DE2309056A1

DE2309056A1 - Verfahren zur elektrolytischen herstellung eines duennen, flexiblen, elektrisch leitenden endlosriemens sowie elektrolytische zelle zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2309056A1
Application number: DE19732309056
Authority: DE
Inventors: Chester H Ling; Edwin M Wallin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1973-02-23
Publication date: 1973-11-22
Also published as: GB1427544A; US3799859A; DE2309056C3; NL7306366A; DE2309056B2

Description

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XEROX CORPORATION,
New York, N.Y. / U.S.A.

Verfahren zur elektrolytisehen Herstellung eines dünnenflexiblen, elektrisch leitenden Endlosriemens sowie elektrolytische Zelle zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines relativ dünnen,flexiblen und elektrisch leitenden Endlosriemens auf einem Tragdorn, wobei Dorn und darauf* gebildeter Riemen unterschiedliche Temperatürausdehnungskoeffizienten haben. Die Erfindung betrifft weiter eine elektrolytische Zelle zur Elektroformung eines Endlosriemens der genannten Gattung, wobei solche Endlosriemen sich insbesondere für eine verbesserte elektrostatische Reproduziervorrichtung eignen.

Bei der elektrostatischen Reproduktion wird ein Bild unter Zwischenschaltung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer BiId-

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haltenden Oberfläche reproduziert. Die bildhaltende Oberfläche besteht typischerweise aus einer Schicht lichtempfindlichen Materials, wie beispielsweise glasartigem Selen, wobei die Schicht auf einem elektrisch leitenden Basisteil oder Körper angeordnet ist. Die Entwicklung des Bildes erfolgt durch Berührung der Oberfläche mit einem Entwicklungsmaterial, welches beispielsweise ein pigmentierter elektroskopischer thermoplastischer Kunststoff ist. Dieses Entwicklungsmaterial haftet an der lichtempfindlichen Oberfläche in dem Bild entsprechender Konfiguration an und wird anschließend auf ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise eine Papierbahn oder ein Papierblatt übertragen und darauf fixiert.

Herkömmlicherweise wurde das lichtempfindliche Material auf einem leitenden Basisteil angeordnet, das im allgemeinen aus einem zylindrischen Körper oder einer Trommel besteht, die um eine Achse so drehbar ist, daß sie längs Ladungs-, Belichtungs-, Entwicklungs-, und Bildübertragungsstationen geführt wird. Obschon Vorrichtungen mit einem trommeiförmigen Basisteil oder Tragkörper eine weite Anwendung gefunden haben, sind mit solchen Trommeln gewisse Einschränkungen bezüglich Auslegung und Bauweise der Vorrichtung verbunden, die sich durch Verwendung eines flexiblen Tragkörpers aus einem Band oder Endlosriemen vermeiden lassen. Ein endloser Riementragkörper sollte jedoch zur Verwendung in elektrostatographischen Reproduziergeräten außer Flexibilität und elektrischer Leitfähigkeit nahtlos sein, um die Notwendigkeit des Indizierens des Maschinenbetriebs bzw. eine Bildbeaufschlagung an der Nahtstelle zu vermeiden.

Elektrisch leitenden, flexible und nahtlose Riemen für elektrosta- tographische Geräte lassen sich durch ein Elektroforraungsprozess herstellen, bei dem ein den Riemen später bildendes Metall auf elektrolytischem Wege auf eine zylindrische Form oder einen Dorn abgelagert wird, der in ein elektrolytisches Bad eingetaucht ist. Die für den Dorn und den Riemen in Frage kommenden Materialien sind so auszuwählen, daß ihre Temperaturausdehnungskoeffizienten

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sich von-einander unterscheiden und damit die Entfernung des Riemens vom Dorn nach Abkühlung der Anordnung erleichtert wird. Bei. einer Elektroformungsanordnung weist der Dorn einen Kernzylinder aus Aluminium auf, der mit einer dünnen Schicht aus Chrom bedeckt ist und drehbar in einem Nickelsulfamat-Bad gehalten wird. Durch diese Anordnung wird ein dünner flexibler nahtloser Riemen aus Nickel elektrolytisch gebildet. Ein Elektroformungsverfahren dieser Art zusammen mit passenden Dornen ist in der US-Patentanmeldung S.N. 7289 und S.N. 89215 beschrieben, wobei diese Anmeldungen ebenfalls auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung basieren.

