KR20010005782A - 침지에 의한 표면 처리 장치 - Google Patents

Abstract

표면 처리 장치 특히, 전기화학 피복 이후에 수반되는 전기이동 피복용 장치에서, 처리되어질 재료는 하나 이상의 평면내에서 피복 용기를 통해 이동된다. 이는 다른 높이에서 트레이용 베어링 아암이 제공된 단계식 케이지 컨베이어를 이용하여 수행되며, 트레이용 베어링 아암 상에 처리되어질 재료가 위치된다. 트레이가 이동되는 수평 전극은 각각의 평면의 베어링 아암 사이에서 또는 각각의 트레이 사이의 공간 내부로 돌출한다.

Description

침지에 의한 표면 처리 장치 {DEVICE FOR SURFACE TREATMENT BY IMMERSION}

공지된 습식 방법(wet method)은 극히 복잡한데, 이는 처리되어질 재료가 연속으로 배열되고 다양한 처리액 예를 들어, 세정제, 전해질, 및 전기이동 에나멜 등을 함유하고 있는 일련의 용기를 통해 안내되기 때문이다. 이는 개별 물품 또는 소형 부품 다발의 침지에 의해 불연속적으로 수행되거나, 또는 처리되어질 재료를 개별적으로 이동시키거나, 소형 부품이 포함되어 있다면 처리 라인을 통해 침지 용기로부터 침지 용기까지 연속적으로 이동시키는 컨베이어를 이용하여 연속 설치로 수행된다. 실시예에 의해, 처리되어질 재료를 고정하는 컨베이어는 이러한 목적에 적합하다. 적합한 장치는 독일 특허 제 41 42 997 호로부터 공지되어 있다.

화학 표면 처리가 전해질 피복 및 전기이동 피복인 경우 시간에 의존하여 작동되기 때문에, 특정 처리제에 따라 개별 침지 수반(immersion basin) 내에서 처리되어질 재료의 특정 잔류 시간이 요구된다. 각각의 경우 상당히 달라지는 주어진 전달 또는 통과 속도에서의 잔류 시간은 요구되는 처리 거리, 및 수송 방향 내의 개별적인 침지 수반의 치수를 결정한다.

균일한 표면을 얻기 위해 처리되어질 재료의 각각의 다수의 부분 및 소형 부품은 제한된 베드 높이를 갖는 개별 욕조를 통해서만 안내될 수 있으며, 종래의 설치는 상당히 고가이며 낮은 산출량을 갖는다.

특정 문제점은 모든 부품 상에서 균일한 표면 처리의 달성, 예를 들어 전체 표면 상에서 결함 없는 전기도금 및/또는 에나멜링(enameling)에 있다. 이러한 본질적인 결함은 특히 처리되어질 재료와 각각의 욕조를 통해 처리되어질 재료를 운송하기 위한 컨베이어 수단 사이의 접촉 지점에서 특히 발생한다. 적합한 컨베이어 수단 특히 소형 부품 또는 대형 재료, 드럼, 일부 경우에 있어서 컨베이어 벨트, 및 비교적 대형 부품, 처리되어질 재료의 배치에 따라 설계되어 고가인 특정 수송 케이지(cage)가 적합하다. 중간 크기의 다수의 부품들은 컨베이어 벨트의 도움으로 개별 침지 용기를 통해 이동될 수 있다, 그러나, 이러한 경우에 부품들은 부품 표면을 가능한 처리제에 근접하도록 컨베이어 상에서 전후로 배열되어야 한다. 그러나, 단일 평면 내의 이러한 종류의 배열은 특정 범위 내에서 하나가 다른 하나 위에 배열된 부품을 갖춘 케이지 수송과 산출량이 감소하는 단점을 갖는다.

본 발명은 표면 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 처리되어질 재료가 욕조를 통해 안내되며, 전기도금에 의해 화학적으로 및/또는 전기이동식으로(electrophoretically) 처리된다.

이러한 형태의 방법 및 장치는 특정 적용예에 적합한 기술적 또는 시각적 특성을 갖는 표면을 구비한 도전성 재료로 적어도 부분적으로 구성된 물품을 제공하기 위해 사용된다. 이는 표면의 화학처리 또는 전기화학 처리 예를 들어, 금속 공작물의 표면을 크롬화시키거나, 또는 피복층의 전해질 또는 전기이동 등에 의해 수행된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조로 하여 하단에 보다 상세히 설명되어질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한 평면도.

도 2는 도 1로부터 침지 욕조를 통한 수직 종단면도.

