DE19844832A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von MetalloberflächenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen in einem örtlich begrenzten Reinigungsbereich, insbesondere zur Reinigung von Edelstahloberflächen im Bereich von Schweißnähten, wird eine elektrochemisch/mechanische Kombinationsreinigung durchgeführt. Sie beinhaltet eine elektrochemische Behandlung des Reinigungsbereiches im Tampon-Verfahren, bei dem die zu behandelnde Metalloberfläche eine Elektrode bildet und eine bewegliche, per Hand führbare Gegenelektrode vorgesehen ist, die einen porösen Träger für einen Reinigungselektrolyten aufweist, der unter Schaffung einer elektrischen Verbindung durch den Elektrolyten über den Reinigungsbereich bewegt wird. Nach der elektrochemischen Reinigung eventuell zurückbleibende, kleine Verunreinigungen wie Schlackenreste können durch punktgenaue mikroabrasive Behandlung mittels einer Strahleinrichtung beseitigt werden, die einen feinen Strahl aus abrasivem Material, insbesondere Korund oder Glasperlen, erzeugt. Dadurch können selbst schwer zugängliche Verunreinigungen in Ecken oder dergleichen zuverlässig beseitigt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Metall
oberflächen durch Beseitigung von oberflächennahen Verunrei
nigungen in einem örtlich begrenzten Reinigungsbereich, ins
besondere zur Reinigung von Edelstahloberflächen im Bereich
von Schweißnähten. Weiterhin betrifft die Erfindung eine zur
Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Beim Schweißen von Edelstahlbauteilen kann es im Schweißnaht
bereich zu Verfärbungen durch wärmebedingt auftretende Anlaß
farben und/oder zur Bildung von Oxidschichten, glasartigen
Schlacken oder anderen Schweißrückständen kommen, die sich
häufig auch bei sorgfältigem Arbeiten unter Schutzgasatmos
phäre nicht völlig vermeiden lassen. Problematisch sind ins
besondere auch Schweißnahtrückseiten, die in der Regel beim
Schweißen nicht unter Schutzgasatmosphäre liegen. Die Ober
flächenveränderungen sind aus ästhetischen Gründen meist un
erwünscht. Insbesondere Oxidschichten erhöhen auch die Kor
rosionsanfälligkeit der behandelten Werkstückbereiche. Sie
werden daher normalerweise gleich nach dem Schweißen ent
fernt.
Die bekannte Beseitigung derartiger oberflächennaher Verun
reinigungen durch manuelles Abschleifen oder Bürsten kann
mühsam und zweitaufwendig sein. Nachteilig ist insbesondere,
daß es praktisch unvermeidlich ist, daß auch neben der
Schweißnaht liegende Oberflächenbereiche verkratzt werden,
was insbesondere bei Sichtnähten auf glänzenden oder durch
Schrubben oder dergleichen optisch aufgewerteten Oberflächen
unschön wirkt. Zudem sind innenliegende Ecken- und Kanten
bereiche nur mit Mühe vollständig zu reinigen. Es ist eben
falls bekannt, den Schweißnahtbereich durch elektrochemische
Behandlung im sogenannten Tampon-Verfahren zu reinigen. Dabei
wird das zu reinigende Werkstück an einen Pol einer Span
nungsquelle und eine handgehaltene Elektrodenvorrichtung, die
Tamponelektrode, an den anderen Pol der Spannungsquelle ange
schlossen. Die Tamponelektrode hat einen offenporigen Träger
für den Elektrolyten, beispielsweise ein Filzstück, und wird
unter Schaffung einer elektrischen Verbindung durch den Elek
trolyten über den Reinigungsbereich bewegt. Durch Einwirkung
des Elektrolyten und des Stromes wird die Oberfläche im Rei
nigungsbereich galvanisch gereinigt. Dieses Reinigungsver
fahren funktioniert hervorragend. Jedoch können bei nicht
ausreichender Behandlungsdauer Verunreinigungsrückstände,
insbesondere von nichtleitenden Verunreinigen wie Schlacken,
zurückbleiben, wobei dieses Problem hauptsächlich an mit
größeren Gegenelektroden nur schwer erreichbaren Stellen,
beispielsweise im Bereich von Kehlnähten, auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen zu
schaffen, durch das eine wirkungsvolle Beseitigung von Verun
reinigungen bei gleichzeitiger Schonung angrenzender, nicht
verunreinigter Bereiche möglich ist. Insbesondere soll auch
die Reinigung schwer zugänglicher Stellen, beispielsweise im
Bereich von Ecken oder Innenkanten, ermöglicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren
mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit
den Merkmalen von Anspruch 21 vor.
Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert in vorteilhafter
Weise zwei in ihren Wirkprinzipien völlig unterschiedliche
Behandlungsarten und ermöglicht dadurch vorteilhafte Syner
gieeffekte. Ein Verfahrensschritt umfaßt eine mikroabrasive
Behandlung der Metalloberfläche im Reinigungsbereich. Hiermit
ist eine durch mechanische Einwirkung materialabtragende Be
handlung gemeint, die zu einem gegebenen Zeitpunkt auf einem
sehr kleinflächigen Bereich oder Teilbezirk der Oberfläche,
vorzugsweise mit einem mittleren Durchmesser in mindestens
einer Flächenrichtung von weniger als 10 mm, insbesondere
zwischen ca. 5 mm und ca. 0,1 bis 1 mm begrenzbar ist. Durch
diese fokusierte Behandlung kann die Beschädigung angrenzen
der Bereiche, die eine Reinigung nicht erfordern, vermieden
werden. Durch die mechanische Einwirkung sind auch Schlacke
reste, Zunderteile oder andere elektrisch nichtleitende Ver
unreinigungen beseitigbar, deren elektrochemische Beseitigung
schwierig ist. Auf der anderen Seite sorgt die elektrochemi
sche Behandlung für eine sehr oberflächenschonende Entfernung
von Verunreinigungen, durch die die Oberflächenstruktur an
grenzender, nicht verschmutzter Bereiche nicht oder praktisch
nicht angegriffen wird. Durch Form und/oder Dimensionierung
der ggf. handgehaltenen Tamponelektrode kann auch hier der
Behandlungsbereich bei Bedarf räumlich sehr klein gehalten
werden, beispielsweise so, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt
ein kleinflächiger Bereich mit einem mittleren Durchmesser in
mindestens einer Flächenrichtung von weniger als 10 oder 5 mm
behandelbar ist.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem mindestens
eine elektrochemische Behandlung, insbesondere eine Ätzung
oder Beizung, vor der mikroabrasiven Behandlung durchgeführt
wird. Dadurch ist es möglich, zunächst die elektrochemisch
gut beseitigbaren Verunreinigungen zu beseitigen, so daß nur
noch kleine, häufig punkt- oder linienförmige, hartnäckige
Verunreinigungen zurückbleiben, die punktgenau und gezielt
mikroabrasiv beseitigt werden können. Damit kann die aggres
sivere, mechanische Behandlung auf die meist kleinflächigen
Bereiche hartnäckiger Verunreinigungen beschränkt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, daß minde
stens eine elektrochemische Behandlung nach der mikroabrasi
ven Behandlung durchgeführt wird, wobei diese elektrochemi
sche Behandlung insbesondere zum Korrosionsschutz und/oder
zur Passivierung des Reinigungsbereiches dienen kann. Hiermit
können also potentielle Korrosionsstellen, die durch Beseiti
gung von Schutz schichten durch die mechanische Behandlung
entstehen könnten, durch die nachfolgende galvanische Behand
lung sofort wieder geschützt werden. Die Passivierung von
Edelstahloberflächen ist galvanisch besonders vorteilhaft
durchführbar, indem ein entsprechender Elektrolyt mit einem
Anteil an Phosphorsäure verwendet wird. Es ist ebenfalls
möglich, galvanisch aufgetragene, räumlich begrenzte Korro
sionsschutzschichten, beispielsweise mit Zink, Zinn, Nickel
oder Kombinationen dieser Metalle, aufzubringen.
