DE10051683A1 - Anodenzelle zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Um eine Anodenzelle zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in einem Tauchbecken zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, welche mindestens eine Anode umfaßt, zu schaffen, welche es ermöglicht, eine gewünschte Schichtdickenverteilung an den zu beschichtenden Werkstücken zu erzielen, und dabei einfach auffgebaut und wartungsfreundlich ist, wird vorgeschlagen, daß die zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem zu beschichtenden Werkstück wirksame Fläche der Anode gegenüber der von der Außenkontur der betreffenden Anode begrenzten Fläche reduziert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anodenzelle zur Er­ zeugung eines elektrischen Feldes in einem Tauchbecken zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Werkstücken, insbe­ sondere von Fahrzeugkarosserien, welche mindestens eine Anode umfaßt.

Solche Anodenzellen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Insbesondere sind Tauchbecken zur kathodischen Elektro- Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien bekannt, welche an der Wandung des Tauchbeckens angeordnete Anodenzellen mit in den Anodenzellen angeordneten, im wesentlichen rechteckigen, Anodenblechen umfassen. Die an den Anodenzellen vorbei durch das Tauchbecken geförderten Fahrzeugkarosserien werden auf kathodisches Potential gelegt, so daß zwischen den Anodenble­ chen der Anodenzellen einerseits und den Fahrzeugkarosserien andererseits ein elektrisches Feld erzeugt wird. Dieses elek­ trische Feld bewirkt eine elektrolytische Dissoziation des Elektrolyten in dem Tauchbecken, bei welcher in der Grenz­ schicht der als Kathode geschalteten Fahrzeugkarosserien Hydroxid-Ionen gebildet werden. Da der für die kathodische Tauchlackierung verwendete Lack (sogenannter KTL-Lack) nur im sauren Milieu dispergierbar ist, koaguliert der Lack an der Kathode und führt so zu einer Schichtbildung auf der Fahr­ zeugkarosserie.

Die Schichtbildungsrate hängt von der lokalen Feldstärke an der Fahrzeugkarosserie ab. Da die Potentialdifferenz zwischen Kathode und Anode konstant ist, hängt die elektrische Feld­ stärke vom Abstand zwischen dem jeweils beschichteten Bereich der Fahrzeugkarosserie und der Anode ab. Teile der Karosse­ rie, die sich näher an der Anode befinden, wie zum Beispiel die Seitenteile der Karosserie, werden mit einer höheren Schichtbildungsrate beschichtet als Teile der Karosserie, die weiter von der Anode entfernt sind, wie beispielsweise Innen­ bereiche des Schwellers und das Dach.

Dies bedeutet jedoch, daß zur Erreichung einer Mindest­ schichtdicke im Schwellerinnenbereich von beispielsweise 12 µm an den Seitenteilen der Fahrzeugkarosserie und auf Berei­ chen der Hauben der Fahrzeugkarosserie Schichtdicken von bis zu 24 µm gebildet werden. Diese Überbeschichtung an Teilen der Fahrzeugkarosserie führt zu einem Mehrverbrauch an KTL- Lack sowie zu einer erhöhten Steinschlagempfindlichkeit.

Aus der DE 196 06 000 C1 ist es bekannt, die Dicke der Lack­ abscheidung an einer Fahrzeugkarosserie bei kathodischer Tauchlackierung dadurch örtlich gleichmäßiger zu gestalten, daß auf jeder Längsseite des Tauchbeckens seitlich der zu lackierenden Karosserien jeweils mehrere vertikal voneinander beabstandete Anoden vorgesehen sind. Hierbei ist von Nach­ teil, daß die unterhalb der obersten Anode angeordneten wei­ teren Anoden von außerhalb des Tauchbeckens nicht zugänglich sind, so daß zur Wartung dieser Anoden das Elektrolytbad aus dem Tauchbecken abgelassen werden muß. Außerdem sedimentieren an der Oberseite der nach vertikal oben frei in dem Tauch­ becken angeordneten Anoden Feststoffpartikel aus dem Elektrolytbad, weshalb die Anoden gemäß der DE 196 06 000 C2 mit einer Sedimentationsschutzleiste abgedeckt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anodenzelle der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es ermöglicht, eine gewünschte Schichtdickenverteilung an den zu beschichtenden Werkstücken zu erzielen, und dabei einfach aufgebaut und wartungsfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Anodenzelle mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem zu beschichtenden Werkstück wirksame Fläche der Anode gegenüber der von der Außenkontur der betreffenden Anode begrenzten Fläche reduziert ist.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Konzept zugrunde, sol­ che Anoden einzusetzen, welche hinsichtlich ihrer Anordnung und ihrer Außenkontur herkömmlichen Anoden entsprechen kön­ nen, und das zwischen den Anoden und den zu beschichtenden Werkstücken erzeugte elektrische Feld durch gezielte Verrin­ gerung der wirksamen Fläche der Anoden so einzustellen, daß die gewünschte Schichtdickenverteilung an dem zu beschich­ tenden Werkstück erzielt wird.

Dadurch, daß die wirksame Fläche der Anode innerhalb der Au­ ßenkontur der Anode verringert wird, kann die Außenkontur der Anode unabhängig von der jeweils gewünschten wirksamen Fläche der Anode gewählt werden. Insbesondere können Anoden mit un­ terschiedlicher wirksamer Fläche eine identische Außenkontur aufweisen, was die Herstellung und Handhabung der Anoden ver­ einfacht.

Um eine in einer Richtung senkrecht zur Durchlaufrichtung der Werkstücke durch das Tauchbecken variierende Schichtdicken­ verteilung an den zu beschichtenden Werkstücken zu erzeugen, kann vorgesehen sein, daß der mittlere Anteil der zur Felder­ zeugung wirksamen Fläche der Anode an der von der Außenkontur der Anode begrenzten Gesamtfläche längs einer Längsrichtung der Anode variiert. Bereiche der Anode, in denen der mittlere Anteil der wirksamen Fläche hoch ist, führen zu einer höheren Schichtdicke an den daran vorbeigeführten Bereichen der zu beschichtenden Werkstücke als Bereiche der Anode, in denen der mittlere Anteil der wirksamen Fläche klein ist.

Eine Anodenzelle, deren Anode einen längs einer Längsrichtung variierenden mittleren Anteil der wirksamen Fläche aufweist, wird in dem Tauchbecken vorteilhafterweise so angeordnet, daß die Längsrichtung der Anode quer, vorzugsweise im wesentli­ chen senkrecht, zur Durchlaufrichtung der zu beschichtenden Werkstücke durch das Tauchbecken ausgerichtet ist.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anodenzelle wird die wirksame Fläche der Anode dadurch reduziert, daß die Anodenzelle mindestens eine zwischen der Anode und dem zu be­ schichtenden Werkstück angeordnete elektrische Abschirmung zur Reduzierung der zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem Werkstück wirksamen Fläche der Anode umfaßt.

Durch das Vorhandensein der elektrischen Abschirmung können die Feldlinien des elektrischen Feldes im wesentlichen nur von denjenigen Bereichen der Anode zu dem Werkstück durchtreten, welche nicht durch die elektrische Abschirmung ausge­ blendet werden. Durch geeignete Wahl der Größe und Gestalt der elektrischen Abschirmung und deren Anordnung relativ zu der jeweiligen Anode kann so ein beliebig geformter Aus­ schnitt der Anodenfläche zur Erzeugung des elektrischen Fel­ des unwirksam gemacht werden; nur der nicht durch die elek­ trische Abschirmung ausgeblendete Bereich der Anodenfläche ist zur Erzeugung des elektrischen Feldes wirksam.

