DE2125837A1 - Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke - Google Patents

Description

Dipl-lng. DipL-lag. Hans-Hetaridi Wty

BdB-DaHw, PoAnUMm W

Berlin, den 19. Mai 1971

22 654

Sel-Rex Corporation
Nutley, N.J. (V.St.A.)

Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke .

Es gibt zahlreiche Bedarfsfälle für einen wahlweise erfolgenden Niederschlag von Edelmetallen auf ausgewählten Oberflächenteilen elektrisch leitender Werkstücke. Derzeit wird ein neutraler Schutzüberzug auf dem Werkstück aufgebracht, um die nicht zu galvanisierenden Oberflächenteile abzudecken. Das mit dem Überzug versehene Werkstück wird dann als Kathode in ein konventionelles galvanisches Bad eingebracht und galvanisiert. Der Überzug muß nach Vollendung des Galvanisiervorgangs entfernt werden, um das fertige, selektiv galvanisierte Werkstück zur Verfügung zu stellen.

Viele der verwendeten Überzüge sind organischer Natur. Diese Überzüge lösen sich zu einem gewissen Ausmaß in dem Galvanisierbad auf. Die aufgelöste organische Substanz verunreinigt

109849/1786

das Bad und erfordert eine ständige Aufarbeitung desselben.

Heute wird ein Werkstück, das tatsächlich nur an einem ausgewählten Oberflächenteil galvanisiert werden müßte, jedoch seinen Zweck auch erfüllt, wenn es insgesamt galvanisiert ist, vollständig galvanisiert» Das deswegen, weil sich herausstellte, daß die Kosten der Aufbringung und Entfernung von Schutzüberzügen auf das bzw. von dem Werkstück höher sind als die für die unnötige Aufbringung von Edelmetall auf die entsprechenden Flächen. Das trifft sogar auch 4_ann zu, wenn die Kosten des zusätzlichen Edelmetalls gegenüber den Kosten für das gesamte Werkstück beträchtlich sind.

Zweck der Erfindung ist es, das Galvanisieren von elektrisch leitenden Werkstücken an ausgewählten Oberflächenteilen wirtschaftlicher durchführbar zu machen als bisher möglich.

Der Erfindung liegt zu diesem Zweck die technische Aufgabe zugrunde, das Galvanisieren elektrisch leitender Werkstücke an ausgewählten Oberflächenteilen ohne Verwendung eines vor dem Galvanisieren auf dem Werkstück aufzubringenden und nach dem Galvanisieren wieder von ihm zu entfernenden Schutzüberzugs, ohne eine Verunreinigung des galvanischen Bades, die größer als die beim Galvanisieren des gesamten Werkstücks unvermeidlicheist, sowie auch ohne Vergeudung von aufzubringendem Edelmetall durch Galvanisieren des gesamten Werkstücks durchführbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke in der Weise ausgebildet wird, daß das an ausgewählten Oberflächenteilen zu galvanisierende Werkstück darin mittels einer Preßeinrichtung gegen einen Werkstückhalter preßbar ist, der an den Stellen der ausgewählten Oberflächenteile mit diesen entsprechend geformten, ihn

109849/1786

durchsetzenden Öffnungen versehen ist, durch die aus einem Elektrolytbehälter entnommener Elektrolyt an einer Anode vorbei auf die ausgewählten Oberflächenteile mittels eines Pumpsystems bewegbar ist, wobei die Anode und das Werkstück an die beiden Pole einer Spannungsquelle anschließbar sind.

Wenn ein mit hindurchgehenden Löchern versehenes Werkstück auf seiner einen Seite wahlweise zu galvanisieren ist, wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß ein Bogen aus elastischem Werkstoff zwischen das Werkstück und die Preßeinrichtung so zwischengelegt ist, daß er ein Durchfließen des Elektrolyten durch die Löcher und eine damit verbundene Galvanisierung der Rückseite des Werkstücks verhindert.

Im einzelnen wird die Vorrichtung,namentlich wenn größere Werkstücke selektiv zu galvanisieren sind, zweckmäßig so ausgebildet, daß die Bewegungsbahn des Elektrolyten teilweise von einem Verteiler begrenzt wird, der einen Elektrolyt-Einlaß und Elektrolyt-Auslässe aufweist, welch letztere benachbart zu und fluchtend mit den öffnungen in dem Werkstückhalter angeordnet sind, wobei das Pumpsystem und seine Antriebsleistung so bemessen sind, daß es befähigt ist, den Elektrolyten durch die Elektrolyt-Auslässe und die Öffnungen auf die ausgewählten Oberflächenteile des Werkstücks zu spritzen.

Im einzelnen wird dabei die Vorrichtung zweckmäßig so ausgebildet, daß der Verteiler aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht, der in dem Elektrolyten unlöslich ist, und gleichzeitig als Anode verwendbar ist.

