfolgt hierbei bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 70°C und 150°C, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C.
Die Verzinkungseinrichtung 294 ist bevorzugt zum Stückverzinken oder Bandverzinken ausgebildet. Bevorzugt weist die Verzinkungseinrichtung 294 ein heißes Zinkbad auf. Die Temperatur des Zinkbads liegt bevorzugt bei 450°C oder im Wesentlichen bei 450"C.
Der Behandlungsgegenstand 2 wird somit zunächst der Behandlungsvorrichtung 1 zugeführt und darin durch die Behandlungssubstanz modifiziert, insbesondere gereinigt, gebeizt und mit einer Phosphor- bzw. Phosphatschicht versehen.
Fig. 17a zeigt eine REM-Aufnahme einer mittels der Behandlungsvorrichtung phosphatierten Oberfläche. Es ist erkennbar, dass die Phosphatschicht heterogen ausgebildet ist. Die Schichtdicke beträgt hierbei nur wenige Mikrometer, insbesondere genau oder weniger als 100 Mikrometer oder genau oder weniger als 80 Mikrometer oder genau oder weniger als 70 Mikrometer oder genau oder weniger als 65 Mikrometer oder genau oder weniger als 63 Mikrometer oder genau oder weniger als 60 Mikrometer oder genau oder weniger als 58 Mikrometer oder genau oder weniger als 55 Mikrometer oder genau oder weniger als 50 Mikrometer.
Fig. 17b zeigt eine REM-Aufnahme der mittels der Behandlungsvorrichtung 1 erzeugten Phosphatierung.
Die Fig. 18a und 18b zeigen einen Querschnitt durch einen Teil eines metallischen Objekts 2 und einer an dem metallischen Objekt 2 bzw. als Bestandteil des metallischen Objekts 2 ausgebildeten Zinkschicht. Das metallische Objekt ist hierbei insbesondere ein metallisches Bauteil, wie ein Rahmen, insbesondere ein Fahrzeugrahmen, oder Trägerelement oder Verbindungsmittel oder Verkleidungselement, oder metallische Einrichtung, wie z.B. ein Container, oder der Behandlungsgegenstand, wie er bereits hinsichtlich der anderen Figuren beschrieben wurde. Das metallische Objekt 2 umfasst dabei mindestens einen metallischen Anteil, wobei auf mindestens einer Oberfläche 301 des metallischen Anteils eine Zinkschicht 300 ausgebildet ist, wobei in der Zinkschicht 300 bevorzugt blasenförmige Einschlüsse 302 vorliegen, wobei die blasenförmigen Einschlüsse 302 besonders bevorzugt Phosphor oder ein Phosphat aufweisen. Ferner liegt die Zinkschicht 300 bevorzugt in einem unmittelbar an dem metallischen Anteil anliegenden ersten Abschnitt 306 in einer Zn/X-Pbase vorliegt, wobei X für ein Material, insbesondere Eisen (Fe), steht, das Bestandteil des metallischen Anteils ist. Ist das metallische Objekt somit ein Körper der zumindest teilweise und bevorzugt mehrheitlich und besonders bevorzugt vollständig aus Eisen, einer Eisenverbindung, einer Eisenlegierung oder einem Stahl besteht, so liegt in dem ersten Abschnitt bevorzugt eine Zn/Fe-Phase vor. Bevorzugt schließt sich an den ersten Abschnitt 306 ein zweiter Abschnitt 308 an, der durch eine Zinkphase gebildet wird, wobei sich die blasenförmigen Einschlüsse 302 bevorzugt zumindest mehrheitlich und besonders bevorzugt vollständig in dem zweiten Abschnitt 308 befinden. Bevorzugt ist der zweite Abschnitt 308 höher bzw. dicker als der erste Abschnitt 306. Der zweite Abschnitt 308 ist somit bevorzugt zumindest so hoch bzw. dick, wie der erste Abschnitt 306. Besonders bevorzugt ist der zweite Abschnitt 308 im Vergleich zum ersten Abschnitt mehr als 1 ,5 mal, insbesondere mehr als 2 mal oder mehr als 2,5 mal oder mehr als 3 mal so hoch bzw.so dick, wie der erste Abschnitt 306.
