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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermodul für eine Spritzphosphatieranlage und eine Spritzphosphartieranlage.
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Metallische Gegenstände, zum Beispiel aus Aluminium oder verzinktem Stahl, können mit einer Phosphatierungsschicht beschichtet werden, um die Korrosionsbeständigkeit des Gegenstands zu erhöhen. Eine Phosphatierungsbehandlung kann zum Beispiel bei einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs oder metallischen Komponenten eines Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, insbesondere vor der Lackierung, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
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Die
DE 10 2006 030 680 A1 offenbart ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche in einer Phosphatieranlage, wobei das Entschlammungs- und Ausfällungsverhalten unerwünschter Stoffe, Ionen oder Schlämme in einem Prozessmedium verbessert wird. Metallische Werkstücke werden mit dem Prozessmedium in einem Prozessbad behandelt. Die Qualität der Beschichtung kann verbessert werden, wenn das Prozessmedium schlammärmer betrieben wird. Hierzu wird die Temperatur des Prozessmediums eingestellt, um das Ausfällungsverhalten zu beeinflussen. Insbesondere wird das Prozessmedium gekühlt.
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Weitere Verbesserungen bei Phosphatieranlagen sind jedoch wünschenswert, um Beschichtungen höherer Qualität bei niedrigen Herstellungskosten bereitstellen zu können.
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Erfindungsgemäß wird ein Filtermodul für eine Spritzphosphatieranlage angegeben, das einen nichtgewebten Rahmen und ein Filtermedium aufweist. Das Filtermedium weist ein Abstandsgewirk auf.
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Abstandsgewirke sind dreidimensionale Textilien, die normalerweise Anwendung bei der Herstellung von Matratzen finden. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Abstandsgewirk als Filtermedium zum Filtern von Partikel aus einer Flüssigkeit verwendet.
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Im Gegensatz zu einem Filtertuch hat ein Abstandsgewirk eine dreidimensionale Form, die eine verbesserte Filterfunktion ermöglicht. Das Filtermedium aus einem Abstandsgewirk kann somit als eine Matte bezeichnet werden, die eine bestimmte Dicke aufweist. Typische Dicken können zwischen 20 und 50 Millimeter liegen.
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Versuche in einer Spritzphosphatieranlage zeigen, dass ein Filtermedium aus einem Abstandsgewirk effektiv Klebstoffreste aus der Flüssigkeit eines Prozessbads entfernt, und dass diese Klebstoffreste innerhalb des Abstandsgewirkes gehalten werden, auch wenn das Abstandsgewirk erneut vollständig in der Flüssigkeit eingetaucht wird. Folglich können Klebstoffreste effektiv aus der Flüssigkeit entfernt werden, bevor diese Flüssigkeit zu den Spritzdüsen der Spritzphosphatieranlage zugeführt wird. Folglich werden die Klebstoffreste nicht auf einem nachfolgendem Gegenstand gespritzt, wo sie die Qualität der Beschichtung beeinträchtigen könnten.
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In einem Ausführungsbeispiel weist das Abstandsgewirk eine Oberdecklage, eine Unterdecklage und Polfäden auf, die sich zwischen der Oberdecklage und der Unterdecklage erstrecken und die Oberdecklage und die Unterdecklage in Abstand voneinander halten. Die Polfäden können auch als Abstandsfäden oder abstandhaltende Verbindungsfäden bezeichnet werden. Die Polfäden halten die Oberdecklage und die Unterdecklage in Abstand, so dass die Oberdecklage und die Unterdecklage im Wesentlichen parallel sind. Die Polfäden können zum Beispiel Monofilamente sein.
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In einem Ausführungsbeispiel weisen die Oberdecklage und die Unterdecklage eine Gitterstruktur aus Gewebe auf. Die Gitterstruktur kann ein regelmäßiges Muster aufweisen und kann zum Beispiel rautenförmige Öffnungen bilden. Die Polfäden sind in einem Ausführungsbeispiel mit der Oberdecklage und der Unterdecklage verwoben, damit sie sich zwischen der Oberdecklage und der Unterdecklage erstrecken, damit die Polfäden die Oberdecklage und die Unterdecklage in Abstand voneinander halten und das dreidimensionale Filtermedium vorsehen. Wenn die Oberdecklage und die Unterdecklage eine Gitterstruktur aufweisen, können sich die Polfäden zwischen der Gitterstruktur aus Gewebe der Oberdecklage und der Unterdecklage erstrecken.