Für eine schnelle, effektive Reinigung mit reproduzierbarer
Reinigungsleistung ist vorzugsweise vorgesehen, daß zur
mikroabrasiven Behandlung eine automatische bzw. motorisch
unterstützte Behandlungsvorrichtung eingesetzt wird, die
vorzugsweise ein handgeführtes Bearbeitungswerkzeug umfaßt.
Obwohl dieses leitungsunabhängig arbeiten und beispielsweise
batterie- oder akkumulatorbetrieben sein kann, sind leitungs
abhängig arbeitende Bearbeitungswerkzeuge bevorzugt, bei
denen das eigentliche Bearbeitungswerkzeug sehr leicht und
handlich sein kann, weil Versorgungseinheiten entfernt vom
Bearbeitungsort angeordnet und über mindestens eine ggf.
flexible Leitung mit dem Bearbeitungswerkzeug verbunden sein
können.
Besonders bevorzugte Varianten zeichnen sich dadurch aus, daß
die mikroabrasive Behandlung eine Strahlbehandlung ist, durch
die es ermöglicht wird, eine Fernwirkung zu erzeugen, bei der
das Bearbeitungswerkzeug nicht in Berührungskontakt mit der
zu bearbeitenden Oberfläche gebracht werden muß. Diese Fern
wirkung ist insbesondere für die Bearbeitung schwer zugängli
cher Stellen im Bereich von Innenecken, Kehlnähten oder der
gleichen vorteilhaft, die mit über Berührungskontakt arbei
tenden Werkzeugen nicht oder nur schwer erreichbar sind. Vor
zugsweise wird die Strahlbehandlung durch Aufschleudern von
festen oder harten Strahlgutpartikeln auf die Metalloberflä
che mittels Fluidstrahl, insbesondere Druckluftstrahl, durch
geführt, wobei sich Druckgasdrücke zwischen 1 bar und 5 bar,
insbesondere zwischen 2 bar und 5 bar und/oder Strahlgutpar
tikel mit mittleren Durchmessern im Bereich von ca. 50 µm bis
ca. 200 µm, vorzugsweise zwischen 70 µm und 140 µm besonders
bewährt haben.
Es hat sich herausgestellt, daß durch die Strahlbehandlung
neben der zuverlässigen Beseitigung vor allem elektrisch
nichtleitender Verunreinigungen auch eine bewußte Bearbeitung
und Strukturierung der behandelten Oberfläche erzielbar ist,
wodurch optisch ansprechende Reinigungsbereiche geschaffen
werden können. Insbesondere zur Erzielung einer matt erschei
nenden, gereinigten Oberfläche hat es sich als geeignet er
wiesen, wenn Korundpartikel bzw. Edelkorundpartikel aufge
strahlt werden, die normalerweise eine irreguläre, scharfkan
tige Form haben und/oder aus einem Größenbereich von ca.
100 µm bis 140 µm stammen können. Sie fördern einen aggres
siven, relativ schnellen Materialabtrag. Insbesondere zur
Erzielung einer glänzend erscheinenden, gereinigten Oberflä
che hat es sich bewährt, Glaspartikel auf zustrahlen, die
vorzugsweise aus einem Größenbereich zwischen ca. 70 µm und
ca. 100 µm stammen und/oder eine abgerundete, insbesondere
sphärische Form haben können. Die Aufstrahlung von Glasperlen
ermöglicht eine gut zu dosierende, sanfte Abtragsleistung.
Zur Erzielung anderer Effekte ist es möglich, mindestens zwei
unterschiedliche Sorten von Strahlgutpartikeln, beispiels
weise Korundpartikel und Glasperlen, zu mischen und gleich
zeitig aufzustrahlen oder sie gesondert nacheinander aufzu
strahlen.
Die Strahlform kann durch geeignete Auswahl der verwendeten
Strahldüsen in weiten Grenzen der beabsichtigten Anwendung
angepaßt werden. Vorzugsweise wird bei der Strahlbehandlung
mit Strahldurchmessern von weniger als 2 mm oder 1 mm gear
beitet, insbesondere mit solchen zwischen 1,5 und 0,6 mm,
zumindest nahe der Strahldüse. Dadurch kann eine angepaßte
punktgenaue Abtragsbearbeitung ohne Beschädigung angrenzender
Nachbarbereiche erreicht werden.
Es hat sich herausgestellt, daß eine besonders gut dosierbare
und gleichmäßige Bearbeitungsleistung dadurch gefördert wer
den kann, daß das Strahlgut vor der Strahlbehandlung getrock
net wird. Hierdurch können Verklumpungen verhindert werden,
die eine ungleichmäßige Abtragsleistung verursachen könnten.
Eine besonders gesundheits-, umwelt- und resourcenschonende
Variante sieht vor, daß das Strahlgut und ggf. abgetragenes
Material unmittelbar nach Auftreffen auf die Metalloberfläche
mindestens teilweise gesammelt, insbesondere abgesaugt wird,
wobei es Strahlgut ggf. nach Filterung zur Wiederverwendung
rückgeführt und entsprechend erneut aufgestrahlt werden kann.
Dies ermöglicht eine gesundheitlich unbedenkliche Strahlbear
beitung, insbesondere auch in geschlossenen Räumen. Auch kann
das Verfahren mit geringen Strahlgutmengen, beispielsweise in
der Größenordnung von einem oder mehreren Litern auskommen,
selbst wenn länger andauernde Reinigungen durchgeführt werden
müssen. Dies ist insbesondere auch bei ortsunabhängig, bei
spielsweise auf Baustellen, einsetzbaren Vorrichtungen gün
stig, wo ggf. größere Strahlgutvorräte nicht oder nur mit
Aufwand zugänglich sind.
