DE2225391A1 - Galvanisiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum kontinierlichen Galvanisieren von Linien oder Einzelflächen insbesondere aus Edelmetall auf Metallstreifen.

In der elektronischen Industrie wird häufig Gehrauch gemacht von gold-galvanisierten Bauteilen wie Halbleitern, Steckern oder dergleichen. Für eine Anzahl dieser Teile wäre eine funktionale oder partielle Goldgalvanisierung ausreichend, da der JPunktionalbereich in der Regel nur einen Teil des ganzen Bauteiles darstellt. Insbesondere bei bestimmten Steckern für gedruckte Schaltungen und für Halbleiter-Vorrichtungen wäre eine partielle Galvanisierung ausreichend.

Gold wird zum Galvanisieren verwendet, weil es hervorragend korrosionsbeständig ist, sehr gute elektrische Eigenschaften aufweist und in einfacher Weise kalt geschweißt und gelötet werden kann. Der gute Korrosionsschutz garantiert die beiden zuletzt genannten Vorteile über einen langen Zeitraum. Um den

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Verbrauch des teuren Goldes einzuschränken, wurden bereits verschiedene Verfahren für funktionale Galvanisierung entwickelt. In den meisten Fällen führen diese Verfahren jedoch zu einer drastischen Erhöhung der Arbeitskosten. Insbesondere Stecker und bestimmte Arten von Halbleitern werden hergestellt aus Streifenmaterial wie beispielsweise Messing, Phosphorbronze, Neusilber etc. Derartiges Streifenmaterial ist gewöhnlich bis zu 100 mm breit und zwischen 0, 1 und 1 mm dick. Wenn ein derartiges Material derart mit einem Goldstreifen versehen werden könnte, das während der Herstellung des Teiles das Gold exakt auf dem Funktionalbereich läge, könnte eine wesentliche Einsparung an kostbarem Gold erreicht werden. Derartiges Material ist handelsüblich unter dem Warnen Walzgold oder Double . Die bekannten Materialien werden durch Aufwalzen eines Goldstreifens auf ein Basismaterial hergestellt. Wärmebehandlungen und weitere Walzvorgänge führen schließlich zu dem Erzeugnis, das ein oder mehrere Goldlinien auf dem Streifenmaterial aufweist (siehe beispielsweise Figur 5)· Diese bekannte Technik hat zwei wesentliche Nachteile: Einmal sind die Dickentoleranzen häufig sehr großj dabei ist es in der Regel schwierig, Dicken von weniger als ^jU zu erhalten, wobei eine Toleranz zwischen 5U und 8 M noch als normal anzusehen ist. In der Elektronik werden jedoch häufig nicht mehr als 0,5 bis 2JU gefordert. Der andere Nachteil liegt in der unzureichenden Reinheit. Gold als reines Metall (24 Karat) ist sehr weich (VH 60-70) und normalerweise ungeeignet für direkten Gebrauch ohne Zusatz anderer Metalle. Übliche Zusätze sind Silber, Kupfer und Nickel. Um ein brauchbares Material zu erhalten, sind Zusätze von 25 % üblich (Reinheit des Goldes 18 Karat, Härte 150 - 220 HV). Es liegt auf der Hand, daß das Goldmetall einen Teil der an sich gewünschten Eigenschaften des reinen Goldes verliert, insbesondere die gewünschte Konsistenz dieser Eigenschaften .

Die Galvanisierung von Gold bietet die Möglichkeit, die Eigenschaften des reinen Goldes zu bewahren bei nur geringer Beimischung anderer Metalle (0,1 - 1 % ). üis ist sogar möglich, eine Härte von 300 VH mit Gold einer Mindestreinheit von 99?99 % zu erreichen. Die Galvanisierung kann überdies in praktisch jeder gewünschten Dicke erfolgen.

Bis in die jüngste Zeit hinein wurden Streifen auf ihrer gesamten Oberfläche mit Gold galvanisiert. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der sich im kontinuierlichen Verfahren Linien oder auch unabhängige Flächen voneinander auf Metallstreifen galvanisieren lassen. Dabei umfaßt die vollständige Anlage - wie üblicher Weise bei der Galvanisierung - einen Vorbehandlung s ab schnitt, in dem auch eine dünne Unterlage aufgebracht werden kann. Derartige Unterlagen auf dem gesamten Streifen - bevorzugt wird hierfür Nickel - haben eine doppelte Aufgabe. Sie verhindern eine Diffusion des Goldes in das Trägermaterial sowie eine Korrosion derjenigen Teile der Streifen, die nicht gold-galvanisiert sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung gelöst, die folgende Merkmale aufweist:

