(57)【要約】  本発明は、ワーク（２）を特に電気メッキにより表面処理するための装置であって、少なくとも１つのプロセス室（４）を有しかつカバー（７）によって閉鎖可能である少なくとも１つの反応器ハウジング（３）と、遮蔽エレメント（５）とが設けられており、該遮蔽エレメント（５）が、空間的にプロセス室（４）に接続されていて、処理したいワーク（２）のための少なくとも１つの収容部（１１）を有している形式のものに関する。本発明によれば、反応器ハウジング（３）と遮蔽エレメント（５）との間に、該反応器ハウジング（３）と該遮蔽エレメント（５）との互いに相対的な配置を規定する位置固定エレメント（６）が配置されており、該位置固定エレメント（６）が、反応器ハウジング（３）および遮蔽エレメント（５）よりも小さな熱膨張率を有している。
2009515050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（２）を特に電気メッキにより表面処理するための装置であって、少なくとも１つのプロセス室（４）を有しかつカバー（７）によって閉鎖可能である少なくとも１つの反応器ハウジング（３）と、遮蔽エレメント（５）とが設けられており、該遮蔽エレメント（５）が、空間的にプロセス室（４）に接続されていて、処理したいワーク（２）のための少なくとも１つの収容部（１１）を有している形式のものにおいて、反応器ハウジング（３）と遮蔽エレメント（５）との間に、該反応器ハウジング（３）と該遮蔽エレメント（５）との互いに相対的な配置を規定する位置固定エレメント（６）が配置されており、該位置固定エレメント（６）が、反応器ハウジング（３）および遮蔽エレメント（５）よりも小さな熱膨張率を有していることを特徴とする、ワークを表面処理するための装置。
【請求項２】
位置固定エレメント（６）が位置固定に支承されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
遮蔽エレメント（５）と反応器ハウジング（３）とが、少なくとも大体においてプラスチックから形成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
位置固定エレメント（６）が、少なくとも大体において金属から形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
反応器ハウジング（３）が位置固定エレメント（６）によって収容されていて、該位置固定エレメント（６）が、反応器ハウジング（３）の、遮蔽エレメント（５）に面した側の端面（３Ａ）と、該端面（３Ａ）に隣接した周面範囲（３Ｂ）とを取り囲んで把持しており、さらに位置固定エレメント（６）が、有利には円形の開口（６Ｃ）を有しており、該開口（６Ｃ）内に遮蔽エレメント（５）が、周方向で規定されて挿入されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
位置固定エレメント（６）の、反応器ハウジング（３）の前記端面（３Ａ）とは反対の側が、遮蔽エレメント（５）のための載置部を形成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
位置固定エレメント（６）がＵ字形に形成されており、該位置固定エレメント（６）のＵ字体の脚部（６Ａ，６Ｂ）が、反応器ハウジング（３）の周面範囲（３Ｂ）を取り囲んで把持している、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
位置固定エレメント（６）が、複数の反応器ハウジング（３）を収容するための複数の開口（６Ｃ）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
反応器ハウジング（３）のカバー（７）を収容しかつ反応器ハウジング（３）に対するカバー（７）の配置を位置固定するカバー保持装置（８）が設けられており、該カバー保持装置（８）が、カバー（７）よりも小さな熱膨張率を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
カバー保持装置（８）が、カバー（７）の、遮蔽エレメント（５）に面した側の端面（７Ａ）と、該端面（７Ａ）に隣接した周面範囲（７Ｂ）とを取り囲んで把持しており、さらにカバー保持装置（８）が、有利には円形の切欠き（８Ａ）を有しており、該切欠き（８Ａ）内にカバー（７）が周方向で規定されて挿入されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