Endlosriemen für elektrostatographische Vorrichtungen haben im allgemeinen eine Wanddicke in der Größenordnung von 7,62 χ Io bis 25,^o χ lo"-⁵ cm (0,003 bis o,lo inch) und sollten vorzugsweise gewisse Oberflächeneigenschaften aufweisen. Da der in elektrostatographischen Vorrichtungen verwendete Endlosriemen mit einem lichtempfindlichen oder leitenden Material wie glasartigem Selen überzogen ist, wird die Qualität der durch die Vorrichtung reproduzierten Bilder bei derartigen bildhaltenden Oberflächen durch das Maß der Dickengleichförmigkeit bzw. der Oberflächenglätte beeinflußt. Zusätzlich zu diesen Eigenschaften sollten flexible duktile end- und nahtlose Riemen dieser Gattung hergestellt werden, die eine relativ hohe Zugfestigkeit aufweisen und deren Produktion wirtschaftlich und mit einer relativ hohen Produktionsrate vorgenommen werden kann.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Elektroformungsverfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung zum Herstellen von relativ dünnen nahtlosen elektrisch leitenden Endlosriemen zu schaffen. Solche Riemen sollen dabei insbesondere zur Verwendung in elektrostatographischen Reprocuziergeräten eingesetzt werden.

Ferner sollen durch die Erfindung Riemen dieser Art mit relativ

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hoher Dickengleichmäßigkeit und Oberflächenglätte gefertigt werden können.

Weiter sollen Riemen mit derartigen Eigenschaften durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung in wirtschaftlicher Weise und mit hohen Produktionsraten erzeugt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrolytischen Zelle mit geringem Temperaturgradienten über die Tiefe des verwendeten Elektrolyten. Dabei soll ferner die Bildung von Ablagerungen oder Aufschichtungen irgendwelcher Beimengungen zum Elektrolyten verhindert werden.

Weitere Ziele der Erfindung sind: Schaffung von elektrolytischen Zellen mit einfach einbringbaren und entfernbaren Dornen sowie verbesserten Trag- und Dreheinrichtungen für die Dorne und eines Verfahrens zum Rückgewinnen der von einer Elektroformungszelle durdidie Riemen und die Dorne weggebrachten Plattierungslö'sungen.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben einmal durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Dorn in einer Vorwärmstation auf die Temperatur einer in einer elektrolytischen Zelle befindlichen Plattierungslösung vorwärmt, von der Vorwärmstation zur elektrolytischen Zelle bringt, den Dorn zur Bildung einer Schicht aus einem elektronenspendenden Metall auf seiner Oberfläche in der Lösung eine Zeit lang eintaucht und dreht und den Dorn und den darauf gebildeten Endlosriemen aus der elektrolytischen Plattierungslösung herauszieht und zur einfachen Entfernung des Riemens vom Dorn in ein Kühlbad gibt. Zweckmäßigerweise wird dabei der Dorn in einem Flüssigkeitsbad vorgewärmt. Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß man Dorn und Riemen zu einer Lösungsrückgewinnungsstation bringt und in ein Rückgewinnungsbad eintaucht und die Plattierungslösung in elektrolytischen Zellen zur Entfernung von Verunreinigungen und zum Halten des Bades bei bestimmten Tem-