도 3은 도 2의 횡단면도.

도 4는 처리되어질 재료를 이동시키기 위한 트레이를 도시한 도면.

도 5는 도 3의 선Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도.

도 6은 컨베이어 및 그리퍼를 갖춘 전달 스테이션의 측면도.

도 7은 도 6의 그리퍼의 평면도.

도 8은 전달 스테이션의 측면도.

도 9는 전극으로 연결된 트레이를 도시한 도면.

도 10은 트레이 접촉 지점의 확대도.

도 11은 두개의 트레이를 갖춘 보오트를 도시한 도면.

도 12는 도 11의 ⅩII-ⅩII를 따라 취한 단면도.

따라서, 본 발명은 처리되어질 재료의 표면 질에 손상을 주지 않고 공지된 방법 및 장치의 경제적 실행가능성을 개선시키는 점을 기초로 하고 있다.

본 발명의 목적에 따른 해결 방안은 하나 위에 다른 하나가 놓여진 다수의 평면 내에서 각각의 침지 수반을 통해 처리되어질 재료를 안내함으로써 각각의 침지 수반 내의 주어진 전달 속도에서 산출량을 증가시키는 것이다. 이는 다수의 평면 내에 동일한 형상으로 배열되어 있는 처리액 또는 건조 공기용 고정 전극 또는 노즐 등의, 처리 부재의 단 사이의 이동가능한 단계식 케이지가 배열됨으로써 수행될 수 있다.

이러한 방식으로, 처리되어질 재료는 재료 표면과 가능한 근접하여 제조된 표면을 갖춘 고정 처리 부재를 통과하여 안내되며, 산출량은 다수의 전달 평면 또는 단의 함수로서 증가된다.

더욱이, 본 발명에 따른 방법은 처리되어질 재료 상에서 예를 들어, 건조 공기 상에 분사 또는 블로잉에 의해 위로부터 아래에 이르기까지 작동 가능성을 제시하고 있다. 더욱이, 전극이 처리되어질 재료에 대해 선형 방식으로 배열되어 있으므로, 개선된 층의 두께 분포가 달성된다.

결함없는 보다 균일한 표면을 이루기 위해서는, 처리되어질 재료는 접촉 지점을 노출시키고 접촉 지점을 처리제에 보다 근접시키기 위해 욕조 내부에 또는 두개의 욕조 사이에 재배열될 수 있다. 자기 및 돌출부(rake)에 의한 진동에 의해 재배열되며, 처리되어질 재료를 지지하는 트레이 등의 박막층(lamellae) 또는 막대 사이의 핑거는 빗 형상으로 결합되어 있다.

처리되어질 재료가 몇개의 평면 내에 놓여지거나 또는 부유 위치에 배열되어 있거나 하나의 용기 예를 들어, 침지 용기를 통해 적어도 처리되어질 재료를 안내하는 컨베이어의 단계식 케이지에 배열되어 있는 장치는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 특히 적합하다. 처리되어질 재료는 바람직하게 트레이 상에 위치되며, 공급 컨베이어, 바람직하게 이중 스트랜드 컨베이어에 의해 단계식 케이지 내에 증착될 수 있다. 케이지의 개별 단 또는 높이를 만족시키기 위해서는, 단계식 케이지는 바람직하게 서로 떨어진 거리에서 배열된 베어링 아암을 갖는 수직으로 변위가능한 캐리지를 포함한다. 이러한 방식으로, 베어링 아암은 컨베이어로부터 박막층으로 제조된 트레이를 위로 올려 집어 내도록 컨베이어 평면 내부로 연속적으로 이동가능하다.

리프팅 캐리지는 특정 피복 용기를 통해 케이지를 이동시키는 수평으로 변위가능한 케이지 트롤리 내에서 안내될 수 있다.

단계식 케이지의 로딩중에, 처리되어질 재료는 연속적으로 이동한다. 즉, 상기 상태중에, 처리되어질 재료에 흐름이 인가되지 않는다면 임의의 단점을 초래하지 않는, 특히 잔류 시간의 차잇점을 초래하지 않는 침지 욕조 내부의 여기저기로 이동한다.

이러한 방식으로, 처리되어질 재료는 침지 욕조 내부로 서서히 이동가능한데, 이는 상기 재료가 그 무게로 인해 수직으로 하향으로 이동하여 지지부 상에 단단하게 고정되기 때문이다.

본 발명에 따른 장치는 침지 용기(1), 이동 컨베이어(3) 및 횡단 컨베이어(4)를 갖춘 언로딩 스테이션(2), 반송 통로(5), 또 다른 횡단 컨베이어(6), 및 공급 컨베이어(8)를 갖춘 로딩 스테이션(7)을 포함한다.

