DE4437695A1 - Mehrstufige Kaskadenspülung mit vollständiger oder teilweiser Rückführung ausgeschleppter Behandlungslösungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Spülen mit Wasser von Werkstücken und deren Träger nach ihrer chemischen oder elektrochemischen Oberflächenbehandlung mittels einer, der Wanne mit der Behandlungslösung zugeordneten, soge­ nannten mehrstufigen Kaskadenspülung.

Es entspricht dem allgemeinen Stand der Technik, Werkstücke und ihrer Träger nach Beendigung ihrer Oberflächenbehandlung in so­ genannten Kaskadenspülungen mit Wasser zu spülen.

Die besagten Kaskadenspülungen setzen sich aus einer Anzahl von Stufen zusammen, welche einzeln in wannenförmigen Behältern unter­ einander kommunizierend verbunden sind. Das Spülwasser strömt zufolge abgestufter Höhen der Flüssigkeitsspiegel in den ver­ schiedenen Stufen der Kaskadenspülung in Gegenrichtung zu je­ nen des Transportes der Werkstücke durch die Anlage. Die 1. Stufe der Kaskadenspülung hat daher die höchste Konzentration an ausgeschleppter Behandlungslösung, die letzte die geringste.

Diese Spülweise bezweckt das erforderliche Spülkriterium (d. h. die Verdünnung des, an den Oberflächen der Werkstücke anhaften­ den Flüssigkeitsfilms) mit einem minimalen Aufwand Spülwasser zu erreichen. Abgesehen vom Faktor der Wassersparnis sind die verminderten Kosten betreffend die Größe der zugehörigen An­ lage für die Neutralisierung der Spülwässer sowie die Rücksicht auf den Umweltschutz die treibenden Gründe, Kaskadenspülungen einzusetzen.

Der Wirkungsgrad einer Kaskadenspülung hängt von der Anzahl ihrer Stufen ab. Ein numerisches Beispiel aus der betrieblichen Praxis möge diesen Zustand veranschaulichen. Eine perforierte Tauchtrommel mittlerer Größe schleppt gemeinsam mit der darin enthaltenen Charge schüttfähiger Massenteile 1,2 l der Behand­ lungslösung aus; das notwendige Spülkriterium sei 1000 (d. h., der Verdünnungsgrad ist gleich 0,001%).

Setzt man eine zweistufige Kaskadenspülung ein, so bedarf es einer Wassermenge von 38 l je Trommel um das genannte Kriterium zu erreichen.

Wird aber eine dreistufige Kaskadenspülung eingesetzt, so redu­ ziert sich das Volumen der erforderlichen Wassermenge auf 12 l.

Der Wesentlichste Nachteil der Kaskadenspülungen ist jedoch ihr sehr großer Flächenbedarf. Als Beispiel sei eine einfache Anlage zum Verzinken mit einem zyanidischen Elektrolyten angeführt, die eine Entfettungs-, ein Beiz-, ein Verzinkungsbad sowie zwei Passivierungbädern enthält. Entscheidet man sich für eine drei­ stufige Kaskade an Stelle einer zweistufigen, so erweitert sich die Anlage um fünf Behandlungsstationen. Der Kostenaufwand für die Anlage selbst und ein entsprechend größerer Flächenbedarf steigt verhältnisgleich gegenüber den Vorteilen eines vermin­ derten Wasserbedarfs sowie einer kleineren Neutralisierungs­ anlage.

Der technische Stand kennt verschiedene Vorschläge, eine Kaskadenspülung zu nutzen und gleichzeitig ihren erheblichsten Nachteil, jenen des großen Flächenbedarfes zu vermeiden.

Die deutsche Patentschrift DE 25 50 794 C2 schlägt beispiels­ weise vor die Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transport­ mechanismus mit einer Kammer auszurüsten,die mit einer Spritz­ vorrichtung zum Spülen mit Wasser ausgerüstet ist. Der Spül­ vorgang findet oberhalb der Behälter mit den Behandlungslösungen statt, aus welchen die Werkstücke zuvor heraus gehoben wurden. Eine verschiebbar gelagerte, am Laufwagen angebrachte Auffang­ schale mit einem elektromechanischen Antrieb wird zu Beginn des Spülvorgangs unter die Werkstücke geschoben und verbleibt in dieser Position bis zum Abschluß des Spritzvorganges.

Die Zuführung des Spritzwassers an den Laufwagen erfolgt über eine Rohr- oder Schlauchkupplung die automatisch angeschlossen wird, sobald sich der Laufwagen in der Betriebsstellung für den Spülvorgang befindet.

Das, auf die Werkstücke gespritzte Spülwasser läuft in eine Auffangschale ab, deren Boden geneigt und an ihrer tiefsten Stelle mit einem Ablaufstutzen versehen ist. Der Stutzen hält zeitperiodisch über einem stationär angebrachten Einlauftrichter zur Weiterleitung des Spülwassers einem Vorratsbehälter oder zur Neutralisierungsanlage an.

Sobald der Spülvorgang beendet ist, wird die Auffangschale in ihre ursprüngliche Lage zurück bewegt, der Zufluß des Spülwassers unterbrochen und der Laufwagen setzt seinen Transportweg mit den gespülten Werkstücken zur nächsten Behandlungsstation fort.

Die Nachteile der zuvor beschriebenen Einrichtung nach dem Stand der Technik sind mannigfaltig. Es ist offensichtlich, daß die Vielfalt der programmgesteuerten, sich überlappenden Systeme der elektromechanisch bewegten Auffangschale sowie der Zu- und Ableitungen des Spülwassers einen entsprechend hohen apparativen Aufwand voraussetzen.

Die Erfindung nach der Patentschrift DE 28 26 250 C2 stellt eine Variante der zuvor beschriebenen dar. Der Vorteil des ge­ ringeren Flächenbedarfs für die gesamten Anlagen durch die Einsparung von Spülabteilen ist, im Gegensatz zu mehrstufigen Kaskaden zweifellos gegeben; die Kompliziertheit des steuerungs­ technischen Systems eines Spülens während der Transportbewegung der Werkstücke vergrößert jedoch dementsprechend sowohl den apparativen Aufwand, als auch die Wartung und Störanfälligkeit der Systeme.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Vorteile mehr­ stufiger Kaskadenspülungen im vollen Umfang zu nutzen, deren Nachteile sowie jene der äquivalenten Systeme nach dem Stand der Technik jedoch zu vermeiden, und darüber hinaus die, an­ sonsten in die 1. Stufe einer Kaskade ausgeschleppten, an den Oberflächen der Werkstücke und ihren Trägern anhaftenden Rest­ mengen einer Behandlungslösung in den Behälter aus welchem sie kommen, weitgehenst zurück zu führen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die, die Behandlungslösung enthaltene Wanne und die 1. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung sich vorrichtungsmäßig in der Horizontalen deckungsgleich überlappen, wobei die besagte 1. Stufe der Kaskadenspülung sich räumlich kongruent oberhalb der Wanne mit der Behandlungslösung befindet.