Bei der elektrochemischen Behandlung im Tampon-Verfahren kann
zur Auffrischung des Elektrolyten und Wiederbefeuchtung des
Trägers dieser von Zeit zu Zeit in bekannter Weise in den
Elektrolyten eingetaucht werden. Eine auch über längere Zeit
räume bequem und ohne zwischenzeitliches Absetzen und/oder
Eintauchen der Tamponelektrode durchführbare Variante zeich
net sich dadurch aus, daß Elektrolyt dem Träger automatisch
zugeführt wird. Es kann also, um einem Verbrauch an Elektro
lyt entgegenzuwirken, eine automatische Dosierungeinrichtung
zum Nachschub von Elektrolyt vorgesehen sein, der in den po
rösen Träger nachgeführt wird. Die kontinuierliche oder dis
kontinuierliche Zufuhr kann vorzugsweise meßwertgesteuert
erfolgen, insbesondere in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit
des Elektrolyten im porösen Träger und/oder in Abhängigkeit
von einer Verarmung eines Bestandteiles und/oder einer An
reicherung abgetragender Metalle im Träger. Bei einer Varian
te wird hierzu der Befeuchtungsgrad des Trägers, insbeson
dere sein elektrischer Widerstand, gemessen und der Meßwert
wird zur Steuerung einer automatischen Elektrolytzufuhr zum
Träger verwendet. Dadurch kann erreicht werden, daß Elektro
lyt nur dann und in derartigen Mengen zugeführt wird, daß der
feucht zu haltende Träger weder unzulässig stark an Elektro
lyt verarmt noch so viel Elektrolyt zugeführt bekommt, daß
dieser unkontrolliert abtropft oder über den Reinigungsbe
reich hinaus fließt. Auch hierdurch wird eine räumlich bzw.
örtlich gezielte Behandlung mit wohldosierter Reinigungslei
stung unterstützt.
Eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vor
richtung hat mindestens eine Abrasionseinrichtung zur automa
tischen bzw. motor- oder antriebsunterstützten, mikroabrasi
ven Behandlung der Metalloberfläche im Reinigungsbereich und
mindestens eine Galvanikeinrichtung mit mindestens einer
elektrischen Spannungsquelle zur Erzeugung von Gleichspan
nung, und vorzugsweise Wechselspannung, zwischen Polen der
Spannungsquelle, sowie vorzugsweise mit Einstellmitteln zur
Einstellung von Spannungsart und/oder Spannungshöhe und/oder
Polung der Pole, wobei der Galvanikeinrichtung Anschlußein
richtungen zum Anschluß der als Elektrode wirkende Metall
oberfläche an einen Pol und einer vorzugsweise frei beweg
baren, insbesondere handgehaltenen, vorzugsweise frei beweg
baren Gegenelektrode an einen anderen Pol der Spannungsquelle
zugeordnet sind und wobei der Gegenelektrode ein offenporiger
Träger zur Aufnahme von Elektrolyt zugeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform mit einer als Strahleinrich
tung ausgebildeten Abrasionseinrichtung wird im Zusammenhang
mit der Zeichnungsfigur näher erläutert. Eine Ausführungs
form, die sich insbesondere für den Einsatz vor Ort, bei
spielsweise auf Baustellen, eignet, zeichnet sich dadurch
aus, daß die Abrasionseinrichtung und die Galvanikeinrichtung
in einem gemeinsamen, vorzugsweise tragbaren Gehäuse, bei
spielsweise aus Edelstahlblech, untergebracht sind, vorzugs
weise in getrennten Gehäuseräumen. Um Kosten und Gewicht zu
sparen, kann vorgesehen sein, daß die Abrasionseinrichtung
keine eigene Spannungsquelle hat, wobei vorzugsweise elek
trisch betriebene Komponenten der Abrasionseinrichtung an die
Spannungsquelle der Galvanikeinrichtung angeschlossen sind.
Die Strahleinrichtung hat vorzugsweise mindestens ein manuell
führbares Strahlwerkzeug, das vorzugsweise über eine minde
stens abschnittsweise flexible Strahlgutleitung, insbesondere
einen Strahlgutschlauch, an eine Strahlgutzufuhreinrichtung
anschließbar ist. Die räumliche Trennung des zur Strahlabgabe
ausgebildeten Strahlwerkzeuges von ggf. voluminösen und/oder
schweren Teilen der Strahlgutzufuhreinrichtung ermöglicht
eine ermüdungsfreie, sehr gezielte Handhabung des Strahlwerk
zeuges und eine entsprechend punktgenaue Abrasionsbearbei
tung. Die Leitungslänge ist in weiten Grenzen wählbar und
kann beispielsweise einen oder mehrere Meter betragen, so daß
Bearbeitungsort und Aufstellungsort der Versorgungseinrich
tungen der Vorrichtung entsprechend weit auseinanderliegen
können.
Das beispielsweise griffgünstig mit einem schreibstiftförmi
gen Halter ausgerüstete Strahlwerkzeug, an dem ein vorzugs
weise werkzeuglos auswechselbarer Strahldüseneinsatz vorge
sehen sein kann, hat vorzugsweise mindestens einen Schalter
zur Steuerung, insbesondere zum Ein- und Ausschalten der
Strahlgutzufuhr zum Strahlwerkzeug. Es ist dadurch für einen
Bediener möglich, die Versorgungseinrichtung mit der das
Strahlwerkzeug haltenden Hand zu steuern. Der Benutzer kann
sich daher voll auf die Reinigungsarbeit konzentrieren, ohne
zur Versorgungseinrichtung reichen zu müssen. Die andere Hand
bleibt für andere Aufgaben frei. Wenn der Schalter in eine
Stellung mit unterbrochener Strahlgutzufuhr vorgespannt ist,
so ist eine ungewollte Abgabe von Strahlgut, beispielsweise
beim Ablegen des Strahlwerkzeuges oder wenn dieses dem Bedie
ner aus der Hand fällt, zuverlässig vermieden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh
rungsformen in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteran
sprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander bei
einer Ausführungsform verwirklicht sein. Ausführungsbei
spiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und
im folgenden näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise gebrochene, schematische
Perspektivansicht einer zur Durchführung des
Verfahrens geeigneten Reinigungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist schematisch eine Reinigungsvorrichtung 1 ge
zeigt, die zum Reinigen von Metalloberflächen durch Beseiti
gung von oberflächennahen Verunreinigungen in einem örtlich
begrenzten Reinigungsbereich, insbesondere zur Reinigung von
Edelstahloberflächen im Bereich von Schweißnähten, geeignet
und besonders angepaßt ist. Sie hat eine Galvanikeinrichtung
2 und eine als Strahleinrichtung ausgebildete Abrasionsein
richtung 3, deren Versorgungseinrichtungen in einem gemein
samen, kastenförmigen Edelstahl-Gehäuse 4 untergebracht sind,
daß mittels eines an der Oberseite angebrachten, nicht ge
zeigten Handgriffs tragbar ist. Die Galvanikeinrichtung 2
umfaßt eine elektrische Spannungsquelle 5 für die anzuwenden
den Spannungen, deren elektrische Teile im flach rechtecki
gen, geschlossenen unteren Gehäuseteil untergebracht sind.
