DE102012018393B4

DE102012018393B4 - Serielles Galvanisierungssystem

Info

Publication number: DE102012018393B4
Application number: DE102012018393.3A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Noda
Original assignee: Almex PE Inc
Current assignee: Almex PE Inc
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: CN103031588A; US20130081939A1; TW201333262A; KR101475396B1; CN103031588B; TWI564431B; DE102012018393A1; JP2013072131A; KR20130035201A; JP5795514B2

Abstract

Serielles Galvanisierungssystem mit:einem Galvanisierungstank (10), der eine Galvanisierungslösung (11) erhält, wobei eine Mehrzahl von Werkstücken (W, W- W, W- W), die entlang eines Überführungsweges seriell überführt werden, gleichzeitig in dem Galvanisierungstank (10) galvanisiert werden; einer gemeinsamen Kathode (30), die mit der Mehrzahl der Werkstücke (W, W- W, W- W) über eine Mehrzahl von Überführungsstützen (20), welche jeweils die Mehrzahl von Werkstücken (W, W- W, W- W) halten, elektrisch verbunden ist;eine Mehrzahl von aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N), welche so in dem Galvanisierungstank (10) angeordnet sind, dass sie dem Überführungsweg gegenüberliegen; undeiner Mehrzahl von Stromversorgungen (50, 50-1 - 50-N), die jeweils mit einer entsprechenden aufgeteilten Anode (40, 40-1 - 40-N) unter einer Mehrzahl von aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) und mit der gemeinsamen Kathode (30) verbunden sind, und den Strom, mit welchem die entsprechende aufgeteilte Anode (40, 40-1 - 40-N) unter der Mehrzahl der Anoden (40, 40-1 - 40-N) versorgt wird, unabhängig voneinander steuern,wobei eine Relation „L2<L1/N“ erfüllt ist, wobei L1 eine Länge von jedem von der Mehrzahl der Werkstücke (W, W- W, W- W) entlang einer Überführungsrichtung (A) ist, wobei L2 eine Länge von jeder der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) entlang der Überführungsrichtung (A) ist und wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als zwei ist,wobei eine Mehrzahl von Düsen (100), die die Galvanisierungslösung (11) zu der Mehrzahl der Werkstücke (W, W- W, W- W) ausstoßen, in dem Galvanisierungstank (10) entlang einer Überführungsrichtung (A) an Positionen gegenüberliegend zu jedem von der Mehrzahl von Werkstücken (W, W- W, W- W) bereitgestellt werden, undwobei mindestens jeweils eine aufgeteilte Anode (40, 40-1 - 40-N) aus der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) zwischen zwei benachbarten Düsen (100) aus der Mehrzahl der Düsen (100) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein serielles Galvanisierungssystem das Werkstücke mit Strom versorgt, die seriell in einen Galvanisierungstank überführt werden, um die Werkstücke zu galvanisieren.
JP 2009 - 132 999 A die vom Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung angemeldet wurde, offenbart ein Stromsteuerverfahren, welches eine gemeinsame Anode und aufgeteilte Kathodenleisten verwendet. In dem Verfahren, das in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, versorgen fünf Stromversorgungseinheiten bis zu fünf Werkstücke mit Strom, die seriell in einen Galvanisierungstank durch fünf entsprechende aufgeteilte Kathodenleisten (Kathoden-Relaiselemente) überführt werden, so dass die Stromdichte (A/dm²) konstant ist (siehe 1 der JP 2009 - 132 999 A ). Jede Stromversorgungseinheit führt eine Konstant-Stromsteuerung zu einem vorliegenden Stromwert in einem vollständig eingetauchten Zustand durch, in welchem das komplette Werkstück der gemeinsamen Anode gegenüberliegt. Die am meisten vorgelagerte Stromversorgungseinheit erhöht allmählich den Betrag des Stromes, basierend auf dem Elektrolysebereich, im welchem das Werkstück, welches in den Galvanisierungstank überführt wird, der gemeinsamen Anode in einem teilweise eingetauchten Zustand gegenüberliegt. Die am meisten nachgelagerte Stromversorgungseinheit verringert den Betrag des Stromes, basierend auf dem Elektrolysebereich, in welchem das Werkstück, welches aus dem Galvanisierungstank überführt wird, der gemeinsamen Anode in einem teilweise eingetauchten Zustand gegenüberliegt.
Dadurch ist es möglich, eine serielle Galvanisierung mit einem Stromwert, der entsprechend zu jedem Werkstück eingestellt ist, umzusetzen und eine einheitliche und hochwertige Beschichtung auf jedem Werkstück mit einer Dicke entsprechend der vorliegenden Stromdichte zu bilden.
Gemäß dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, erhöht sich notwendigerweise jedoch die Breite des seriellen Galvanisierungssystems, da es notwendig ist, die aufgeteilten Kathodenleisten parallel zu dem Galvanisierungstank anzuordnen. Dies erfordert eine größere Anlagenfläche.
Gemäß dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, wird der Steuerprozess komplex, da es notwendig ist, den Stromwert jedes Mal, wenn das Werkstück, welches in einer Menge von Einheiten überführt wird, in einen teilweise eingetauchten Zustand gesetzt wird, allmählich zu erhöhen oder zu verringern.
