DD285129A5

DD285129A5 - GALVANIZING DRUM WITH INTERNAL ANODE

Info

Publication number: DD285129A5
Application number: DD32963589A
Authority: DD
Inventors: Gunter Seidel; Fritz-Eberhard Canzler; Juergen Doerr
Original assignee: Veb Sachsenring Automobilwerke Zwickau,Dd
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1990-12-05

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zur chemischen und/oder elektrochemischen Behandlung von Massenteilen, bei der die Galvanisiertrommel mit einem, das schuettfaehige Anodenmaterial aufnehmenden und somit als Innenanode dienlichen Innenzylinder ausgestattet ist, welcher einseitig offen ist und im Anodenmaterial-Eingangsbereich eine undurchbrochene und im Hauptteil eine durchbrochene Innenzylinderwand aufweist. Ein Einfuellstutzen ist so angeordnet, dasz er in einem 90-Bogen etwa 13 in den undurchbrochenen Innenzylinderbereich hineinragt und um die Innenzylinderachse drehbar gelagert ist. Das Ausstatten des Innenzylinders mit Foerderschnecke und Leitblechen dient einerseits dem schnellen Fuellen des Innenzylinders mit Anodenmaterial und andererseits einem guenstigen Umwaelzprozesz waehrend dem Galvanisieren, bei synchroner Rotation zur Galvanisiertrommel. Fig. 1{Galvanisiertrommel; Innenanode; Innenzylinder; Anodenmaterial, schuettfaehig; Innenzylinderwand, durchbrochen; Foerderschnecke; Leitbleche; Einfuellstutzen; Lagerung, drehbar; Rotation, synchron}The invention includes a device for the chemical and / or electrochemical treatment of parts by mass, in which the galvanizing drum is equipped with an inner cylinder which accommodates the schuettfaehige anode material and thus serving as an inner anode, which is open on one side and in the anode material input area an unbroken and in the main part a having broken inner cylinder wall. A filler neck is arranged so that it protrudes in a 90-arc about 13 in the unbroken inner cylinder region and is rotatably mounted about the inner cylinder axis. The provision of the inner cylinder with conveyor screw and baffles serves on the one hand the rapid filling of the inner cylinder with anode material and on the other hand a favorable Umwaelzprozesz during electroplating, with synchronous rotation to Galvanizrommel. Fig. 1 {plating drum; Interior anode; Inner cylinder; Anode material, non-slip; Inner cylinder wall, pierced; Auger; baffles; fueling point; Storage, rotatable; Rotation, synchronous}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur chemischen und/oder elektrochemischen Behandlung, vorzugsweise zur galvanischen Beschichtung von Massenteilen oder zum Aufbringen von einem Schichtmetall auf z.B. Schrauben, Muttern, Federklemmen usw. in einer Trommel. Die erfindungsgamäße Trommel findet sowohl in Handanlagen, als auch in automatisierten Anlagen zur Beschichtung von Massenteilen sowie in Anlagen mit Umfüllstationen für das Aufbringen von Schichtkombinationen Anwendung.The invention relates to a device for chemical and / or electrochemical treatment, preferably for the galvanic coating of mass parts or for applying a layered metal to e.g. Screws, nuts, spring clips, etc. in a drum. The drum according to the invention finds application both in manual systems and in automated systems for coating mass-produced parts and in systems with transfer stations for applying layer combinations.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Galvanisiertrommeln zur Beschichtung von Massenteilen sind bereits bekannt. Die zu bearbeitenden Massenteile warden in die Galvanisiertrommel gefüllt und darin den einzelnen Behandlungsstufen unterworfen. Die Galvanisierung von Kleinteilen in rotierenden Trommeln ist gegenüber der auf Gestellen durch einige Besonderheitun gekennzeichnet, die durch das Verhalten des elektrischen Feldes und des Haufwerkes der Teile im geschlossenen Trommelkörper bedingt sind. Die Beschichtung der Einzelteile erfolgt unter speziellen Bedingungen nicht immer gleichmäßig. Die in der äußeren Zone des Haufwerkes, der Trommelwandung zugewandten Teile werden bevorzugt mit Metall beschichtet, während im Inneren des Haufwerkes das elektrische Feld so weit abgeschirmt ist, daß keine Metallabscheidung mehr erfolgt.Galvanizing drums for coating mass parts are already known. The mass parts to be processed are filled into the galvanizing drum and subjected therein to the individual treatment stages. The galvanisation of small parts in rotating drums is characterized by some special features compared to those on racks, which are due to the behavior of the electric field and the pile of parts in the closed drum body. The coating of the individual parts does not always take place uniformly under special conditions. The facing in the outer zone of the heap, the drum wall parts are preferably coated with metal, while inside the heap, the electric field is shielded so far that no metal deposition occurs.

