DE3941559A1 - Tauchtrommel mit vorzugsweise kassettenfoermigen mantelseiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehbare Tauchtrommel aus einem synthetischen, elektrisch nicht leitenden Werkstoff zur chemischen oder elektrolytischen Oberflächen­ behandlung schüttfähiger Massenteile in wäßrigen Lösungen, bestehend im wesentlichen aus zwei parallel zueinander stehenden Stirnseiten und aus einem, zwischen den beiden Stirnseiten starr an diesem befestigen perforierten Trommelmantel vorzugsweise polygonalen Querschnitts, wobei sich ein solcher polygonaler Trommelmantel in Umfangsrichtung aus mehreren, jeweils in Längsrichtung der Trommel aneinander direkt anliegenden rechteckigen und vorzugsweise ebenen, plattenförmigen Mantelseiten zusammensetzt, zwischen welchen gegebenenfalls parallel verlaufende Verstärkungsstreben an den Ecken des polygonalen Trommelmantels als Stützgerüst angeordnet sind und mindestens eine der besagten Mantelseiten als Trommeldeckel abnehmbar vorgesehen ist.

Schüttfähige Mengen metallischer Kleinteile werden chargenweise mit den bekannten Tauchtrommeln in verschiedene saure oder alkalische wäßrige Lösungen eingetaucht und während vorbestimmter, sogenannter Expositionszeiten in diesen Bädern belassen, um die Oberflächen der Chargen chemisch oder elektrolytisch zu behandeln. Definitionsgemäß ist der Trommelmantel ein geometrisch regelmäßiger Körper, im wesentlichen ein Behälter prismatischer Raumform mit einem polygonalen (meistens hexagonalen) Querschnitt . Ein solcher Trommelmantel besteht meistens aus fünf rechteckigen perforierten Seiten; eine sechste, abnehmbare Mantelseite stellt den Trommeldeckel dar. Der Trommelmantel wird zwischen zwei, zueinander parallelen Stirnwänden angeordnet und starr mit diesen verbunden.

Die Ecken des prismatischen Trommelmantels sind im allgemeinen mit stabförmigen Eckstreben verstärkt, die von einer Stirnwand der Trommel zur anderen in Längsrichtung verlaufen und ein zusätzliches mechanisches Stützgerüst für den Trommelmantel bilden. Zwischen je zwei benachbarten Eckstreben ist je eine der rechteckigen, vorzugsweise ebenen plattenförmigen Mantelseiten gelagert.

Es ist bekannt daß die, in den Anlagen für die Oberflächenbehandlung schüttfähiger Massenartikel verwendeten Tauchtrommeln aus verschiedenen Kunststoffen bestehen und jene Anlagenteile bilden, die am schnellsten einem Verschleiß unterworfen sind. Ihre unabwendbare Abnützung wird von verschiedenen Einflußgrößen bestimmt. Die besagten Trommelzylinder müssen daher in regelmäßigen, oft kurzen Zeitabständen durch neue ersetzt werden. Die mit Chargen schüttfähiger Massenartikel aus Metallen beladenen Trommeln rotieren im allgemeinen 30 Minuten lang um ihre Längsachsen und tauchen in verschiedene Behandlungslösungen, deren Temperaturen häufig um 75°C liegen. Die Trommeln rotieren kontinuierlich mit Dreh­ geschwindigkeiten in der Größenordnung von 10 U/min und weisen durchschnittliche Schlüsselweiten (d. h. Abstände zwischen je zwei parallelen Seiten des meistens hexagonalen Querschnitts des prismatischen Trommelmantels) um 350 mm und Längen von 900 mm auf. Die Chargen-Gewichte betragen im allgemeinen mehr als 50 kg.

Zusätzlich zu den Notwendigkeiten der chemischen und thermischen Beständigkeit hat das Material des perforierten Trommelzylinders auch ein elektrischer Nichtleiter zu sein (um die elektrolytische Behandlung der darin befindlichen kathodisch oder anodisch polarisierten Charge zu ermöglichen). Für die Erfüllung dieser Bedingungen steht aber nur eine geringe Anzahl geeigneter synthetischer Materialien (Kunststoffe) zur Verfügung. Die betriebliche Erfahrung der letzten Jahre hat ihre Auswahl praktisch auf einige wenige Arten von Polyolefinen, hauptsächlich auf Polypropylen und in Ausnahmefällen auf ein hochmolekulares Polyäthylen beschränkt. Es gehört zu den Charakteristika solcher Materialien, daß ihre (im Vergleich zu jenen von Metallen) niedrigen werkstoff-spezifischen mechanischen Festigkeitswerte mit steigenden Temperaturen drastisch fallen. In Abhängigkeit von der Abnahme der Festigkeitswerte nehmen auch ihre an sich geringen Oberflächenhärten (Abrieb- und Schlagfestigkeiten) mit zunehmenden Temperaturen schnell ab.

