DE2125837C3 - Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender Werkstücke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender, auf einen Werkstückhalter aufgedrückter, als Kathode geschalteter Werkstücke, die innerhalb einer seitlichen Umgrenzung einem durch eine Pumpe in Umlauf gehaltenen, an einer Anode vorbeifließenden Elektrolyten ausgesetzt sind, wobei der Werkstückhalter mit den Konturen der zu galvanisierenden Oberflächenteile der Werkstücke entsprechenden öffnungen versehen ist und auf den die Werkstücke unter dem Druck einer Preßeinrichiung unter dichtendem Abschluß dieser öffnungen aufpreßbar sind.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-PS 25 32 907) wird der Gaivanisiervorgang dadurch beeinträchtigt, daß keine ausreichende Trennung zwischen dem den zu bearbeitenden Werkstückoberflächenteilen zuzuführenden und dem bereits benutzten Elektrolyten ermöglicht wird; vielmehr kann sich der verbrauchte Elektrolyt unterhalb der zu behandelnden Werkstücksteilen in der Weise ansammeln, daß er erneut mit diesen Stellen in Berührung zu gelangen vermag.

Es gibt im übrigen zahlreiche Bedarfsfälle für einen wahlweise erfolgenden Niederschlag von Edelmetallen auf ausgewählten Oberflächenteilen elektrisch leitender Werkstücke. Dabei 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 Na'ur. Diese Überzüge lösen sich zu einem gewissen Ausmaß in dem Galvanisierbad auf. Die aufgelöste organische Substanz verunreinigt das Bad und erfordert eine ständige Aufarbeitung desselben.

Es ist bei einer Vorrichtung zum Galvanisieren das Abdecken von Werkstückteilen durch eine Gummioder Kunststoffplatte bekannt, wobei die zu metallisierenden Werkstückteile aus in der Platte angebrachten Öffnungen hervorstehen (FR-PS 6 19 326).

Es ist auch eine Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile bekannt, bei der auf einen Werkstückhalter das zu galvanisierende Teil zu liegen kommt und oberhalb des Teils ein dem Teil den Elektrolyten zuführender Kopf angeordnet ist (US-PS 34 68 785). Dabei wird der Elektrolyt innerhalb einer Umgrenzung auf das zu galvanisierende Teil aufgebracht, die durch vom Kopf der Galvanisierungsvorrichtung ausgehende Metallborsten gebildet werden. Bei dieser Vorrichtung fließt jedoch der Elektrolyt lediglich unter der Wirkung der Schwerkraft innerhalb der Vorrichtung auf das Werkstück und berieselt dieses, so daß die Intensität des Galvanisierungsvorgangs entsprechend begrenzt ist Auch kann durch die Metallborsten der Elektrolyt hindurchfließen, so daß eine seitliche Ausbreitung des Elektrolyten über das Werkstück nicht verhindert werden kann. Darüber hinaus können auch nicht gleichzeitig mehrere abgegrenzte Oberflächenteile eines Werkstücks behandelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Galvanisierungsvorrichtung vorzusehen und so auszubilden, daß einerseits ihre Wirksamkeit erhöht bzw. der Galvanisierungsvorgang erheblich beschleunigt werden kann und andererseits sowohl die gleichzeitige Behandlung einer Mehrzahl von zu galvanisierenden Oberflächenteilen eines Werkstücks als auch eine Verhinderung der Ausbreitung des Elektrolyten über nicht zu galvanisierende Oberflächenteile des Werkstücks ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß unterhalb des Werkstückhalters in Abstand von diesem ein Veneiler für den Elektrolyten mit mit den öffnungen

des Werkstückhalters fluchtenden Öffnungen zur Benetzung der die öffnungen des Werkstückhalters abschließenden Oberflächenbereiche des Werkstückes vorgesehen ist und daß der Verteiler mit der Umwälzpumpe für den Elektrolyten verbunden ist. während für den Abfluß des Elektrolyten nach der Werkstückbeaufschlagung eine Abstandszone zwischen Werkstückhalterund Verteiler eingerichtet ist.

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 Werkstück und Preßeinrichtung eingelegt ist. der ein Durchfließen des Elektrolyten durch die Löcher verhindert.

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 Sammelab- flußleitung zum Auffangen des aus der Abstandszone zwischen Werkstückhalter und Verteiler abfließenden Elektrolyten vorgesehen ist, die an einem Elektrolyt-Behälter angeschlossen ist.

Der Werkstückhalter besteht vorzugsweise aus Polyvinylchlorid.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits durch das Spritzen des Elektrolyten gegen die zu galvanisierenden Oberflächenteile des Werkstückes eine beträchtliche Intensivierung des Galvanisierungsvorganges ermög licht wird und daß andererseits ohne Verschiebung des Werkstücks gegenüber der Vorrichtung gleichzeitig eine nahezu beliebig große Anzahl voneinander getrennter Oberflächenteile des Werkstücks galvanisiert werden kann, wobei alle diese Oberflächenteile praktisch den gleichen Arbeitsbedingungen unterliegen, so daß gleichartige Metallniederschläge gleichzeitig erzeugbar sind. Darüber hinaus läßt sich auch wegen der genauen Begrenzung der zu behandelnden Oberflä chenteile eine genauere Berechnung der für die Galvanisierung benötigten Metallmenge durchführen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

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

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F ι g. 1 in Pfeilrichtung 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/ dargestellt. Drei ausgewählte kleine, kreisförmige Oberflächenteile 12a, 12f> und 12c auf dem Werkstück 10, die die Löcher 1 la bis 11/überlappen, wurden in der Vorrichtung nach der Erfindung vergoldet.

