DE2144375C3 - Verfahren und Vorrichtung zur galvanischen Behandlung von Stabmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur galvanischen Behandlung von Stabmaterial, wobei das gegenüber einer Gegenelektrode auf Behandlungspotential befindliches Stabmalcrial durch einen Elektrolyten geführt und der Elektrolyt zusätzlich bewegt wird. — Stabmaterial meint im Rahmen der Erfindung Rohre, Profile, Drähte, wobei es sich um Gegenstände handeln kann, die abschnittsweise oder kontinuierlich durch den Elektrolyten geführt werden. Es mag sich bei der galvanischen Behandlung hauptsächlich um Maßnahmen der Metallabschcidung handeln, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und umfaßt /. B. auch Entfetten, Beizen, Spülen und Passivieren, — soweit dabei galvanisch mit einem Elektrolyten gearbeitet wird. Bekannte Vorrichtungen zur Durchführung solcher Maßnahmen bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Behandlungsbehälter mit Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für das Stabmateria!, Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Stabmaterials mit dem Behandlungspotential und Gegenelektrode sowie aus dem Elektrolyten im Behandlungsbehälter und Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten, Der Urnwälzeinrichtung können dabei Aufbereitungsaggregate für den Elektrolytan zugeordnet sein.

Bei den bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung erfolgt die Bewegung des Elektrolyten durch Pumpen, die den Elektrolyten in solcher Menge dem Behandlungsbehälter zuführen, daß der Elektrolyt, der zum Teil bereits durch die Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen für das Stabmaterial aus dem Behandlungsbad ausläuft, die Wände des Behandlungs-

behälters überflutet und folglich von einem Oberlaufbehälter aufgefangen wird, aus dem heraus die Pumpe den Elektrolyten zurückpumpt. Eine derartige Elektrolytbewegung ermöglicht höhere Stromdichten. Nichtsdestoweniger sind die erreichten Effekte nicht befriedigend.

Handelt es sich beispielsweise um Stabmaterial, welches im Elektrolyten horizontal geführt wird, und befinden sich die Gegenelektroden seitlich nebpn dem Stabmaterial (was insbesondere dann der Fall ist, wenn mehrere Stränge von Stabmaterial gleichzeitig durch ein Behandlungsbad geführt werden), so ist die galvanische Wirkung selbst bei symmetrischem Stabmaterial keinesfalls symmetrisch, darüber hinaus ist die Leistung der Vorrichtung beschränkt, weil aus physikalischen Gründen die Stromdichten nicht beliebig gesteigert werden können und folglich vorgegebene Schichtstärken oder vorgegebene Behandlungseffekte verhältnismäßig lange Behandlungszeiten erforderlich machen. Im Rahmen der Metallabschcidung befriedigt außerdem oft der kristalline Aufbau der galvanisch niedergeschlagenen Schichten nicht.

Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur galvanischen Behandlung von Stabmaterial anzugeben, welches es ermöglicht, mit sehr großen Stromdichten und damit sehr großen

■»5 Leistungen zu arbeiten, wobei stets eine einwandfreie und an jeder Oberflächenstelle des Stabmatcrials gleichmäßige galvanische Behandlung gewährleistet werden soll. Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Vorrichtung anzugeben, mit der die neuen Maßnahmen verwirklicht werden können.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Behandlung von Stabmaterial, wobei gegenüber einer Gegenelektrode auf Bchandlungspotential befindliches Stabmaterial durch einen Elektrolyten geführt und der Elektrolyt zusätzlich bewegt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die einzelnen Stäbe des Stabmaterials durch ein poröses Rohr geführt und (im Gleichstrom oder Gegenstrom zur Bewegung des Stabmaterials)

so durch das poröse Rohr ein mit Luft und/oder ein mit einem Inertgas vermischter Elektrolyt hindurchgeschickt wird, während gleichzeitig über die Länge des porösen Rohres und über dessen Umfang das Behandlungspotential zur Wirkung gebracht wird. —

f>i Die Erfindung kombiniert mehrere Maßnahmen. Zunächst wird nicht mit einem üblichen Elektrolyten gearbeitet, sondern vielmehr dem Elektrolyten Luft oder auch ein Inertgas in feiner Verteilung beigegeben.

Diese Maßnahme verhindert überraschenderweise bei Metallabsebeidungen die Bildung großer Kristallite und stellt sicher, daß gleichsam homogen und isotrop die Niederschläge aus sehr feinen Kristalliten sich aufbauen. Das gleiche gilt bezüglich der Gleichmäßigkeit der erreichten Wirkung, wenn andere galvanische Behandlungen in einem Behandlurcgsbad durchgeführt werden, dem in der beschriebenen Weise Luft oder ein Inertgas beigemischt wurde. Zur erfindungsgemäßen Kombination gehört jidoch fernerhin, daß das zu behandelnde Stabmaterial im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch ein poröses Rohr geführt wird, in dem der in der beschriebenen Weise mit Luft oder Inertgas durchmischte Elektrolyt strömt Dabei wird das Behandlungspotential über die gesamte Länge und über den gesamten Umfang des Rohres zur Anwendung gebracht. Das Rohr selbst kann dem Profil angepaßt sein, das das zu behandelnde Stabmaterial aufweist. Der Ausdruck poröses Rohr ist also nicht auf zylindrische Querschnittsform beschränkt, obwohl diese im allgemeinen ausreichend ist.

