DE19931663C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen BehandlungsmediumInfo
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Abstract
Verfahren zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium, insbesondere zum Beschichten der Kleinteile oder zum chemischen Entgraten der Kleinteile in einer Behandlungsmaschine, die einen verschließbaren Behälter umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der Teile angeordnet ist, die rotierend antreibbar und zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbar ist, gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Verfahrensschritte DOLLAR A - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und weitgehend evakuiert; DOLLAR A - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigsten Komponente des Behandlungsmediums eingestellt wird; DOLLAR A - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrieben; DOLLAR A - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Klein
teilen mit einem flüssigen Behandlungsmedium - insbesondere zum
Beschichten der Kleinteile oder zum chemischen Entgraten der
Kleinteile - in einer Behandlungsmaschine, die einen verschließ
baren Behälter umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der
Teile angeordnet ist, die rotierend antreibbar und zwischen
einer senkrechten Achslage und einer geneigten Achslage ver
stellbar ist sowie eine Maschine zur Durchführung des Verfah
rens. Verfahren und Maschinen dieser Art werden von der Anmelde
rin seit längerem hergestellt. Beispiele hierfür finden sich in
den Patenten DE 31 21 397 C1, DE 32 30 108 C2, DE 34 20 859 C2,
DE 42 02 880 C1. Hierbei sind die zur Aufnahme der Kleinteile
vorgesehenen durchbrochenen Trommeln jeweils von ihren Antriebs
mitteln in der Maschine lösbar ausgeführt, so daß sie außerhalb
der Maschine befüllt und entleert werden können; die Trommel mit
den Kleinteilen kann dadurch in verschiedene mit gleichartigen
Antriebsmitteln ausgestattete Maschinen eingesetzt werden,
die jeweils unterschiedlichen Behandlungsschritten dienen.
In den verschiedenen Verfahrensstufen, die in den verschiedenen
Maschinen
durchgeführt werden, finden an den häufig nach der mechanischen
Herstellung verölten Kleinteilen nacheinander Entöl- und Wasch
vorgänge sowie Oberflächenbehandlungsvorgänge statt, die in der
Regel dem Korrisionsschutz dienen. Zwischen diesen Vorgängen
kann auch noch ein chemisches Entgraten vorgesehen sein.
Bei Kleinteilen mit nur einseitig offenen Hohlräumen kommt es
bei diesen Behandlungsschritten häufig zu Lufteinschlüssen in
diesen Hohlräumen, die aufgrund von daraus folgender unzurei
chender Reinigung bzw. unzureichender Beschichtung zu Fehlstel
len führen, die im Ergebnis zu Ausschuß führen, sei es aus rein
optischen Gründen, sei es aufgrund reduzierter Funktionsfähig
keit. Wenn diese Hohlräume besonders klein sind, kann auch ein
Umschichten der Kleinteile in der mit geneigter Achse angetrie
benen Trommel diese Lufteinschlüsse nicht zuverlässig aus
treiben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ver
bessertes Verfahren sowie eine Maschine zur Durchführung dessel
ben bereitzustellen, das zur verbesserten Qualität der behandel
ten Kleinteile führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die
Reihenfolge der Verfahrensschritte
- - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und evakuiert;
- - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampf druckes der flüchtigsten Komponente des Behandlungsmediums eingestellt wird;
- - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrieben;
- - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.
Das Behandlungsmedium ist hierbei je nach dem durchzuführenden
Verfahren ein Beschichtungsmedium zum Oberflächenbeschichten
oder eine Ätzflüssigkeit zum chemischen Entgraten.
Durch das Evakuieren des Behälters auf einen sehr geringen In
nendruck - z. B. in der Größenordnung von 20 Millibar - werden
insbesondere auch die genannten Hohlräume in den Kleinteilen
evakuiert, so daß keine fehlerverursachenden Luftnester in die
sen Hohlräumen beim anschließenden Einlassen der Behandlungs
flüssigkeit in den Behälter entstehen können. Der Innendruck
wird hierbei auf einen im vertretbaren technischen Rahmen mög
lichst niedrigen Unterdruck abgesenkt.
Durch das Einregeln des Innendrucks auf einen höheren Unterdruck
beim Einlassen der Behandlungsflüssigkeit - z. B. in der Größen
ordnung von 40 Millibar -, der gerade oberhalb des Dampfdruckes
der flüchtigsten, d. h. der niedrigst-siedenden Komponente der
Behandlungsflüssigkeit eingestellt wird, wird andererseits ein
Sieden der Behandlungsflüssigkeit verhindert, so daß das Ent
stehen einer neuen Fehlerquelle vermieden wird und eine wirksame
Behandlung mit dampfblasenfreier Behandlungsflüssigkeit garan
tiert wird.
