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Die Erfindung bezieht sich auf die elektrolytische Ätzung von Zink-und andern Metallplatten für die Herstellung von Druckflächen und andere Zwecke. Bei solchen Verfahren bildet die zu ätzende
Platte die Anode, und der Strom nimmt beim Durchgang durch das Bad Metall von der Anode fort und schlägt es auf der Kathode nieder. Ein Haupterfordernis für elektrolytische Ätzvorrichtungen besteht in der Erzeugung einer gleichmässigen Wirkung auf alle Teile der zu ätzenden Platte. Es wurde gefunden, dass unter einfachen Bedingungen eine Neigung zu rascherem Ätzen nahe den Plattenkanten gegenüber der Plattenmitte besteht. Es besteht ferner der Mangel, dass sich in manchen Fällen die Ätzwirkung auch auf die Rückseite der Platte nahe den Kanten erstreckt.
Ausser der Vermeidung dieser Fehler ist es auch noch erforderlich, dass die Vorrichtung für einen weiten Grössenbereich von Platten brauchbar ist. Im allgemeinen sind die in Frage kommenden Platten flach und rechteckig. Aber sie schwanken sowohl hinsichtlich der Abmessungen als auch des Grössenverhältnisses.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer elektrolytischen Ätzvorrichtung, welche die oben genannten Erfordernisse in wirksamer und bequemer Weise erfüllt.
Die Erfindung bezieht sich auf Fälle, wo die Kathode parallel zur Anode angeordnet ist, d. h. wo deren Oberflächen äquidistant sind. Eine gleichförmige Ätzung wird dadurch erreicht, dass man den wirksamen Teil der Kathode sowohl hinsichtlich der Breite als auch der Länge kleiner macht als die Anode, durch einen angenähert konstanten Abstand, und indem man die Kathode in bezug auf die Anode zentral anordnet. Der Unterschied zwischen den Breiten-und Längenabmessungen von Anode und Kathode hängt vom Abstand ab, durch welchen Anode und Kathode getrennt sind. Beispielsweise wurde bei flacher Anode und Kathode, welche in senkrechter Richtung um einen Abstand von 6'3 bis 7'6 cm voneinander entfernt waren, gefunden, dass zufriedenstellende Ergebnisse erzielt
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blockiert.
Es wurde gefunden, dass praktisch alle Stromlinien, welche von der Rückseite einer Platte ausgehen, auch zur Rückseite der andern Platte verlaufen müssen. Hierauf gründet sich die Wirksamkeit des angegebenen Verfahrens.
Um den praktischen Erfordernissen eines weiten Grössenbereiches von Anoden zu entsprechen, wird es vorgezogen, eine grosse Kathodenplatte zu verwenden und die erforderliche Änderung ihrer Abmessungen mit Hilfe von beweglichen Masken oder Abdeckplatten zu erzielen, welche in verschiedene Abstände über die Platte von den Kanten oder von einigen derselben vorgerückt werden können, um so einen unabgedeckten Teil mit den erwünschten Abmessungen frei zu lassen.
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In der Zeichnung sind einige praktische Ausbildungsformen von Vorrichtungen gemäss der Erfindung veranschaulicht, u. zw. von elektrolytischen Ätzvorrichtungen, welche zum Ätzen flacher Platten dienen sollen.
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt nach Linien VII-VII von Fig. 1 durch eine Ätzvorrichtung dar. Fig. 3 und 4 zeigen im Grund-und Aufriss, letztere nach Linie IX-. IX, eine abgeänderte Anordnung von Abdeckplatten, welche bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 anwendbar sind. Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsform der Vorrichtung, geführt nach Linie X-X von Fig. 6, und Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie XI--XI von Fig. 5.
Bei allen dargestellten Beispielen bezeichnet 1 einen Behälter, welcher zu etwa zwei Dritteln bis zur Linie 2 mit Elektrolyt angefüllt ist und welcher Auflager für die Platte 3 aufweist, die derart angeordnet sind, dass die Platte gerade unterhalb der Badoberfläche gehalten wird.
Falls die zu ätzende Platte 3 aus Zink besteht, wird es vorgezogen, alle diejenigen Teile, welche in den Elektrolyt eintauchen, entweder ebenfalls aus Zink oder aus einem Isolierstoff herzustellen.
Andere Metalle können verwendet werden ; aber in solchen Fällen sollten sie mit Isolierstoff überzogen sein. In ähnlicher Weise ist es beim Ätzen anderer Metalle erwünscht, in Berührung mit dem Elektrolyten kein Metall zu haben, welches von demjenigen der Platte verschieden ist.