Wenn die Anzahl der Werkstücke, die gleichzeitig in einen vollständig eingetauchten Zustand in dem Galvanisierungstank gesetzt sind, als N bezeichnet wird, ist die Anzahl der Werkstücke, welche in dem Galvanisierungstank positioniert sind, wenn ein teilweise eingetauchter Zustand auf der vorgelagerten und auf der nachgelagerten Seite auftritt, (N + 1). Deshalb ist es notwendig (N + 1) aufgeteilte Kathodenleisten und (N + 1) Stromversorgungseinheiten bereitzustellen.
In DE 197 17 512 C3 ist eine Vorrichtung zum Galvanisieren von Leiterplatten beschrieben. JP S61 - 133 400 A offenbart eine Galvanisierungsvorrichtung mit einer geteilten Anode. DD 273 653 A1 beschreibt eine Anlage zur Galvanisierung, wobei eine Anode aus Einzelanoden mit jeweils separater Stromversorgung genutzt wird. DE 34 45 851 C2 betrifft eine Stromsteuerung und -regelung, womit ein Plattierungsstrom automatisch kompensiert werden soll. Gegenstand von DE 32 05 969 A1 ist eine Stromversorgung für Elektrolyseanlagen. Es werden mehrere Elektroden beschrieben, welche mit elektrischen Strömen unterschiedlicher Höhe beschickt werden.
Die vorgenannten Probleme werden überwunden durch ein erfindungsgemäßes Galvanisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Einige Aspekte der Erfindung können ein serielles Galvanisierungssystem bereitstellen, das auf jedem Werkstück eine Beschichtung mit einer Dicke entsprechend des vorliegenden Stromwertes bildet, ohne eine Mehrzahl von aufgeteilten Kathodenleisten zu verwenden.
Einige Aspekte der Erfindung können ein serielles Galvanisierungssystem bereitstellen, das ermöglicht, die Anzahl der Stromversorgungen zu reduzieren.
Einige Aspekte der Erfindung können ein serielles Galvanisierungssystem bereitstellen, das den Stromwert nur entsprechend dem ersten Werkstück und dem letzten Werkstück aus einer Menge erhöht oder verringert, anstatt den Stromwert entsprechend zu jedem Werkstück, welches in der Menge der Einheiten überführt wird, zu erhöhen oder zu verringern.
Einige Aspekte der Erfindung können ein serielles Galvanisierungssystem bereitstellen, das es nicht erforderlich macht, die Anode auszuwechseln, und den Stromwert allmählich zu erhöhen oder zu verringern, selbst wenn die Größe des Werkstückes verändert worden ist.

(1) Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein serielles Galvanisierungssystem bereitgestellt mit:
- Einem Galvanisierungstank, der eine Galvanisierungslösung erhält, einer Mehrzahl von Werkstücken, die seriell entlang eines Überführungsweges überführt werden, wobei sie gleichzeitig in dem Galvanisierungstank galvanisiert werden;
- einer gemeinsame Kathode, die mit der Mehrzahl der Werkstücke, über eine Mehrzahl von Überführungsstützen, welche jeweils die Mehrzahl der Werkstücke halten, elektrisch verbunden ist;
- einer Mehrzahl von aufgeteilten Anoden, welche in dem Galvanisierungstank so angeordnet sind, dass sie dem Überführungsweg gegenüber liegen; und
- einer Mehrzahl von Stromversorgungen, welche jeweils mit einer entsprechenden aufgeteilten Anode unter der Mehrzahl von aufgeteilten Anoden und der gemeinsamen Kathode verbunden sind,
- und unabhängig voneinander den Strom steuern, mit welchem die entsprechende aufgeteilte Anode unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden versorgt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, da die Anode in mehrere aufgeteilte Anoden aufgeteilt ist, was sich von dem Verfahren verwandter Art unterscheidet, ist es nicht erforderlich, aufgeteilte Kathodenleisten, die mit dem Werkstück verbunden sind, bereitzustellen, und es genügt, das Werkstück mit der gemeinsamen Kathode über die Überführungsstütze zu verbinden. Dadurch ist es möglich, die Breite des seriellen Galvanisierungssystems zu reduzieren. Da die Mehrzahl der Werkstücke, welche mit der gemeinsamen Kathode verbunden sind, so seriell überführt werden, dass ein kleiner Spalt zwischen den benachbarten Werkstücken gebildet wird, ist der gesamte Elektrolysebereich des Werkstücks (der Werkstücke), das einer aufgeteilten Anode gegenüberliegt, wenn die aufgeteilte Anode einem Werkstück gegenüberliegt, nahezu gleich zu dem, wenn die aufgeteilte Anode zwei Werkstücken gegenüberliegt. Deshalb genügt es, die aufgeteilte Anode während der seriellen Überführung mit einem konstanten Strom zu steuern.
(2) In dem seriellen Galvanisierungssystem, kann jede der von der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden eine erste Elektrode, die einer ersten Seite von jeder der Mehrzahl der Werkstücke gegenüberliegt, und eine zweite Elektrode, die einer zweiten Seite von jeder der der Mehrzahl der Werkstücke gegenüberliegt, aufweisen. Das ermöglicht jede Seite des Werkstückes zu galvanisieren.
