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Fortlaufende örtliche Galvanisierung Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung und ein Verfahren zur Galvanisierung örtlicher Gebiete eines fortlaufenden
Bandes eines Werkstücks.
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Das Galvanisieren mit Gold wird weitgehend verwendet, um die Arbeitsweise
von elektrischen Kontakten zu verbessern. Wenn auch Gold nur in der unmittelbaren
Nachbarschaft der Kontaktfläche benötigt wird, wird oftmals das ganze Stück, z.
B. eine Feder, galvanisiert, da ein individuelles Abdecken oder Maskieren von Teilen
des Stücks im allgemeinen mehr kostet als Gold eingespart wird.
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Die üblichen Verfahren der örtlichen Galvanisierung wie die Bürstengalvanisierung
und die Strahlgalvanisierung sind für die Massenproduktion nicht geeignet. Zum Beispiel
besteht bei der Bürstengalvanisierung oftmals die Schwierigkeit, einen guten Kontakt
zwischen der Bürste und dem Werkstück herzustellen, während bei der Strahlgalvanisierung
die Strahldgsen oftmals wegen Verstopfung schlecht arbeiten.
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Gemäss der Erfindung wird eine örtliche Galvanisierung eines sich
stetig bewegenden Bandes, aus dem nachfolgend kleine Teile ausgestanzt, abgeschnitten
oder anderweitig ausgebildet werden, durch die Anwendung einer fortlaufenden Maske
erreicht, die zwischen dem Band und einer Anode angeordnet wird und die sich mit
derselben Geschwindigkeit wie das Band und parallel zu dem galvanisierten Teil des
Bandes bewegt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführung hat die fortlaufende Maske die Form
einer endlosen Schleife, die ihre Maskierung mit jedem neuen Zyklus wiederholt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene schematische Vorderansicht
eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäusen Einrichtung; Fig. 2 eine ins einzelne
gehende perspektivische Ansicht eines Teils der Einrichtung der Fig. 1, welche ein
Mittel zum Anordnen des zu galvanisierenden Bandes und der Maske erläutert;
Fig.
3 eine Aufsicht auf einen Teil der Bänder, nachdem sie wie in Fig. 2 dargestellt
angeordnet sind; Fig. 4 einen Schnitt der Bänder vor der Galvanisierung, und Fig.
5 einen Schnitt des galvanisierten Bandes nach Entfernen der Maske.
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Im allgemeinen hängen die Betriebsparameter der Einrichtung grundsätzlich
von der besonderen Zusammensetzung des Galvanisierungsbades und der Dicke des gewünschten
Belags ab. Wie in der Galvanisierungstechnik bekannt ist, gehören gewisse wünschenswerte
betriebsstromdichte Bereiche zu verschiedenen Arten von Galvanisierungsbädern, wobei
die Wahl einer besonderen Stromdichte die Berechnung der Zeit gestattet, die erforderlich
ist, um die gewünschte Galyanisierungsdicke unter normalen Galvanisierungsbe dingungen
zu erhalten. Die Galvanisierungszeit wird selbstverständlich die Länge der Galvanisierungszelle
und die Geschwindigkeit der Bewegung des Werkstücks durch die Zelle bestimmen, um
die Erzielung der gewünschten Dicke zu gestatten. Während die Bewegungsgeschwin
digkeit nicht kritisch ist, können langsame Bewegungsgeschwindigkeiten erwünscht
sein wenn der Raum knapp ist, da die Geschwindigkeiten die Erzielung der gewünschten
Dicke in einer verhältnismässig
kleinen Galvanisierungszelle gestatten.
Schnelle Geschwindigkeiten fordern nicht nur die Bewegung des Galvanisierungsbades,
sie führen auch zu grösseren Produktionsgeschwindigkeiten In Fig. 1 ist eine Ausführung
einer Einrichtung dargestellt, die sich für eine fortlaufende örtliche Galvanisierung
entsprechend der Erfindung eignet. Eine Batterie 31 liefert Strom an eine elektrolytischen
Zelle 32, die ein Galvanisierungsbad 18 enthält, wobei die positive Klemme der Batterie
31 direkt mit einer Anode 21, und die negative Klemme mit einem Führungsrad 16 verbunden
ist. Das Rad 16, das aus einem leitenden Material hergestellt ist, macht den notwendigen
elektrischen Kontakt mit einem zu galvanisierenden Metallband 19, um den Zellenkreis
zu schliessen. Das Metallband 9 wird fortlaufend von einer Rolle 10 um ein Führungsrad
11 geleitet, um in Berührung mit einer Ätzsäure 12 zu kommen, dann über ein Rad
13 durch die geschlitzten Wasserspülröhren 14 und 15, um mit dem durch die Röhren
fliessenden Wasser in Berührung zu kommen, dann über ein Rad 16 und unter ein Rad
17, um sowohl mit dem Galvanisierungsbad 18 als auch mit einem Maskierband 19 in
Berührung zu kommen (das aus Mylar oder aus einem anderen festen flexiblen und inerten
Material besteht). Beide Bänder bewegen sich
dann über eine Führungsform
20 (die aus Teflon oder einem anderen formbaren inerten Material besteht), um der
Galvanisierung unterworfen zu werden, die durch das Vorhandet3t ein der Anode 21
bewirkt wird, (bestehend aus einem rostfreien Stahl oder einem anderen korrosionsbeständigen
Leiter), dann gehen sie abwechselnd unter und über die Räder 22 und 23, um aus dem
Bad 18 herausgeführt zu werden. Die beiden Bänder gehen dann durch eine zweite Gruppe
von Wasserspülröhren 24 und 27, wo die geschlitzten Röhren 24 und 27 das Metallband
und das Maskierungsband trennen, weiter über ein Rad 25 durch eine Trockeneinrichtung
28, wo ein Rad 26 die Trennung aufrecht erhält. Danach gehen die beiden Bänder über
die Antrnebsräder 29, wobei das Metallband 9 auf ein Aufnahmerad 30 gebracht wird
und das Maskierungsband 19 sich über ein Rad 8 bewegt, um einen fortlaufenden Weg
zu schliessen. Es sei bemerkt, dass die grossen Räder 17 und 22 und die Form 20
so angeordnet sind> dass ein wesentlicher Kontakt des Metallbandes 9 und des
Maskierungsbandes 19 während der Galvanisierung sichergestellt ist. Ein solcher
Kontakt ist für eine optimale Maskierung von Vorteil, obwohl er für die Durchführung
der Erfindung unnötig ist.