침지 용기(1)는 수반(9) 내에 위치되며 다수의 평면 내에 고정 위치로 상하로 배열된 전극(10)이 설치된다. 용기의 각각의 단부면에, 침지 용기는 처리되어질 재료가 유입되어 이동되도록 영역(11,12)을 비어둔다.

이러한 영역의 각각에 분사 욕조가 존재한다. 침지 용기(1) 또는 물통(9)에 근접하여, 종방향으로 연장하는 레일(13)이 있으며, 레일 위에는 각각 구동부(14)가 제공되며 횡단면 내에 갈고리 형상으로 설계된 다수의 캐리지가 안내된다. 수직으로 변위가능한 리프팅 또는 단계식 케이지(16)는 캐리지(15) 내에서 안내된다. 이러한 캐리지는 두개의 U 형상의 레일(17)을 갖춘 프레임을 포함하며 레일 내부의 캐리지(15) 상에서 장착된 구동식 롤러(18)가 결합되어 있다. 트레이(20)용 수평 베어링 아암(19)은 레일(17)에 연결되어 있다.

트레이(20)용 지지부는 예를 들어, 독일 공개 명세서 제 44 28 789호에 상세히 기술되어진 바와 같이, 톱니 형상으로 이루어진 개별 바아 또는 박막층(21)으로 구성되어 있다.

도 2는 도 1의 좌측면에서 바라본 간략화된 횡단면도이며, 침지 용기(1) 내에 아직 하강하지 않은 제 1 리프팅 또는 단계식 케이지(16), 및 침지 용기(1) 내부로 완전히 하강한 제 3 리프팅 또는 단계식 케이지(16)가 도시되어 있다.

침지 용기(1) 내에, 단계식 케이지(16) 내의 트레이(20)의 바아 또는 박막층(21)과 동일한 분포로 배열되어 있으며 빗 형상으로 배열되어 있는 돌출 핑거(23)를 구비한 재결합 케이지(22)가 존재한다. 이러한 핑거는 트레이(20)의 바아 또는 박막층(21) 상에 놓여져 있는 처리되어질 재료가 한 측면으로는 트레이(20)의 바아 또는 박막층(21)이, 다른 측면으로는 재배열 케이지(22)의 핑거(23)가 서로로부터 반대로 떨어져 있을 때, 상승되어 재배열되도록도록 한다.

리프팅 캐리지(17) 또는 베어링 아암(19)이 하강될 때, 고정 위치에 배열되어 있는 핑거는 트레이(20) 상에 위치된 처리되어질 재료 아래에서 결합하여, 단계식 케이지(16)의 도움으로 트레이가 처리되어질 재료없이 측면에 좁은 거리에 위치될 수 있다. 리프팅 케이지가 다시 상승할 때, 베어링 아암(19) 또는 트레이(20)는 이전 위치로 되돌아가는 공정에서, 처리되어질 재료는 트레이 상에 다시 위치되며, 톱니 형상의 박막층을 갖춘 다른 접촉 지점에 놓여진다.

단계식 케이지(16)의 로딩 중에, 컨베이어(8)에 의해 공급된 트레이(20)는 베어링 아암(19) 상으로 점차적으로 위치되는 동시에, 단계식 케이지(16)는 공급 영역 내부로 단계식으로 상향으로 이동한다. 이러한 방법에서, 베어링 아암 각각은 다음 이동 단계중에 컨베이어 상에 위치된 트레이 아래로 이동하며, 트레이를 컨베이어 위로 올리는 동시 이동 위치 내부로 다음 트레이를 이동시킨다. 모든 베어링 아암(19)이 트레이에 의해 덮혀짐에 따라, 캐리지(15)는 단계식 케이지(16)를 침지 용기 위로 이동시킨다. 단계식 케이지가 하강한 뒤에, 침지가 발생하며, 캐리지(15)는 단계식 케이지(16)를 전극(10)을 통과하여 전달 스테이션 내부로 이동시키며, 단계식 케이지는 리프팅 케이지(22)의 핑거(23)의 도움으로 처리되어질 재료를 상승시키기 위해 요구되는 시간동안 잔류한다. 발생 직후에, 캐리지(15)는 단계식 케이지(16)를 두개의 트레이 바아 또는 박막층(21) 사이의 거리보다 짧은 적은 거리만큼 이동시킨다. 리프팅 케이지(22)가 핑거(23)를 다시 하강시킨 이후에, 핑거는 처리되어질 재료를 트레이의 바아 상으로 다시 증착시킨다. 핑거(23) 상에 놓여있는 처리되어질 재료와 팔레트 사이의 상대 이동은 새로운 접촉 지점을 초래하여, 이전의 접촉 지점이 침지 욕조에 보다 근접하게 된다.