(3) In dem seriellen Galvanisierungssystem, kann jede von der Mehrzahl der Stromversorgungen eine erste Stromversorgung, die die erste Elektrode mit Strom versorgt, und eine zweite Stromversorgung, die die zweite Elektrode mit Strom versorgt, aufweisen und die erste Stromversorgung und die zweite Stromversorgung kann den Stromwert unabhängig voneinander steuern. Dadurch ist es möglich, einen unterschiedlichen Stromwert entsprechend jeder Seite des Werkstückes einzustellen, wenn jede Seite des Werkstückes einen unterschiedlichen zu galvanisierenden Zielbereich hat.
(4) Grundsätzlich kann in einem seriellen Galvanisierungssystem eine Relation „L1=L2“ im Wesentlichen erfüllt sein, wobei L1 eine Länge von jedem von der Mehrzahl der Werkstücke entlang einer Überführungsrichtung ist, und L2 eine Länge von jeder von der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden entlang einer Überführungsrichtung ist. Gemäß dieser Konfiguration genügt es, N aufgeteilte Anoden und N Stromversorgungen bereitzustellen, selbst wenn die Anzahl der Werkstücke, welche gleichzeitig in einen vollständig untergetauchten Zustand in dem Galvanisierungstank gesetzt werden, N ist, und die Anzahl der Werkstücke, die in dem Galvanisierungstank positioniert sind, wenn ein teilweise untergetauchter Zustand auf der vorgelagerten Seite und der nachgelagerten Seite auftritt, (N + 1) ist. Speziell die Anzahl der teuren Stromversorgungen kann im Vergleich zu dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, welches (N + 1) Stromversorgungen erfordert, reduziert werden. Speziell die Anzahl der Stromversorgungen kann durch die wesentliche Erfüllung der Relation „L1=L2“ minimiert werden.
(5) In dem seriellen Galvanisierungssystem, kann die Mehrzahl der Werkstücke dem Galvanisierungstank in einer Menge von Einheiten zugeführt werden, die Mehrzahl der Stromversorgungen kann jeweils allmählich den Stromwert der entsprechenden aufgeteilten Anode unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden erhöhen, wenn ein erstes Werkstück von einer ersten Menge der entsprechenden Anode gegenüberliegt, basierend auf einem Elektrolysebereich, in welchem das erste Werkstück der entsprechenden aufgeteilten Anode gegenüberliegt, und kann die Mehrzahl der Stromversorgungen den Stromwert der entsprechenden aufgeteilten Anode unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden jeweils allmählich verringern, wenn ein letztes Werkstück der einen Menge der entsprechenden aufgeteilten Anode gegenüberliegt, basierend auf einem Elektrolysebereich, in welchem das letzte Werkstück der entsprechenden aufgeteilten Anode gegenüberliegt. Insbesondere genügt es, den Stromwert nur entsprechend dem ersten und dem letzten Werkstück von einer Menge allmählich zu erhöhen oder zu verringern, anstatt den Stromwert entsprechend für jedes Werkstück, das in einer Menge von Einheiten überführt wird, zu erhöhen oder zu verringern.
(6) In dem seriellen Galvanisierungssystem, ist eine Relation „L2<L2/N“ erfüllt, wobei L1 eine Länge von jedem von der Mehrzahl von Werkstücken entlang einer Überführungsrichtung ist, wobei L2 eine Länge von jeder von der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden entlang einer Überführungsrichtung ist, und wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist. Gemäß dieser Konfiguration, da es nicht erforderlich ist, eine aufgeteilte Anode mit verschiedenen Längen entsprechend der Größe des Werkstückes zu verwenden, ist es nicht erforderlich, die aufgeteilte Anode entsprechend der Größe des Werkstückes auszuwechseln.
(7) In dem seriellen Galvanisierungssystem, kann die Mehrzahl der Werkstücke dem Galvanisierungstank in einer Menge von Einheiten zugeführt werden, und kann jede der Mehrzahl der Stromversorgungen die entsprechende aufgeteilte Anode unter der Mehrzahl der Anoden mit einem konstanten Strom von einem ersten bis zu einem letzten Werkstück von jeder Menge gesteuert werden. Da sich der Elektrolysebereich entsprechend jeder Anode verringert, wenn die Länge L1 des Werkstücks und die Länge L2 der Anode das Verhältnis „L2<L1/n“ erfüllt, ist es nicht erforderlich, den Stromwert zu erhöhen oder zu verringern, selbst wenn das erste oder letzte Werkstück von einer Mengeneinheit an der aufgeteilten Anode vorbeikommt.