Die Spannungsquelle 5, die normalerweise netzabhängig arbei
tet, aber auch als netzunabhängige Einrichtung mit ggf. auf
ladbaren Akkumulatoren ausgeführt sein kann, ist zur Erzeu
gung sowohl von Gleichspannungen im Bereich bis 24 V, als
auch von Wechselspannungen im gleichen Bereich sowie für
eine elektrische Anschlußleistung von ca. 350 W ausgelegt.
Die elektrischen Spannungen können an zwei auf der Vorder
seite der Spannungsquelle angeordneten, als Steckbuchsen
ausgebildeten Polen abgegriffen werden. Am vorderseitigen
Polpaar 6, 7 können sowohl Gleichspannungen (DC), als auch
Wechselspannungen (AC) abgegriffen werden, wobei die ge
wünschte Spannungsart über einen Kippschalter 8 gewählt und
die Höhe der Spannung über einen in drei vorgegebenen Stufen
verstellbaren Spannungsregler 9 in Form eines Drehschalters
eingestellt werden kann. Bei anderen Ausführungen ist eine
stufenlose Einstellung und/oder eine Speicherung von abruf
baren Spannungswerten und/oder Behandlungszeiten bzw. Zeiten
des Stromflusses möglich. Die Speicherung ermöglicht aufein
fache Weise reproduzierbare Ergebnisse. Ein geeignetes, ggf.
separates Speichermodul kann auch eine Schnittstelle zur An
steuerung einer Automatisierung haben. Bei eingestellter
Gleichspannung ist der in der Figur linke, schraffierte,
farblich rot gekennzeichnete Pol 7 als Pluspol und der
rechte, dunkle bzw. farblich schwarz gekennzeichnete Pol 6
als Minuspol geschaltet.
Eine Weiterbildung kann zusätzlich zu den vorderseitigen
Polen 6, 7 ein weiteres Polpaar, beispielsweise an der Gerä
terückseite, aufweisen, das über einen Schalter im Wechsel
mit den vorderen Polen mit Spannung beaufschlagbar ist. An
diesem Paar kann bei eingeschaltetem Schalter eine Gleich
spannung z. B. für galvanische Beschichtung anliegen, während
die vorderen Pole spannungslos und der Wahlschalter 8 wir
kungslos ist. Über den Drehschalter 9 kann die Höhe der an
liegenden Gleichspannung beispielsweise im Bereich zwischen
1 V bis 2 V und ca. 8 V entweder in Stufen oder stufenlos
einstellbar sein.
Der Spannungsquelle 5 ist eine farblich rot gekennzeichnete
Anschlußeinrichtung 10 zum elektrischen Anschluß des zu be
handelnden Metallteils an den Pol 7 zugeordnet, die ein ca.
4 m langes, flexibles Kabel 11 mit Steckstiften an beiden
Enden und eine an einem der Steckstifte anzubringende Kroko
dilklemme 12 umfaßt. Ein entsprechendes, schwarz gekennzeich
netes Kabel 13 mit Steckstiften an beiden Enden dient dem
Anschluß einer zugeordneten, frei bewegbaren Gegenelektrode
15, die als Handelektrode ausgebildet ist. Die Elektrodenvor
richtung 15 hat einen elektrisch isolierenden Handgriff 16
aus Pertinax, an dessen vorderem Ende ein auswechselbarer
Elektrodenstempel 17 aus elektrisch leitendem Material, im
Beispiel Graphit, angeschraubt ist. Der Stempel ist über eine
innerhalb des Handgriffes verlaufende elektrische Leitung aus
korrosionsbeständigem Edelstahl mit der hinteren Steckbuchse
18 verbunden. Zur Erreichung schwerer zugänglicher Stellen
kann zwischen Handgriff und Stempel ein elektrisch leitendes,
nach außen isoliertes Verlängerungsstück vorgesehen sein, das
gerade, gekrümmt oder geknickt bzw. gewinkelt sein kann. Auf
die im Vorderbereich zylindrisch gekrümmte, ca. 35 mm breite
Außenseite des Stempels 17 ist ein als saugfähiger Träger für
den Elektrolyten dienender, elastisch kompressibler Filz
streifen 19 mittels eines Kunststoff-O-Ringes festgespannt.
Statt des Filzstreifens kann als Träger auch ein Stück Glas
fasergewebe oder ein Schwamm entsprechender Größe verwendet
werden. Auch andere Stempelformen, beispielsweise mit keil
förmig zugespitzter Vorderkante zur Bearbeitung von Innen
kanten und Ecken sind möglich.
Die Elektrodenvorrichtung 15 kann befeuchtet werden, indem
der Stempel mit Filz in den entsprechenden Eleketrolyten
eingetaucht und ggf. überflüssige Flüssigkeit abgestreift
wird. Eine nicht gezeigte Ausführungsform sieht vor, daß der
Galvanikeinrichtung eine vorzugsweise elektrisch betriebene
Elektrolyt-Fördereinrichtung zu kontinuierlichen und/oder
diskontinuierlichen, vorzugsweise meßwertgesteuerten Zufuhr
von Elektrolyt zum Träger zugeordnet ist, wobei beispiels
weise eine flexible Elektrolytleitung von einem Vorratsbehäl
ter der Galvanikeinrichtung zum Stempel 17 führen und im Be
reich von dessen filzbespannter Oberseite münden kann. Zur
Meßwertsteuerung kann an der Gegenelektrode 15 mindestens ein
Sensor zur Erfassung des Befeuchtungsgrades des Filzstückes,
insbesondere ein Widerstandssensor, vorgesehen sein, der an
eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Elektrolytzufuhr zum
Träger anschließbar ist.
Die als Strahleinrichtung ausgebildete Abrasionseinrichtung 3
ist dafür vorgesehen, Strahlgutpartikel mittels Druckluft
strahl auf die zu reinigende Metalloberfläche aufzustrahlen
bzw. aufzublasen, um eine auf einen kleinen räumlichen Bezirk
von ca. einem oder wenigen Millimetern Durchmesser begrenzte
mikroabrasive Behandlung durchzuführen. Sie hat ein manuell
führbares Strahlwerkzeug 26, das über einen ca. 2 bis 4 m
langen, flexiblen Strahlgutschlauch 27 an die Unterseite
eines Strahlgut-Druckbehälters 28 angeschlossen ist. Dieser
hat einen Rauminhalt in der Größenordnung von 1 bis 2 Litern,
ist im wesentlichen innerhalb eines durch einen Klappdeckel
29 verschließbaren, rechteckigen oberen Gehäuseraum unterge
bracht, hat eine über einen Schraubdeckel 30 verschließbare,
von außerhalb des Gehäuses 4 zugängliche obere Einfüllöffnung
für Strahlgut und eine seitliche Druckgas-Zufuhröffnung 31,
die über eine mit einem Magnetventil 32 verschließbare Druck
gasleitung 33 zu einem Druckgasanschluß 34 führt, über den
eine externe Druckgasquelle, beispielsweise ein Kompressor,
anschließbar ist. Im Inneren des auf typische Drücke in der
Größenordnung von 1 bis 5 bar ausgelegten Kunststoff-Strahl
gut-Druckbehälters ist als Mittel zur Verwirbelung des
Strahlgutes ein Sintermetalleinsatz vorgesehen, der dafür
sorgt, daß sich im Druckbehälter befindliches Strahlgut
gleichmäßig mit dem Druckgas mischt, bevor die Mischung durch
die Strahlgutleitung 27 zum Strahlwerkzeug 26 gepreßt wird.
