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Die Erfindung betrifft ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum gleichzeitigen galvanischen Beschichten, insbesondere Verchromen, von mehreren in einer Halterung entlang einer Y-Achse benachbart angeordneten Behandlungsgütern in einem Elektrolytbad, mit einem das Elektrolytbad aufnehmenden Behandlungsbehälter, in die die Halterung mit den Behandlungsgütern eingetaucht ist, mit mindestens einer dem Behandlungsbehälter zugeordneten, vorzugsweise an diesem festgelegten, von den Behandlungsgütern beabstandeten Hauptanode und mit mindestens einer Hilfsanode, wobei die Behandlungsgüter elektrisch als Kathoden kontaktiert sind und zwischen der mindestens einen Hauptanode und den Behandlungsgütern eine elektrische Spannung angelegt ist und hieraus ein elektrisches Feld mit sich im Elektrolytbad entlang einer senkrecht zur Y-Achse verlaufenden X-Achse erstreckenden elektrischen Feldlinie resultiert.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Galvanisierverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10, insbesondere unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems.
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Gattungsgemäße Systeme und Verfahren zum galvanischen Beschichten, insbesondere Verchromen von eine elektrisch leitende Oberfläche aufweisende Behandlungsgütern, insbesondere Kunststoffformteilen, wie Kunststoffspritzgussteilen sind hinlänglich bekannt. Zum galvanischen Beschichten werden Elektrolytbäder eingesetzt, die die schichtbildenden Metalle in Form von Metallionen enthalten. Die zur Anwendung kommenden Elektrolytbäder können dabei gemäß einer ersten Alternative gelöste Metallsalze zur Bereitstellung der Metallionen enthalten, was es ermöglicht gegen elektrolytischen Abbau resistente Anoden einzusetzen, während gemäß einer zweiten Alternative die Metallionen über entsprechende, sich auflösende Metallanoden zur Ausbildung des Elektrolytbades in einer Flüssigkeit bereitgestellt werden. Zur Ausbildung der Beschichtung wird zwischen den Anoden und den Behandlungsgütern eine elektrische Spannung zur Ausbildung eines elektrischen Feldes angelegt, entlang dessen Feldlinien die Metallionen zu den Behandlungsgütern wandern und dort oberflächlich im Rahmen einer Reduktionsreaktion abgeschieden werden.
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Um Außenseiten von übereinander platzierten Behandlungsgütern möglichst gleichmäßig zu beschichten, werden die Behandlungsgüter so angeordnet, dass deren zu beschichtende Außenseiten der Hauptanode zugewandt sind, wobei zur Vermeidung von Feldlinien-Verschattungen die Behandlungsgüter entlang der Elektrolytbadhöhe beabstandet angeordnet werden. Nachteilig bei bekannten Systemen und Verfahren ist die hieraus resultierende geringe Anzahl an gleichzeitig beschichtbaren Behandlungsgütern.
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Aus der
DE 10 2012 017 493 B3 sind ein System und ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung von Innenwänden von in den Behandlungsgütern ausgebildeten Hohlräumen bekannt. Hierzu werden Behandlungsgüter axial beabstandet übereinander angeordnet und zu einer seitlichen Hauptanode ausgerichtet, wobei zur Gewährleistung einer Hohlraumbeschichtung in die Hohlräume jeweils eine Hilfsanode hineinragt. Auch bei dem bekannten Verfahren ist die Anzahl der gleichzeitig beschichtbaren Behandlungsgüter stark begrenzt.
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Aus der
DE 2 229 730 A1 ist es ebenfalls bekannt, galvanisch zu beschichtende Behandlungsgüter in einer Elektrolytbadhochrichtung zueinander beabstandet übereinander anzuordnen, wobei zwischen den jeweiligen Axialabständen eine Hauptanode aufgenommen ist. Bei dem bekannten System ist von Nachteil, dass auch hier die Anzahl der gleichzeitig in einem Elektrolytbad beschichtbaren Behandlungsgüter begrenzt ist.
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Darüber hinaus ist die industrielle Anwendbarkeit fraglich, da die behälterseitigen Hauptanoden bei einem Eintauch- und Auftauchvorgang der Behandlungsgüter eine Störkontur bilden.