Um eine besonders wirksame elektrische Abschirmung zu erhal­ ten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die elektrische Abschirmung ein elektrisch leitfähiges Material umfaßt. Mit einem elektrisch gut leitfähigen Material kann erreicht wer­ den, daß das elektrische Feld zwischen der Abschirmung und dem zu beschichtenden Werkstück deutlich geschwächt wird.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß die elektrische Ab­ schirmung auf kathodisches Potential legbar ist. In diesem Fall liegen die elektrische Abschirmung und das zu beschich­ tende Werkstück auf demselben elektrischen Potential, so daß das elektrische Feld zwischen der elektrischen Abschirmung einerseits und dem zu beschichtenden Werkstück andererseits völlig verschwindet. Die von dem durch die elektrische Ab­ schirmung ausgeblendeten Bereich der Anode ausgehenden Feld­ linien enden sämtlich an der der Anode zugewandten Seite der elektrischen Abschirmung.

Um zu verhindern, daß die elektrische Abschirmung selbst als Kathode fungiert, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die elek­ trische Abschirmung eine Beschichtung aus elektrisch nicht leitfähigem Material umfaßt. Dadurch wird vermieden, daß auf­ grund der hohen Feldstärke zwischen der Anode und der elektrischen Abschirmung Strom abfließt und durch elektrolytische Dissoziation an der elektrischen Abschirmung störende Elektrolysegase entstehen.

Die Beschichtung aus elektrisch nicht leitfähigem Material kann beispielsweise KTL-Lack oder eine Kunststoff-Pulverbe­ schichtung umfassen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die elektrische Abschirmung als Abschirmblech aus­ gebildet ist. Ein solches Abschirmblech kann als im wesentli­ chen ebenes rechteckiges Blech oder als beispielsweise halb­ kreisförmig gebogenes Blech ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung einer elektrischen Abschirmung kann in beson­ ders einfacher Weise hergestellt werden.

Um die Lage und die Ausdehnung der wirksamen Fläche der Anode in einfacher Weise festlegen zu können, ist vorzugsweise vor­ gesehen, daß die elektrische Abschirmung mindestens eine Durchtrittsöffnung für den Durchtritt des elektrischen Feldes aufweist. Diese Durchtrittsöffnung entspricht einem Bereich der Anode, welcher durch die elektrische Abschirmung nicht ausgeblendet wird und daher zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem zu beschichtenden Werkstück wirksam ist.

Um die wirksame Fläche der Anode in einer Erprobungsphase oder bei einem Wechsel der Art der zu beschichtenden Werk­ stücke, insbesondere bei einem Wechsel des Typs der Fahr­ zeugkarosserien, in einfacher Weise verändern zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die elektrische Abschir­ mung, beispielsweise das Abschirmblech, aus der Anodenzelle entnehmbar ist. Die aus der Anodenzelle entnommene Abschir­ mung kann mit zusätzlichen oder vergrößerten Durchtrittsöff­ nungen versehen werden oder gegen eine andere Abschirmung mit einer anderen Anzahl oder Anordnung von Durchtrittsöffnungen ausgetauscht werden.

Besonders günstig ist es, wenn die elektrische Abschirmung nach oben aus der Anodenzelle herausziehbar ist. Auf diese Weise ist ein Austausch der Abschirmung möglich, ohne daß hierzu das Elektrolytbad aus dem Tauchbecken abgelassen werden muß.

Alternativ oder ergänzend zu einer Reduzierung der wirksamen Fläche der Anode mittels einer zwischen der Anode und dem zu beschichtenden Werkstück angeordneten elektrischen Abschir­ mung kann auch vorgesehen sein, daß die Anode mit mindestens einer Durchgangsöffnung zur Reduzierung der zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem zu beschich­ tenden Werkstück wirksamen Fläche der Anode versehen ist.

Anders als bei einer Reduzierung der wirksamen Fläche durch eine elektrische Abschirmung tritt hier die Verringerung der wirksamen Fläche nicht durch Ausblendung eines Bereichs der Anode ein, sondern vielmehr dadurch, daß ein Teil aus der Anode selbst herausgeschnitten wird, so daß sich an dem herausgeschnittenen Teil keine elektrischen Ladungen ausbil­ den können.

Anzahl, Gestalt und Größe der Durchgangsöffnungen in der Ano­ de können besonders einfach variiert werden, wenn die Anode einen Halterahmen und an dem Halterahmen gehaltene Anoden- Teilbleche umfaßt.

Um das Auftreten von Spaltkorrosion an der variabel aufgebau­ ten Anode weitgehend zu vermeiden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Halterahmen aus einem spaltkorrosions­ beständigen Werkstoff hergestellt ist.

Ferner ist es günstig, wenn das Anoden-Teilblech einen Halte­ bereich umfaßt, an dem das Anoden-Teilblech von dem Halterah­ men gehalten wird, wobei der Haltebereich aus einem spalt­ korrosionsbeständigen Werkstoff gebildet ist.

Besonders günstig ist es, wenn der Halterahmen und der Halte­ bereich des Anoden-Teilblechs aus demselben spaltkorrosions­ beständigen Werkstoff gebildet sind.

Ferner kann vorgesehen sein, daß das Anoden-Teilblech außer dem Haltebereich auch einen Felderzeugungsbereich umfaßt, der aus einem von dem Material des Haltebereichs verschiedenen Material gebildet und spaltfrei mit dem Haltebereich verbun­ den ist.

Ein solcher Felderzeugungsbereich des Anoden-Teilblechs kann aus einem Werkstoff mit einer geringeren Spaltkorrosionsbe­ ständigkeit, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, bei­ spielsweise aus dem Werkstoff 1.4404, gebildet werden.

Die spaltfreie Verbindung zwischen dem Haltebereich und dem Felderzeugungsbereich kann beispielsweise durch Schweißung hergestellt werden.

Die wirksame Fläche der Anode ist in einer Erprobungsphase oder bei einem Wechsel der Art der zu beschichtenden Werkstücke, insbesondere bei einem Typwechsel der zu beschichten­ den Fahrzeugkarosserien, besonders leicht veränderbar, wenn vorgesehen ist, daß die Anode aus der Anodenzelle entnehmbar ist. Nach Entnehmen aus der Anodenzelle kann die Anzahl oder die Gestalt der Durchgangsöffnungen in der Anode verändert werden oder die Anode gegen eine andere Anode mit einer ande­ ren Konfiguration von Durchgangsöffnungen ausgetauscht wer­ den.

Eine solche Bearbeitung der Anode oder ein Austausch der Ano­ de gegen eine andere Anode kann ohne Ablassen des Elektrolyt­ bades aus dem Tauchbecken bewerkstelligt werden, wenn die Anode nach oben aus der Anodenzelle herausziehbar ist.

Die erfindungsgemäße Anodenzelle eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung zur kathodischen Elektro- Tauchlackierung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeug­ karosserien, die ein Tauchbecken und mindestens eine in dem Tauchbecken angeordnete erfindungsgemäße Anodenzelle umfaßt.