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Das gesamte Filtermedium besteht somit aus gewebten Fibern oder Fasern und kann als ein dreidimensionales gewebtes Textil bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu ist der Rahmen aus einem nichtgewebten Material, d. h. der Rahmen weist kein Textil auf. Der nichtgewebte Rahmen kann metallisch oder aus Kunststoff sein.
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In einem Ausführungsbeispiel weist der nichtgewebte Rahmen Halteabschnitte auf, in denen das Abstandsgewirk verschiebbar angeordnet ist. Diese Halteabschnitte können am Rand des Rahmens angeordnet werden und haben zum Beispiel einen U-förmigen Querschnitt, so dass gegenüberliegende Außenränder eines plattenförmigen Abstandsgewirkes in den Öffnungen der Halteabschnitte geklemmt sind, um die Position des Abstandsgewirkes im Filtermodul zu bestimmen. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass das Abstandsgewirk einfach in das Filtermodul verschoben und aus dem Filtermodul entnommen werden kann. Die Halteabschnitte können aus Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff sein.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Filtermodul ein nichtgewebtes Gitter auf, das auf der Oberdecklage oder auf der Unterdecklage des Abstandsgewirkes angeordnet ist. Dieses nichtgewebte Gitter kann aus Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff sein. Dieses Gitter kann an dem Rahmen befestigt werden, wobei das Filtermedium zwischen dem Rahmen und dem Gitter angeordnet ist, um das Filtermedium in Form des Abstandsgewirkes an dem nichtgewebten Rahmen zu befestigen.
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Das Filtermodul kann mit einer weiteren Siebstruktur kombiniert werden, um unterschiedliche Partikeltypen und/oder unterschiedliche Partikelgrößen aus einer Flüssigkeit entfernen zu können. Zum Beispiel kann eine Siebstruktur mit dem Rahmen des Filtermoduls verbunden werden, so dass die Flüssigkeit zunächst durch das Abstandsgewirk des Filtermoduls und danach durch das Gitter der Siebstruktur strömt.
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Eine Spritzphosphatieranlage wird auch bereitgestellt. Die Spritzphosphatieranlage weist zumindest eine Bearbeitungszone auf, die zumindest ein Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele aufweist. Die Spritzphosphatieranlage kann ein Spritztunnel aufweisen, die eine Vielzahl von nacheinander angeordneten Bearbeitungszonen aufweist. Die ersten Bearbeitungszonen können zum Beispiel eine Entfettungszone und/oder eine oder mehrere Reinigungszonen und Spülzonen sein. Die zu beschichtenden Gegenstände, wie Fahrzeugkarosserien oder Karosserieteile werden im Durchlauf durch den Spritztunnel transportiert, so dass sie durch diese Bearbeitungszonen nacheinander eintreten.
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Das Filtermodul kann in jeder Bearbeitungszone oder in beliebigen Bearbeitungszonen angeordnet werden. Das Filtermodul kann jedoch besonders effektiv in Bearbeitungszonen, in denen Partikel und insbesondere Klebstoffpartikel erzeugt werden, verwendet werden. Diese Bearbeitungszonen können, in denen der Gegenstand in Kontakt mit einem Hochdruckstrahl kommt und/oder am Anfang der Spritzphosphatieranlage sein, in denen der Gegenstand noch nicht von Staub und weiteren Partikeln gereinigt wird. Es ist jedoch möglich das Filtermodul in jeder Bearbeitungszone einzubauen.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Bearbeitungszone mit einem Filtermodul nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele einen Kreis auf. Der Kreis weist ein Bad zur Aufnahme einer zu spritzenden Flüssigkeit, zumindest eine Spritzdüse, durch die die Flüssigkeit auf einen Gegenstand gespritzt wird, und eine Pumpe auf. Die Spritzdüse wird mit der Flüssigkeit von dem Bad mittels der Pumpe versorgt. Das Filtermodul ist in dem Kreis angeordnet, um Partikel aus der Flüssigkeit zu entfernen.