Zwischen den Wandungen des konstant rotierenden Trommel­ zylinders und der losen darin befindlichen Chargenmasse ergibt sich zwangsweise ein von Fall zu Fall verschieden großer Schlupf; die Charge verharrt zufolge ihres Eigengewichtes im Bereich des Trommelbodens, führt somit als Ganzes eine ständige Relativbewegung gegenüber der inneren Wandungsoberfläche des Trommelzylinders aus und schabt unter Druck ihres Eigengewichtes diese dauernd ab.

Besteht die Charge beispielsweise aus scharfkantigen metallischen Stanzteilen, ist ihr Gesamtgewicht erheblich, hat die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel aus verfahrenstechnischen Gründen während längerer Expositions­ zeiten verhältnismäßig hoch und die Behandlungslösung recht warm zu sein, so führen diese Betriebsbedingungen dazu, daß die Lebensdauer des Trommelzylinders von verhältnismäßig kurzer Dauer sein wird. Die notwendige Beschaffung von Ersatztrommeln hat entsprechend aufwendige Betriebskosten zur Folge.

Auf der Suche nach abriebfesten Kunststoffen für Trommelmäntel hat sich die selektive Auswahl immer mehr auf hochmolekulare Typen des Polyäthylens konzentriert. Vergleichbare Versuche haben gezeigt, daß die Abrieb­ festigkeiten hochmolekularer Polyäthylene jene der, für die Trommelkonstruktion am meisten verwendeten Polyäthylene um rund 70% übertreffen.

Die erwähnten Polyäthylenarten sind jedoch mit einem schwerwiegenden Nachteil für die betriebliche Herstellung von Trommeln behaftet; die schweißtechnische Zusammenfassung der Bauelemente eines Trommelzylinders ist äußerst beschwerlich und kostenaufwendig. Zieht man ferner die ungewöhnlich hohen Ausdehnungskoeffizienten der Polyolefine (und insbesondere jene der hochmolekularen Polyäthylene) sowie die schockartigen Temperatur­ schwankungen von Bad zu Bad während des Ablaufes eines Verfahrens für die Oberflächenbehandlung in Betracht, so sind die erheblichen Mängel von Trommeln aus solchen Materialien offensichtlich.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß Trommeln aus hochmolekularen Polyäthylenen serienmäßig nur im sogenannten Heizelement- Stumpfschweiß-Verfahren hergestellt werden können. Allein dieses Verfahren stellt die notwendige und hinreichende Schweißqualität sicher, die unbedingt erforderlich ist.

Für die Herstellung der Schweißverbindung wird kein Zusatzmaterial verwendet. Die Fügeflächen werden gegen ein Heizelement gedrückt, bis eine hinreichende Plastifizierung (erkennbar durch eine zwischen den Fügeflächen austretende ausgequetschte Massewulst) erreicht wird. Danach werden die Fügeteile möglichst schnell vom Heizelement getrennt und sofort wieder gegeneinander zusammengedrückt. Heiztemperaturen (um 210°C) zum Anwärmen der beiden Fügeflächen, Anwärmzeiten (von rund 120 sec), Anpreßdrücke während des Anwärmens (von etwa 0,05 N/mm²) und Schweißdrücke zum abschließenden Fügen (von mindestens 0,15 N/mm²) sowie die zugehörigen zeitprogrammierten Bewegungsabläufe sowohl des Heizelementes als auch der beiden zusammen zu fügenden Teile in unmittelbar aufeinander folgenden kurzen Intervallen (von maximal 5 Sekunden) sind unerläßlich und setzen automatisch gesteuerte, sehr kostenaufwendige Schweißmaschinen voraus. Als Resultat ergibt sich aber ein Trommelmantel aus einem hochmolekularen Polyäthylen welcher einen einzigen homogenen, massiven und fugenlosen, wie aus einem Stück gegossenen Körper außerordentlicher mechanischer Festigkeit darstellt.

Identisch zum stumpfen Zusammenschweißen des Trommel­ mantels wird gemäß dem Stand der Technik in einem zweiten Arbeitsgang der, bereits als eine Einheit zusammengefügte Trommelmantel an die beiden zugehörigen Stirnseiten des Trommelzylinders ebenfalls stumpf angeschweißt. Dieser zweite Arbeitsgang setzt aber zwingend das Vorhandensein einer zweiten ähnlichen Maschine voraus, die - gleich der ersten für den Trommelmantel - desgleichen programmgesteuert sein muß und äußerst kostenaufwendig ist.

