DE1771645C3 - Vorrichtung zum Galvanisieren von metallischen Flächen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /um Galvanisieren von metallischen Flächen durch deren Anordnung außerhalb des die Anode enthaltenden GaI-vanisierbehalters, bei der diese Flächen über eine flüssigkeitsdurchlässige poröse Behälterwand mit dem Elektrolyten innerhalb des Behälters in Verbindung stehen, an diese Behälterwand angepreßt und kathodisch geschaltet sind.

Es ist bereits bekannt (USA.-Patentschrift 17 39 657) Gegenstände, die auf Grund ihrer Abmessungen oder ihrer konstruktiven Gestaltung zum Einbringen in einen Elektrolytbehälter ungeeignet sind, mit Hilfe des sogenannten »Tampon-Galvanisierverfahrens« zu galvanisieren. Hierbei wird ein Galvanisierbehälter mit einer flüssigkeitsdurchlässigen porösen Behälterwand verwendet, die an den zu galvanisierenden Gegenstand angelegt wird, um ihn zu galvanisieren. Eine derartige Galvanisierung ist jedoch für die industrielle Produktion nicht anwendbar, da sie sehr zeitaufwendig ist und außerdem nur bei horizontal angeordneten zu galvanisierenden Flächen verwendbar ist. Weiterhin ist die ausfließende Menge des Elektrolyten nur schwer kontrollierbar, so daß in den meisten Fällen ein hoher Elektrolytverbrauch entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Elektrolytverbrauch ein zuverlässiges und schnelles, industriell anwendbares Galvanisieren von senkrechten Flächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flüssigkeitsdurchlässige poröse Behälterwand senkrecht ausgerichtet, daß der Galvanisierbehälter luftdicht abgeschlossen und daß an den Behälter eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.

Durch den luftdichten Abschluß des Elektrolytbehälters und den Anschluß an eine Unterdruckquelle wird das Herausfließen des Elektrolyten aus der flüssigkeitsdurcnlassigen porösen Behälterwand reguliert, so daß ein übermäßiges Ausfließen des Elektrolyten aus der senkrecht gestellten porösen Behälierwand verhindert wird.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die poröse Behälterwand über ihre Höhe eine unterschiedliche Durchlässigkeit für den Elektrolyten aufweist. Auf diese Weise ist die an die zj galvanisierende Fläche gelan-

•ende Menge der Elektrolytflüssigkeit über die gesam-Ip Höhe der porösen Behälterwand gleich.
^; Um das Ausfließen des Elektrolyten an Bereichen 4er Behälterwand zu verhindern, an denen keine zu

ialvanisierende Fläche anliegt, ist es vorteilhaft, die pojse Behälterwand rings um die ;u galvanisierende Flä-(he dicht abzuschließen.

Die poröse Behälterwand kann in vorteilhafter Weile dadurch gebildet sein, daß sie aus mehreren Tafelhgen mit unterschiedlichen Durchlaßeigenschaften be-Iteht, die zwischen Gitterplatten angeordnet sind, woieidie Durchlässigkeit der porösen Behälterwand nach inten hin abnimmt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die poröse Behälterwand ir. «inem Tragrahmen schwingfähig auf elastischen Dichtungsmitteln an einem Rahmen des ElektroKibehähers luftdicht angeordnet ist. Hierdurch kann eine intensive Berührung der porösen Behälterwand mit der zu galvanisierenden Fläche sowie ein ständiger Ausfluß des ^Elektrolyten zu dieser Fläche hin erzielt werden. Der Tragrahmen kann hierbei beispielsweise durch Elektrotnagnete in jeder gewünschten Richtung in Schwingungen versetzbar sein.

Weiterhin können die Tafeln der porösen Behälter-Wand aus einzelnen vorzugsweise waagerechten Streifen bestehen, wobei die unten liegenden Streifen eine geringere Durchlässigkeit aufweisen als die oberen Streifen.

Bei Verwendung von Elektrolyten, bei denen sich Wasserstoff an der zu galvanisierenden Flache abscheidet, ist es vorteilhaft, wenn die poröse Behälterwand auf der der zu galvanisierenden Fläche zugewandte:! Seite eine gewellte Oberfläche aufweist. Durch diese wellenartigen Vertiefungen kann der Wasserstoff leicht entweicher., so daß alle Teile der zu galvanisierenden Fläche in Berührung mit dem Elektrolyten stehen.