Ein Kreislauf des Elektrolyten kann in einfacher Weise dadurch ermöglicht werden, daß eine Sammelabflußleitung zum Auffangen des Elektrolyten hinter den Aufspritzstellen vorgesehen ist, die an den Elektrolyt-Behälter angeschlossen ist.

Die Festlegung des Verteilers gegenüber dem Werkstückhalter kann in der Weise erfolgen, daß der Verteiler mit seinen Elektrolyt-Auslässen mit den Öffnungen in dem Werkstückhalter fluchtend durch ein Paar aus neutralem Werkstoff bestehender

109849/1786 " ^k "

Abstandshalter festlegbar ist.

Zweckmäßig besteht der Werkzeughalter aus einem nichtporösen, neutralen Werkstoff, vorzugsweise aus Polyvinyldichlorid.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein teilweise als Blockschaltbild, teilweise im Schnitt dargestelltes Funktionsschema der Vorrichtung und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2 - 2 in Fig. 1 in Pf^eilrichtung gesehen, der ein elektrisch leitendes, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung galvanisiertes Werkstück veranschaulicht.

In Fig. 2 ist ein aus Kupfer bestehendes Werkstück 10 mit einer Mehrzahl dreieckiger Löcher 11a bis 11 1 dargestellt. Drei ausgewählte, kleine, kreisförmige Oberflächenteile 12a, 12b und 12c auf dem Werkstück 10, die die Löcher 11a bis überlappen, wurden in der Vorrichtung nach der Erfindung vergoldet.

In Fig. 1 ist das auf die Hälfte verkleinert dargestellte Werkstück 10 in der Vorrichtung für das Vergolden angebracht gezeigt. Die Vorrichtung enthält eine Galvanisier-Vorrichtung 13f einen Elektrolyt-Behälter 14, ein Pump-System 16 für den Umlauf des Elektrolyten von dem Behälter 14 durch die Galvanisier-Vorrichtung 13 und eine hydraulische Preßeinrichtung 17 zum Zusammenhalten der schichtförmigen Teile in der Galvanisier-Vorrichtung 13 während des Galvanisiervorgangs.

Die Galvanisiervorrichtung enthält einen Verteiler 18, der auf den zwei Seiten 19 und 21 und an beiden, nicht gezeigten Stirnseiten geschlossen ausgebildet ist. Die dritte Seite des Verteilers 18 hat einen Einlaß 23, durch den Elektrolyt

109849/ 1786

gepumpt wird. Die Oberseite 24 des Verteilers 18 hat drei durch sie hindurchgehende Auslässe 26a, 26"b und 26c, die in Gestalt und Lage den Oberflächenteilen 12a, 12b und 12c auf dem zu galvanisierenden Werkstück entsprechen.

Der Verteiler 18 ist in einem Behälter 27 angebracht, der auf einem Träger 28 ruht. Eine Sammelabflußleitung 29 erstreckt sich vom Boden des Behälters 27 und durch den Träger 28. Der Verteiler 18 wird über der Bodenfläche des Behälters 27 von zwei Stutzen 31 und 32 gehalten. Der Behälter 27 und die Stützen 31 und 32 bestehen aus neutralen, d.h. in dem bei dem Galvanisiervorgang benutzten Elektrolyten chemisch widerstandsfähigen Werkstoffen.

Oben auf dem Verteiler 18 und von ihm durch chemisch widerstandsfähige, nicht leitende Abstandshalter 33 und 34 getrennt befindet sich ein chemisch widerstandsfähiger, nicht leitender Werkstückhalter 36. Ein bei einem Vergoldungsvorgang als geeignet für den chemisch widerstandsfähigen, nicht leitenden Werkstückhalter 36 gefundener Werkstoff ist PoIyvinyldichlorid. Der Werkstückhalter 36 hat drei durch ihn hindurchgehende öffnungen 37a, 37b und 37c, die in Form und Lage den Auslässen 26a, 26b und 26c des Verteilers 18 entsprechen. Ein Streifen 38 aus leitendem Werkstoff ist auf der oberen Fläche des Werkstückhalters 36 angebracht.

Das Werkstück 10 wird an dem Werkstückhalter 36 in leitende Berührung mit dem Streifen 38 und mit den zu galvanisierenden Oberflächenteilen fluchtend mit den öffnungen 37a, 37b und 37c in Stellung gebracht. Ein Bogen 39 aus Neopren oder einem anderen elastischen Werkstoff wird auf das Werkstück 10 aufgelegt. Eine Platte der hydraulischen Preßeinrichtung 17 liegt gegen den Neopren-Bogen 39 an. Während des Galvanisiervorgangs wird die hydraulische Preßeinrichtung 17 betätigt,

109849/17.86

drückt auf den Neopren-Bogen 39 und hält das Werkstück 10 fest gegen die Öffnungen 37a, 37b und 37c. Das Neopren dient auch zum Abdichten der Löcher 11a bis 111 in dem Werkstück 10, um das Galvanisieren seiner Rückseite und damit eine Vergeudung des aufzubringenden Metalls zu verhindern.

