DE69423066T3

DE69423066T3 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von metallischen Werkstücken, die beschichtet oder nicht sind

Info

Publication number: DE69423066T3
Application number: DE69423066T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Boyer; Philippe Dugard
Original assignee: Entrepose Montalev S A; Entrepose Montalev SA
Current assignee: Entrepose Montalev S A; Entrepose Montalev SA
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2014-10-08
Also published as: DE69423066D1; FR2710866B1; FR2710866A1; EP0647505B1; EP0647505B2; DE69423066T2; EP0647505A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Behandeln von metallischen Werkstücken, die beschichtet sind oder nicht und insbesondere, aber nicht ausschließlich von galvanisierten Gerüstelementen zum Gegenstand.
Ursprünglich waren die verwendeten Systeme von Gerüstelementen angestrichen, und ihre Wartung war einfach. Bei jeder Rückkehr von einer Baustelle erlaubte es ein herkömmliches Sand- oder Stahlkiesstrahlen, die Oberflächen der verschmutzten Rohre oder Platten abzustrahlen. Ein Wiederaufbringen von Farbe verlieh dem Material sein neues Aussehen.
Die Verbreitung von galvanisierten Gerüsten wie auch die Verwendung von Dichtharz für die Gebäudefassaden auf den Baustellen, das von den Gerüstelementen schwer zu beseitigen ist, haben zu neuen und schwierigen Problemen beim Durchführen der Reinigung der Gerüstelemente geführt. Es besteht daher ein tatsächliches Bedürfnis nach wirksamen Vorrichtungen, die es erlauben, störende Materialien wie Beton, Gips, Farbe, Harze etc. von den Gerüstelementen zu beseitigen, ohne die Galvanisierung derselben zu beeinträchtigen, und deren Preis im Verhältnis zu dem Wert des zu behandelnden Produkts bleibt.
Es gibt andere beschichtete Werkstücke, die beispielsweise mit einer anderen Art von Schutz überzogen sind, bei denen es notwendig ist, sie unter annehmbaren wirtschaftlichen Bedingungen reinigen zu können.
Das Dokument BR-A-8 201 279 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von metallischen Werkstücken, die beschichtet sind oder nicht, das einen Schritt umfaßt, das Werkstück während einer vorbestimmten Zeit einem Hochgeschwindigkeitsstrahl von Teilchen mit Umgebungstemperatur auszusetzen, wodurch man gleichzeitig eine Reinigung des Werkstücks erzielt, wenn es Verschmutzungen aufweist, wie auch die Bildung einer anhaftenden Oberflächenschicht von geringer Dicke.
Man kennt mehrere Verfahren zum Durchführen der Reinigung von Gerüstelementen: Man kann hier Hochdruckreiniger mit über 1000 bar anführen, aber diese weisen den Nachteil auf, daß sie das Wiederaufbereiten von beträchtlichen Volumeneinheiten von Wasser erforderlich machen und die Beschichtung beeinträchtigen. Man hat außerdem Säurebäder zusammen mit Spülbehältern verwendet, aber der Einsatz derartiger Vorrichtungen ist heikel, und er bewirkt ein Entfernen der Beschichtung. Man hat vorgeschlagen, kohlensaures Gas unter Druck bei niedriger Temperatur aufzustrahlen. Dieses Verfahren ist wirksam, aber mühsam. Man kennt außerdem Abstrahlverfahren unter Zuhilfenahme kleiner Kugeln aus Kunststoff. Dieses Verfahren beeinträchtigt die Beschichtung nicht, ist aber außerordentlich teuer.
Es ist außerdem wünschenswert, daß der Vorgang des Reinigens von einem Vorgang des Wiederbeladens des Werkstücks mit Material zum Schutz desselben begleitet ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das es erlaubt, gleichzeitig die Reinigung des . Werkstücks sowie das Wiederbeschickten von metallischen Werkstücken vorzunehmen, die beschichtet sind oder nicht, insbesondere galvanisiert sind, beispielsweise von Gerüstelementen, und das in einfach und wenig mühsamer Weise durchzuführen und trotzdem wirksam ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von metallischen Werkstücken, die beschichtet sind oder nicht, die in Anspruch 1 enthaltenen Merkmale.
Diese Verfahren ist wirksam, läßt sich mit geringen Kosten durchführen und erlaubt es, Werkstücke zu erlangen, deren Aussehen am Ende dank des Vorgangs des Wiederbeschichtens perfekt ist.