전달된 후에, 캐리지(15)는 단계식 케이지(16)를 하강 위치 내부로 전극(10)을 통과하여 침지 용기(1)의 타 단부로 이동되거나, 또는 캐리지가 상향 이동 영역(12) 위로 이동한 후에, 이동중에 트레이(20)가 이동 컨베이어(3) 상에 증착되고 베어링 아암(19)이 컨베이어(3) 내부로 하강하는 중에, 단계식 케이지(16)는 베어링 아암(19)의 거리 너머로 단계식으로 하향으로 이동한다.

이동 그리퍼(24)는 처리되어질 재료를 다음 처리 단계를 위한 다른 트레이 상으로 이동시키며, 이는 세정 스테이션일수도 있으며, 상기 스테이션 아래에는 예를 들어, 크롬화 단계, 및 용해 또는 불용해 양극으로 전기이동 피복을 위한 스테이션이 놓여져 있다. 이러한 스테이션은 양극 또는 음극 피복용 재료가 각각의 침지 용기 내에 위치되어 있는 점에서만 볼때 전기도금을 위한 도 1 내지 도 7에 도시된 스테이션과는 다르다.

그러나, 피복 스테이션은 독일 공개 명세서 제 44 28 789호에 기술되어진 장치를 포함한다. 상기 장치가 트레이 또는 팔레트로 또한 작동됨으로 인해, 처리되어질 재료는 이러한 트레이 또는 팔레트 상으로 전달되어, 하나의 방법 단계로부터 다음 방법 단계에까지의 변화시에 요구되는 노동력은 없다.

수평 트레이 컨베이어(25)와 다음 침지 용기의 로딩 스테이션 사이에 배열된 그리퍼(24)는 전달 목적으로 이용된다. 그리퍼(24)는 (도시되지 않은) 구동부를 갖추고 있으며 컨베이어의 종방향으로 컨베이어(25)와 침지 용기 사이의 레일(26) 상에서 이동가능하다. 브리지(28) 상에는 두개의 구동 스핀들(27)이 제공되며, 베어링 아암(29)이 배열되어, 서로 대향하여 위치되어 있다. 스핀들(27)이 회전될 때, 브리지(28)는 서로를 향해 이동하며, 컨베이어(25)의 연장부로 배열된 리프팅 테이블(30) 상에 위치된 특정 트레이(20) 사아에 처리되어질 재료 아래에서 결합한다. 리프팅 테이블이 하강할 때, 베어링 아암은 처리되어질 재료를 트레이(20)로부터 제거시킨다. 종방향 캐리지(28)의 측면 변위에 의해, 처리되어질 재료는 다음 처리 단계용 트레이(31) 상에서 이동되며, 트레이는 유사하게 컨베이어 내부로 일체화된 리프팅 테이블 상에 위치된다. 리프팅 테이블이 상승됨에 따라, 트레이(31)는 처리되어질 재료가 그리퍼(24)의 베어링 아암(29)으로부터 제거되도록 한다. 그리퍼가 개방되고 리프팅 테이블이 하강될 때, 트레이는 컨베이어 상으로 이동하며, 컨베이어로부터 도 1과 관련하여 기술된 방식으로 독일 공개 명세서 제 44 28 789호 에 따른 다음 침지 용기의 단계식 케이지 또는 부유 레일 내부로 전달된다. 트레이는 트레이의 이동 평면 아래에 근소하게 위치된 단계식 케이지(침지 용기의 공급 측면 상에 위치되어 있음)의 베어링 아암 상에 놓여진다. 단계식 케이지가 작은 거리로 상향으로 이동될 때, 베어링 아암은 트레이(20)를 그리퍼로부터 나온 컨베이어로부터 제거시킨다.

트레이(20)를 전극으로 연결하기 위해서는, 적어도 하나의 접촉 챔버(32)가 설치된다. 접촉 챔버(32)는 바닥이 개방되어 있으며 바닥이 또한 개방된 접촉 슬리브(33)를 함유하고 있으며, 그 내부에 단계식 케이지(16)의 베어링 아암(19) 상의 접촉핀(34)이 결합된다. 접촉핀은 접촉 슬리브의 내부 엣지와 선형 접점을 발생하는 원추형상의 지점(35)을 갖는다. 이러한 방식에서, 트레이(20)는 전극으로 처리되어징 재료에 연결되며 박막층(21)의 팁부분 상에 놓여있다. 소량의 피복제 용액만이 접촉 챔버에 유입됨으로 인해, 접촉되어질 접촉핀과 접촉 슬리브가 피복되거나 이러한 방식으로 전기 접촉이 손실되는 위험이 없다.