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Das Filtermodul kann im Prinzip in jeder beliebigen Position in dem Kreis stromabwärts der Spritzdüse angeordnet werden, und zu verhindern, dass Partikel aus dem Bad wieder an den Gegenstand oder an einem nachfolgendem Gegenstand gespritzt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Filtermodul in dem Kreis stromabwärts von der Pumpe angeordnet. Dies verhindert, dass die Partikel in die Pumpe eintreten und die Leistung der Pumpe beeinträchtigen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Filtermodul direkt an dem Bad angeordnet, insbesondere an der Ausgangsöffnung des Bads.
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In manchen Spritzphosphatieranlagen ist ein Wärmetauscher vorgesehen, der ebenfalls in dem Kreis angeordnet werden kann. Das Filtermodul kann in dem Kreis stromabwärts von dem Wärmetauscher angeordnet werden, wenn einer vorhanden ist. Dies verhindert ebenfalls, dass Partikel aus dem Bad die Leistung des Wärmetauschers beeinträchtigen.
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Wie oben schon erwähnt, betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Abstandsgewirkes zum Filtern von Partikeln aus einer Flüssigkeit, insbesondere die Verwendung eines Abstandsgewirkes als Filtermedium in einer Spritzphosphatieranlage zum Filtern von Partikeln aus einer Flüssigkeit. Diese Partikel können Klebstoffreste sein, die durch einen Strahl von der Spritzdüse auf einen Gegenstand von dem Gegenstand aufgelöst sind.
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Die Spritzphosphatieranlage nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele kann zum Beschichten einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs oder einer Karosseriekomponente oder einer weiteren Komponente eines Fahrzeugs verwendet werden.
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Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt einen Querschnitt eines Filtermoduls nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 zeigt eine Draufsicht des Filtermoduls der 1,
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3 zeigt eine Draufsicht eines Filtermoduls nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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4 zeigt einen Querschnitt des Filtermoduls der 3,
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5 zeigt eine Draufsicht eines Filtermoduls nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
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6 zeigt einen Querschnitt eines Filtermoduls der 5, und
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7 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzphosphatieranlage mit einem erfindungsgemäßen Filtermodul.
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1 zeigt einen Querschnitt eines Filtermoduls 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel, das in einer Spritzphosphatieranlage verwendet werden kann. Das Filtermodul 1 weist einen nicht gewebten Rahmen 2 aus Metall und ein Filtermedium 3 auf, wobei das Filtermedium 3 ein Abstandsgewirk 4 ist. Das Abstandsgewirk 4 ist mit dem Rahmen 2 lösbar fixiert, um das Filtermodul 1 zu bilden.
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Das Abstandsgewirk 4 weist eine Oberdecklage 5 und eine Unterdecklage 6 auf, die in Abstand voneinander durch eine Vielzahl von Polfäden 7 gehalten sind. Die Polfäden 7 erstrecken sich zwischen der Oberdecklage 5 und der Unterdecklage 6 und bilden eine dreidimensionale Form. Die Polfäden 7 sind abstandshaltende Verbindungsfäden, die die Oberdecklage 5 und die Unterdecklage 6 auf Distanz und im Wesentlichen parallel zueinander halten. Die Polfäden 7 haben in diesem Ausführungsbeispiel eine leicht gekrümmte Form.
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Die Oberdecklage 5, die Unterdecklage 6 und die Polfäden 7 bestehen aus Fasern, die miteinander verwoben sind, um das Abstandsgewirk 4 bereitzustellen. Das Abstandsgewirk 4 ist flexibel und dehnbar in Richtungen senkrecht zu den Polfäden 7. Das Abstandsgewerk 4 kann als ein doppelflächiges Textil bezeichnet werden, das eine dreidimensionale Gewebestruktur aufweist.
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In diesem Ausführungsbeispiel hat das Abstandsgewirk 4 eine Dicke von ungefähr 30 mm (Millimeter) und eine Fläche von ungefähr 50 cm mal 80 cm (Zentimeter). Das Abstandsgewirk 4 hat somit die Form einer Matte. Die Dicke dieser Matte und die Dichte der Polfäden können eingestellt werden, um die Partikelgröße, die in dem Abstandsgewirk gefangen sind, einzustellen.