In Fig.l ist das auf die Hälfte verkleinert dargestellte Werkstück 10 in der Vorrichtung für das Vergolden angebracht gezeigt. Die Vorrichtung enthält eine Galvanisier-Vorrichtung 13, 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 Preßeinnch- tung 17 zum Andrücken der schichtförmigen Teile in der Galvanisier-Vorrichtung 13 während des Galvanisiervorgangs.

Die Galvanisiervorrichtung enthält einen Verteiler 18, der auf den zwei Seilen 19 und 21 und an beiden, nicht gezeigten Stirnseiten geschlossen ausgebildet ist. Die dritte Seite 22 des Verteilers 18 hat einen Einlaß 23, durch den Elektrolyt gepumpt wird. Die Oberseite 24 des Verteilers 18 hat drei durch sie hindurchgehende Auslässe 26a, 26b, 26c, die in Gestalt und Lage den Oberflächenteilen 12a, 126 und 12c auf dem zu ίο 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 Schlitzen 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, nichtleitende Abstandshalter 33 und 34 getrennt, befindet sich ein chemisch widerstandsfähiger, nichtleitender Werkstückhalter 36. Ein bei einem Vergoldungsvorgang als geeignet für den chemisch widerstandsfähigen, nichtleitenden

Werkstückhalter 36 gefundener Werkstoff ist Poly vinyldichlorid. Der Werkstückhalter 36 hat drei durch ihn hindurchgehende Öffnungen 37a, 37b und 37e, die in Form und Lage den Auslässen 26a, 266 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 deii zu galvanisierenden Oberflächenteilen fluchtend mit den Öffnungen 37a, 376 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, drückt auf den Neopren-Bogen 39 und hält das Werkstück 10 fest gegen die Öffnungen 37a, 376 und 37c. Das Neopren dient auch zum Abdichten der Löcher 11a bis 11/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 Ver'.eilers 18 zur Anode und der leitende Streifen 38 und das ihn berührende, leitende Werkstück 10 zur Kathode werden.

Das Pump-System 16 pumpt Elektrolyten aus dem Elektrolyt-Behälter 14 durch Rohre 46 und 47 in den 55 Verteiler 18. Der Elektrolyt spritzt nach oben durch die Auslässe 26a, 266 und 26c des Verteilers 18 und durch die Öffnungen 37a, 376 und 37c in dem Werkstückhalter 36.

Infolge des Drucks der hydraulischen Preßeinrich-_6o tung 17 wird das Werkstück sicher auf dem Werkstückhalter 36 gehalten, so daß der Elektrolyt nur die zu galvanisierenden Obcrflächenteile berühren kann. Wenn der Elektrolyt von dem Werkstück 10 herunterläuft, gelangt er hinunter in den Behälter 27, durch die ₍,_s Sammelabflußleitung 29 und wird zu dem Elektrolyt-Behälter 14 durch ein Rohr 48 zurückgeführt.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verteilers besteht dieser aus einem nichtleitenden Werkstoff und

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

kann mit zusätzlichen, durch seine Unterseite hindurchgehenden Löchern versehen sein, die mit den Auslässen 26a, 266 und 26c fluchten, und leitende Stopfen können darin eingetrieben sein, die als Anoden für den Galvanisiervorgang dienen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Galvanisieren ausgewählter Oberflächenteile elektrisch leitender, auf einen Werkstückhalter aufgedrückter, als Kathode ge-•chalteter Werkstücke, die innerhalb einer seitlichen Umgrenzung einem durch eine Pumpe in Umlauf gehaltenen, an einer Anode vorbeifließenden Elektrolyten ausgesetzt sind, wobei der Werkstückhalter mit den Konturen der zu galvanisierenden Oberflächenteile der Werkstücke entsprechenden Öffnungen versehen ist und auf den die Werkstücke unter <jem Druck einer Preßeinrichtung unter dichtendem Abschluß dieser öffnungen aufpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Werkstückhalters (36) in Abstand von diesem ein Verteiler (18) für den Elektrolyten mit mit den öffnungen (37a, 37b, 37c) des Werkstückhalters fluchtenden öffnungen (26a, 266,26c) zur Benetzung der die öffnungen des Werkstückhalters abschließenden Oberflächenbereiche des Werkstückes vorgesehen ist und daß der Verteiler (18) mit der Umwälzpumpe (16) für den Elektrolyten verbunden ist, während für den Abfluß des Elektrolyten nach der Werkstückbeaufschlagung eine Abstandszone zwischen Werkstückhalter (36) und Verteiler (18) eingerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bogen (39) aus elastischem Werkstoff zwischen Werkstück (10) und Preßeinrichtung (17) eingelegt ist, der ein Durchfließen des Elektrolyten durch die Löcher (lla bis Wl) verhindert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (18) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht, der in dem Elektrolyten unlöslich ist und gleichzeitig als Anode verwendbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelabflußleitung (29,48) zum Auffangen des aus der Abstandszone zwischen Werkstückhalter (36) und Verteiler (18) abfließenden Elektrolyten vorgesehen ist, die an einen Elektrolyt-Behälter (14) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (26a, 266,26c) fluchtend mit den öffnungen (37a, 37b, 37c) durch ein Paar aus neutralem Werkstoff bestehender Abstandshalter (33,34) festlegbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) aus Polyvinylchlorid besteht.