DE19930497A1 - Tauchanlage zum Behandeln einer Werkstückoberfläche - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflächen mit unterschiedlichen Behandlungsbädern und einer oberhalb der Bäder angeordneten Anlagenfördertechnik, welche mindestens aus einer Fördermechanik mit Antrieb, Hubeinrichtungen und Aufnahmeeinrichtungen für die Werkstücke besteht. DOLLAR A Es soll eine umweltschonende und energisch wirtschaftliche arbeitenhde Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflächen mit kurzen Taktzeiten geschaffen werden, in welcher unterschiedliche und jederzeit gefahrfrei zugängliche Anlagenfördertechnik eingesetzt ist. DOLLAR A Dazu ist die Anlagenfördertechnik (6) von einer Förderkabine (3) umgeben, welche oberhalb eines geschlossenen Behandlungstunnels (4) angeordnet. Die Förderkabine (3) ist über einen Förderspalt (5) mit dem Behandlungstunnel (4) verbunden. Die Hubeinrichtungen (10) weisen durch den Förderspalt (5) in den Behandlungstunnel (4) und sind gemeinsam mit den Aufnahmeeinrichtungen (11) für die Werkstücke (2) im Behandlungstunnel (4) dort bewegbar. Ein Luftkreislauf ist von der Förderkabine (3) über den Behandlungstunnel (4) zu den Abluftleitungen (15) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflächen mit unter­ schiedlichen Behandlungsbädern und einer oberhalb der Bäder angeordneten Anlagenförder­ technik, welche mindestens aus einer Fördermechanik mit Antrieb, Hubeinrichtungen und Auf­ nahmeeinrichtungen für die Werkstücke besteht.

Es ist in der Oberflächentechnik bekannt, eine Behandlung von Blechteilen vorwiegend durch Tauchen oder Spritzen vorzunehmen. Beide Verfahren eignen sich sowohl für Flachteile als auch für nichtschöpfende Korpusteile. Jedoch erfordern unterschiedliche Behandlungsver­ fahren auch einen andersartigen Aufbau der Behandlungsanlage.

Bei einem Spritzverfahren sind einfache Kettenförderer einsetzbar, welche kontinuierlich oder getaktet bewegbar sind. Das Spritzverfahren eignet sich insbesondere für chemische Prozesse (z. B. für Beizen, Entfetten), aber nicht für eine elektrolytische Behandlung (z. B. anodisches und kathodisches Entfetten, galvanische Verfahren).

Beim Tauchverfahren ist keine aus der Spritztechnik bekannte Trennung der Anlagenförder­ technik vom Tauchbereich über eine Wassertasse möglich und daher kann auch die bei einer Spritzbehandlung einsetzbare Anlagenfördertechnik nicht verwendet werden. Da die Trans­ porteinrichtung die Werkstücke beim Tauchen nicht nur vorwärts bewegen, sondern zusätzlich auch ein Heben und Senken der Werkstücke vornehmen muß, kann die Ausbildung der Träger nicht nur als Schwanenhals erfolgen. Bei Tauchanlagen mit Taktzeiten von ca. 1 Minute ist außerdem der Anfall von Dämpfen und Aerosolen diskontinuierlich. Wenn das Werkstück ein­ getaucht ist, dampft nämlich nur die Badoberfläche ab, während beim Herausziehen und Wei­ tertransportieren der Werkstücke durch das Abdampfen der Behandlungsflüssigkeit von der Werkstückoberfläche zusätzlich große Dampfmengen entstehen. Bei längeren Behandlungs­ zeiten in mehrtaktigen Bädern ist es daher üblich, die Teile mit Hilfe zusätzlicher Transport­ systeme im eingetauchten Zustand weiter zu transportieren. Dabei muß die Anlagenförder­ technik und/oder Mechanik ungeschützt direkt oberhalb der Bäder angeordnet sein. Die Trans­ porteinrichtungen mit ihren weiten Auslegern verhindern ein Eintunneln des Behandlungs- und Transportbereiches oberhalb der Behandlungsbäder.

