DE2736479C2 - Verfahren zum Waschen der in eine Rezirkulationsleitung eines Elektrophoresebades eingeschalteten Filtereinheit und elektrophoretische Beschichtungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Waschen der in eine Rezirkulationsleitung eines Elektrophoresebades eingeschalteten Filtereinheit und auf eine elektrophoretische Beschichtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 zur Durchführung dieses Verfahrens. Es ist bekannt, daß bei den elektrophoretisch

is arbeitenden Einrichtungen zum Herstellen von Überzügen durch die zu überziehenden, in das Elektrophoresebad eingetauchten Gegenstände Verunreinigungen und Fremdionen in das Bad eingebracht werden. Diese Verunreinigungen beeinträchtigen die Stabilität des Bades. Damit das Bad stabil gehalten werden kann, werden die eingebrachten Verunreinigungen durch Filtrieren entfernt Dies geschieht mittels Filtervorrichtungen, welche in die Rezirkulationsleitung eingebaut sind, welche die das Bad enthaltende Tauchwanne anzapft Die Filtervorrichtungen sind im allgemeinen außer mit mechanischen Filtern noch mit Ultrafiltrationselementen ausgerüstet Diese Elemente sind sehr empfindlich und habe»; eine geringe Leistung; deswegen gehören zu einer wirksamen Filtervorrichtung zahlrei ehe, eine große Gesamtfilterfläche aufweisende Filter elemente. Dennoch muß dieses Filtersystem häufig, wenigstens einmal pro Schicht gereinigt werden. Zur Reinigung wird das Filtersystem mit Filtrat gewaschen. Dies kann direkt in der Rezirkulationsleitung erfolgen.

Die Filtervorrichtung kann jedoch zur Reinigung auch aus dieser Leitung herausgenommen werden. Die in der Filtervorrichtung abgefilterte Farbe wird durch die Rezirkulationsleitung in die Tauchwanne zurückgeführt, während das gewonnene Filtrat in einen Sammelbchäl ter und von dort zum Spülen der «ereits mit Farbe überzogenen Werkstücke in die Nachspülanlage gelangt Aus der Nachspülanlage wird das bereits etwas mit Farbe verunreinigte Filtrat in den über der Tauchwanne ausgebildeten Spülkranz geleitet und von

« dort auf die Oberfläche der Werkstücke aufgesprüht wodurch die daran anhaftende überschüssige Farbe in die Tauchwanne zurückgespült wird.

Bei der Konstruktion der Filtervorrichtung muß nicht nur die Regelung der Parameter des Elektrophoreseba des berücksichtigt werden, sondern auch die zum Spülen der bereits überzogenen Werkstücke notwendige Filtratmenge, wodurch das gesamte Filtersystem sehr groß wird und mit zahlreichen Filterelementen ausgestattet werden muß.

Bei allen bisher bekanntgewordenen elektrophoretischen Beschichtungseinrichtungen ist es somit einerseits nachteilig, daß in den Filtervorrichtungen eine beträchtliche Anzahl von Filterelementen mit großer Filterfläche verwendet werden muß, damit die zum Spülen notwendige Filtratmenge zur Verfügung steht und andererseits, daß die verschmutzten Filterelemente, die ihre Filterleistung verloren haben, nur bei stillgelegter Anlage unter Ausschalten der Filter gereinigt werden können.

Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst ein Verfahren und eine elektrophoretische Beschichtungseinrichtung zu schaffen, welche mit einer minimalen Anzahl von Filterelemeten bzw. einer

minimalen Filterfläche einen kontinuierlichen Betrieb und eine Reinigung der Filter während des Betriebs ohne Unterbrechung der Filtraterzeugung gestatten.

Dies wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art dadurch erreicht, daß die Filtereinheit bedarfsweise in Abhängigkeit ihres Verschmutzungsgrades gegen eine Filtereinheit in einer Rezirkulationsleitung der Nachspülstation ausgetauscht und darin während des Betriebs gewaschen wird. Einf. bevorzugte elektrophoretische Beschichtungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs Z