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peraturen umwälzt, wobei ein Flüssigkeitsbad von der RUckgewinnungsstation mit der umgewälzten Lösung kombiniert wird. Ein anderer Teil der Aufgaben wird erfindungsgemäß durch die Vorsehung einer elektrolytischen Zelle gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine vertikal ragende, innerhalb eines eine Plattierungslösung enthaltenden Tanks angeordnete drehbare Spindel mit einer oberen Oberfläche, welch letztere einen zylindrischen Dorn aufnimmt, mit ihm in mechanischen Eingriff bringbar ist und einen elektrischen Kontakt mit dem Dorn herstellt, wobei der Dorn auf der Oberfläche angeordnet ist und sich um einen Teil der Spindel erstreckt, durch einen ringförmigen Behälter für ein elektronenspendendes Metall, der konzentrisch zur Spindel im Tank angeordnet ist, durch eine Einrichtung zum Anlegen eines von einer Gleichspannungsquelle stammenden elektrischen Potentials bestimmter Polarität an den Behälter, durch eine Einrichtung zum Anlegen eines von der Gleichspannungsquelle stammenden Potentials entgegengesetzter Polarität an die Spindel, so daß der Dorn eine Elektrode der Zelle darstellt und durch eine Einrichtung zum Drehen der Spindel und damit des Doms in der Plattierungslösung. Die Spindel kann dabei eine durch eine Bodenplatte des Tanks sich erstreckende Antriebswelle aufweisen und ferner sind Mittel zum Drehen der Spindel an einem verlängerten Segment der Antriebswelle angebracht. Ferner sind Mittel vorgesehen, die die Gleichstromquelle mit der sich drehenden Welle verbinden. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Behälter für das elektronenspendende Material ein Korb, gebildet aus ringförmigen vertikalen Inneren und äußeren Wandelementen,ist, wobei die Wandelemente Perforationen zum Durchfluß der Plattierungslösung duroh den Korb aufweisen. Ferner 1st ein lösungsdurchlässiger, längs einer Oberfläche des inneren Wandelementes angeordneter Filter zum Zurückhalten von Verunreinigungen vorgesehen, wobei der Filter aus einer Gewebeschicht und einer mit Offnungen versehenen Metallschicht gebildet ist und die Gewebeschicht zwischen dem Inneren Wandelement und der Metallschicht so angeordnet ist, daß sie gegen das innere Wandelement des Korbes flach gehal-

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ten ist. Eine Weiterbildung der elektrolytischen Zelle nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Leiten der Plattierungslösung durch die Zelle, welche Einrichtung ein nahe einer unteren Platte der Zelle angeordnetes Sprengorgan und eine Vielzahl von aufrechtragenden rohrförmigen Körpern enthält, wobei die Körper längs ihrer Längen mit öffnungen versehen und an das Sprengorgan zum Verteilen der Plattierungslösung angeschlossen sind. Noch eine Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Strömungsverteilende Einrichtung mit einem ringförmigen, zwischen den Wandelementen und dem das elektronenspendende Material enthaltenden Behälter angeordneten Ablenkorgan, das sich von einem Bodenteil des Tanks bis zu einer Stelle oberhalb der Höhe der Plattierungslösung im Tank vertikal erstreckt und einen Strömungsweg um das Ablenkorgan nahe einem unteren Bereich des Tanks schafft.

Ein erfindungsgemäßes Merkmal ist weiter, daß zwei oder mehr Zellen nebeneinanderliegend angeordnet sind und Mittel vorgesehen sind, die gleichzeitig eine gleiche Anzahl von Formen oder Dornen zu den betreffenden Zellen befördern.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1: eine Seitenansicht einer gemäß der Erfindung aufgebauten Elektroformungsanlage,

Pig. 2: eine Draufsicht auf die Anlage nach Pig. I,

Pig. J5s eine Ansicht der Anlage nach Fig. 1 längs der Linien 3-3 nach Pig. I,

Pig. 4: ein Schema-Schaubild einer Programmsteuerung zum automatischen Steuern der erfindungsgemäßen Anlage,

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Fig. 5: ein Zeittaktdiagramm mit Darstellung der in der Anlage nach Pig. I eintretenden Vorgänge,

Fig. 6: ein den Fluß und die Konditionierung des in der Anlage nach Fig. 1 verwendeten Elektrolyten veranschaulichendes Diagramm,