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In Fig. 2 ist eine ins einzelne gehende perspektivische Ansicht des
Metallbandes
9 und des Maskierungsbandes 19 dargestellt, die über das Rad 17 geführt werden.
Im Maskierungsband 19 sind als Beispiel schlietzförmige Öffnungen 33 dargestellt.
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In den Fig. 3 und 4 sind das Metallband 9 und das Maskierungsband
19 vor der Galvanisierung dargestellt. In Fig. 5 ist das Metallband 9 nach der Galvanisierung
dargestellt, wobei die galvanisierten Schichten 34A den Gebieten entsprechen, die
durch das Maskierungsband 19 berührt werden, während die Schichten 34B den Gebieten
entsprechen, die mit Hilfe der geschlitzten Öffnungen 33 dem Galvanisierungsbad
ausgesetzt sind.
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B eis pixel Eine Einrichtung, ähnlich der in Fig. 1 dargestellten,
wurde unter den folgenden Bedingungen betrieben. Bei einem Goldzitratsäure-Galvanisierungsbad
mit einem PH von etwa 5, 2, das mit einer Stromdichte von etwa 5,4 x 10-3 Ampere
je cm² betrieben wurde, (berechnet für alle Flächen des Werkstücks, die in Kontakt
mit dem Galvanisierungsbad, jedoch nicht in Kontakt mit der Maske stehen) wurde
eine Galvanisierung eines Metallbandes durchgeführt, das sich mit der Geschwindigkeit
von etwa 10 cm je Minute auf einer
Strecke von etwa 100 cm bewegte,
wobei eine Galvanisierung eines Kupferbandes von etwa 10 Minuten entstand, das in
Kontakt mit einer 2,5 x 10-2 mm dicken Mylar-Maske stand, die schlitzförmige Öffnungen
mit einem sich von 3, 2 mm bis 9, 5 mm ändernden Abstand aufwies. Das entstehende
Produkt zeigte Goldschichten von etwa 2 x 10 mm Dicke in den Gebieten, die den Maskenöffnungen
entsprachen und von etwa 2, 5 x 10 mm Dicke in den Gebieten, die im wesentlichen
in Kontakt mit der Maske standen.
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Wenn auch bisher die Maske und das Werkstück im Kontakt stehend beschrieben
wurden, so kann doch zwischen der Maske und dem Werkstück ein Raum zugelassen werden,
dessen Grösse von zahlreichen Faktoren abhängt, die, wenn auch komplex, dem Fachmann
verständlich sein werden. Im allgemeinen kann festgestellt werden, dass unter normalen
Galvanisierungsbedingungen die maskierende Wirkung abnimmt, wenn der Raum zwischen
der Maske und dem Werkstück grösser wird. Unter anderen Betriebsbedingungen kann
der maximal für eine bestimmte Anwendung zulässige Raum durch einfachen Versuch
bestimmt werden.
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Faktoren, die den Abstand von Maske zu Werkstück bei einer gewünschten
Wirksamkeit beeinflussen, umfassen die Grösse und die
Anzahl der
Maskenöffnungen, die Stromdichte und den spezifischen Widerstand des Galvanisierungsbades.
Im allgemeinen erhöht unter normalen Bedingungen das Vergrössern der Stromdichte
oder des Widerstands des Galvanisierungsbades, oder das Verringern der Grösse oder
der Anzahl der Maskenöffnungen die Wirksamkeit der Maske.
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Wenn auch die Erfindung anhand einer begrenzten Anzahl von Ausführungen
beschrieben wurde, so gibt sie doch im wesentlichen Lehren, um eine örtliche elektrolytische
Wirkurig auf einen Gegenstand zu erzielen. Dementsprechend kann z. B. auch eine
örtliche Elektroätzung in Betracht gezogen werden. Weiterhin soll die Beschreibung
der Maske und des Werkstücks als sich fortlaufend bewegend nicht den Fall ausschliessen,
dass eine derartige fortlaufende Bewegung periodisch oder intermittierend angehalten
wird, um eine grössere elektrolytische Wirkung auf irgendeinen Teil des Gegenstands
zu gestatten.