Erfindungsgemäß sind daher zwei in sich geschlossene Filtersysteme vorgesehen, von denen das eine zur Reinigung des Elektrophoresebades in der Tajchwanne und das andere zur Reinigung der wesentlich weniger durch feste Farbpartikel verunreinigten Nachspülflüssigkeit dient Es ist allgemein bekannt, daß die Filterleistung der Filterelemente in hohem Maße vom Trockensubstanzgehalt der zu filternden Flüssigkeit abhängt Daraus folgt, daß wesentlich weniger Filterelemente gebraucht werden, wenn außer dem Filtcsystem für das Elektrophoresebad aus der Tauchwanne, noch ein Filiersystem für die Spülflüssigkeit aus der Nachspülstation vorhanden ist, denn während der Trockensubstanzgehalt des Elektrophoresebades bei etwa 10% liegt, erreicht er in der Spülflüssigkeit der Nachspülstation höchstens 1 %, d. h. das Filtrieren der wesentlich weniger feste Farbpartikel enthaltenden Spülflüssigkeit ist viel wirtschaftlicher. Die geringere Beladung der aus der Nachspülvorrichtung abgeleiteten Waschflüssigkeit führt außerdem dazu, daß das vorher in die Rezirkulationsleitung des Elektrophoresebades eingeschaltete, verschmutzte Filtersystem in der Rezirkulationsleitung der Nachspülstation während des Betriebs ausgewaschen wird.

Vorzugsweise sind die Filtratseiten beider Filtersysteme an einen gemeinsamen Filtrat-Sammelbehälter angeschlossen, aus dem die Nachspülstation gespeist werden kann.

Das Umschalten der Filtersysteme für ihren gegenseitigen Austausch kann dadurch bewerkstelligt werden, daß jedes Filtersystem aus der Rezirkulationsleitung, in welcher es eingeschaltet war, mittels eines Mehrstellungs-Stellorgans in die jeweils andere Rezirkulationsleitung versetzt wild, wobei hierzu entsprechende Kupplungsorgane in dem jeweiligen Rezirkulationskreis vorgesehen sein können, durch welche das Herausnehmen der jeweiligen Filtereinheit und das Einfügen der anderen Fihcreinheit ohne wesentlichen Zeitverlust möglich ist Ein derartiges Mehrstellungs-Stellorgan isi vorzugsweise als Drehtrommel ausgebildet, an welcher die Filtersysteme befestigt sind und mit welcher die Filtersysteme in die jeweilige Rezirkulationsleitung eingeschwenkt werden können.

In einer anderen vorteilhaften Lösung ist es jedoch auch möglich, die Filtersysteme mittels eines in die Rezirkulationskreise eingeschalteten Wechselhahnsystems umzuschalten, so daß also die Hltersysteme ortsfest verbleiben und nur ihre Eingangsanschlüsse über das Wechseihahnsystem miteinander vertauscht werden.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der kontinuierliche Betrieb der Elektrophoreseanlage ohne wesentliche Unterbrechung der Filtraterzeugung ermöglicht, weil das mit dem Farbstoff des Elektrophoresebades verschmutzte uiir' gegebenenfalls weitgehend verstopfte Filter nach seinem Umschalten in die Rezirkulationsleitung der Nachspülvorrichtung kontinuierlich mit der darin zirkulierenden Spülflüssigkeit in Kontakt gelangt, so daß seine Filterflächen gereinigt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist auf der Filtratseite des in die Rezirkulationsleitung des Elektrophoresebades eingeschalteten Filtersystems ein Mengenmeßorgan

ίο angeordnet, welches den jeweiligen Durchsatz der abfließenden Filtratmenge mißt und bei Erreichen eines vorgegebenen Mindestdurchsatzes, der auf einen entsprechenden Verschmutzungsgrad der Filterflächen des Filtersystems schließen läßt, ein Ausgangssignal erzeugt, auf welches das Steuerelement des Umschaltorgans für das gegenseitige Austauschen der Filtersysteme anspricht Auf diese Weise kann das Umschalten der Filtersysteme automatisch in Abhängigkeit von der jeweiligen Verschmutzung des Filtersystems in der Rezirkulationsleitung des Elektrophoresebades vorgenommen werden.