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Die
DD 225 141 A1 beschreibt ein alternatives Galvanisierverfahren zum Beschichten von Bohrungen bzw. Hohlräumen in Behandlungsgütern. Gemäß der Lehre der Druckschrift ragt eine sog., nicht elektrisch kontaktierte Parasitärelektrode in die Hohlräume ein. Im elektrischen Feld zwischen der Hauptanode und den Behandlungsgütern bildet sich an der Parasitärelektrode eine Kathoden- und eine Anodenseite aus und überbrückt dabei gemäß der in der Druckschrift erläuterten Theorie einen Teilabschnitt des schlechter leitenden Elektrolytbades, um innerhalb des Hohlraums ein für eine galvanische Beschichtung Sorge tragendes elektrisches Feld auszubilden.
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Bei sämtlichen vorgenannten Stand-der-Technik-Systemen ist die Anzahl der gleichzeitig beschichtbaren Behandlungsgüter stark begrenzt, was einer effizienten industriellen Fertigung zuwider läuft.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Galvanisiersystem und -verfahren anzugeben, bei denen die Auslastung von Elektrolytbädern mit Behandlungsgütern verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Systems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen System dadurch, dass mindestens zwei entlang der Y-Achse unmittelbar (d.h. ohne ein dazwischen liegendes Behandlungsgut) nebeneinander angeordnete, ein Überlappungspaar bildende Behandlungsgüter der in das Elektrolytbad eingetauchten Behandlungsgüter sich lediglich abschnittsweise, d.h. ausdrücklich nur zum Teil, entlang der Y-Achse überlappen, derart, dass ein bezogen auf die Relativposition der Behandlungsgüter zur Hauptanode, die vorzugsweise an dem Behandlungsbehälter festgelegt ist, entlang der X-Achse vorderer Teilabschnitt eines ersten Behandlungsgutes des Überlappungspaares entlang der X-Achse in Richtung der Hauptanode vor einem somit in einem Feldlinienschatten, d.h. in einem Verschattungsbereich, angeordneten bezogen auf die Relativposition zur Hauptanode hinteren Teilabschnitt eines zweiten Behandlungsgutes des Überlappungspaares angeordnet ist, und dass das erste und zweite Behandlungsgut des Überlappungspaares entlang der X-Achse und der Y-Achse (sowie ein sich senkrecht zu dieser erstreckenden Z-Achse) einen Feldlinien-Verschattungsbereich begrenzen, und dass die Hilfsanode in dem Feldlinien-Verschattungsbereich derart angeordnet und, insbesondere mit einer von der der Hauptanode zugeordneten in Spannungsquelle separaten Spannungsquelle, verbunden bzw. kontaktiert ist, dass zur galvanischen Beschichtung einer, insbesondere einer von der Hauptanode entlang der X-Achse abgewandten Rückseite des ersten Behandlungsgutes und/oder der Hauptanode entlang der X-Achse zugewandten, vorderen, Außenseite des hinteren Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes zwischen der Hilfsanode und der Außenseite des hinteren Teilabschnitts des zweiten Behandlungsgutes ein elektrisches Feld ausgebildet ist.