(8) In dem seriellen Galvanisierungssystem, ist eine Mehrzahl von Düsen, die die Galvanisierungslösung auf die Mehrzahl der Werkstücke ausstoßen, in dem Galvanisierungstank entlang einer Überführungsrichtung an Positionen entgegengesetzt zu jedem von der Mehrzahl von Werkstücken bereitgestellt und mindestens jeweils eine aufgeteilte Anode aus der Mehrzahl von aufgeteilten Anoden ist jeweils zwischen zwei benachbarten Düsen aus der Mehrzahl von Düsen angeordnet. Wenn die Länge L1 des Werkstücks und die Länge L2 der aufgeteilten Anode die Relation „L2<L1/n“ erfüllt, kann die Länge L2 der aufgeteilten Anode eingestellt werden, geringer zu sein als der Abstand zwischen zwei benachbarten Düsen. Daher kann mindestens jeweils eine aufgeteilte Anode unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden zwischen zwei benachbarten Düsen angeordnet sein. Dies ermöglicht den Abstand zwischen der aufgeteilten Anode und dem Werkstück zu reduzieren und reduziert den elektrischen Widerstand der Galvanisierungslösung, der zwischen der geteilten Anode und dem Werkstück vorliegt, so dass die Dichte des Stromes, der von der geteilten Anode zu dem Werkstück zugeführt wird, erhöht werden kann um Hochgeschwindigkeitsgalvanisierung umzusetzen.
(9) in dem seriellen Galvanisierungssystem, kann jede der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden eine kreisförmige horizontale Querschnittsform aufweisen. Wenn die aufgeteilte Anode von oben betrachtet (in einer Aufsicht) rechteckig ist, ist die Galvanisierungslösung, die von der Düse ausgestoßen wird, in einem schmalen Bereich entsprechend dem konstanten Abstand konzentriert (eingeschlossen), da der Abstand zwischen der zu galvanisierenden Zieloberfläche des Werkstücks und der aufgeteilten Anode konstant ist. Wenn die aufgeteilte Anode eine kreisförmige horizontale Querschnittsform hat, erhöht sich der Abstand zwischen der zu galvanisierenden Zieloberfläche des Werkstückes und der aufgeteilten Anode wie sich der Abstand von der Mittelachse der aufgeteilten Anode erhöht, so dass die Galvanisierungslösung aus dem Bereich zwischen dem Werkstück und der aufgeteilten Anode austreten kann.

Figurenliste

1 ist eine schematische Aufsicht, die ein serielles Galvanisierungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein serielles Galvanisierungssystem darstellt.
3a und 3b sind Ansichten, welche darstellen, dass der Elektrolysebereich, wenn die aufgeteilte Anode einem Werkstück gegenüberliegt im Wesentlichen gleich ist zu dem, wenn die aufgeteilte Anode zwei Werkstücken gegenüberliegt.
4 ist eine Ansicht, die einen Überführungszustand darstellt, in welchem ein Werkstück einer aufgeteilten Anode gegenüberliegt.
5a und 5b sind Ansichten, die einen Steuerprozess darstellen, der den Stromwert allmählich erhöht, wenn das erste Werkstück von einer Menge hineinbefördert wird.
6a und 6b sind Ansichten, welche einen Steuerprozess darstellen, der den Stromwert allmählich verringert, wenn das letzte Werkstück von einer Menge herausbefördert wird.
7a bis 7c sind Ansichten, welche eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellen.
8 ist eine Ansicht, die ein Verfahren verwandter Art darstellt, in welchem eine Düse zwischen einem Werkstück und einer Anode bereitgestellt wird.
9 ist eine Ansicht, in welcher eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt wird.
10 ist eine Ansicht, in welcher ein Beispiel dargestellt wird, in welchem eine aufgeteilte Anode eine kreisförmige horizontale Querschnittsform aufweist.

BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Einzelnen unten beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgenden beispielhaften Ausführungsformen in keiner Weise den Umfang der Erfindung beschränken, wie er in den hier dargelegten Ansprüchen definiert ist. Es ist ferner zu beachten, dass all die Elemente, wie sie in Verbindung mit den folgenden beispielhaften Ausführungsformen beschrieben sind, nicht notwendigerweise als wesentliche Elemente der Erfindung angesehen werden sollen.
Erste Ausführungsform
Wie in 1 dargestellt, weist ein serielles Galvanisierungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zumindest einen Galvanisierungstank 10 auf. Eine Mehrzahl von Galvanisierungstanks 10-1 bis 10-3 können bevorzugt entlang einer Werkstücküberführungsrichtung A angeschlossen sein.
Wie in 2 dargestellt, nimmt der Galvanisierungstank 10 eine Galvanisierungslösung 11 auf, und eine Mehrzahl von Werkstücken W, die seriell entlang einer Überführungsrichtung A (siehe 1) überführt werden, werden gleichzeitig in dem Galvanisierungstank 10 galvanisiert.
Wie in 2 gezeigt, ist eine gemeinsame Kathode 30, die elektrisch mit jedem Werkstück W über eine Überführungsstütze 20, die das Werkstück W hält, verbunden ist, oberhalb des Galvanisierungstank 10 bereitgestellt. Es ist zu beachten, dass die gemeinsame Kathode 30 an einer Position angeordnet sein kann, welche zu der Position oberhalb des Galvanisierungstanks 10 versetzt ist.
Eine Mehrzahl von aufgeteilten Anoden 40 (40-1 bis 40-4) sind in dem Galvanisierungstank 10 angeordnet, um dem Überführungsweg des Werkstückes W gegenüberzuliegen. Jede aufgeteilte Anode 40 (40-1 bis 40-4) kann eine erste Elektrode 40A (40A-1 bis 40A-4) aufweisen, die an einer Seite des Überführungsweges angeordnet ist, und eine zweite Elektrode 40B (40B-1 bis 40B-4), die auf der anderen Seite des Überführungsweges angeordnet ist. Wenn nur eine Seite des Werkstückes W zu galvanisieren ist, kann die aufgeteilte Anode 40 (40-1 bis 40-4) auch nur auf einer Seite des Überführungsweges angeordnet sein.