Das Bezugszeichen 310 kennzeichnet Einbettmaterial, das lediglich zur Erfassung der gezeigten Darstellung verwendet wird.
Die zuvor beschriebene Schichtausbildung ist an einem Behandlungsgegenstand durch die Behandlung des Behandlungsgegenstand 2 mit der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage 100, insbesondere durch eine Behandlung mit der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1, nachfolgendem Fluxen in einer Fluxeinrichtung, insbesondere einem Fluxbad, und anschließendem Verzinken, insbesondere Feuerverzinken, erzeugbar.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich bevorzugt auf eine Behandlungsvorrichtung 1 zur einstufigen Behandlung eines metallischen Behandlungsgegenstands 2, wobei die Behandlung zumindest das Beizen und das Phosphatieren des Behandlungsgegenstands 2 umfasst, wobei die Behandlungsvorrichtung 1 zumindest die nachfolgend genannten Einrichtungen umfasst: Einen Behandlungsbehälter 4 zum Aufnehmen des Behandlungsgegenstands 2 und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz 6, eine Pumpeinrichtung 10 zum Umwälzen von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz 6, wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands 2, insbesondere der gesamte Behandlungsgegenstand 2, von der Behandlungssubstanz 6 umströmt wird, wobei die Behandlungssubstanz 6 eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, und eine Verwirbelungseinrichtung 70 zum Aufwirbeln von sich in der Behandlungssubstanz ablagernden Verunreinigungen, insbesondere Feststoffpartikel, wobei die Verwirbelungseinrichtung 70 mindesten eine Bereitstellungseinrichtung 72 und ein Fluidleitungselement 74 mit einer Vielzahl an Auslassöffnungen 76 zum Zuführen eines Verwirbelungsfluids zur Behandlungssubstanz 6 aufweist, wobei das Verwirbelungsfluid durch die Bereitstellungseinrichtung 72 dem Fluidleitungselement 74 mit einem Druck von mehr als 2bar zuführbar ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich besonders bevorzugt auf eine Behandlungsvorrichtung 1 zur einstufigen Behandlung eines metallischen Behandlungsgegenstands 2, wobei die Behandlung zumindest das Beizen und das Phosphatieren des Behandlungsgegenstands 2 umfasst: Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 1 zumindest die nachfolgend genannten Einrichtungen: Einen Behandlungsbehälter 4 zum Aufnehmen des Behandlungsgegenstands 2 und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz 6. Eine Pumpeinrichtung 10 zum Umwälzen von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz 6, wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands 2, insbesondere der gesamte Behandlungsgegenstand 2, von der Behandlungssubstanz 6 umströmt wird, wobei die Behandlungssubstanz 6 eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser, insbesondere VE-Wasser, und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht. Bevorzugt besteht die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und mindestens einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz, insbesondere einen oder mehrere Inhibitoren aufweisend. Der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz beträgt bevorzugt zwischen 75% vol. und 94% vol. und bevorzugt zwischen 80%vol. und 90%vol. und besonders bevorzugt zwischen 83%vol. und 88%voL Die Reaktionssubstanz weist bevorzugt keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure und bevorzugt ferner keine Anteile von Fluor, Chlor, Brom, Jod, Blei, Quecksilber und Selen auf und ist bevorzugt in einem Verhältnis zwischen 1kg Reaktionssubstanz zu 4 Liter Wasser und 1 kg Reaktionssubstanz zu 12 Liter Wasser mit Wasser gemischt, insbesondere in einem Verhältnis von 1 kg Reaktionssubstanz zu 6 Liter mit Wasser gemischt.