Eingangsseitig des Druckbehälters 28 kann eine beispielsweise
in die Leitung 33 eingebaute Druckgas-Trocknungseinrichtung
vorgesehen sein, um das Druckgas vor Einleitung in den
Strahlgut-Druckbehälter und damit auch das Strahlgut zu
trocknen und dadurch Verklumpungen des Strahlgutes zu ver
hindern. Alternativ oder zusätzlich zu dem externen Druckgas
anschluß 34 kann eine interne Druckgaserzeugungseinrichtung,
beispielsweise ein Kompressor, vorgesehen sein, der ein Ar
beiten mit der Reinigungsvorrichtung unabhängig von externen
Druckerquellen, ermöglichen kann.
Das Strahlwerkzeug 26 hat einen griffgünstig gestalteten und
feinfühlig führbaren, schreibstiftförmigen Halter 35, an dem
mittels einer stirnseitigen Überwurfmutter 36 oder einer
Schnellkupplung ein Strahldüseneinsatz 37 aus gehärtetem
Stahl derart einsetzbar ist, daß dessen Strahldüsenöffnung
durch den Halter 35 hindurch mit der Leitung 27 verbunden
ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmes
ser der vorzugsweise runden Strahldüsenöffnung weniger als 2
mm oder 1 mm groß. Insbesondere kann ein Strahldüsensatz mit
unterschiedlich großen Düsen vorgesehen sein, z. B. mit 0,6,
1,0 und 1,5 mm Strahldurchmesser. Diese kleinen Dimensionen
haben sich als guter Kompromiß erwiesen, um einerseits genü
gend Strahlgut pro Zeiteinheit abzustrahlen, um eine aus
reichende Abtragsleistung zu erreichen und um andererseits
den Bearbeitungsbereich auf typische Durchmesser in der Grö
ßenordnung von ca. 1 bis 2 oder 5 mm zu begrenzen.
Im düsenzugewandten Vorderbereich des Halters 35 ist ein
Schalter 38 zur Steuerung der Strahlgutzufuhr zum Strahlwerk
zeug vorgesehen. Der Schalter, bei dem es sich beispielsweise
um einen Druckschalter oder Schiebeschalter handeln kann, ist
in eine Stellung mit unterbrochener Strahlgutzufuhr vorge
spannt, so daß nur eine bewußte Betätigung des Schalters ein
Abstrahlen von Strahlgut herbeiführen kann, während ungewoll
te Strahlgutabgabe automatisch vermieden wird. Der Schalter
38 wirkt über eine nicht gezeigte elektrische Leitung auf das
Magnetventil 32, das über die Spannungsquelle der Galvanik
einrichtung 2 mit Leistung versorgt wird. Die einfach und
robust, aber wirkungsvoll aufgebaute Abrasionseinrichtung
kommt also ohne eigene elektrische Spannungsquelle aus, da
sie die vorhandene Spannungsquelle der Galvanikeinrichtung
und einen externen Kompressor nutzt.
Der obere Gehäuseraum bietet ausreichend Platz, um ggf. einen
oder mehrere weitere, vorzugsweise gesondert ansteuerbare
Druckbehälter aufzunehmen, die es dann ermöglichen, statt
eines Strahlgutes zwei oder mehr unterschiedliche Strahlgut
arten und/oder Mischungen mehrerer Strahlgutarten zur Reini
gung zu verwenden. Der Platz ist ebenfalls ausreichend, um
den aufgewickelten Schlauch 27 sowie das Strahlwerkzeug 26
zur Aufbewahrung und zum Transport aufzunehmen, wobei der
vorzugsweise verschließbare Klappdeckel 29 dann geschlossen
werden kann.
Das Kombi-Reinigungsgerät 1 ermöglicht vorteilhafte, insbe
sondere über die Kombination von elektrochemischer und mikro
abrasiver Behandlung von Metalloberflächen realisierbare Rei
nigungsverfahren, wovon zunächst ein bevorzugtes Verfahren
zur Reinigung des Schweißnahtbereiches von Edelstahlbauteilen
beschrieben wird. Zunächst wird mittels der Galvanikeinrich
tung eine Ätzung oder Beizung des Schweißnahtbereiches durch
geführt, bei der eine Gegenelektrode 15 mit einem Graphit
stempel und Glasfasergewebe als Elektrolytträger verwendet
werden kann. Die Handelektrode wird wie gezeigt angeschlos
sen, das zu reinigende Bauteil mittels der Klemme 12 am Pol 7
angeschlossen. Der Stempel wird nach Eintauchen des Flüssig
keitsträgers 19 in den Reinigungselektrolyten aufgesetzt und
per Hand entlang der Naht hin- und herbewegt. Die Entfernung
von Oxidschichten erfolgt normalerweise bei ca. 12, 18 oder
24 V Wechselspannung. Eine eventuell gewünschte Hochglanzpo
lierung kann insbesondere bei 18 oder 24 V Gleichspannung
erreicht werden. Mittels des Kippschalters 8 kann leicht zwi
schen anfänglicher Wechselspannung zum schnellen Reinigen
und nachfolgender Gleichspannung zum Polieren umgeschaltet
werden. Diese Reinigung entfernt innerhalb weniger Sekunden
viele Oxidschichten und auch leichte Schlacken von der Me
talloberfläche. Eine Edelstahloberfläche wird hierdurch meist
unter Beseitigung auch stärkerer Anlauffarben farbidentisch
gereinigt und bei typischerweise phosphorsäurehaltigen Reini
gungselektrolyten sofort passiviert.
Bei längeren Einwirkzeiten, beispielsweise zwischen 1 und 5
Sekunden, können auch hartnäckigere Schlackereste weitgehend
entfernt werden. Insbesondere in Innenecken, Innenkanten oder
kleinen Ritzen kann es dennoch vorkommen, daß Oxid- und
Schlackereste elektrochemisch nicht beseitigbar sind. Hier
kann dann anschließend punktgenau die mikroabrasive, materi
alabtragende Reinigung mittels der Strahleinrichtung 3 erfol
gen. Hierbei ist es möglich, selbst aus kleinsten Ritzen
punktgenau Oxid- und Schlackereste durch Abstrahlen heraus
zulösen, ohne daß dabei die angrenzenden Oberflächenstruk
turen zerstört werden. Wegen der vorhergehenden elektrolyti
schen Reinigung kann die aggressivere, pneumatisch/mechani
sche Reinigung auf die Bereiche der hartnäckigen, verbliebe
nen Verunreinigungsreste beschränkt werden. Hier ist insbe
sondere vorteilhaft, daß durch die Strahleinrichtung eine
Fernwirkung über ggf. mehrere Zentimeter erzielt werden kann,
ohne daß das Strahlwerkzeug bzw. dessen Düse 37 direkt bis an
die zu reinigende Oberfläche herangebracht werden muß. Je
nach Dimension der verbliebenen Verunreinigungen können
Strahldüsen unterschiedlicher Durchmesser eingesetzt werden,
die beispielsweise in einem Satz von Strahldüsen mit 0,6 mm,
1,0 mm und 1,5 mm Durchmesser vorliegen können.
