DE2108787C2 - Vorrichtung zur Galvanisierung von Blechen mit einer mit einem kathodischen Kontaktring versehenen Trommel - Google Patents
Vorrichtung zur Galvanisierung von Blechen mit einer mit einem kathodischen Kontaktring versehenen TrommelInfo
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Description
Blech sowie zur Führung des Galvanisierungsstroms zum Kontaktkörper hin. Der Dichtungskörper besitzt
eine Dichtungskante, die mit der Kontaktkante des Kontaktkörper* in Dichtungsberührung steht wodurch
eine Kontaktdichtungsanordnung gebildet wird. Der
Kontaktkörper weist am Ende der Kontaktdichtungsanordnung neben der Kontaktkante einen ;eduzierten Teil
auf. Der reduzierte Teil besitzt einen hohen Widerstand und einen niedrigen Leitwert, so daß ein Teil des Galvanisierungsstromes
von dem reduzierten Teil transportiert wird, wahrend der Rest des Galvanisierungsstromes
von dem Blech transportiert wird, so daß die Übertragungsstromdichte
in dem reduzierten Teil unter derjenigen liegt, die in dem Blech zu Warmfleckenbildung
führt
Der Kontaktkörper weist außerdem einen vollen Teil auf, der sich am anderen Ende der Kontaktdichtungsanordnung
befindet Der volle Teil hat einen geringeren Widerstand als der reduzierte Teil und einen höheren
Leitwert als der reduzierte Tsil, so daß der Übertragungsstrom
neben dem vollen Teil im wesentlichen dem restlichen Galvanisierungsstrom im Blech entspricht
Der Kontaktkörper hat außerdem einen mittleren Teil, der sich zwischen dem reduzierten Teil und dem
vollen Teil befindet und dazu dient die Übertragungsstromdichte in dem Kontaktkörper zwischen dem reduzierten
Teil und dem vollen Teil zu erhöhen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnungen näher erläutert In der
Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine teilweise schematische Seitenansicht einer rotierenden Galvaiiisierungsvorrichtung zur Galvanisierung
eines Metalls auf der einen Seite eines sich bewegenden Bleches, wobei die Vorrichtung mit der
erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ausgestattet ist
F i g. 2 eine waagerechte Schnittansicht längs der Linie IMI in Fig. 1,
F i g. 3 einen Tsil einer schematischen, vergrößerten, senkrechten Schnittansicht der Kontaktanordnung, in
der schematisch die Galvanisierungsströme im Blech und die Galvanisierungsströme im Kontaktkörper längs
der Kontaktdichtungsvorrichtung der Kontaktanordnung dargestellt sind,
F i g. 4A bis 4E vergrößerte, schematische, senkrechte Teilschnittansichten anderer Ausführungsformen der
Kontaktanordnung,
F i g. 5 eine Teildraufsicht eines Teils des Kontaktringes, der mit einer Vielzahl verschiedenartiger Vertiefungen
oder Löcher versehen ist und
F i g. 6 einen Teil einer schematischen, vergrößerten Seitenansicht des Kontaktringes und der mit verschiedenartigen
Vorsprüngen versehenen Dichtungseinrichtung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Galvanisierungsvorrichtung
12 des Drehtyps zur elektrolytischen Abscneidung eines Metalls, beispielsweise Zink oder dergleichen, auf
der einen Seite 10a eines sich bewegenden Bleches 10 dargestellt beispielsweise eines kaltgewalzten Kohlenstoffstahlbleches
oder (iergleichen.
Das sich bewegende Biech iö weist je eine Biechkante
10b, 10c (Fig. 2) auf, und wird mit Hilfe einer Eintrittsrolle 14 und einer Austrittsrolle 16 unter Spannung
gehalten.
Die Vorrichtung 12 ist mit einem elektrisch isolierten Behälter 18 ausgestattet, der einen Elektrolyten 20 aufnimmt.