Fig. 7: eine Draufsicht auf eine Elektroformungszelle nach Fig. 1,

Fig. 8: einen Schnitt längs der Schnittlinie 8-8 nach Fig. 7# Fig. 9: einen Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 nach Fig. 7,

Fig. Io: eine vergrößerte teilweise weggebrochene Ansicht der Umlaufantriebseinrichtung und Dornanordnung in der Zelle nach Fig. 5* und

Fig. 11: eine vergrößerte teilweise weggeschnittene Ansicht eines in der Elektroformungszelle nach Fig. 5 verwendeten elektronenspendenden Korbes.

Nach Fig. 1 bis 5 enthält die darin gezeigte Elektroformungsanlage einen Tank lo, der in eine Vielzahl von Elektroformungszellen bis Jo unterteilt ist. Jede Zelle weist eine zugehörige Umlaufantriebseinrichtung J>2 bis 5o und einen ringförmigen Anodenkorb auf, der in den Fig. 1 bis 3 durch einen Kreisring angedeutet ist und die allgemeinen Bezugszeichen 52 bis 7o trägt. Die Umlaufantriebseinrichtungen 32 bis 5o und die Anodenkörbe 52 bis 7o sind einander ähnlich ausgebildet und werden nachfolgend näher beschrieben. Während des Elektroformungsprozesses werden beispielsweise die hohlen zylindrischen Dorne 72 und 7^* vergleiche Fig. 3» auf die in nebeneinanderliegenden Zellen 2o und 22 befindlichen Umlaufdreheinrichtungen abgesenkt. Die Dorne werden durch ein von

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oben betätigbares Hebewerk zu den Zellen gebracht, wobei das Hebewerk einen Dornträger 84 aufweist. Der Dornträger hat ring- oder kragenartige Organe 86 und 84, die daran so befestigt sind, daß sie zum Transport mit den Dornen in Eingriff gebracht werden können. Eine in Fig. 4 dargestellte Steuereinrichtung dient zur Programmierung des Betriebes, der Bewegung des Hebewerks und zur Drehung der Umlauf an triebseinrichtungen j52 bis 5o. Sobald die Transportbewegung über eine Behandlungsstation, wie beispielsweise über einer Elektroformungszelle, zum Stillstand gekommen ist, erfolgt eine exakte Positionierung über zwei benachbarte Zellen, so daß die Dorne auf die zugehörigen Naben der Umlaufdreheinrichtungen abgesenkt werden. Nach Absekung des Dornträgers kommen die Naben mit einer inneren Unterseite der Dornaufhänger 9o und 92 in Eingriff und entlasten die Dornhalter von den Tragorganen 86 und 88. Der Dornträger wird weiter abgesenkt, bis er auf die Auflager 9^ und 96 zu liegen kommt, die an gegenüberliegenden Wänden des Tanks Io ausgebildet und an einem Außenwandsegment jeder Zelle angeordnet sind. Danach sind die Dorne frei von den kragenförmigen Organen und werden durch die Umlaufeinrichtungen gehalten und durch diese frei gedreht. Die Drehung wird danach durch die Programmsteuereinrichtung gemäß Fig. 4 in Gang gesetzt und elektrischer Gleichstromenergie anschließend zwischen einer Antriebswelle der Umlaufeinrichtung und dem Anodenkorb angelegt. Der Dorn wird unter Steuerung der Programmsteuereinrichtung eine bestimmte Zeitdauer lang in Drehbewegung versetzt, um auf der äusseren Oberfläche des Domes einen endlosen Riemen vorbestimmter Dicke auf elektrischem Wege zu bilden. Eine Einrichtung zum Transport der Dorne durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen weist eine Hebewerk-Transfereinheit mit Schienenführungen J6 und 78 auf, die oben an der Behandlungsstation aufgehängt sind. Die genannte Einheit enthält weiter Motor-angetriebene Schienenführungen 83 und 85* die mit den Schienenführungen J6 bzw. 78 in Eingriff stehen und sich längs derselben bewegen. Der Dornträger 84, von dem die Spindeln herabhängen, wird von den Schienenführungen durch Motor-angetriebene Hebwerkkabel 80 und 82 gehalten. Die

