WO1999036197A1 - Verfahren und vorrichtung zur entfernung von oxidschichten auf bauteilen - Google Patents
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- WO1999036197A1 WO1999036197A1 PCT/EP1998/007116 EP9807116W WO9936197A1 WO 1999036197 A1 WO1999036197 A1 WO 1999036197A1 EP 9807116 W EP9807116 W EP 9807116W WO 9936197 A1 WO9936197 A1 WO 9936197A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
Definitions
- the invention relates to a method for removing impurities and oxide layers on components formed by laser treatment according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out this method according to the preamble of claim 10.
- thermal cutting processes such as cutting using a pressurized inflamed medium that can be adjusted via nozzles in the flame cross section and laser cutting technology are becoming increasingly important, particularly in the area of cutting semi-finished products.
- components made of metallic materials, in particular steel are surface-coated, such coatings being achieved in the simplest case by means of paints or varnishes and associated with an increased technical and technological outlay by means of plastics or non-ferrous metals.
- coatings In order for such coatings to achieve good and therefore long-lasting adhesion to the component surfaces to be coated, these have to meet certain qualitative requirements.
- Good adhesion of the coating medium requires a grease and dirt-free and chemically pretreated component surface.
- the cross-hatch characteristic value which according to DEN EN ISO 2409 is used as a characteristic value for assessing the quality of adhesion of the coating medium on the coated component surface, depends on its manufacturing process. If, for example, components consisting of iron-containing metal compounds are heat-treated (thermal separation processes, welding), the surrounding atmospheric oxygen reacts with the material of the component that is very hot in the working area, so that an oxide layer forms on the component in this area, which is inhomogeneous compared to the base material Lattice structure leads to an extreme deterioration in the adhesion of coating materials. From a standing start Methods such as sandblasting and pickling are known in the art, with the aid of which the oxide layers formed can be removed from the component.
- a component produced by thermal separation processes or by welding can always be wetted with grease or oil and contaminated, such a component must be coated with a high quality coating in a grease and dirt dissolving medium consisting of acidic or alkaline substances as well as wetting agents and surfactants. washed and sandblasted or pickled to remove the oxide layer, for example.
- This requires a complex, time-consuming technology, which requires a considerable amount of space for the arrangement of the individual processing modules and is therefore expensive, since, for example, sandblasting and cleaning of the component must be carried out separately. Since cleaning, pretreatment and coating are carried out in immersion baths arranged in a row in many industrial processes, sandblasting can be difficult to adapt to this technological process.
- the metallic surface reacts with the atmospheric oxygen surrounding it to form a glass-like, very hard layer which cannot be removed with the ultrasound processes known from the prior art, since the components contained in the liquid media are unable to form the lattice structure to change the glass-like oxide layer so that an amorphous coating is formed, which can then be easily removed by ultrasonic vibrations.
- the invention is therefore based on the object of providing a method of the type mentioned at the outset and an apparatus for carrying out the method, by means of which an oxide layer formed on components by laser action can be removed by pretreating the components in a medium before contacting them with ultrasonic waves , which It is also able to convert the lattice structure of the glass-like oxide layer into an amorphous layer that can be easily removed by sound waves and, in addition, degreasing, cleaning and oxide layer removal can be carried out in one operation, with the components being converted from an oxide layer-removing to a grease-removing and cleaning processing module omitted and the media used for degreasing, cleaning and oxide layer removal have an aggregate state adapted to the technological process.
- the object is achieved by a method for removing impurities and oxide layers on components according to the characterizing features of claim 1 and a device for carrying out this method according to the characterizing features of claim 10.
- the component surfaces to be coated can be cleaned, degreased and freed from the oxide layer without this this requires a conversion to another work module. Due to the fact that the medium used is liquid, the device required to carry out the proposed method can be fitted well into existing technological processes.
- the chemical substances to be used are also not aggressive, do not form any vapors that are harmful to health and are good for the environment (pH-neutral).