처리되어질 재료는 독일 공개 명세서 제 44 28 789호에 기술된 부유 레일의 도움으로 침지 용기를 통해 안내된다. 이러한 경우에서, 센터링 핀(37)이 제공되고 두개의 트레이(38,39)를 고정하는 보오트(36)가 사용된다. 이러한 트레이들은 하나의 전기도금 트레이(38) 및 하나의 에나멜 트레이(39)이며, 서로 내부에 정확하게 꼭 맞춤된다. 전기도금 트레이(38)는 보오트(36)로부터 절연되며 따라서 피복의 위험에 놓이지 않는다. 에나멜링 이후에, 전기도금 트레이는 센터링 핀(37)으로부터 상향으로 당겨지며 처리되어질 재료(40)는 전기도금 트레이 상으로 뒤로 전달된다.

트레이는 톱니 형상의 박막층이 설치되지 않는다. 처리되어질 재료를 구비한 접촉 영역이 가능한 적음을 보장하는 다른 베어링 부재가 적합하다. 미세형상의 접점은 가장 바람직한 해결책이다.

본 발명에 따른 방법은 노동 경비가 극히 낮고, 산출량이 단일 전달 면으로 처리되어질 재료의 종래의 전달 장치로 작동하는 방법보다 더 많기 때문에 매우 경제적이다. 또한, 표면 품질이 향상되는데 이는, 처리제로 처리되어질 재료에 보다 쉽게 근접함으로 인해서이다.

본 발명은 전기화학 표면 처리 예를 들어, 아연, 아연/철, 또는 아연/니켈 층의 적용에 특히 적합하며, 크롬화 이후에 전기이동 피복이 수반된다면, 연속적으로 크롬화된다. 이러한 방식으로, 매우 경제적인 방식으로 금속/에나멜 피복 표면을 제공할 수 있다.

Claims (16)

1. 표면 처리 장치에 있어서,

   침지 용기(1), 및

   단계식 케이지 컨베이어(14,15,16)를 포함하고 있는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이지 컨베이어의 단(19)사이에 고정 처리 부재(10)가 돌출되어 있는 장치.
3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계식 케이지(16)는 서로 떨어진 거리에 배열된 베어링 아암(19)을 구비한 수직으로 변위가능한 리프팅 캐리지(17)를 포함하고 있는 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 리프팅 캐리지(17)는 수평으로 변위가능한 캐리지(15) 내에 안내되는 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 부재는 전극(10)을 포함하며, 상기 단(19)은 전극으로 연결되어 있는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 서로 수직으로 떨어진 거리에 배열된 돌출 전극(10)을 구비한 침지 용기(1)를 갖추고 있는 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 바아(21)를 구비한 트레이(20) 형상을 취한 처리되어질 재료의 지지부를 갖추고 있는 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 트레이는 바닥이 개방된 접촉 챔버(32)가 제공되는 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 접촉 챔버(32) 내에서 접촉핀(34)이 결합되는 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 접촉핀(34)은 접촉 챔버(32) 내에서 접촉 슬리브(33)와 접하는 장치.
11. 제 7항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서, 돌출 핑거(23)를 구비한 재배열 케이지(22)는 상기 침지 용기(1) 내에 배열되며, 핑거의 분포 및 핑거 사이의 거리는 단계식 케이지(16) 내에 배열된 모든 트레이(20)의 분포, 및 상기 트레이(20)의 바아(21) 사이의 거리에 상응하는 장치.
12. 표면 처리 방법에 있어서,

    처리되어질 재료는 변위가능한 단계식 케이지(16) 상에 배열되며, 그리고

    다수의 평면 내의 단(19) 사이에 결합하는 처리 부재(10)를 갖춘 처리 영역(1)을 통해 이동되는 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 처리되어질 재료는 전해질을 통해 이동되는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 처리되어질 재료는 전해질 처리 이후에 전기이동식으로 피복되는 방법.
15. 제 12항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리되어질 재료는 상기 재료의 통과중에 재배열되는 방법.
16. 제 12항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리되어질 재료는 두개의 통로 상에서 재배열되는 방법.