Eine drehbare Trommel 22 ist auf einer Welle 24 gelagert und auf Kugellagern TJ in dem Elektrolyten 20
drehbar. Die Trommel 22 trägt auf der Außenseite 10c/ das Blech 10 und führt das Blech 10 längs dessen Bewegungsbahn
durch den Elektrolyten 20 hindurch. Eine Anode 26, für die sich beispielsweise eine Zusammensetzung
aus etwa 99,5% Blei und dem Rest Silber bewährt s hat ist in dem Elektrolyten 20 nebtn der Trommel 22
und der ungalvanisierten Seite l0<f des Bleches 10 angeordnet
und bildet zusammen mit dem Blech 10 einen Hohlraum 29. Die Vorrichtung 12 ist ferner mit einer
Kontaktanordnung 28 versehen, mit der die Übertragungsstromdichte
in der rotierenden Galvanisierungsvorrichtung 12 begrenzt wird.
Die Kontaktanordnung 28 besitzt einen Kontaktring 30 aus rostfreiem Stahl, Nickel oder dergleichen, der auf
einem Kohlenstoffstahlkörper 32 der Trommel 22 ruht
is Der Kontaktring 30 ist mit der ungalvanisierten Seite
10c/ dos Bleches 10, während sich das Blech durch den
Elektrolyten 20 hindurchbewegt in Berührung bringbar und bewirkt auf diese Weise mit dem Blech 10 einen
elektrischen Kontakt Der Kontaktring 30 hat eine Kontaktkante 34.
Die elastischen Dichtungsbänder 36, die aus Gummi oder dergleichen bestehen, sind neben dem Kontaktring
30 auf dem niedrig gekohlten Stahlkörper 32 aus beispielsweise
Stahl oder dergleichen der Trommel 22 angeordnet und dienen zur Aufnahme der Blechkanten
bzw. -ränder 10Z> und 10c sowie zur Abdichtung der ungalvanisierten Seite iOd des Bleches 10 gegen den
Elektrolyten 20, um auf diese Weise den Galvanisierungsstrom in dem Blech 10 aufrechtzuerhalten und den
Galvanisierungsstrom /c zu dem Kontaktring 30 zu führen,
wie dies in F i g. 3 gezeigt ist Synthetischer Gummi, ist ein geeignetes Material für die Dichtungsbänder 36.
Das Dichtungsband 36 hat eine Dichtungskante 38, die durch einen Klebstoff 40, beispielsweise einen typisehen
Klebstoff für Umgebungstemperatur mit der Kontaktkante 34 in Dichtungsberührung steht, so daß
eine Kontaktanordnungsdichtung 42 entsteht
Selbstverständlich lassen sich auch wahlweise Isozyan
at- und Urethan-Klebstoffe verwenden.
Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist der Kontaktring 30 einen reduzierten Teil 44 auf und zwar neben dem
bezogen auf F i g. 3 rechten Ende der Kontaktanordnungsdichtung 42 an der Kontaktkante 34. Der reduzierte
Teil 44 hat einen hohen Widerstand und einen niedrigen Leitwert, so daß ein Teil Icr\ des Galvanisiorungsstromes
/c von dem reduzierten Teil 44 transportiert wird, während der übrige Teil A ι des Galvanisierungsstromes
Ic von dem Blech 10 transportiert wird, so daß der Übertragungsstrom /, ι in dem reduzierten Teil
so 44 unterhalb des Wertes liegt, bei dem in dem Blech 10 Warmfleckigkeit auftritt.
Der Kontaktring 30 hat außerdem einen im wesentlichen vollen Teil 46, der sich neben dem linken Ende
(bezogen auf F i g. 3) der Kontaktanordnungsdichtung 42 befindet Dieser volle Teil 46 hat einen geringeren
Widerstand als der reduzierte Teil 44 und einen höheren Leitwert als der reduzierte Teil 44, so daß der Übertragungsstrom
/,5 an dem vollen Teil 46 im wesentlichen dem Strom A4 im Blech 10 entspricht
bo Der Kontaktring 30 ist des weiteren mit einem mittleren
Teil 48 ausgestattet der sich zwischen dem reduzierten Teil 44 und dem vollen Teil 46 befindet und dazu
dient, den Strom I„\, Ar2. Ar3, AV 4 in dem Kontaktring
30 zwischen dem reduzierten Teil 44 und dem vollen
In F i g. 3 ist eine typische Reihe Werte für den Galvanisierungsstrom
Ic die Übertragungsströme Ai, A 2, A3,
1,4, den Strom Ai, A2, A3, A4 in dem Blech sowie den
Strom Icri, L·j, Icn, Ia-A in dem Kontaktring 30 längs der
Kontaktanordnungsdichtung 42 gezeigt.