Schädliche Anhäufungen von Verunreinigungen im Elektrophoresebad können vermieden werden, wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung die Steuereinheit des in der Ablaßleitung des Filtrat-Sammelbehälters angeordneten Zweistellungsventils durch die Signale eines die Qualität des Filtrats erfassenden Fühlorgans gesteuert wird, welches hinter der Filtratseite des in die Rezirkulationsleitung des Elektrophoresebades einge schalteten Filtersystems angeordnet ist

Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß durch sie die Anzahl der notwendigen Filterelemente und damit die Gesamt-Filterfläche wesentlich verkleinert werden können, daß die Reinigung der Filter

J5 während des Betriebes der Anlage und automatisch erfolgen kann und daß schließlich infolge der geringeren Belastung der Filtersysteme ihre Lebensdauer wesentlich heraufgesetzt ist. Die Erfindung wird anhand einer beispielhaften Ausführungsform näher erläutert, die von ihrem prinzipiellen Aufbau her schematisch aus der Zeichnung ersichtlich ist

Bei der dargestellten elektrophoretischen Beschichtungseinrichtung werden die zu überziehenden Gegen- stände 1 entlang einer Transportbahn 2 transportiert Unter der Transportbahn 2 befinden sich die Tauchwanne 3 und daran anschließend die Nachspülvorrichtung. Die Nachspülvorrichtung weist eine die Spülflüssigkeit auffangende Wanne 4 und eine Leitung 5 auf, die eine Pumpe 6 enthält und einerseits zu am Ende der Tauchwanne 3 angebrachten Spülelementen 7 und andererseits zu über der Auffangwanne 4 angeordneten Spülelementen 8 führt Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind noch zusätzliche Nachspülelemente 9 über dem Ende des Auffangbehälters 4 angeordnet

Die Tauchwanne 3 wird von einer Rezirkulationsleitung 10 angezapft. In die Rezirkulationsleitung 10 ist eine Pumpe U eingeschaltet Stromab von dieser Pumpe passiert die Rezirkulationsleitung 10 die Filterseite 12a eines Filterelemente' enthaltenden Filtersystems 12 und tritt dann wieder in die Tauchwanne 3 ein. Der wannenförmige Auffangbehälter 4 der Nachspülstation wird entsprechend von einer Rezirkulationsleitung 13 angezapft, die stromab einer Pumpe 14 die Filterseite J5a eines Filterelemente enthaltenden Filtersystems 15 durchläuft und dann wieder in den Auffangbehälter 4 einmündet.

Zu den Filtersystemen 12 bzw. 15 gehört ein Mehrstellungs-Stellorgan 16, welches im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles als mit einem Antrieb 17 ausgerüstete Drehtrommel ausgebildet ist, an welcher die Filtersysteme 12, 15 mit der Trommel verdrehbar abgestützt sind.

Die Filtratseite 126 des Filtersystems 12 ist durch die Leitung 18, und die Filtratseite 156 des Filtersystems 15 durch die Leitung 19 an einen beiden Filtereinheiten gemeinsamen Filtrat-Sammelbehälter 20 angeschlossen.

In der Leitung 18 sitzt ein die Filtratqualität erfassendes Fühlorgan 21 sowie ein die Filtratmenge messendes Meßorgan 22.

Das die Filtratqualität erfassende Fühlerorgan 21 ist über einen Verstärker 23 elektrisch mit dem beweglichen Glied eines in die zum Abfall führende Ablaßleitung 24 des Filtrat-Sammelbehälters 20 eingebauten Zweistellungsventils 25 verbunden.

Das die Filtratmenge messende Meßorgan 22 ist über einen Verstärker 26 elektrisch mit dem Einschaltelement des Antriebs 17 des Mehrstellungs-Stellorgans 16 verbunden. Der Filtrat-Behälter 20 ist über eine die Pumpe 27 enthaltende Leitung 28 mit den am Ende des Auffangbehälters 4 angeordneten Nachspülelementen 9 verbunden.

Der Filtrat-Sammelbehälter 20 ist mit einem Überlauf 30 ausgerüstet, von welchem eine Leitung 29 unter Umgehung des Ventils 25 in die zum Abfall führende Leitung 24 führt.

Im Betrieb der Anlage werden die auf der Transportbahn 2 ankommenden, zu überziehenden Werkstücke 1 in das in der Tauchwanne 3 befindliche Elektrophoresebad eingetaucht, wo sie in an sich bekannter Weise elektrophoretisch mit einem Farbüberzug versehen werden. Danach werden die Werkstücke 1 aus der Tauchwanne 3 herausgehoben und gelangen in die Nachspülstation. Zur Reinigung des in der Tauchwanne 3 befindlichen Elektrophoresebades wird dieses über die Rezirkulationsleitung 10 mit Hilfe der Pumpe 11 durch das Filtersystem 12 hindurchgeleitet, dort filtriert, wonach die eingedickte Farbe in die Tauchwanne 3 zurückgeführt wird. Das auf der Filtratseite 126 des Filtersystems 12 austretende Filtrat wird durch die Leitung 18 in den Filtrat-Sammelbehälter 20 geleitet. Aus dem Filtrat-Sammelbehälter 20 gelangt das Filtrat mittels der Pumpe 27 über die an die Leitung 28 angeschlossenen Nachspülelemente 9 in den Auffangbehälter 4 für die Spülflüssigkeit.