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Hinsichtlich des Galvanisierverfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder Figuren offenbarten Merkmalen.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen system- bzw. vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als system- bzw. vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Zur Gewährleistung einer höheren Elektrolytbadauslastung liegt der Erfindung ein ganzes Maßnahmenpaket von gleichzeitig umzusetzenden technischen Maßnahmen bzw. Merkmalen zugrunde. Zunächst ist es für eine Erhöhung der Auslastung erfindungsgemäß wesentlich, die Packungsdichte der Behandlungsgüter im Elektrolytbad zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mindestens zwei, vorzugsweise jeweils zwei entlang der Y-Achse unmittelbar nebeneinander angeordnete, d.h. ohne ein weiteres, entlang der Y-Achse dazwischen liegendes Behandlungsgut entlang der Y-Achse benachbarte, Behandlungsgüter, insbesondere jeweils, ein Überlappungspaar bilden, in dem sie sich lediglich abschnittsweise, d.h. ausschließlich mit einem Teilabschnitt ihrer Erstreckung entlang der Y-Achse entlang der Y-Achse überlappen. Hieraus resultiert dann ein vorderer Teilabschnitt eines ersten Behandlungsgutes des, insbesondere jeweiligen, Überlappungspaares, welcher entlang der X-Achse Richtung der Hauptanode vor und somit bevorzugt näher an der Hauptanode angeordnet ist als ein hinterer Teilabschnitt eines zweiten Behandlungsgutes des, insbesondere jeweiligen, Überlappungspaares. Dieser hintere Teilabschnitt des zweiten Behandlungsgutes liegt damit in einem von dem vorderen Teilabschnitt des ersten Behandlungsgutes verursachten Feldlinienschatten des zwischen der Hauptanode und dem vorderen Teilabschnitt des ersten Behandlungsgutes ausgebildeten elektrischen Feldes, was ohne weitere Maßnahmen dazu führen würde, dass der hintere, also der im Feldlinienschatten liegende Teilabschnitt des zweiten Behandlungsgutes nicht oder nur unzureichend galvanisch beschichtet würde. Um eine ausreichende bzw. gewünschte galvanische Beschichtung auch dieses hinteren Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes zu gewährleisten ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, diesem hinteren Teilabschnitt des zweiten Behandlungsgutes eine elektrisch kontaktierte Hilfsanode zuzuordnen. Diese Hilfsanode ist dabei erfindungsgemäß in einem Feldlinien-Verschattungsbereich angeordnet, der zwischen einer von der Hauptanode abgewandten Rückseite des vorderen Teilabschnitts des ersten Behandlungsgutes des, insbesondere jeweiligen, Überlappungspaares und einer Außenseite, insbesondere einer dem vorderen Teilabschnitt des ersten Behandlungsgutes zugewandten, vorderen Außenseite des hinteren Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes ausgebildet ist. Dabei ist die Hilfsanode erfindungsgemäß derart angeordnet und elektrisch, insbesondere mit einer von der Spannungsquelle, mit der die Hauptanode elektrisch versorgt wird unterschiedlichen Spannungsquelle, kontaktiert, dass zum galvanischen Beschichten der, insbesondere der Rückseite des vorderen Teilabschnittes des ersten Behandlungsgutes zugewandten vorderen Außenseite des hinteren Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes zwischen der Hilfsanode und dieser Außenseite des hinteren Teilabschnitts des zweiten Behandlungsgutes ein elektrisches Feld ausgebildet ist bzw. wird und in der Folge im Rahmen einer an sich bekannten Reduktionsredaktion eine Ablagerung von Metall und somit Ausbildung einer Metallschicht auf der Außenseite des hinteren Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes erfolgt, da die Metallionen entlang der Feldlinien dieses (zweiten) elektrischen Feldes zur Außenseite wandern. Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Anzahl der gleichzeitig in einem Elektrolytbad galvanisch zu beschichtenden Behandlungsgütern deutlich erhöht werden, ohne Nachteile einer ungleichmäßigen Schichtausbildung in Kauf nehmen zu müssen - diese werden durch die Anordnung von Hilfsanoden in sich entlang der X- und Y-Achse erstreckenden Verschattungsbereichen zwischen unmittelbar benachbarten, gemeinsam ein Überlappungspaar ausbildenden Behandlungsgütern sicher vermieden.
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Im Hinblick auf die Anordnung der mindestens einen Hauptanode gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt befindet sich diese an einer sich senkrecht zu einem Behandlungsbehälterboden erstreckenden Behälterseitenwand und ist fest relativ zu dieser positioniert, insbesondere fixiert. Bei einer derartigen Anordnung verläuft die X-Achse bevorzugt parallel zur Flächenerstreckung des Behandlungsbehälterbodens und/oder horizontal und die Y-Achse entlang einer Elektrolytbadhocherstreckung und/oder vertikal. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn an einer Behandlungsbehälterwand mehrere Hauptanoden entlang einer sich senkrecht zur X-Achse und zur Y-Achse erstreckenden Z-Achse nebeneinander angeordnet sind. Die mindestens eine, bevorzugt die mehreren, Hilfsanoden befinden sich, wie erläutert jeweils in einem Überlappungs- bzw. Feldlinienverschattungsbereich und zwar ganz besonders bevorzugt ausschließlich auf einer Außenseite und nicht innerhalb eines, sprich in einem Hohlraum des ersten und/oder zweiten Behandlungsgutes. Die Hilfsanoden dienen nicht oder nicht in erster Linie der Beschichtung von Bohrungen bzw. Hohlräumen in einem Behandlungsgut, sondern zur Beschichtung eines von einem entlang der X-Achse davor angeordnetem ersten Behandlungsgutes verschatteten, einer Rückseite des ersten Behandlungsgutes zugewandten vorderen Außenseite des hinteren bzw. verschatteten Teilabschnitts des zweiten Behandlungsgutes.