Die Methode des Stumpfschweißens ist sehr zeitaufwendig. Für die Herstellung einer Schweißnaht, d. h. für das Ausrichten, Befestigen, Anschmelzen, Anschweißen und Abkühlen der beiden zu verschweißenden Teile werden 12 bis 15 Minuten benötigt. Sollen verstärkende Eckleisten an einem hexagonalen Trommelmantel vorgesehen werden, dann sind 10 Schweißnähte oder 120 bis 150 Minuten für die Herstellung eines einzigen Trommelmantels erforderlich. Längere Zeitspannen (von je rund 20 Minuten) werden für das Anfügen der beiden Stirnseiten an den zusammen­ geschweißten Trommelmantel benötigt. Es ist offensichtlich, daß eine solche zeitliche Beanspruchung der beiden zuvor genannten teueren Maschinen betriebswirtschaftlich äußerst unrentabel ist.

In vielen Fällen der betrieblichen Praxis, beispielsweise beim Vernickeln der Chargen in Elektrolyten mit Temperaturen um 50°C und relativ langen Expositionszeiten von über 30 Minuten treten, sich allmählich erweiternde Brüche an jenen Stellen des Trommelzylinders auf, an denen die massiven Eckleisten an den Stirnseiten verschweißt sind. Die Ursachen liegen in der starren Verbindung der beiden zuvor genannten Bauelemente der Trommel. Die relativ hohe Temperatur und lange Verweilzeit im Elektrolyten führen zu einer durchdringenden Erwärmung der besagten Trommelteile, und das anschließende plötzliche Eintauchen der Trommel in folgende Spülbäder mit Wassertemperaturen von rund 12°C rufen schockartige Oberflächenspannungen thermomechanischer Natur hervor, die zu den sich ständig vergrößernden Bruchstellen führen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt eine Tauchtrommel aus hochmolekularen Polyolefinen für die Oberflächenbehandlung von Massenteilen zu erstellen, welche wohl alle ihre verfahrenstechnischen Vorteile besitzt, aber gleichzeitig auch ihre bekannten schwerwiegenden Nachteile weitgehendst vermeidet. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich der, auf den ungünstigen mechanischen sowie thermischen Eigenschaften der Kunststoffe beruhende, relativ schnelle Verschleiß nur bedingt beeinflussen läßt und die schwierigen sowie aufwendigen Bedingungen des Heizelement- Stumpfschweißens für hochmolekulare Polyäthylene als unabwendbar hingenommen werden müssen. Eine bedeutende Verbesserung kann daher nur durch eine drastische Herabsetzung der außerordentlich hohen Kosten erzielt werden, welche sich einerseits aus der Herstellung solcher Tauchtrommeln und andererseits aus den verhältnismäßig häufigen Austausch abgenützter Trommelzylinder ergeben.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mantelseiten des Trommelmantels im Heizelement-Stumpfschweiß-Verfahren zu einem einstückigen fugenlosen sowie in sich homogenen einheitlichen Körper zusammengefügt sind und der besagte zusammengefügte Trommelmantel mit anderen Mitteln als das vorgenannte Schweißverfahren, beispielsweise mit mechanischen Mitteln wie Verschraubungen an den beiden zugehörigen Stirnseiten befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung erübrigt die Beschaffung einer maschinellen Einrichtung für das Anschweißen des Trommelmantels an die beiden zugehörigen Stirnseiten nach dem Heizelement-Schweißverfahren. Abgesehen von der Tatsache, daß dadurch die erheblichen Aufwendungen für die benötigten Schweißmaschinen für die Herstellung von stumpf geschweißten Trommeln nach dem Stand der Technik näherungs­ weise um die Hälfte reduziert werden, ergeben sich eine Vielfalt von Möglichkeiten, die besagten Bestandteile der Trommel durch konventionelle Mittel - beispielsweise durch Verschraubungen - miteinander schnell und fest zu verbinden.

Eine Schweißverbindung ist nur zwischen Teilen gleichen Materials möglich. Die Erfindung läßt in diesem Zusammenhang die Möglichkeit offen, die Auswahl der Materialien für den gesamten Trommelzylinder streng nach funktionellen Gesichtspunkten zu bestimmen. Der Trommelmantel ist primär der Abnützung durch Abrieb ausgesetzt; die Wahl eines hochmolekularen Polyäthylens für die Herstellung des Mantels ist daher naheliegend. Die Stirnseiten hingegen sind kaum einer solchen Abnützung unterworfen; sie können demnach aus einem Werkstoff höherer Temperaturbeständigkeit und mechanischer Festigkeit - etwa aus einem thermostabilisierten Polypropylen - bestehen.