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2 zeigt eine Draufsicht des Abstandsgewirkes 4, und insbesondere die Oberdecklage 5. Wie in der 2 zu sehen ist, weist die Oberdecklage 5 eine regelmäßige Gitterstruktur auf, die aus gewebten Fasern gebildet ist. Diese Fasern der Gitterstruktur sind miteinander so gewebt, dass rautenförmige Öffnungen 8 gebildet sind. Die Unterdecklage 6 weist eine ähnliche Struktur auf. Folglich erstrecken sich die Polfäden 7 zwischen dieser gitterartigen Struktur der Oberdecklage 5 und der Unterdecklage 6. Die Polfäden 7 sind abwechselnd mit der Oberdecklage 5 und der Unterdecklage 6 stellenweise verwoben, wobei die Oberdecklage 5 mit der Unterdecklage 6 über die Polfäden 7 verbunden wird.
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Die Fasern der Oberdecklage 5 und die Fasern der Unterdecklage 6 können so gewebt werden, dass die gewebten Fasern der Gitterstruktur einen größeren Durchmesser haben als die Polfäden 7, die die Oberdecklage 5 in Abstand von der Unterdecklage 6 halten. Die Polfäden 7 können Monofilament sein.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 grenzt der Rahmen 2 an die Dicke des Abstandsgewirkes 4 an sämtlichen Seiten ab. Das Abstandsgewirk 4, das das Filtermedium 3 des Filtermoduls 1 vorsieht, kann auch mit dem nichtgewebten Rahmen auf andere Weise verbunden werden. Die 3 bis 6 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele.
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3 zeigt eine Draufsicht eines Filtermoduls 10 und die 4 einen Querschnitt des Filtermoduls 10 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Filtermodul 10 einen nichtgewebten Rahmen 11 und ein Abstandsgewirk 14 als Filtermedium 13 auf. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Abstandsgewirk 4 eine Oberdecklage 15, eine Unterdecklage 16 und Polfäden 17 auf. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel liegt die Unterdecklage 15 des Abstandsgewirkes 14 auf dem Rahmen 11. Das Filtermodul 10 weist ferner ein Gitter 18 aus nicht gewebtem Material auf, das auf der Oberdecklage 15 des Abstandsgewirkes 14 angeordnet ist. Dieses Gitter 18 besteht aus Metall und ist mit dem Rahmen 11 über Schrauben 19 verbunden, um das Abstandsgewirk 14 an dem Rahmen 11 zu fixieren.
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Wie aus dem Querschnitt der 4 zu sehen ist, liegt das Abstandsgewirk 14 auf dem Rahmen 11, wobei nur die Außenrandbereiche des Abstandsgewirkes 14 auf dem Rahmen 11 liegen. Der Rahmen 11 weist ferner eine Siebstruktur 19 auf, die in Betrieb stromaufwärts von dem Prozessbad im Vergleich zum Abstandsgewirk 14 angeordnet ist. Diese Siebstruktur 19 sieht ein zweites Filtermedium vor.
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5 zeigt eine Draufsicht und 6 einen Querschnitt eines Filtermoduls 20 nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Filtermodul 20 weist einen nicht gewebten Rahmen 21 und ein Filtermedium 23 aus einem Abstandsgewirk 24, wie bei den ersten zwei Ausführungsbeispielen, auf. Die Unterdecklage 22 des Abstandsgewirkes 24 liegt auf dem Rahmen 21. Im Filtermodul 20 nach dem dritten Ausführungsbeispiel sind Halteabschnitte 25 vorgesehen, die das Abstandsgewirk 24 an dem Rahmen 21 halten. Diese Halteabschnitte 25 haben eine L-Form und erstrecken sich im Randbereich von der Oberseite des Rahmens 21, so dass sie oberhalb des Rahmens 21 angeordnet sind und eine Öffnung 26 am Rand des Rahmens 21 vorsehen, in die das Abstandsgewirk 24 verschoben werden kann, so dass die Oberdecklage 27 des Abstandsgewirkes 24 in Kontakt mit der Unterseite des Halteabschnitts 25 steht und die Unterdecklage 22 des Abstandsgewirk 24 in Kontakt mit dem Rahmen 21 steht. Die L-Form der Halteabschnitte ist im Querschnitt der 6 zu sehen. Die Halteabschnitte 25 sehen eine Art Haken oder Klammer vor, der das Abstandsgewirk 24 an dem Rahmen 21 befestigt. Die Randbereiche des Abstandsgewirkes 24 sind somit mit den Halteabschnitten 25 abgedeckt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Halteabschnitt 25 an jeweils drei Seiten des Rahmens 21 des Filtermoduls 20 angeordnet. Das Abstandsgewirk 24 kann somit in den Abstand zwischen dem Halteabschnitt 25 und dem Rahmen 21 von der vierten Seite aus verschoben werden, an der kein Halteabschnitt angeordnet ist.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Spritzphosphatieranlage 100, die eine Vielzahl von Bearbeitungszonen 101 aufweist, von denen drei in der 7 dargestellt sind. Die Spritzphosphatieranlage 100 weist einen Spritztunnel 102 auf, die in Bearbeitungszonen 101 unterteilt ist. Die zu bearbeitenden Gegenstände 103 werden durch den Spritztunnel 102 und durch die verschiedenen Bearbeitungszonen 191 transportiert. Die Transportrichtung ist mit dem Pfeil 105 in der 7 schematisch dargestellt.