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Wie bereits erläutert, ist nicht nur die mindestens eine Hauptanode, sondern auch die Hilfsanode elektrisch kontaktiert, wobei es bevorzugt ist, der mindestens einen Hilfsanode eine von einer Spannungsregelung der Hauptanode separate Spannungsregelung bzw. Spannungsquelle, insbesondere in Form eines regelbaren Gleichrichters, zuzuordnen, um die elektrische Feldstärke des sich zwischen der Hilfsanode und dem zweiten Behandlungsgut eines Überlappungspaares ausbildenden elektrische Feldes separat von dem zwischen der Hauptanode und den Behandlungsgütern ausgebildeten elektrischen Feld im Hinblick auf eine gewünschte Beschichtungsdicke einstellen zu können.
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Im Hinblick auf die geometrische Gestalt der Hilfsanoden gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So können diese beispielsweise in Form von Streckmetall, Blech, d.h. flächig, stabförmig, draht- oder rohrförmig ausgestaltet sein.
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Entlang der Y-Achse benachbart zu dem verschatteten, hinteren Teilabschnitt des zweiten Behandlungsgutes weist das zweite Behandlungsgut bevorzugt einen nicht verschatteten, d.h. unmittelbar der Hauptanode zugewandten bzw. nicht durch ein entlang der X-Achse benachbartes Behandlungsgut verdeckten Teilabschnitt bzw. Außenseitenbereich auf, zwischen welchem und der Hauptanode ein (nicht verschattetes) elektrisches (Haupt-)Feld aufgebaut ist, das für eine entsprechende galvanische Beschichtung dieses unverschatteten Teilabschnittes des zweiten Behandlungsgutes Sorge trägt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass an der Halterung nicht nur ein einziges Überlappungspaar von Behandlungsgütern angeordnet ist, sondern entlang der Y-Achse mehrere Überlappungspaare nebeneinander angeordnet sind. Bei einer solchen Anordnung ist es wiederum ganz besonders bevorzugt, wenn ein abschnittsweise entlang der Y-Achse zwischen zwei Behandlungsgütern angeordnetes Behandlungsgut Bestandteil von zwei Überlappungspaaren ist, indem es bei einem ersten, insbesondere unteren, der Überlappungspaare ein erstes und somit bezogen auf die Hauptanode vorderes und damit einen hinteren Teilabschnitt des benachbarten, insbesondere unteren, zweiten Behandlungsgutes verschattendes Behandlungsgut bildet. Ebenso bildet dieses entlang der Y-Achse zwischen zwei Behandlungsgütern angeordnete Behandlungsgut bzgl. des zweiten, insbesondere oberen, Überlappungspaares das zweite und somit hintere und somit abschnittsweise verschattete Behandlungsgut.
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Auch ist es möglich, dass das zwischen zwei Behandlungsgütern angeordnete Behandlungsgut bezüglich des ersten Überlappungspaares ein zweites Behandlungsgut bildet, dessen hinterer Teilabschnitt von dem ersten Behandlungsgut des ersten Überlappungspaares verschattet ist. und/oder es bildet bezüglich des zweiten Überlappungspaares ein erstes Behandlungsgut, welches den hinteren Teilabschnitt des zweiten Behandlungsgutes des zweiten Überlappungspaares verschattet.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei der das zwischen zwei Behandlungsgütern entlang der Y-Achse angeordnete Behandlungsgut bzgl. eines der benachbarten Behandlungsgütern, insbesondere im Hinblick auf ein darüber angeordnetes Behandlungsgut ein abschnittsweise verschattetes, d.h. zweites Behandlungsgut und hinsichtlich des gegenüberliegend benachbarten, insbesondere unteren Behandlungsgutes ein vorderes, d.h. erstes und somit verschattendes Behandlungsgut bildet.