- Ein eine Elektrolysekammer umschließendes Rad, das an seinem Umfang einen kreisförmigen Schlitz oder einen mit Offnungen versehenen Ring aufweist;

- dieser Schlitz oder Hing ist über einen Teil seines Umfanges von dem Metallstreifen abgeschlossen;

- der mit gesteuerter Geschwindigkeit transportierte Metallstreifen überdeckt einen Teil des Umfanges des Rades und treibt dieses anj

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- die Elektrolysekammer enthält einen geeigneten Elektrolyten -und eine Anode j

- der Metallstreifen dient als Kathode derart, daß er beim Verlassen des Eades auf seiner mit dem Rad in Berührung gewesener Oberfläche mit den gewünschten galvanisierten Flächen versehen ist.

Um die Verbindung zwischen dem zu galvanisierenden Streifen und dem Umfang des Elektrolyserades vollständig wasserdicht zu machen, wird zweckmäßig eine vor dem Elektrolyserad angeordnete Spannvorrichtung zur Steuerung der Spannung des MetalIstreifens vorgesehen. Unabhängig von dem jeweiligen Typ des Streifenmaterials wird dadurch eine wasserdichte Anlage sichergestellt.

Die wesentlichen Vorteile der neuen Vorrichtung sind folgende:

a) Eine große Anpassungsmöglichkeit hinsichtlich Breite und Dicke des verwendeten Streifenmaterials;

b) eine gleichgroße Flexibilität hinsichtlich der Breite der zu galvanisierenden Linien sowie der Form und Anordnung der zu galvanisierenden Flächen oder Linien;

c) Eine hohe Niederschlag-Geschwindigkeit mit Hilfe bestimmter Agitationsmittel}

d) eine große Variationsmöglichkeit hinsichtlich der aufgebrachten Golddicke sowie eine sehr genaue und gleichmäßige Dicke der Galvanisierungsschichtf

e) die Möglichkeit der Verwendung einer Unterschicht zur Vermeidung von Diffusion.

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Die "bisher beschriebene Vorrichtung ist bestimmt zum Galvanisieren durchgehender Metallstreifen, die die kreisförmige Elektrolysekammer -vollständig abschließen. Diese Vorrichtung ist nicht geeignet zum Galvanisieren von perforierten oder sonstige Durchbrechungen aufweisenden Metallstreifen, da der Elektrolyt aus der Elektrolysekammer durch diese Öffnungen im Metallstreifen abfließen würde. Um auch derartiges perforiertes oder mit sonstigen Durchbrechungen versehenes Streifenmaterial verarbeiten zu können, beispielsweise vorgestanzte Streifen für die Herstellung von Kontakten oder integrierten Schaltungen, kann die oben beschriebene Vorrichtung mit einem endlosen Trägerband versehen werden, das über eine Anzahl Mihrungsrollen und über den gleichen oder einen kleineren Teil des von dem perforiert ausgebildeten Metallstreifen überdeckten Umfanges des Elektrolyserades geführt ist und gegen die nicht am Elektrolyserad anliegende Seite des · Metallstreifens mit einer elastischen Lage drückt und dadurch eine Abdichtung gegenüber der Elektrolysekammer bildet.

Bei dieser weiterentwickelten Vorrichtung wird ein Abfließen des Elektrolyten aus der Elektrolysekammer verhindert durch den zu galvanisierenden Metallstreifen und zusätzlich durch das Trägerband auf der Außenseite des Metallstreifens. Dabei kann eine Spannvorrichtung zur Steuerung der Spannung im Trägerband vorgesehen werden, um eine flüssigkeitsdichte Anlage zwischen Trägerband und Metallstreifen zu erreichen.

Da viele vorgestanzte Streifen empfindliche Galvanisierflächen tragen können, könnte das Ziehen dieser Streifen leicht zu Beschädigungen dieser Flächen führen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann daher anstelle des Metallstreifens selbst das Trägerband angetrieben werden. Zufuhr und Ableitung des Metallstreifens können dann mit einem Minimum an Belastung erfolgen.

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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Trägerband aus einer nicht dehnbaren festen Lage, die mit einer elastischen
Lage beschichtet ist. Dabei liegt das Trägerband mit seiner
elastischen Schicht an dem perforierten Metallstreifen an.

Perforierte Metallstreifen tragen meist Marken oder Mitnehmerlöcher, die zusammen mit den Schablonen gestanzt werden. Dann
kann es zweckmäßig sein, wenn der perforierte Metallstreifen
Mitnehmerlöcher und das Trägerband korrespondierende Mitnehmerlöcher aufweisen, während das Elektrolyserad mit entsprechenden Mitnehmerstiften versehen ist, die eine exakte Anordnung der zu galvanisierenden Flächen auf dem Metallstreifen sicherstellen.