Geeignete Abmessungen für eine typische Kontaktanordnungsdichtung 42 sind der folgenden Tabelle zu
entnehmen:
10
| Abmessung | Wert in cm |
| di | 33,02 |
| di | 5,08 |
| d3 | 10,16 |
| dA | 17,78 |
| 61,00 | |
| fi | 0,64 |
| ti | 1,90 |
| ds | 2,54 |
Andere Kontaktanordnungen sind in den F i g. 4A bis 4E dargestellt In F i g. 4A sind der Kontaktring 30*Α und
das Dichtungsband 364A entsprechend mit einer Sägezahnkontaktkante
34<A und einer Sägezahndichtungskante 384A versehen, so daß eine etwa sägeverzahnte
Kontaktanordnungsdichtung 42*A entsteht.
F i g. 4B zeigt einen etwa gewellten Typ einer Kontaktanordnungsdichtung
424B.
In F i g. 4C ist eine etwa konkav gekrümmte Kontaktanordnungsdichtung
424C dargestellt Diese Kontaktanordnungsdichtung
424C kann kreisrund, elliptisch, hyperbolisch,
parabolisch oder dergleichen ausgebildet sein.
Um den Leitwert des Übertragungssttromes /, in dem Kontaktkörper 30^ (F i g. 4D) längs der Kontaktanordnungsdichtung
4240 langsam ansteigen zu lassen, können auf der Kontaktanordnungsdichtung 4240 Arretieroberflächen
oder Vorsprünge bzw. Höcker 50 vorgesehen werden. In ähnlicher Weise lassen sich, falls aus
irgendeinem Grunde verlangt wird, den Leitwert bzw. die Leitfähigkeit des Übertragungsstromes /, in den
Kontaktring 30 hinein zu erhöhen, erhabene Flächen oder Vertiefungen 52 (F i g. 4D) oder dergleichen in der
Kontaktanordnungsdichtung 4240 vorsehen.
In F i g. 4E ist eine konvex gebogene Kontaktanordnungsdichtung
4yE dargestellt
Es versteht sich anhand von F i g. 5, daß entweder der Kontaktring 305, wie er in F i g. 5 gezeigt ist, oder die
Dichtungsbänder 36, die nicht in F i g. 5 zu sehen sind, mit mehreren Vertiefungen versehen werden können,
um die Klebstoffverbindung zwischen dem Kontaktkörper 305 (F i g. 5) und dem Dichtungsband 36 zu verstärkcn.
Die Vertiefungen 54 können, wie aus F i g- 5 ersichtlich,
kreisrunde Löcher 54a, Schlitze 546, quadratische oder rhombische Löcher 54c Kreuzlöcher 54dl Maschenlöcher
54e, Zick-Zack-Löcher 54f, gewellte Löcher 5Ag oder dergleichen sein.
Außerdem lassen sich zur Verbesserung der Klebstoffbindung zwischen dem Kontaktring 306 und dem
Dichtungsband 366 entweder der Kontaktring 306 oder das Dichtungsband 366 (in diesem Falle der Kontaktring
306) mit Vorsprüngen oder Höckern versehen. In F i g. 6
sind Vorsprünge dieser Art gezeigt, beispielsweise die divergierenden, gabelartigen Vorsprünge 56a, die kegelstumpf-kugelförmig
ausgebildeten hohlen Vorsprünge 566, die kegelstumpf-konisch ausgebildeten hohlen Vorsprünge
56c; die hohlen zylindrischen Vorsprünge 56d, die Vorsprünge 56e des Parallelebenentyps, die zugespitzten
Vorsprünge 56£ die abgerundeten Vorsprünge 56^ oder dergleichen.
Aus dem obigen ergibt sich, daß eine verbesserte Kontaktanordnung geschaffen wird. Die Anordnung 28
oder irgendeine der Anordnungen 284A bis 284E verbessern
die Gleichförmigkeit des Öbertragungsstromes /,1. hi, /ο. Λ4. /(5 zwischen dem Kontaktring 30 und dem
Band oder Blech 10. Außerdem wird eine verbesserte Kontaktanordnungsdichtung 42 zwischen der Kontaktkante
34 des Kontaktringes und der Dichtungskante 38 des Dichtungsbandes 36 geschaffen. Ferner werden in
dem Band oder Blech 10 neben dem Dichtungsband 36 Überhitzungsflecke vermieden. Des weiteren wird aufgrund
des besseren Übertragungsführungsgrades eine längere Lebensdauer der leitenden Oberfläche erzielt.