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Insbesondere für den bevorzugten Fall des Vorsehens von mehreren entlang der Y-Achse nebeneinander angeordneten Überlappungspaaren ist es von Vorteil, wenn die Behandlungsgüter bis auf deren Position entlang der Y-Achse identisch zur Hauptanode ausgerichtet sind - dies bedeutet, dass die gedachte gerade Verbindungslinie von jeweils zwei entlang der Y-Achse am weitesten entfernten Punkten der Behandlungsgüter zueinander parallel sind und weiter bevorzugt mit der Y-Achse einen Winkel einschließen, insbesondere zwischen 45° und 85°.
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In anderen Worten bedeutet dies, dass die Ausrichtung gleicher, im Sinne von über die gleiche geometrische Kontur verfügenden, Behandlungsgüter zur X-Achse jeweils identisch ist.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn eine Mehrzahl oder bevorzugt sämtliche der gleichzeitig zu beschichtenden Behandlungsgüter identisch ausgebildet und zur Erzielung durchgängig gleichmäßiger Beschichtungen auf gleiche Weise zur Hauptanode ausgerichtet sind.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, dass ein minimaler Abstand zwischen dem ersten Behandlungsgut eines, insbesondere jedes Überlappungspaares und dem zweiten Behandlungsgut dieses Überlappungspaares entlang der X-Achse gleichgroß oder kleiner ist wie/als ein minimaler Abstand zwischen dem ersten Behandlungsgut und der dem ersten Behandlungsgut zugeordneten Hauptanode.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die Behandlungsgüter eines, insbesondere jedes, Überlappungspaares sich entlang der Y-Achse um mindestens 5%, ganz besonders bevorzugt mindestens 10%, noch weiter bevorzugt mindestens 20%, ganz weiter bevorzugt mindestens 30% der Erstreckung eines dieser Behandlungsgüter entlang der Y-Achse überlappen, um somit eine möglichst große Anzahl von Behandlungsgütern entlang der Y-Achse nebeneinander anordnen zu können. Dies führt dazu, dass die Summe der Einzelerstreckung der Behandlungsgüter entlang der Y-Achse größer ist als die Elektrolytbaderstreckung entlang der Y-Achse und somit bei entsprechender vertikaler Ausrichtung der Y-Achse als die Füllhöhe des Behandlungsbehälters.
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Grundsätzlich ist es möglich in einem Behandlungsbehälter nur eine Reihe von entlang der Y-Achse übereinander angeordneten Überlappungspaaren anzuordnen - um die Auslastung weiter zu erhöhen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen zwei entlang der X-Achse beabstandete Reihen von jeweils entlang der Y-Achse übereinander angeordneten Überlappungspaaren vorzusehen, wobei jeder dieser entlang der X-Achse benachbarten Reihen von Überlappungspaaren mindestens einer Hauptanode zugeordnet ist, wobei sich die den unterschiedlichen Reihen von Überlappungspaaren zugeordneten Hauptanoden bevorzugt aneinander gegenüberliegenden, und sich insbesondere an parallelen und sich senkrecht zur Behälterbodenfläche erstreckenden Seitenwänden des Behandlungsbehälters befinden. Hieraus ergibt sich dann eine Anordnung von zwei, entlang der X-Achse benachbarten Überlappungspaarreihen, deren von jeweils mindestens einer Hauptanode zu beschichtenden Außenseitenbereiche voneinander abgewandt sind. Beide Reihen von Überlappungspaaren zeichnen sich durch in den Verschattungsbereichen zwischen jeweils zwei, teilweise entlang der Y-Achse überlappenden Behandlungsgütern angeordneten Hilfsanoden zur Beschichtung des jeweils hinteren Teilabschnitts eines jeweiligen zweiten Behandlungsgutes aus.