Wenn die zu galvanisierende Fläche Ausnehmungen oder Vertiefungen aufweist, ist es vorteilhaft, auf die Außenseite der flüssigkeitsdurchlässigen Behälterwand aufgesetzte Galvanisierleisten entsprechend der Lage und Form von Aussparungen bzw. Vertiefungen in der zu galvanisierenden Fläche vorzusehen.

In diesen Galvanisierleisten können vorteilhafterweise Anoden angeordnet sein, die von dem Elektrolyten zugänglichen Siebröhren umgeben sind.

Zur weiteren Vermeidung von Elektrolytverlusten kann es vorteilhaft sein, unter der flüssigkeitsdurchlässigen porösen Behälterwand und der zu galvanisierenden Fläche einen Auffangbehälter für den Elektrolyten vorzusehen, der einen Ausfluß aufweist, der über eine Rohrleitung mit dem oberen Teil des Galvanisierbehälters verbunden ist, wobei an der Einmündung des Rohres in den Galvanisierbehälter ein Schwimmerventil vorgesehen ist, das beim Absinken des Elektrolytspiegels öffnet. Sobald in diesem Fall der Elektrolytspiegel unter eine vorgesehene Höhe absinkt, öffnet sich das Schwimmerventil, und aus dem Auffangbehälter wird eine bis zum Wiedcrschlicßen des Schwimmerventils nach erneutem Erreichen des vorgesehenen Elektrolytspiegeis erforderliche Flektrolytmenge in den Elcktro·· lytbehälter gesaugt.

Die Unterdruckquelle kann vortiMlIutfierweise eine Luftpumpe sein, deren Ansaugstutzen oberhalb des Elektrolytspiegels angeordnet ist.

Derartige Unterdruckquellen in Form einer Luft pumpe sind bereits bekannt (USA.-Patentschrift 24 65 747). Bei dieser bekannten Galvanisiervorrichtung wird jedoch ein vollständig luftdicht abgeschlossener Galvanisierbehälter verwendet, und der Unterdruck wird lediglich dazu verwendet, sich bildende Gasblasen schneller abzusaugen und die Verdampfung ■" von Wasser aus dem Elektrolyten zu beschleunigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet eine bevorzugte Anwendung für die Galvanisierung von Schnittkanten von übereinander gestapelten produktionsgemäß zugeschnittenen Blechtafeln.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Galvanisierbehälter bzw. die Galvanisiervoirrichtung in Längsrichtung der Schnittkanten auf Schienen hin- und herbeweglich anzuordnen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der

's Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F ι g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1 mit an der poröse: Behälterwand anliegendem zu galvanisierenden Gegenstand,

F i g. 3 eine Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung mit Galvanisierleisien, Fig.4 eine Teilansicht der Vorrichtung, die das Schwimmerventil zeigt.

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Elektrolytbehälter 1, dessen eine lotrechte Längsseitenwand bis auf ein umlaufendes Rahmenteil la offen ist Auf diesem Rahmenteil la ist eine Gummidichtung 2 befestigt, auf der ein Tragrahmen 3 lösbar, z. B. mit Schrauben 3a, angeordnet ist. In diesen Tragrahmen 3 ist nach dem Inneren des Behälters hin (s. Senkrecht-Quer !xhniit A-Λ F ι g. 2 und 3) ein siebartiges Drahtgitter 4 eingebracht und hierauf sind eine saugfähige Seiten-

?<< wand-Tafel 5 und nachfolgend eine saugfähige Tafel 6 angeordnet, die unterschiedliche Durchlässigkeitsgrade für den Elektrolyten besitzen, auf die alsdann ein weiteres siebartiges Drahtgitter 7 folgt, vor welchem eine weitere saugfähige Seitenwandtafel 8 angeordnet ist (s.

•4° Fig. 3 - Scnkrecht-Querschnitt durch Oberteil im vergrößerten Maßstab mit Führungselementen als Variante).

Der Elektrolytbehälter 1 ist mit einem oberen waagerechten Deckel 16, ruhend auf einer Gummidichtung Ic, luftdicht verschlossen. Der Elektrolyt wird bis zu einer bestimmten Höhe 9 in den Behälter eingefüllt. Außerdem wird in einer unter dem Tragrahmen 3 angeordneten Auffangwanne 10, die durch eine Rohrleitung 11, einmündend in den oberen Teil des Elcktrolytbehälters 1, ebenfalls Elektrolyi eingefüllt (s. F i g. 1 und 2).