Die innige (homogene) materielle Verbindung zwischen Trommelmantel und Stirnseiten im Stumpfschweiß-Verfahren ruft außerordentlich starke lokale mechanische Spannungen im Bereich des Übergangs vom Mantel zur Stirnseite hervor, die insbesondere bei größeren Temperaturdifferenzen zwischen den verschiedenen Bädern der Verfahren für die Oberflächen­ behandlungen auftreten.

Sind der Trommelmantel und die Stirnseiten nach der Erfindung etwa durch Verschraubungen verbunden, dann sind auch lokale Materialverschiebungen möglich, welche das Entstehen der erwähnten thermomechanischen Spannungen im allgemeinen vollständig auffangen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die zuvor beschriebene Verbindung des Trommelmantels mit den beiden Stirnseiten mittels kegelstumpfförmiger Bolzen durchführen, die im Reibkegelschweiß-Verfahren angebracht werden. Die Bolzen haben aus dem gleichen Werkstoff wie der Trommelmantel zu sein; das Material der Stirnseiten hingegen kann sowohl aus dem gleichen oder auch aus einem anderen passenden Werkstoff bestehen. Eine solche Verbindung hat gegenüber mechanischen Verschraubungen den Vorzug, chemisch gegenüber allen auftretenden Badlösungen beständig zu sein; einer entsprechenden Isolierung bedarf es demnach nicht. Die Bolzen lassen sich schnell und einfach einsetzen; die Verbindung ist bei Bedarf jederzeit im Gegensatz zu den stumpf geschweißten Trommelmäntel und Stirnseiten lösbar.

Polyäthylene hoher und niedriger Dichte können als sehr gut reibschweißbar bezeichnet werden. Es werden Schweißfaktoren bis nahe an den Wert von 1, also gleich des Grundwerkstoffes erzielt. Das Verfahren ist besonders für das Verbinden von Bauteilen mittlerer Wanddicken wie die Stirnseiten der Trommel und die Mantelseiten geeignet.

Bei der Reibschweißung wird ein rotierendes Fügeteil gegen ein feststehendes gepreßt. Durch die Reibungswärme entsteht ein dünner Film aus geschmolzenem hochmolekularem Polyäthylen zwischen den Reibflächen, der nach Beendigung der Bewegung in relativ kurzer Zeit erstarrt. Die kegelstumpfförmigen Reibstopfen werden in eine kegelförmige Bohrung mit Drehzahlen von 2000 bis 3000 Umdrehungen in der Minute sowie Kegelbelastungen zwischen 20 und 80 kp eingedrückt. Der Nachdruck für die Erstarrung der dünnen Schweißzone muß nur etwa 15 Sekunden aufrecht erhalten werden.

Die Reibschweißnähte zeichnen sich durch eine sehr geringe und konstante Nahtdicke, d. h. durch eine Tiefe der wärmebeeinflußten Schichten aus. Die Neigung der Fügeteile sich zu verziehen ist folglich vernachlässigbar klein.

Die Vorteile des Reibkegelschweißens sind offensichtlich:

• a) Verwendung werkstattüblicher Hilfsmittel (beispielsweise von Säulenbohrmaschinen).
• b) Entfallen einer Stauchbewegung der Fügeteile, wie sie beim Heizelement - Schweißen unter Aufbringung großer Kräfte erforderlich ist und zum Verzug der zusammen­ gefügten Teile führt.
• c) Einfache Spannvorrichtungen zum Fixieren des Trommelmantels und der Stirnseiten.
• d) Geringer thermomechanischer Verzug des verschweißten Trommelzylinders zufolge sehr geringer und konstanter Schweißnahtdicken.

Tritt der Fall auf, daß die Tauchtrommel mit besonders schweren Chargen beladen und die Oberflächenbehandlung in Bädern höherer Temperatur durchgeführt wird, so sind Eckstreben als ein Stützgerüst für die mechanische Verstärkung des Trommelmantels unbedingt erforderlich. Die Erfindung schlägt in diesem Zusammenhang vor, der einzelnen Mantelseite die Raumform einer Wanne zu geben. Eine solche Wanne hat einen, vorzugsweise rechteckigen perforierten Boden und zugehörige Wannenwände, die rechtwinklig zum Boden stehen und relativ niedrig sind. Je zwei, direkt aneinander anliegende Mantelseiten bilden einen stumpfen Winkel (beispielsweise von 120° bei einem hexagonalen Trommelmantel).