Die Erfindung kann sich bevorzugt auf ein Behandlungsverfahren zum Aufbereiten eines, insbesondere metallischen, Behandlungsgegenstands 2 beziehen. Das Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Behandlungsbehälters 4 zum Aufnehmen mindestens eines Behandlungsgegenstands 2 und zum Aufnehmen einer fliefifähigen Behandlungssubstanz 6, Einbringen der Behandlungssubstanz 6 in den Behandlungsbehälter 4, wobei kein weiterer Behandlungsbehälter zum Beizen und Phosphatieren verwendet wird, und Einbringen des Behandlungsgegenstands 2 in den mit der Behandlungssubstanz 6 zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter 4 zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands 2 mit der Behandlungssubstanz 6, wobei durch den Kontakt zwischen der Behandlungssubstanz 6 und dem Behandlungsgegenstand 2 zumindest eine Reinigung, insbesondere eine Entfettung, und Phosphatierung des Behandlungsgegenstands 2 bewirkt wird, wobei die Behandlungssubstanz 6 eine phosphor- oder phosphathaitige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaitige Lösung zum einen aus Wasser und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, wobei die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz weniger als 95% beträgt, wobei die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure aufweist, wobei der Behandlungsgegenstand nach der Entnahme aus dem Behandlungsbehälter einer ersten Oberflächenbehandlungseinrichtung und danach einer zweiten Oberflächenbehandlungseinrichtung zugeführt wird, wobei durch die erste Oberflächenbehandlungseinrichtung die Schutzschicht mit einer Haftvermittlungsschicht versehen wird oder in eine Haftvermittlungsschicht überführt wird und durch die zweite Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Verzinkung des Behandlungsgegenstands bewirkt wird. Bezugszeichenliste
Behandlungsvorrichtung 48 VE-Wasseraufbereitungseinrichtung Behandlungsgegenstand
49 Steuerungseinrichtung
Behandlungsbehälter
50 Weitere Druckbandfiltereinrichtung Behandlungssubstanz
51 Speichertank
Temperierungseinrichtung
52 Seitenkanalverdichter
Pumpeinrichtung
53 Erster geneigter Bodenanteil Wandung
54 Zweiter geneigter Bodenanteil Auffangraum
55 Dritter geneigter Bodenanteil Förderleitung
56 Vierter geneigter Bodenanteil Filtereinrichtung
57 Auslass
Weitere Filtereinrichtung
58 Anschlussrohr
Wehrströmung
60 Hauptabsaugieitung
Hauptaufnahmeraum
61 Tasche mit Düsen
Erster Nebenaufnahmeraum
62 Erster Anteil der Rinne
Zweiter Nebenaufnahmeraum
63 Zweiter Anteil der Rinne
Gitter
70 Verwirbelungseinrichtung
Düse
72 Bereitstellungseinrichtung Drahtcoil
73 Leitung
Behandlungsvorrichtung zum
Behandeln von Draht 74 Fluidleitungse!ement
Anlieferungssteile 76 Auslassöffnungen
Behandlungsbad 78 Ventileinrichtung
Fixierungsbad 80 Leitungsabschnitte / Rohre Abtransportstelle 80a erster Leitungsabschnitt Transporteinrichtung 80b zweiter Leitungsabschnitt Druckbandfiltereinrichtung 80c dritter Leitungsabschnitt Dosiereinrichtung 80d vierter Leitungsabschnitt 80e fünfter Leitungsabschnitt 100 Behandlungsanlage
82 Boden 194 Fluxeinrichtung
84 Verteilereinheit 294 Verzinkungseinrichtung
86 Steuereinheit 300 Zinkschicht
84 Ablaufmündung im Auffangraum 301 Oberfläche des
metallischen Objekts
86 Ablaufmündung im
Hauptaufnahmeraum 302 Einschlüsse
88 aufsteigendes Fluid (bevorzugt 306 Zn/X-Phase
Luft)
307 Grenzbereich
90 Seitenwand
308 Zn-Phase
92 Rückwand
310 Einbettmaterial
94 Oberflächenbehandlungs- einrichtung
96 Transportweg

Claims

Ansprüche