Umfaßt die Vorrichtung zur kathodischen Elektro- Tauchlackierung mehrere Anodenzellen, die in der Längsrichtung des Tauchbeckens aufeinanderfolgen und jeweils eine elektrische Abschirmung umfassen, welche mindestens eine Durchtrittsöffnung für den Durchtritt des elektrischen Feldes aufweist, so kann vorgesehen sein, daß die elektrischen Abschirmungen der aufeinanderfolgenden Anodenzellen hinsichtlich Höhe und/oder Größe voneinander verschiedene Durchtrittsöffnungen aufweisen. Hierdurch wird es möglich, die verschiedenen Bereiche eines zu beschichtenden Werkstücks unterschiedlich lange zu beschichten.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die elektrischen Ab­ schirmungen mehr Durchtrittsöffnungen auf der Höhe des Schwellerbereichs einer zu lackierenden Fahrzeugkarosserie als auf den Höhen anderer Karosserieteile aufweisen, so daß der Schwellerbereich länger beschichtet wird als die übrigen Karosserieteile und auf den Einsatz zusätzlicher Bodenanoden zur Beschichtung des Schwellerbereichs verzichtet werden kann.

Umfaßt die Vorrichtung zur kathodischen Elektro- Tauchlackierung mehrere Anodenzellen, die in der Längsrichtung des Tauchbeckens aufeinanderfolgen und deren Anoden jeweils mit mindestens einer Durchgangsöffnung zur Reduzierung der zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der jeweiligen Anode und dem zu beschichtenden Werkstück wirksamen Fläche der Anode versehen sind, so kann vorgesehen sei, daß die Anoden der aufeinanderfolgenden Anodenzellen hinsichtlich Höhe und/oder Größe voneinander verschiedene Durchgangsöffnungen aufweisen. Hierdurch wird es möglich, für verschiedene Teilbereiche der zu beschichtenden Werkstücke unterschiedlich lange Beschichtungszeiten zu erzielen.

Weitere Merkmale und Vorteile sind Gegenstand der nachfolgen­ den Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausfüh­ rungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Tauch­ becken zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien;

Fig. 2 einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine Anodenzelle des Tauchbeckens aus Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Explosionsdar­ stellung der Anodenzelle aus Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verlaufs des elektrischen Potentials zwischen einer Anode und einer als Kathode geschalteten zu lackierenden Fahrzeugkarosserie;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch das Tauch­ becken aus Fig. 1 mit einer Darstellung des elek­ trischen Potentialfeldes zwischen einer zu lackierenden Fahrzeugkarosserie und Anoden ohne elektrische Abschirmung;

Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch das Tauch­ becken aus Fig. 1 mit einer Darstellung des elek­ trischen Potentialfeldes zwischen einer zu lackierenden Fahrzeugkarosserie und Anoden, deren wirksame Fläche auf den unteren Bereich der Anoden beschränkt ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines mit Durch­ gangsöffnungen versehenen Abschirmblechs, welche die Zuordnung der Durchgangsöffnungen zu unter­ schiedlichen Bereichen der zu lackierenden Fahr­ zeugkarosserie darstellt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung von in der Längs­ richtung des Tauchbeckens aufeinanderfolgenden Abschirmblechen mit Durchgangsöffnungen, welche die Zuordnung der Durchgangsöffnungen zu den un­ terschiedlichen Bereichen der zu lackierenden Fahrzeugkarosserie darstellt;

Fig. 9 eine schematische Vorderansicht einer Anode, die einen Halterahmen mit zwei daran eingehängten Anoden-Teilblechen umfaßt, wobei sich die Anoden- Teilbleche über einen unteren Bereich des Halte­ rahmens erstrecken;

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht der Anode aus Fig. 9;

Fig. 11 eine schematische Vorderansicht eines Teil- Anodenblechs der Anode aus den Fig. 9 und 10;

Fig. 12 eine schematische Vorderansicht einer Anode, die einen Halterahmen und drei daran eingehängte Anoden-Teilbleche umfaßt, wobei sich zwei der Anoden-Teilbleche über einen unteren Bereich des Halterahmens erstrecken und ein weiteres Anoden- Teilblech am oberen Rand des Halterahmens ange­ ordnet ist;

Fig. 13 ein Schaubild, das die kritische Lochkorrosions­ temperatur CPT verschiedener Werkstoffe in 10% Fe(III)Cl-Lösung als Funktion der Wirksumme darstellt; und

Fig. 14 ein Schaubild, das die kritische Spaltkorrosions­ temperatur CCT verschiedener Werkstoffe in 10% Fe(III)Cl-Lösung als Funktion der Wirksumme darstellt.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Ein in Fig. 1 dargestelltes, als Ganzes mit 100 bezeichnetes Tauchbecken zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien 102 (siehe Fig. 5 und 6) umfaßt eine Wanne 104, die bis zu einem Flüssigkeitspegel, 106 mit einem Elektrolytbad 108 gefüllt ist. Über einen Überlaufrand 110 kann Elektrolyt aus dem Elektrolytbad 108 in einen Überlauf­ behälter 112 abfließen.

Der Überlaufbehälter 112 ist über eine Elektrolyt-Zuführlei­ tung 114 mit einer Pumpe 116 und einem Filter 118 und über von der Elektrolyt-Zuführleitung 114 abzweigende Elektrolyt- Zweigleitungen 120 mit Injektordüsen 122 im Bodenbereich der Wanne 104 verbunden.

Mittels der Injektordüsen 122, aus denen der durch die Elek­ trolyt-Zweigleitung 120 zugeführte Elektrolyt in das Elektro­ lytbad 108 ausströmt, wird in dem Elektrolytbad 108 eine Strömung erzeugt, deren mittlere Strömungsrichtung 124 der Durchlaufrichtung 126 der Fahrzeugkarosserien 102 durch das Elektrolytbad 108, welche parallel zur Längsrichtung 128 des Tauchbeckens 100 verläuft, entgegengesetzt parallel ist.

Am - in der mittleren Strömungsrichtung 124 gesehen - hinte­ ren Ende der Wanne 104 ist in deren Bodenbereich ein als "Tankerschnauze" bezeichneter Vorsprung 130 ausgebildet, aus welchem Elektrolyt über eine Elektrolyt-Zuführleitung 132 mit einer Pumpe 134 und einem Filter 136 und über von der Elek­ trolyt-Zuführleitung 132 abzweigende Elektrolyt-Zweigleitun­ gen 138 weiteren im Bodenbereich der Wanne 104 angeordneten Injektordüsen 122' zugeführt wird, welche ebenfalls zur Er­ zeugung der Elektrolytströmung durch das Elektrolytbad 108 beitragen.

Im Bodenbereich der Wanne 104 sedimentierender Schmutz wird durch die Elektrolytströmung in den Vorsprung 130 befördert, dort zusammen mit Elektrolyt aus dem Elektrolytbad 108 mit­ tels der Pumpe 134 abgesaugt und im Filter 136 abgeschieden. Der von dem sedimentierten Schmutz befreite Elektrolyt kehrt über die Injektordüsen 122' in das Elektrolytbad 108 zurück.

In entsprechender Weise wird der Elektrolyt aus dem Überlauf­ behälter 112, der von der Pumpe 116 angesaugt wird, in dem Filter 118 von darin enthaltenem Schmutz befreit und dem Elektrolytbad 108 über die Injektordüsen 122 wieder zuge­ führt.

Ferner umfaßt das Tauchbecken 100 in der Wanne 104 entlang der Seitenwände der Wanne 104 angeordnete, in der Längsrich­ tung 128 des Tauchbeckens 100 aufeinanderfolgende und in der Längsrichtung 128 voneinander beabstandete Anodenzellen 138 mit Anoden 139, die aus Anodenblechen 140 gebildet sind. Die Anodenbleche 140 sind über elektrische Verbindungsleitungen 142 mit den positiven Ausgängen von Gleichrichtern 144 ver­ bunden und dadurch auf positives anodisches Potential gelegt.

