VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DER WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN EINEM ELEKTROLYT UND EINEM BAUTEILMETHOD FOR IMPROVING THE INTERACTION BETWEEN AN ELECTROLYTE AND A COMPONENT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Wechselwirkung zwischen einer Flüssigkeit und einem Bauteil .The invention relates to a method for improving the interaction between a liquid and a component.
Bauteile werden bei bestimmten Verfahren in der Technik häufig mit Flüssigkeiten in Verbindung gebracht, wobei eine Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und dem Bauteil erfolgen soll .In certain processes in the art, components are often associated with liquids, with an interaction between the liquid and the component taking place.
Die DE 19520392 AI offenbart ein Verfahren zum Reinigen von Anlageteilen, bei dem die Anlagenteile in einem Bad in Anwesenheit von festen feinteiligen Stoffen mit einerDE 19520392 AI discloses a method for cleaning system parts, in which the system parts in a bath in the presence of solid, finely divided substances with a
Strömung aus Flüssigkeit und Gas umwirbelt werden, um den Einsatz von Säure zu vermeiden.Fluid and gas flow are swirled to avoid the use of acid.
Die DE 41 38 432 Cl zeigt ein Verfahren zum Reinigen von metallischen Werkstücken, die in einer Reinigungsflüssigkeit eingesetzt werden und von Gasblasen umströmt werden.DE 41 38 432 Cl shows a method for cleaning metallic workpieces that are used in a cleaning liquid and around which gas bubbles flow.
Die gewünschten Ergebnisse hängen von der Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und dem Bauteil ab.The desired results depend on the interaction between the liquid and the component.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Wechselwirkung zwischen einer Flüssigkeit und dem Bauteil zu verbessern.It is therefore an object of the invention to improve the interaction between a liquid and the component.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.This object is achieved by a method according to claim 1.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen aufgelistet.
Es zeigen die Figuren 1, 2, 3 und 4 jeweils eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.Further advantageous method steps are listed in the subclaims. FIGS. 1, 2, 3 and 4 each show a device with which the method according to the invention can be carried out.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.FIG. 1 shows a device 1 with which a method according to the invention can be carried out.
Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Behälter 16, in dem ein Bauteil 7 und eine Flüssigkeit 4 angeordnet sind.The device 1 consists of a container 16 in which a component 7 and a liquid 4 are arranged.
Das Bauteil 7 wird erfindungsgemäß mit einer Strömung 13 beaufschlagt . Die Strömung 13 wird nicht durch eine Bewegung des Bauteils 7 erzeugt, d.h. das Bauteil 7 ist ruhend in dem Behälter 16 angeordnet. Gegebenenfalls kann das Bauteil 7 um seine Achse gedreht werden oder in seiner Höhe variiert werden, wo jedoch nicht eine Strömung erzeugt wird, die die Wechselwirkung der Flüssigkeit 4 verbessert. Eine solche Drehung oder Höhenveränderung in der Flüssigkeit 4 dient nur dazu, verschiedene Oberflächenbereiche des Bauteils 7 mit der Strömung zu beaufschlagen.The component 7 is acted upon according to the invention with a flow 13. The flow 13 is not generated by a movement of the component 7, i.e. component 7 is arranged at rest in container 16. If necessary, the component 7 can be rotated about its axis or its height can be varied, but this does not produce a flow which improves the interaction of the liquid 4. Such a rotation or change in height in the liquid 4 only serves to apply flow to various surface areas of the component 7.
Die Strömung 13 wird durch einen Strömungserzeuger 10 erzeugt, der einen Flüssigkeitsstrahl erzeugen kann und so innerhalb der Flüssigkeit 4 eine Strömung 13 erzeugt. Dieser Flüssigkeitsstrahl wird in der• Flüssigkeit 4 auf dasThe flow 13 is generated by a flow generator 10, which can generate a liquid jet and thus generates a flow 13 within the liquid 4. This liquid jet is in the • liquid 4 on the
Bauteil 7 gerichtet, so dass der Flüssigkeitsstrahl mit einem von 0° verschiedenen Winkel auf das Bauteil 7 trifft.Component 7 directed so that the liquid jet hits component 7 at an angle other than 0 °.