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Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, wenn die beiden entlang der X-Achse benachbarten Reihen von entlang der Y-Achse übereinander angeordneten Überlappungspaaren spiegelbildlich zu einer sich parallel zu den Behälterseitenwänden erstreckenden Spiegelebene angeordnet sind.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante des Systems und des Verfahrens, bei welcher gegen einen elektrolytischen Abbau beständige Hilfs- und/oder Hauptanoden zum Einsatz kommen. Eine derartige Ausführungsform erfordert die Ausbildung des Elektrolytbades mit gelösten Metallsalzen. Unter einer beständigen Anode wird dabei eine Anode verstanden, bei welcher der Metallabtrag pro eine Millionen Ampere-Stunden in einem fluoridfreien Chrombad geringer ist als 10g, bevorzugt geringer ist als 5g und ganz besonders bevorzugt zwischen 1 und 4g beträgt. Die anodische Stromstärke (spezifische Stromdichte) sollte im Einsatz 75A/dm2 nicht übersteigen. Eine solche Bedingung erfüllen beispielsweise platinierte Anoden, bei denen ein Träger, insbesondere Titan mit einer Platinschicht überzogen ist. Eine typische Standart-Platinschichtdicke solcher beständigen Elektroden beträgt etwa zwischen 2µm und 5µm, wobei bei größerer Beanspruchung auch Schichtdicken bis 20µm zum Einsatz kommen. Die zuvor erläuterte Ausführungsform ist nicht auf platinierte Anoden beschränkt - beständige Anoden können beispielsweise alternativ auch eine Bleioberfläche oder sonstige bekannte, beständige Metalloberflächen aufweisen.
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Für den Fall des Einsatzes von nichtbeständigen Elektroden muss das Elektrolytbad nicht zwingend gelöste Metallsalze enthalten, da die Metallionen für die Beschichtung unmittelbar von der entsprechenden Anode stammen. Selbstverständlich ist auch eine solche Ausführungsform mit nicht beständigen Elektronen in Kombination mit einem gelöste Metallsalze enthaltenem Elektrolytbad umsetzbar.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die Halterung zur Aufnahme der Behandlungsgüter mehrteilig ausgebildet ist und einem zum Halten und elektrischen Kontaktieren der Behandlungsgüter ausgebildeten Behandlungsgüterabschnitt und einem mechanisch fest mit diesem verbundenen und elektrisch gegenüber diesem isolierten Hilfsanodenhalteabschnitt zum Halten und elektrischen Kontaktieren der Hilfsanoden umfasst. Bevorzugt sind die Halterungsabschnitte bis auf die eigentlichen Kontaktbereiche zu den Behandlungsgütern bzw. den Hilfsanoden mit einer elektrisch isolierenden Schicht, insbesondere PVC überzogen. Alternativ ist es denkbar, separate Halterungen einzusetzen. Unabhängig davon ist die oder sind die Halterung/en bevorzugt als Transporthalterung/en ausgebildet, und weisen entsprechende Angriffsmöglichkeiten für Transportmittel auf, um die eine oder die mehreren Halterung/en zum Aufbringen einer mehrschichtigen Beschichtung, insbesondere unter Zwischenschaltung von Spülschritten zwischen Behandlungen mit unterschiedlichen Elektrolytbädern, transportieren zu können. Bevorzugt umfassen das System und das Verfahren eine Mehrzahl von Behandlungsbehältern mit unterschiedlichen Elektrolytbädern zur Realisierung einer mehrschichtigen galvanischen Beschichtung der Behandlungsgüter, insbesondere zum Aufbringen einer Kupferschicht, einer Nickelschicht und einer Chromschicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der einzigen 1.
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In 1 ist ein System 1 zum gleichzeitigen galvanischen Beschichten von mehreren in einer Halterung 2 entlang einer hier beispielhaft vertikalen Y-Achse benachbart angeordneten Behandlungsgütern 3 in einem Elektrolytbad 4 gezeigt. Das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gelöste Metallsalze umfassende Elektrolytbad 4 ist dabei in einem Behandlungsbehälter 5 aufgenommen.