Die aus der Tauchwanne 3 austretenden Werkstücke 1 werden durch die am Ende der Tauchwanne 3 angebrachten Spülelemente 7 abgespült Zu den Spülelementen 7 gelangt die Spülflüssigkeit aus dem Auffangbehälter 4 durch die Pumpe 6. Die aus den Spülelementen 7 ausströmende Spülflüssigkeit fließt in die Tauchwanne 3 zurück. Die den Spülelementen 7 zugeführte Spülflüssigkeitsmenge ist so gewählt, daß sie der durch das Filtersystem 12 abgeleiteten Fiitratmenge entspricht. Im folgenden gelangt das mit Farbe überzogene und bereits vorgespülte Werkstück 1 zu den über dem Auffangbehälter 4 angeordneten Spülelementen 8, wo mittels des die Spülflüssigkeit bildenden Filtrats der größte Teil der überschüssigen, anhaftenden Farbe von dem Werkstück abgespült wird. Zu den Spülelementen 8 gelangt die Spülflüssigkeit ebenfalls mittels der Pumpe 6 über die Leitung 5. Die aus den Spülelementen 8 stammende, von den Werkstücken abfließende verunreinigte Flüssigkeit wird in dem Auffangbehälter 4 aufgefangen.

Die NachspUlung erfolgt durch die über dem Auffangbehälter 4 noch angeordneten Nachspülelemente 9, welche die Spülflüssigkeit ebenfalls aus dem Filtrat-Sammelbehälter 20 erhalten. Die Verunreiniguns gen werden aus der Spülflüssigkeit durch das Filtersystem 15 entfernt, welches in die den Auffangbehälter 4 anzapfende Rezirkulationsleitung 13 eingeschaltet ist. Das Filtrat gelangt aus der Filtratseite 156 des Filtersystem 15 durch die Leitung 19 in den Filtrat-Sammelbehälter20.

Wenn in der Tauchwanne 3 die Menge der verunreinigenden Ionen ansteigt oder in dem Filtersystem 12 eine Betriebsstörung eintritt, gibt das die Filtratqualität erfassende Fühlorgan 21 über den Verstärker 23 ein Signal und öffnet durch dieses Signal das in die Ablaßleitung 24 des Filtrat-Sammelbehälters 20 eingebaute Ventil 25, wodurch das mit Farbe verunreinigte Filtrat in den Ablaßkanal abgeleitet wird Der Verstärker 23 kann auch mit einem Zeitrelais versehen sein, welches nach einer bestimmten Zeit das Ventil 25 wieder schließt

Wenn die Filterseite des zu der Tauchwanne 3 gehörenden und stark belasteten Filtersystems 12 verschmutzt ist und dadurch der Filtratdurchsatz absinkt, wird dies von dem Meßorgan 22 festgestellt, das in die sich an die Filtratseite 12b des Filtersystems 12 anschließende Leitung 18 eingeschaltet ist und bei Erreichen einer Mindestdurchsatzgröße ein Signal abgibt, welches in dem Verstärker 26 verstärkt wird und auf das Einschaltelement des Antriebes 17 des Mehrstellungs-Stellorgans 16 gegeben wird. Nachdem die Pumpen 11 und 14 durch ein in όαν Zeichnung nicht dargestelltes Organ abgeschaltet worden sind, wird durch das Mehrstellungs-Stellorgan 16 das Filtersystem 12 gegen das Filtersystem 15 ausgetauscht, d. h. das mit Spülflüssigkeit bereits gereinigte Filter aus der Rezirkulationsleitung 13 wird in die zu der Tauchwanne 3 gehörende Rezirkulationsleitung 10 eingeschaltet, während das verunreinigte Filtersystem aus der Rezirkulationsleitung 10 in die Rezirkulationsleitung 13 der Nachspülstation eingeschaltet wird. Die Pumpen werden dann wieder eingeschaltet Da der Austauschvorgang sehr schnell abläuft, ist der kontinuierliche Betrieb der Anlage nicht wesentlich unterbrochen. Durch die Spülflüssigkeit werden dann im weiteren Betrieb die Verunreinigungen von der Filteroberfläche des vorher in die Rezirkulationsleitung 10 des Tauchbades eingeschalteten Filtersystems abgewaschen und das Filter gereinigt. Während dieses Reinigungsvorgangs wird

so weiterhin Filtrat erzeugt, so daß der Filtrat-Sammelbehälter 20, an den die Nachspülelemente 9 angeschlagen sind, nicht leerlaufen kann.