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Die Bearbeitungszonen 101 sind nacheinander in dem Spritztunnel 102 angeordnet. In jeder Bearbeitungszone 101 wird ein Schritt des Phosphatierungsverfahrens durchgeführt, beispielsweise Entfettung, Spülung, Reinigung sowie die Beschichtung mit einer phosphathaltigen Schicht. Das Filtermodul nach einem der Ausführungsbeispiele kann in einer oder in mehreren der Bearbeitungszonen 101 eingesetzt werden. Jede Bearbeitungszone 101 kann auch mehrere Filtermodule nach einem der Ausführungsbeispiele aufweisen.
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In der 7 ist ein Beispiel einer Bearbeitungszone 101 dargestellt. Die Bearbeitungszone 101 weist ein Prozessbad 106 mit einer Flüssigkeit 107 auf, die auf den Gegenstand 103 gespritzt wird. Der Gegenstand 103 kann eine Fahrzeugkarosserie oder eine Komponente einer Fahrzeugkarosserie sein. Ein Filtermodul 108 ist in diesem Ausführungsbeispiel direkt vor der Ausgangsöffnung 109 des Prozessbads 106 angeordnet. Das Filtermodul 108 weist ein Abstandsgewirk 113 auf, das als Filtermedium dient.
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Die Ausgangsöffnung 109 des Prozessbads 106 ist über eine Leitung 110 mit einer Pumpe 111 verbunden, die die Flüssigkeit 107 aus dem Prozessbad 106 zu einer Spritzdüse 112 über eine Leitung 114 führt. In der 7 ist nur eine Spritzdüse 112 dargestellt. Typischerweise weist jedoch jede Bearbeitungszone mehrere Spritzdüsen auf, damit sämtliche Oberflächen des Gegenstands 103 gleichzeitig und homogen gespritzt werden können. Flüssigkeit, die nicht auf den Gegenstand 103 haftet, fällt in das Prozessbad 106 zurück.
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Aufgrund des Drucks, mit dem die Flüssigkeit 107 auf den Gegenstand 103 gespritzt wird, kann Staub und andere Materialien, wie Klebstoff, von der Oberfläche des Gegenstands 103 aufgelöst werden. Diese Partikel bzw. Klebstoffreste fallen dann in das Prozessbad 106.
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Mit Hilfe des Filtermoduls 108 und dessen Abstandsgewirk 113, das vor der Ausgangsöffnung 109 des Prozessbads 106 und vor dem Eingang zur Pumpe 111 angeordnet ist, können diese Partikel im Abstandsgewirk 113 gefangen und aus der Flüssigkeit entfernen werden, so dass sie nicht in die Pumpe 111 gelangen und ferner nicht zu den Spritzdüsen, wobei sie auf den Gegenstand 103 oder auf nachfolgende Gegenstände gespritzt werden können.
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Das Filtermodul 108 weist ein Abstandsgewirk 113 auf, das ermöglicht, dass die Partikel und insbesondere Klebstoffreste in dem dreidimensionalen Gewebe des Abstandsgewirkes 113 festgehalten bleiben, so dass sie nicht wieder in das Prozessbad 106 gelangen.
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Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006030680 A1 [0003]