Bei Galvanisierung einzelner Flächen eines perforierten Metallstreifens kann von der oben erläuterten Vorrichtung auch Gebrauch gemacht werden, wenn eine elastische Abdeckung oder Maske zwischen dem Umfang des Elektrolyserades und dem Metallstreifen verwendet wird. Allerdings kann ein perforierter Metallstreifen unter Umständen sehr empfindlich sein und durch die Stärke des dreilagigen Systems - Abdeckung, Metallstreifen und Trägerband leicht verformt werden. Dadurch könnte die Anordnung zum Teil
in den Schlitz im Umfang des Elektrolyserades eingezogen werden. Dadurch entsteht die Gefahr eines Lecks.

Eine weitere Abwandlung der oben beschriebenen Vorrichtung wird dann erreicht, wenn der Ring einen Teil des Umfanges des'Ringes bildet und mit dem Umfang des anderen Ringes verbunden ist, wobei

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der Ring den Metallstreifen trägt -und eine Anzahl von Off mangen aufweist, die einen diskontinuierlichen Schlitz und eine Maske bilden zur Bestimmung von Form und Anordnung der zu galvanisierenden Flächen auf dem Metallstreifen. Dabei bildet der neu vorgesehene Hing eine ausreichend stabile Unterlage für den perforierten Metallstreifen und das Trägerband. Dabei sollte der neue Ring auf seinem Umfang mit einem elastischen Material abgedeckt sein,um eine ausreichende Abdichtung zu gewährleisten.

Das Trägerband wird durch die Perforationen des Metallstreifens hindurch mit Elektrolyt angefeuchtet und kann daher auch den zu galvanisierenden Metallstreifen auf seiner Rückseite mit Elektrolyt beaufschlagen, so daß dort Niederschläge entstehen können. Um dieses zu verhindern, kann zweckmäßig ein Reinigungstank vorgesehen werden zur Reinigung des das Elektrolyserad verlassenden Trägerbandes mit Wasser von Spuren des Elektrolyten.

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In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung in Seitenansi eilt eine vollständige Galvanisierungsanlage;

Fig. 2 einen 'feil der Anlage gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Detail aus Fig. in Seitenansicht und zum ^fJ?eil geschnitten gemäß der Linie III - III in Fig. 2;

Fig. 4 die Darstellung gemäß Fig. 3 in Stirnansicht und zum Teil geschnitten gemäß der Linie IV - IV in Fig. 3.

Fig. 5 in Draufsicht ein Streifenmaterial mit aufgalvanisiertem Goldstreifen, hergestellt mit einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4-;

Fig. 6 den unteren Teil der Darstellung in Fig. in vergrößertem Maßstab von einer abgewandelten Ausführungsform zur Aufgalvanisierung einzelner Bereiche anstelle eines durchgehenden Streifens;

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt gemäß der Linie VII - VII in Fig. 1;

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Fig. 8 eine Darstellung gemäß Fig. 6 von einer abgewandelten Ausführungsform zur gleichzeitigen Aufgalvanisierung zweier Metallstreifen;

Fig. 9 eine Darstellung gemäß Fig. 2 von einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig.10a ein Trägerband im Querschnitt;

Fig.10b das Band gemäß Fig. 10a in Draufsicht;

Fig.11 eine Darstellung gemäß Fig. 3 von einer abgewandelten Ausführungsform teilweise geschnitten nach der Linie III - III in Fig. 9;

Fig.12 eine Darstellung gemäß Fig. 4 von einer abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 11;

Fig.13 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie "V-V in Fig. 12 und

Fig. 14 in Draufsicht ein/mit der "Vorrichtung gemäß

den Fig. 9 bis 13 galvanisierten, perforierten Metallstreifen.

Fig. 1 zeigt eine vollständigeGalvanisierungsanlage. Auf einer Abspulvorrichtung 42 ist das zu galvanisierende Streifenmaterial 4 aufgewickelt. Dieser Streifen läuft über eine ein-

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stellbare Spannvorrichtung 43, durch einen Vorbehandlungsabschnitt 44, durch eine Vorrichtung gemäß dieser Erfindung, durch einen Nachbehandlungsabschnitt 45, über einen gesteuerten Antrieb 46, der eine S-Führung aufweist, die den Streifen ohne Schlupf zieht, und schließlich durch eine zweite einstellbare Spannvorrichtung 47, die die Spannung steuert, unter der der galvanisierte Streifen 4 auf eine Aufspulvorrichtung aufgewickelt wird.