Das Einstellen eines höheren Unterdrucks im Behälter für die
Behandlung kommt teilweise durch das Einlassen des Flüssigkeits
volumens selber zustande, wobei gegebenenfalls zur Druckein
stellung ein erneutes Evakuieren erfolgen muß.
Die fehlerfrei beschichteten Kleinteile können nach einem länge
ren rotierenden Antreiben der Trommel mit geneigter Achslage
nach dem Belüften des Behälters und dem Einstellen der Trommel
in die senkrechte Achslage mit dieser ausgehoben werden. In
bevorzugter Ausführung ist jedoch vorgesehen, daß zuvor die
Behandlungsflüssigkeit abgepumpt und die Trommel bei senkrechter
Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben
wird, um zur Vermeidung eines Verschleppens die Behandlungs
flüssigkeit weitgehend abzuschleudern, bevor anschließende Vor
gänge in der gleichen Maschine oder in einer anderen Maschine
durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Behandlungsverfahren mit
den genannten Schritten mehrfach wiederholt, bevor die Trommel
mit den Kleinteilen endgültig aus der Maschine ausgehoben wird.
Beim abschließenden Zentrifugieren kann Heißluft in den Behälter
eingeblasen werden oder der Behälter kann erneut evakuiert wer
den, diesmal auf einen unter dem Dampfdruck der Behandlungs
flüssigkeit liegenden Innendruck, um die Kleinteile schnellst
möglich zu trocknen.
In Ergänzung des vorstehenden Verfahrens können Verfahrens
schritte zum Waschen und Spülen der Kleinteile in der gleichen
Maschine vorgeschaltet werden. Die Einzelschritte können hierbei
den genannten erfindungsgemäßen Schritten vollkommen entspre
chen, wobei jeweils nur eine entsprechende Wasch- oder Spül
flüssigkeit verwendet wird. Insbesondere ist auch hier das
Evakuieren des Behälters vor Einleiten der Flüssigkeit zur Be
kämpfung von Lufteinschlüssen und das Einstellen des Unterdrucks
auf einen oberhalb des Dampfdrucks liegenden Unterdruck zum
Vermeiden der Dampfblasenbildung vorgesehen. In gleicher Weise
wie das Behandlungsverfahren als solches durch diese Maßnahmen
verbessert wird, werden auch die vorgestalteten Wasch- und Spül
verfahren verbessert, indem eine vollständige fehlerfreie Benet
zung der Oberflächen der Kleinteile einschließlich ihrer Hohl
räume garantiert wird.
Eine erfindungsgemäße Maschine zur Durchführung des vorgenannten
Verfahrens umfaßt einen Behälter mit einer in diesem angeordne
ten zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten
Achslage verstellbaren drehend antreibbaren Trommel, die mit
zumindest einer geringeren Geschwindigkeit in der geneigten
Achslage und mit zumindest einer höheren Geschwindigkeit in der
senkrechten Achslage antreibbar ist und die gekennzeichnet ist
durch Mittel zum luftdichten Verschließen des Behälters, Mittel
zum Evakuieren des Behälters, Mittel zum Einleiten von flüssigem
Behandlungsmedium bei geschlossenem und evakuiertem Behälter,
Mittel zum Abpumpen von flüssigem Behandlungsmedium aus dem
Behälter und Mittel zur Druckregelung des Innendrucks im Behäl
ter.
Der Behälter ist mit einem oder mehreren Tanks für die vorgese
hene Behandlungsflüssigkeiten über Leitungen zu verbinden, in
denen Pumpen und Absperrmittel wie bekannt vorgesehen sind. Der
Behälter ist weiterhin über entsprechende Leitungen mit zumin
dest einer Vakuumpumpe zu verbinden, deren Ausgang - gegebenen
falls über Mittel zum Kondensieren und Rückführen von abgepump
ten Schwaden - mit dem oder den Tanks verbunden werden muß.
Nach weiteren Ausgestaltungen ist der Behälter die sich aus dem
bereits beschriebenen Verfahren ergeben, mit einem Heißluft
gebläse zu versehen, das mit dem Innenraum des Behälters verbun
den ist, oder mit zumindest einem Ultraschallgeber auszustatten,
der im Innenraum des Behälters angeordnet ist.
Die Trommel kann nach besonderer Ausgestaltung im Querschnitt
ω-förmig (ähnlich einer nach oben offenen Kranzkuchenform) sein
und eine durchbrochene Oberfläche aufweisen.