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kragenförmigen Organe 86 und 88 am Dornträger erfassen eine untere Oberfläche der Dornaufhänger 9o und 92 der Dorne 73 bzw. 74. Nach Beendigung des Elektroformungsinvervalls wird der Dornträger durch die Hebewerke automatisch wieder angehoben und kommt damit wieder mit den kragenförmigen Organen 86 und 88 in Eingriff. Auf diese Weise werden die Dorne und die darauf ausgebildeten endlosen Riemen aus den Zellen entfernt.

Der allgemeine Aufbau einer Elektroformungszelle gemäß der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Jede Umlaufantriebseinrichtung 4o, 42 weist Antriebswellen loo bzw. Io2 auf. Eine Antriebsscheibe oder -rad Io4 ist für jede Antriebswelle loo und eine Antriebsscheibe Io6 in gleicher Weise für die AntriebswelleIo2 vorgesehen. Ferner ist für das nebeneinanderliegende Zellenpaar ein elektrischer Antriebsmotor Io8 angeordnet, so daß die Umlaufdreheinrichtungen jeder Zelle simultan gedreht werden können. Nach Fig. 4 hat der Antriebsmotor Io8 eine auf einer Antriebswelle angeordnete Antriebsscheibe Ho. Ferner ist ein Treibriemen 112 vorgesehen, der sowohl über die Antriebsscheibe Ho als auch über die Scheiben Io4 und Io6 läuft. Wenn demnach ein den Motor aktivierendes Potential an die elektrischen Anschlüsse 111 und 112 des Motors angelegt wird, erfolgt eine gleichzeitige simultane Drehung der Antriebswellen.

Während des Elektroformungsprozesses wird eine relativ niedrige Gleichspannung mit einer relativ hohen Stromkapazität zwischen den als Kathoden für die Zellen 2o bzw. 22 dienenden Dorne 72 und 74 und den Anoden 6o und 62 der Zellen 2o bzw. 22 angelegt. Die dargestellte Zellenanordnung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da ein ungehinderter Weg zum Ein- und Ausführen der Dorne für jede der nebeneinanderliegenden Zellen geschaffen ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß elektrisch leitende Antriebswellen loo und Io2 und ein Anschluß des Kathodenpotentials von der Gleichstromenergiequelle an diese Wellen vorgesehen sind. Jede Welle hat einen Schleifring, der an einer Stelle unterhalb der

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unteren Oberfläche des Zellentaks an der Welle angeordnet ist. Ferner sind Stromkontaktbürsten 114· und 116 zur Berührung mit den Schleifringen vorgesehen. Jede Bürste ist an eine Anschlußklemme 118 angeschlossen, an die das negative Gleichstrompotential angelegt ist. An die Anoden 60 und 62 wird über eine Sammelschiene 12o und eine Steueranschlußklemme 122 ein positives Potential angelegt. Jede der Zellenpaare ist in gleicher Weise aufgebaut .