Die in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung an Trägern befindlichen Werkstücke werden nach Ablauf einer vor­ gegebenen Verweildauer in einer Behandlungslösung vertikal nach oben aus dieser herausgehoben, in einer Wartestellung direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Lösung gehalten, und während eines bestimmten Zeitintervalls mit einem Wasser­ schwall abgespült. Der Wasserschwall wird mittels eines, im Randbereich des Behälters mit der Behandlungslösung stationär sowie ortsabhängig angeordneten Düsensystems erzeugt, und mit Wasser aus der 2. Stufe der vorrichtungsmäßig angeschlossenen Kaskadenspülung gespeist. Das entstehende Gemisch aus Wasser und anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung von den Ober­ flächen der Werkstücke sowie ihrem Träger fließt in Fallrich­ tung in den, unterhalb der Werkstücke befindlichen Behälter mit der Badlösung direkt hinein. Die Werkstücke werden an­ schließend zur 2. Stufe und - gegebenenfalls - zu einer 3. Stufe der Kaskadenspülung gebracht, um im Tauchverfahren abschließend gespült zu werden.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß zu­ mindestens ein Teil der, durch die Werkstücke ausgeschleppten Lösungsmenge direkt in den darunter befindlichen Behälter mit der Behandlungslösung zurückgeführt.

Dem offensichtlichen Vorteilen der Vermeidung komplizierter programmgesteuerter Mechanismen (wie jene der bekannten Auf­ fangschalen) und des großen Platzbedarfes gesellt sich ein weiterer, von außerordentlicher Bedeutung hinzu, jener der di­ rekten Rückgewinnung ausgeschleppter Behandlungslösungen.

Die Rückführung der ausgeschleppten Lösungen ist ein Nebeneffekt des erfindungsgemäßen Spülsystems und zweifelsohne von Belang für die Einsparung von Chemikalien, die ansonsten in der Neu­ tralisierungs-(Entgiftungs-)anlage verloren gehen würden. Wesentlich bedeutsamer ist jedoch der Vorteil, daß die ange­ schlossene Kaskadenspülung um eine Stufe reduziert werden kann. Die Erfindung schlägt überraschenderweise vor, räumlich den Behälter mit der Behandlungslösung und die 1. Stufe der fol­ genden Spülung deckungsgleich zu überlagern. Zwei Stationen der Anlage, eine zur chemischen oder elektrochemischen Oberflächenbe­ handlung, und eine andere zur anschließenden Spülung werden zu einer einzigen zusammen gefügt. Die Anlage als Ganzes wird da­ durch kompakter, sie benötigt eine entsprechend geringere Fläche für ihre Aufstellung und der kostenaufwendige programmgesteuerte Mechanismus für den Transport der Werkstücke wird entsprechend verkleinert.

Die direkte Rückführung der ausgeschleppten Lösungsmenge in den Behälter ihres Ursprungs hat ferner zur Folge, daß der Wasser­ bedarf für die, um eine Stufe reduzierte Kaskadenspülung dran drastisch eingeschränkt werden kann, ohne die Spülqualität der Werkstücke (das sogenannte Spülkriterium) zu mindern. Verkettete Auswirkungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung ergeben sich in wesentlich herabgesetzten Kosten für das Betreiben der Ent­ giftungs-(Neutralisierungs-)anlage, ihrer anlagemäßig verklei­ nerten Dimension und der ansonsten anfallenden Kosten für die Deponie des Schlammes.

Als Beispiel möge ein konkreter Fall aus der betrieblichen Praxis angeführt werden. Eine perforierte sechseckige Trommel von 900 mm Länge und 300 mm Schlüsselweite schleppt mit der darin be­ findlichen Charge 1,2 l der Behandlungslösung aus. Das geforderte Spülkriterium ist 1000, welches einem Verdünnungsgrad von 0,001% der ursprünglichen Konzentration der Lösung entspricht. Die be­ nötigte Wassermenge für eine dreistufige Kaskadenspülung ist 12 l.

Elfindungsgemäß wird die 1. Stufe der Kaskade deckungsgleich und räumlich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung verlegt. Die 12 l Spülwasser, die aus der 2. Stufe herüber ge­ leitet werden, vermischen sich mit den 1,2 l des Konzentrates. Die Dauer des Abspülens der dicht oberhalb des Flüssigkeitsspie­ gels der Badlösung gehaltenen Werkstücke mit einem Wasserschwall von 12 l ist auf ein Zeitintervall von 15 sec. begrenzt. Eine Menge von 12 l des entstehenden Gemisches fließt nun direkt in den darunter befindlichen Behälter mit der Lösung hinein.

Die erfindungsgemäße Maßnahme spart anlagetechnisch eine Behand­ lungsstation, nämlich eine 1. Stufe der Kaskadenspülung ein,und ermöglicht außerdem die direkte gleichzeitige Rückgewinnung von 100% der ausgeschleppten Lösung.

Das Volumen der Behandlungslösung muß konstant in ihrem Behälter gehalten werden. Ist die Betriebstemperatur der Lösung hoch und sind ihre eintretenden Verdunstungsverluste entsprechend groß, so kann der direkte Zufluß des Spülwassers in die Lösung diese ausgleichen.

Ist die Betriebstemperatur hingegen niedrig, so hat der Über­ schuß an Flüssigkeit verfahrenstechnisch (vorzugsweise durch Verdunstung) ausgeschieden zu werden. Ein einfacher und wirt­ schaftlicher Weg hiezu besteht darin, den Inhalt des Behälters mit der Behandlungslösung im Kreislauf durch eine Vorrichtung hindurch zu pumpen, in welcher sie versprüht wird. Gleichzeitig wird Luft vornehmlich aus dem Betriebsraum mittels eines Nieder­ druckventilators durch die besagte. Vorrichtung hindurch und von dieser ins Freie geblasen. Die relative Luftfeuchtigkeit-der Luft wird mit dem Wassergehalt der versprühten Behandlungslösung angereichert, in konzentrierter Form zu ihrem Behälter zurückkehrt.

Ein Beispiel, welches funktionell mit dem zuvor angeführten Betriebsfall in Zusammenhang steht, möge den Verdunstungsvorgang veranschaulichen.

Die Behandlungslösung sei ein alkalisches Zinkbad, ihre Betriebs­ temperatur soll niedriger als 35°C sein. Die relative Luftfeuch­ tigkeit beträgt 50%, die Menge des Wassers für das Abspülen der Tauchtrommel oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Lösung ist gleich 12 l. Die Taktzeit des Trommelautomatens entspricht 10 min; es sind demnach insgesamt 72 l Flüssigkeit in der Stunde zu ver­ dunsten.

Eine Vorrichtung, ausgerüstet mit einem Ventilator, dessen För­ derleistung 4350 m³/h und einer Pumpe, deren Umwälzleistung 7580 l/h ist, verdunstet 80 l/h an Flüssigkeit unter den vorge­ nannten Bedingungen. Der benötigte Energieaufwand für den Ven­ tilator ist 0,75 kw, jener für die Pumpe 1,5 kw.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, das Wasser der 2. Stufe, also jener mit der höchsten Konzentration der zu­ geordneten mehrstufigen Kaskadenspülung im vollen Ausmaß für den Spülvorgang oberhalb der Badlösung zu verwenden. Diese Anwendung hat zur Folge, daß die,beim Herausgeben der Werkstücke aus der Lösung an diesen anhaftenden Restmengen vollständig, d. h. zu 100% in den Behälter zurückgeführt werden.

Einer Neutralisierung oder Entgiftung von Spülwässern bedarf es nicht mehr. Eine, seit wenigen Jahren in Betrieb genommene Trom­ melanlage mit zyanidischen Zinkbädern beweist in technischem Maßstab die Möglichkeit, die Menge der ausgeschleppten Lösungen im vollen Umfang zurück zu gewinnen. Die außerordentlichen wirtschaftlichen Vorteile der Einsparung einer Neutralisierung­ bzw. Entgiftungsanlage und ihrer Betriebskosten sind offensicht­ lich; die Nutzung für den Umweltschutz ist nicht geringer zu werten.