Der Wannenboden bildet den eigentlichen Trommelmantel; die oberen Wannenöffnungen sind - vom Wannenboden her gesehen - vom Innenraum der Trommel her nach außen hin gerichtet.

Die Wannenwände der Mantelseiten, die an der Stirnseite anliegen, nehmen vorzugsweise die, durch Reibschweißen eingeführten kegeligen Befestigungsbolzen auf.

Eine der längeren Wannenwände einer der rechteckigen Mantelseiten berührt die gleichartige Wannenwand der an dieser direkt anliegenden benachbarten Mantelseite. Die beiden sich berührenden Längswände bilden - im Querschnitt - einen spitzen Winkel in V-Form, an dessen zusammenlaufender Basis die beiden aneinanderliegenden Mantelseiten im Heizelement-Stumpfschweiß-Verfahren zusammen geführt sind. Das V-förmige Gebilde der zusammengesetzten zwei Wannenwände bildet die benötigte Versteifungsleiste für die Ecke des polygonalen Trommelmantels. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist eine einzige Schweißnaht hierfür erforderlich; nach dem Stand der Technik hingegen wären zwei solche Schweißnähte nötig, um eine Eckleiste zwischen den beiden benachbarten Mantelseiten festzuschweißen.

Zieht man als numerisches Beispiel eine hexagonale Trommel in Betracht, so sind 10 Schweißnähte (also zehnmal je 15 Minuten Schweißzeit oder 150 Minuten) erforderlich, um die sechs Eckleisten (einschließlich jener an der Trommelöffnung) nach dem Stand der Technik anzuschweißen; im Gegensatz hierzu werden nur 4 Schweißnähte (d. h. viermal je 15 Minuten oder 60 Minuten) nach der Erfindung benötigt. Die fertigungs­ technisch bedingte Verkürzung der Arbeitszeit ist betriebs­ wirtschaftlich von entscheidender Bedeutung.

Die Herstellung einer wannenförmigen Mantelseite ist einfach. Wird beispielsweise eine 12 mm dicke perforierte Mantelseite von 900 mm Länge sowie 280 mm Breite, und eine zugehörige Eckleiste zum Trommelmantel von 50 mm Höhe sowie 40 mm Breite im Querschnitt benötigt, so wird aus einer Kunststoff-Platte von 50 mm Dicke eine Wanne mit einem 12 mm starkem Boden und mit Wänden ausgefräßt, die 20 mm dick sind.

Der Wannenboden wird anschließend perforiert und die beiden benachbarten, sich direkt berührenden und zusammenzufügenden Mantelseiten in einem stumpfen Winkel von 120° zueinander gestellt und anschließend im Bereich ihrer Wannenböden stumpf zusammengeschweißt.

Um eine breitere Schweißnaht (von etwa 20 mm) zustande zu bringen, werden die aneinander anliegenden Kanten der beiden zusammen zu fügenden Wannenböden entsprechend abgeflacht.

Die entstehende V-förmige Eckleiste hat eine Höhe von knapp 50 mm und eine mittlere Breite von 40 mm; ihr Wider­ standsmoment ist jener einer massiven Eckleiste mit den Dimensionen von 50 und 40 mm im Querschnitt gleich. Die Erfindung reduziert - gegenüber dem Stand der Technik - je Ecke des Trommelzylinders die benötigte Anzahl der Schweißnähte von zwei zu einer, und die Anzahl der beteiligten Trommelelemente (Mantelseiten, Eckleiste) von drei zu zwei.

Die geringe Anzahl von Schweißnähten hat nicht nur drastische zeitsparende Effekte zur Folge, sondern auch eine thermostabilisierende Wirkung für den Trommelmantel als Ganzes. Umfang und Stärke lokaler Spannungsfelder werden zufolge der vorgeschlagenen Schweißnaht wesentlich verringert.

Die erfindungsgemäße Wannen-Raumform versteift jede der ebenen, plattenähnlichen rechteckigen Mantelseiten. Zu einer weiteren Versteifung der Mantelseiten lassen sich der Erfindung entsprechend zusätzliche, die Wannenwände rasterförmig verbindende Zwischenwände am Wannenboden aufstellen. Ein solcher Raster läßt eine kassetten-ähnlich aussehende Mantelseite entstehen. Als ergänzende Neben­ wirkung zur erzielten Versteifung der Mantelseiten treten verfahrenstechnische Vorteile auf; der, im lnnnenraum der perforierten Trommel befindliche Elektrolyt wird während der Trommelrotation durch einen intensivierten Austausch besser regeneriert, die Strömung der Luft durch die perforierten Mantelseiten (zum Zwecke der Chargentrocknung oder Rückgewinnung auftretender Lösungsausschleppungen) entsprechend verbessert.