Durch Rotation der Trommel wird zwar angestrebt, daß möglichst jedes Einzelteil mehr oder weniger oft in eine für die Beschichtung günstige Lage gelangt, die elektrisch aktive Oberfläche bleibt aber nahezu konstant. Zur Gewährleistung der geforderten Schichtdicke auf allen Einzelteilen ist demzufolge die Expositions.~sit lang, die angelegte Spannung zur Realisierung des erforderlichen Galvanisierstromes hoch. Darüber hinaus ist der Elektrolytaustausch durch den geschlossenen, mit Bohrungen versehenen Trommelkörper schlecht, was eine Metallverarmung im Elektrolyten und damit gehemmte Metallabscheidung zur Folge hat.By rotation of the drum is indeed desired that as far as possible each item more or less often gets into a favorable location for the coating, the electrically active surface remains but almost constant. Consequently, to ensure the required layer thickness on all individual parts, the exposure is long, the applied voltage for realizing the required electroplating current is high. In addition, the electrolyte exchange is poor due to the closed, provided with holes drum body, which has a metal depletion in the electrolyte and thus inhibited metal deposition result.

Zum Stand der Technik gibt es eine große Zahl von Patentanmeldungen für Galvanisiertrommeln. Bei einigen werden Lösungen vorgeschlagen, durch die die oben genannten Mängel vermieden werden sollen. So wird in der DT-AS 2353592 eine Trommel vorgeschlagen, bei der mehrere um die Drehachse der Trommel herum zentrisch angeordnete Werkstückaufnahmekammern vorhanden sind, deren perforierte, sich in Längsrichtung der Trommel erstreckende Zwischenwände jeweils eine Anode und eine Katode aufnehmen. Hauptnachteil dieser Lösung ist die aufwendige Handhabung der Trommel beim Beschicken und Entleeren des Galvanisiergutes. Darüber hinaus ist ein Wechsel der Anoden beim Durchlauf der Trommeln durch die einzelnen Arbeitsstufen im Gesamtprozeß nicht möglich.The prior art has a large number of patent applications for galvanizing drums. Some propose solutions to avoid the above shortcomings. Thus, in DT-AS 2353592 a drum is proposed, in which a plurality of centrally disposed about the axis of rotation of the drum workpiece receiving chambers are present whose perforated, extending in the longitudinal direction of the drum partitions each receive an anode and a cathode. The main disadvantage of this solution is the complicated handling of the drum when loading and unloading the Galvanisiergutes. In addition, a change of the anodes during the passage of the drums through the individual stages in the overall process is not possible.

Diese Schwierigkeit soll bei der Lösung entsprechend DT-OS 2407 208 dadurch ausgeschlossen werden, daß ein Tauchbad mit einem Seitenkanal verwendet wird, in dem manuell oder automatisch eine Stabanode verfahrbar und in ein Zentralrohr der Trommel einschiebbar ist.This difficulty is to be excluded in the solution according to DT-OS 2407 208 in that a dipping bath is used with a side channel in which manually or automatically a rod anode can be moved and inserted into a central tube of the drum.

Nachteile dieser Lösung sind der seitlich nahezu verdoppelte Platzbedarf des Tauchbades und die einengende Verwendung von Stabanoden. Das erfordert gesonderte, in ihren Abmessungen vom üblichen abweichende Anoden und setzt der Anpassung der Anodenoberfläche an die Galvanisieraufgabe Grenzen. Trotz hohem Aufwand ist die Störanfälligkeit durch permanent veränderliche Anodenfläche bis hin zu Abfallen und damit Kontaktabriß relativ groß. Damit geht der Effekt der Innenanode verloren.Disadvantages of this solution are the side almost doubled space requirement of the immersion bath and the constricting use of rod anodes. This requires separate, in their dimensions from the usual deviating anodes and sets the adaptation of the anode surface to the electroplating task limits. Despite high costs, the susceptibility to failure due to permanently variable anode surface to drop and thus contact separation is relatively large. Thus, the effect of the inner anode is lost.