Der Kostenaufwand für die Vorrichtung zum Versprühen der über­ schüssigen Badlösung ist als relativ niedrig zu bezeichnen, der Energieaufwand hie zu minimal. Das versprühen der Behandlungslö­ sung hat außerdem einen positiven Aspekt technischer Natur; es wirkt als Kühlaggregat zur Einhaltung der Badtemperaturen un­ terhalb der Grenze von etwa 35°C.

Eine Variante der Erfindung läst die Möglichkeit offen, nur einen Teil der, in die 2. Stufe einer mehrstufigen Kaskade einströmenden Wassermenge zum Abspülen oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels der Badlösung zu verwenden. Zur praktischen Ver­ anschaulichung sei auf die Betriebsdaten des vorangegangenen Beispiels zurückgegriffen. Die ausgeschleppte Lösungsmenge durch Tauchtrommel und Charge ist gleich 1,2 l und die Trommel sei mit nur 2 l Wasser aus der 2. Stufe der besagten Kaskade oberhalb des Flüssigkeitsspiegels abgespült. Der Rest aus der gesamten benötigten Spülwassermenge von 12 l, d. h. 10 l davon fließen also aus der 2. Stufe der Kaskade direkt zur Neutralisierungs- bzw. Entgiftungsanlage hin ab.

Die Reduktion der Wassermenge in der 1. Kaskadenstufe, also oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung von der 2. Stufe weg vereinfacht dementsprechend das Verdunstungsproblem des überschüssigen Lösungsvolumens.

Die Werkstücke werden mit einem Wasserschwall abgespült, wel­ cher mittels eines, im Randbereich des Behälters mit der Be­ handlungslösung stationär (ortsfest) angeordneten Düsensystems erzeugt wird. Der, aus den Düsen wie aus einem Springbrunnen heraustretende Wasserschwall beschreibt eine bogenförmig ge­ krümmte Strömungsbahn, einem Vorhang gleich, bevor er auf die Oberflächen der Werkstücke bzw. ihrer Träger auftrifft und diese abspült. Die Richtung des Wasserstrahls ergibt sich aus der Stellung der, meistens in einer geradlinigen Reihe parallel zu einem Randbereich des Behälters ortsfest angeordneten Düsen. Die Werkstücke können sowohl einseitig als auch beidseitig ab­ gespült werden je nachdem ob Düsensysteme einseitig oder beidseitig des Lösungsbehälters angeordnet sind.

Die Werkstücke befinden sich an Trägern, und mobile sowie orts­ unabhängige Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transport­ mechanismus befördern diese von einer Behandlungsstation zur nächsten. Die Werkstücke werden an den einzelnen Stationen in die wäßrigen Badlösungen durch die Laufwagen hinein gesenkt, und nach einer vorgesehenen Zeitdauer meistens durch einen an­ deren Laufwagen wieder zum Weitertransport herausgehoben. Die Erfindung sieht vor, daß die Werkstücke nur dicht, direkt oberhalb dem Flüssigkeitsspiegels gehoben, gehalten und dort in einer Wartestellung verbleiben, um durch die stationären Düsensysteme abgespült werden zu können. Nach erfolgter Spülung durch das ortsfeste Düsensystem werden die Werkstücke anschlie­ ßend in Transporthöhe angehoben, um den Wannenrand des Lösungs­ behälters und entsprechende Aufbauten der Anlage überfahren zu können.

Die Träger der Werkstücke können beispielsweise sowohl Körbe für die Aufnahme von Leiterplatten für gedruckte Schaltungen oder von schüttfähigen Massenteilen, als auch sogenannte Gestelle für einzelne, daran befestigte Werkstücke sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine besondere Bedeutung für das Spülen von perforierten, um ihre horizontale Längsachse rotierbaren Tauchtrommeln und den darin befindlichen Chargen, die sich besonders durch das Ausschleppen großer Mengen an Be­ handlungslösungen auszeichnen.

Das Düsensystem ist parallel zur Längsachse der Tauchtrommel an­ geordnet und der, aus diesem austretende Wasserschwall im wesent­ lichen auf die Außenseite der oberen Hälfte des Trommelzylinders hin gerichtet. Das Spülwasser trifft auf den Trommelmantel auf und dringt durch die perforierten Mantelseiten des Trommelkör­ pers und in dessen Innenraum hinein. Es fällt anschließend auf die geneigte Böschungsfläche der darin enthaltenen Charge schütt­ fähiger Massenteile, und strömt weiterhin quer durch diese, sich mit den anhaftenden Restmengen der ausgeschleppten Badlösung an den Teilen vermischend, in Fallrichtung nach unten. Es fließt fernerhin als Gemisch durch die Perforationen der unteren Trom­ melhälfte hindurch in den, darunter befindlichen Behälter mit der Lösung direkt hinein.

Der Trommelzylinder kann während seines Abspülens mit dem Was­ serschwall sowohl kontinuierlich als auch intermittierend ro­ tieren.

Die einzelnen perforierten Mantelseiten des Trommelzylinders sind an ihrer Außenseite mit einem Raster bienenwabenförmig verteilter, vorzugsweise rechteckiger und oben offener Kassetten überzogen, um den auf die Tauchtrommel gerichteten Wasserschwall besser aufzufangen und in den Innenraum der Trommel hinein zu leiten.

Die einzelnen mobilen Laufwagen des, der Anlage für die Ober­ flächebehandlung in Trommeln zugeordneten Transportmechanismus sind mit einer haubenförmigen, starr an ihnen befestigten und daher mitfahrenden Druckluft-Kammer ausgerüstet. Die besagte Kammer hat im wesentlichen die Raumform der Hälfte eines hohlen Zylinders kreisrunden Querschnitts, dessen Längsachse horizontal verläuft. Die obere Zylinderhälfte bildet das Kammergehäuse. Ein Niederdruck-Ventilator speist die Kammer mit Druckluft. Die rotationssymmetrischen Trommelzylinder werden zeitperiodisch in die besagte Kammer eingebracht und eingerichtet. Das Heben und Senken, d. h. das bin-und Ausfahren der Trommelzylinder in die bzw. aus der Kammer erfolgt mittels der Hubwerke der einzelnen Laufwagen.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Spülungsart der, an Trommel und Charge anhaftenden Restmengen einer Behandlungslösung sieht die Kombination zweier, untereinander unabhängigen und im Zeitabstand zueinander an zwei verschiedenen Orten erfolgenden Spülvorgänge vor.

In einer 1. Spülphase wird die, dicht und direkt oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels der Badlösung in einer Wartestellung gehaltene Tauchtrommel mit einem Wasserschwall aus einem, dem Lösungsbehäl­ ter zugeordneten ortsabhängigen stationären Düsensystem abgespült.

In einer folgenden 2. Spülphase wird die Tauchtrommel in die Druckluft-Kammer eines ortsabhängigen Laufwagens vertikal geho­ ben, eingebracht und eingerichtet. Anschließend wird eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung mittels der besagten Kammer quer durch die perforierte Tauchtrommel sowie durch die darin enthaltene Charge hindurch geblasen. Die, an Trommel und Charge anhaftenden Restmengen des Gemisches aus Wasser und Lösung werden zum Großteil durch die erzeugte Luftströmung mitgerissen und in den, darunter befindlichen Be­ hälter mit der Lösung direkt hinein befördert.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kombination sind am Beispiel eines Anwendungsfalles deutlich erkennbar. Den zuvor angeführten Beispielen gleich, wird eine Menge von 1,2 l Badlösung ausge­ schleppt und das erforderliche Spülkriterium sei 1000.