Das Herz dieser Anlage ist in Fig. 2 dargestellt. Die hier gezeigte Vorrichtung umfaßt in erster Linie ein"Elektrolyserad" 1, um dessen Umfang das vorbehandelte und nun teilweise zu galvanisierende Streifenmaterial 4 mit Hilfe zweier Führungsrollen 37) 38 geführt wird. Das Streifenmaterial 4 läuft in Richtung des eingezeichneten Pfeiles und treibt das Rad 1 an. Letzteres ragt teilweise in einen Behälter 18, der den Elektrolyten 5 enthält. Dieser wird von einer Pumpe 19 über eine Rohrleitung 21, durch einen Filter und Wärmeaustauscher 20 und schließlich durch eine Rohrleitung 22 und ein Ventil 41 auf das Rad 1 geleitet, von wo er durch Löcher 17 zurück in den Tank 18 fließt. Das Rad 1 muß oberhalb des Pegels 60 des in dem Behälter 18 stehenden Elektrolyten angeordnet sein. Der Behälter 18 ruht auf einem Unterbau 39. Rad 1, Behälter 18 und Unterbau 39 sind fest im Boden verankert.

Fig. 3 zeigt das Rad 1 aus Fig. 2 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt gemäß der Linie III - III in Fig. 2. Auf einer ortsfesten Welle 10, deren Lagerung nicht weiter dargestellt ist, sind zwei Ringe 8, 9 drehbar gelagert. Der Ring

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bildet ein Achsenlager mit einem Ring 26, der im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, und mit einem Hing 28, der über eine Mutter 31 auf der Welle 10 festgelegt ist. Der Hing 9 bildet ein Achsenlager mit einem Hing 27» der gleichfalls im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, und außerdem mit einem scheibenförmigen Ring 29, der über eine Mutter 32 gehalten ist. Die beiden flachen Hinge 28 und 29 halten zwischen sich eine Elektrolyt-Zufuhr 23· Die gesamte Vorrichtung ist auf der Welle 10 durch deren Schulter 30 fixiert. Beim Zusammenbau der bisher beschriebenen Vorrichtung wird zuerst die Elektrolyt-Zufuhr 23 auf die Welle gegen deren Schulter 30 gedrückt. Anschließend werden die Ringe 20 und 9 und schließlich der Ring 27 montiert, worauf die gesamte Anordnung zusammengeschraubt wird über die Mutter 32. Anschließend werden von der anderen Seite die Ringe 28 und 8 und schließlich der Ring 26 aufgeschoben und über die Mutter 31 fixiert. In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 sind alle iTeile ortsfest mit Ausnahme der Ringe 8 und 9 zusammen mit den Justier- und Abdientelementen 35, 36, 11, 13, 14 und 12, die durch das Streifenmaterial 4 angetrieben werden.

Mit dem Umfang der Hinge 8 und 9 sind Justierringe 11, 12 verbunden, mit denen die axiale Stellung mit Hilfe von Schrauben 35 und Distanzhüls en 36 justiert werden kann. Der kleinste Abstand zwischen den beiden Justierringen 11 und 12 entspricht genau der Breite des Streifenmaterials 4. letzteres liegt wasserdicht an den Ringen 8, 9 an und bildet somit eine Wandung einer Elektrolysekammer 2 über Dichtungen 13, 14, die beispielsweise durch O-Ringe gebildet sein können, die zum Teil flachgedrückt sind. Die Breite eines auf das Streifen-

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material 4 aufzugalvanisierenden υ-old streif ens ist bestimmt durch den kleinsten Abstand zwischen den beiden Dichtungen 13 und 14.Da beide Justierringe 11, 12 unabhängig voneinander mit Hilfe von entsprechend ausgewählten Distanzhülsen 36 justiert werden können, kann die Anordnung des galvanisierten Streifens 7 (s. Fig. 5) auf dem Streifenmaterial 4 nach Junsch bestimmt werden. Die Breite deο Streifermaterials hängt von der Dicke der Jting scheiben 28, 29 afc, die die Schlitzbreito 3 bestimmen, und von denen eine Anzahl vorrätig sein sollte, um hinsichtlich der Breite eine große Variationsmöglichkeit zu erreichen.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die Breite des Schlitzes 3 an dessen Außenseite, also direkt neben dem Streifenmaterial 4, größer ist als an der Innenseite, also an der der Elektrolysekammer 2 zugewandten Seite. Die Randzonen der aufzugalvanisierenden flächen v/erden dadurch von den Hingen <S und 9 etwas abgeschirmt, so daß an diesen Randstreifen ein beschleunigter Metallniederschlag stattfindet und eine gleichförmige Schichtdicke erreicht wird.