Der automatische Betrieb der Elektroformungsanlage wird durch eine in Fig. 4 schematisch dargestellte Programmsteuereinrichtung durchgeführt. Die Programmsteuereinrichtung 1^o enthält beispielsweise eine konventionelle Motor-getriebene Programmsteuertrommel mit daran angeordneten aktivierenden Kontaktelementen, die in elektrischen Kontakt mit stationären Kontaktelementen treten können. Die stationären Kontaktelemente dienen beispielsweise zur Anregung von Relaiselementen in vorbestimmter Reihenfolge bzw. zur Anlegung der Betriebspotentiale an die verschiedenen Antriebsmotore und Anschlußklemmen für die -^lektroformung, wie sie hier beschrieben sind. Beispielsweise stellen die gestrichelten Linien Γ52 bis I38 in Fig. 4 Relaisleitungen dar, die nach Anregung durch die Steuertrommel die Kontakte l4o bis 146 schließen. Diese Kontakte werden in einer vorbestimmten Reihenfolge entsprechend den Kontaktelementen auf der Trommel geschlossen und bewirken den gewünschten Transport der Dorne, die Aktivierung der Umlaufeinrichtungen in den Elektroformungszellen und die Anlegung von Elektroformungsenergie an die Zellen. Bei einem typischen Betrieb setzt die Programmsteuertrommel während ihrer Drehung die Leitung 1^4 unter Strom und schließt dabei den Kontakt 142. Dadurch wird ein Transfermotor der Hebewerktransfereinheit durch ein Potential beaufschlagt, das von einer Energiequelle 150 stammt. Dieses Potential liegt für eine bestimmte Zeitdauer an. Der Transfermotor führt einen Transfer des Dornträgers und der daran hängenden Dorne zu einer bestimmten Behandlungsstation durch. An

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einer bestimmten Stelle über der Behandlungsstation wird durch die Programmsteuerung die Leitung 1^4 abgeschaltet, während die Leitung 1J56 unter Strom gesetzt wird und sich dadurch die Kontakte 144 schließen, so daß das Hebewerk zum Absenken des Domes in eine Bearbeitungsstellung an der betreffenden Behandlungsstation betätigt ist. Nach exakter Positionierung des Dornes wird die Leitung 1^4 abgeschaltet und die Kontakte 144 geöffent bzw. das an den Hebewerkmotor angelegte Potential unterbrochen. Wenn beispielsweise der Dorn an eine Behandlungsstation gebracht ist, erfolgt zunächst durch die Programmsteuerung eine Strombeaufschlagung der den Kontakt 146 schließenden Leitung 1^8; hierdurch wird von der Quelle 152 an den Motor Io8 der UmIaufantriebseinrichtung das Potential angelegt. Der vom Umlaufantrieb gehaltene Dorn wird dann in Drehung versetzt. Nach Einschalten des Motors wird durch die Programmsteuerung Y$o Strom an die Leitung 132 angelegt und durch Schließen des Kontaktes l4o ein Gleichstromelektroformungspotential an de Zelle über den Kontakt l4o und die Anschlußklemmen 122 und Il8 angelegt. Nach einem bestimmten Zeitintervall an der Elektroformungsstation wird zunächst die Leitung 1^2 und nachfolgend die Leitung 138 abgeschaltet und damit die an den Motor I08 angelegte Energie unterbrochen, so daß die Drehbewegung des Dorns zum Stillstand kommt. Der Dorn wird daraufhin durch Einschalten der verschiedenen Leitungen von der Programmsteuerung aus den nebeneinanderliegenden Zellen herausgezogen und Dorn und elektrogeformter Riemen zu den Elektrolytrückgewinnungsund Kühlungsstationen und anschließend zur Riementrennstation gebracht. Im Schaubild nach Fig. 5 sind die Zeitintervalle für die verschiedenen Ereignisse dargestellt, die während der Elektroformung und Bearbeitung eines Endlosriemenpaares eintreten.

Die Programmsteueranordnung nach Fig. 4 weist ein konventionelles Programmiersystem zum automatischen Steuern des Starts und Abschlusses der einzelnen Schritte bei der Elektroformung auf. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind daher die Details der verschiedenen Leitungen zur Vor- und Rückbewegung des ^Dornträgers, der

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Auf- land Abbewegung des Hebewerkes sowie weitere Details nicht dargestellt, da diese dem Fachmann offensichtlich sind. Obschon der anhand von Fig. 1 bis 5 beschriebene Elektroformungsprozess sich auf einen ^ornträger und ein Paar durch die verschiedenen Behandlungsstationen beförderte Dorne bezieht, versteht es sich, daß auch eine Vielzahl solcher Dornträger und zugehöriger Dorne vorgesehen werden können, um einen kontinuierlichen Elektroformungsprozess zu schaffen. Während sich die bisherige Beschreibung insbesondere auf 2 Dorne bezieht, die in die nebeneinanderliegenden Elektroformungszellen während der Elektroformung angeordnet werden und die Elektroformung eine relativ lange Zeitperiode umfaßt, kann die Programmsteuerung 1^o selbstverständlich auch so programmiert werden, daß ein Transfer anderer Dorne zu anderen Zellen oder ein Transfer der Dorne zwischen den Zellen und den anderen Behandlungsstationen vorgenommen wird.