In der Regel sind die positiven Ausgänge der Gleichrichter 144 geerdet, so daß das anodische Potential dem Massepoten­ tial entspricht.

Die negativen Ausgänge der Gleichrichter 144 sind mit jeweils einem Abschnitt 146 einer als Ganzes mit 148 bezeichneten Stromschiene verbunden, so daß die Abschnitte 146 der Strom­ schiene 148 auf negatives kathodische Potential gelegt sind. Die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 102, welche mittels einer geeigneten Fördervorrichtung, beispielsweise einem (nicht dargestellten) Pendelförderer, in das Elektrolytbad 108 des Tauchbeckens 100 eingebracht, längs der Durchlauf­ richtung 126 durch das Elektrolytbad 108 hindurchgefördert und anschließend aus dem Elektrolytbad 108 wieder ausgebracht werden, stehen während der gesamten Eintauchzeit mit einem Abschnitt 146 der Stromschiene 148 in elektrisch leitender Verbindung, so daß auch die aus metallischem und somit elek­ trisch leitfähigem Material bestehenden Fahrzeugkarosserien 102 auf dem negativen kathodischen Potential liegen.

Dadurch, daß die Anodenbleche 140 und die Fahrzeugkarosserien 102 auf unterschiedliche elektrische Potentiale gelegt wer­ den, kommt es zu einer elektrolytischen Dissoziation von in dem Elektrolyten vorhandenen Wassermolekülen, wobei in der Grenzschicht der Anoden 139 Protonen und Sauerstoffmoleküle gebildet werden, während in der Grenzschicht der als Kathode fungierenden Fahrzeugkarosserien 102 Hydroxid-Ionen und Was­ serstoffmoleküle gebildet werden. Aufgrund der Bildung der Hydroxid-Ionen in der Grenzschicht der Kathode bildet sich an der Kathode ein basisches Milieu, was dazu führt, daß in dem Elektrolyten enthaltener KTL-Lack, der nur in einem sauren Milieu dispergierbar ist, an der Kathode koaguliert und so eine Lackschicht an der Oberfläche der jeweils zu lackieren­ den Karosserie 102 ausbildet. Der Stofftransport von weiteren geladenen und dispergierten Lackpartikeln an die zu be­ schichtenden Oberflächen erfolgt in der Kernströmung des Elektrolytbades 108 durch Strömungsturbulenzen und in der Kathoden-Grenzschicht durch Wanderung der geladenen Lackpar­ tikel in dem elektrischen Feld.

Die elektrische Feldstärke ist abhängig von dem Gradienten des elektrischen Potentialfelds zwischen der Anode und der Kathode, das heißt der zu beschichtenden Oberfläche. Da das Potential jeweils über die gesamte Kathode und die gesamte Anode konstant ist, hängt der Gradient des elektrischen Po­ tentialfeldes vom lokalen Abstand der Kathode, das heißt der zu lackierenden Fahrzeugkarosserie 102, von der Anode ab.

Bei einer vollflächigen Anode ohne elektrische Abschirmung werden daher Teile der Karosserie 102, die sich näher an der Anode befinden, wie beispielsweise die Seitenteile der Karos­ serie, mit einer höheren Schichtdicke beschichtet als solche Bereiche der Karosserie, die weiter von der Anode entfernt sind, wie beispielsweise Innenbereiche des Schwellers und das Dach.

Um die Dicke der jeweils abgeschiedenen Lackschicht gezielt zu beeinflussen, sind die Anodenzellen 138 des Tauchbeckens 100 jeweils mit einer elektrischen Abschirmung versehen.

Der Aufbau einer Anodenzelle 138 ist aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen.

Jede der Anodenzellen 138 umfaßt einen dem Elektrolytbad 108 zugewandten vorderen Rahmen 150, welcher im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und eine rechteckige Durchgangs- Öffnung umgibt, und einen der Seitenwand der Wanne 104, an welcher die Anodenzelle 138 angeordnet ist, zugewandten hin­ teren Rahmen 152, welcher ebenfalls rechteckig ausgebildet ist und an seiner Oberseite Halterungen 154 zum Einhängen des hinteren Rahmens 152 an einer Seitenwand der Wanne 104 auf­ weist.

Zwischen dem vorderen Rahmen 150 und dem hinteren Rahmen 152 sind die übrigen Bestandteile der Anodenzelle 138 gehalten; dabei handelt es sich um eine im wesentlichen rechteckige Anionenaustauschermembran 156, die zwischen zwei nur in der Fig. 2, jedoch nicht in der Fig. 3 dargestellten Abstandsgit­ tern 158 gehalten ist, ein im wesentlichen rechteckiges Ano­ denblech 140, das an seinem oberen Rand mit einem Vorsprung 160 versehen ist, an dem das Anodenblech nach oben aus der Anodenzelle 138 herausgezogen werden kann, ein zwischen dem Anodenblech 140 und der Anionenaustauschermembran 156 ange­ ordnetes im wesentlichen rechteckiges Abschirmblech 162, das an seinem oberen Rand mit einem Vorsprung 164 versehen ist, an dem das Abschirmblech 162 nach oben aus der Anodenzelle 138 herausgezogen werden kann, einen gitterrostförmigen er­ sten Abstandshalter 166, welcher zwischen dem hinteren Rahmen 152 und dem Anodenblech 140 angeordnet ist und aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, um den hinteren Rahmen 152 elektrisch von dem Anodenblech 140 zu isolieren, und einen gitterrostförmigen zweiten Abstandshalter 168, wel­ cher zwischen dem Anodenblech 140 und dem Abschirmblech 162 angeordnet ist und aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist, um das Anodenblech 140 und das Abschirmblech 162 elektrisch voneinander zu isolieren.

Ferner umfaßt die Anodenzelle 138 eine ringförmig geschlos­ sene Dichtung 170, welche an der dem vorderen Rahmen 150 ab­ gewandten Seite der Anionenaustauschermembran 156 längs deren Rändern angeordnet ist, um den Innenraum der Anodenzelle 138 gegenüber dem Elektrolytbad 108 abzudichten.

Ferner ist die Anodenzelle 138 mit einem Zulauf 172 zum Zu­ führen von Anolyt zu der Anodenzelle 138 und mit einem Ablauf 174 zum Abführen von Anolyt aus dem Innenraum der Anodenzelle 138 versehen. Der Innenraum der Anodenzelle 138, der Zulauf 172 und der Ablauf 174 sind Bestandteile eines Anolytkreis­ laufs durch die Anodenzelle 138, welcher ferner (nicht darge­ stellte) Einrichtungen zum Konditionieren des Anolyten, ins­ besondere zum Entfernen von Korrosionsprodukten, die von der Anode stammen, von Essigsäure und von Anionen aus dem Anoly­ ten umfaßt. Das Entfernen von Essigsäure aus dem Anolyten ist erforderlich, da der KTL-Lack mit Essigsäure dispergiert wird und während der kathodischen Elektro-Tauchlackierung über­ schüssige Essigsäure zur Anode wandert.

Der Anolyt in der Anodenzelle 138 weist einen pH-Wert im Be­ reich von ungefähr 2,5 bis ungefähr 3 auf.

Das Anodenblech 140 besteht beispielsweise aus Edelstahl oder aus Titan mit einer Oxidbeschichtung. Die Oxidbeschichtung kann beispielsweise ein Tantal-Iridium-Oxid oder ein Tantal- Ruthenium-Oxid sein.