Die Erfindung empfiehlt ferner einen polygonalen Querschnitt des Trommelmantels, der mehr als die ansonsten üblichen 6 Ecken hat. Zur Durchführung des Heizelement-Stumpf- Schweißens bedarf es erheblicher Andruckkräfte, die senkrecht zu den beiden, zusammen zu fügenden Oberflächen gerichtet sein müssen. Ist der Mantelquerschnitt horizontal, dann ist der, an den beiden benachbarten Mantelseiten gebildete stumpfe Winkel 120°. Ist der Querschnitt siebeneckig, dann flacht der Winkel zu 128,5° ab; für einen achteckigen sogar zu 135°. Es ist naheliegend, daß mit zunehmenden Neigungswinkel die schwierigen Schweißbedingungen des Zusammenfügens erleichert werden.

Als weitere Vorteile der erhöhten Mehreckigkeit ist die Zunahme des Polygonumfanges innerhalb des umschreibenden Kreises in Betracht zu ziehen. Mit der Zunahme des Umfangs vergrößert sich die Oberfläche des Trommelmantels und somit auch die Anzahl der Perforationen, d. h. der, der offenen Durchtrittsfläche für den Galvanisierstrom. Mehr Strom bedeutet eine erhöhte Galvanisierleistung bei gleichen kathodischen Stromdichten.

Das Volumen des Trommelzylinders, und somit auch das mögliche Volumen der, in der Trommel beinhalteten Charge steigt desgleichen anteilmäßig zur Mehreckigkeit des Querschnittpolygons.

Die Mehreckigkeit des Trommelmantels bietet die günstige Möglichkeit, den Deckel - im Gegensatz zum allgemeinen Stand der Technik - aus zwei dachförmig zueinander geneigten Mantelseiten zu bilden. Die dachförmige Form trägt entscheidend zur mechanischen Steifigkeit des Deckels bei; die entsprechend größere zugehörige Trommelöffnung erleichtert das Beladen oder Entladen der Trommelcharge.

Die Erfindung wird an einem schematisch dargestellten Beispiel näher beschreiben. Die folgenden Figuren beabsichtigen abstrahierende, auf das Wesentliche der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkte Darstellungen wiederzugeben; bekannte, dem Fachmann geläufige Konstruktionselemente werden daher zeichnerisch nicht berücksichtigt.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine wannenförmig gestaltete Mantelseite des polygonalen Trommelzylinders entsprechend der Erfindung.

Fig. 2 stellt einen Schnitt quer zur Längs-(Rotations-) Achse des erfindungsgemäßen Trommelmantels und des zugehörigen Trommeldeckels dar.

Fig. 3 gibt im Längsschnitt einen Ausschnitt des Trommel­ mantels und seiner Befestigung im Reibkegel-Schweißen an einer der beiden Stirnseiten wieder.

Fig. 4 stellt perspektivisch eine Gesamtansicht der Tauch­ trommel nach der Erfindung dar.

Die Mantelseite 11 der Fig. 1 wird aus einer massiven Kunststoffplatte von beispielsweise 50 mm Dicke vorzugs­ weise maschinell (oder gegebenenfalls im Preßverfahren aus geschmolzenem Granulat) für eine siebeneckige Tauch­ trommel von 900 mm Länge und einer Schlüsselweise von näherungsweise 360 mm hergestellt.

Die Mantelseite 11 hat eine im wesentlichen wannenartige Raumform, deren Innenraum - einer bevorzugten Ausführung der Erfindung nach - kassettenartig durch die Trennwände 14 unterteilt ist.

Die Wannenwände und die Trennwände 14 der Kassetten bilden eine festen sowie stabilen Rahmen für die einzelnen Mantelseiten 11.

Der perforierte Boden der Mantelseite 11 möge 12 mm dick sein; die Kassetten ABCD sind folglich 38 mm tief. Alle Kassetten ABCD entlang einer Mantelseite 11 werden zweckmäßigerweise gleichgroß dimensioniert. Die Wannen­ wandung der Mantelseiten 11 und der darin angeordneten Kassettenwände ist rund 20 mm stark. Eine Ausnahme stellen jene Enden der Mantelseiten 11 dar, die an den Stirn­ seiten 3 befestigt sind; ihre Dicke beträgt 40 mm.