Dazu kommt noch, daß ein Durchsickern des Elektrolyten 20 durch die Kontaktanordnungsdichtung 42 verhindert
wird, wodurch auch der Säureangriff an dem niedrig gekohlten Stahlkörper 32 der Trommel 22 vermieden
wird. Schließlich wird das Eindringen von Fremdstoffen, beispielsweise Schmutz oder dergleichen, zwischen
die Dichtungsbänder 36 und den Kontaktring 30 verhindert, was zur Folge hat, daß auch ein Anheben der
Kanten oder Ränder der Dichtungsbänder 36 neben den Kanten des Kontaktringes 30 sowie ein Verwerfen des
Streifen oder Bleches 10, das mit der Vorrichtung 12 behandelt wird, vermieden werden.
Claims (6)
1 2
Dichtungsbändern aus Gummi oder dergleichen, die
Patentansprüche: den Walzenkörper bedecken und den Kontaktring
überlappen, wie insbesondere der F i g. 22 der oben ge-
1 Vorrichtung zur Galvanisierung von Blechen nannten Patentschrift entnommen werden kann, so daß
mkHüfe einer in einen Elektrolyten eintauchenden, 5 zwischen den Dichtungsbänderu und dem Kontaktnng
neben einer Anode gelegenen, drehbaren Trommel, eine Abdichtung bewirkt wird.
die auf einer Welle in einem Elektrolytbehälter gela- Bei einer herkömmlichen Leiterwake .tritt annähernd
gert ist, ferner mit einem kathodischen Kontaktring, 12,7 bis 25,4 mm vom Rand des Kontaktnnges eine hohe
der mit der unplattierten Seite des Bleches während Übertragungsstromdichte auf. Wenn die Ubertragungsdessen
Hindurchbewegung durch den Elektrolyten io stromdichte über der ganzen Kontaktringoberflache
in Berührung steht und zentrisch um den Umfang gleichmäßig wäre, dann würde sie für eine Galvanisieder
Trommel angeordnet ist und eine Breite auf- rungszelle mit einem Durchmesser von etwa 1,5 m und
weist, die kleiner ist als die Breite des Bleches, und einer Kapazität von etwa 25 000 A etwa 1,25 A/cm bemit
beidseitig des Kontaktnnges auf der Trommel tragen. Die tatsächliche Übertragungsstromdichte in eiangeordneten,
elastischen Dichtungsbändern, die 15 ner Entfernung von etwa 12,7 bis 25.4 mm vom Rand des
mit den Kanten des Kontaktringes in Dichtungsbe- Kontaktringes liegt aber bei 7,44 A/cm*. Diese hohe
röhrung stehen und dort eine Kontaktanordmings- Stromdichte ist aufgrund der Blechgalvanisierungsdichtung
bilden, in deren Bereich der Kontaktring Strombelastung außerhalb des Kontaktnnges und der
einen äußeren Teil geringerer Dicke aufweist, der Differenz in der Gesamüeitfähigkeit zwischen dem zu
von dem Dichtungsband überlappt wird, dadurch 20 galvanisierenden Band und dem auf der Leiterwalze begekennzeichnet,
daß sich der Kontaktring findUchen Kontaktring vorhanden. Der Kontaktnng auf C*Q) aus einem auf dem Umfang der Trommel (22) der Leiterwalze ist bei den herkömmlichen Isolierungen
befindlichen vollen Teil (46), einem sich daran an- ein besserer Gesamtleiter als das Band. Infolgedessen
schließenden mittleren Teil (48) und dem sich an fließt der größte Teil des Galvanisierungsstromes zum
diesen anschließenden, äußeren Teil (44) geringerer 25 Rand des Kontaktringes und dann hinüber zum Band,
Dicke zusammensetzt, wobei der äußere Teil (44) wodurch sich am Kor.taktringrand eine hohe Ubertraeinen
hohen Widerstand und einen niedrigen Leit- gungsstromdichte einstellt Diese hohe Uücrtragungswert
und der volle Teil des Kontaktringes (30) einen stromdichte verursacht überhitzte Stellen im Band und
geringeren Widerstand und einen höheren Leitwert ergibt ein unsauberes Band am Rand des Kontaktnnges.