- Figure 1 is a schematic representation of the inventive method
- Figure 2 is a schematically illustrated device for performing the method, the vibrating rods are arranged in a plate shape on the container wall
- Figure 3 is a schematically illustrated device for performing the method, wherein the vibrating rods have circular cross-sections and are arranged distributed on the container bottom.
- a container 1 is filled with a liquid medium 2 consisting of the components K1-K3.
- the component K1 is formed by phosphorus derivatives, which are chemically able to convert the lattice structure of the glass-like oxide layer 4 created by laser action into an amorphous layer to convert
- the component K2 contained in the liquid medium 2 has the property of removing the impurities adhering to the surface of the component 3, such as dirt particles, residues from previous processing methods, oils and greases.
- the component K3, which is also present in the liquid medium 2 is composed of constituents which favors the detachment of the oxide layer 4 located on the component 3, which can occur at different locations on the component 3 in different sizes and frequencies, while the component K2 itself Known and therefore not explained in detail, chemical substances usable for cleaning purposes, the component K3 also comprises known from the prior art, the surface tension of the water reducing surfactants and non-metal components complexing agents.
- the main component of the medium 2 is water
- the level of the medium 2 in the container 1 must be chosen so that the component 3 is completely or enclosed in the area to be machined by this.
- the vibration-generating vibrating rod 5 is completely enclosed by the medium 2.
- the vibrating rods 5 After applying a voltage, the vibrating rods 5 generate vibrations which propagate as sound waves 6 depending on the shape and arrangement of the vibrating rods 5 in the medium 2.
- a defined one is provided in the container 1, which is provided with one or more vibrating oscillating rods 5 and filled with medium 2
- the component K1 of the medium 2 leads to a change in the lattice structure of the oxide layer 4 in such a way that the glass-like oxide layer 4 produced by laser action is converted into an amorphous layer by chemical means.
- the component K2 in cooperation with the components K1 and K3, leads to the loosening of impurities on the component surface and the oxide layer 4 along the edge 7 of the component 3, which is also on the surface of the component 3 and changes in its lattice structure and sound waves 6 propagating in the medium 2 finally ensure that the oxide layer 4 detached from the component 3 is removed therefrom and that the component 3 reaches a surface good at these points, which creates favorable conditions for the adhesion of
- the vibrating rod (s) 5 can be put into operation from the beginning of the immersion of component 3 in medium 2 or only after a certain exposure time from medium 2 to component 3
- FIGS. 2 and 3 devices 8 according to the invention are described, in the trough-shaped container 1 which is open on the top and is indicated for reasons of clarity only in its circumference, the method according to the invention is carried out residues 9 are disposed of via piping systems and suction devices. which are known and widely used in the field of cleaning by means of liquid media, so that they are not shown and explained in more detail.
- the connection systems 10, 11, 12 attached to the container 1 for the piping systems not described in detail and the power supply are designed so that the Vornchtung 8 either separately or in existing technological processes frequently encountered in practice in the surface treatment of components 3.
- the container can be loaded with one or more components 3 either manually or, as shown in FIG.
- the vibrating rods 5, 5a, 5b arranged in the container are, depending on the shape of their cross section, either attached to the rare walls la-ld of the container 1 or to the base le thereof.
- the oscillating rod 5a can, in the form of oscillating plates 16 that emit vibration on one side, as required in pairs on opposite sides la, ld or lb, lc, on all sides la-d, or only on one side la-d of the container 1
- Be arranged in cross section circular vibrating rod 5b ( Figure 3) generate in the medium 2 sound waves 6 spreading on all sides, so that vibrating rod 5b designed in this way can be arranged free-standing in the container 1 and between the components 3 located in the medium 2.
- the effectiveness of the action of the sound waves 6 on the components 3 can be improved, since in comparison to the vibrating plates 16 located on the container side walls la-d, free-standing vibrating rods 5b can be arranged between the components 3 in such a way that considerably fewer of them the sound waves 6 attenuating components 3 must be penetrated.