Der Stromungserzeuger 10 besteht beispielsweise aus einem Gehäuse mit einem Propeller darin und beispielsweise einer Düse. Der Strömungserzeuger 10 saugt dann auf einer Seite des Gehäuses die Flüssigkeit 4 ein und lässt sie auf der anderen Seite des Gehäuses durch die Düse in Richtung Bauteil 7, beispielsweise gezielt auf die Oberfläche des Bauteils 7, wieder herausströmen, so dass die Strömung 13 entsteht.
Der Strömungserzeuger 10 ist dabei auf das Bauteil 7 ausgerichtet, so dass beispielsweise die Strömung 13 zum größten Teil oder ganz auf das Bauteil 7 strömt . Dabei wird beispielsweise die gesamte dem Strömungserzeuger zugewandte Oberfläche des Bauteils 7 mit der Strömung 13 beaufschlagt .The flow generator 10 consists, for example, of a housing with a propeller therein and, for example, a nozzle. The flow generator 10 then sucks in the liquid 4 on one side of the housing and lets it flow out on the other side of the housing through the nozzle in the direction of the component 7, for example in a targeted manner onto the surface of the component 7, so that the flow 13 occurs. The flow generator 10 is aligned with the component 7 so that, for example, the flow 13 flows for the most part or entirely onto the component 7. For example, the entire surface of the component 7 facing the flow generator is acted upon by the flow 13.
Mehrere und weitere Arten von Strömungserzeugern 10 sind denkbar.Several and further types of flow generators 10 are conceivable.
Bei dem Stand der Technik werden oft Ultraschallerzeuger in der Flüssigkeit verwendet, die Schwingungen in allen drei Raumrichtungen erzeugen, aber nicht zielgerichtet auf das Bauteil .In the prior art, ultrasound generators are often used in the liquid, which generate vibrations in all three spatial directions, but are not aimed specifically at the component.
Die Strömung 13 ist mit seinem Strömungserzeuger 10 beispielsweise in allen drei Dimensionen bewegbar, so dass die gesamte Oberfläche 31 des Bauteils 7, die in der Flüssigkeit 4 angeordnet ist, mit der Strömung 13 beaufschlagbar ist, indem beispielsweise die Oberfläche 31 des Bauteils 7 sukzessive abgefahren wird.The flow 13 can be moved with its flow generator 10, for example, in all three dimensions, so that the entire surface 31 of the component 7, which is arranged in the liquid 4, can be acted upon by the flow 13, for example by gradually moving the surface 31 of the component 7 becomes.
Dies kann durch die Bewegung der Strömung 13 mit dem Strömungserzeuger 10 und/oder durch eine Bewegung des Bauteils 7 geschehen. Es kann zu einem Zeitpunkt durch die Strömung 13 auch die gesamte Oberfläche 31 des Bauteils angeströmt werden.This can be done by moving the flow 13 with the flow generator 10 and / or by moving the component 7. The flow 13 can also flow against the entire surface 31 of the component at one point in time.
Durch das Anströmen der Flüssigkeit 4 auf die Oberfläche 31 des Bauteils 7 wird die Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit 4 und dem Bauteil 7 verstärkt.The interaction between the liquid 4 and the component 7 is increased by the flow of the liquid 4 onto the surface 31 of the component 7.
Dies hat erhebliche Vorteile gegenüber einer Ultraschallanregung der Flüssigkeit 4.This has considerable advantages over ultrasonic excitation of the liquid 4.
Eine verbesserte Wechselwirkung zwischen dem Bauteil 7 und der Flüssigkeit 4 kann beim sogenannten Säurestrippen erzielt werde .
Beim Säurestrippen wird ein Bauteil 7, das beispielsweise degradierte oder korrodierte Bereiche aufweist, in ein Säurebad mit einer Säure 4 eingeführt und mit einer Strömung 13 aus Säure 4 beaufschlagt . Somit wird zum einem die Durchmischung der Säure 4 in der Nähe der Oberfläche 31 des Bauteils 7 verbessert. Zum anderen kann die Säure 4 dadurch besser in die Poren oder Risse eindringen.An improved interaction between the component 7 and the liquid 4 can be achieved in the so-called acid stripping. In acid stripping, a component 7, which has degraded or corroded areas, for example, is introduced into an acid bath with an acid 4 and a flow 13 of acid 4 is applied to it. On the one hand, this improves the mixing of the acid 4 in the vicinity of the surface 31 of the component 7. On the other hand, the acid 4 can penetrate the pores or cracks better.