Die Elektrolysekammer 2 wird gebildet durch die beiden Hinge 6, 9) wobei in diese Kammer eine Anode ragt in Form eines Titan-Streif ens 6, auf den unlöslich eine Platinschicht galvanisiert ist, und der eine große Anzahl kleiner Locher aufweist, die als Elektrolyt-Verteiler fungieren. Die Anode 6 ist verbunden mit einem Titandraht 25, der im oberen Teil der Fig. 3 dargestellt,ist und durch den zwischen den Ringen 27 und 28 gebildeten Spalt in das Freie führt.

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Es ist jedoch auch möglich, als Anode beispielsweise zwei stückige Kompaktkörper zu x^ählen in zwei Anodenräumen, die an den Seiten dex- Elektrolyt-Zufuhr 23 angeordnet sind. In diesem Fall sollte die Außenseite der Elektrolyt-Zufuhr 23 aus Kunststoff bestehen.

LJm eine gute Verteilung des Elektrolyten zu erreichen, wird eine Elektrolyt-Zufuhr 23 mit einer Anzahl liadi al kanal e 24 verwendet. Der Elektrolyt 5 ^i.cd über die Rohrleitung 22 (s. auch Jj'ig. 2) dem Rad zugeführt, von wo er in den Innenraum 33 der ortsfesten Welle 10 fließt. Dort wo die Elektrolyt-Zufuhr 23 mit der Welle 10 in .Berührung steht, sind Radialkaniile 34 vorgesehen, um die Zufuhr des Elektrolyten in eine Ringkamtner 40 zwischen Welle 10 und Innenseite der Elektrolyt-Zufuhr zu ermöglichen. Aus dieser Hingkammer 40 strömt der Elektrolyt durch die Eadialkanäle 24 in didElektrolyt-Zufuhr 23 und durch deren Löcher bzxtf. durch die Löcher der Anode 6 unter Druck in die ringförmige Elektrolysekammer 2 gegen das streifenmaterial 4, von wo es durch die Locher 17 in den Ringen 8 und 9 abfließt. Dieser otrömungsweg des Elektrolyten ist in Sig. 3 mit Pfeilen dargestellt.

Der Pegel 60 des Elektrolyten in der Kammer 2 wird gesteuert durch das Ventil 41 (s. J?ig. 2). Die Dicke des auf galvanisierten otreifens 7 kann verändert werden durch die jeweilige Geschwindigkeit des Ütreifenmat©rials 4,-durch die Konzentration des Elektrolyten 5 oder aber durch den angelegten Btrom der

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stromquelle (in der Zeichnung nicht dargestellt), an die die Anode 6 und das Stx-eifeimiaterial 4, das als Kathode wirkt, angeschlossen sind.

Durch die Anordnung der Anode sowie das Injektionssystem gegen das Streifenmaterial wird ein außerordentlich schneller Metall* niederschlag erreicht.

l)ie Justierringe 11 und 12 umschließen das streifenmaterial derart, daß es für den Elektrolyten unmöglich ist, über die Löcher 17 in der Außenseite der Hinge 8 und 9 abzufließen und auf die -Rückseite des Streifenmaterials 4 zu gelangen. Letzteres bleibt daher auf dieser Seite trocken, so daß hier kein I-ietallnieder schlag stattfindet.

Sollen anstelle eines durchgehenden Streifens nur einzelne Teilflächen galvanisiert xirerden, werden die Dichtungen 13, 14 ersetzt durch eine dichte !form 15 (s. ü'ig. 6), die das Streifenmaterial 4 trägt. Letzteres wird dann nur dort galvanisiert, wo sich in der Form 15 Löcher 16 befinden.

Mit Ausnahme der Anode ö und des Titandrahtes 25 bestehen alle Seile des"Elektrolyserades"1 vorzugsweise aus durchsichtigem Material, beispielsweise Perspex, das eine Einregelung des Elektrolyt-Pegels (s. Fig. 2) innerhalb der Elektrolysekammer mit Hilfe des Ventils 41 mit sehr großer Genauigkeit zuläßt. Sehr gutes Material ist auch HCH 1000, das einen niedrigen Ausdehnungskoeffiziaten besitzt und für Maschinenteile mit hohen Toleranzen verwendet werden kann.