Die elektrische Verbindung mit Platte 3 erfolgt durch das Kontaktstück 9, welches aus einer Scheibe 10 aus dem nämlichen Metall wie Platte 3 besteht und aus einem Gehäuse 11 aus Isolierstoff, das als Halter für die Scheibe 10und das Ende des biegsamen Verbindungskabels 12 dient. Die Scheibe 10 weist in der Mitte ihrer Unterseite eine Vertiefung auf. Ein wirksamer Kontakt wird durch das Gewicht des Kontaktstückes sichergestellt. Zwischen Platte und Kontaktstück besteht keine mechanische Verbindung, so dass letzteres leicht von der Platte abgehoben und wieder aufgesetzt werden kann, wenn es die Handhabung der Platte während des Ätzens erfordert.
In Fig. 1 und 2 bezeichnet 38 die Kathode in Form einer durchlochten Platte, welche sich quer durch das Bad mit schwacher Neigung gegen die Waagrechte erstreckt. Die Anode 3 ist mit der nämlichen Neigung angeordnet und in geeignetem Abstand oberhalb der Kathode. Unterhalb der Kathode befindet sich ein durchlochter Zylinder 39 aus Isolierstoff, welcher an jedem Ende ein Antriebsmittel (Schleuderrad) 23 aufweist, das mit dem Innern des Zylinders 39 durch Löcher in den Stirnscheiben 22 in Verbindung steht. Die oberen Enden dieser Schleuderräder 23 arbeiten in Kammern, die vom Hauptteil des Behälters durch Trennwände 24 abgeschlossen sind. Der Zylinder 39 ist auf einer Welle 4 vermittels der Stirnscheiben 22 gelagert.
Die Schleuderräder 23 sind ebenfalls auf der Welle 4 gelagert, und letztere läuft in Lagern des Gehäuses 16 um und wird an dem hervorragenden rechten Ende durch die Riemenscheibe 17 angetrieben. Die Wirkung der Sehleuderräder 23 bei Umdrehung der Welle besteht darin, dass durch die Löcher im Zylinder 39 ein Strom des Elektrolyten eingesogen und durch die Löcher in den Stirnscheiben 22 in die Schleuderräder gefördert wird, aus welchen der Elektrolyt durch die Löcher in den Mantelflächen der Schleuderräder wieder austritt. Der Einschluss der oberen Teile der Schleuderräder durch die Trennwände 24 verhindert eine unzulässige Störung der Badoberfläche und gewährleistet einen vollkommenen Kreislauf des Elektrolyten. Die Trennwände 24 erstrecken sich nach abwärts bis zum Niveau der Kathode 38.
Unterhalb der Rührvorrichtung nahe dem Behälterboden ist ein durchlochter Zwischenboden 40 aus Isolierstoff angeordnet. Dieser dient als Sieb, unterhalb welchem das beim Ätzen von der Anode abgetrennte und im Elektrolyten ausgeschiedene feine Metall angesammelt wird. Dieses Metall fällt durch die Löcher des Zwischenbodens 40 und wird so vor dem aufwirbelnde Einfluss der Rührvorrichtung geschützt und verbleibt mithin unterhalb des Zwischenbodens. Von hier kann es, wenn sich eine grössere Menge angesammelt hat, von Zeit zu Zeit abgezogen werden.
Bei Verwendung von Blenden oder Abdeckplatten zur Regelung der Stromverteilung an der Anode besteht die Aufgabe der Blendenanordnung darin, die gesamte Oberfläche der Kathode, ausgenommen denjenigen Teil unwirksam zu machen, welcher unterhalb der Anode liegt und eine kleinere Fläche aufweist als die Anode, zufolge der Abdeckwirkung eines längs jeder der vier Seiten verlaufenden Streifens.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 und 2 werden zwei Blenden von den Stützen 41 und 42 gebildet, die längs der einen Längsseite und dem einen Ende des Hauptteiles des Behälters angeordnet sind.
Diese Blenden dienen auch als Auflager für die Anode und sind zu diesem Zweck mit Leisten 43 und 44 ausgerüstet. Eine der andern Blenden wird durch ein Querstück 45 gebildet, welches längs des Bades beweglich ist und auf der einen Seite auf einer Stange 46 und auf der andern Seite auf der Leiste 43 der Blende 41 aufruht. Dieses Querstück 45 ist mit einer Leiste 47 versehen, die als dritte Auflage für die Anode 3 dient. Die vierte Blende wird von einem Längsrahmen gebildet, welcher aus den waagrechten Teilen 49 und 50 und den senkrechten Endstücken 51 besteht. Der Teil 49 ist eine Platte, welche auf der durchlochten Platte 38 aufruht und sich nach innen um den angenäherten Abstand über die entsprechende Kante der Anode hinaus erstreckt.