Die beiden an der Trommelöffnung angrenzenden Mantelseiten 12 verfügen über verstärkte Längswände 13, die mit metallischen Rohren 15 eine zusätzliche Versteifung erfahren. Ihre Längswände 13 haben einen entsprechend gestalteten Querschnitt, um den abnehmbaren Deckel 2 und seine Verschlüsse 22 passend aufzunehmen.

Der Deckel 2 wird von den beiden dachförmigen zueinander geneigten Mantelseiten 21 gebildet, die ihrerseits wiederum über entsprechend geformte Längswände 23 verfügen. Die Längswände 13 des Trommelmantels 1 und die Längswände 23 des Deckels 2 passen korrespondierend zusammen.

Die, hauptsächlich aus dem perforierten Mantel 1, dem Deckel 2 und den Stirnseiten 3 sich zusammensetzende Tauchtrommel hat einen, im wesentlichen regelmäßigen geometrischen Querschnitt. Jene, den Trommelmantel 1 sowie den Deckel 2 bildenden Mantelseiten 11 und Deckel­ seiten 21 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in zwei verschiedenen stumpfen Winkeln von 126° bzw. 135° zueinander geneigt. Die Verschiedenheit der beiden Winkel ist funktionell bedingt; die Trommelöffnung soll in diesem Zusammenhang möglichst groß sein.

Die Erfindung setzt voraus, daß die Mantelseiten 11 aus denen sich der Trommelmantel 1 zusammensetzt (und konsequenterweise auch die beiden Seiten 21 des Deckels 2) im Heizelement-Stumpfschweiß-Verfahren zusammengefügt sind. Die Fügeflächen müssen, um diesem Verfahren zu entsprechen, unbedingt parallel zueinander stehen. Um dieser Bedingung zu entsprechen ist entlang der Längswand MN die wannenförmige Mantelseite 11 (und sinngemäß der Deckel 2) deren untere, am Wannenboden anliegende Kante um den Winkel von 27° (bzw. von 22,5° für den Deckel) abgeschrägt worden. Die entstehenden Breiten der Ab­ schrägungen mögen im vorliegenden Anwendungsfall 20 mm betragen.

Die V-förmig zueinander stehenden, paarweise zusammen­ geschweißten Längswände MN der wannenförmigen Mantel­ seiten 11 bilden die Eckstreben des Trommelmantels 1. Alle Eckstreben verlaufen parallel untereinander und stellen in ihrer Gesamtheit das Stützgerüst für den Trommelmantel 1 dar.

Die fugenlose sowie kraftschlüssige Verbindung durch das Stumpfschweißen zwischen den Mantelseiten 11 ergibt einen einstückigen, homogenen und massiven Trommelmantel 1 außerordentlich hoher mechanischer Festigkeit. Dieses Charakteristikum besonderer Festigkeit gilt auch für den, aus den Mantelseiten 21 zusammengesetzten und stumpf geschweißten Deckel 2.

Die prinzipielle Voraussetzung der Erfindung, daß die Mantelseiten 11 des Trommelmantels 1 in Heizelement- Stumpfschweiß-Verfahren zusammengefügt sind, gilt aber nicht für die Befestigung des solcherart zusammenge­ schweißten Mantels 1 an die beiden zugehörigen Stirnseiten 3. Im Gegensatz hierzu, die Befestigung des Trommelmantels 1 an die Stirnseiten 3 hat mit anderen technischen Mitteln als das Heizelement-Stumpfschweiß-Verfahren zu erfolgen. Eine, von der Erfindung besonders bevorzugte Ausführung sieht in diesem Zusammenhang das Befestigen des Trommelmantels 1 an die Stirnseiten 3 durch kegelförmige Bolzen 4 vor, die im Reibkugel-Schweißverfahren angebracht werden.

Die Kegel 4 müssen folgerichtig aus dem gleichen Werkstoff wie die Mantelseiten 11 sein, um im Reibschweiß-Verfahren die notwendige innige Schweißverbindung zu ermöglichen und sicherzustellen. Es ist hinreichend und notwendig, die homogene Materialverbindung zwischen dem Kegel 4 und den Stirnwänden 3 gleichen Materials nur in jenem Bereich des Kegels 4 herzustellen, der innerhalb der Stirnwände 3 liegt. Die Erfindung ermöglicht demnach - je nach Bedarf - die Stirnseiten 3 wahlweise aus dem gleichen Werkstoff wie die Mantelseiten 11 oder auch aus einem anderen Material zu verwenden.