位置固定エレメント（６）とカバー保持装置（８）とが、同一構造に形成されている、請求項９または１０記載の装置。
【請求項１２】
プロセス室（４）内に陽極（１４）が配置されており、該陽極（１４）が、陰極として作用するワーク（２）と協働する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
遮蔽エレメント（５）内にワーク（２）を位置決めするための自動化されたグリップ装置（１０）が設けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、ワークを特に電気メッキにより表面処理するための装置、すなわち少なくとも１つのプロセス室を有しかつカバーによって閉鎖可能である少なくとも１つの反応器ハウジングと、遮蔽エレメントとが設けられており、該遮蔽エレメントが、空間的にプロセス室に接続されていて、処理したいワークのための少なくとも１つの収容部を有している形式の装置に関する。
【０００２】
構成部分の表面を仕上げるためには、とりわけ電気化学的な層が被着される。このことは実際にはたいてい、構成部分を電気メッキ設備において浴内に導入することにより行われる。特に電気化学的に被着された層の場合、構成部分は浴内に全体または部分的に浸漬されなければならない。
【０００３】
層の品質に課せられる要求が高い場合、処理したい構成部分はケージ状またはドラム状のフレーム内に規定された形で導入される。このフレームは、たとえば浴内に浸漬され得るか、または浴内で回転され得る。特に小さな構成部分、たとえばクロムメッキしたい噴射弁エレメントを精密に被覆したい場合、当該構成部分は実際には多数の構成部分毎にまとめて回分式に処理され、この場合、当該構成部分は正確に収容部内に差し込まれ、ひいてはその位置に関して規定される。
【０００４】
この場合に問題となるのは、特に作用浴内の高い温度により熱膨張が行われ、この熱膨張が、構成部分の、被覆したくない表面を部分的にカバーする際の遮蔽位置に対する構成部分位置の相対的な寸法変化を生ぜしめてしまうことである。
【０００５】
増大された析出速度において、精度に対して極めて高い要求が課される場合、実際にはロボットにより操作された電気メッキ機械が使用されると有利である。この電気メッキ機械は前清浄段または最終的な保管段の組み込まれた使用をも可能にする。これにより、工場内での構成部分フローは単純化され、取扱い手間が最小限に抑えられる。実際の使用から、たとえば工業ロボットの使用が知られている。この工業ロボットは１２個のグリッパを用いて、把持された１２個の構成部分を同時に処置ステーションに通して運動させて、ガイドに挿入する。このためには、構成部分供給部および構成部分返却部を含めてロボット、グリッパストリップおよび処理槽の精密な位置調整が必要となる。
【０００６】
被覆技術の腐食性の媒体の場合には、有利には特に適したプラスチック、たとえばＰＶＣ−Ｃ、ＰＶＤＦまたはテフロンが使用される。なぜならば、たとえば不活性に被覆された金属製の基本材料が摩耗を受け、ひいてはとりわけ基本材料に沿ったクリープ電流によるプロセスへの影響の危険を受けるからである。
【０００７】
このプラスチックは特に始動時または休止時間において、プロセスにより生ぜしめられた著しい温度変動に基づき、著しい寸法変化を受ける。水性媒体の使用時におけるプラスチックの膨潤も寸法変化を招く。これに加えて、プラスチックの場合には、材料のたいていは非晶質の構造によって歪み特性を正確に予想することができないという問題が生じる。しばしば、ほとんど対称的でない歪みが、特に比較的大きな構成部分において観察される。
【０００８】
したがって、修理作業または組み替え作業の際には、構成エレメントおよび工具の新たに必要となる相互位置調整に基づき、装備に極端に時間がかかり、かつ装備が困難となる。最初の温度移動後に、補正が必要となり得るので、その場合には処理ステーションの新たな位置調整が必要となる。
【０００９】
さらに、加熱時の熱長さ膨張に基づき、一列で遮蔽ストリップに配置されかつ位置調整されなければならない、被覆したい構成部分が多数個ある場合には、ロボットグリップシステムに対する個々の被覆位置の寸法変化が生ぜしめられ、しかもこの寸法変化が、被覆位置における構成部分ガイドの遊びが許容するよりも大きいので、しばしば、特にロボットと被覆ステーションとの間の衝突が生じる。