Der Teil 50 gleitet an einem Ende auf der Leiste 44 der Blende 42 und wird gegen das andere Ende in einem Schlitz 61 des Querstückes 45 geführt. Die beiden Teile 49 und 50 erstrecken sich über die ganze Länge der Kathode und sind durch die Stücke 51 verbunden. Der Teil 50 ist an der einen Kante mit einem Kautschukkissen 52 ausgerüstet, welches
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Es ist ersichtlich, dass es bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung notwendig ist, die zu ätzende Platte stets in einer Ecke des Behälters anzuordnen. Dies kann bei kleinen Platten unbequem sein, wo eine mehr in der Mitte befindliche Lage für die bequeme Handhabung erwünscht ist. Um daher die Notwendigkeit des Arbeitens in einer Behälterecke zu vermeiden, kann die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnung benutzt werden. Bei dieser werden zwei Querstücke ähnlich dem Teil 45 gemäss Fig. 1 verwendet. Diese beiden Querstücke sind mit 55 und 56 bezeichnet. Ihr Unterteil ragt nach innen unter Bildung von Blenden 57 und 58 vor. Oberhalb dieser Blenden sind Leisten 59 und 60 vorgesehen, auf welchen die Platte aufruht.
Diese beiden Gleitstücke wirken mit der feststehenden Blende 41 zusammen, welche ebenfalls eine Leiste 43 zur Auflage der Platte aufweist. Diese Blende 41 ist an der Behälterwandung in der in Fig. 2 gezeichneten Lage befestigt. Die beiden Gleitstücke 55 und 56 werden an dem einen Ende auf dieser Leiste 43 und an dem andern Ende auf der Stange 46 geführt. Sie können infolgedessen in irgendwelche Lagen längs des Behälters verschoben werden und so zwischen sich dem erwünschten Plattenbereich angepasst werden. Eine Platte 3 ist in den Fig. 4 und 3 dargestellt.
Die vierte Blende wird von einem Rahmen gebildet, welcher demjenigen ähnlich ist, der von den Teilen 49, 50 und 51 in Fig. 1 und 2 verkörpert wird, ausgenommen, dass die beiden senkrechten Stützen 51 sich an den äussersten Enden des Rahmens befinden, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Ein Kautschukkissen 52 ist längs der Innenfläche des Teiles 50 angeordnet, in ähnlicher Weise, wie es in Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Ebenso wie bei der Anordnung gemäss Fig. 1 und 2 sind in den Querstücken 55 und 56 Schlitze 61 und 62 nebst Deckeln 63 für die Längsstücke 50 und 49 vorgesehen.
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Eine abgeänderte Ausbildungsform der Vorrichtung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist eine der Blenden mit einem biegsamen Blatt in Form eines endlosen, um ein Paar Walzen beweglichen Bandes ausgerüstet und die andere als senkrechter Streifen ausgebildet, welcher sich über die ganze Breite der Kathode erstreckt und rechtwinklig zur Kante der erstgenannten Blende beweglich ist.
Bei dieser Ausbildungsform ist die ganze Vorrichtung auf einem Hartholzrahmen gelagert, welcher lose in den Behälter 1 eingesetzt ist, so dass der Einbau erforderlichenfalls vollständig aus dem Behälter herausgehoben werden kann. Dies erleichtert die Herstellung des Behälters aus Isolierstoff. Er kann beispielsweise aus Porzellan hergestellt sein. Die Hauptteile des Rahmens bilden vier senkrechte Stützen 66, welche zwei Seitenplanken 67 tragen und durch Querstützen 68 verbunden sind.
Die Kathode ist eine flache undurchlochte Platte 69, welche zwischen den beiden Seitenplanken 67 gelagert ist. Auf der Kathode ruht ein Rost 70. Dieser besteht aus einer durchlochten Platte aus Isolierstoff, welche auf der Oberseite der Kathode liegt und auf dieser nach vorn und rückwärts verschiebbar ist, was durch Betätigung des auf einer der Planken 67 bei 72 drehbar gelagerten Hebels bewerkstelligt werden kann. Durch diese hin-und hergehende Bewegung kann der Rost die Oberfläche der Kathode von Niederschlägen aus losem Metall oder andern Stoffen reinigen. Es ist nur notwendig, den Rost in Zeitabständen zu bewegen, um eine übermässige Niederschlagsbildung zu verhindern.