Die erreichten Vorteile sind zunächst darin zu sehen, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens über den gesamten Umfang von zu behandelndem Stabmaterial eine sehr gleichmäßige galvanische Behandlung und zwar mit überraschend hohen Stromdichten erreichbar ist Das gilt insbesondere dann, wenn der Querschnitt des porösen Rohres der Profilform des Stabmaterials angepaßt ist Darüber hinaus wird die galvanische Behandlung in ihrer Qualität verbessert, was insbesondere für Metallniederschläge gilt, wenn diese als Ergebnis der galvanischen Behandlung erzeugt werden sollen. Von besonderer Bedeutung für die gleichmäßige galvanische Behandlung ist aber das weitere Kombinationsmerkmal, wonach das Behändlungspotential über die Länge des porösen Rohres und über dessen Umfang wirksam ist. Im Ergebnis wird gegenüber den bekannten Maßnahmen eine beachtliche Verbesserung erreicht, und zwar in Bezug auf die Qualität der durchgeführten Behandlung. Nichtsdestoweniger ist das erfindungsgemäße Verfahren in vorrichiungsmäßiger Hinsicht auf sehr einfache Weise zu verwirklichen.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht geht die Erfindung aus von einnm Behandlungsbehälter mit Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für das zu behandelnde Stabmalcrial, Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Slabmaterials mit dem Behandlungsmalerial und Gegenelektrode sowie mit Elektrolyten im Behandlungsbehälter und Umwälzeinrichlung für den Elektrolyten, der gegebenenfalls Aufbercitungsaggregate für den Elektrolyten aufweisen kann. Im allgemeinen ist dem Beuandlungsbehäher ein Überlauf- oder Auffangbehälter zugeordnet, an den die Pumpe angeschlossen ist, die den Elektrolyten umpumpt. — In vorrichtungsmäßiger Hinsicht ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oder jeder Eintrittsöffnung und der oder jeder Austrittsöffnung für das Stabmaterial ein poröses Rohr angeordnet und dieses in leitende Granalien (/. B. Metallgranalien) eingebettet ist, welche die Gegenelektrode bilden und entsprechend geschaltet sind, daß fernerhin cinlaufscitig am Kopf jedes porösen Rohres eine der Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten zugeordnete Düsenanordnung angeordnet ist, mit der ein Gemisch aus Luft bzw. aus einem Inertgas und dem Elektrolyten gebildet werden kann bzw. in den Zwischenraum zwischen den porösen Rohren und zwischen dem jeweil.; ,'.u behandelnden Stab einführbar

Das poröse Rohr selbst besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise aus Kunststoff, es kann als an sich bekanntes Diaphragmarohr ausgebildet sein. Im allgemeinen wird nicht nur ein Strang des Stabmaterials in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt, sondern deren mehrere Stränge die parallel nebeneinander geführt sind, Dazu können auch mehrere poröse Rohre in einen einzigen leitenden Behandlungsbehälter eingesetzt werden, wobei dieser Behandlungsbehälter die Granalien aufnimmt, in welche die porösen Rohre eingebettet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.2 einen vergrößterten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. t,

Fig.3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 2,

Fig.4 einen nochmals vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 3.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens. Dazu besteht die Vorrichtung grundsätzlich aus einem Behandlungsbehälter 1 mit Eintrittsöffnung 2 und Austrittsöffnung 3 für das Stabmaterial 4. Zugeordnet ist eine nicht gezeichnete Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Stabmaterials 4 mit dem Behandlungspotential und zugeordnet sind Gegenelektrode 5. Im Behandlungsbehälter befindet sich der Elektrolyt 6, der mitteis einer nicht gezeichneten Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten gefördert wird. Im Ausführungsbeispiel arbeitet diese Umwälzung über einen Überlaufbehälter 7, der dem Behandlungsbehälter 1 zugeordnet ist. Zwischen der oder jeder Eintrittsöffnung 2 und der oder jeder Austrittsöffnung 3 für das Stabmaterial 4 befindet sich ein poröses Rohr 8. Dieses ist in leitende Granalien eingebettet, die die Gegenelektrode 5 bilden, so daß das .Stabmaterial 4 gleichsam allseitig und in überall gleichem Abstand von der Gegenelektrode 5 umgeben ist. In der Fig. 3 ist angedeutet worden, daß letzteres auch für den Fall gilt, daß das Stabmaterial ein besonderes Profil aufweist. Hier ist nämlich das poröse Rohr 8 diesem Profil angepaßt.