Vorzugsweise ist das Metall Zink, und die Teilchen haben Abmessungen von kleiner oder gleich 1 mm.
Ebenfalls vorzugsweise haben die Teilchen eine Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser beim Lesen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, die beispielhaft und nicht einschränkend gegeben wird. Die Beschreibung nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine allgemeine Draufsicht der Gesamtheit der Reinigungsvorrichtung ist;
2 eine Teilansicht im Aufriß ist, die den Förderer zeigt, der die zu behandelnden Werkstücke trägt;
3 eine Teilansicht im Aufriß ist, die die Einfassung und den leeren Förderer zeigt;
4 eine Untersicht ist, die den Einbau von Abstrahlturbinen zeigt; und
5 eine Ansicht im Teilschnitt eines Teils eines Werkstücks ist, das der Behandlung unterzogen wurde.
Bevor die Behandlungsvorrichtung eingehend beschrieben wird, wird zunächst das Prinzip der Erfindung unter Bezug auf 5 dargestellt. In dieser Figur ist im Schnitt die Oberfläche eines Werkstücks P, beispielsweise eines Gerüstelements aus galvanisiertem Stahl gezeigt. Man sieht eine äußere Schicht C₁, deren Zinkgehalt von außen zum Innern des Werkstücks hin sinkt, und das eigentliche Werkstück C₂ aus Stahl. Die Dicke der Schicht C₁ ist üblicherweise von der Größenordnung von 70 Mikrometern. Auf der äußeren Oberfläche des Werkstücks ist außerdem eine zu beseitigende Verschmutzung 5 dargestellt.
Indem man die Oberfläche des Werkstücks P einem Strahl von Teilchen aus einem Material unterwirft, das eine Härte hat, die höchstens der der äußeren Schicht C₁ des Werkstücks gleich ist, und die Abmessungen von kleiner oder gleich 1 mm haben, erzielt man überraschenderweise im selben Arbeitsschritt hintereinander zwei Ergebnisse. Einerseits entfernen die aufgestrahlten Teilchen die Verschmutzungen S, die, daran sei erinnert, im Hin blick auf das Aufprallen nicht chemisch mit dem Werkstück verbunden sind. Andererseits verursacht dieser Teilchenstrahl eine gewisse Erwärmung der äußeren Oberfläche des Werkstücks. Wegen dieser Erwärmung zerschellen die Teilchen, deren Abmessungen höchstens gleich 1 mm sind, und deren Härte höchstens der der Schicht C₁ des Werkstücks gleich ist, auf der zuvor gereinigten äußeren Oberfläche des Werkstücks und haften dort durch Verschmelzung an. Man bildet somit eine äußere anhaftende Wiederbeschichtungslage C₃, deren Dicke e' von der Größenordnung von 7 bis 10 Mikrometern ist. In Analogie zur Heißverzinkung könnte man dieses Verfahren wegen der relativ niedrigen Temperatur als Kaltverzinkung bezeichnen. Vorzugsweise wird das Aufstrahlen so ausgeführt, daß die Erhöhung der Temperatur des Werkstücks bei einigen zehn °C liegt. Vorzugsweise beträgt diese Temperatur höchstens gleich 60°C. Am Ende der Behandlung erlangt man somit ein Werkstück, das nicht nur sauber ist sondern das außerdem; beispielsweise mit Zink, wiederbeschichtet wurde. Das Werkstück muß dem Teilchenstrahl während einer Dauer von mindestens 1,5 Minuten ausgesetzt werden.
Nun wird unter Bezug auf 1 die Gesamtheit der Behandlungsvorrichtung beschrieben. Diese Vorrichtung ist in einer Halle angeordnet. Sie umfaßt im wesentlichen einen Förderer 10, der es erlaubt, die zu behandelnden Werkstücke mit kontrollierter Geschwindigkeit, beispielsweise von der Größenordnung von 2 Metern pro Minute zu verschieben. Der Förderer bewegt sich vor einer Beladungszone 12. Er durchquert eine Kammer zum Schutz und zur Behandlung oder einen Strahlputztunnel 14 und verläuft vor einer Entladungszone 16. Außerdem sind die Behälter 15 und 17 dargestellt, die die Strahlputzturbinen beinhalten.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Fördereinrichtung. Dargestellt ist die horizontale Trageschiene 18 und Stangen, die mittels Rollen 22 an der Schiene aufgehängt sind und beispielsweise durch ein Kettensystem 24 mitgeführt werden. Wie 4 besser zeigt, umfassen die Stangen 20 beispielsweise neun Einhakelemente 26 für die zu behandelnden Werkstücke 28. Der Abstand zwischen den Stangen 20 ist natürlich an die Länge der zu behandelnden Werkstücke angepaßt. Wie 3 zeigt, um faßt die Schutzkammer 14 oder der Tunnel, in der/dem das Abstrahlen durchgeführt wird, an ihrem/seinem Boden einen Graben 30 zum Aufsammeln der Abstrahlteilchen und einen Förderer mit Endlosschraube 32 zum Aufsammeln dieser Teilchen. Sind sie erst einmal entstaubt, können diese Abstrahlteilchen wieder verwendet werden.