Die Erfindung gibt aber eindeutig der Herstellung der Trommelmäntel aus einem hochmolekularem Polyäthylen den Vorzug.

Das Ausführungsbeispiel zeigt die Anordnung je zweier Befestigungskegel 4 je Mantelseite 11. Diese geometrische Anordnung verhindert - im Gegensatz zum Stand der Technik - die lokale Konzentration des auftretenden Kraftflusses bei den mechanischen Beanspruchungen des Trommelzylinders 1 auf jene Stellen, an denen V-förmige Streben auf die Stirn­ seiten 3 stoßen. Die Gesamtverbindung des Trommelmantels 1 zu den Stirnseiten 3 erhält demnach einen höheren Freiheits­ grad und die bekannten Brüche an den zuvor genannten Eckstelen werden vollständig vermieden.

Die Trennwände zwischen den Kassetten ABCD des Trommel­ deckels 2 werden als Halterungen für die darauf ange­ ordneten Verschlußklammern 22 verwendet. Die metallischen Blechstreifen 24 aus Titan werden mit den Schrauben 25 aus dem gleichen Material auf den besagten Trennwänden befestigt. An den Enden der, um die Schrauben 25 elastisch schwenkbaren Titanstreifen 24 sind verstellbare Verschluß­ klötzchen 26 angeordnet, welche - beim aufgesetzten Deckel 2 auf den Trommelmantel 1 - hinter den Längswänden 13 an der Trommelöffnung eingreifen und dort einrasten, um die besagte Öffnung fest mit dem Deckel 1 während der Trommelrotation zu verschließen.

Claims (8)

1. Drehbare Tauchtrommel aus einem synthetischen, elektrisch nicht leitenden Werkstoff zur chemischen oder elektrolytischen Oberflächenbehandlung schütt­ fähiger Massenteile in wäßrigen Lösungen, bestehend im wesentlichen aus zwei, parallel zueinander stehenden Stirnseiten und aus einem, zwischen den beiden Stirn­ seiten an diesen starr befestigten perforierten Trommel­ mantel vorzugsweise polygonalen Querschnitts, wobei sich ein solcher polygonaler Trommelmantel in Umfangs­ richtung aus mehreren, jeweils in Längsrichtung der Trommel aneinander direkt anliegenden rechteckigen und vornehmlich ebenen, perforierten plattenförmigen Mantelseiten zusammensetzt, zwischen welchen gegebenen­ falls parallel verlaufende Verstärkungsstreben an den Ecken des polygonalen prismatischen Trommelmantels als Stützgerüst angeordnet sind und mindestens eine der besagten Mantelseiten als Trommeldeckel abnehmbar vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelseiten (11) des Trommelmantels (1) im Heizelement-Stumpfschweiß-Verfahren zu einem einstückigen fugenlosen sowie in sich homogenen einheitlichen Körper zusammengefügt sind, und der besagte zusammengefügte Trommelmantel (1) mit anderen technischen Mitteln als das vorgenannte Schweißverfahren, beispielsweise mit mechanischen Mitteln wie Verschraubungen an den beiden zugehörigen Stirnseiten (3) befestigt ist.

2. Tauchtrommel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (1) und die beiden zugehörigen Stirnseiten (3) aus untereinander verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind, beispielsweise aus hochmolekularem Polyäthylen und aus Polypropylen.

3. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen, den Trommelmantel (1) gemeinsam bildenden Mantelseiten (11) eine wannenartige Raumform mit einem perforierten, vorzugs­ weise rechteckigen ebenen plattenförmigen Boden haben.

4. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei, aneinander parallel anliegende und sich an ihren längeren Wannenwänden MN direkt berührende rechteckige Mantelseiten (11) einen stumpfen Winkel bilden und entlang ihrer besagten längeren Wannenwände MN zusammengeschweißt sind, wobei die Wannenöffnungen der einzelnen Mantelseiten (11) vom Innenraum der Trommel her nach außen hin gerichtet sind.

5. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Trommelmantel (1) mittels kegelstumpfförmigen Reibkegel (4) im Reibkegel- Schweißverfahren an den beiden Stirnseiten (3) befestigt ist.

6. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der einzelnen wannen­ förmigen Mantelseiten (11) durch rasterartig angeordnete, senkrecht zum Wannenboden gerichtete Trennwände (14) kassettenförmig unterteilt ist.

7. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß des Trommelmantel (1) polygonalen Querschnitts mindestens siebeneckig ist.

8. Tauchtrommel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommeldeckel (2) aus zwei dachförmig zueinander geneigte Mantelseiten (21) besteht.