Der Behälter kann die Trommel zur Reduzierung der einzusetzenden
Behandlungsflüssigkeit unmittelbar koaxial umschließen und ins
gesamt mit dieser aus einer senkrechten Achslage in eine geneig
te Achslage verstellbar sein. Dies hat den Vorteil, daß die
erforderlichen Verstellmittel außerhalb des Behälters, damit
leicht zugänglich und in unproblematischer Umgebung angeordnet
sein können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Maschine ist nachstehend anhand der Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungs
gemäße Maschine bei horizontaler Achslage ohne Ein
zelheiten zur Trommel;
Fig. 2 zeigt eine Maschine nach Fig. 1 in ein Anlageschema
integriert, mit Einzelheiten zur Trommel.
In Fig. 1 ist eine Maschine 11 in einem Vertikalschnitt ge
zeigt, die mit Hilfe von Stehlagern 12 schwenkbar auf einen
Maschinenrahmen 13 ruht. Die Drehzapfen 16 der Stehlager 12 sind
außen an einem zylindrischen Behälter 17 der Maschine einge
setzt. Ein horizontal liegender Stellzylinder 14 greift über
einen nur durch seine Mittelachse dargestellten Hebel 15 an
einem der Drehzapfen 16 an und dient der Verstellung der Maschi
ne aus der durchgezogen dargestellten Position mit vertikaler
Achse in eine gestrichelt dargestellte Position mit geneigter
Achse. Dieser ist mit einem Deckel 18 luftdicht verschließbar,
der in einem Stehlager 19 schwenkbar gelagert ist. Am Deckel 18
greift ein Stellzylinder 20 über einen Hebel 21 an, der mit dem
Deckel 18 schwenkbar ist. Sowohl der Stellzylinder 20 als auch
das Stehlager 19 für den Deckel 18 sind auf einem mit dem Behäl
ter 17 festverbundenen Träger 22 abgestützt. Aus dem Boden 23
des Behälters 17 tritt eine Antriebsachse 24 aus. Diese wird
über einen Riementrieb 25 von einem am Boden 23 angeflanschten
Antriebsmotor 26 angetrieben. Im Boden 23 ist ein Abflußstutzen
27 dargestellt. Zumindest ein Zuflußstutzen zum Behälter sowie
ein Gasabzugstutzen sind nicht dargestellt.
In Fig. 2 ist die Maschine 11 innerhalb eines Anlagenschemas
dargestellt, wobei bereits in der Fig. 1 beschriebene Einzel
heiten mit gleichen Ziffern bezeichnet sind. Der Antriebsmotor
26 ist hierbei abweichend von Fig. 1 unmittelbar auf die An
triebswelle 24 gesetzt. Die Einzelheiten zum Schwenken der
Maschine sind nicht dargestellt. Der Deckel 18 ist in geöffneter
Position gezeigt. Der Abflußstutzen 27 ist über eine sich ver
zweigende Abflußleitung 28 mit einer Entleerungspumpe 29 und
einer Rückflußpumpe 30 verbunden. Von der Entleerungspumpe 29
führt eine Entleerleitung 31 zu einem Entsorgungstank 32. Von
der Rückflußpumpe 30 führt eine Verteilerleitung 33 über Ein
zelleitungen 34 bis 38 zu drei Spülwassertanks 41 bis 43 und
zwei Reinigungsmittelansatztanks 44, 45. Zwei Reinigungsmittel
konzentrattanks 46, 47 sind über Dosierpumpen 48, 49 und Zuführ
leitungen 50, 51 mit den Einzelleitungen 37, 38 verbunden. Von
einem Wasseraufbereitungssystem 52 führt eine Zuflußleitung 53
in die Verteilerleitung 33, von dieser wiederum führt eine Zu
führleitung 54 in den Behälter 17. Der Zuflußstrom ist nur sym
bolisch dargestellt, innerhalb des Behälters sind Sprühdüsen 55
erkennbar. Am Behälter ist weiterhin ein Ultraschallgeber 56
außen angeordnet. Im oberen Bereich nahe der Deckelebene ist ein
Abzugstutzen 57 am Behälter vorgesehen, der mit einer Vakuumpum
pe 58 verbunden ist. Eine Kurzschlußleitung 59 verbindet die
Entleerleitung 31 mit der Zuflußleitung 53. Innerhalb des Behäl
ters 17 ist eine im wesentlichen im Querschnitt ω-förmige Trom
mel 60 erkennbar, die mit der Antriebswelle 24 vorzugsweise
lösbar verbunden ist.