Das einmündende Ende des Rohres 11 trägt cm Schwimmerventil 12a. 126 (s. F i g. 4). Sinkt der Spiegel des Elektrolyten, so öffnet sich durch Absinken des

Schwimmerteiles t26 das Ventil 12a und schließt sich wieder beim Anhebe.! des FJektrolytspiegels 9. Gehalten und geführt wird das Schwimmerteil 120 durch einen Führungsstift 13, der in einer sternförmigen Halterung 14 auf und ab beweglich ist. Die oberhalb des

'"' E!ek;r^lylspiegels bcfiiiJliun. Luft wird von einer u-guiierbaivii I ufl-Saugpumpe (nicht gezeichnet) übet ein Saugrohr 15 in dem Ausmaß abgesaugt, daß nur in der ei forderlichen Menge Flekti.-vt Jun.h die Scitenwand-TaIeIn 5, 6 und 8 des Tragrahmens -J ausfließt. Sinkt

¹^ hierbei der L'lektrolytspiegel 9 und öffnet sich damit das Ventil 12a. so wird aus den; Auffangbehälter 10 der dort befindliche Elektrolyt in den Behälter 1 so lange gesaugt, bis das Ventil 12a sich wieder schließt.

Die Seitenwandtafeln 5, 6, 8 können aus einzelnen vorzugsweise waagerechten Streifen bestehen, die nach unten hin von geringerer Durchlässigkeit sind, wobei die Streifen durch Kleberschichten miteinander verbunden sein können oder zwischen sich z. B. zwischengeklebte Kunststoffbänder besitzen. Die nicht von der jeweiligen Stapelfläche abgedeckten Flächen der Seitenwandtafel 8 können nach Erfordernis mit Platten-Elementen abgedeckt bzw. abgedichtet sein, die z. B. an dem Rahmen 3 angeordnet sein können.

Der Elektrolytbehälter 1 ist auf einem fahrbaren Tisch 16 aufgesetzt. Mit diesem wird er gegen einen Stapel von Blechzuschnitten 17, dessen Schnittkanten in einer gemeinsamen lotrechten Fläche liegen, gleichmäßig angedrückt, so daß die saugfähige Seitenwandtafel 8 den ausfließenden Elektrolyten auf die Stapelfläche überträgt.

Um das Eindringen von Flüssigkeiten zwischen die Ränder der zu galvanisierenden Bleche zu verhindern, können doppelseitig klebende Bänder, z. B. aus Kunststoff, längs den Schnittkanten auf den Rändern aufgeklebt sein.

Der Stapel 17 ist mit dem negativen Pol einer Gleichstrom-Quelle verbunden und bildet somit die Kathode, an der sich das Elektrolytmetall niederschlägt. Der galvanische Strom fließt von der Kathode 17 (Stapel) zu Anodenblechen 18, die parallel zu der offenen Seite des Behälters 1 in an sich bekannter Weise mit Haken 19 an stromzuführenden Stäben 20, angeordnet in Halterungen 21, im Elektrolyten hängend vorgesehen sind.

Der Stapel 17 ist auf einem fahrbaren Tisch 25 aufgesetzt, wobei der Stapel allseitig so weit gegenüber den Tisch-Tragbeinen übersteht, daß die Auffangwanne 10 ausreichend unter den Stapel ragt. Die beiden fahrbaren Tische 16 und 25 können z. B. durch Schwenkarme 26 (F i g. 2) oder durch Zugfedern so miteinander verbunden sein, daß ein gleichmäßiges Andrücken der Seitenwand-Tafel 8 gegen die lotrechte Stapelfläche erfolgt.

Die Schnittkantenflächen können durch Ausstanzungen, die späteren Abkantungen dienen sollen, unterbrochen sein. Diese in den Stapel einspringenden Schnittkanten werden gleichzeitig galvanisiert durch lotrechte Galvanisierungsleisten 27, 28, die entsprechend der Form der Ausstanzungen ausgebildet sind und z. B. durch Klemmung am Rahmen 3 angebracht sind. Sie tragen zu den Ausstanzungen und zu der Seitenwandtafel 8 hin saugfähige Mittel, die von der Seitenwandtafel den Elektrolyten Obernehmen. Bei großen Ausstanzungen können diese Galvanisierleisten auch Anodenstäbe 22 od. dgl. in sich aufnehmen, um welche siebartige Röhren 23 gelegt sind, um so die Anodenstäbe mit flüssigem Elektrolyt zu umspulen und das Hochsteigen der an der Anode frei werdenden Gase zu ermöglichen.