In 4 sind schematisch die Wände 32 und 34 der Behandlungskammer 14 wie auch acht elektrische Turbinen dargestellt, die mit je einem elektrischen Motor ausgestattet sind, der es erlaubt, derart Strahlen aus Abstrahlteilchen zu erzeugen, daß die Gesamtheit der die Kammer durchquerenden Werkstücke 28 in geeigneter Weise dem Teilchenstrahl ausgesetzt ist. Die Düsen der Turbinen sind derart ausgerichtet, daß die Gesamtheit der aufgehängten Werkstücke dem Abstrahlen ausgesetzt ist. In 4 sind nur die vier Turbinen 36, 38, 40 und 42 sichtbar.
Erfindungsgemäß bestehen die Abstrahlteilchen aus Zink oder Aluminium. Im Falle, daß sie aus Zink sind, haben diese Teilchen Abmessungen von kleiner oder gleich 1 mm. Beispielsweise erhält man diese Teilchen durch Abschneiden von einem Zinkdraht mit 0,7 mm Durchmesser. Es kann sich auch um Zinkkugeln handeln, deren Durchmesser zwischen 0,6 und 1 mm liegt. Vorzugsweise gibt jede der acht Turbinen ungefähr 140 kg/mn an Zinkteilchen ab, die mit einer Ausgangsgeschwindigkeit von der Größenordnung von 50 m/s ausgesandt werden. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Förderers und somit die Geschwindigkeit der Bewegung der Werkstücke in der Kammer 14 liegt in der Größenordnung von 2 Metern pro Minute derart, daß die Dauer des Aussetzens mindestens gleich 1,5 Minuten ist.
Die mit dieser Vorrichtung durchgeführten Versuche zeigen, daß, welcher Art auch immer die Ablagerungen auf den zu behandelnden Werkstücken sind, diese wirksam entfernt werden, ohne daß dadurch eine Beeinträchtigung der ursprünglichen Galvanisierung der Werkstücke bewirkt wird. Außerdem hat man beobachtet, daß das Abstrahlen, das unter den oben genannten Bedingungen durchgeführt wird, außerdem die gleichzeitige Erzeugung einer sehr dünnen Wiederbeschichtungslage beispielsweise aus Zink erlaubt, wenn die Teilchen aus diesem Material bestehen. Diese Oberflächenschicht, deren Dicke von der Größenordnung von 10 Mikrometern ist, haftet sehr gut an dem Werkstück mittels einer "Kalt" -Verzinkung wegen der relativ geringen Temperatur (höchstens gleich 60°C), die von dem Bombardieren des Werkstücks mit den Teilchen herrührt.
Es ist außerdem klar, daß, da die Vorrichtung automatisch ist, ihre Leistungsfähigkeit groß ist.
Schließlich betrifft die vorangegangene ausführliche Beschreibung das Reinigen und das Wiederbeschichten von galvanisierten Werkstücken. Man würde jedoch die Erfindung nicht verlassen, wenn die zu reinigenden Werkstücke mit einer Schicht aus einem synthetischen Material oder einer metallischen Beschichtung beschichtet wären.

Claims

Verfahren zum Reinigen und Wiederbeschichten von metallischen Werkstücken, die beschichtet sind oder nicht und Verschmutzungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst, das Werkstück während einer vorbestimmten Zeit einem Hochgeschwindigkeitsstrahl von Teilchen mit Umgebungstemperatur auszusetren, wobei diese Teilchen ganz aus einem Metall ausgeführt sind, das aus der Gruppe mit Zink und Aluminium ausgewählt wurde, wobei das Auftreffen der Teilchen derart erfolgt, dass es unter der Wirkung der Teilchenstöße eine Erwärmung der Oberfläche des Werkstücks auf eine Temperatur von höchstens gleich 60°C verursacht, wodurch man ein Verschmelzen dieser Teilchen auf diesem Werkstück durch Druckverformung erzielt, und wodurch man gleichzeitig eine Reinigung des Werkstücks und die Bildung einer anhaftenden Oberflächenschicht mit geringer Dicke in der Größenordnung von 7 bis 10 μ erzielt, die durch das Zink oder Aluminium gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Zink ist, und dass diese Teilchen Abmessungen von kleiner oder gleich 1 mm haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen eine Geschwindigkeit von größer als 50 m/s haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Werkstücke galvanisiert sind.