11
Maschine
12
Stehlager
13
Rahmen
14
Stellzylinder
15
Hebel
16
Drehzapfen
19
Behälter,
18
Deckel
19
Stehlager
20
Stellzylinder
21
Hebel
22
Träger
23
Boden
24
Antriebswelle
25
Riementrieb
26
Antriebsmotor
27
Abflußstutzen
28
Abflußleitung
29
Entleerpumpe
30
Rückflußpumpe
31
Leitung
32
Entsorgung
33
Leitung
34
Leitung
35
Leitung
36
Leitung
37
Leitung
38
Leitung
41
Tank
42
Tank
43
Tank
44
Tank
45
Tank
46
Tank
47
Tank
48
Dosierpumpe
49
Dosierpumpe
50
Leitung
51
Leitung
52
Wasseraufbereitung
53
Leitung
54
Zuflußleitung
55
Sprühdüsen
56
Ultraschallgeber
57
Abzugsstutzen
58
Vakuumpumpe
59
Kurzschlußleitung
60
Trommel
Claims (14)
1. Verfahren zum Behandeln von Kleinteilen mit einem flüssigen
Behandlungsmedium, insbesondere zum Beschichten der Klein
teile oder zum chemischen Entgraten der Kleinteile in einer
Behandlungsmaschine, die einen verschließbaren Behälter
umfaßt, in dem eine Trommel zur Aufnahme der Teile angeord
net ist, die rotierend antreibbar und zwischen einer senk
rechten Achslage und einer geneigten Achslage verstellbar
ist,
gekennzeichnet durch die Reihenfolge der Verfahrensschritte
- - nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen wird der Behälter verschlossen und evakuiert;
- - es wird Behandlungsmedium in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigsten Komponente des Behand lungsmediums eingestellt wird;
- - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrie ben;
- - der Behälter wird belüftet und die Trommel wird in die senkrechte Achslage eingestellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch die anschließenden Verfahrensschritte
- - die Behandlungsflüssigkeit wird abgepumpt;
- - die Trommel wird mit senkrechter Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben, um die Behand lungsflüssigkeit weitgehend abzuschleudern (Zentrifu gieren).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
gekennzeichnet durch eine mehrfache Wiederholung der vor
genannten Verfahrensschritte.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Zentrifugieren Heißluft in den Behälter eingebla
sen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter beim Zentrifugieren evakuiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Befüllen der Trommel mit Kleinteilen und vor
dem Behandeln der Kleinteile zumindest ein Waschvorgang
und/oder ein Spülvorgang durchgeführt wird mit den Verfah
rensschritten
- - der Behälter wird verschlossen und evakuiert;
- - es wird Wasch- oder Spülflüssigkeit in den Behälter eingelassen, wobei der Innendruck auf einen Wert ober halb des Dampfdrucks der Wasch- oder Spülflüssigkeit eingestellt wird;
- - die Trommel wird in die geneigte Achslage eingestellt und mit geringer Geschwindigkeit rotierend angetrie ben;
- - die Behandlungsflüssigkeit wird abgepumpt;
- - die Trommel wird mit senkrechter Achslage mit erhöhter Geschwindigkeit rotierend angetrieben, um die Behand lungsflüssigkeit weitgehend abzuschleudern (Zentrifu gieren).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Einlassen von flüssigem Behandlungsmedium und
nach dem Einlassen von Wasch- oder Spülflüssigkeit in den
Behälter in diesem Ultraschall erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim rotierenden Antreiben der Trommel mit geringer
Geschwindigkeit in der geneigten Achslage Ultraschall im
Behälter erzeugt wird.
9. Maschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 8,
umfassend einen Behälter und eine in diesem angeordnete
zwischen einer senkrechten Achslage und einer geneigten
Achslage verstellbare, durchbrochene Trommel zur Aufnahme
der Kleinteile, die mit zumindest einer geringen Geschwin
digkeit in der geneigten Achslage und mit zumindest einer
höheren Geschwindigkeit in der senkrechten Achslage an
treibbar ist,
gekennzeichnet durch
- - Mittel zum luftdichten Verschließen des Behälters;
- - Mittel zum weitgehenden Evakuieren des Behälters;
- - Mittel zum Einleiten von flüssigen Behandlungsmedium bei geschlossenem und evakuiertem Behälter
- - Mittel zum Abpumpen von flüssigem Behandlungsmedium aus dem Behälter;
- - Mittel zur Druckregelung des Innendrucks im Behälter.
10. Maschine nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch ein mit dem Innenraum des Behälters
verbundenes Heißluftgebläse.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
gekennzeichnet durch Ultraschallgeber im Behälter.
12. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durchbrochene Trommel in senkrechter Achslage von
ihren Antriebsmitteln lösbar und aus dem Behälter aushebbar
ist.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trommel im Querschnitt ω-förmig und mit durchbro
chener Oberfläche ausgebildet ist.
14. Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter die Trommel koaxial umschließt und ins
gesamt mit dieser aus einer senkrechten Achslage in eine
geneigte Achslage verstellbar ist.
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