Die Galvanisierleisten 27, 28 sind nach einer Variante mit oberen und unteren Führungsteilen 27a, 27c und Schrauben 276 an dem Rahmen 3 (s. F i g. 3) verschiebbar an Führungen 3d angeordnet, um die Galvanisiervorrichtung für Bleche verschiedenen Zuschnitts und verschiedener Ausstanzungen verwenden zu können. Die Galvanisierleisten können durch Lösen der Schrauben 27b abgenommen und durch andere ausgewechselt werden.

Der Stapel 17 besteht z. B. aus mit Kunststoffen, Lakken oder sonstigen isolierenden Materialien versehenen Blechzuschnitten. Es ist daher erforderlich, jedem einzelnen Blech den Kathodenstrom zuzuleiten. Dies geschieht durch eine Kontaktleiste 30, die z. B. als Kupferdraht-Bürste ausgebildet sein kann. Die Kontaktbürsten 30 können durch federnde Mittel oder vibrierende Elektromagnete einen intensiven Kontakt mit den Schnittkanten des Blechstapels besitzen.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß der Tragrahmen 3, der elastisch auf der Gummidichtung 2 aufliegt, in Längsrichtung der Behälteröffnung durch Wechselstrom-Elektromagnete in Schwingung versetzt wird

ίο und damit eine intensive Berührung der Seitenwandtafel 8 mit der zu galvanisierenden Fläche des Stapels erfolgt. Es können solche Vibrationen durch zusätzlich angeordnete Elektromagnete in jeglicher Richtung zur Stapelfläche erfolgen.

Die Galvanisierleisten 27, 28 können unabhängig von der Vibration des Tragrahmens 3, insbesondere in lotrechter Richtung, einer Vibration oder Bewegung unterworfen werden.

Es kann auch die gesamte Galvanisiervorrichtung des Behälters 1 auf dem Tisch 16 in Längsrichtung der Schnittkante·! des Stapels, z. B. auf Schienen, hin- und herbeweglich sein. In diesem Fall sind die Galvanisierleisten, z. B. an Befestigungsplatten 31, 32, anzuordnen, wie sie beispielsweise in F i g. 1 oberhalb und unterhalb des Stapels vorgesehen sind, wobei diese Befestigungsplatten in diesem Fall entsprechend zu verlängern sind. Beim Anpressen des Stapels werden dann auch die Galvanisierleisten an die Seitenwandtafeln angepreßt. Die Befestigungsplatten dienen auch der Anordnung anderer Elemente, z. B. der Kontaktleisten, der Elektromagnete oder sonstiger Vibrier- und Schwingungsvorrichtungen und Bewegungsvorrichtungen wie auch anderer Vorrichtungen, die der Vor- und Nachbehandlung der Schnittkantenflächen dienen. Die Befestigungsplatten 31 und 32 können mit ihren überstehenden Teilen, z. B. um Scharniere, abgeklappt werden, um diese Flächen der Galvanisiervorrichtung jeweils zugängig zu machen. Die obere Befestigungsplatte 32 kann abnehmbar sein und ausgetauscht werden. Das

Aufsetzen der Blechzuschnitte zu einem Stapel erfolgt an einsetzbaren Anschlägen 34, z. B. aus Rundeisen. Es ist zweckmäßig, in der Höhe verschiebliche Elektromagnete zu den Anschlägen vorzusehen, durch welche die Bleche beim Anlegen fest an die Anschläge angezo-

gen werden.

Vornehmlich sollen saure Elektrolyten und solche zyanidische Elektrolyten zur Anwendung kommen, die eine hundertprozentige Stromausbeute ergeben. Werden Elektrolyten angewandt, bei denen sich Wasser-

stoff an der Kathode abscheidet, so ist es zweckmäßig, die Seitenwandtafel-Oberfläche mit wellenartigen Vertiefungen und Erhöhungen zu gestalten, so daß in den Vertiefungen der Wasserstoff entweichen kann. Der Rahmen 3 ist zu bewegen, so daß alle Teile der Stapel-

fläche in Berührung mit dem Elektrolyten sind. Die Galvanisierung der Schnittflächen setzt ihre Reinigung von ihnen anhaftenden, z. B. von den Beschichtungen herrührenden Partikelchen, wie auch von öl, voraus. Diese Reinigung kann erfolgen durch eine Vorrichtung,