Eine Mehrzahl von Stromversorgungen 50 (50-1 bis 50-4) wird bereitgestellt, wobei die Mehrzahl der Stromversorgungen 50 (50-1 bis 50-4) jeweils mit der entsprechenden aufgeteilten Anode unter den aufgeteilten Anoden 40 (40-1 bis 40-4) und mit der gemeinsamen Kathode 30 verbunden ist, und wobei sie den Strom, der der entsprechenden aufgeteilten Anode unter den aufgeteilten Anoden 40 (40-1 bis 40-4) zugeführt wird, unabhängig voneinander steuern. Eine Stromversorgung, die mit der ersten Elektrode 40A (40A-1 bis 40A-4) verbunden ist, wird als eine erste Stromversorgung 50A (50A-1 bis 50A-4) bezeichnet, und eine Stromversorgung, die mit der zweiten Elektrode 40B (40B-1 bis 40B-4) verbunden ist, wird als eine zweite Stromversorgung 50B (50B-1 bis 50B-4) bezeichnet. Die erste Stromversorgung 50A (50A-1 bis 50A-4) und die zweite Stromversorgung 50B (50B-1 bis 50B-4) steuern den Stromwert in unabhängig voneinander.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, da jede Anode in aufgeteilte Anoden aufgeteilt ist, was sich von dem Verfahren verwandter Art unterscheidet, ist es nicht erforderlich, aufgeteilte Kathodenleisten bereitzustellen, die mit dem Werkstück W verbunden sind. Das Werkstück W ist mit der gemeinsamen Kathode 30 über die Überführungsstütze 20 verbunden. Dies ermöglicht, die Breite des seriellen Galvanisierungssystems zu reduzieren.
Wie in den 3A und 3B dargestellt, wird eine Mehrzahl von Werkstücken W, die mit der gemeinsamen Kathode 30 verbunden sind, seriell so überführt, dass ein schmaler Spalt G zwischen den benachbarten Werkstücken W unter der Mehrzahl der Werkstücke W gebildet wird. Wenn der Spalt G, der zwischen den benachbarten Werkstücken W gebildet wird, groß ist, tritt eine Konzentration des elektrischen Feldes an jedem Ende des Werkstückes W in der Überführungsrichtung A auf, so dass ein Dog-Bone-Phänomen auftritt (das heißt die Galvanisierungsdicke erhöht sich an jedem Ende des Werkstückes W). Der Spalt G wird so eingestellt, dass die Konzentration des elektrischen Feldes nicht auftritt.
In diesem Fall ist der gesamte Elektrolysebereich des Werkstückes (der Werkstücke) W, welches der aufgeteilten Anode 40A-2 gegenüberliegt, wenn die aufgeteilte Anode 40A-2 einem Werkstück gegenüberliegt (siehe 3A), nahezu gleich zu dem, wenn die aufgeteilte Anode 40A-2 zwei Werkstücken (siehe 3B) gegenüberliegt. Deshalb kann die aufgeteilte Anode 40 einer Konstant-stromsteuerung zu einem vorliegenden Stromwert (A/dm²) unterliegen, wenn eine Mehrzahl von Werkstücken W seriell in einem Zustand überführt werden, in welchem der Spalt G zwischen benachbarten Werkstücken W gebildet wird. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Werkstücken W, die in den Galvanisierungstank 10 überführt werden, als ein einzelnes Werkstück angesehen werden, und der Elektrolysebereich ändert sich im Wesentlichen nicht, auch wenn sich das Werkstück W relativ zu jeder aufgeteilten Anode 40 bewegt.
Gemäß dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, wird der Steuerprozess komplex, da es notwendig ist, den Stromwert jedes Mal, wenn das Werkstück W in einer Menge von Einheiten in einem teilweise eingetauchten Zustand gesetzt wird, allmählich zu erhöhen oder zu verringern.
Gemäß dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, kommt das Werkstück W, das gleichzeitig in zwei Galvanisierungstanks positioniert ist, in Kontakt mit der aufgeteilten Kathodenleiste von den zwei Galvanisierungstanks 10. Daher ist es notwendig, den Stromwert in dem Galvanisierungstank 10, aus dem das Werkstück W überführt wird, zu verringern und den Stromwert in dem Galvanisierungstank 10, zu welchem das Werkstück W überführt wird, zu erhöhen. Gemäß der ersten Ausführungsform ist so ein komplexer Steuerungsprozess nicht erforderlich, da das Werkstück W, das gleichzeitig in beiden Galvanisierungstanks positioniert ist, mit der gemeinsamen Kathode verbunden ist,
Wie in 3A dargestellt, wenn die Länge von jedem Werkstück W entlang der Überführungsrichtung A als L1 bezeichnet wird, und die Länge von jeder aufgeteilten Anode 40 entlang der Überführungsrichtung A als L2 bezeichnet wird, kann die Relation „L1=L2“ im Wesentlichen erfüllt sein.