Ziel der Erfindung ist es, die Galvanisiertrommel mit Innenanode so zu gestalten, daß das Einbringen der Innenanode mit minimalem Aufwand erfolgen kann und durch maximale Ausnutzung des Anodenmaterials, einerseits durch Verwendung von zerkleinerten Anodenabfallmaterialien und zum anderen durch maximalen Verbrauch beim Beschichtungsprozeß, die Verbesserung von Ökonomie und Qualität erreicht wird.The aim of the invention is to make the galvanizing drum with inner anode so that the introduction of the inner anode can be done with minimal effort and by maximum utilization of the anode material, on the one hand by using crushed anode waste materials and the other by maximum consumption in the coating process, the improvement of economics and quality is achieved.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine größtmögliche Variabilität des Anodenmaterials und der AnodenoberfCche der Innenanode zu gewährleisten, wobei erreicht werden soll, daß durch eine geeignete Gestaltung der Innenanode eine maximale Ausnutzung des Anodenmaterials bei Einhaltung einer niedrigen Expositionszeit und Anlegen einer niedrigen Spannung zur Realisierung eines gleichmäßigen Beschichtungsprozesses führen soll. Des weiteren soll die Möglichkeit gegeben sein, auch während des Galvanisierprozesses weiteres Anodenmaterial nachfüllen zu können. Das Entfernen der Innenanode ist ebenfalls effektiv zu gestalten.The invention has for its object to ensure the greatest possible variability of the anode material and the AnodenoberfCche the inner anode, which is to be achieved by a suitable design of the inner anode maximum utilization of the anode material while maintaining a low exposure time and applying a low voltage to realize a should lead to uniform coating process. Furthermore, the possibility should be given to be able to refill further anode material during the electroplating process. The removal of the inner anode is also effective.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß über einen senkrecht zur Rotationsachse führenden Einfüllstutzen Anodenmaterial in Form von Pellets, Bruchstücken, Anodenresten -zerkleinert oder Granulaten in einen stromleitenden, nach außen isolierten, zum größten Teil durchbrochenen Innenzylinder, welcher als Innenanode dient, eingebracht wird. Die Perforation des Innenzylindermantels gewährleistet den Stromdurchtritt von den. Anodenmaterial zur katodisch wirksamen Trommelfüllung. Dieser Einfüllstutzen mündet in einem 90"-Bogen in den zur Förderung und Umwälzung des Anodenmaterials mit Förderschnecke und Leitblechen versehenen, einseitig offenen Innenzylinder, welcher aus säurebeständigem, den elektrischen Strom leitenden Material, wie z. B. Titan oder Edelstahl, besteht. Seine äußere, dem Galvanisiergut zugewandte Seite besitzt eine perforierte, rohrförmige Isolation aus elektrisch isolierendem, verschleißbeständigem Material, wie PVC, Polypropylen oder PTFE.According to the invention the object is achieved in that via a perpendicular leading to the axis of rotation filler neck anode material in the form of pellets, fragments, anode residues-crushed or granules in a current-conducting, insulated to the outside, mostly perforated inner cylinder, which serves as an inner anode, is introduced. The perforation of the inner cylinder shell ensures the passage of current from the. Anode material for cathodically effective drum filling. This filler neck opens into a 90 "bend in the inner cylinder, open on one side, for conveying and circulating the anode material with conveyor screw and baffles, which consists of acid-resistant, electrically conductive material, such as titanium or stainless steel , the Galvanisgutgut facing side has a perforated, tubular insulation of electrically insulating, wear-resistant material, such as PVC, polypropylene or PTFE.

Die Auswahl des Isolationsmaterials erfolgt in Abhängigkeit von den verfahrensbedingten mechanischen und elektrischen bzw. elektrochemischen Beanspruchungen. Diese Isolation des Innenzylinders dient einerseits dem mechanischem Schutz des Innenzylinders und zum anderen der Vermeidung von unerwünschten Kontakten.The selection of the insulating material is carried out depending on the process-related mechanical and electrical or electrochemical stresses. This insulation of the inner cylinder serves on the one hand the mechanical protection of the inner cylinder and on the other hand the avoidance of unwanted contacts.