bestehend aus in Längsrichtung der Schnittkanten hin und her beweglichen Bürstenleisten, die zugleich Wasser mit entsprechenden chemischen Zusätzen gegen die Stapelfläche ausspritzen. Diese Bürstenleisten können in kurzen Abständen voneinander vorgesehen sein und

durch einen Motor zu einer gemeinsamen Hin- und Herbewegung veranlaßt werden. Nach der Galvanisierung kann die Nachbehandlung, z. B. durch die gleiche Vorrichtung, erfolgen. Es kann sich eine weitere chemi-

sehe Behandlung anschließen, z. B. eine Chromatierung der z. B. verzinkten Schnittkanten. Diese Vorrichtung kann auf der oberen Befestigungsplatte 32 nach Art einer waagerechten Berieselungsanlage angebracht sein, wobei Auffangbehälter evtl. mit Pumpen vorgesehen sind.

Schließlich ist es auch möglich, die Schnittkanten ' z. B. Aluminiumblechen mit dieser Vorrichtung du Umkehrung von Anode und Kathode, d. h. durch \ bindung des Aluminiumblechstapels mit dem positi Pol, zu oxydieren bzw. zu eloxieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Galvanisieren von metallischen Flächen durch deren Anordnung außerhalb des die Anode enthaltenden Galvanisierbehälters, bei der diese Flächen über eine flüssigkeitsdurchlässige poröse Behälterwand mit dem Elektrolyten innerhalb des Behälters in Verbindung stehen, an diese Behälterwand angepreßt und kathodisch geschal- '° tet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsdurchlässige poröse Behälterwand (8) senkrecht ausgerichtet, daß der Galvanisierbehälter (1) luftdicht abgeschlossen und daß an den Behälter

(1) eine Unterdruckquelle angeschienen ist. '5

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Behälterwand (8) über ihre Höhe eine unterschiedliche Durchlässigkeit für den Elektrolyten aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Behälterwand (8) rings um die zu galvanisierende Fläche dicht abschließbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsdurchlässige poröse Behälterwand aus mehreren Tafellagen mit unterschiedlichen Durchlaß-Eigenschaften besteht, die zwischen Gitterplatten angeordnet sind, und daß die Durchlässigkeit der porösen Behälterwand nach unten hin abnimmt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Behälterwand in einem Tragrahmen (3) schwingfähig auf elastischen Dichtungsmitteln an einem Rahmen des Elektrolytbehälters luftdicht angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen durch Elektromagnete in jeder gewünschten Richtung in Schwingung versetzbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafeln (5, 6, 8) der porösen Behälterwand aus einzelnen, vorzugsweise waagerechten Streifen bestehen, wobei die unten liegenden Streifen eine geringere Durchlässigkeit aufweisen als die oberen Streifen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Behälterwand (8) auf der der zu galvanisierenden Fläche zugewandten Seite eine gewellte Oberfläche aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite der flüssigkeitsdurchlässigen Behälterwand (8) aufgesetzte Gaivanisierleisten (27, 28) entsprechend der Lage und Form von Aussparungen bzw. Vertiefungen in der zu galvanisierenden Fläche vorgesehen sind.

1ⁿ. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gaivanisierleisten (27, 28) <*> Anoden (22) angeordnet sind, die von dem Elektrolyten zugänglichen Siebröhren (23) umgeben sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter der flüssigkeitsdurchlässigen porösen Behälterwand (8) ^(lS und der zu galvanisierenden Fläche ein Auffangbehälter (10) für den Elektrolyten vorgesehen ist, der einen Ausfluß aufweist, der über eine Rohrleitung

(U) mit dem oberen Teil des Galvanisierbehälters (1) verbunden ist, und daß an der Einmündung des Rohres (11) in den Galvanisierbehälter (1) ein Schwimmerventil (12a, 126) vorgesehen ist, das beim Absinken des Elektrolytspiegels öffnet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruukq :c11c eine Luftpumpe ist, deren Ansaugstutzen (15) oberhalb des Elektrolytspiegels angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die zu galvanisierende Fläche durch die Schnittkanten von übereinandergestapelten produktionsgemäß zugeschnittenen Blechtafeln gebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Galvanisierbehälter bzw. die Galvanisiervorrichtung in Längsrichtung der Schnittkanten auf Schienen hin- und herbeweglich ist.