- the frequency of the vibrating rods 5a, 5b is advantageously adjustable so that 2 sound waves 6 in the range from 10 kHz to 100 kHz can be generated in the medium.
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung verschmutzter und fett- bzw. ölbehafteter Bauteile (3) bei gleichzeitiger Entfernung auf den Bauteilen (3) befindlicher, durch thermische Bearbeitungsverfahren, insbesondere unter Verwendung eines Lasers entstandener Oxidschichten (4) und eine zur Durchführung dieses Verfahrens notwendige Vorrichtung. Die durch Lasereinwirkung entstandene glasartige Oxidschicht (4) wird dabei durch eine Phosphorderivate aufweisende Komponente (K1) des flüssigen Mediums (2) auf chemischem Weg in eine amorphe Schicht umgewandelt, so daß es möglich wird, die Oxidschicht (4) auf einfache Weise vom Bauteil (3) zu entfernen. Dabei wird das mit einer Oxidschicht (4) versehene Bauteil (3) in einem Behälter (1) von einem die bauteilverunreinigenden Medien entfernenden und die Oxidschicht (4) lösenden Medium (2) umgeben, in welches über Schwingstäbe (5) Schallwellen (6) eingeleitet werden, die zu einer Entfernung der Oxidschicht (4) vom Bauteil (3) führen. Der Behälter (1) ist so ausgeführt, daß das vorgeschlagene Verfahren separat oder in bereits bestehende, die Oberfläche von Bauteilen behandelnde technologische Prozesse integriert, durchgeführt werden kann.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Oxidschichten auf Bauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen und durch Laserbehandlung entstandenen Oxidschichten auf Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Neben den weit verbreiteten spanenden und spanlosen mechanischen Trennverfahren gewinnen vorallem im Bereich des Zuschnitts weiterzubearbeitender Halbfabrikate thermische Trennverfahren wie das Trennen mittels eines unter Druck stehenden entflammten und über Düsen im Flammenquerschnitt einstellbaren Mediums und die Laserschneidtechnik zunehmend an Bedeutung. Zur Verringerung ihrer Korrosionsneigung werden aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Stahl bestehende Bauteile oberflächenbeschichtet, wobei derartige Beschichtungen im einfachsten Fall durch Farben oder Lacke und verbunden mit einem erhöhten technischen und technologischen Aufwand durch Kunststoffe oder Nichteisenmetalle erreicht werden. Damit derartige Beschichtungen eine gute und somit langlebige Haftung auf den zu beschichtenden Bauteiloberflächen erreichen, müssen diese bestimmte qualitative Anforderungen erfüllen. Eine gute Haftung des Beschichtungsmediums erfordert eine fett- und verschmutzungsfreie, sowie chemisch vorbehandelte Bauteiloberfläche.
Während die Benetzung der zu beschichtenden Bauteiloberflächen mit Fetten oder Ölen unter korrosionshemmenden Gesichtspunkten im Fertigungsprozeß teilweise vorgeschrieben ist, tritt ihre Verschmutzung ungewollt auf. Zur Entfernung derartiger Fett-, Öl- oder Schmutzpartikel sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen mittels temperierter Laugen die zu beschichtenden Bauteiloberflächen gereinigt werden.