【００１０】
発明の利点
本発明の構成では、ワークを特に電気メッキにより表面処理するための装置であって、少なくとも１つのプロセス室を有しかつカバーによって閉鎖可能である少なくとも１つの反応器ハウジングと、遮蔽エレメントとが設けられており、該遮蔽エレメントが、空間的にプロセス室に接続されていて、処理したいワークのための少なくとも１つの収容部を有している形式のものにおいて、反応器ハウジングと遮蔽エレメントとの間に、該反応器ハウジングと該遮蔽エレメントとの互いに相対的な配置を規定する位置固定エレメントが配置されており、該位置固定エレメントが、反応器ハウジングおよび遮蔽エレメントよりも小さな熱膨張率を有している。
【００１１】
これによって、遮蔽エレメントの位置決め部と、反応器ハウジングの位置決め部との間の重要な間隔の、熱および媒体により生ぜしめられた膨張が最小限に抑えられかつ最適化されるので有利である。これにより、処理したいワークを規定された通りに配置することができる。
【００１２】
遮蔽エレメントと反応器ハウジングとが、使用された媒体の腐食性に基づいて、かつ電気的な絶縁を得るためにプラスチックから形成されていると、本発明による装置は特に有利となる。
【００１３】
プラスチックはその非晶質の構造に基づき予測不能にかつ大きな温度変動時には極めて大きく膨張する。これにより、さもないと、構成部分の絶対的な位置決めおよび特に遮蔽エレメントと反応器ハウジングとに対する当該構成部分のための自動化されたグリップ装置の絶対的な位置決めが失われる恐れがある。
【００１４】
特に複数の反応器ハウジングが行またはフィールドの形で配置されている場合、反応器ハウジングがプラスチックから製作されていると、処理したいワークのための遮蔽エレメントおよびグリップ装置に対する寸法安定性に関して大きな問題が生じる。
【００１５】
本発明による装置を用いると、多数の反応器ハウジングおよび処理したい多数のワークが平行にまたはフィールドの形で配置されている場合でも、処理したいワークと遮蔽エレメントとの間の極めて狭い公差が可能となる。
【００１６】
このためには、位置固定エレメントが位置固定に支承されていて、該位置固定エレメントに反応器ハウジングおよび遮蔽エレメントが支承されていると有利である。位置固定エレメントは単純な金属エレメント、たとえば鋼支持体であってよく、この鋼支持体は、たとえば機械フレームにねじ締結されているか、またはピン締結されている。
【００１７】
このような位置固定エレメントにつき、熱影響の問題が生じる危険なしに任意の多数の反応器を任意の配置形式で機械に組み込むことができる。
【００１８】
さらに、モジュール式の構造および１つの位置固定エレメントにおける複数の小型の反応器の配置の可能性に基づき、製造コストを減少させることができるので有利である。なぜならば、このようなモジュール式に形成された装置は、たとえば切削加工によって複数の処理槽が形成されているような反応器よりも著しく廉価に製造可能となるからである。
【００１９】
当該装置のプロセス室内では、電気メッキによるプロセスを実施することができる。この場合、プロセス室内には陽極が配置されており、この陽極は陰極として作用するワークと協働する。さらに、このプロセス室内では、純化学的なプロセス、たとえば化学的なニッケルメッキを実施することもできる。
【００２０】
さらに、プロセス室内では種々の処理段、たとえば前処理、被覆、保管または処理したいワークの乾燥を実現することができる。
【００２１】
本発明による装置のモジュール式の構造により、少ない手間をかけるだけで処理行を新しいワークタイプのために組み替えることができるか、または変更されたプロセスに適合させることができる。
【００２２】
本発明の有利な構成では、遮蔽エレメントと反応器ハウジングとの間に位置固定エレメントが設けられているだけではなく、反応器ハウジングに対する該反応器ハウジングのカバーの配置を位置固定するカバー保持装置も設けられており、このカバー保持装置はカバーよりも小さな熱膨張率を有している。したがって、著しい熱変動にさらされる、プラスチックから製作されたカバーも、遮蔽エレメントおよび反応器ハウジングに対してその位置決めに関する小さな偏差を持って配置され得る。このようなカバー保持装置はこの場合、その構造的な構成の点で位置固定エレメントと同様に形成されていてよい。