In den Fig. 7 bis 11 ist eine nach dem erfindungsgemäßen Konzept aufgebaute elektrolytische Zelle dargestellt. Danach weist eine Zelle einen rechteckförmigen Tank oder ein Abteil auf, das aus einer doppelt verschweißten Stahlplatte 2oo hergestellt ist und an seinen inneren Oberflächen mit weißem Hartgummi 2o2 zum Schutz der Stahlplatte vor der Elektroplattierungslösung ausgekleidet ist. Außen auf den Tank wird ein Rostschutzmittel oder ein Kunststoff, wie beispielsweise ein Plastisol von etwa 0,76 mm Dicke aufgespritzt. Zentral in der Mitte der Zelle ist eine Umlaufantriebseinrichtung 2o4 angeordnet, die eine den Dorn haltende Antriebsnabe 2o6, vergleiche Fig. Io, aufweist. Die Antriebseinrichtung 2o4 weist ferner ein dickwandiges vertiakal gerichtetes und im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 2o8 auf. Das Gehäuse 2o8 ist mit einer Schicht 211 aus einem Material, wie beispielsweise Hartgummi, bedeckt, das mit einer in der Zelle verwendeten Lösung nicht reagiert. Innerhalb eines Gehäuses befindet sich eine Umlaufantriebswelle 2o9* die durch eine erste durch Preßsitz in einer Hülse 214 gehaltenen Lageranordnung 212 und eine zweite am gegen-

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Uberliegenden Ende des Gehäuses angeordneten Lageranordnung 21o gelagert ist. Die Welle erstreckt sich teilweise durch eine öffnung in einer Bodenplatte 224 des Tanks. Die Nabe 2o6 ist durch Preßsitz am oberen äußersten Ende der Welle 2o9 befestigt und durch eine Deckel- und Schraubenanordnung 216 daran verriegelt. Die Nabe 2o6 weist ferner ein integral angeformtes Ringsegment 218 auf, das zusammen mit einem demontierbaren Kragen 22o um die oberen Teile des Tragkörpers 2o4 angeordnet ist und als Spritzschutz gegen das Eindringen der Lösung in das Gehäuse dient. Ferner ist ein Dichtungsmittel 222, wie beispielsweise ein Schmierfett, vorgesehen, das ein Eindringen der in das Gehäuse gelangten Elektroplattierungslösung zum Lager 212 verhindern soll. Das Antriebsgehäuse ist fest an der Bodenstahlplatte 224 der Zelle durch Schrauben oder Bolzen 226 angebracht, die sich in öffnungen in diesem Gehäuse hineinschrauben lassen. Nahe einem unteren Segment der Antriebswelle 2o9 ist weiter ein Abstandhalter 228 angeordnet, durch den eine Antriebsscheibe 2^o in Abstand gehalten wird. Die Scheibe wird durch den Riemen 2J2 in Drehbewegung versetzt, der sich zwischen der Scheibe 2j5o und der Scheibe 2^4 an der Antriebswelle 2^6 eines elektrischen Antriebs-motors 2^8 gemäß Fig. 8 erstreckt. Nach Anregung des Motors 2^8 dreht sich, wie zuvor beschrieben, die Antriebswelle 2o9 und die Nabe 2o6. Ein ringförmiges Segment 248 des Hängers 2}4 steht in Reibungsverbindung mit einem Rücken 246 der Nabe, so daß eine Drehung derselben eine Drehung des Dornträgers und des Doms bewirkt.