Im Gegensatz zur Benetzung hängt der Gitterschnittkennwert, der nach DEN EN ISO 2409 als Kennwert zur Beurteilung der Haftungsgüte des Beschichtungsmediums auf der beschichteten Bauteiloberfläche herangezogen wird von deren Herstellungsverfahren ab. Werden beispielsweise aus eisenhaltigen Metallverbindungen bestehende Bauteile wärmebehandelt (thermische Trennverfahren, Schweißen), reagiert der umgebende Luftsauerstoffmit dem im .Arbeitsbereich stark erwärmten Material des Bauteils, so daß sich in diesem Bereich eine Oxidschicht auf dem Bauteil ausbildet, die aufgrund ihrer im Vergleich zum Grundmaterial inhomogenen Gitterstruktur zu einer extremen Verschlechterung der Haftung von Beschichtungswerkstoffen fuhrt. Aus dem Stand
der Technik sind Verfahren wie das Sandstrahlen und das Beizen bekannt, mit deren Hilfe die entstandenen Oxidschichten vom Bauteil abgetragen werden können. Da ein durch thermische Trennverfahren oder durch Schweißen hergestelltes Bauteil immer auch fett- bzw. ölbenetzt und verschmutzt sein kann, muß ein derartiges Bauteil vor einer qualitativ hochwertigen Beschichtung in einem fett- und schmutzlösenden Medium, bestehend aus sauren oder alkalischen Substanzen sowie Netzmittein und Tensiden , gewaschen und zur Entfernung der Oxidschicht beispielsweise sandgestrahlt oder gebeizt werden. Dies erfordert eine aufwendige, zeitintensive, einen erheblichen Platzbedarf zur Anordnung der einzelnen Bearbeitungsmodule benötigende und damit teure Technologie, da beispielsweise das Sandstrahlen und das Reinigen des Bauteils getrennt voneinander durchgeführt werden müssen. Da in vielen industriellen Prozessen die Reinigung, Vorbehandlung und Beschichtung in, in Reihe angeordneten Tauchbädern vorgenommen wird , kann das Sandstrahlen nur schwer in diesen technologischen Ablauf eingepaßt werden. Diese technologischen Randbedingungen berücksichtigend, sei aus dem umfangreichen Stand der Technik auf die DE 28 44 905 verwiesen, in der ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens offenbart wird, bei dem die zu reinigenden und von ihrer Oxidschicht zu befreienden Bauteile in einem flüssigen Medium Ultraschallschwingungen ausgesetzt werden. Dabei entfernen die Bestandteile des flüssigen Mediums die Verunreinigungen von der Bauteiloberfläche und die durch das flüssige Medium übertragenen Ultraschallwellen lösen die auf der Bauteiloberfläche befindlichen Oxidschichten sowie andere stark haftende Verunreinigungen aufgrund der durch die hohe Beschleunigung der Schallwellen am Übergang zwischen flüssigem und festem Medium entstehenden Kraftwirkungen und Kavitationserscheinungen auf der Bauteiloberfläche. Dieses Verfahren wird in der Praxis erfolgreich bei der Erntfernung von porösen Oxidschichten eingesetzt, die einerseits durch termische Trennverfahren mit offener Flamme wie dem Brennschneiden oder die andererseits durch die Ausbildung eines Elektrolyts, sogenannten Rost, entstehen.
Bei Laserschneidverfahren reagiert die metallische Oberfläche mit dem sie umgebenden Luftsauerstoff zu einer glasartigen, sehr harten Schicht, die sich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Ultraschallverfahren nicht ablösen läßt, da die in den flüssigen Medien enthaltenen Komponenten nicht in der Lage sind, die Gitterstruktur der glasartigen Oxidschicht so zu verändern, daß ein amorpher Belag entsteht, der dann auf einfache Weise durch Ultraschallschwingungen ablösbar ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens zu schaffen, womit eine durch Lasereinwirkung entstandene Oxidschicht auf Bauteilen dadurch entfernt werden kann, daß die Bauteile vor dem Kontaktieren mit Ultraschallwellen in einem Medium vorbehandelt werden, wel-
ches in der Lage ist die Gitterstruktur der glasartigen Oxidschicht in eine amorphe, durch Schallwellen leicht zu entfernende Schicht umzuwandeln und zudem die Entfettung, Reinigung und Oxidschichtentfernung in einem Arbeitsgang durchgeführt werden kann, wobei eine Umsetzung der Bauteile von einem oxidschichtentfernenden zu einem fettbeseitigenden und reinigenden Bearbeitungsmodul entfallt und die zur Entfettung, Reinigung und Oxidschichtentfernung eingesetzten Medien einen an den technologischen Ablauf angepaßten Aggregatzustand aufweisen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen und Oxidschichten auf Bauteilen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Durch den Einsatz eines die Bauteile wenigstens teilweise umgebenden, eine Derivate des Phosphors enthaltende Komponente aufweisenden Mediums wird auf einfache Weise erreicht, daß die Gitterstruktur der glasartigen, durch Lasereinwirkung entstandenen Oxidschicht in eine amorphe Schicht umgewandelt wird, die durch nachfolgend auf das oder die Bauteile einwirkende Ultraschallwellen entfernt werden kann.