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Soll das Streifenmaterial 4 in Form mehrerer zueinander verlaufender Streifen des gleichen oder auch verschiedenen Materials galvanisiert werden, so kann das Streifenmaterial nacheinander über verschiedene Vorrichtungen geführt Xferden, wobei durch die Einstellung der Ringe 11 und 12 die genaue Position des jeweiligen Streifens eingestellt werden kann. Soweit es erforderlich ist, können die zu galvanisierenden Flächen auch übereinander angebracht werden. Falls jedoch der uhbeschichtete Bereich zwischen zwei aufzugalvanisierenden Streifen breiter als 5 mm sein soll, kann zwischen die Hinge 8, 9 ein über Gewindebolzen 56 verstellbarer Felgenring 53 eingebaut werden (s. Fig. 8), der auf seiner äußeren Mantelfläche Dichtungen 54, 5!? trägt. Dieser Felgenring 53 verhindert nicht den freien Fluß des Elektrolyten; er kann mit Hilfe der Gewindebolzen 56 hinsichtlich seiner gexirünschten Lage genau eingestellt werden. Sehr breite Streifen können galvanisiert werden mit Hilfe mehrerer Felgenringe, wobei dann mehr als zwei Streifen pro Arbeitsgang hergestellt werden können.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Spannvorrichtung 43 in Fig. 1. Danach wird das Streifenmaterial 4 über drei Hollen geleitet, wobei von den beiden oberen Hollen lediglich die eine Rolle 50 erkennbar ist. Diese ist gegenüber einem Gestell 51 hinsichtlich ihrer Höhenlage ortsfest angeordnet, während die untere Umlenkrolle 49 im Gestell 51 vertikal verschiebbar ist. Sie wird nach unten gezogen über ein Seil 52, das über eine Anzahl Führungsrollen läuft und mit seinem freien Ende an einem Gewicht G angreift. Die Zugkraft innerhalb des Streifen-

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materials 4 steht daher in direkter delation zu der Größe des Gewichtes G. Die Umlenkrolle 49 betätigt zwei Endschalter, mit denen der Antriebsmotor für die Abspulvorrichtung 42 gesteuert wird: In der höchsten Stellung der Holle 49 wird der Motor eingeschaltet, in der niedrigsten Stellung hingegen abgeschaltet.

Durch die Zusammenwirkung der Dichtungen mit dem zu beschichtenden Streifenmaterial wird eine bisher unbekannte scharfe Abgrenzung der aufzugalvanisierenden Flächen erreicht.

Gemäß Fig. 9 koraiiit das zu galvanisierende Streifennaterial 4 von einer nicht dargestellten Vorbe i^rjuluf'g.- oiiage und vird zu einer ersten Führungsrolle 37 geleitet, von dort über das Elektrolyserad 1 und anschließend über die zweite Führung eirolle 38 zu einer ebenfalls nicht dargestellten Nachbehandlungsanlage. Vor- und Nachbehandlung sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung und deshalb auch nicht dargestellt.

Im vorliegenden Fall ist das Streifenmaterial 4 perforiert (s. Fig. 14), wobei Undichtigkeiten der Elektrolysekammer 2 verhindert werden durch ein !Trägerband 61, das über vier Führungsrollen 64 - ö^r/ geleitet und von dem Elektrolyserad angetrieben wird. Das Trägerband 61 wird unter Spannung gehalten über eine Spannvorrichtung 77 ₅ die einen Schwenkarm 78 aufweist, der an sei-nem einen Ende eine Druckrolle 79 und an seinem anderen Ende ein einstellbares Justiergewicht 80 trägt.

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Die Fig. 10a und 10b zeigen einen Längsschnitt bzw. eine Draufsicht des (Trägerbandes 61. Gemäß Fig. 10a besteht das Trägerband aus einer unteren, nicht dehnbaren Lage 62 und einer elastischen oberen Lage 63. Letztere liegt während des Arbeitsprozesses gegen das Metall-Streifenmaterial 4 an. Da die obere Lage 63 durch die Perforationen des Streifenmaterials 4- angefeuchtet wird, könnte dies zu lie tall ab Scheidungen auf der Rückseite des Streifenmaterials 4 führen. Um dies zu vermeiden, kann ein Reinigungstank 68 vorgesehen werden (s. Fig. 9), der das 'i'rägerband 61 vor seiner Wiederbenutzung reinigt.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform können sich die Ringe 69, 70 nicht unabhängig voneinander drehen, da der Ring 69 einen Ring 12 trägt, der über Schrauben 35 mi"b dem Ring 70 verbunden ist. Der Ring 12 weist eine Anzahl Löcher . 71 auf, die zur Steuerung der Form und der Anordnung der auf das perforierte Streifenmaterial 4 aufzugalvanisierenden Flächen dienen. Die Außenfläche des Ringes 12 ist mit einem elastischen Material 83 abgedeckt. Zu beiden Seiten des Ringes 12 sind die Ringe 69, 70 mit Mitnehmerstiften 72, 75 versehen, die in entsprechende Aussparungen 74 des Metall-Streifenmaterials 4 eingreifen (s. Fig. 14). Auch das I'rägerband 61 kann, soxveit gewünscht, entsprechende Mitnehmerlöcher 75 aufweisen (s. Fig.10b).