Das Abschirmblech 162 weist einen oder mehrere Durchtrittsbe­ reiche 176 auf, die jeweils durch eine, vorzugsweise recht­ eckige, Durchtrittsöffnung 178 in dem Abschirmblech 162 ge­ bildet sind. In diesen Durchtrittsbereichen 176 können die Feldlinien 180 (siehe die schematische Darstellung der Fig. 4) des elektrischen Feldes zwischen dem positiv geladenen Anodenblech 140 und der (in Fig. 4 rein schematisch darge­ stellten) negativ geladenen Fahrzeugkarosserie 102 durch das Abschirmblech 162 hindurchtreten. Auf der Höhe des Durch­ gangsbereichs 176 steigt das elektrische Potential im wesent­ lichen linear vom Potential des Anodenblechs 140 (beispiels­ weise 0 V) bis zu dem kathodischen Potential der Fahrzeug­ karosserie 102 (beispielsweise 300 V) an. In Fig. 4 ist dieser lineare Potentialanstieg schematisch durch die Linie 182 dargestellt.

Das Abschirmblech 162 ist so ausgebildet, daß es zum einen das elektrische Feld abschirmt und zum anderen nicht als Elektrode fungieren kann.

Insbesondere kann das Abschirmblech 162 als ein Metallblech mit einer Beschichtung aus KTL-Lack oder mit einer Beschich­ tung aus Kunststoff ausgebildet sein. Dabei kann die Kunst­ stoffbeschichtung beispielsweise als Pulverbeschichtung aus­ gebildet sein, um eine vollständige Beschichtung auch der Kanten des Abschirmblechs 182 zu erreichen.

Der elektrisch leitfähige Kern des Abschirmblechs 162 wird auf dasselbe kathodische Potential gelegt wie die Fahrzeugka­ rosserie 102, so daß das elektrische Feld zwischen dem Ab­ schirmblech 162 und der Fahrzeugkarosserie 102 im wesentli­ chen verschwindet. Die gesamte Differenz zwischen dem anodischen Potential und dem kathodischen Potential fällt zwischen dem Anodenblech 140 und dem Abschirmblech 162 an, wie aus dem in Fig. 4 mit 184 bezeichneten Potentialverlauf im Bereich des Abschirmblechs 162 zu ersehen ist.

Werden die verschiedenen Abschnitte 146 der Stromschiene 148 auf unterschiedliche kathodische Potentiale gelegt, so ist jedes Abschirmblech 162 auf dasselbe kathodische Potential zu legen wie derjenige Abschnitt 146 der Stromschiene 148, mit welchem die Fahrzeugkarosserie 102 gerade in Kontakt steht, wenn sie dem jeweiligen Abschirmblech 162 im Elektrolytbad 108 gegenüberliegt.

Der Umstand, daß das Abschirmblech 162 und die Fahrzeugkaros­ serie 102 auf dasselbe Potential gelegt werden, ist in der schematischen Darstellung der Fig. 4 durch eine elektrisch leitfähige Verbindung 186 zwischen der Kathode und dem Ab­ schirmblech 162 veranschaulicht.

Durch die elektrische Isolierung 188 des Abschirmblechs 162 ist gewährleistet, daß das Abschirmblech 162 nicht als Ka­ thode fungiert, so daß trotz der hohen elektrischen Feld­ stärke im Bereich zwischen dem Anodenblech 140 und dem Ab­ schirmblech 162 keine elektrische Ladung durch das Abschirm­ blech 162 abfließen kann und somit an dem Abschirmblech 162 keine elektrolytische Dissoziation von Wasser unter Bildung von Hydroxid-Ionen und Wasserstoff stattfindet.

Die auf der Höhe des Abschirmblechs 162 vom Anodenblech 140 ausgehenden elektrischen Feldlinien enden an dem Abschirm­ blech 162, so daß das elektrische Feld durch das Abschirm­ blech 162 abgeschirmt wird und die elektrische Feldstärke an denjenigen Bereichen der Fahrzeugkarosserie 102, welche auf der Höhe des Abschirmblechs 162 liegen, sehr klein ist oder ganz verschwindet.

Da die Abscheiderate des KTL-Lacks an der Fahrzeugkarosserie 102 von der lokalen elektrischen Feldstärke abhängt, ist die Abscheiderate in dem durch das Abschirmblech 162 ausgeblende­ ten Bereich 190 deutlich kleiner als in dem Bereich 192 der Fahrzeugkarosserie 102, welcher dem Durchtrittsbereich 176 in dem Abschirmblech 162 gegenüberliegt.

In dem nicht ausgeblendeten Bereich 192 ist die Abscheiderate deutlich höher als in dem ausgeblendeten Bereich 190.

Durch geeignete Wahl der Lage, Größe und Form der Durch­ trittsöffnungen 178 in den Abschirmblechen 162 läßt sich so die gewünschte Verteilung der Lackabscheiderate über die ge­ samte Höhe der Fahrzeugkarosserie 102 hinweg einstellen.

Der Einfluß der Abschirmbleche 162 auf die Feldverteilung in dem Elektrolytbad 108 ist aus einem Vergleich der Fig. 5 und 6 zu ersehen.

Fig. 5 zeigt die Äquipotentiallinien 194 des elektrischen Feldes zwischen einer durch das Elektrolytbad 108 hindurchge­ förderten Fahrzeugkarosserie 102 und seitlich längs der Sei­ tenwände der Wanne 104 angeordneten Anodenzellen 138 mit vollständig eingeschobenen Anodenblechen 140 und vollständig herausgezogenen Abschirmblechen 162.

Die Fahrzeugkarosserie 102 ist in den Fig. 5 und 6 um einen kleinen Winkel um ihre horizontale Längsachse verschwenkt; diese Verkippung der Fahrzeugkarosserie 102 dient dazu, das Ablaufen des KTL-Lacks beim Auftauchen der Fahrzeugkarosserie 102 aus dem Elektrolytbad 108 zu erleichtern.

In den Fig. 5 und 6 entsprechen kleine Abstände zwischen auf­ einanderfolgenden Äquipotentiallinien 194 einer hohen elek­ trischen Feldstärke.

Es ist daher aus Fig. 5 zu ersehen, daß bei vollständig aus­ gezogenen Abschirmblechen 162 die elektrische Feldstärke in den Schwellerbereichen 196 nur geringfügig höher ist als in den Seitenwandbereichen 198 und in den Haubenbereichen 200 der Fahrzeugkarosserie 102.

Würde eine solche elektrische Feldverteilung über die gesamte Länge des Tauchbeckens 100 beibehalten, so würden sich an den Seitenwandbereichen 198 und den Haubenbereichen 200 Schicht­ dicken von teilweise 24 µm ergeben, bis im korrosionsrelevan­ ten Schwellerinnenbereich die erwünschte Schichtdicke von mindestens 12 µm vorliegt. Eine solche Überbeschichtung der Seitenwandbereiche 198 und der Haubenbereiche 200 führt nicht nur zu einem Mehrverbrauch an KTL-Lack, sondern auch zu einer erhöhten Steinschlagempfindlichkeit.

Wird dagegen in die Anodenzellen 138 jeweils ein Abschirm­ blech 162 eingeschoben, welches im unteren Drittel eine Durchtrittsöffnung 178 aufweist und in den oberen zwei Drit­ teln durchgehend ausgebildet ist, so ergibt sich der in Fig. 6 dargestellte Verlauf des elektrischen Potentialfeldes.