In der Oberflächenbehandlung werden bei Tauchanlagen sogenannte Ovalanlagen üblicher­ weise eingesetzt. Die Bäder sind in solchen Anlagen parallel zueinander angeordnet. Bei der­ artigen Anlagen ist es bekannt, einen gemeinsamen Tunnel über beide Badreihen hinweg anzuordnen, um eine gezielte Abluftführung zu erreichen. Allerdings ist hierbei neben dem Stahlbau des Tunnels auch die Transporttechnik und -mechanik den chemischen und thermi­ schen Beanspruchungen ausgesetzt. Das hat den Nachteil, daß trotz sorgfältig gewählter Werkstoffzusammensetzungen dieser Teile eine ständige Wartung und Reparatur notwendig ist. Hinzu kommt, daß nicht nur während einer Oberflächenbehandlung bzw. während des Transports des Werkstückes die Anlage den aggressiven Dämpfen ausgesetzt ist. Auch für die Stillstandszeiten der Anlage, in der die großvolumigen Bäder nur sehr langsam abkühlen, sind insbesondere die metallischen Bauteile durch Auskristallisation und Ablagerungen in Verbin­ dung mit der Luftfeuchtigkeit einem ständigen Korrosionsangriff ausgesetzt. Ein besonderer Nachteil ist dabei, daß der Tunnel über beide Badreihen mit den unterschiedlichen Behand­ lungsbädern (z. B. alkalische Behandlungsbäder, saure Beizbäder) reicht und keine Möglichkeit bietet, die verschiedenen Abluft- und Aerosolarten separat zu erfassen und zu behandeln. Es ist weiterhin als nachteilig anzusehen, daß aus den Bereichen der heißen Bäder mit starker Dampfbildung keine größeren Abluftmengen abgesaugt werden können, als aus den Bereichen mit kalten Bädern (Spülbäder). Aufgrund der freien Querschnitte ist bei einer Tauchanlage in der Summe die erforderliche Gesamtabluftmenge erheblich größer als bei Spritzbehandlungs­ anlagen, was einen häufigeren Wartungsaufwand erfordert und durch einen hohen Energieauf­ wand eine wirtschaftlich arbeitende Anlage schwer zu realisieren ist.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, eine umweltschonende und energetisch wirtschaft­ lich arbeitende Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflächen mit kurzen Taktzeiten zu schaffen, in welcher unterschiedliche und jederzeit gefahrfrei zugängliche Anlagenförder­ technik eingesetzt werden soll.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Behandlungsanlage für Werkstückoberflä­ chen mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch eine räum­ liche Trennung der Anlagenfördertechnik von den Bädern und einem darüber befindlichen Luft- und Bewegungsbereich für die Werkstücke ein Einsatz der gesamten bekannten Anlagenför­ dertechnik und -mechanik möglich ist. Die Fördermechanik beinhaltet mindestens Antrieb, Hub­ einrichtungen und Aufnahmeeinrichtungen für die Werkstücke und ist vollständig in einer För­ derkabine oberhalb eines geschlossenen Behandlungstunnels angeordnet. Der Behandlungs­ tunnel ist auf die Bäder aufgesetzt und schließt den Luft- und Bewegungsbereich über den Bä­ dern vollständig ein, in denen die Werkstücke transportiert werden. Die Badoberfläche ist durch den Behandlungstunnel abgeschlossen, wobei dieser in einer vorteilhaften Ausgestaltung in den Seitenbereichen flach auf den Badrändern aufliegt und dort wenigstens teilweise zu War­ tungs- und Kontrollzwecken zu öffnen ist.