Fig. 14 zeigt ein Beispiel für einen perforierten Metallstreifen in Draufsicht, der in einer Vorrichtung gemäß dieser Erfindung automatisch und kontinuierlich mit aufgalvanisierten Flächen versehen werden kann. Derartiges Streifenmaterial wird neuer-

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JK

dings verwendet für die Herstellung integrierter Schalticreise, ¹^Obei der otreifen in diesem Fall die elektrischen Leiter darstellt, die lediglich eine !jold-G-alvanisierung erfordern. Die galvanisierten Flächen sind in Fig. 14- mit gestrichelten üechtecken 7& dargestellt.

Pat ent ans oxuiche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Galvanisieren von Linien oder Einzelflächen insbesondere aus Edelmetall auf Metallstreifen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   - Ein eine Elektrolysekammer (2) umschließendes Rad (1), das an seinem Umfang einen kreisförmigen Schlitz (3) oder einen mit Öffnungen (71) versehenen Ring (12) aufweist j

   -dieser Schlitz (3) oder Ring (12) ist über einen Teil seines Umfanges von dem Metallstreifen (4) abgeschlossen;

   - der mit gesteuerter Geschwindigkeit transportierte Metallstreifen (4·) überdeckt einen Teil des Umfanges des Rades (1) und treibt dieses anj

   - die Elektrolysekammer (2) enthält einen geeigneten Elektrolyten (5) und eine Anode (6);

   - der Metallstreifen (4) dient als Kathode derart, daß er beim Verlassen des Rades (1) auf seiner mit dem Rad in Berührung gewesener Überfläche mit den gewünschten galvanisierten Flächen (7» 76) versehen ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vor dem KLektrolyserad (1) angeordnete Spannvorrichtung (43) zur Steuerung der Spannung des Metallstreifens (4).

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   SO

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrolyserad (1) zwei symmetrisch angeordnete Hinge (8,9» 69, 70) aufweist, die in einem bestimmten Abstand voneinander auf einer ortsfesten Welle (10) drehbar gelagert sind und zwischen sich die ringförmig ausgebildete Elektrolysekammer (2) bilden und an ihrem Umfang den Schlitz (3) bzw. den mit Offnungen (71) versehenen Ring (12) aufweisen.

   4-. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (8,9) Justierringe (11,12) tragen, die in axialer Richtung einstellbar sind und dadurch die Lage der zu galvanisierenden Flächen (7) auf dem Streifen (4) bestimmen und gleichzeitig Mittel zur Bearbeitung von Streifen (4) mit stark unterschiedlicher Breite darstellen.

   5· Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (4-) zwischen zwei benachbarten Justierringen (11,12) geführt ist und mit den Ringen (8,9) einen rechten Winkel einschließt, um eine Befeuchtung der Außenseite des Streifens (4·) durch den Elektrolyten (5) zu verhindern.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5> dadurch g e kennz eichnet, daß die Ringe (8,9) auf ihrem Umfang mit Dichtungen (13»14-) versehen sind, die die Breite der zu galvanisierenden Flächen bestimmen.

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   7« Vorrichtung nach inspruch 3j 4-, 5 oder 6, dadurch gekennz eichnet, daß zwischen den Hingen (8,9) ein oder mehrere Felgenringe (53) angeordnet sind, die mit Dichtungen (5^,55) versehen sind, so daß in einem Arbeitsgang mehr als eine Linie galvanisiert werden kann.

   8. Vorrichtung nach inspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Justierringen (11,12) eine kreisförmige, aus elastischem, nicht*-leitendem Material bestehende und löcher (16) aufweisende Abdeckung (15) vorgesehen ist, wobei Form und Anzahl dieser Löcher die zu galvanisierenden Flächen auf dem Streifen (4) bestimmen.

   9· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden UmIaufweg des Elektrolyten:

   - Zulauf in den hohlen Innenraum (33) der Welle (10), der über eine Anzahl Radialkanäle (3^) mi ^ einer um die Welle (10) verlaufenden Ringkammer (40) in Verbindung steht

   - die Ringkammer (40) bildet den gegen den Streifen (4) gerichteten Zulauf für die Elektrolysekammer (2), von wo der Elektrolyt (5) über eine Anzahl Löcher (17) in den Ringen (8,9) abfließen kannj

   - unterhalb des Elektrolyserades (1) ist ein Behälter (18) angeordnet zum Auffangen des aus den Löchern (17) austretenden Elektrolyten j

   - in den Behälter (18) ragt eine Elektrolyt-Saugleitung (21), die über eine Pumpe (19)1 einen Filter und Wärmeaus-

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   -r-

   tauscher (20) sowie eine Rohrleitung (22) und ein Ventil (41) in den hohlen Innenraum (33) der Welle (10) zurückführt.