Die Anzahl der Werkstücke, die gleichzeitig in einem vollständig eingetauchten Zustand in dem Galvanisierungstank 10 eingesetzt sind, wird als N (N=4 in 4) bezeichnet. Wie in 1 dargestellt, ist die Anzahl der Werkstücke, die in dem Galvanisierungstank 10 positioniert sind, wenn ein teilweise eingetauchter Zustand an der vorgelagerten und an der nachgelagerten Seite auftritt, (N+1)(N+1=5 in 1). Deshalb genügt es, N aufgeteilte Anoden 40 (40A oder 40B) (bereitgestellt in dem Galvanisierungstank 10) und N Stromversorgungen 50 (50A oder 50B) (N=4 in 1 und 4) bereitzustellen. Dementsprechend kann die Anzahl teurer Stromversorgungen 50 im Vergleich mit dem Verfahren, welches in der JP 2009 - 132 999 A offenbart ist, welches (N+1) Stromversorgungen erfordert, reduziert werden. Insbesondere kann die Anzahl der Stromversorgungen 50 durch das wesentliche Erfüllen der Relation „L1=L2“ minimiert werden.
In der ersten Ausführungsform wird eine Mehrzahl von Werkstücken W₁ bis W_N dem Galvanisierungstank 10 in einer Menge von Einheiten zugeführt. Wie in 5A dargestellt, wenn das erste Werkstück W₁ von einer Menge jeder der aufgeteilten Anoden 40A-1 bis 40A-4 gegenüberliegt, ist ein weiteres zu galvanisierendes Zielwerkstück an der vorgelagerten Seite des Werkstückes W₁ nicht vorhanden. Es ist zu beachten, dass ein Testwerkstück, das die Konzentration des elektrischen Feldes an der Ecke des Werkstückes verhindert, an der vorgelagerten Seite des Werkstückes W₁ bereitgestellt werden kann, so dass der Spalt G zwischen dem Testwerkstück und dem Werkstück W₁ gebildet ist. In diesem Fall erhöhen die Stromversorgungen 50A-1 bis 50A-4 jeweils allmählich den Stromwert der entsprechenden aufgeteilten Anode unter den aufgeteilten Anoden 40A-1 bis 40A-4 basierend auf dem Elektrolysebereich (L3 (siehe 5A) x Höhe des Werkstücks) in welchem das erste Werkstück W₁ der aufgeteilten Anode 40A (siehe 5B) gegenüberliegt. Dadurch ist es möglich, die Stromdichte des Werkstückes W₁ als konstant einzustellen.
Ebenso, wenn das letzte Werkstück W_N von einer Menge jeder der aufgeteilten Anoden 40A-1 bis 40A-4 gegenüberliegt, ist auf der vorgelagerten Seite des Werkstückes W_N kein weiteres zu galvanisierendes Zielwerkstück vorhanden (siehe 6A). Es ist zu beachten, dass ein Testwerkstück, das die Konzentration des elektrischen Feldes an der Ecke des Werkstücks verhindert, an der vorgelagerten Seite des Werkstückes W_N bereitgestellt werden kann, so dass der Spalt G zwischen dem Testwerkstück und dem Werkstück W_N gebildet wird. In diesem Fall verringern die Stromversorgungen 50A-1 bis 50A-4 jeweils schrittweise die Strommenge der entsprechenden aufgeteilten Anode unter den aufgeteilten Anoden 40A-1 bis 40A-4, basierend auf dem Elektrolysebereich (L4 (siehe 6A) x Höhe des Werkstücks), in welchem das letzte Werkstück W_N der aufgeteilten Anode 40A gegenüberliegt (siehe 6B). Dies ermöglicht die Stromdichte des Werkstückes W_N als konstant einzustellen.
Das bedeutet, dass es ausreicht, den Stromwert entsprechend dem ersten Werkstück W₁ und dem letzten Werkstück W_N einer Menge allmählich zu erhöhen oder zu verringern (das heißt, es ist nicht erforderlich, den Stromwert entsprechend zu jedem Werkstück, welches in einer Menge von Einheiten überführt wird, allmählich zu erhöhen und zu verringern (siehe JP 2009 - 132 999 A )).
Zweite Ausführungsform
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Relation „L2<L1/n“ erfüllt, wobei L1 die Länge von jedem Werkstück W entlang der Überführungsrichtung A ist, wobei L2 die Länge jeder aufgeteilten Anode 40 entlang der Überführungsrichtung A ist, und wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist.
Die 7A bis 7C zeigen einen Zustand, in welchem ein Werkstück W_A mit einer Länge L1A, ein Werkstück W_B mit einer Länge L1B, oder ein Werkstück W_C mit einer Länge L1C in den Galvanisierungstank 10 überführt wird, in welchem die aufgeteilten Anoden 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 mit der Länge L2 angeordnet sind. Die Relation „L2<L1A/3“ (n=3) ist in 7A erfüllt, die Relation „L2<L1B/4“ (n=4) ist in 7B erfüllt und die Relation „L2<L1C/2“ (n=2) ist in 7C erfüllt.
Da es nicht erforderlich ist, eine aufgeteilte Anode 40 mit einer unterschiedlichen Länge entsprechend der Größe von jedem Werkstück zu verwenden, ist es nicht erforderlich, die aufgeteilte Anode entsprechend der Größe von jedem Werkstück auszuwechseln.