In vorteilhafter Weise können durch den Einsatz eines in einem beckenförmigen Modul gespeicherten fett-, schmutz- und oxidschichtlösenden, temperierten flüssigen Mediums und den in das Medium eingeleiteten Schwingungen in einem Arbeitsgang die zu beschichtenden Bauteiloberflächen gereinigt, entfettet und von der Oxidschicht befreit werden, ohne das hierfür eine Umsetzung in ein anderes Arbeitsmodul notwendig wird. Aufgrund dessen, daß das verwendete Medium flüssig ist, kann die zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens erforderliche Vorrichtung gut in bestehende technologische Abläufe eingepaßt werden. Die einzusetzenden chemischen Substanzen sind außerdem nicht aggressiv, bilden keine gesundheitsschädigenden Dämpfe und sind gut umweltverträglich (pH-Neutral).
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dafür erforderlichen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 2 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens, wobei die Schwingstäbe plattenförmig an der Behälterwand angeordnet sind Figur 3 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Schwingstäbe kreisförmigen Querschnittt aufweisen und am Behälterboden verteilt angeordnet sind.
WO n 9n9/„36*1n97 PCT/EP98/07116
4
In Figur 1 ist das in einem Behalter 1 durchführbare erfindungsgemaße Verfahren schematisch dargestellt. Da die konstruktive Ausführung der für das Verfahren notwendigen Baugruppen für dessen Beschreibung keine Bedeutung hat, wird an dieser Stelle auf deren detailierte Erläuterung verzichtet. Ein Behalter 1 ist mit einem flussigen, aus den Komponenten K1-K3 bestehenden Medium 2 befullt Die Komponente Kl wird von Phosphordeπvaten gebildet, die auf chemischem Weg in der Lage sind, die Gitterstruktur der glasartigen, durch Lasereinwirkung entstandenen Oxidschicht 4 in eine amorph aufgebaute Schicht umzuwandeln Die im flussigen Medium 2 enthaltene Komponente K2 besitzt die Eigenschaft, die an der Oberflache des Bauteils 3 haftenden Verunreinigungen wie Schmutzpartikel, Ruckstande vorhergehender Bearbeitungsverfahren, Ole und Fette zu entfernt. Die ebenfalls im flussigen Medium 2 vorhandene Komponente K3 setzt sich aus Bestandteilen zusammen, die das Ablosen der auf dem Bauteil 3 befindlichen Oxidschicht 4, die an verschiedenen Stellen des Bauteils 3 in unterschiedlicher Große und Häufigkeit auftreten kann begünstigt Wahrend sich die Komponente K2 aus an sich bekannten und deshalb nicht naher erläuterten, zu Reinigungszwecken einsetzbaren chemischen Substanzen zusammensetzt, umfaßt die Komponente K3 ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte, die Oberflachenspannung des Wassers vermindernde Tenside und Nichtmetallkomponenten losende Komplexbildner Der Hauptbestandteil des Mediums 2 ist Wasser Der Füllstand des Mediums 2 im Behalter 1 muß so gewählt werden, daß das Bauteil 3 vollständig oder im zu bearbeitenden Bereich von diesem eingeschlossen wird. Der oder die vibrationserzeugenden Schwingstabe 5 sind vollständig von dem Medium 2 eingeschlossen. Die Schwingstabe 5 erzeugen nach dem Anlegen einer Spannung Vibrationen, die sich als Schallwellen 6 in Abhängigkeit von Form und Anordnung der Schwingstabe 5 im Medium 2 ausbreiten Wird in den mit einem oder mehreren vibrationserzeugenden Schwingstaben 5 versehenen und mit Medium 2 aufgefüllten Behalter 1 über einen definierten Zeitraum ein Bauteil 3 gegeben , so führt die Komponente Kl des Mediums 2 zu einer Veränderung der Gitterstruktur der Oxidschicht 4 in der Weise, daß auf chemischem Weg eine Umwandlung der glasartigen, durch Lasereinwirkung entstandenen Oxidschicht 4 in eine amorphe Schicht erfolgt.