Der Zylinder liegt konzentrisch zur Rotationsachse der Galvanisiertrommel. Die Zylinderwanddurchbrüche werden durch Verwendung von Streckmaterial, von perforiertem Material mit Durchbrüchen geeigneter Abmessungen oder anderer entsprechender Lösungen realisiert. An seiner geschlossenen Seite wird der Zylinder durch eine Buchse axial geführt. Neben der Führungsfunktion hat die Buchse die Aufgabe, elektrisch isolierend gegenüber Innenzylinder und Katodenstromzuführung zu wirken. Eine Besonderheit des Innenzylinders besteht darin, daß er im Buchsenbereich und im Bereich der Lagerung am Einfüllstutzen nicht durchbrochen ist. Im undurchbrochenen Innenzylinderbereich am Einfüllstutzen ist innenseitig eine Förderschnecke angeordnet, welche den zügigen Transport des Anodenmaterials bei Rotation der Galvanisiertrommel in den durchbrochenen Innenraum des Innenzylinders gewährleistet. Die Drehbewegung des Innenzylinders erfolgt synchron zu der der Galvanisiertrommel. Im Bereich des durchbrochenen Innenzylinders geht die Förderschnecke, in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Anodenmaterials, in geeignete Leitbleche über, welche einen guten Umwälzprozeß des Anodenmaterials beim Galvanisieren garantieren. Ein Herausfallen des Anodenmaterials beim Füllen des Innenzylinders wird dadurch ausgeschlossen, daß der Einfüllstutzen etwa ¹A der Länge des nichtdurchbrochenen Innenzylinderbereiches in diesen hinein reicht. Außerhalb des Elektrolyten ragt der Einfüllstutzen nach oben heraus. Damit ist ein Nachfüllen mit Anodenmaterial während des Galvanisierprozesses möglich. Der Einfüllstutzen kann wahlweise starr fixiert oder um die Innenzylinderachse drehbar bzw. vom Einfüllbereich entfernbar gestaltet sein.The cylinder is concentric with the axis of rotation of the galvanizing drum. The cylinder wall breakthroughs are realized by using expanded material, perforated material with apertures of suitable dimensions or other appropriate solutions. On its closed side, the cylinder is guided axially by a bushing. In addition to the guiding function, the bush has the task of acting as an electrical insulator with respect to the inner cylinder and the cathode current supply. A special feature of the inner cylinder is that it is not broken in the socket area and in the storage area at the filler neck. In the unbroken inner cylinder area at the filler neck, a screw conveyor is arranged on the inside, which ensures the rapid transport of the anode material upon rotation of the galvanizing drum in the perforated interior of the inner cylinder. The rotational movement of the inner cylinder is synchronous with that of the galvanizing drum. In the area of the broken inner cylinder, the screw conveyor, depending on the nature of the anode material, passes into suitable baffles, which guarantee a good circulation process of the anode material during galvanization. Falling out of the anode material during filling of the inner cylinder is precluded in that the filler neck about ¹ A of the length of the unbroken inner cylinder region extends into this. Outside the electrolyte, the filler neck protrudes upwards. This makes refilling with anode material possible during the electroplating process. The filler neck can optionally be rigidly fixed or designed to be rotatable about the inner cylinder axis or removable from the filling area.

Die drehbar gestaltete Variante gestattet das Entfernen des Anodenmaterials aus dem Innenzylinder durch Drehung des Einfüllstutzens um 180°. Dadurch zeigt die Einfüllöffnung nach unten und bei Umkehrung der Rotationsrichtung der Galvanisiertrommel dient der Einfüllstutzen als Auslaufstutzen. Damit ist ein schneller und unkomplizierter Wechsel von Anodenmaterial bei erforderlicher Abscheidung unterschiedlicher Metallschichten gegeben.The rotatably designed variant allows the removal of the anode material from the inner cylinder by rotation of the filler neck by 180 °. As a result, the filling opening points downwards and, when the direction of rotation of the plating drum is reversed, the filler neck serves as an outlet nozzle. This provides a quick and uncomplicated change of anode material with the necessary deposition of different metal layers.

Die Lagerung der Galvanisiertrommel an der Katodenzuführung erfolgt in bekannter Weise flüssigkeitsdicht. Der Katodenstrom wird mittels Kontaktknöpfen über die Galvanisiertrommelaußenwand zugeführt. Dazu sind die Kontaktknöpfe vorzugsweise gleichmäßig über die axialen Galvanisiertrommelkanten verteilt. Die Anodenstromzuführung erfolgt über das Lager im Tragarm der Trommel am Einfüllstutzen mittels einer leitfähigen, nach außen elektrisch isolierten, zum Innenzylinder hin elektrisch leitenden Buchse im Bereich des nichtdurchbrochenen Innenzylinderabschnittes.The storage of the galvanizing drum on the Katodenzuführung takes place in a known manner liquid-tight. The cathode current is supplied via contact buttons via the galvanizing drum outer wall. For this purpose, the contact buttons are preferably evenly distributed over the axial Galvanisierungsrommelkanten. The anode current supply takes place via the bearing in the support arm of the drum at the filler neck by means of a conductive, electrically insulated to the outside, to the inner cylinder out electrically conductive bushing in the region of the unbroken inner cylinder section.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

Fig. 1: zeigt eine Darstellung der Galvanisiertrommel mit erfindungsgemäßer Innenanode und Einfüllstutzen.Fig. 1: shows a representation of the galvanizing drum with inventive inner anode and filler neck.