Der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Äquipoten­ tiallinien 194 ist in diesem Fall in den Schwellerbereichen 196 deutlich kleiner als an den Seitenwandbereichen 198 und an den Haubenbereichen 200. Demgemäß ist in diesem Fall die elektrische Feldstärke und somit die lokale Abscheiderate an den Seitenwandbereichen 198 und den Haubenbereichen 200 deut­ lich geringer als in den Schwellerbereichen 196. Die erfor­ derliche Mindestschichtdicke an den Schwellerinnenbereichen kann daher erreicht werden, ohne daß eine Überbeschichtung an den Seitenwandbereichen 198 und den Haubenbereichen 200 auf­ tritt.

Fig. 7 zeigt ein Abschirmblech 162 mit einer oberen Durch­ gangsöffnung 178a und einer unteren Durchgangsöffnung 178b.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, erstreckt sich die obere Durchgangsöffnung 178a über die Höhe des Dachbereichs der im Elektrolytbad 108 an dem Abschirmblech 162 vorbei transpor­ tierten Fahrzeugkarosserie 102, während sich die untere Durchgangsöffnung 178b über die Höhe des Schwellerbereichs 196, des Seitenwandbereichs 198 und des Haubenbereichs 200 erstreckt.

Der zwischen der oberen Durchgangsöffnung 178a und der unte­ ren Durchgangsöffnung 178b angeordnete Ausblendbereich 206a des Abschirmblechs 162, welcher sich über die Höhe des Fen­ sterbereichs 204 der Fahrzeugkarosserie 102 erstreckt, schirmt das elektrische Feld in diesem Bereich ab, so daß der Fensterbereich 204 durch das Abschirmblech 162 bei der KTL- Beschichtung ausgeblendet wird.

Wären alle Anodenzellen 138 längs der Durchlaufrichtung 126 der Fahrzeugkarosserie 102 durch das Elektrolytbad 108 in der in Fig. 7 dargestellten Weise ausgebildet, so würde eine Überbeschichtung der Seitenwandbereiche 198 und der Haubenbe­ reiche 200 resultieren.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tauchbeckens 100 ist daher vorgesehen, daß die Anodenzellen 138 zu mehreren, beispielsweise vier, in der Längsrichtung 128 des Tauchbeckens 100 aufeinanderfolgenden Gruppen zusam­ mengefaßt sind, wobei die Anodenzellen 138 jeder Gruppe mit jeweils gleichen Abschirmblechen 162, die Anodenzellen 138 verschiedener Gruppen jedoch mit voneinander verschiedenen Abschirmblechen 162 bestückt sind.

Dabei sind die Abschirmbleche 162a der in der Durchlaufrich­ tung 126 der Fahrzeugkarosserie 102 vorne liegenden Gruppe von Anodenzellen 138 ebenso aufgebaut, wie vorstehend im Zu­ sammenhang mit Fig. 7 beschrieben, das heißt mit einer oberen Durchgangsöffnung 178a, welche den Dachbereich 202 der Fahr­ zeugkarosserie 102 zur Beschichtung freigibt, und mit einer unteren Durchgangsöffnung 178b, welche den Schwellerbereich 196, den Seitenwandbereich 198 und den Haubenbereich 200 freigibt, sowie mit einem zwischen der oberen Durchgangsöff­ nung 178a und der unteren Durchgangsöffnung 178b angeordneten Ausblendbereich 206a versehen, welcher den Fensterbereich 204 der Fahrzeugkarosserie 102 ausblendet.

Die Abschirmbleche 162b der in der Durchlaufrichtung 126 auf die erste Gruppe folgenden zweiten Gruppe von Anodenzellen 138 weisen eine obere Durchgangsöffnung 178a auf, welche den Dachbereich 202 der Fahrzeugkarosserie 102 zur Beschichtung freigibt, eine untere Durchgangsöffnung 178c, die den Schwel­ lerbereich 126 zur Beschichtung freigibt, eine mittlere Durchgangsöffnung 178d, die den Haubenbereich 200 zur Beschichtung freigibt, einen oberen Ausblendbereich 206a, der den Fensterbereich 204 der Fahrzeugkarosserie 102 ausblendet, und einen unteren Ausblendbereich 206b, der den Seitenwandbe­ reich 198 ausblendet.

Die Abschirmbleche 162c der auf die zweite Gruppe von Anoden­ zellen 138 in der Durchlaufrichtung 126 folgenden dritten Gruppe von Anodenzellen 138 weisen eine obere Durchgangsöff­ nung 178a auf, die den Dachbereich 202 der Fahrzeugkarosserie 102 zur Beschichtung freigibt, eine untere Durchgangsöffnung 178c, die den Schwellerbereich 196 zur Beschichtung freigibt, sowie einen zwischen den beiden Durchgangsöffnungen 178a und 178c sich erstreckenden Ausblendbereich 206c, der den Seiten­ wandbereich 198, den Haubenbereich 200 und den Fensterbereich 204 der Fahrzeugkarosserie 102 ausblendet.

Die Abschirmbleche 162d der auf die dritte Gruppe von Anoden­ zellen 138 in der Durchlaufrichtung 126 folgenden vierten Gruppe von Anodenzellen 138 weisen eine untere Durchgangsöff­ nung 178c auf, die den Schwellerbereich 196 der Fahrzeugka­ rosserie 102 zur Beschichtung freigibt, sowie einen sich von dem oberen Rand der Durchgangsöffnung 178c bis zum oberen Rand des Abschirmblechs 162 erstreckenden Ausblendbereich 206d, der den Seitenwandbereich 198, den Haubenbereich 200, den Fensterbereich 204 und den Dachbereich 202 der Fahrzeug­ karosserie 102 ausblendet.

Beim Transportieren der Fahrzeugkarosserie 102 durch das Elektrolytbad 108 längs der Durchlaufrichtung 126 werden dem­ nach im Bereich der ersten Gruppe von Anodenzellen 138 mit den Abschirmblechen 162a der Schwellerbereich 196, der Sei­ tenwandbereich 198, der Haubenbereich 200 und der Dachbereich 202 der Fahrzeugkarosserie 102 mit großer Abscheiderate und der ausgeblendete Fensterbereich 204 mit kleiner Abscheide­ rate beschichtet.

Im Bereich der zweiten Gruppe von Anodenzellen 138 mit den Abschirmblechen 162b werden der Schwellerbereich 196, der Haubenbereich 200 und der Dachbereich 202 mit großer Abschei­ derate, der ausgeblendete Seitenwandbereich 198 und der aus­ geblendete Fensterbereich 204 hingegen mit geringer Abschei­ derate beschichtet.

In dem Bereich der dritten Gruppe von Anodenzellen 138 mit den Abschirmblechen 162c werden der Schwellerbereich 196 und der Dachbereich 202 mit großer Abscheiderate beschichtet, während der ausgeblendete Seitenwandbereich 198, der ausge­ blendete Fensterbereich 204 und der ausgeblendete Haubenbe­ reich 200 der Fahrzeugkarosserie 102 mit geringer Abscheide­ rate beschichtet werden.

Schließlich wird im Bereich der vierten Gruppe von Anodenzel­ len 138 mit den Abschirmblechen 162d nur noch der Schweller­ bereich 196 mit großer Abscheiderate beschichtet, während alle übrigen Bereiche der Fahrzeugkarosserie 102 ausgeblendet sind.

Auf diese Weise ist es möglich, den Schwellerbereich 196 mit der schwer zugänglichen Schwellerinnenseite länger als die übrigen Bereiche der Karosserie zu beschichten, so daß die im Schwellerinnenbereich erforderliche Schichtdicke von bei­ spielsweise ungefähr 12 µm erreicht werden kann, ohne daß es im Seitenwandbereich 198 und im Haubenbereich 200 zu einer Überbeschichtung kommt.