als der äußere Teil (44) aufweisen und wobei der 30 Ferner versagt oftmals die Klebstoffbindung zwivolle
Teil (46), der mittlere Teil (48) und der äußere sehen dem elastischen Gummidichtungsband und dem
Teil (44) den elektrischen Kontakt mit dem Blech aus rostfreiem Stahl bestehenden Kontaktnng, wodurch
bewirken. unter dem Gummidichtungsband der sehr stark saure
2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekenn- Elektrolyt (etwa 8% Säure) hindurchsickern und den
zeichnet, daß sich zwischen der Kontaktkante (34) 35 niedrig gekohlten Stahl im Leiterwalzenkörper angreides
Kontaktringes (30) und der Dichtungskante (38) fen kann. Die sich daraus ergebende mangelhafte Verder
Dichtungsbänder (36) ein bei Umgebungstempe- bindung zwischen den Dichtungsbändern und dem Konratur
aushärtender Klebstoff (40) befindet taktring ermöglicht es Fremdstoffen, sich unter dem
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Dichtungsring zu sammeln, wodurch der Dichtungsring
zeichnet, daß der Klebstoff (40) ein Klebstoff-Film 40 in einem rund um den Umfang führenden Bereich in der
ist Nähe des Randes des rostfreien Stahlkontaktringes an-
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gehoben wird und sich gleichzeitig deformierte Banddadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtungskante formen ergeben.
(38) und die Kontaktkante (34) sägezahnartig, ge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Breite
wellt, konkav gekrümmt oder konvex gekrümmt 45 der Kontaktoberfläche der Trommel mit dem Blech zu
ausgebildet sind. vergrößern, um die Bleche besser galvanisieren zu kön-
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, nen, und außerdem, eine derartige Verbindung zwischen
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskante den Dichtungsbändern und dem Kontaktring zu schaf-(38)
und die Kontaktkante (34) eine Kontaktanord- fen, damit sich Fremdstoffe nicht unter dem Dichtungsnungsdichtung
(42) bilden, die einen Arretierteil 50 ring sammeln können.
oder einen vorspringenden Teil (50,52) aufweist. Die verbesserte Kontaktanordnung für eine Drehgal-
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- vanisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist
zeichnet daß die Dichtungskante (38) oder die Kon- nun auf dem Umfang des drehbaren Körpers der Galvataktkante
(34) mit mehreren Vertiefungen (54) oder nisierungsvorrichtung einen Kontaktkörper auf, der die
Vorsprüngen (56) versehen ist. 55 ungalvanisierte Seite des Bleches bzw. die galvanisierte
Seite des Bleches, wenn eine zweiseitige Beschichtung
erfolgt, berührt, während das Blech durch den Elektrolyten
wandert, und der einen elektrischen Kontakt mit dem Blech erzeugt. Dabei ist die Anlagefläche des Kon-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Galvani- ω taktrings größer als die Anlagefläche des Kontaktrings
sierung von Blechen mit einer mit einem kathodidischen an dem Walzenkörper, während für die bekannte Vor-Kontaktring
versehenen Trommel nach dem Oberbe- richtung das Umgekehrte gilt
griff des Anspruchs 1. Der Kontaktkörper hat einen Kontaktrand. An dem
Bisher entsprachen derartige Walzen dem in der US- Kontaktkörper sind auf dem drehbaren Körper Dich-Patentschrift
34 83 113 gezeigten Typ. Eine solche Lei- 65 tungsmittel vorgesehen, die zur Aufnahme des äußeren
terwalze besteht aus einem niedrig gekohlten Stahlkör- Blechrandes und zur Abdichtung der ungalvanisierten
per mit einem Kontaktring aus rostfreiem Stahl, der an Blechseite gegen den Elektrolyten dienen sowie zur
dem Walzenkörper befestigt ist, und mit elastischen Aufrechterhaltung des Galvanisierungsstromes im
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