【００２３】
本発明の対象のさらに別の利点および有利な構成は、実施例の説明、図面および特許請求の範囲から明らかとなる。
【００２４】
図面
以下に、ワークを電気メッキにより表面処理するための本発明による装置の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２５】
図１は、ワークを電気メッキにより表面処理するための装置の原理を示す縦断面図であり；
図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った前記装置の断面図であり；
図３は、図１に示した装置の構造的な構成を示す簡略化された縦断面図であり；
図４は、図３に示した装置を下から見た斜視図であり；
図５は、図３に示した装置を上から見た斜視図である。
【００２６】
実施例の説明
図１および図２には、ワーク２の電気メッキによる表面処理のための装置１が著しく抽象化されて図示されている。この場合、プロセス室４を備えた反応器ハウジング３が設けられており、この反応器ハウジング３はワーク２を収容する遮蔽エレメント５に結合されている。
【００２７】
任意の耐性の材料から形成されていてよく、かつこの場合それぞれプラスチックから製作されている反応器ハウジング３と遮蔽エレメント５とは、プロセスに基づいた温度変動時にその位置決め精度を確保するために位置固定エレメント６を介して互いに位置固定されている。この位置固定エレメント６は、反応器ハウジング３および遮蔽エレメント５の材料よりも小さな熱膨張率を有する材料から形成されていて、この実施例ではＵ字形の鋼支持体を成している。この鋼支持体は反応器ハウジング３をも、遮蔽エレメント５をも収容している。
【００２８】
反応器ハウジング３はこの場合、位置固定エレメント６が反応器ハウジング３の、遮蔽エレメント５に面した側の端面３Ａと、この端面３Ａに隣接した周面範囲３Ｂとを取り囲んで把持するように位置固定エレメント６によって収容されている。遮蔽エレメント５は、本実施例では円形の開口６Ｃによって周方向で規定されて反応器ハウジング３の方向に挿入されており、この場合、遮蔽エレメント５は段部によって、位置固定エレメント６の、反応器ハウジング３の端面３Ａとは反対の側に載置されている。
【００２９】
図示の実施例とは異なり、位置固定エレメントがＨ字形の横断面を有していてもよい。また、撓み線を減少させるために位置固定エレメントに複数のリブが設けられていてもよい。
【００３０】
ワーク２を作用浴によって負荷する間、反応器ハウジング３と遮蔽エレメント５とを閉鎖するために、カバー７が設けられている。このカバー７の、反応器ハウジング３と遮蔽エレメント５とに対する配置は、カバー保持装置８によって位置固定されている。このカバー保持装置８は本実施例では鋼から形成されており、したがってプラスチックから製作されたカバー７よりも小さな熱膨張率を有している。
【００３１】
カバー保持装置８はカバー７の、遮蔽エレメント５に面した側の端面７Ａと、この端面７Ａに隣接した周面範囲７Ｂとを取り囲んで把持している。この場合、カバー保持装置８は円形の切欠き８Ａを有しており、この切欠き８Ａ内には、カバー７が周方向で規定されて挿入されている。
【００３２】
図示の実施例では、カバー保持装置８および位置固定エレメント６が、市販のＵ字鋼として形成されている。このＵ字鋼はそれぞれ寸法的に極めて簡単に後加工されている。
【００３３】
位置固定エレメント６およびカバー保持装置８は、機械フレームに位置固定に配置されていて（図示しない）、たとえば調節可能な載置部にピン締結されているので、この位置は組み替え後または保守手段の後でも信頼性良く再び確保される。図２には、機械フレームに位置固定エレメント６を位置固定するためのセンタリングピンのための収容部９が図示されている。この場合、センタリングピンもしくは嵌合ピンの配置は位置固定エレメント６の開口６Ｃに対して整合するように行われると有利である。
【００３４】
カバー保持装置８はカバー操作装置に結合され得る。この場合、複数の反応器ハウジングと、相応して複数の対応するカバーとを備えた当該装置のモジュール式構造においては、これらの反応器ハウジングおよびカバーを唯一つのカバー保持装置に支承しかつ唯一つのカバー操作装置によって操作することができる。一度きりの調節の後に、複数のカバーの場合でも、各カバーは、下方から作用浴により加熱された処理ステーションにおいても、冷たい排空気流内での開放された槽および持ち上げられたカバーにおいても、適正な位置に留まり、そしてひっかかりなしに問題なく再び装着され得る。