Die Förderkabine ist über einen Förderspalt mit dem Behandlungstunnel verbunden, wobei die Hubeinrichtungen als Hubstangen ausgebildet sind und mit den Aufnahmeeinrichtungen für die Werkstücke durch diesen Förderspalt in den Behandlungstunnel ragen. Die Werkstücke sind in dem Behandlungstunnel im Luftbereich oberhalb der Bäder bewegbar. Außerdem ist ein Luft­ kreislauf vorhanden, bei welchem eine Zwangsluftströmung von der Förderkabine zum Behand­ lungstunnel erfolgt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den Enden des Behandlungs­ tunnels den Werkstücken und ihren Aufnahmevorrichtungen angepaßte Profile angeordnet, welche die Ein- und Auslaufquerschnitte der offenen Bereiche des Behandlungstunnels minimieren.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß im oberen Bereich des Behandlungstunnels eine Abluftöffnung zur Abluftleitung angeordnet ist, deren Querschnitt mit einer Verstelleinrichtung veränderbar ist. Mehrere Bäder sind in dem Behandlungstunnel angeordnet, entweder hintereinander oder in parallel zueinander angeordneten Reihen, z. B. in einer Ovalanlage. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn Abluftleitungen von parallel zueinander angeordneten Behandlungs­ tunneln in ein gemeinsames Abluftsystem führen.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Abluftsystem einen Abluftwäscher aufweist, welchen die Abluft vor dem Austritt an die Umgebung passieren muß, damit dort z. B. Aerosole ausgewa­ schen werden und keine Belastung der Umwelt mehr erfolgt. Ein anderer Vorteil einer derarti­ gen Tauchanlage ist darin zu sehen, daß die Förderkabine einen begehbaren Boden aufweist. Weil keine aggressiven Dämpfe in die Förderkabine gelangen, können jederzeit, auch während des Betriebes der Anlage, Kontroll- oder Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Ein besonde­ rer Vorteil besteht darin, daß ein Luftkreislauf durch Überdruck in der Förderkabine und Unter­ druck in den Abluftleitungen entsteht, wobei eine definierte Zuluftführung in die Förderkabine erfolgt, während aus dem Behandlungstunnel über die Abluftöffnungen Abluft in die Abluftlei­ tungen gelangt. Die einzelnen Badbereiche innerhalb des Behandlungstunnels bestehen aus Aktivbädern und Spülbereichen. Vorteilhaft ist es, daß Wasservorhänge in den Spülbereichen zwischen den Aktivbädern die Luftbereiche über den Bädern voneinander trennen und alkali­ sche und saure Abluftbereiche getrennt voneinander in unterschiedliche Abluftleitungen ge­ langen.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß der Behandlungstunnel an mindestens einer begehbaren Seite mit Fenstern und/oder verschließbaren Wartungsöffnungen ausgerüstet ist, um eine Kontrolle des Behandlungsprozesses vornehmen oder eventuell auftretende Fehler frühzeitig erkennen und beheben zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Oberflächenbehandlungsanlage

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ovalanlage.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflä­ chen mit parallel angeordneten Behandlungsbädern (1). Sie ist beispielsweise für die Vorbe­ handlung von Werkstücken (2) bei anschließender Emaillierung nutzbar. Eine derartige Be­ handlungsanlage für Werkstoffoberflächen ist aber ebenso überall dort einsetzbar, wo ein Tau­ chen in kurzen Taktzeiten sinnvoll ist, wie z. B. beim Beizen von Edelstahl. In der Fig. 1 ist zum besseren Verständnis in einer Badreihe ein oberhalb der Bäder (1) angeordnetes Werkstück (2) dargestelltt, während in der parallel dazu angeordneten Badreihe das Werkstück (2) in ein Be­ handlungsbad (1) eintaucht.

Die Anlage setzt sich aus zwei übereinander, aber getrennt voneinander, angeordneten Berei­ chen (3, 4) zusammen, welche nur über einen Förderspalt (5) für die Anlagenfördertechnik (6) miteinander verbunden sind. Der Förderspalt (5) ist zur Gewährleistung des Transportes der Werkstücke (2) durch die gesamte Tauchanlage horizontal durchgängig ausgestaltet. Dabei ist in der Förderkabine (3) die Anlagenfördertechnik (6) mit der Fördermechanik (6.1) angeordnet. Die Fördermechanik (6.1) beinhaltet mindestens Antrieb (7), Hubeinrichtungen (10) und Auf­ nahmeeinrichtungen (11) für die Werkstücke (2).

In den Ein- und Austrittsbereichen (16, 17) der Werkstücke (2) in diese Tauchanlage ist der Ein- und Auslaufquerschnitt (8) durch an beiden Enden (16, 17) der Anlage angeordnete, den Werkstücken (2) und ihren Aufnahmevorrichtungen (11) angepaßte Profile (9) weitgehend minimiert. Damit wird ein Eindrängen von Falschluft in den Behandlungstunnel (4) verhindert. An einem Ende der Anlage erfolgt die Zufuhr der Werkstücke (2) in die Anlage und am anderen Ende die Weiterführung des Werkstückes (2) zu einer Weiterverarbeitung (z. B. Beschichtung). Außerdem können auch unterschiedliche Badbereiche durch hier nicht dargestellte Wasser­ vorhänge in den Spülbereichen voneinander getrennt werden. Dadurch ergeben sich wesent­ liche geringere Energieverluste bei gleichzeitig minimiertem Energieverbrauch für das Abführen und Behandeln der Abluft. Außerdem ist es möglich, eine gemeinsame Absaugung von nebeneinander liegenden Behandlungsbädern (1) zu realisieren, die entsprechend den Badin­ halten als saure (z. B. beim Beizen) oder alkalische (z. B. Entfetten) Abluft in getrennten Abluft­ leitungen (15) an einen Abluftwäscher geleitet werden.