Nahe einem jeden Ende der Planken 67 sind in diesen zwei Walzen 73 gelagert, um welche ein endloses Kautschukband 74 herumgelegt ist, dessen oberer Teil auf dem Rost 70 liegt. Die Bewegung des Bandes wird mittels eines Handgriffes 75 auf einer senkrechten Spindel über einen aus Schnecke und Schneckenrad bestehenden Antrieb bewerkstelligt, welche auf die in Fig. 5 rechts gezeichnete
Walze wirkt. Das Band 74 besteht aus zwei im wesentlichen gleichen Teilen. Einer dieser Teile (im linken Teil von Fig. 5 erkennbar) erstreckt sich über die volle Breite der Kathode unter Bildung eines ununterbrochenen Deckels für jenen Teil der Kathode, über welchen es verläuft. Der andere Teil des
Bandes besteht aus zwei schmalen Streifen, u. zw. je einem auf jeder Seite. Diese Streifen bedecken nur die äussersten Kanten der Kathode.
Am oberen Ende des vollen Teiles des Bandes ist ein Versteifungsstreifen 76 angeordnet, welcher aus Hartgummi bestehen kann und unmittelbar hinter diesem Streifen, und nahe der einen Seite dieses Bandes ist auf diesem ein senkrechter Pflock 77 angeordnet.
Zwischen den Planken 67 erstreckt sich ein Querstück 78, welches nahe dem rechten Ende der
Kathode in Fig. 5 liegt und einen geneigten Vorsprung 79 mit auf dem oberen Ende vorgesehener Leiste aufweist. Auf dieser Leiste ruht die eine Kante der zu ätzenden Platte 3. Der Vorsprung 79 dient als Blende und deckt einen Streifen der Kathode bis zu dem erforderlichen Masse ab. Der Oberteil des Querstückes 78, welcher sich über den Badspiegel 2 hinaus erstreckt, schirmt die benachbarte
Kante und die Rückseite der Platte gegen den Strom ab. Auf der gegenüberliegenden Kante wird die
Blende von dem Band 74 und seinem Versteifungsstreifen 76 gebildet. Dieses Band wird mittels des Handrades 75 so lange verschoben, bis der Pflock 77 zum Anschlag an die eine Kante der Platte 3 gelangt.
Die beiden andern Kanten der Platte werden in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise gelagert und abgeschirmt. Auf der einen Seite befindet sich die Blende 80, welche auf einer der Planken 67 gelagert ist und um den an ihrer Unterkante erforderlichen Abstand hervorragt sowie an ihrer Oberkante eine Leiste zur Auflagerung der Platte bildet. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich eine bewegliche Blende 81, welche ebenfalls eine nach innen vorragende Unterkante und eine Leiste zur Aufnahme der Platte besitzt. Diese Blende gleitet quer zur Kathode und wird am einen Ende auf der
Stange 82 und am andern Ende auf der Leiste der Blende 79 geführt.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 5 und 6 sind keine Hilfsmittel zum Rühren des Elektrolyten vorgesehen. Sie können jedoch nötigenfalls vorgesehen werden, u. zw. entweder im unteren Teil oder an den Enden des Behälters. Die Verwendung des Schaberostes 70 übernimmt in gewissem Masse die Stelle eines besonderen Rührers.
Die Anode und Kathode in Fig. 5 und 6 kann vorteilhaft schräg zur Waagrechten bis zu einem schwachen Betrage (etwa mit einem Gefälle vonl zu 15) angeordnet sein. Wie im Falle der in Fig. l und 2 dargestellten Vorrichtung hat diese Neigung die Wirkung, dass die Bewegung von Gasblasen und Festteilchen quer zur Anodenfläche unterstützt wird. Die Neigung kann leicht dadurch erreicht werden, dass man die eine Seite oder das eine Ende des Rahmens durch Verlängerung der geeigneten Paare von Stützen hebt.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, eine jede der Flächen aus Kautschuk herzustellen, auf deren einer Kante die Anodenplatte ruht, um so eine nachgiebige Auflagerung zu erzielen, wodurch eine gute Berührung zwischen Platte und Träger gewährleistet und das Festhalten von Gasblasen oder Festteilchen verhindert wird.
Statt der Kombination eines beweglichen Bandes und einer verschiebbaren Vertikalblende gemäss Fig. 5 und 6 kann das Abdecken der Kathode, soweit es die beiden beweglichen Kanten der Maske betrifft, durch Verwendung von zwei biegsamen Bändern bewerkstelligt werden, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, deren jedes demjenigen ähnlich ist, welches in Fig. 5 und 6 dargestellt wurde.