Eine Energie-Quelle 42 mit einer positiven und einer negativen Klemme ist durch Leitungen 43 und 44 so angeschlossen, daß Teile des Verteilers 18 zur Anode und der leitende Streifen 38 und das ihn berührende, leitende Werkstück 10 zur Kathode wird.

Das Pump-System 16 pumpt Elektrolyten aus dem Elektrolyt-Behälter 14 durch Rohre 46 und 47 in den Verteiler 18. Der Elektrolyt spritzt nach oben durch die Auslässe 26a, 26b und 26c des Verteilers 18 und durch die Öffnungen 37a, 37b und 37c in dem Werkstückhalter 36, wobei ein Elektrolyt-Galvanisierweg zwischen dem an den positiven Pol gelegten Verteiler durch den strömenden Elektrolyten zu dem Werkstück 10 vorgesehen wird.

Infolge des Drucks der hydraulischen Preßeinrichtung 17 wird das Werkstück sicher gegen den Werkstückhalter 36 gehalten, so daß der Elektrolyt nur die zu galvanisierenden Oberflächenteile berühren kann. Wenn der Elektrolyt von dem Werkstück 10 herunterläuft, gelangt er hinunter in den Behälter 27, durch die Sammelabflußleitung 29 und wird zu dem Elektrolyt-Behälter 14 durch ein Rohr 48 zurückgeführt.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verteilers besteht dieser aus einem nicht-leitenden Werkstoff und kann mit zusätzlichen, durch seine Unterseite hindurchgehenden Löchern versehen sein, die mit den Auslässen 26a, 26b und 26c fluchten, und leitende Stopfen können darin eingetrieben sein, die als Anoden für den Galvanisiervorgang dienen.

109849/1786

Claims (1)

1. Patentansprüche

   π Λ Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke, dadurch gekennzeichnet , daß das an ausgewählten Oberflächenteilen zu galvanisierende Werkstück (10) darin mittels einer Preßeinrichtung (17) gegen einen Werkstückhalter (36) preßbar ist, der an den Stellen der ausgewählten Oberflächenteile (12a, 12b, 12c) mit diesen entsprechend geformten, ihn durchsetzenden öffnungen (37a, 37b, 37c) versehen ist, durch die aus einem Elektrolyt-Behälter (14) entnommener Elektrolyt an einer ' Anode (18) vorbei auf die ausgewählten Oberflächenteile (12a, 12b, 12c) mittels eines Pumpsystems (16) bewegbar ist, wobei die Anode (18) und das Werkstück (10) an die beiden Pole einer Spannungsquelle (12) anschließbar sind.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bogen (39) aus elastischem " Werkstoff zwischen das Werkstück (10) und die Preßeinrichtung (17, 41) so zwischengelegt ist, daß er ein Durchfließen des Elektrolyten durch die Löcher (I1a-11l) und eine damit verbundene Galvanisierung der Rückseite des Werkstücks (10) verhindert.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn des Elektrolyten teilweise von einem Verteiler (18) begrenzt wird, der einen Elektrolyt-Einlaß (23) und Elektrolyt-Auslässe (26a, 26b, 26c) aufweist, welch letztere benachbart

   109849/1786

   zu und fluchtend mit den Öffnungen (37a, 37b, 37c) in dem Werkstückhalter (36) angeordnet sind, wobei das Pumpsystem (16) und seine Antriebsleistung so bemessen sind, dai3 es befähigt ist, den Elektrolyten durch die Elektrolytauslässe (26a, 26b, 26c) und die Öffnungen (37a, 37b, 2:7c) auf die ausgewählten Oberflächenteile (12a, 12b, 12c) des Werkstücks (10) zu spritzen.

   h. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (iti) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht, der in dem Elektrolyten unlöslich ist, und gleichzeitig als Anode verwendbar ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelabflußleitung (29,

   18) zum Auffangen des Elektrolyten hinter den Aufspritzstellen vorgesehen ist, die an den Elektrolyt-Behälter (14) angeschlossen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (18) mit seinen Elektrolyt-Auslässen (26a, 26b, 26c) mit den Öffnungen (37a, 37b, 37c) in dem Werkstückhalter (36) fluchtend durch ein Paar aus neutralem Werkstoff bestehender Abstandshalter (33, 34) festlegbar ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) aus einem nicht-porösen, neutralen Werkstoff besteht.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (56) aus PolyvinyldiChlorid besteht.

   - 22 654

   109849/1786