In den Behandlungsbädern (1) ist ein Flüssigkeitsspiegel (1.1) angedeutet. Der Behandlungs­ tunnel (4) ist auf die Bäder (1) aufgesetzt und umschließt den Luft- und Bewegungsbereich oberhalb der Bäder (1) vollständig, in denen die Werkstücke sowohl horizontal, als auch vertikal bewegt werden. Die Badoberfläche ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (1.1) durch den Be­ handlungstunnel (4) abgeschlossen, wobei dieser in den Seitenbereichen als Fläche (19) auf den Badrändern aufliegt. Die flachen Bereiche (19) sind so ausgestaltet, daß sie wenigstens in Teilbereichen zu Wartungs- und Kontrollzwecken zu öffnen sind. Der Behandlungstunnel (4) ist an mindestens einer begehbaren Seite mit Fenstern (21) oder verschließbaren Wartungs­ öffnungen (21) ausgestattet.

Die gesamte Anlagenfördertechnik (6) befindet sich vor Dämpfen geschützt in einer oberhalb des geschlossenen Behandlungstunnels (4) angeordneten Förderkabine (3). Damit befinden sich auch die Ansteuerung und die Pneumatik der Anlagenfördertechnik (6) immer abgetrennt von den Behandlungsbädern (1) und deren darüber angeordneten Luft- und Bewegungsberei­ chen (4.1) sind daher vor den aggressiven Dämpfen geschützt. Diese Förderkabine (3) ist mit einem begehbaren Boden (12) versehen, damit sie jederzeit für eine Wartung oder Reparatur zugänglich ist. Da die Förderkabine (3), bis auf einen Förderspalt (5) mit geringen Maßen für die Hubstange (10), zum Behandlungstunnel (4) vollständig abgeschlossen ist, ist sie jederzeit ohne Schutzkleidung o. ä. betretbar, sogar während eines Behandlungsprozesses. Über nicht gezeigte Ventilatoren wird der Förderkabine (3) über eine nicht näher dargestellte Zulufteinrich­ tung soviel Frischluft zugeführt, daß in ihr immer ein leichter Überdruck vorherrscht.

Der Behandlungstunnel (4) weist in seinem oberen Bereich Abluftöffnungen (13) auf, welche durch Verstelleinrichtungen (14) im Querschnitt veränderbar sind. Durch einen Unterdruck in den Abluftleitungen (15) entsteht im Behandlungstunnel (4) ebenfalls ein leichter Unterdruck. In Verbindung mit dem leichten Überdruck in der Förderkabine () erfolgt ein Luftkreislauf von der Förderkabine (3) durch den Behandlungstunnel (4) hindurch zu den Abluftleitungen (15).

In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Ovalanlage mit mehreren Behandlungs- (1.1) und Spülbädern (1.2) dargestellt. Die Förderkabine (3) erstreckt sich in quadratischer Form über der gesamten Anlage. Ein Behandlungstunnel (4) überdeckt sämtliche Bäder (4). Der Querschnitt der Ein- und Austrittsbereichen (16, 17) der Werkstücke (2) in diese Oberflächentauchanlage ist an beiden Enden durch den Werkstücken und ihren Aufnahmevorrichtungen angepaßte Pro­ file (9) weitgehend minimiert. Damit wird das Eindrängen von Falschluft in den Behandlungs­ tunnel (4) weitgehend eingeschränkt. Zwischen den beiden Reihen mit den Behandlungs­ bädern (1) ist in Anlagenmitte ein begehbarer Wartungsgang (20) angeordnet.

Eine Ovalanlage kann in einem dargestellten Aufbau beispielsweise als Vorbehandlungsanlage bei einer ETE-Emaillierung realisiert sein. Dabei sind nacheinander mindestens ein Aktiv­ bad (1.1) (z. B. Entfettungs-, Beiz- und/oder Nickelbad) und mehrere Spülbäder (1.2) angeord­ net. Die Werkstücke (2) werden nach der Blechfertigung auf eine Aufnahmeeinrichtung (11) gehängt, welche über eine Hubstange (10) mit der Anlagenfördertechnik (6) verbunden ist. Sie gelangen im Eintrittsbereich (16) durch einen den Werkstücken (2) angepaßten Querschnitt (8) in die Anlage und werden in die Bäder (1) getaucht und oberhalb der Bäder (1) weiter trans­ portiert. Nach Durchlaufen aller Bäder (1.1, 1.2) ist die Behandlung der Werkstücke (2) in der Ovalanlage beendet. Die Werkstücke (2) verlassen die Tauchanlage durch den wiederum im Querschnitt (8) eingeschränkten Austrittsbereich (17).