Wie aus o.g. Zeichnung ersichtlich, ist die Galvanisiertrommel 9 an zwei Tragarmen 10,11 befestigt. Über den Tragarm 10 erfolgt die anodische Stromzuführung 12 an den in der perforierten Galvanisiertrommel koaxial angeordneten Innenzylinder 13. Mittels Klemmschellcn Mwird vom Tragarm 10 der Einfüllstutzen 1 gehalten. Im nach außen elektrisch isolierten Tragarm 10 befindet sich die elektrisch leitende, nach außen isolierte Buchse 8 des Lagers 7. In der Buchse 8 wird der Zylinder 13 gelagert und anodisch kontaktiert. Auf der Buchse S ist die Überwurfmutter 15 aufgeschraubt und fixiert so den Tragarm 10 im Lager 7. Im Bereich des Lagers 7 mündet der Einfüllstutzen 1 in den auf dieser Seite offenen Innenzylinder 13. Der Einfüllstutzen 1 reicht etwa V3 der Länge des nicht durchbrochenen Innenzylinderbereiches in den Innenzylinder 13 hinein. Im Bereich des Lagers 7 istAs can be seen from the above drawing, the plating drum 9 is attached to two support arms 10,11. About the support arm 10, the anodic power supply 12 takes place on the in the perforated Galvanizrommel coaxially arranged inner cylinder 13. By Klemmschellcn Mwird of the support arm 10 of the filler neck 1 is held. In electrically outwardly insulated support arm 10 is the electrically conductive, outwardly insulated socket 8 of the bearing 7. In the socket 8, the cylinder 13 is mounted and contacted anodically. On the sleeve S, the union nut is screwed 15 and thus fixes the support arm 10 in the bearing 7. In the area of the bearing 7 opens the filler neck 1 in the open side inner cylinder 13. The filler neck 1 extends approximately V3 of the length of the non-perforated inner cylinder portion in the inner cylinder 13 inside. In the area of the camp 7 is

der Innenzylindpr 13 auch nicht durchbrochen. Auf der Innenseite des Mantels vom Innenzylinder, im Bereich des Lagers 7, ist eine Förderschnecke 3 angeordnet, welche im Bereich des durchbrochenen Innenzylinderbereiches in Leitbleche 4 übergeht.the Innenzylindpr 13 also not broken. On the inside of the jacket of the inner cylinder, in the region of the bearing 7, a screw conveyor 3 is arranged, which merges into guide plates 4 in the region of the perforated inner cylinder region.

Der Innenzylinder 13 ist nach außen zum Galvanisieret durch ein perforiertes Plastrohr 16 isoliert und im Lager 5 mit einer undurchbrochenen, elektrisch leitenden Kappe 17 verschlossen.The inner cylinder 13 is insulated from the outside by a perforated plastic tube 16 and sealed in the bearing 5 with an open, electrically conductive cap 17.

Im nichtleitenden Lagerschild 18 der Lagerung 5 wird der Innenzylinder 13 koaxial zur Galvanisiertrommel 9 geführt.In non-conductive bearing plate 18 of the bearing 5, the inner cylinder 13 is guided coaxially to the plating drum 9.

Die katodische Stromzuführung 19 erfolgt flüssigkeitsdicht zum Lager 5. Am Lager 5 befindet sich die Stromverteilung 20 zu den gegenüber dem Galvanisiergut isolierten Kontaktstäben 21 in den Trommelkanten. Mittels Kontaktknöpfen 6 erfolgt die Stromübertragung an das Galvanisiergut.The cathodic power supply 19 is liquid-tight to the bearing 5. At the camp 5 is the current distribution 20 to the isolated relative to the galvanized contact bars 21 in the drum edges. By means of contact buttons 6, the power is transmitted to the galvanized.

Claims

Galvanizing drum with inner anode for the chemical and / or electrochemical treatment of parts by mass, characterized in that

- A perpendicular to the axis of rotation of the galvanizing drum (9) and upwardly projecting filler neck (1) is arranged so that it opens into a, the shakeable anode material receiving and coaxial with the galvanizing drum (9) arranged inner cylinder (13) in a 90 ° -Boyen and one third projects into the unbroken inner cylinder region and is rotatably mounted about the inner cylinder axis and

- Serving as an inner anode, unilaterally open inner cylinder (13) only in its, the main part forming central portion has a perforated cylinder wall which is equipped inside with baffles (4) and is insulated to the outside with a likewise perforated plastic tube, said

- The unbroken inner cylinder region is equipped in the input region of the anode material with a screw conveyor (3) and

- The rotation of the inner cylinder (13) takes place synchronously with the galvanizing drum (9).