Wenn eine aggressive, schnelle Reinigung gewünscht ist, kann
als Strahlgut Edelkorund mit typischen mittleren Größen von
ca. 100 µm bis ca. 140 µm eingesetzt werden. Die erzielbaren
Oberflächen erscheinen in der Regel matt. Wird dagegen eine
weitgehend glänzende Oberfläche gewünscht und/oder werden
längere Strahlzeiten in Kauf genommen, so kann mit Glasperlen
gestrahlt werden, die vorteilhaft aus einem Größenbereich
zwischen 70 µm und ca. 100 µm stammen können. Falls ge
wünscht, kann eine externe Absaugeinrichtung, beispielsweise
mit einem Industriestaubsauger, der ggf. einen Mikrofilter
einsatz für Feinstäube hat, über geeignete Absaugleitungen
zum zeitgleich mit dem Strahlen erfolgenden Absaugen von
entstehenden Stäuben genutzt werden. Gegebenenfalls ist auch
eine Rückführung des Strahlgutes in den Druckbehälter 28
möglich. Eine mit der Pneumatik der Strahleinrichtung gekop
pelte pneumatische Start/Stop-Automatik kann die Saugeinrich
tung bei Bedarf automatisch ein- und ausschalten, so daß ein
rationelles Arbeiten möglich ist.
Durch die mikroabrasive Behandlung können ursprünglich vor
handene Passivschichten im Reinigungsbereich zerstört werden,
wodurch korrosionsempfindliche Bereiche entstehen können.
Daher ist es vorteilhaft, nach der Strahlbehandlung eine
kurze weitere elektrochemische Behandlung vorzusehen, durch
die der Reinigungsbereich in der bereits beschriebenen Weise
wieder passiviert werden kann.
Durch die Kombination von Strahltechnik und elektrochemischem
Beizen können selbst stärkste Verschmutzungen an Schweißnäh
ten entfernt und anschließend die Passivschicht des Edelstah
les durch Beizen wieder hergestellt werden. Selbst mit Stab
elektroden geschweißte Bauteile sind hierdurch vollständig
reinigbar und wieder schützbar. Durch die Möglichkeit der
punktgenauen Reinigung mittels des Reinigungsstrahles ist dies
möglich, ohne daß dabei die angrenzenden Oberflächenstruk
turen zerstört werden.
Die Reinigungsvorrichtung 1 ermöglicht eine Vielzahl weiterer
vorteilhafter Behandlungsarten von Materialoberflächen. Ins
besondere kann die elektrochemische Behandlung, vorzugsweise
nach einer Reinigung der Metalloberfläche, eine Strukturie
rung der Metalloberfläche umfassen, insbesondere mittels
einer mindestens bereichsweise durchlässigen, auf die Metall
oberfläche gelegten Schablone aus elektrisch nicht leitendem
Material, die sich während der Behandlung auf der als Elek
trode wirkenden Metalloberfläche zwischen der Elektrode und
der Gegenelektrode befindet. Unter Strukturierung werden hier
sowohl zweidimensionale Strukturen, als auch dreidimensionale
Strukturen verstanden, insbesondere Schriftenbilder, Logos
oder dergleichen, wobei dreidimensionale Strukturen, die sich
auch in die Tiefe der Metalloberfläche erstrecken, bevorzugt
sind. Die strukturierende Behandlung, die im folgenden auch
als "Beschriftung" bezeichnet wird, beinhaltet vorzugsweise
mindestens eine Tiefätzung der Metalloberfläche, vorzugsweise
eine aufrauhende Ätzung. Dadurch kann bereits durch die
Ätzung eine Strukturierung geschaffen werden, die sich deut
lich von dem nicht geätzten, insbesondere nur gereinigten,
Oberflächenstellen der Metalloberfläche unterscheidet, die
normalerweise nicht oder nur wenig strukturiert, insbesondere
glatt oder im wesentlichen glänzend sind. Die Tiefätzung kann
Vertiefungen in der Materialoberfläche schaffen, die mit blo
ßem Auge deutlich sichtbar sind, wobei die Tiefe der Tiefät
zung normalerweise zwischen 5 und 20 µm, insbesondere ca. 10
bis 15 µm, liegen kann.
Die elektrochemische bzw. galvanische Behandlung kann mit
Vorteil eine galvanische Abscheidung mindestens eines Metal
les, insbesondere eines Edelmetalls und/oder eines Korro
sionsschutzmetalls auf der Metalloberfläche umfassen. Die
Abscheidespannungen liegen in der Regel zwischen 1 und 6 V,
insbesondere zwischen 2 und 6 V, wobei das zu beschichtende
Material als Kathode und die Gegenelektrode 15 als Anode
einer Gleichspannung geschaltet ist. Zur Vermeidung von Ver
wechslungen können die oben beschriebenen Galvanikanschlüsse
auf der Rückseite der Galvanikeinrichtung 5 verwendet werden.
Es kann insbesondere so sein, daß mindestens zwei verschiede
ne elektrochemische Behandlungen durchgeführt werden, wobei
insbesondere eine Ätzung eine vorbereitende Behandlung für
eine galvanische Abscheidung ist. Insbesondere kann zur Her
stellung einer versenkten galvanischen Beschichtung eine
durch Tiefätzen in die Metalloberfläche eingebrachte Struktur
nur zu einem Bruchteil ihrer Tiefe mit galvanisch abgeschie
denem Metall aufgefüllt werden, wobei vorzugsweise eine Ver
tiefung eine Tiefe von mehreren Mikrometern und/oder eine in
der Vertiefung abgeschiedene Beschichtung eine Schichtdicke
von weniger als 1 µm, insbesondere zwischen 10 nm und 100 nm
haben kann. Hierdurch sind kratzfeste, konturenscharfe Be
schriftungen bzw. Strukturierungen möglich.
Die Schablone beinhaltet normalerweise mindestens einen, vor
zugsweise viele, flächenmäßig begrenzte Flächenbezirke. In
der Regel wird eine Schablone verwendet, die für den Elektro
lyten undurchlässige und durchlässige Bezirke aufweist, wobei
durchlässige Flächen und/oder Linienbezirke vorzugsweise ge
rastert sind. Eine solche Rasterung hat den Vorteil, daß
Linien und Flächen in sich nochmals unterteilt werden, wo
durch die Strukturierung bei der Behandlung verstärkt wird.