Gleichzeitig führt die Komponente K2 im Zusammenwirken mit den Komponenten Kl und K3 zur Losung von Verunreinigungen an der Bauteiloberflache und der ebenfalls auf der Oberflache des Bauteils 3 befindlichen, in ihrer Gitterstruktur veränderten Oxidschicht 4 entlang der Kante 7 des Bauteils 3 Die von den Schwingstaben 5 erzeugten und sich im Medium 2 ausbreitenden Schallwellen 6 sorgen schließlich dafür, daß die vom Bauteil 3 geloste Oxidschicht 4 von diesem entfernt wird und daß das Bauteil 3 an diesen Stellen eine Oberflachengute erreicht, die gunstige Bedingungen für die Haftung eines oberflachenbeschichtenden Mediums schafft. Je nach Dicke und flächiger Ausdehnung der Oxidschicht 4 auf der Oberflache des in Medium 2 befindlichen
, ,,,„„ PCT/EP98/07116 O 99/36197
Bauteils 3 können der oder die Schwingstabe 5 von Beginn des Eintauchens von Bauteil 3 in Medium 2 an oder erst nach einer bestimmten Einwirkzeit von Medium 2 auf Bauteil 3 in Betrtieb genommen werden
In Figur 2 und 3 sind erfindungsgemaße Vornchtungen 8 beschrieben, in deren wannenfbrmig ausgeführten, obenseitig offenen, aus Anschaulichkeitsgrunden nur in seinen Umnssen angedeuteten Behalter 1 das erfindungsgemaße Verfahren durchgeführt wird Die Zuführung des Mediums 2 sowie das Abpumpen des Mediums 2 zu Reinigungszwecken des Behalters 1 und die Entsorgung von Ruckstanden 9 erfolgt über Rohrleitungssysteme und Absaugeinnchtungen. die aus dem Bereich des Reinigens mittels flussiger Medien bekannt und weit verbreitet sind, so daß diese nicht naher dargestellt und erläutert werden Die am Behalter 1 angebrachten Anschlußsysteme 10, 11, 12 für die nicht naher beschriebenen Rohrleitungssysteme und die Stromzufuhr sind so ausgeführt, daß die Vornchtung 8 entweder separat oder in bestehende, in der Praxis bei der Oberflachenbehandlung von Bauteilen 3 häufig anzutreffende technologische Ablaufe mtegnert. betπeben werden kann Die Beschickung des Behalters mit einem oder mehreren Bauteilen 3 kann entweder manuell oder wie in Figur 2 dargestellt über ein an sich bekanntes und deshalb nicht naher beschnebenes Befbrderungssystem 13 erfolgen, das eine honzontale und vertikale Bewegung der Bauteile 3 gemäß den Pfeilrichtungen 14 und 15 ermöglicht In einen bestehenden technologischen Prozeß eingegliedert, wurde das bedeuten, daß sich das mit Bauteilen 3 bestuckte Befbrderungssystem 13 solange in Pfeilrichtung 14 bewegt, bis die Bauteile 3 eine Lage oberhalb des Behalters 1 einnehmen Anschließend werden die Bauteile automatisch oder von Hand gesteuert in das m Behalter 1 befindliche, in einem Temperaturbereich von Umgebungstemperatur bis 100 °C in an sich bekannter Weise über ein nicht naher dargestelltes Heizsystem erwarmbare Medium 2 getaucht und nach Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens wieder aus diesem herausgezogen und durch das Befbrderungssystem 13 von Behalter 1 wegtransportiert. Durch eine geeignete, aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte Steuerung des Befbrde- rungssystems 13 kann so ein kontinuierlicher Ablauf des erfindungsgemaßen Verfahrens erreicht werden