Der Strömungsgeber 10 kann weiterhin eine Düse aufweisen, die den Querschnitt der Strömung 13 erweitert oder verkleinert.The flow transmitter 10 can furthermore have a nozzle which enlarges or reduces the cross section of the flow 13.
Figur 2 zeigt eine weitere Vorrichtung 1, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.FIG. 2 shows a further device 1 with which the method according to the invention can be carried out.
Im Gegensatz zur Figur 1 ist die Flüssigkeit 4 ein Elektrolyt 4. Zusätzlich weist die Vorrichtung 1 eine Elektrode 19 und einen Strom- oder Spannungsgeber 22 auf, der mit dem Bauteil 7 und mit der Elektrode 19 elektrisch leitend verbunden ist. Ein solches elektrolytisches Verfahren (elektrische Spannung liegt an Bauteil 7 und Elektrode 19 an) kann zur Herstellung einer Schicht auf dem Bauteil 7 (neues Material wird abgeschieden) oder zum elektrolytischen Entschichten von Oberflächenbereichen des Bauteils 7 bzw. Schichten auf dem Bauteil 7 oder zum gezielten Auffüllen von Materialtrennungen in dem Bauteil 7, wie z.B. Risse oder Hinterschneidungen, mit Material verwendet werden.In contrast to FIG. 1, the liquid 4 is an electrolyte 4. In addition, the device 1 has an electrode 19 and a current or voltage transmitter 22, which is electrically conductively connected to the component 7 and to the electrode 19. Such an electrolytic method (electrical voltage is present at component 7 and electrode 19) can be used to produce a layer on component 7 (new material is deposited) or for electrolytic stripping of surface areas of component 7 or layers on component 7 or for targeted Filling material separations in the component 7, such as Cracks or undercuts to be used with material.
Durch das Anströmen der Oberfläche 31 des Bauteils 7 mit dem Elektrolyt 4 wird die Abscheidungs- oder Entschichtungsrate verbessert.The deposition or stripping rate is improved by the electrolyte 4 flowing onto the surface 31 of the component 7.
Ein elektrolytisches Verfahren wird auch dazu verwendet, um Gasblasen innerhalb einer korrodierten Schicht auf dem Bauteil 7 zu erzeugen, die Risse in der zu entfernenden korrodierten Schicht erzeugen, so dass die Schicht entfernt wird.
Figur 3 zeigt eine weitere Vorrichtung 1 mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.An electrolytic method is also used to generate gas bubbles within a corroded layer on the component 7, which create cracks in the corroded layer to be removed, so that the layer is removed. FIG. 3 shows a further device 1 with which the method according to the invention can be carried out.
Im Vergleich zu Figur 1, 2 werden der Strömung 13, also dem Strömungserzeuger 10 noch Teilchen 25 zugefügt, die abrasiv wirken. Die abrasiv wirkenden Teilchen 25 treffen auf die Oberfläche 31 des Bauteils 7 auf und bilden mit der Flüssigkeit 4 einen Stromungsstrahl 28, der aus der Flüssigkeit 4 und den abrasiv wirkenden Teilchen 25 besteht. Die abrasiv wirkenden Teilchen 25 bestehen beispielsweise aus Korund, Sand oder aus Partikeln der Flüssigkeit 4, die gefroren sind.In comparison to FIGS. 1 and 2, particles 25, which have an abrasive effect, are also added to the flow 13, that is to say the flow generator 10. The abrasive particles 25 strike the surface 31 of the component 7 and, together with the liquid 4, form a flow jet 28, which consists of the liquid 4 and the abrasive particles 25. The abrasive particles 25 consist, for example, of corundum, sand or particles of the liquid 4 which are frozen.
Die Teilchen 25 werden beispielsweise auf der Rückseite des Gehäuses des Strömungserzeugers 10 zugeführt, von derThe particles 25 are supplied, for example, on the back of the housing of the flow generator 10, from the
Propellerumdrehung angesaugt und durch die Düse auf diePropeller revolution sucked in and through the nozzle on the
Oberfläche 31 befördert.Surface 31 promoted.