Jeweils zwei gegenüberliegende Abluftleitungen (15) von mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Reihen in einem Behandlungstunnel (4) enden in einem gemeinsamen Abluft­ system (18). In dem Abluftsystem (18) ist in den Abluftleitungen (15) ein Abluftwäscher ange­ ordnet. Den Abluftwäscher passiert die Abluft gezielt und wird dort vor dem Austritt an die Um­ gebung der Anlage oder des Gebäudes gereinigt. In den Spülbereichen zwischen den Aktiv­ bädern (1.1) trennen nicht dargestellte Wasservorhänge die unterschiedlichen sauren oder alkalischen Badbereiche voneinander. Dadurch wird eine getrennte Ableitung der Abluft über entweder saure oder alkalische Luftwäscher erreicht.

Claims (12)

1. Tauchanlage zum Behandeln von Werkstückoberflächen mit unterschiedlichen Behand­ lungsbädern und einer oberhalb der Bäder angeordneten Anlagenfördertechnik, welche min­ destens aus einer Fördermechanik mit Antrieb, Hubeinrichtungen und Aufnahmeeinrichtun­ gen für die Werkstücke besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagenfördertechnik (6) von einer Förderkabine (3) umgeben ist, welche oberhalb eines geschlossenen Behandlungstunnels (4) angeordnet ist und daß die Förderkabine (3) über einen Förderspalt (5) mit dem Behandlungstunnel (4) verbunden ist, wobei die Hubeinrichtungen (10) durch den Förderspalt (5) in den Behandlungstunnel (4) weisen und gemeinsam mit den Aufnahmeeinrichtungen (11) für die Werkstücke (2) im Be­ handlungstunnel (4) dort bewegbar sind und daß ein Luftkreislauf von der Förderkabine (3) über den Behandlungstunnel (4) zu den Abluftleitungen (15) angeordnet ist.

2. Tauchanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungstunnel (4) einen Luft- und Bewegungsbereich (4.1) der Werkstücke (2) oberhalb der Bäder (1) vollständig umschließt, wobei in Seitenbereichen der Bäder (1) Aufla­ geflächen (19) angeordnet sind, welche wenigstens teilweise als verschließbare Wartungs­ öffnungen ausgebildet sind.

3. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Behandlungstunnels (4) der Luft- und Bewegungsbereich (4.1) ober­ halb der Bäder (1) den Werkstücken (2) und ihren Aufnahmevorrichtungen (11) angepaßte Profile (9) angeordnet sind, welche Ein- und Auslaufquerschnitte (8) des Behandlungs­ tunnels (4) minimieren.

4. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Behandlungstunnels (4) eine Abluftöffnung (13) in eine Abluft­ leitung (15) mündet, deren Querschnitt mit einer Verstelleinrichtung (14) veränderbar ist.

5. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bäder (1) hintereinander, einreihig oder parallel zueinander, angeordnet sind.

6. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein begehbarer Wartungsgang (20) mittig zwischen parallel angeordneten Bädern (1) und den Behandlungstunneln (4) angeordnet ist.

7. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in parallel angeordneten Behandlungstunneln (4) Abluftleitungen (15) zueinander an­ geordnet sind und in ein gemeinsames Abluftsystem (18) führen.

8. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abluftsytem (18) ein Abluftwäscher angeordnet ist, welchen die Abluft vor dem Austritt an die Umgebung passiert.

9. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkabine (3) einen begehbaren Boden (12) aufweist.

10. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkabine (3) zur Erzeugung des Überdruckes eine definierte Zuluft zuführbar ist und daß in der Abluftleitung (15) ein Unterdruck vorherrscht, wobei Abluft aus dem Behandlungstunnel (4) entfernbar ist.

11. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Badbereiche (1) innerhalb des Behandlungstunnels (4) aus Aktivbädern (1.1) und Spülbädern (1.2) bestehen und daß mehrere Spülbäder (1.2) Spülbereiche bilden und zwischen den Aktivbädern (1.1) un­ terschiedliche Badbereiche angeordnet sind, welche durch Wasservorhänge in alkalische und sauren Abluftbereiche trennbar sind.

12. Tauchanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungstunnel (4) an mindestens einer begehbaren Seite mit Fenstern (21) und/oder verschließbaren Wartungsöffnungen (21) ausgerüstet ist.