Die im Behalter angeordneten Schwingstabe 5, 5a, 5b sind in Abhängigkeit von der Form ihres Querschnitts entweder an den Seltenwanden la-ld des Behalters 1 oder an dessen Boden le angebracht. Im Querschnitt eben ausgeführte Schwingstabe 5a können in Form von einseitig vibra- tionsabstrahlenden Schwingplatten 16 je nach Bedarf paarweise an gegenüberliegenden Seiten la, ld oder lb, lc, an allen Seiten la-d, oder jeweils nur an einer Seite la-d des Behalters 1 angeordnet sein Im Querschnitt kreisförmige Schwingstabe 5b (Figur 3) erzeugen im Medium 2 sich allseitig ausbreitende Schallwellen 6, so daß derartig ausgeführte Schwingstabe 5b freistehend in Behalter 1 und zwischen den im Medium 2 befindlichen Bauteilen 3 angeordnet werden können.
Auf diese Weise kann die Effektivität des Einwirkens der Schallwellen 6 auf die Bauteile 3 verbessert werden, da im Vergleich zu den an den Behälterseitenwänden la-d befindlichen Schwingplatten 16 freistehende Schwingstäbe 5b so zwischen den Bauteilen 3 angeordnet werden können, daß von ihnen erheblich weniger, die Schallwellen 6 abschwächende Bauteile 3 durchdrungen werden müssen. In vorteilhafter Weise ist die Frequenz der Schwingstäbe 5a, 5b so einstellbar, daß im Medium 2 Schallwellen 6 im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz erzeugt werden können. Damit ist dem Fachmann eine Anleitung gegeben, daß erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung des Verfahren offenbarte Vorrichtung in gleicher oder abgewandelter Form auch auf anderem als dem hier aufgezeigten Gebiet einzusetzen, um die beschriebenen Effekte zu erzielen.
Bezugszeichenliste
1 Behälter la-d Behälterseitenwände le Behälterboden
2 flüssiges Medium
Bauteil
4 Oxidschicht
5 Schwingstab
5a Schwingstab mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt
5b Schwingstab mit kreisförmigem Querschnitt
6 Schallwelle
7 Kante
8 erfindungsgemäße Vorrichtung
9 Rückstände
10 Ablaufanschluß für Medium 2
11 Zulaufanschluß für Medium 2
12 Stromanschluß
13 Befbrderungssystem
14 horizontale Pfeilrichtung
15 vertikale Pfeilrichtung
16 Schwingplatte
Kl Gitterstruktur der Oxidschicht wandelnde Komponente des Mediums 2 K2 Verunreinigungen beseitigende Komponente des Mediums 2 K3 oxidschichtlösende Komponente des Mediums 2
Claims
1. Verfahren zur Reinigung von Bauteilen, wobei die verunreinigenden, an den Bauteilen haftenden Medien u.a. Schmutzpartikel, Rückstände vorhergehender Bearbeitungsverfahren, Öle und Fette sein können, und zur Entfernung auf ihnen befindlicher, durch thermische Bearbeitungsverfahren, insbesondere unter Verwendung eines Lasers entstandener Oxidschichten, wobei die Bauteile wenigstens teilweise von einem flüssigen Mehrkomponenten-Medium umgeben sind, welches gleichzeitig zur Übertragung von Schallwellen zwischen einer Schallwellen erzeugenden Quelle und den Bauteilen dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (2) wenigstens eine Komponete (Kl) enthält, die in der Lage ist, auf chemischem Weg die Gitterstruktur der auf dem Bauteil (3) befindlichen Oxidschicht (4) so umzuwandeln, daß die sich im Medium (2) ausbreitenden Schwingungen (6) zu einer Ablösung der Oxidschicht (4) vom Bauteil (3) führen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (Kl) des Mediums (2) zur Umwandlung der Gitterstruktur der Oxidschicht (4) des Bauteils (3) durch Phosphorderivate gebildet wird.