Setzt man eine dreistufige Kaskadenspülung ein, so bedarf es einer Menge von 12 l Spülwasser, um das besagte Kriterium zu erreichen.

Spült man dagegen erfindungsgemäß vorerst den Trommelzylinder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung ab, und bläst anschließend 50% des entstandenen Gemisches aus Wasser und Lösung mittels der Druckluft-Kammer des Laufwagens in die da­ runter befindliche Wanne mit der Behandlungslösung hinein, so sind lediglich 4,22 l Wasser hinreichend, um die angestrebte Spülqualität zu erreichen.

Fernerhin wird als ein Nebeneffekt von außerordentlicher wirtschaftlicher Bedeutung, 100% der ausgeschleppten Badlösung zurück gewonnen.

Eine weitere Variante der Erfindung ermöglicht eine analoge Kombination des Spülvorganges. In einer 1. Spülphase wird die Tauchtrommel vertikal nach oben aus der Behandlungslösung heraus gehoben und in die ortsunabhängige, mobile Druckluft-Kammer eines Laufwagens eingebracht sowie eingerichtet.

Ein Niederdruck-Ventilator der besagten Kammer erzeugt eine, in Fallrichtung wirkende Luftströmung, die quer durch die eingebrach­ te Tauchtrommel und die darin befindliche Charge hindurch fließt. Die Strömung der Luft reißt zum erheblichen Teil die, an den Ober­ flächen der Massenteile und des Trommelzylinders anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung mit sich und befördert diese di­ rekt in die Wanne, aus welcher sie zuvor ausgeschleppt wurden. Das Hubwerk des Laufwagens senkt nun die Tauchtrommel bis knapp oberhalb des Flüssigkeitsspiegels herab und hält diese in einer Wartestellung, während dessen ein Wasserschwall aus einem statio­ nären, im Randbereich des Lösungsbehälters angeordneten Düsen­ system im wesentlichen die obere Hälfte des Trommelzylinders abspült.

Führt man nun die zuvor beschriebene zweite Kombinationsvariante auf das zuvor erwähnte numerische Beispiel (1,2 l ausgeschleppte Menge der Behandlungslösung, 1000 Spülkriterium) zurück, und bläst 50% der Badausschleppung mittels der Druckluft-Kammer des Laufwagens direkt in die Wanne mit der Badlösung hinein, so ge­ nügt ein Abspülen mit nur 6 l Wasser oberhalb des besagten Flüssigkeitsspiegels, um das geforderte Spülkriterium einzuhalten. Zur Erreichung des gleichen Spülkriteriums würde es nach dem Stand der Technik erforderlich sein, eine dreistufige Kaskadenspülung mit einem Wasserbedarf von 12 l einzusetzten.

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung wird durch eine dritte Kombinationsvariante dargestellt, die mehrphasig abläuft. In deren 1. Spülphase wird die Tauchtrommel durch das Hubwerk des Laufwagens aus der Badlösung heraus gehoben und in dessen Druckluft-Kammer eingebracht sowie eingerichtet.

Anschließend wird eine Luftströmung quer durch die Trommel und die darin befindliche Charge hindurch geblasen, welche einen Großteil der, an deren Oberflächen anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung direkt in die, darunter befindliche Wanne mit der Lösung hinein befördert. Ein, am mobilen Laufwagen starr angeschlossener Niederdruck-Ventilator erzeugt die Luftströmung während der Aufenthaltsdauer der Trommel in der besagten Kammer.

Die Tauchtrommel wird in einer folgenden 2. Spülphase durch das Hubwerk des Laufwagens bis knapp oberhalb des Flüssigkeits­ spiegels der Badlösung hinunter gelassen und dort für eine vor­ gegebene Zeitdauer in einer Wartestellung gehalten. Nach Ein­ nahme dieser Position spült ein Wasserschwall aus einem, statio­ när im Randbereich der Wanne mit der Behandlungslösung angeord­ neten Düsensystem im wesentlichen die obere Hälfte des Trommel­ zylinders ab. Die Wassermenge des Schwalls vermischt sich mit den noch verbliebenen anhaftenden Restmengen der Lösung und strömt zum Großteil als Gemisch in Fallrichtung in die, darunter liegende Wanne der Behandlungslösung.

Die Tauchtrommel wird wiederum in einer 3. Spülphase in die Druckluft-Kammer des Laufwagens eingefahren und ein einsetzender Luftstrom bläst die, an Trommel sowie Charge anhaftenden Gemisch­ reste zum erheblichen Teil in die darunter befindliche Wanne mit der Badlösung hinein.

Es läßt sich in vergleichender Analogie zu dem vorangegangenen numerischen Beispiel der betrieblichen Praxis feststellen, daß eine dritte, besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Spülungskombination zu einer weiteren erheblichen Leistungssteigerung des Spülprozesses und der damit zusammen­ hängenden Rückgewinnung der ausgeschleppten Lösungsmengen führt.

Das Beispiel der ersten Kombinationsvariante basierte auf ein Spülkriterium von 1000 bei einem Wasserbedarf von 4,2 l,die zweite Variante bei 6 l. Die dritte bevorzugte Kombinations­ variante hingegen ermöglicht die Einhaltung der gleichen Spül­ qualität bei einem Bedarf von nur 1,62 l Spülwasser.

Alle drei Kombinationsvarianten führen die an Trommel und Charge anhaftenden Ausschleppungen vollständig, d. h. zu 100% zum Ort ihrer ursprünglichen Behandlungslösung zurück.

Die Komponenten der Kombination sind einzelne Vorgänge, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Spülprozeß unabhängig voneinander in Zeitabständen an verschiedenen Orten stattfinden.

Die Erfindung benützt das Spülwasser der 1. Stufe der, dem Be­ hälter mit der Badlösung zugeordneten Kaskadenspülung und die Luft aus der Druckluft-Kammer am Laufwagen als Transportmedien, um die ausgeschleppten Lösungsmengen zurück zu ihrem Ursprungs­ ort zu führen.

Die Erfindung wird an einigen schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispielen beschrieben. Die folgenden Figuren beabsich­ tigen eine, auf das Wesentliche der erfindungsgemäßen Ein­ richtungen beschränkte Darstellung wiederzugeben; bekannte, dem Fachmann geläufige Konstruktionselemente werden daher zeichnerisch nicht berücksichtigt.

Die gewählten Ausführungsbeispiele seien Anwendungen mehrstufiger Kaskadenspülungen in Anlagen zur Oberflächenbehandlung schütt­ fähiger Massenteile in perforierten Tauchtrommeln. Es ist bekannt, daß die besagten Anwendungsfälle jene sind, die in der betrieb­ lichen Praxis die bei weitem größten anhaftenden Restmengen an Behandlungslösungen in die zugeordneten Kaskadenspülungen aus­ schleppen.

Die Fig. 1a und 1b veranschaulichen die Erfindung im Prinzip durch eine vergleichende Gegenüberstellung des Standes der Technik, schematisch dargestellt in der Fig. 1a und der, in gleicher Weise wiedergegebenen erfinderischen Aufgabenlösung in der Fig. 1b.

Die Trommel 1 taucht im Zuge der Oberflächenbehandlung der, in ihr enthaltenen Charge schüttfähiger Massenteile in den wäßri­ gen Elektrolyten der Wanne 2 sowie in die, dieser zugeordneten Abteilen der dreistufigen Kaskadenspülung ein.