Einlaufseitig befindet sich am Kopf eines jeden porösen Rohres 8 eine der Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten zugeordnete Düsenanordnung 9, mit der ein Gemisch aus Luft bzw. einem Inertgas und dem Elektrolyten in den Zwischenraum zwischen dem porösen Rohr 8 und dem zu behandelnden Stab 4 einführbar ist. In Fig.4 ist angedeutet, daß das poröse Rohr 8 als Doppelwandrohr ausgebildet sein kann, wobei zwischen Innenwand 10 und Außenwand 11 sich Diaphragmamaterial 12 befindet. Es sind im Ausführungsbeispiel mehrere poröse Rohre 8 parallel nebeneinander angeordnet, wobei ein gemeinsamer Behandlungsbehälter t diese nebeneinander angeordneten porösen Rohre 8 aufnimmt und dieser Behandlungsbehälter die Granalien 5 als Schüttung enthält. So können mehrere Stränge des Stabmaterials pardlei nebeneinander geführt und gleichzeitig behandelt werden. Es mag sich bei den Granalien um Metallkörner handeln. Der BehandlungsbehlX'er 1 besteht ebenfalls aus leitendem Material, wobei die Werkstoffe für die Granalien 5 und für das leitende Material im allgemeinen so gewählt

werden müssen, daß ein Abtragen dieses Werkstoffes nicht stattfindet.

Insbesondere aus der Fig.2 wird deutlich, daß die Düsenanordnung 9 aus einer in das poröse Rohr einmündenden Ringdüse 13 besteht, die einen Luftinjektor 14 aufweist. Es besteht aber auch die Möglichkeit. Luft oder ein inertes Gas nach Pumpenförderung über eine zweite Ringdüse in den Innenraum des porösen Rohres 8 einzuführen, so daß dort die Mischung aus Luft bzw. Inertgas und dem Elektrolyten wirksam wird, die mit großer Geschwindigkeit längs des zu behandelnden Stabmaterials 4 strömt.

Im Ergebnis werden also die einzelnen Stäbe des Stabmaterials 4 durch ein poröses Rohr 8 geführt, wobei im Gleichstrom oder im Gegenstrom zu dieser Bewegungsrichtung durch das poröse Rohr 8 ein mit Luft und/oder mit einem Inertgas vermischter Elektrolyt hindurchgeschickt wird, während gleichzeitig über die Länge des porösen Rohres 8 und über dessen Umfang das Behandlungspotential zur Wirkung ge-

to bracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   j. Verfahren zur galvanischen Behandlung von Stabmaterial, wobei das gegenüber einer Gegenelektrode auf Behandlungspotential befindliche Stabmaterial durch einen Elektrolyten geführt und der Elektrolyt zusätzlich bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stäbe des Stabmaterials durch ein poröses Rohr geführt und durch das poröse Rohr ein mit Luft und/oder mit einem Inertgas vermischter Elektrolyt hindurchgeschickt wird, während gleichzeitig über die Länge des porösen Rohres und über dessen Umfang das Behandlungspotential zur Wirkung gebracht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Behandlungsbehälter mit Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für das Stabmaterial, Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Stabmaterials mit dem Behandlungspotential und Gegenelektrode sowie aus Elektrolyten im Behandtungsbehälter und Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten, wobei dem Sehandlungsbehälter ein Oberlaufbehälter zugeordnet sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oder jeder Eintrittsöffnung (2) und der oder jeder Austrittsöffnung (3) für das Stabmaterial (4) ein poröses Rohr (8) angeordnet und dieses in leitende Granalien (S) eingebettet ist, die die Gegenelektrode bilden, und daß einlaufseitig am Kopf jedes porösen Rohres (8) eine der Umwälzeinrichtung für den Elektrolyten zugeordnete Düsenanordnung (9) angeordnet ist, mit der ei". Gemisch aus Luft bzw. einem Inertgas und dem Elektrolyten (6) in den Zwischenraum zwischen dem porösen Rohr (8) und dem zu behandelnden Stab (4) einführbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Rohr (8) als aus Kunststoff od. dgl. bestehendes Diaphragmarohr (10, (1, 12) ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere poröse Rohre

   (8) in einem leitenden Behandlungsbehälter (1) angeordnet sind, der die leitenden Granalien (5) als Schüttung enthält.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung

   (9) aus einer in das poröse Rohr einmündenden Ringdüse (13) besieht, die einen Luftinjektor (14) aufweist, oder mit einer zusätzlichen Ringdüsc zur Zuführung von Luft bzw. zur Zuführung eines Inertgases kombiniert ist.