Die Schablone ist vorzugsweise flexibel, dünn und anschmieg
sam, so daß sie sich gut an die Metalloberfläche anlegt, auch
wenn diese nicht ganz eben ist. Sie wird vorzugsweise während
und zwischen Ätzung und Metallabscheidung nicht von der Me
talloberfläche weggenommen und verbleibt auf dieser, was be
sonders konturenscharfe Strukturierungen ermöglicht, insbe
sondere eine lagegenaue Abscheidung in vorher tiefgeätzte
Bereiche.
Die Vorrichtung eignet sich nicht nur zum galvanischen Struk
turieren bzw. Beschriften von elektrisch leitenden Oberflä
chen. Vielmehr kann die Strahleinrichtung ebenfalls zur mate
rialabtragenden Strukturierung, insbesondere Beschriftung,
von Materialoberflächen verwendet werden, die nicht notwendig
elektrisch leitend sein müssen. So kann mittels des nach Art
eines Schreibstifts führbaren Strahlwerkzeuges eine material
abtragende Beschriftung durchgeführt werden, ähnlich wie sie
beispielsweise im Paint-Brush-Verfahren durch Farbauftrag er
zielbar ist. Möglich ist es auch, eine konturenscharf abtra
gende Oberflächenstrukturierung mittels einer Schablone mit
Durchbrechungen durchzuführen, deren minimale Weiten vorzugs
weise einem Mehrfachen der Strahlgutpartikeldurchmesser ent
sprechen, also beispielsweise in der Größenordnung von Zehn
telmillimetern bis Millimetern liegen können. Entsprechende,
ggf. selbstklebende Schablonen können aus geeigneten, ggf.
flexiblen Kunststoffolien hergestellt sein. Die Strukturie
rung kann so erfolgen, daß eine abrasive Strahlbehandlung der
unter den Durchbrechungen freiliegenden Oberflächenbereiche
durchgeführt wird, während dazwischenliegende Bereiche durch
die Schablone schützend abgedeckt werden.
Claims (35)
1. Verfahren zum Reinigen von Metalloberflächen durch
Beseitigung von oberflächennahen Verunreinigungen in
einem örtlich begrenzten Reinigungsbereich, insbesondere
zur Reinigung von Edelstahloberflächen im Bereich von
Schweißnähten, mit folgenden Schritten:
mikroabrasive Behandlung der Metalloberfläche im Reini gungsbereich;
elektrochemische Behandlung des Reinigungsbereiches in Gegenwart eines wässrigen Elektrolyten, wobei die Metalloberfläche als eine Elektrode geschaltet ist und als Gegenelektrode eine vorzugsweise frei bewegbare Elektrode dient, der ein offenporiger Träger für den Elektrolyten zugeordnet ist, und die unter Schaffung einer elektrischen Verbindung durch den Elektrolyten über den Reinigungsbereich bewegt wird.
mikroabrasive Behandlung der Metalloberfläche im Reini gungsbereich;
elektrochemische Behandlung des Reinigungsbereiches in Gegenwart eines wässrigen Elektrolyten, wobei die Metalloberfläche als eine Elektrode geschaltet ist und als Gegenelektrode eine vorzugsweise frei bewegbare Elektrode dient, der ein offenporiger Träger für den Elektrolyten zugeordnet ist, und die unter Schaffung einer elektrischen Verbindung durch den Elektrolyten über den Reinigungsbereich bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine elektrochemische Behandlung vor der
mikroabrasiven Behandlung durchgeführt wird, insbeson
dere eine Ätzung oder Beizung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens eine elektrochemische Behandlung
nach der mikroabrasiven Behandlung durchgeführt wird,
insbesondere zum Korrosionsschutz und/oder zur Passi
vierung des Reinigungsbereiches.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zur mikroabrasiven Behandlung
eine automatische Behandlungsvorrichtung eingesetzt
wird, vorzugsweise mit einem handgeführten Bearbeitungs
werkzeug.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die mikroabrasive Behandlung
eine Strahlbehandlung ist, die vorzugsweise durch Auf
schleudern von Strahlgutpartikeln auf die Metalloberflä
che mittels Fluidstrahl, insbesondere Druckgasstrahl,
durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlbehandlung bei Druckgasüberdrücken zwischen
1 bar und 5 bar, insbesondere zwischen 2 bar und 5 bar,
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Strahlgutpartikel mittlere Durchmesser im
Bereich von ca. 50 µm bis ca. 200 µm, vorzugsweise zwi
schen 70 µm und 140 µm, haben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß, insbesondere zur Erzielung einer matt
erscheinenden gereinigten Oberfläche, Korundpartikel
aufgestrahlt werden, vorzugsweise aus einem Größenbe
reich von ca. 100 µm bis ca. 140 µm und/oder mit irre
gulärer Form.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß, insbesondere zur Erzielung einer
glänzend erscheinenden gereinigten Oberfläche, Glaspar
tikel aufgestrahlt werden, vorzugsweise aus einem Grö
ßenbereich zwischen ca. 70 µm und ca. 100 µm und/oder
mit im wesentlichen abgerundeter, insbesondere sphäri
scher Form.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß bei der mikroabrasiven Behand
lung zu einem gegebenen Zeitpunkt ein kleinflächiger Be
reich, vorzugsweise mit einem mittleren Durchmesser in
mindestens einer Flächenrichtung von weniger als 10 mm,
insbesondere zwischen 5 mm und 1 mm, behandelt wird,
wobei vorzugsweise bei der Strahlbehandlung mit Strahl
durchmessern von weniger als 2 mm oder 1 mm, und vor
zugsweise mehr als 0,5 mm, gearbeitet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strahlgut und/oder das Druckgas
unmittelbar vor der Strahlbehandlung getrocknet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strahlgut und ggf. abgetragenes
Material unmittelbar nach Auftreffen auf die Metall
oberfläche mindestens teilweise gesammelt, insbesondere
abgesaugt wird, wobei Strahlgut vorzugsweise zur Wieder
verwendung rückgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß bei der elektrochemischen Be
handlung der Elektrolyt dem Träger automatisch zuge
führt wird, vorzugsweise meßwertgesteuert.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß bei der elektrochemischen Be
handlung der Befeuchtungsgrad des Trägers, insbesondere
der elektrische Widerstand des Trägers, gemessen und der
Meßwert zur Steuerung einer automatischen Elektrolytzu
fuhr zum Träger verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Behand
lung, vorzugsweise nach einer Reinigung der Metallober
fläche, eine Strukturierung der Metalloberfläche umfaßt,
insbesondere mittels einer mindestens bereichsweise
durchlässigen, auf die Metalloberfläche gelegten Schab
lone aus elektrisch nicht leitendem Material, die sich
während der Behandlung auf der als Elektrode wirkende
Metalloberfläche zwischen der Elektrode und der Gegen
elektrode befindet.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Behand
lung ein Tiefätzen der Metalloberfläche umfaßt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Behand
lung eine galvanische Abscheidung von mindestens einem
Metall, insbesondere einem Edelmetall, auf der Metall
oberfläche umfaßt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedene
elektrochemische Behandlungen durchgeführt werden, wobei
insbesondere eine Ätzung eine vorbereitende Behandlung
für eine galvanische Abscheidung ist.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer ver
senkten galvanischen Beschichtung eine durch Tiefätzen
in die Metalloberfläche eingebrachte Struktur nur zu
einem Bruchteil ihrer Tiefe mit galvanisch abgeschiede
nem Metall aufgefüllt wird, wobei vorzugsweise eine Ver
tiefung eine Tiefe von mehreren Mikrometern und/oder
eine in der Vertiefung abgeschiedene Beschichtung eine
Schichtdicke von weniger als 1 µm, insbesondere zwischen
10 und 100 nm, hat.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mikroabrasive Behandlung
eine materialabtragende Strukturierung der Materialober
fläche umfaßt, insbesondere mittels einer mindestens be
reichsweise durchlässigen Schablone, die sich während
der Behandlung auf der Materialoberfläche befindet, wo
bei ein Materialabtrag durch Strahlbehandlung der unter
den durchlässigen Bereichen freiliegenden Materialober
fläche durchgeführt wird.
21. Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen durch
Beseitigung von oberflächennahen Verunreinigungen in
einem örtlich begrenzten Reinigungsbereich, insbesondere
zur Reinigung von Edelstahloberflächen im Bereich von
Schweißnähten, mit
mindestens einer Abrasionseinrichtung (3) zur mikroabra siven Behandlung der Metalloberfläche im Reinigungsbe reich und
mindestens einer Galvanikeinrichtung (2) mit mindestens einer elektrischen Spannungsquelle (5) zur Erzeugung von Gleichspannung, und vorzugsweise Wechselspannung, zwi schen Polen (6, 7) der Spannungsquelle, sowie vorzugs weise mit Einstellmitteln (8, 9) zur Einstellung von Spannungsart und/oder Spannungshöhe und/oder Polung der Pole, wobei der Galvanikeinrichtung Anschlußeinrichtun gen (10, 13) zum Anschluß der als Elektrode wirkenden Metalloberfläche an einen Pol und einer vorzugsweise frei bewegbaren Gegenelektrode (15) an einen anderen Pol der Spannungsquelle zugeordnet sind und der Gegenelek trode ein offenporiger Träger (19) zur Aufnahme von Elektrolyt zugeordnet ist.
mindestens einer Abrasionseinrichtung (3) zur mikroabra siven Behandlung der Metalloberfläche im Reinigungsbe reich und
mindestens einer Galvanikeinrichtung (2) mit mindestens einer elektrischen Spannungsquelle (5) zur Erzeugung von Gleichspannung, und vorzugsweise Wechselspannung, zwi schen Polen (6, 7) der Spannungsquelle, sowie vorzugs weise mit Einstellmitteln (8, 9) zur Einstellung von Spannungsart und/oder Spannungshöhe und/oder Polung der Pole, wobei der Galvanikeinrichtung Anschlußeinrichtun gen (10, 13) zum Anschluß der als Elektrode wirkenden Metalloberfläche an einen Pol und einer vorzugsweise frei bewegbaren Gegenelektrode (15) an einen anderen Pol der Spannungsquelle zugeordnet sind und der Gegenelek trode ein offenporiger Träger (19) zur Aufnahme von Elektrolyt zugeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abrasionseinrichtung als Strahleinrichtung (3)
ausgebildet ist, vorzugsweise zum Aufstrahlen von
Strahlgutpartikeln auf die Metalloberfläche mittels
Fluidstrahl, insbesondere Druckluftstrahl.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahleinrichtung (3) mindestens ein manuell
führbares Strahlwerkzeug (26) aufweist, das vorzugsweise
über eine mindestens abschnittsweise flexible Strahlgut
leitung, insbesondere einen Strahlgutschlauch (27), an
eine Strahlgutzufuhreinrichtung anschließbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß das Strahlwerkzeug (26) einen vorzugsweise schreib
stiftförmigen Halter (35) aufweist, an dem ein, vorzugs
weise werkzeuglos auswechselbarer, Strahldüseneinsatz
(37) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Strahlwerkzeug (26) einen Strahldüsen
durchmesser von weniger 2 oder 1 mm aufweist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strahlwerkzeug (26) mindestens
einen Schalter (38) zur Steuerung, insbesondere zum Ein-
und Ausschalten, der Strahlgutzufuhr zum Strahlwerkzeug
aufweist, wobei vorzugsweise der Schalter in eine Stel
lung mit unterbrochener Strahlgutzufuhr vorgespannt ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Strahlgutzufuhr
mindestens ein, vorzugsweise elektrisch betätigbares,
Steuerventil, vorzugsweise ein Magnetventil (32), vor
gesehen ist, das vorzugsweise durch einen im Bereich
des Strahlwerkzeuges angeordneten Schalter (38) schalt
bar ist und/oder das an die Spannungsquelle der Galva
nikeinrichtung (2) angeschlossen ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung (3) mindestens
einen Strahlgut-Druckbehälter (28) aufweist, der ein
gangsseitig an eine Druckgasquelle und ausgangsseitig an
eine Strahlgutleitung (27) anschließbar ist, wobei vor
zugsweise innerhalb des Strahlgut-Druckbehälters Mittel
zur Verwirbelung des Strahlgutes mit dem Druckgas vorge
sehen sind, vorzugsweise in Form eines Sintermetallein
satzes.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung (3) mindestens
einen mit dem Strahlgut-Druckbehälter (28) verbundenen
Druckgasanschluß (38) zum Anschluß an eine externe
Druckgasquelle aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahleinrichtung mindestens
eine interne Druckgaserzeugungseinrichtung, insbesondere
einen Kompressor, aufweist, der an den Strahlgut-Druck
behälter angeschlossen ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Druckgas-Trocknungseinrichtung
zur Trocknung des Druckgases vor Einleitung in den
Strahlgut-Druckbehälter vorgesehen ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abrasionseinrichtung (3) keine
eigene elektrische Spannungsquelle hat, wobei vorzugs
weise die Abrasionseinrichtung mindestens eine elek
trisch betriebene Komponente aufweist (32) die an die
Spannungsquelle (5) der Galvanikeinrichtung (2) ange
schlossen sind.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, daß Versorgungseinrichtungen der Abra
sionseinrichtung (3) und der Galvanikeinrichtung (2) in
einem gemeinsamen, vorzugsweise tragbaren Gehäuse (4)
untergebracht sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß der Galvanikeinrichtung eine vor
zugsweise elektrisch betriebene Elektrolytfördereinrich
tung zur kontinuierlichen und/oder diskontinuierlichen,
vorzugsweise meßwertgesteuerten Zufuhr von Elektrolyt
zum Träger (19) zugeordnet ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor zur Erfassung
des Befeuchtungsgrades des Trägers, insbesondere ein
Widerstandssensor, vorgesehen ist, der an eine Steuer
einrichtung zur Steuerung von Elektrolytzufuhr zum
Träger anschließbar ist.
Priority Applications (2)
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DE1998144832 DE19844832A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen |
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DE1998144832 DE19844832A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen |
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DE1998144832 Withdrawn DE19844832A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Metalloberflächen |
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