Die schematischen Darstellungen zeigen entsprechende Anlagenab­ schnitte im Längsschnitt, den Trommelzylinder hingegen ist im Querschnitt wiedergegeben. Die horizontale, mit Pfeilen ver­ sehene gewundene Linie zwischen den Fig. 1a und 1b deutet den Transportweg der Trommel 1 durch die Behandlungsstationen der Anlage sowie ihren Eintauchvorgang in diese an.

Die Fig. 1a stellt gemäß dem Stand der Technik die Wanne 2 mit dem Elektrolyten und die zugeordnete dreistufige Kaskadenspü­ lung dar, welche aus drei wannenförmigen, untereinander kommuni­ zierenden Abteilen besteht und welche einzeln mit den Be­ schriftungen 1. Stufe sowie 3. Stufe gekennzeichnet sind. Ein Magnetventil steuert den Zufluß des Spülwassers, das durch den Stutzen 3 in die Kaskadenspülung einströmt. Der Flüssig­ keitsspiegel ist niedriger von Abteil zu Abteil und der Durch­ fluß des Spülwassers dem entsprechend gerichtet. Die Trommel 1 taucht zunächst in das 1. Abteil (die 1. Stufe) ein, welches die höchste Konzentration am ausgeschleppten Elektrolyten aufweist, und aus welchem das entstehende Gemisch aus Spülwasser sowie Badlösung durch den Ablaufstutzen 4 zur Neutralisierungs- bzw. Entgiftungsanlage abgeleitet wird.

Die Fig. 1b gibt schematisch die erfindungsgemäße dreistufige Kaskadenspülung und ihre Funktion wieder. Die 1. Stufe der Kaskadenspülung und die Wanne mit dem Elektrolyten überlagern sich deckungsgleich. Die Tauchtrommel 1 wird - nach Ablauf einer vorgegebenen Behandlungszeit im Elektrolyten - bis knapp oberhalb dessen Flüssigkeitsspiegels aus der Lösung heraus gehoben und in dieser Position in einer Wartestellung gehalten. Das zu­ fließende Spülwasser aus der 2. Stufe der Kaskade wird durch ein Düsensystem 5 als Wasserschwall im wesentlichen auf die obere Hälfte des Trommelzylinders 1 gerichtet und strömt durch dessen perforierte Wandung in seinen Innenraum hinein.

Das Düsensystem 5 ist im Randbereich der Wanne 2 vorgesehen. Der Wasserschwall ergibt gemeinsam mit den abgespülten Rest­ mengen der Badlösung am Trommelkörper 1 und der Charge ein Gemisch, welches in Fallrichtung in die darunter befindliche Wanne 2 mit dem Elektrolyten hinein fließt.

Der zuvor beschriebene Vorgang wird durch die beiden punktier­ ten Darstellungen in der Fig. 1b oberhalb der Wanne 2 ange­ deutet. Der bogenförmig gekrümmte, vom Düsensystem 5 ausgehende und sich erweiternde Strahl entspricht dem Wasserschwall; der nach unten gerichtete breite Pfeil hingegen weist auf die Strö­ mung des entstehenden Gemisches Wasser-Elektrolyt zur Wanne 2 hin.

Das Volumen des in der Wanne 2 enthaltenen Elektrolyten muß kon­ stant gehalten werden. Ist die Betriebstemperatur des Elektro­ lyten hoch und die entsprechenden Verdunstungsverluste groß, dann kompensieren diese zumindestens zum Teil den Wasserzufluß durch den Düsenschwall. Das überschüssige Flüssigkeitsvolumen hat jedoch (vorzugsweise durch Verdunstung) ausgeschieden zu werden.

Die Fig. 1b weist durch die schematische Darstellung der Zu- und Ableitung 6 auf einen Verdunster als zugeordnete vorrichtungs­ mäßige Einrichtung hin. Solche Vorrichtungen bestehen beispiels­ weise darin daß, von Niederdruck-Ventilatoren erzeugte Luft­ ströme quer durch Sprühsysteme hindurch geblasen werden. Die relative Feuchtigkeit der, durch das Sprühsystem hindurch strömenden Luft wird entsprechend erhöht und der, im Kreislauf umgepumpte Elektrolyt kehrt volumsmäßig durch Wasserverlust reduziert zur Wanne 2 zurück.

Ist die Bedarfsmenge des Spülwassers durch die dreistufige Kaskadenspülung besonders groß, so kann ein Anteil des Wasser­ flusses vom Kaskadenabteil der 2. Stufe aus durch den, vermöge eines Magnetventils gesteuerten Ablaufstutzen 4 zur Abwässer- Behandlungsanlage hin abgezweigt werden.

Das Düsensystem 5, welches den Wasserfluß von der 2. Stufe zur 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung hinüberleitet, ist stationär im Randbereich der Wanne 2 parallel zur Längs­ achse des Trommelzylinders 1 angeordnet.

Die überraschenden und außerordentlichen Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind aus der Gegenüberstellung der dargestellten Ausführungsbeispiele in den Fig. 1a und 1b offensichtlich erkennbar.

Beide Darstellungen der dreistufigen Kaskadenspülungen sind im gleichen Maßstab wiedergegeben. Der, in Längsrichtung der An­ lage für die Oberflächenbehandlung benötigte Platzbedarf für den Zusammenhang "Elektrolytwanne/dreistufige Kaskadenspülung" ist erfindungsgemäß um 25% geringer gegenüber dem Stand der Technik. Zieht man in Betracht, daß eine Anlage aus einer Anzahl solcher vorrichtungsgemäßigen Zusammenhänge besteht, dann ist die erreichbare Platzersparnis für die gesamte Anlage verhältnis­ gleich größer.

Es entspricht fernerhin dem Stand der Technik die, in die kon­ ventionellen Kaskadenspülungen eingeschleppten Restmengen der an Trommel und Charge anhaftenden Behandlungslösungen voll­ ständig an die angeschlossenen Neutralisierung- bzw. Entgiftungs­ anlagen abzuleiten und die, in diesem Zusammenhang erheblichen Kosten zwangsweise in Kauf zu nehmen.

Die erfindungsgemäße Kaskadenspülung hingegen läßt - entsprechend dem vorkommenden konkreten Einzelfall - die Wahl offen, die be­ sagten Ausschleppungen vollständig oder partiell - je nach den betrieblichen Verhältnissen - an ihren Ursprungsort zurück zu führen und dementsprechend die Neutralisierungs- bzw. Ent­ giftungsanlage gänzlich oder nur teilweise von der Behandlung der Spülwässer zu entlasten.

Die funktionell zusammenhängenden Fig. 2 und 3 gewähren einen näheren Aufschluß über die Wirkungsweise der, erfindungs­ gemäß räumlich zu einer einzigen Anlagenstation vereinten Ein­ heiten der Wanne 2 mit der Behandlungslösung, und dem darüber kongruent aufgesetzten Abteil der Stufe der Kaskadenspülung.

Die sechseckige Tauchtrommel 1 enthält die Charge 7 und rotiert im eingetragenen Gegenuhrzeigersinn. Der, gemäß Fig. 2 voll­ ständig in den Elektrolyten eintauchende Trommelzylinder 1 ist von einem halbkreisförmigen, mit löslichen Metallwürfeln ge­ füllten Anodenkorb 8 umgeben.

Beiderseits des Trommelkörpers 1, und zwar parallel zu dessen Längsachse sind die Düsensysteme 5 stationär im Bereich der Ver­ steifungen des Wannenrandes angeordnet. Die Düsensysteme 5 werden durch die Magnetventile 9 gesteuert.