Anstelle des dargestellten Mehrstellungs-Stellorgans 16 kann auch eine anders ausgeführte Umschaltvorrichtung verwendet werden, beispielsweise ein Wechselhahr.sysiern, durch welches nach Bedarf die Eingangs und Ausgangsanschlüsse des einen Filtersystems gegen die des anderen Filtersystems vertauscht werden. Gegebenenfalls ist es auch möglich, nur die jeweiligen Eingangsanschlüsse miteinander zu vertauschen, so daß dann zwischenzeitlich die Flüssigkeit aus der Tauchwanne 3 über das Filtersystem 15 in die Nachspülstation geleitet wird, während die vom Auffangbehälter 4 der Nachspülstation abgeleitete Flüssigkeit über das Filter 12 in die Tauchwanne 3 eingeleitet wird.

Wenigstens in der Rezirkulationsieitung 10 des Tauchbades kann bedarfsweise noch eine Thermostateinrichtung !einrichtung eingeschaltet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Waschen der in eine Rezirkulationsleitung eines Elektrophoresebades eingeschalteten Filtereinheit, welchem eine Nachspülstation für die im Elektrophoresebad behandelten Gegenstände nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit bedarfsweise in Abhängigkeit ihres Verschmutzungsgrades gegen eine Filtereinheit in einer Rezirkulationsleitung der Nachspülstation ausgetauscht und darin während des Betriebs gewaschen wird.

2. Elektrophoretische Beschickungseinrichtung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, mit einer das Elektrophoresebad enthaltenden Tauchwanne, weiche an einen Elektrophoresebad-Rezirkulationskreis mit darin eingeschaltetem FiR-tersystem angeschlossen ist, und einer der Tauchwanne nachgeordneten Nachspülstation, welche einen Aufbügbehälter aufweist und an einen Spül-Rezirkufationskreis angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spül-Rezirkulationskreis (13) ein selbstständiges Filtersystem (15) aufweist und daß das Filtersystem (12) des Elektrophoresebad-Rezirkulationskreises (10) wahlweise im Austausch gegen das Filtersystem (15) des Spül-Rezirkulationskreises (13) in diesen einschaltbar ist

3. Elektrophoretische Beschickungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersysteme (12, 15) einen gemeinsamen Filtrat-Sammelbehälr er (29) aufweisen.

4. Elektrophoretische Beschickungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersysteme (12, 15) an einem gemeinsamen Mehrstellungs-Stellorgan (Umgelagert sind und von diesem in den jeweiligen Rezirkulationskrei» (10,13) umsetzbar sind.

5. Elektrophoretische Beschickungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrstellungs-Stellorgan (16) als Drehtrommel ausgebildet ist, an welcher die Filtersysteme (12,15) befestigt sind.

6. Elektrophoretische Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersysteme (12, 15) mittels eines in die Rezirkulationskreise (10,13) eingeschalteten Wechselhahnsystems umschaltbar sind.

7. Elektrophoretische Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersysteme (12, 15) in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad des in den Elektrophoresebad-Rezirkulationskreis (10) eingeschalteten Filtersystems (12) gesteuert umschaltbar sind.

8. Elektrophoretische Beschichtungseinrichtung naah Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrophoresebad-Rezirkulationskreis (10) ein an die Filtratseite (Ub) des zugehörigen Filtersystems (12) angeschlossenes Mengenmeßorgan (22) aufweist, von dessen Ausgangssignal das Umschalten der Filtersysteme (12,15) gesteuert ist.

9. Elektrophoretische Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Ablaßleitung (24) des Sammelbehälters (20) eingeschaltetes Ablaßventil (25) von einem die Qualität des Filtrates an der Filtratseite (\2b) des in den Elektrophoresebad-Re zirkulationskreis (10) eingeschalteten Filtersystems (12) erfühlenden Fühlorgan (21) gesteuert ist