   10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Elektrolyt-Zufuhr (23), die zwischen Eingkammer (40) und Elektrolysekammer (2) Radi alkanäle ( 24) aufweist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge k e n,n -. zeichnet, daß die Elektrolyt-Zufuhr (23) auf ihrem Umfang eine platingalvanisierte Titananode (6) aufweist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (6) eine große Anzahl von Offnungen aufweist, die als Elektrolyt-Düsen wirken.

   13· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyt-Zufuhr (23) auf ihrem Umfang mit einem nicht-leitenden, perforierten Material versehen ist, das als Elektrolyt-Versprüher dient, wobei an den Seiten der Elektrolyt-Zufuhr (23) zwei Anodenräume "befestigt sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen elektrischen Anschluß aus einem Titan-Draht oder -Streifen (25), der durch einen Kanal in der Ringscheibe (29) und dem Ringflansch (27) von einem der Ringe (9) nach außen führt.

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   15· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines
   Materials wie Perspex oder EGH 1000 .

   16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen
   den Eingen (8,9) gebildete Schlitz (3) in Höhe des
   Streifens (4) "breiter ausgebildet ist als auf der der
   Elektrolysekammer (2) zugewandten Seite, so daß die Kanten der galvanisierten Flächen von den Eingen (8,9) etwas abgeschirmt sind, um eine gleichförmige Schichtdicke zu erreichen.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
   durch ein endloses Trägerband (61), das über eine Anzahl
   Führungsrollen (64 bis 67) und über den gleichen oder einen kleineren Teil des von dem perforiert ausgebildeten Metallstreifen (4) überdeckten Umfanges des Elektrolyserades (1) geführt ist und gegen die nicht am Elektrolyserad anliegende Seite des Metallstreifens (4) mit einer elastischen
   Lage (63( drückt und dadurch eine Abdichtung gegenüber der Elektrolysekammer (2) bildet. ·

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Spannvorrichtung (77) zur Steuerung der Spannung im Trägerband (61).

   19· Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch g e kennz eichnet, daß das Trägerband (61) aus einer nicht dehnbaren festen Lage (62) besteht, die mit einer
   elastischen Lage (63) beschichtet ist.

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   20. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19» gekennzeichnet durch einen das Trägerband (61) mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibenden Motor, der eine Mindestspannung des Streifens (4) vor und hinter dem Elektrolyserad (1) sicherstellt.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennz eichnet, daß der perforierte Metallstreifen (4) Mitnehmerlöcher (74) und das Trägerband (b1) korrespondierende Mitnehmerlöcher (75) aufweisen, während das Elektrolyserad (1) mit entsprechenden Mitnehmerstiften (72,73) versehen ist, die eine exakte Anordnung der zu galvanisierenden Flächen auf dem Metallstreifen sicherstellen.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Eing (12) einen Teil des Umfanges des Ringes (69) bildet und mit dem Umfang des anderen Ringes (70) verbunden ist, wobei der Ring (12) den Metallstreifen (4) trägt und eine Anzahl von Öffnungen (71) aufweist, die einen diskontinuierlichen Schlitz und eine Maske bilden zur Bestimmung von Form und Anordnung der zu galvanisierenden Flächen (76) auf dem Metallstreifen (4).

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (12) auf seinem Umfang mit einem elastischen Material (83) abgedeckt ist.

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   24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1? his 23, g e k e η nz eichnet durch einen Reinigungstank (68) zur Reinigung des das Elektrolyserad (1) verlassenden Trägerbandes (61) mit Wasser von Spuren des Elektrolyten (5)·

   25. Metallstreifen, galvanisiert mit Linien oder Einzelflächen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 16.

   26. Metallstreifen nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch galvanisierte Flächen aus Edelmetall.

   27. Metallstreifen nach Anspruch 26, g e k e η η ζ e i ch η et durch galvanisierte Flächen mit einer Reinheit von 99_?99 %, einer Härte von 150 - 200 VH und einer galvanisierten üoldschicht mit einer Dicke von mehr als 0,1 Mikron.

   28. Perforierter Metallstreifen, galvanisiert mit Linien oder Einzelflächen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

   Werner Gramm
   Pat φαΐ anwal t
   Gr/Gru.

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