Der Trommelzylinder 1 ist ein untrennbarer Bestandteil eines mobilen, ortsunabhängigen Aggregates, welches gemäß einem Zeit- Weg-Programm von den Laufwagen des, der Anlage zugeordneten automatischen Transportmechanismus von einer Behandlungsstation zur nächsten befördert wird. Die einzelnen Abteile (Stufen) der Kaskadenspülung gelten als Behandlungsstationen der Anlage.

Weitere wesentliche Bauelemente des Aggregates sind die beiden Tragarme 10 für die Halterung des Trommelzylinders 1, der Antriebsmotor 11 für die Trommelrotation,die Mitnahmebolzen 12 für die Aufnahme des Aggregates durch die Laufwagen sowie die Auflagebolzen 13 zum Aufsetzen dessen auf den Wannenrand 2.

Die Fig. 2 zeigt den Trommelzylinder 1 eingetaucht im Elektro­ lyten, und die Fig. 3 zeigt den nächsten Folgeschritt des Ver­ fahrens zur Oberflächenbehandlung der Charge 7, nämlich das Spülen in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung.

Die Tauchtrommel 1 wird aus dem Elektrolyten heraus gehoben und in einer Wartestellung knapp oberhalb des Badspiegels gehalten. Die Magnetventile 9 der beiderseits des Trommelzylinders 1 an­ geordneten Düsensysteme 5 setzen eine Pumpe (siehe Fig. 1b) in Betrieb, welche Spülwasser aus der 2. Stufe der Kaskadenspülung ansaugt und über die besagten Düsensysteme 5 als Wasserschwall im wesentlichen auf die obere Hälfte des Trommelzylinders 1 hin sprüht.

Das Abspülen des Trommelkörpers 1 in der Fig. 3 durch den Wasserschwall der beiden Düsensysteme 5 wird durch die punktier­ ten, von den Düsenöffnungen 5 ausgehenden strahlähnlichen Dar­ stellungen angeordnet.

Nach Abschluß des Spülvorganges wird das Aggregat zum Abteil der 2. Stufe der Kaskadenspülung hinüber bewegt und die Trommel 1 samt Charge 7 im Tauchverfahren gespült. In Fortsetzung hiezu schließt sich die Tauchspülung der Trommel 1 in der 3. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung an.

Die Folge der Fig. 4, 5 und 6 geben besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung wieder.

Die Fig. 4 stellt, analog zum Beispiel der Fig. 1b, schematisch eine Erweiterung des Erfindungsgegenstandes unter Einschluß der Laufwagen des, der Anlage zugeordneten Transportmechanismus dar.

Oberhalb der, aus dem Behälter 2 mit dem Elektrolyten und der, darüber teilweise überlagerten erfindungsgemäßen Kaskadenspülung bestehenden Wannenreihe ist die Laufbahn 14 vorgesehen, auf welcher sich die Laufwagen 15 des zugeordneten Transportmecha­ nismus bewegen und die Trommelaggregate 1 von Behandlungsstation zu Behandlungsstation der Anlage befördern.

Die, mit Richtungspfeilen gekennzeichnete, aus waagrechten und lotrechten Abschnitten sich zusammensetzende Linie deutet den Transportweg zur Tauchtrommel 1 entlang der Reihe von Behandlungs­ stationen an.

Die Laufwagen 15 sind mit Druckluft-Kammern 16 ausgerüstet, welche ihrerseits über einen Niederdruck-Ventilator verfügen.

Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungen erfahren besondere Spülvorgänge in dem, kongruent mit der Wanne 2 überlagerten 1. Stufe der Kaskadenspülung.

Die erweiterte Anwendung der Erfindung sieht prinzipiell drei verschiedene Kombinationsvarianten der Schrittfolgen in der 1. Stufe der Kaskadenspülung vor.

In einer ersten Variante wird die Trommel 1 bis knapp oberhalb des Badspiegels der Behandlungslösung herausgehoben, dort gehalten, mit einem Wasserschwall abgespült und anschließend in die Druckluft-Kammer 16 des Laufwagen 15 eingefahren sowie eingerichtet. Eine, in der besagten Kammer 16 erzeugte Luft­ strömung quer durch Trommel 1 und Charge 7 hindurch bläst die, an diesen anhaftenden Restmengen des Gemisches Wasser-Elektro­ lyt in die, darunter befindliche Wanne 2 mit der Badlösung hinein.

Die Trommel 1 wird anschließend zu den nächsten Stufen durch den Laufwagen 15 transportiert und dort im Tauchverfahren ge­ spült.

Die Fig. 4 versinnbildlicht durch einen punktiert gezeichne­ ten Pfeil den, aus dem Düsensystem 5 austretenden und auf den Trommelzylinder 1 auftreffenden Wasserschwall; ferner durch einen weiteren, vertikal nach unten gerichteten breiten Pfeil den Abfluß des entstehenden Gemisches in die darunter befind­ liche Wanne 2 mit der Badlösung.

Der Abblasevorgang in der Druckluft-Kammer 16 des Laufwagen 15 wird durch einen eingezeichneten, ebenfalls punktierten, die Luftströmung quer durch die Trommel 1 hindurch darstellenden Pfeil angedeutet; der weitere Weg der Strömung ist durch einen zusätzlichen ähnlichen unteren Pfeil gekennzeichnet. Letzterer versinnbildlicht die, von der Strömung mitgerissenen und in die Wanne 2 fallenden Restmengen der ausgeschleppten Flüssig­ keit.

Nach abgeschlossenem Spülvorgang in der 1. Stufe der erfindungs­ gemäßen Kaskadenspülung wird die Tauchtrommel 1 zur 2. und 3. Stufe der besagten Kaskade befördert, um in diesen im Tauchver­ fahren gespült zu werden.

Das durchlaufende Spülwasser wird über einen, durch ein Magnet­ ventil 9 gesteuerten Stutzen 3 in die Kaskadenspülung einge­ speist und fließt durch die Niveauunterschiede der Flüssig­ keitsspiegel von der 3. zur 2. Stufe weiter. Eine Pumpe 17 saugt das Spülwasser der 2. Kaskadenstufe an und leitet es über das Düsensystem 5 in der Form eines Wasserschwalls in die 1. Stufe weiter. Das überschüssige Flüssigkeitsvolumen der Bad­ lösung in der Wanne 2 wird über dem Verdunster 6 im Kreislauf entsorgt.

Reicht die Kapazität des Verdunstungssystems nicht aus, so wird ein Teil des, durch die Kaskadenspülung durchfließenden Wassers über einen Ablaufstutzen 4 vom Abteil der 2. Stufe weg zur Neutralisierungs- bzw. Entgiftungsanlage abgezweigt.

Die Fig. 5 und 6 stellen eine Folge mehrphasiger Spülvorgänge in der 1. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskadenspülung, nämlich des kombinierten Abspülens oberhalb der Badlösung und der anschließenden Einbringung des Trommelaggregates in die Druckluft-Kammer 16 des Laufwagens 15 dar.

Der Wiedergabe in der Fig. 4 entsprechend, erfolgen auch jene in den Fig. 5 und 6 im Querschnitt, d. h. senk­ recht zur Rotationsachse des Trommelzylinders 1.

Der Fig. 5 gemäß wurde die Tauchtrommel nach Beendigung einer vorgegebenen Behandlungszeit in der Badlösung der Wanne 2 aus dieser durch das Hubwerk 18 des Laufwagens 15 heraus gehoben, und wird durch dieses in einer Warte­ stellung knapp oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gehalten.