1. Behandlungsvorrichtung (1 ) zur Behandlung eines metallischen Behandlungsgegenstands (2), wobei die Behandlung zumindest das Beizen und das Phosphatieren des Behandlungsgegenstands (2) umfasst, wobei die Behandlungsvorrichtung (1 ) zumindest die nachfolgend genannten Einrichtungen umfasst: einen Behandlungsbehälter (4) zum Aufnehmen des Behandlungsgegenstands (2) und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz (6), eine Pumpeinrichtung (10) zum Umwälzen von zumindest einem Anteil der Behandlungssubstanz (6), wobei zumindest ein Teil des Behandlungsgegenstands (2), insbesondere der gesamte Behandlungsgegenstand (2), von der Behandlungssubstanz (6) umströmt wird, wobei die Behandlungssubstanz (6) eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser, insbesondere VE-Wasser, und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, und die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und mindestens einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz, insbesondere einen oder mehrere Inhibitoren aufweisend, besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz weniger als 95%vol., insbesondere zwischen 70%vol. und 80%vol. und bevorzugt zwischen 73%vol. und 77%vol. und höchst bevorzugt zwischen 74%vol. und 76%vol., beträgt, wobei die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure und bevorzugt ferner keine Anteile von Fluor, Chlor, Brom, Jod, Blei, Quecksilber und Selen aufweist und wobei die Reaktionssubstanz mit Wasser in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt ist, wobei das vorgegebene Verhältnis zwischen einer Untergrenze und einer Obergrenze liegt, wobei die Untergrenze durch eine Mischung in einem Verhältnis von 1kg Reaktionssubstanz zu 4 Liter Wasser definiert wird und die Obergrenze durch eine Mischung von 1kg Reaktionssubstanz zu 8 Liter Wasser definiert wird, insbesondere liegt die Mischung in einem Verhältnis von 1 kg Reaktionssubstanz zu 6 Liter Wasser vor.
2. Behandlungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verwirbelungseinrichtung (70) zum Aufwirbeln von sich in der Behandlungssubstanz ablagernden Verunreinigungen, insbesondere Feststoffpartikel, vorgesehen ist, wobei die Verwirbelungseinrichtung (70) mindesten eine Bereitstellungseinrichtung (72) und ein Fluidleitungseiement (74) mit einer Vielzahl an Auslassöffnungen (76) zum Zuführen eines Verwirbelungsfluids zur Behandlungssubstanz (6) aufweist, wobei das Verwirbelungsfluid durch die Bereitstellungseinrichtung (72) dem Fluidleitungseiement (74) mit einem Druck von mehr als 2bar zuführbar ist, wobei das Fluidleitungseiement (74) mehrere mittels Ventileinrichtungen (78) voneinander entkoppelbare Leitungsabschnitte (80) ausbildet, wobei zumindest die Mehrheit der Leitungsabschnitte (80) im Bereich des Bodens (82) des Behandlungsbehälters (4) angeordnet sind.
3. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsabschnitte durch Rohre (80) ausgebildet sind, insbesondere mit einem Durchmesser zwischen 2mm und 12mm und bevorzugt in einem Durchmesser zwischen 3mm und 9mm und besonders bevorzugt in einem Durchmesser zwischen 4mm und 6mm, wobei die Rohre (80) mit dem Boden (82) des Behandlungsbehältnisses (4) gekoppelt sind oder daran angeordnet sind, wobei die Rohre (80) mittels mindestens einer Verteilereinheit (84) miteinander verbunden sind, und wobei jede Ventileinrichtung (78) als Absperrventil, insbesondere als Absperrmagnetventil, ausgebildet ist und die Bereitstellungseinrichtung (72) als zum Bereitstellen von einem unter mindestens 2bar Druck stehenden Gas, insbesondere Luft, ausgebildet ist.
4. Behandlungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filtereinrichtung (18) zum Filtern der Behandlungssubstanz (6) vorgesehen ist, wobei durch das Filtern Verunreinigungen aus der Behandlungssubstanz (6) entfernt werden, die sich in der Behandlungssubstanz (6) angereichert haben, und eine Steuerungseinrichtung zum Betrieb der Filtereinrichtung und/oder der Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Filtereinrichtung und die Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit voneinander betreibbar sind.
5. Behandlungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beirieb der Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise die Bereitstellung des Fluides und die Ansteuerung der Ventileinrichtung umfasst, wobei die Ventileinrichtungen nach vorbestimmten Verläufen, insbesondere in programmierten Zeitabständen, ansteuerbar sind.
6. Behandlungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (4) durch eine Wandung (12) von einem Auffangraum (14) zum Auffangen von über die Wandung (12) fließender Behandlungssubstanz (6) getrennt ist, v/obei die in dem Auffangraum (14) aufgefangene Behandlungssubstanz (6) mittels einer Förderleitung (16) in den Behandlungsbehälter (4) zurückförderbar ist, wobei die Pumpeinrichtung (10) und die Filtereinrichtung (18) einen Bestandteil der Förderleitung (16) bilden und die geförderte Behandlungssubstanz (6) von der Pumpeinrichtung (10) durch die Filtereinrichtung (18) hindurch gefördert wird, wobei die Förderleitung (16) derart gestaltet ist, dass durch die zurück in den Behandlungsbehälter (4) geförderte Behandlungssubstanz (6) eine Wehrströmung (20) zum Ausleiten eines Teils der Behandlungssubstanz (6) aus dem Behandlungsbehälter (4) heraus und in den Auffangraum (14) hinein erzeugbar ist.
7. Behandlungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungssubstanz (6) eine Zusatzsubstanz zum Entschäumen zugesetzt wird, wobei der Entschäumerzusatz bevorzugt Triisobuttylphosphat aufweist und wobei der Entschäumerzusatz der Behandlungssubstanz (6) mit einem Volumen von 0,01 % bis 5%, insbesondere mit 0,2%, des Volumens der phosphor- oder phosphathaltige Lösung oder mit einem Volumen von 0,01 % bis 5%, insbesondere mit 0,2%, des Volumens der mit dem Beizentfetterzusatz versetzten phosphor- oder phosphathaltige Lösung zugesetzt wird und/oder der Behandlungssubstanz (6) eine Zusatzsubstanz zum Beizentfetten zugesetzt wird, wobei der Beizentfetterzusatz bevorzugt eine wässrige Lösung aus nicht ionogenen biologisch abbaubaren Tensiden und Inhibitoren, insbesondere But-2-in-1 , 4-diol, aufweist und wobei der Beizentfetterzusatz mit einem Volumen von 0,5% bis 7%, insbesondere von 1 % bis 5%, des Volumens der phosphor- oder phosphathaltigen Lösung zugesetzt wird.
8. Behandlungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (4) derart einen Hauptaufnahmeraum (22), in den der Behandlungsgegenstand (2) einbringbar ist und mindestens einen ersten Nebenaufnahmeraum (24) aufweist, wobei der Hauptaufnahmeraum (22) und der erste Nebenaufnahmeraum (24) derart miteinander verbunden sind, dass die Behandlungssubstanz (6) zum einen aus dem Hauptaufnahmeraum (22) heraus in den ersten Nebenaufnahmeraum (24) hinein fließen kann und zum anderen aus dem ersten Nebenaufnahmeraum (24) heraus in den Hauptaufnahmeraum (22) hinein fließen kann, wobei der Hauptaufnahmeraum (22) und der erste Nebenaufnahmeraum (24) derart voneinander abgegrenzt sind, dass das Eindringen des Behandlungsgegenstands (2) in den ersten Nebenaufnahmeraum (24) zumindest teilweise und bevorzugt vollständig verhindert wird und wobei der Hauptaufnahmeraum (22) ebenfalls mit einem zweiten Nebenaufnahmeraum (26) gekoppelt ist, wobei der erste Nebenaufnahmeraum (24) ein unterhalb des Hauptaufnahmeraums (22) ausgebildeter Pufferaufnahmeraum zum Aufnehmen einer bestimmten Menge an Behandlungssubstanz (6) ist, und wobei der zweite Nebenaufnahmeraum (26) ein bevorzugt seitlich von dem Hauptaufnahmeraum (22) ausgebildeter Temperierungsraum ist, wobei die Temperierungseinrichtung (8) zumindest teilweise in dem zweiten Nebenaufnahmeraum (26) angeordnet ist.
9. Behandlungsanlage, mindestens umfassend eine oder mehrere Behandlungsvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Erzeugen einer Schutzschicht auf dem Behandlungsgegenstand, wobei die erzeugte Schutzschicht eine Dicke von weniger als 10 pm und bevorzugt von 1 pm bis 8 pm oder bevorzugt von 1 pm bis 4 pm aufweist, und mindestens zwei weitere Oberflächenbehandlungseinrichtungen zum Behandeln des Behandlungsgegenstands vorgesehen sind, wobei durch die erste Oberflächenbehandlungseinrichtung die Schutzschicht mit einer Haftvermittlungsschicht versehen wird oder in eine Haftvermittlungsschicht überführt wird und durch die zweite Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Verzinkung des Behandlungsgegenstands bewirkt wird,
10. Behandlungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transporteinrichtung zum Transportieren des mittels der Behandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 behandelten Behandlungsgegenstands zumindest zu der ersten Oberflächenbehandlungseinrichtung vorgesehen ist.
11. Behandlungsanlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trocknungseinrichtung zum Trocknen des Behandlungsgegenstands, insbesondere zum Erhitzen des Behandlungsgegenstands auf eine Temperatur von mehr als 60°C, insbesondere zwischen 80°C und 120eC, nach einer Behandlung in der ersten Oberflächenbehandlungseinrichtung vorgesehen ist.
12. Behandlungsverfahren zum Aufbereiten eines, insbesondere metallischen, Behandlungsgegenstands (2). mindestens umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Behandlungsbehälters (4) zum Aufnehmen mindestens eines Behandlungsgegenstands (2) und zum Aufnehmen einer fließfähigen Behandlungssubstanz (6),
Einbringen der Behandlungssubstanz (6) in den Behandlungsbehälter (4), wobei kein weiterer Behandlungsbehälter zum Beizen und Phosphatieren verwendet wird, und
Einbringen des Behandlungsgegenstands (2) in den mit der Behandlungssubstanz (6) zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter (4) zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands (2) mit der Behandlungssubstanz (6), wobei durch den Kontakt zwischen der Behandlungssubstanz (6) und dem Behandlungsgegenstand (2) zumindest eine Reinigung, insbesondere eine Entfettung, und Phosphatierung des Behandlungsgegenstands (2) bewirkt wird, wobei die Behandlungssubstanz (6) eine phosphor- oder phosphathaltige Lösung, insbesondere Phosphorsäure, ist, wobei die phosphor- oder phosphathaltige Lösung zum einen aus Wasser und zum anderen aus einer Reaktionssubstanz besteht, wobei die Reaktionssubstanz aus Phosphor oder einem Phosphat und einer zusätzlichen