Die Dicke der in den durch die verschiedenen Gruppen von Anodenzellen 138 definierten Beschichtungsphasen abgeschiede­ nen Beschichtungen kann durch die Anzahl von Anodenzellen 138, welche jeder dieser Gruppen jeweils zugeordnet werden, eingestellt werden.

Außerdem ist es möglich, das an der Fahrzeugkarosserie 102 beim Passieren der verschiedenen Gruppen von Anodenzellen 138 anliegende kathodische Potential zu variieren und auf diese Weise die Dicke der von den verschiedenen Gruppen von Anoden­ zellen 138 erzeugten Beschichtungen in gewünschter Weise ein­ zustellen.

Hierdurch ist es möglich, die Dicken der KTL-Beschichtungen in den verschiedenen Bereichen der Fahrzeugkarosserie 102 un­ abhängig voneinander auf den jeweils gewünschten Wert einzu­ stellen.

Eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur kathodi­ schen Elektro-Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien 102 un­ terscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Aus­ führungsform dadurch, daß die Anodenzellen 138 keine Ab­ schirmbleche 162, sondern mit Durchgangsöffnungen zur Verrin­ gerung der elektrischen Feldstärke an einem ausgewählten Teilbereich der Fahrzeugkarosserien 102 versehene Anoden 139 umfassen.

Wie aus den Fig. 9, 10 und 12 zu ersehen ist, umfaßt die Anode 139' jeder Anodenzelle 138 der zweiten Ausführungsform einen im wesentlichen rechteckigen Halterahmen 208, an dessen Oberseite ein Vorsprung 164 vorgesehen ist, an welchem die Anode 139' als Ganzes nach oben aus der Anodenzelle 138 herausgezogen werden kann und an welcher die Anode 139' elektrisch kontaktiert, das heißt auf anodisches Potential gelegt werden kann.

An den Vorderseiten der Längsträger 209 des Halterahmens 208 sind äquidistant angeordnete, in horizontaler Richtung vom Halterahmen 208 aus abstehende Haltestifte 211 vorgesehen, an welchen ein oder mehrere im wesentlichen rechteckige Anoden- Teilbleche 210 eingehängt sind.

Um die Anoden-Teilbleche 210 an den Haltestiften 211 zu sichern, können (nicht dargestellte) Befestigungsmittel ver­ wendet werden, mittels derer die Anoden-Teilbleche 210 lösbar an den Haltestiften 211 des Halterahmens 208 festlegbar sind, beispielsweise Sicherungsmuttern, Sicherungsscheiben oder ähnliches.

Um Spaltkorrosion an der variabel aufgebauten Anode 139' weitgehend zu vermeiden, wird der Halterahmen 208 aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt.

Wie am besten aus Fig. 11 zu ersehen ist, umfaßt ferner jedes der Anoden-Teilbleche 210 an seinen Endbereichen jeweils einen Haltebereich 213, an dem das betreffende Anoden-Teil­ blech 210 von dem Halterahmen 208 gehalten wird, zu welchem Zweck jeder der Haltebereiche 213 mit jeweils zwei Durch­ gangsbohrungen 215 zur Aufnahme jeweils eines der Haltestifte 211 des Halterahmens 208 versehen ist.

Zur Vermeidung von Spaltkorrosion werden die Haltebereiche 213 jedes Anoden-Teilblechs 210 ebenfalls aus einem spaltkorrosionsbeständigen Werkstoff, vorzugsweise aus demselben Werkstoff wie der Halterahmen 208, gebildet.

Der zwischen den endseitigen Haltebereichen 213 jedes Anoden- Teilblechs 210 angeordnete, im wesentlichen rechteckige Feld­ erzeugungsbereich 217 ist zwischen den Längsträgern 209 des Halterahmens 208 in ausreichendem Abstand von denselben an­ geordnet, so daß dieser Felderzeugungsbereich 217 schon auf­ grund seiner Anordnung weniger spaltkorrosionsgefährdet ist.

Der Felderzeugungsbereich 217 kann daher aus einem Werkstoff mit einer geringeren Spaltkorrosionsbeständigkeit gebildet werden, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, z. B. aus dem Werkstoff 1.4404.

An seinen beiden Endbereichen 219 ist der Felderzeugungs­ bereich 217 spaltfrei, beispielsweise durch Schweißung, mit jeweils einem der beiden Haltebereiche 213 verbunden.

Dadurch, daß die Kontaktstellen zwischen dem Halterahmen 208 und den Anoden-Teilblechen 210 aus spaltkorrosionsbeständigem Werkstoff gefertigt werden, ist gewährleistet, daß eine Spaltkorrosion an diesen Kontaktstellen weitgehend vermieden wird.

Als spaltkorrosionsbeständige Werkstoffe kommen insbesondere die folgenden Werkstoffe in Betracht:

• - Legierungen auf der Basis von Eisen, welche Chrom, Nickel, Molybdän und/oder andere Legierungselemente enthalten, die die Korrosionsbeständigkeit steigern;
• - Legierungen auf der Basis von Titan, Zirkon, Niob oder Tantal.

Um die Abhängigkeit der Empfindlichkeit einer Legierung in Bezug auf Spalt- oder Lochkorrosion von der Legierungszusam­ mensetzung abzuschätzen, kann insbesondere die sogenannte Wirksumme verwendet werden.

Die Wirksumme WS einer Legierung errechnet sich wie folgt:
WS = Chrom-Gehalt der Legierung (in Gewichts -%) + 3,3 × Molybdän-Gehalt der Legierung (in Gewichts-%).

Enthält die Legierung außer Chrom und Molybdän auch Stickstoff, so errechnet sich die Wirksumme WS' wie folgt:
WS' = Chrom-Gehalt der Legierung (in Gewichts-%) + 3,3 × Molybdän-Gehalt der Legierung (in Gewichts-%) + 30 × Stickstoff-Gehalt der Legierung (in Gewichts-%).

In Fig. 13 ist für verschiedene Nickel-Werkstoffe und hoch­ legierte Sonderedelstähle die kritische Lochkorrosionstempe­ ratur CPT in 10%-iger Fe(III)Cl-Lösung als Funktion der Wirksumme WS bzw. WS' eingetragen.

In Fig. 14 ist für verschiedene Nickelwerkstoffe und hoch­ legierte Sonderedelstähle die kritische Spaltkorrosionstempe­ ratur CCT in 10%-iger Fe(ITI)Cl-Lösung als Funktion der Wirksumme WS bzw. WS' eingetragen.

Die beiden Fig. 13 und 14 sind aus dem Buch von U. Heubner et al.: "Nickel-Werkstoffe und hochlegierte Sonderedelstähle", Krupp, VDM, expert verlag, 1985, Ehningen, entnom­ men.

Aus den Fig. 13 und 14 ergibt sich, daß die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion und/oder Lochkorrosion in der Regel mit ansteigender Wirksumme WS bzw. WS' ebenfalls ansteigt. Werk­ stoffe, die eine hohe Wirksumme aufweisen, eignen sich daher besonders als Material für den Halterahmen 208, die Halte­ stifte 211 und die Haltebereiche 213.

Mittels der an den Halterahmen 208 einhängbaren Anoden-Teil­ bleche 210 können an jeder der Anoden 139' von den Anoden- Teilblechen 210 überdeckte Felderzeugungsbereiche 212 gebil­ det werden, wobei die zwischen zwei Felderzeugungsbereichen 212 oder zwischen einem Felderzeugungsbereich 212 und dem Halterahmen 208 verbleibenden Zwischenräume jeweils eine Durchgangsöffnung 214 der Anode 139' bilden.