Die Magnetventile 9 öffnen und ein Wasserschwall, ge­ speist aus der 2. Stufe der Kaskadenspülung spült mittels der beiden gegenüberliegenden Düsensysteme 5 hauptsächlich die obere Hälfte des Trommelkörpers 1 ab. Die Tauchtrommel 1 rotiert während dieser Zeit kontinuierlich oder intermittier­ end und das darauf auftreffende Spülwasser wird durch die kassettenartig geformte Außenseite der Trommelwandung 1 aufgefangen, um durch die perforierten Böden 1 der Kassetten in den Innenraum der Tauchtrommel 1 hinein zu fließen.

Das eintretende Spülwasser fällt auf die geneigte Böschungs­ fläche der Charge 7 und strömt durch diese hindurch, um mit den an dieser anhaftenden Elektrolytreste als Gemisch durch die perforierte untere Hälfte des Trommelzylinders 1 hin­ durch in die darunter befindliche Wanne 2 mit der Behandlungs­ lösung zu gelangen.

Ist der Spülvorgang oberhalb der Badlösung abgeschlossen, so hebt das Hubwerk 18 des Laufwagens 15 entsprechend der Fig. 6 das Trommelaggregat und bringt den Trommelzylinder 1 in das Gehäuse der Druckluft-Kammer 16 hinein. Eine schwenkbare Klappe 19 der Kammer 16 schließt sich durch Hebelwirkung und ein, vom Niederdruck-Lüfter 20 erzeugter Luftstrom wird quer durch den perforierten Trommelmantel 1 und die darin befindliche Charge 7 hindurch geblasen.

Die Luftströmung reißt die, an den Oberflächen der Massen­ teile 7 sowie des Trommelkörpers 1 anhaftenden Restmengen des Gemisches Wasser-Elektrolyt mit sich und befördert diese in Fallrichtung direkt in die, darunter befindliche Wanne 2 mit der Badlösung.

Der Laufwagen 15 bewegt sich nun entsprechend seinem Fahr­ programm zum Abteil der 2. Stufe, und in einem weiteren Takt zum Abteil der 3. Stufe der erfindungsgemäßen Kaskaden­ spülung, um das Trommelaggregat hinunter in die besagten Abteile zu lassen und die Trommel 1 sowie die Charge 7 im Tauchverfahren darin zu spülen.

Der zuvor geschilderte Spülvorgang in zwei Phasen nach den Fig. 5 und 6 entspricht einer, unter mehreren möglichen Kombinationsvarianten, die in der 1. Stufe der erfindungs­ gemäßen Kaskadenspülung durchführbar sind.

Eine weitere analoge Kombinationsvariante würde mit dem Abblasen des Elektrolyten mittels einer Luftströmung in der Druckluft-Kammer 16 des Laufwagens 15 beginnen, ge­ folgt von einer Abspülung der Trommel 1 und der Charge 7 mit einem Wasserschwall aus den Düsensystemen 5 direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung und einer abschließenden Tauchspülung des Trommelzylinders 1 in den Stufen 2 sowie 3 der Kaskade enden.

Einer anderen Kombinationsvariante zufolge wird der Trommelzylinder 1 vorerst in die Druckluft-Kammer 16 ein­ gebracht sowie eingerichtet, die anhaftenden Elektrolyt­ reste an Charge 7 und Trommel 1 mit einer Luftströmung abgeblasen, die Trommel 1 anschließend bis knapp oberhalb der Badlösung herab gelassen und gehalten, dort mit einem Wasserschwall, gespeist auf der 2. Stufe der Kaskade ab­ gespült, wieder in die Druckluft-Kammer 16 gebracht, das entstandene Gemisch Wasser-Elektrolyt größtenteils noch­ mals mit einer Luftströmung abgeblasen und die Trommel 1 in der Folge zu den Abteilen der 2. sowie 3. Stufe der Kaskade mittels des Laufwagens 15 gefahren, um dort die Charge 7 im Tauchverfahren zu spülen.

Das erfindungsgemäße Verfahren betreffend die deckungs­ gleiche Überlagerung der, den Elektrolyten enthaltenden Wanne mit der 1. Stufe einer mehrstufigen Kaskadenspülung zeichnet sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik im wesentlichen durch folgende sechs Merkmale von be­ sonderer Bedeutung aus:

• 1. die Möglichkeit einer vollständigen oder teilweisen Rückgewinnung der ausgeschleppten, an Werkstücken sowie ihren Trägern anhaftenden Restmengen von Behandlungslösungen und
• 2. die direkte Rückführung der besagten Restmengen in unveränderter chemischen Zusammensetzung in die Wannen aus welchen sie ausgeschleppt wurden.
• 3. Verkleinerung der Anlage für die Oberflächenbehandlung um je eine Station je mehrstufige Kaskadenspülung.
• 4. Drastische Verminderung des Bedarfes an Spülwasser bei konstant bleibendem Spülkriterium.
• 5. Wesentlich reduzierte (bzw. keine) Betriebskosten für eine Neutralisierungs- und Entgiftungsanlage.
• 6. Erheblich verkleinerte (bzw. keine) Anlage für die Behandlung der Spülwässer.

In Betracht gezogene Druckschriften:
DE 25 50 794 C2
DE 28 26 250 C2.

Claims (17)