3 Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbestandteil des flüssigen, die bauteilverunreinigenden Medien entfernenden und die Oxidschicht (4) lösenden Mediums (2) Wasser ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (2) neben der die Gitterstruktur der Oxidschicht (4) umwandelnden Komponente (Kl) weitere bauteilverunreinigende Medien entfernende und oxidschichtlösende Komponenten (K2, K3) enthalten kann.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bauteilverunreinigenden Medien entfernenden Komponenten (K2) des flüssigen Medi-
ums (2) an sich bekannte Denvate anorganischer Sauren sind
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidschichtlosenden Komponenten (K3) des flussigen Mediums (2) an sich bekannte ionische oder amomsche Tenside sowie ebenfalls bekannte, als Komplexbildner wirkende Salze sind
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (Kl, K2, K3) in emer Substanz oder m getrennten Substanzen enthalten smd
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des flussigen, die bauteilverunreinigenden Medien entfernenden und die Oxidschicht (4) losenden Mediums (2) in einem Temperaturbereich bis 100°C einstellbar ist
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in das flussige Medium (2) eingeleiteten Schwingungen (6) in einem Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 100 kHz einstellbar sind
Vomchtung zur Reinigung von Bauteilen, wobei die verunreinigenden, an den Bauteilen haftenden Medien u a Schmutzpartikel, Ruckstande vorhergehender Bearbeitungsverfahren, Ole und Fette sein können, und zur Entfernung auf ihnen befindlicher, durch thermische Bearbei- tungsverfahren, insbesondere unter Verwendung eines Lasers entstandener Oxidschichten, wobei die Bauteile wenigstens teilweise von einem flussigen Mehrkomponenten-Medium umgeben smd, welches gleichzeitig zur Übertragung von Schallwellen zwischen emer Schallwellen erzeugenden Quelle und den Bauteilen dient, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige, die bauteilverunreinigenden Medien entfernende und die Oxidschicht (4) losende Medium (2), mindestens ein Bauteil (3) und em oder mehrere frequenzerzeugende Schwingstabe (5, 5a, 5b) von einem Behalter (1) aufgenommen werden und der Behalter (1) kontinuierlich oder diskontinuierlich beschickt werden kann, so daß eine Eingliederung in be-
stehende technologische Abläufe möglich ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) von beliebigem Querschnitt und zur Beschickung obenseitig geöffiiet ausgeführt ist .
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingstäbe (5, 5a, 5b) eckigen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingstäbe (5a) über einen Teil oder die gesamte Innenseite (la-d) des Behälers (1) verteilt an dieser befestigt sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere im Querschnitt kreisförmige Schwingstäbe (5b) an beliebiger Stelle des Behälterbodens (le) angeordnet sind.
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|---|---|---|---|
| EP98961153A EP1056551A1 (de) | 1998-01-19 | 1998-11-07 | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von oxidschichten auf bauteilen |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| PCT/EP1998/007116 WO1999036197A1 (de) | 1998-01-19 | 1998-11-07 | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von oxidschichten auf bauteilen |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1056551A1 (de) |
| AU (1) | AU1667599A (de) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
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- 1998-11-07 WO PCT/EP1998/007116 patent/WO1999036197A1/de not_active Application Discontinuation
- 1998-11-07 EP EP98961153A patent/EP1056551A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU1667599A (en) | 1999-08-02 |
| EP1056551A1 (de) | 2000-12-06 |
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