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Den in der Zeichnungsebene links entlang der Y-Achse übereinander angeordneten Behandlungsgütern 3 ist eine (erste) behälterseitige Hauptanode 6 zugeordnet. Zwischen der Hauptanode 6 und den Behandlungsgütern 3 liegt eine elektrische Spannung an, sodass sich ein elektrisches Feld zwischen der Hauptanode 6 und dem Behandlungsgütern ausbildet, welches sich entlang einer senkrecht zur Y-Achse erstreckenden X-Achse verlaufende elektrische Feldlinien 7 umfasst, die aus Übersichtlichkeitsgründen nur in einem Teilabschnitt eingezeichnet sind. Entlang der Feldlinien 7 wandern die positiv geladenen Metallionen in Richtung der kathodisch kontaktierten Behandlungsgüter, an denen sie sich durch Aufnahme von Elektronen absetzen und eine Schicht ausbilden. Zu erkennen ist, dass sich die Behandlungsgüter 3 abschnittsweise entlang der Y-Achse überlappen, wobei immer zwei unmittelbar entlang der Y-Achse benachbarte Behandlungsgüter ein Überlappungspaar 8 bilden. Die Überlappungspaare 8 umfassen jeweils ein erstes Behandlungsgut 3a und ein zweites Behandlungsgut 3b, die sich ausschließlich über einen Teilabschnitt ihrer Erstreckung entlang der Y-Achse über eine Strecke Y' überlappen, sodass ein, eine Erstreckung Y' entlang der Y-Achse aufweisender hinterer Teilabschnitt 9 des zweiten Behandlungsgutes 3b entlang der X-Achse bezogen auf die den Behandlungsgütern 3 zugeordnete Hauptanode hinter einem, eine Erstreckung Y' entlang der Y-Achse aufweisenden vorderen Teilabschnitt 10 des ersten Behandlungsgutes 3a angeordnet ist - mit anderen Worten ist der vordere Teilabschnitt des ersten Behandlungsgutes 3a näher an der den Behandlungsgütern 3 des Überlappungspaares 8 zugeordneten Hauptanode entlang der X-Achse angeordnet, als der hintere Teilabschnitt 9 des zweiten Behandlungsgutes. Hierdurch liegt der hintere Teilabschnitt 9 des zweiten Behandlungsgutes 3b in einem Feldlinienschatten des vorderen Teilabschnittes 10. Anders ausgedrückt wird entlang der Y-Achse und der X-Achse zwischen dem vorderen Teilabschnitt 10 des ersten Behandlungsgutes 3a und dem hinteren Teilsabschnitt 9 des zweiten Behandlungsgutes 3b ein Feldlinien-Verschattungsbereich 11 ausgebildet, in welchem eine Hilfsanode 12 angeordnet ist. Diese ist so angeordnet und elektrisch kontaktiert, dass in dem Verschattungsbereich der elektrischen Feldlinien 7 der Hauptanode ein elektrisches Feld und damit Feldlinien zwischen der Hilfsanode 12 und dem hinteren Teilabschnitt 9 des zweiten Behandlungsgutes 3b ausgebildet wird, welches für eine Beschichtung einer vorderen Außenseite 13 des hinteren Teilabschnitts 9 des zweiten Behandlungsgutes 3b Sorge trägt, die einer von der Hauptanode 6 abgewandten rückwärtigen Außenseite 14 des vorderen Teilabschnittes 10 des ersten Behandlungsgutes 3a zugewandt ist.
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Die im Feldlinien-Verschattungsbereich 11 angeordnete Hilfsanode 12 bildet aufgrund der zwischen der Hilfsanode 12 und den kathodisch kontaktierten Behandlungsgütern angelegten elektrischen Spannung, insbesondere erzeugt durch einen regelbaren Gleichrichter, ein weiteres elektrisches (Hilfs-)Feld, aus. Durch das elektrische (Hilfs-)Feld bilden sich elektrische Feldlinien, im Folgenden als Hilfsfeldlinien 21 bezeichnet, im Feldlinien-Verschattungsbereich der Hauptanode aus.