1. Verfahren zum Spülen mit Wasser von Werkstücken und ihren Trägern nach deren chemischen oder elektrochemischen Ober­ flächenbehandlung mittels einer, der Wanne mit der Behand­ lungslösung zugeordneten sogenannten mehrstufigen Kaska­ denspülung, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Behand­ lungslösung enthaltende Wanne (2) und die 1. Stufe der zu­ geordneten Kaskadenspülung sich vorrichtungsmäßig in der Horizontalen deckungsgleich überlagern, wobei die besagte 2. Stufe der Kaskadenspülung sich räumlich kongruent ober­ halb der Wanne (2) mit der Behandlungslösung befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der 1. Stufe der Kaskadenspülung die, an Trägern be­ findlichen und nach Ablauf ihrer vorgegebenen Verweil­ dauer in einer wäßrigen Behendlungslösung vertikal nach oben aus dieser heraus gehobenen Werkstücke, in einer Wartestellung dicht sowie direkt oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels der Lösung gehalten und während eines vor­ gegebenen Zeitintervalls mit einem Wasserschwall abgespült werden, welcher mit Wasser aus der 2. Stufe der besagten Kaskadenspülung gespeist wird, wobei das, aus Wasser und aus den, an Werkstücken und Trägern anhaftenden Rest­ mengen der Behandlungslösung entstehende Gemisch zum Großteil in Fallrichtung in den, unterhalb der Werkstücke befindlichen Behälter mit der Behandlungslösung direkt hinein fließt, und daß anschließend die Werkstücke an ihren Trägern in der 2. Stufe der Kaskadenspülung im Tauchverfah­ ren gespült werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die, dem Behälter (2) mit der Behandlungslösung zuge­ ordnete Kaskadenspülung vorzugsweise dreistufig ist, wobei die Werkstücke mittels eines, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwalls abgespült und anschließend in der 2. sowie 3. Stufe der besagten Kaskadenspülung im Tauchver­ fahren gespült werden.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wasserschwall der 1. Stufe der Kaskaden­ spülung mittels eines ortsabhängigen stationären Düsen­ systems (5) erzeugt wird, welches im Randbereich des Behälters (2) mit der Behandlungslösung angeordnet und mit Wasser aus der 2. Stufe der, dem besagten Behälter (2) zugeordneten mehrstufigen Kaskadenspülung gespeist ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die, an Trägern befindlichen Werkstücke mittels mobiler und ortsunabhängiger Laufwagen (15) des, der Anlage für die Oberflächenbehandlung der Werkstücke zugeordneten Transportmechanismus von einer Behandlungs­ station durch die zugeordneten mehrstufigen Kaskaden­ spülungen zur nächsten getragen, in die einzelnen, im wesentlichen die Stationen der Anlage bildenden wannen­ förmigen Behälter (2) mit den verschiedenen Behandlungs­ lösungen eingebracht sowie eingerichtet, und anschließend nach vorgegebenen Zeitintervallen aus den Lösungen heraus­ gehoben und knapp direkt oberhalb deren Flüssigkeitsspiegel während vorgegebener Zeitintervalle gehalten werden, wobei die besagten Stationen mit stationär und ortsab­ hängig zugeordneten Düsensystemen (5) zum Abspülen der Werkstücke sowie Träger mit Wasser oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels der Behandlungslösungen als 1. Stufe der Kaskadenspülungen ausgerüstet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet, daß die Träger der Werkstücke sogenannte Gestelle sind, an denen die Werkstücke hängend (beispielsweise als Leiterplatten für gedruckte Schaltungen) oder durch Klam­ mern gehalten, befestigt sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger der Werkstücke ein oben offener Korb vorzugsweise prismatischer Raumform zur Aufnahme plattenartiger Artikel (beispielsweise von Leiterplatten für gedruckte Schaltungen) oder schüttfähiger Massen­ teile ist, dessen seitliche Wandungen und Boden mit perforationsähnlichen offenen Durchbrüchen versehen sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger der Werkstücke eine um ihre im allgemeinen horizontale Achse rotierbare Tauchtrommel (1) mit einem perforierten Mantel prismatischen oder kreisrunden Quer­ schnitts zur Aufnahme einer Charge (7) schüttfähiger Massenteile ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Düsensystem (5) für die Erzeugung und Richtung des Wasserschwalls im wesentlichen aus einer geradlinigen Reihe von Düsen besteht, die parallel zum Wannenrand des, die Behandlungslösung beinhaltenden Behälters (2) stationär angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Düsensystem (5) zum Abspülen der Werk­ stücke sowohl in einem Randbereich des, die Behandlungs­ lösung enthaltenden Behälters (2) oder auf in zwei paral­ lel zueinander verlaufenden Randbereichen des besagten Be­ hälters (2) stationär angeordnet sind.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der, in der 1. Stufe der Kaskadenspülung aus dem stationären Düsensystem (5) parallel zur Längsachse des Trommelzylinders (1) austretende Wasserschwall im wesentli­ chen auf die Außenseite der oberen Hälfte des, direkt ober­ halb des Flüssigkeitsspiegels der Badlösung in einer Wartestellung gehaltenen Trommelzylinders (1) auftrifft und zunächst diese abspült, das Spülwasser des Schwalls in der Folge durch die perforierten Mantelseiten der be­ sagten Zylinderhälfte in den Innenraum der Tauchtrommel (1) hinein fließt und auf die geneigte Böschungsfläche der, in der Trommel (1) enthaltenen Charge (7) fällt, weiterhin quer durch die Charge (7) schüttfähiger Massen­ teile hindurch strömt und vermischt mit den, am Trommel­ körper (1) sowie Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung als Gemisch durch die perforierte untere Hälfte des Trommelzylinders (1) hindurch in Fallrichtung direkt in den, unterhalb der Tauchtrommel (1) befindli­ chen Behälter (2) mit der Behandlungslösung hinein fließt.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trommelzylinder (1) während vorgegebe­ ner Zeitperioden, in welchen ein Wasserschwall aus einem stationären Düsensystem (5) vornehmlich die Außenseite der oberen Zylinderhälfte (1) abspült′ kontinuierlich oder intermittierend rotiert.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mantel des Trommelzylinders (1) an sei­ ner Außenseite bienenwabenförmig mit einem Raster vor­ zugsweise rechteckiger offener Kassetten überzogen ist, deren Böden die perforierten Mantelseiten der Tauchtrom­ mel sind.

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzelnen mobilen Laufwagen (15) des, der Anlage für die Oberflächenbehandlung der Werkstücke (7) in Trommeln (1) zugeordneten Transportmechanismus mit einem haubenförmigen, starr an diesen befestigten und daher mitfahrenden Gehäuse einer Druckluft-Kammer (16) ausgerüstet sind, in welche die rotationssymmetri­ schen Trommelzylinder (1) zeitperiodisch einbringbar und einrichtbar sind.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mittels einer Kom­ bination zweier, untereinander unabhängigen und im Zeit­ abstand zueinander an zwei verschiedenen Orten erfolgenden Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die, dicht und direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung in einer Warte­ stellung gehaltene Tauchtrommel (1) mit einem,aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem Behälter (2) mit dem Badlösung zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült wird, und
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) in die Druckluft-Kammer (16) eines mobilen Laufwagens (15) vertikal gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die perforierte Tauch­ trommel (1) sowie durch die darin enthaltene Charge (7) geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen des Gemisches aus Behandlungslösung und Spülwasser zum Großteil in den darunter befindlichen Behälter (2) mit der besagten Lösung direkt hinein beför­ dert; und daß in der Spülfolge
die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net,daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mittels einer Kom­ bination zweier, untereinander unabhängiger und im Zeit­ abstand zueinander an zwei verschiedenen Orten stattfin­ denden Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung herausgehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) ein­ gebracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be­ findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommel (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli­ chen Behälter (2) mit der Badlösung direkt hinein befördert,
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Wartestellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserschwall von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zugeordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die in der 1. Stufe der Kaskadenspülung erfolgende Spülung der Charge (7) und Trommel (1) mit einer Kombination dreier, untereinander unabhängiger und im Zeitabstand zueinander an zwei verschiedenen Orten stattfindenden Schritten vor sich geht, wobei
in einem ersten Schritt die Tauchtrommel (1) vertikal nach oben aus der Behandlungslösung heraus gehoben und in die mobile Druckluft-Kammer (16) eines Laufwagens (15) einge­ bracht sowie eingerichtet wird, wobei anschließend eine, im wesentlichen in Fallrichtung erfolgende Luftströmung quer durch die Tauchtrommel (1) sowie durch die darin be­ findliche Charge (7) hindurch geblasen wird, welche die an Trommeln (1) und Charge (7) anhaftenden Restmengen der Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindli­ chen Behälter (2) mit der Behandlungslösung direkt hinein befördert, ferner
in einem folgenden zweiten Schritt die Tauchtrommel (1) aus der Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) heraus bis knapp direkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Behandlungslösung hinunter gelassen, in einer Warte­ stellung gehalten und während dieser Zeit mit einem, aus der 2. Stufe der Kaskade gespeisten Wasserstrahl von einem, dem besagten Behälter (2) zugeordneten stationären Düsensystem (5) abgespült,
in einem dritten Kombinationsschritt die Tauchtrommel (1) abermals in die Druckluft-Kammer (16) des Laufwagens (15) gehoben, eingebracht sowie eingerichtet wird, um gemäß dem Vorgang des ersten Kombinationsschrittes mittels der besagten Luftströmung quer durch die Trommel (1) und die Charge (7) hindurch die, an deren Oberflächen anhaftenden Restmengen des während des zweiten Spülschrittes entstandenen Gemisches aus Spülwasser und Behandlungslösung zum Großteil in den, darunter befindlichen Behälter (2) mit der Bad­ lösung direkt hinein zu befördern, und daß in der Spülfolge die Trommel (1) mit der Charge (7) in der 2. Stufe der zu­ geordneten Kaskadenspülung im Tauchverfahren gespült wird.