Bereiche einer Fahrzeugkarosserie 102, die in der Höhe eines Felderzeugungsbereichs 212 an einer Anode 139' vorbei trans­ portiert werden, werden mit hoher Abscheiderate beschichtet, da das elektrische Feld zwischen der Anode 139' und der Fahr­ zeugkarosserie 102 in der Höhe der Felderzeugungsbereiche 212 eine hohe Feldstärke aufweist.

Auf der Höhe der Durchgangsöffnungen 214 in der Anode 139' herrscht hingegen nur eine geringe elektrische Feldstärke, da sich in den Durchgangsöffnungen 214 keine positiven Ladungen ansammeln können. In Höhe der Durchgangsöffnung 214 an der Anode 139' vorbei transportierte Bereiche der Fahrzeugkaros­ serie 102 werden daher nur mit geringer Abscheiderate be­ schichtet.

Die Durchgangsöffnungen 214 in den Anoden 139' haben somit eine vergleichbare Wirkung wie die Ausblendbereiche 206 der Abschirmbleche 162 der ersten Ausführungsform.

Die Felderzeugungsbereiche der Anoden 139' der zweiten Aus­ führungsform haben hingegen im wesentlichen dieselbe Wirkung wie die Durchtrittsöffnungen 178 in den Abschirmblechen 162 der ersten Ausführungsform.

Durch geeignete Auswahl und Aufeinanderfolge von Anodenzellen 138 mit den Anoden 139', welche Felderzeugungsbereiche 212 und Durchgangsöffnungen 214 aufweisen, kann daher in entspre­ chender Weise wie bei der ersten Ausführungsform die ge­ wünschte Beschichtungsdicke für jeden Bereich der Fahrzeugka­ rosserie 102 unabhängig von der Beschichtungsdicke der ande­ ren Bereiche der Fahrzeugkarosserie 102 eingestellt werden.

Da die Durchgangsöffnungen 214 der variablen Anoden 139' in ihrer Wirkung den Ausblendbereichen 206 der Abschirmbleche 162 entsprechen und die Felderzeugungsbereiche 212 der Anoden 139' in ihrer Wirkung den Durchtrittsöffnungen 178 in den Ab­ schirmblechen 162 entsprechen, können die variablen Anoden 139' und die Abschirmbleche 162 auch in ein und derselben Anodenzelle 138 miteinander kombiniert werden.

Bei einer solchen Kombination werden solche Bereiche der Fahrzeugkarosserie 102 mit einer hohen Abscheiderate be­ schichtet, welche in einer solchen Höhe an der Anodenzelle 138 vorbei transportiert werden, in welcher die variable Ano­ de 139' einen Felderzeugungsbereich 212 und das Abschirmblech 162 eine Durchtrittsöffnung 178 aufweist.

Hingegen werden solche Bereiche der Fahrzeugkarosserie 102 mit nur geringer Abscheiderate oder überhaupt nicht beschich­ tet, welche in einer Höhe an der Anodenzelle 138 vorbei transportiert werden, in welcher die variable Anode 139' eine Durchgangsöffnung 214 und/oder das Abschirmblech 162 einen Ausblendbereich 206 aufweist.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Vorrich­ tung zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Fahrzeug­ karosserien hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims (20)

1. Anodenzelle zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in einem Tauchbecken (100) zur kathodischen Elektro- Tauchlackierung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien (102), umfassend mindestens eine Anode (139; 139'), dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode (139; 139') und dem zu beschichtenden Werk­ stück wirksame Fläche der Anode (139; 139') gegenüber der von der Außenkontur der Anode begrenzten Fläche reduziert ist.

2. Anodenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenzelle (100) mindestens eine zwischen der Anode (139) und dem zu beschichtenden Werkstück angeordnete elektrische Abschirmung zur Reduzierung der zur Erzeu­ gung des elektrischen Feldes zwischen der Anode (139) und dem Werkstück wirksamen Fläche der Anode (139) umfaßt.

3. Anodenzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung ein elektrisch leitfähiges Material umfaßt.

4. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung auf ka­ thodisches Potential legbar ist.

5. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung eine Be­ schichtung aus elektrisch nicht leitfähigem Material um­ faßt.

6. Anodenzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung KTL-Lack umfaßt.

7. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung als Ab­ schirmblech (163) ausgebildet ist.

8. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung minde­ stens eine Durchtrittsöffnung (178) für den Durchtritt des elektrischen Feldes aufweist.

9. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung aus der Anodenzelle (138) entnehmbar ist.

10. Anodenzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung nach oben aus der Anoden­ zelle (138) herausziehbar ist.

11. Anodenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (139') mit mindestens einer Durchgangsöffnung (214) zur Reduzierung der zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen der Anode (139') und dem zu beschichtenden Werkstück wirksamen Fläche der Anode (139') versehen ist.

12. Anodenzelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (139') einen Halterahmen (208) und mindestens ein an dem Halterahmen (208) gehaltenes Anoden-Teilblech (210) umfaßt.

13. Anodenzelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen (208) aus einem spaltkorrosions­ beständigen Werkstoff hergestellt ist.

14. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anoden-Teilblech (210) einen Haltebereich (213) umfaßt, an dem das Anoden-Teilblech (210) von dem Halterahmen (208) gehalten wird, wobei der Haltebereich (213) aus einem spaltkorrosionsbeständigen Werkstoff gebildet ist.

15. Anodenzelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Anoden-Teilblech (210) außer dem Haltebereich (213) auch einen Felderzeugungsbereich (217) umfaßt, der aus einem von dem Material des Haltebereichs (213) ver­ schiedenen Material gebildet und spaltfrei mit dem Haltebereich (213) verbunden ist.

16. Anodenzelle nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (139') aus der Anodenzelle (138) entnehmbar ist.

17. Anodenzelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (139') nach oben aus der Anodenzelle (138) herausziehbar ist.

18. Vorrichtung zur kathodischen Elektro-Tauchlackierung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien (102), umfassend ein Tauchbecken (100) und mindestens eine in dem Tauchbecken (100) angeordnete Anodenzelle (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Anodenzellen (138) nach einem der Ansprüche 2 bis 10 umfaßt, die in der Längs­ richtung (128) des Tauchbeckens (100) aufeinanderfolgen und jeweils eine elektrische Abschirmung umfassen, welche mindestens eine Durchtrittsöffnung (178) für den Durchtritt des elektrischen Feldes aufweist, wobei die elektrischen Abschirmungen der aufeinanderfolgenden Ano­ denzellen (138) hinsichtlich Höhe und/oder Größe vonein­ ander verschiedene Durchtrittsöffnungen (178) aufweisen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Anodenzellen (138) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 umfaßt, die in der Längs­ richtung (128) des Tauchbeckens (100) aufeinanderfolgen und deren Anoden (139') jeweils mit mindestens einer Durchgangsöffnung (214) zur Reduzierung der zur Erzeu­ gung des elektrischen Feldes zwischen der jeweiligen Anode (139') und dem zu beschichtenden Werkstück wirk­ samen Fläche der Anode (139') versehen sind, wobei die Anoden (139') der aufeinanderfolgenden Anodenzellen (138) hinsichtlich Höhe und/oder Größe voneinander ver­ schiedene Durchgangsöffnungen (214) aufweisen.