Behandlungseffektverbesserungssubstanz besteht, wobei der Anteil des Phosphors oder des Phosphats an der Reaktionssubstanz weniger als 95% beträgt, wobei die Reaktionssubstanz keine Anteile von Salzsäure und Schwefelsäure aufweist wobei der Behandlungsgegenstand nach der Entnahme aus dem Behandlungsbehälter einer ersten Oberflächenbehandlungseinrichtung und danach einer zweiten Oberflächenbehandlungseinrichtung zugeführt wird, wobei durch die erste Oberflächenbehandlungseinrichtung die Schutzschicht mit einer Haftvermittlungsschicht versehen wird oder in eine Haftvermittlungsschicht überführt wird und durch die zweite Oberflächenbehandlungseinrichtung eine Verzinkung des Behandlungsgegenstands bewirkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungssubstanz auf eine Temperatur zwischen 30°C und 80°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 40*C und 60°C temperiert wird, und der Behandlungsgegenstand zwischen 15 Minuten und 90 Minuten, insbesondere zwischen 30 Minuten und 60 Minuten in die Behandlungssubstanz eingetaucht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, ferner umfassend die Schritte:
Entnehmen des Behandlungsgegenstands aus dem Behandlungsbehälter,
Aufwirbeln von durch den Behandlungsgegenstand auf die Behandlungssubstanz übertragene Verunreinigungen mittels einer Verwirbelungseinrichtung, wobei zum Verwirbeln der Verunreinigungen ein Fluid durch die Verwirbelungseinrichtung der Behandlungssubstanz zugeführt wird,
Zuführen der mit den aufgewirbelten Verunreinigungen versehenen Behandlungssubstanz zu einer Filtereinrichtung,
Herausfiltern der Verunreinigungen aus den Behandlungssubstanzanteilen, die der Filtereinrichtung zugeführt werden,
Erneutes Einbringen des Behandlungsgegenstands (2) in den mit der Behandlungssubstanz (6) zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter (4) zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands (2) mit der gefilterten Behandlungssubstanz (6) oder
Einbringen eines weiteren Behandlungsgegenstands in den mit der Behandlungssubstanz (6) zumindest teilweise gefüllten Behandlungsbehälter (4) zum in Kontakt bringen des Behandlungsgegenstands (2) mit der gefilterten Behandlungssubstanz (6), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung zum Betrieb der Filtereinrichtung und/oder der Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist, wobei ein Betrieb der Filtereinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit eines Betriebs der Verwirbelungseinrichtung erfolgt oder wobei ein Betrieb der Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise in Abhängigkeit eines Betriebs der Filtereinrichtung erfolgt wobei der Betrieb der Verwirbelungseinrichtung zumindest zeitweise die Bereitstellung des Fluides und die Ansteuerung der Ventileinrichtung umfasst, wobei die Ventileinrichtungen nach vorbestimmten Verläufen, insbesondere in programmierten Zeitabständen, angesteuert werden.
15. Metallisches Objekt (2). insbesondere metallisches Bauteil, wie ein Rahmen, insbesondere ein Fahrzeugrahmen, oder Trägerelement oder Verbindungsmittel oder Verkleidungselement, oder metallische Einrichtung, wie z.B. ein Container, mindestens umfassend einen metallischen Anteil, wobei auf mindestens einer Oberfläche des metallischen Anteils eine Zinkschicht ausgebildet ist, wobei in der Zinkschicht blasenförmige Einschlüsse vorliegen, wobei die blasenförmigen Einschlüsse Phosphor oder ein Phosphat aufweisen.
16. Metallisches Objekt nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinkschicht in einem unmittelbar an dem metallischen Anteil anliegenden ersten Abschnitt in einer Zn/X-Phase vorliegt, wobei X für ein Material, insbesondere Eisen, steht, das Bestandteil des metallischen Anteils ist, und wobei sich an den ersten Abschnitt ein zweiter Abschnitt anschließt, der durch eine Zinkphase gebildet wird, wobei sich die blasenförmigen Einschlüsse zumindest mehrheitlich in dem zweiten Abschnitt befinden.
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