In der zweiten Ausführungsform wird eine Mehrzahl von Werkstücken W in den Galvanisierungstank 10 in einer Menge von Einheiten zugeführt und jede Stromversorgung 50 kann die entsprechende aufgeteilte Anode 40 mit einem konstanten Strom von dem ersten Werkstück bis zu dem letzten Werkstück von jeder Menge steuern.
Wenn die Länge L1 (L1A, L1B oder L1C) von jedem Werkstück und die Länge L2 der Anode 40 der Relation (L2<L1/n) genügt, verringert sich der Elektrolysebereich im Verhältnis zu n. Deswegen, selbst wenn das erste Werkstück W oder das zweite Werkstück W von einer Menge an der aufgeteilten Anode 40 vorbeikommt (siehe 5A oder 6A), ist es nicht erforderlich, den Stromwert allmählich zu erhöhen oder zu verringern (siehe 5B oder 6B), wenn der Bereich, in welchem die aufgeteilte Anode 40 dem Werkstück W nicht gegenüberliegt, vernachlässigbar klein ist. Es ist zu beachten, dass die Länge L1A des Werkstückes W_A, die Länge L1B des Werkstückes W_B und die Länge L1C des Werkstückes W_C nicht notwendigerweise einem ganzzahligen Vielfachen von einer Periode von den aufgeteilten Anoden entsprechen muss, die periodisch angeordnet sind, aber von beliebiger Länge sind.
Dritte Ausführungsform
Eine Düse, die Galvanisierungslösung zu dem Werkstück ausstößt, kann zwischen dem Werkstück und der Elektrode (Anode) bereitgestellt sein. Eine derartige Düse ist zum Beispiel in der JP 2000 - 178 784 A (1 bis 3), in der JP 2006 - 214 006 A (1) oder in der JP S58 - 6 998 A (4) offenbart.
Gemäß einem Verfahren verwandter Art (siehe 8) ist ein Raum mit einer Abmessung (Breite) gleich oder größer als der Durchmesser von einer Düse 100 zwischen einem Werkstück W und einer Anode 200 erforderlich. JP S58 - 6 998 A offenbart, dass der Abstand S1 zwischen dem Werkstück W und der Anode 200 100 mm oder mehr beträgt.
In einer dritten Ausführungsform der Erfindung (siehe 9) kann eine Mehrzahl von Düsen 100, die die Galvanisierungslösung zu dem Werkstück W ausstoßen, entlang der Überführungsrichtung A an Positionen entgegengesetzt zu einem Werkstück W bereitgestellt werden und mindestens jeweils eine der aufgeteilten Anoden 40 unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden 40 kann zwischen zwei benachbarten Düsen unter einer Mehrzahl von Düsen 100 so angeordnet sein, dass zumindest ein Teil von jeder aufgeteilten Anode 40 zwischen zwei benachbarten Düsen 100 positioniert sein kann.
Wenn die Länge L1 des Werkstückes W und die Länge L2 der aufgeteilten Anode 40 der Relation „L2<L1/n“ genügt, kann die Länge L2 der aufgeteilten Anode 40 auf einen Wert kleiner als der Abstand L5 zwischen zwei benachbarten Düsen 100 eingestellt sein. Daher kann mindestens jeweils eine der aufgeteilten Anoden 40 unter der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden 40 zwischen zwei benachbarten Düsen 100 unter der Mehrzahl von Düsen 100 angeordnet sein. Dadurch wird ermöglicht, den Abstand S2 zwischen der aufgeteilten Anode 40 und dem Werkstück W zu reduzieren und den elektrischen Widerstand der Galvanisierungslösung, die zwischen der aufgeteilten Anode 40 und dem Werkstück W vorliegt ist, zu reduzieren, so dass die Dichte des Stromes, der von der aufgeteilten Anode 40 zu dem Werkstück W zugeführt wird, erhöht werden kann, um Hochgeschwindigkeitsgalvanisierung umzusetzen.
Jede aufgeteilte Anode 40 kann eine kreisförmige horizontale Querschnittsform (Kontur) wie in 10 gezeigt, haben. Wenn die aufgeteilte Anode von oben betrachtet (in einer Aufsicht) eine rechteckige Form aufweist, ist der Abstand zwischen der zu galvanisierenden Zielfläche des Werkstücks und der aufgeteilten Anode 40 konstant. Deshalb ist die von der Düse 100 ausgestoßene Galvanisierungslösung 11 in einem engen Bereich eingeschlossen. Wenn die aufgeteilte Anode 40 eine kreisförmige horizontale Querschnittsform hat, erhöht sich der Abstand zwischen der zu galvanisierenden Zielfläche des Werkstückes W und der aufgeteilten Anode 40, wie sich der Abstand von der Mittelachse B der aufgeteilten Anode 40 erhöht, so dass die Galvanisierungslösung 11 von dem Raum zwischen dem Werkstück B und der aufgeteilten Anode 40 entweichen kann.