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Wie aus 1 zu erkennen ist, ist der Hauptanode 6 eine erste Spannungsquelle 15 in, insbesondere in Form eines regelbaren Gleichrichters, zugeordnet und den Hilfsanoden 12 eine separate, zweite Spannungsquelle 16, insbesondere auch in Form eines regelbaren Gleichrichters, um die elektrischen Felder zwischen Hauptanode 6 und Behandlungsgütern 3 einerseits und zwischen Hilfsanoden 12 und Behandlungsgütern 3 andererseits und damit die jeweilige Schichtdicke beim Galvanisieren unabhängig voneinander einstellen zu können. Wie 1 weiter zu entnehmen ist, ist die Halterung 2 mehrteilig ausgebildet und umfasst einen Behandlungsgüterhalteabschnitt 17, an dem die Behandlungsgüter 3 festgelegt und elektrisch kontaktiert sind. Mit diesem Behandlungsgüterhalteabschnitt 17 mechanisch fest verbunden ist ein Hilfsanodenhalteabschnitt 18, der gegenüber dem Behandlungsgüterhalteabschnitt 17 elektrisch isoliert ist und der die Hilfsanoden 12 mechanisch hält und elektrisch kontaktiert. Die (Gesamt-)Halterung 2 ist in an sich bekannter Weise über nicht gezeigte Transportmittel zwischen unterschiedlichen Behandlungsbehältern mit unterschiedlichen Elektrolytbädern transportierbar, um somit eine mehrere unterschiedliche Metallschichten umfassende, mehrschichtige galvanische Beschichtung aufbauen zu können.
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Wie eingangs angedeutet, umfasst die gezeigte Anordnung nicht nur ein einziges von zwei entlang der Y-Achse nebeneinander, hier unmittelbar übereinander angeordneten Behandlungsgütern 3a, 3b sondern mehrerer solcher Überlappungspaare. In besonders geschickter Weise bilden die jeweils entlang der Y-Achse unmittelbar zwischen zwei Behandlungsgütern angeordneten Behandlungsgüter einen Bestandteil von zwei Überlappungspaaren. In den konkreten Ausführungsbeispiel bilden diese, einen Bestandteil von zwei Überlappungspaaren bildenden Behandlungsgüter bezogen auf das jeweils darunter angeordnete Behandlungsgut ein erstes Behandlungsgut 3a, in dem ein hier in der Zeichnungsebene unterer vorderer Teilabschnitt 10 entlang der X-Achse vor einem hinteren Teilabschnitt 9 des darunter befindlichen Behandlungsgutes angeordnet ist - gleichzeitig bilden diese ein Bestandteil von zwei Überlappungspaaren bildenden Behandlungsgütern bezogen auf das jeweils darüber angeordnete Behandlungsgut ein zweites Behandlungsgut 3b, in dem sie mit einem in der Zeichnungsebene oberen hinteren Teilabschnitt 9 entlang der X-Achse bezogen auf die Hauptanode 6 hinter einer in der Zeichnungsebene unteren, vorderen Teilabschnitt 10 des oben benachbarten Behandlungsgutes angeordnet sind.
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In 1 ist weiter zu erkennen, dass zusätzlich zu der im Vorfeld erläuterten, in der Zeichnungsebene linken Reihe von sich entlang der Y-Achse überlappenden Behandlungsgütern eine weitere Überlappungspaarreihe vorgesehen ist, der eine (zweite) Hauptanode 19 zugeordnet ist, die parallel zur ersten Hauptanode 6 angeordnet ist, wobei sich die Hauptanoden 6, 19 auf einander gegenüberliegenden, vorzugsweise zueinander parallelen und sich senkrecht zu einer Bodenfläche 20 des Behandlungsbehälters 5 erstreckenden Seitenwänden angeordnet sind. Die Anordnung ist spiegelsymmetrisch zu einer gedachten, hier vertikalen Spiegelebene.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Halterung
- 3
- Behandlungsgüter
- 3A
- erstes Behandlungsgut
- 3B
- zweites Behandlungsgut
- 4
- Elektrolytbad
- 5
- Behandlungsbehälter
- 6
- Hauptanode (erste)
- 7
- elektrische Feldlinien
- 8
- Überlappungspaar
- 9
- hinterer Teilabschnitt
- 10
- vorderer Teilabschnitt
- 11
- Feldlinien-Verschattungsbereich
- 12
- Hilfsanode
- 13
- vordere Außenseite
- 14
- rückwärtige Außenseite
- 15
- Spannungsquelle (Hauptanode)
- 16
- Spannungsquelle (Hilfsanode)
- 17
- Behandlungsgüterhalteabschnitt
- 18
- Hilfsanodenhalteabschnitt
- 19
- Hauptanode (zweite)
- 20
- Bodenfläche
- 21
- Hilfsfeldlinien