Weitere Arten der Zuführung von Teilchen 25 in die StrömungOther ways of feeding particles 25 into the flow
13 sind denkbar. Die Zufuhr der abrasiv wirkenden Teilchen kann auch separat erfolgen, wobei die Teilchen 25 zusammen mit der Strömung 13 oder getrennt von der Strömung 13, 28 auf die Oberfläche 31 treffen.13 are conceivable. The abrasive particles can also be supplied separately, the particles 25 striking the surface 31 together with the flow 13 or separately from the flow 13, 28.
Die abrasiv wirkenden Teilchen können beim Säurestrippen oder beim elektrolytischen Entfernen von Schichten des Bauteils 7 eingesetzt werden.The abrasive particles can be used for acid stripping or for the electrolytic removal of layers of the component 7.
Somit findet gleichzeitig eine mechanische und chemische Entfernung von Schichtbereichen des Bauteils 7 statt.Mechanical and chemical removal of layer regions of component 7 thus takes place simultaneously.
Figur 4 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, bei der gefrorene Teilchen benutzt werden, um eine abrasive Wirkung auf dem Bauteil 7 zu erreichen. Der Strömungserzeuger 10 ist in der Flüssigkeit 4 angeordnet und erzeugt eine Strömung, die an einer Kühlvorrichtung 33 vorbeiströmt, die gefrorene Teilchen der Flüssigkeit 4 erzeugt. Diese werden von der Strömung 13 mitgerissen und
bilden eine Strömung 30 aus der Flüssigkeit 4 und Partikeln, bestehend aus gef orenen Teilchen der Flüssigkeit 4.FIG. 4 shows part of a device 1 according to the invention, in which frozen particles are used in order to achieve an abrasive effect on the component 7. The flow generator 10 is arranged in the liquid 4 and generates a flow that flows past a cooling device 33, which produces frozen particles of the liquid 4. These are carried away by the flow 13 and form a flow 30 of the liquid 4 and particles, consisting of frozen particles of the liquid 4.
Auf der Oberfläche des Bauteils 7 findet keine Kavitation aufgrund des Auftreffens der Strömung statt, da ansonsten der elektrolytische Prozess abreißen würde oder nicht stattfinden würde .No cavitation takes place on the surface of the component 7 due to the impingement of the flow, since otherwise the electrolytic process would break off or would not take place.
Bei dem elektrolytischen Prozess bildet sich eine Helmholtz'sehe Doppelschicht aus, die notwendig für den elektrolytischen Prozess ist. Eine solche HeimholtzischeDuring the electrolytic process, a Helmholtz double layer forms, which is necessary for the electrolytic process. Such home Holtz i cal
Doppelschicht bildet sich bei einer Kavitation nicht aus.A double layer does not form during cavitation.
Alle Parameter der Strömung, d.h. u.a. die Form der Düse 10, der Druck des Strömungserzeugers 10, die Strömungsgeschwindigkeit sowie de Abstand vonAll parameters of the flow, i.e. et al the shape of the nozzle 10, the pressure of the flow generator 10, the flow speed and de distance from
Strδmungserzeuger 10 und Bauteiloberfläche 31 werden so eingestellt, dass keine Kavitation stattfindet. Der Druck ist beispielsweise < 6 bar.Flow generator 10 and component surface 31 are set so that no cavitation takes place. The pressure is, for example, <6 bar.
Der Strömungserzeuger 10 kann auch als Elektrode verwendet werden, so dass die Elektrode 19 in Figur 2 nicht notwendigerweise vorhanden sein muss .The flow generator 10 can also be used as an electrode, so that the electrode 19 in FIG. 2 need not necessarily be present.
Insbesondere wird die Strömung des Strömungserzeugers 10 nicht senkrecht, sondern schräg auf die Oberfläche 31 desIn particular, the flow of the flow generator 10 is not perpendicular, but oblique to the surface 31 of the
Bauteils 7 gerichtet, insbesondere parallel zur Oberfläche 31 des Bauteils.
Component 7 directed, in particular parallel to the surface 31 of the component.