Wenn die Galvanisierungslösung 11 von dem Raum zwischen dem Werkstück W und der aufgeteilten Anode 40 entweichen kann, kommt das Werkstück 1 immer mit frischer Galvanisierungslösung in Kontakt. Wenn der Durchfluss der Galvanisierungslösung zwischen dem Werkstück W und der Düse 100 (Anode 40) unzureichend ist, kann die Galvanisierungslösung nicht in einen Unterdruckbereich gelangen, der um einen Hochgeschwindigkeitsdüsendurchfluss herum auftritt. Insbesondere kann ein biegsames Werkstück W in Richtung der Düse 100 gezogen werden. Deshalb ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Galvanisierungslösung, die von der Düse 100 ausgestoßen wird, von dem Raum zwischen den Werkstück W und der aufgeteilten Anode 40 entweichen kann, um ein Phänomen zu verhindern, in welchem das Werkstück W in Richtung des Unterdruckbereiches gezogen wird.
Obwohl lediglich einige Ausführungsformen der Erfindung oben im Einzelnen beschrieben wurden, wird der Fachmann leicht erkennen, dass viele Abänderungen in den Ausführungsformen möglich sind, ohne im Wesentlichen von den neuen Lehren und Vorteilen der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass derartige Abänderungen innerhalb des Umfangs der Erfindung enthalten sind. Beliebige Begriffe, die mit einem anderen Begriff mit einer breiteren Bedeutung oder der gleichen Bedeutung zumindest einmal in der Beschreibung und den Zeichnungen genannt sind, können durch den unterschiedlichen Begriff an einer beliebigen Stelle in der Beschreibung und den Zeichnungen besetzt werden.

Claims

Serielles Galvanisierungssystem mit: einem Galvanisierungstank (10), der eine Galvanisierungslösung (11) erhält, wobei eine Mehrzahl von Werkstücken (W, W₁ - W_N, W_A - W_C), die entlang eines Überführungsweges seriell überführt werden, gleichzeitig in dem Galvanisierungstank (10) galvanisiert werden; einer gemeinsamen Kathode (30), die mit der Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) über eine Mehrzahl von Überführungsstützen (20), welche jeweils die Mehrzahl von Werkstücken (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) halten, elektrisch verbunden ist; eine Mehrzahl von aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N), welche so in dem Galvanisierungstank (10) angeordnet sind, dass sie dem Überführungsweg gegenüberliegen; und einer Mehrzahl von Stromversorgungen (50, 50-1 - 50-N), die jeweils mit einer entsprechenden aufgeteilten Anode (40, 40-1 - 40-N) unter einer Mehrzahl von aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) und mit der gemeinsamen Kathode (30) verbunden sind, und den Strom, mit welchem die entsprechende aufgeteilte Anode (40, 40-1 - 40-N) unter der Mehrzahl der Anoden (40, 40-1 - 40-N) versorgt wird, unabhängig voneinander steuern, wobei eine Relation „L2<L1/N“ erfüllt ist, wobei L1 eine Länge von jedem von der Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) entlang einer Überführungsrichtung (A) ist, wobei L2 eine Länge von jeder der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) entlang der Überführungsrichtung (A) ist und wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als zwei ist, wobei eine Mehrzahl von Düsen (100), die die Galvanisierungslösung (11) zu der Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) ausstoßen, in dem Galvanisierungstank (10) entlang einer Überführungsrichtung (A) an Positionen gegenüberliegend zu jedem von der Mehrzahl von Werkstücken (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) bereitgestellt werden, und wobei mindestens jeweils eine aufgeteilte Anode (40, 40-1 - 40-N) aus der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) zwischen zwei benachbarten Düsen (100) aus der Mehrzahl der Düsen (100) angeordnet ist.
Serielles Galvanisierungssystem nach Anspruch 1, wobei jede von der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) eine erste Elektrode (40A, 40A-1 - 40A-N), die einer ersten Seite von jeder der Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) gegenüberliegt, und eine zweite Elektrode (40B, 40B-1 - 40B-N), die einer zweiten Seite von jedem der Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) gegenüberliegt, aufweist.
Serielles Galvanisierungssystem nach Anspruch 2, wobei jede von der Mehrzahl der Stromversorgungen (50, 50-1 - 50-N) eine erste Stromversorgung (50A, 50A-1 - 50A-N), die die erste Elektrode (40A, 40A-1-40A-N) mit Strom versorgt und eine zweite Stromversorgung (50B, 50B-1 - 50B-N), die die zweite Elektrode (40B, 40B-1 - 40B-N) mit Strom versorgt, aufweist, wobei die erste Stromversorgung (50A, 50A-1 - 50A-N) und die zweite Stromversorgung (50B, 50B-1 - 50B-N) unabhängig voneinander den Stromwert steuern.
Serielles Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mehrzahl der Werkstücke (W, W₁ - W_N, W_A - W_C) dem Galvanisierungstank (10) in Mengen von Einheiten zugeführt wird, und wobei jede der Mehrzahl der Stromversorgungen (50, 50-1 - 50-N) die entsprechende aufgeteilte Anode (40, 40-1 - 40-N) unter der Mehrzahl von Anoden (40, 40-1 - 40-N) mit einem konstanten Strom von einem ersten Werkstück (W₁) bis zu einem letzten Werkstück (W_N) von jeder Menge steuert.
Serielles Galvanisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede aus der Mehrzahl der aufgeteilten Anoden (40, 40-1 - 40-N) eine kreisförmige horizontale Querschnittsform hat.