【００３５】
位置固定エレメント６によって、複数の反応器ハウジング３を同様に保持することもできる。この場合、位置固定エレメント６における反応器ハウジング３の簡単に位置調整され得る、寸法安定的な保持によって、反応器は、特に電気メッキプロセスにおいて生じるような不都合なプロセスパラメータにもかかわらず、小さく寸法設定され得ると共に、たとえばロボットグリッパを用いて自動化可能となる。
【００３６】
カバー７を備えたカバー保持装置８が上側の収容部として形成されていて、遮蔽エレメント５と反応器ハウジング３とを備えた位置固定エレメント６が下側の収容部として形成されていると、上側の収容部が下側の収容部に対して相対的に自動化されて運動させられ、これにより処理槽の密な閉鎖が達成されることが可能となる。また、カバー７の保持もしくは反応器ハウジング３に対する遮蔽エレメント５の位置調整の本発明による原理は、手動操作式の機械へも転用され得る。
【００３７】
また、カバー保持装置８とカバー７とから成る上側の収容部は商品支持体として形成されていてもよく、この場合、加工したいワーク２は加工の間、プロセス室の側に位置固定されたままとなる。
【００３８】
カバー７および遮蔽エレメント５もしくは反応器ハウジング３の保持の他に、場合によっては自動的に操作され得る別の中間エレメントの同様の位置決めも可能となる。
【００３９】
図３〜図５に示した構造的な構成に関しては、処理したいワーク２が、該ワーク２をグリップするためのグリップジョー１０Ａ，１０Ｂを有する自動化されたグリップ装置１０によって、遮蔽エレメント５に設けられた保持装置１１に挿入されることが判る。この場合、遮蔽エレメント５は、ワーク２を電気化学的に被覆するための電解質にワーク２を接触させるための貫通開口１２を有している。
【００４０】
遮蔽エレメント５は有利には狭い公差を持って、鋼製の位置固定エレメント６の開口６Ｃ内に挿入されて、シール部材１３を介して、同じく位置固定エレメント６に収容された反応器ハウジング３に対してシールされている。
【００４１】
ワーク２の電気化学的な被覆のためには、ワーク２がこのために陰極として接続される、プロセス室４内に陽極１４が配置されている。この陽極１４の、ワ―ク２に面した側の端部は適当に形成されている。
【００４２】
プロセスを実施するためには、流入部１５を介してプロセス室４内に電解質が案内される。この場合、プロセス室４は大小異なる直径を有する２つの室、つまり小径のほぼ円筒状の第１の室４Ａと、ワーク２に隣接した大径の第２の室４Ｂとに分割されている。第２の室４Ｂを介して、作用浴はワーク２との接触後に再び導出されて、戻し部１７を介して反応器ハウジング３から案内される。
【００４３】
たとえば自動車噴射装置の１構成部分を成していてよいワーク２を電気メッキにより被覆するための装置１の図示の使用の他に、純化学的なプロセスのための装置１の使用も考えられる。この場合、任意の数の多数の反応器を任意の配置で設けることができる。この場合、前記装置の本発明による構成に基づき、熱影響による位置決め問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ワークを電気メッキにより表面処理するための装置の原理を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿った前記装置の断面図である。
【図３】図１に示した装置の構造的な構成を示す簡略化された縦断面図である。
【図４】図３に示した装置を下から見た斜視図である。
【図５】図３に示した装置を上から見た斜視図である。
【図１】
2009515050.tif 000003
【図２】
2009515050.tif 000004
【図３】
2009515050.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009515050.tif 000007
【国際調査報告】
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2009515050.tif 000009
2009515050.tif 000010
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