Zusätzlich zur Schaffung eines Drehantriebs für die Nabe 2o6 und eines davon getragenen Domes ist durch die Antriebswelle 2o9 auch ein elektrisch mit geringem Widerstand leitendes Element zum Leiten eines relativ hochamperigen elektrischen Stroms zwischen dem Dorn und einer Energiezufuhr geschaffen. Eine Schleifringanordnung 242 ist vorgesehen, und wird vom unteren Ende der Antriebs welle 2o9 getragen. Während des Elektroformungsprozesses kann die Zelle beispielsweise einen Spitzenstrom in der Größenordnung von 3ooo Ampere bei einer Spannung von etwa 24 Volt aufnehmen. Um einen

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elektrischen Kontakt mit der Schleifringanordnung mit geringem Widerstand zu schaffen, ist ein Paar Kontaktbursten 244 vorgesehen. Der Dorn 24o stellt effektiv eine Kethode der Zelle dar; der Stromweg zwischen den Schleifringen und dem Dorn setzt sich aus der Antriebswelle 2o9, der Nabe 2o6 und dem integral angeformten erhabenen ringförmigen Segment 246 an der Nabe zusammen.

Dieses Segment 246 besteht aus Kupfer und dient sowohl zum mechanischen in Eingriff bringen mit dem unteren ringförmigen Segment 248 des Dornhängers als auch zur Schaffung eines Stromkontaktes mit dem Segment 248 des Dornhängers mit relativ niedrigem Widerstand. Der Dorn 24o wird am D_Ornhänger durch nicht dargestellte Schrauben befestigt. Die bei dieser Zelle verwendeten Dorne sind in den eingangs genannten US-Patentanmeldungen näher beschrieben. In jedem Fall ist zwischen den Bürsten 244 und der Dornkathode ein Stromweg mit niedrigem Widerstand vorgesehen.

Eine Anodenelektrode für die elektrolytische Zelle weist einen ringförmigen Korb 25o auf, der Späne aus einem metallischen Elektronen-spendenden Material 251, wie beispielsweise Nickel, enthält, wobei dieses Material den elektroabgelagerten Nickel der Plattierungslösung ergänzt oder auffüllt. Der Korb 25o hat, wenn belastet, ein beträchtliches Gewicht und wird in der Zelle durch einen ringförmigen Tragkörper 252 gehalten. Dieser in Fig. 7, 8 und 9 unter anderem dargestellte Tragkörper besteht aus einer ringförmigen oberen Platte 254 und einer ringförmigen unteren Platte 256. Die obere Platte ist durch ein vertikales Wandsegment 258, ein vertikales Wandsegment 259 und durch eine Vielzahl von rohrförmigen Tragsegmenten 260 von der unteren Platte in Abstand gehalten. Die Tragsegmente 260 liegen in Abstand längs des Umfangs des Tragkörpers. Der Tragkörper weist ferner eine Vielzahl von Rippen auf, die sich nach innen vom Körper erstrecken und sich verjüngen in ein inneres horizontales Segment 264, vergleiche Fig. 8, auslaufen. Letzteres dient zum Halten eines Rohrverteilers oder Spreng·

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organs 3l8 für die Plattierungslösung über der unteren Oberfläche des Tanks und zur zentrischen Positionierung des Rohrverteilers oder Sprengorgans um die Antriebswelle.

Die in Fig. 8 und 11 dargestellte Anodenkorbanordnung weist ein ringförmiges unteres Körperteil27ο mit einem rückwärtigen nach oben sich erstreckenden Flanschsegment272 und einem vorderen, ebenfalls nach oben erstreckenden Flanschsegment 274 auf. Ein äußeres ringförmiges Wandelement 276 des Korbes is-t aus einem perforierten Blech gebildet, welches an den unteren Tra-gkörper 27o längs des Flansches 272 angeschweißt ist. Ein inneres ringförmiges Wandelement 278 des Korbes besteht aus einem Streckblech, das an die innere Seite des Flansches 274 längs seiner Länge angeschweißt ist. Die inneren und äußeren Wände sind im Abstand voneinander gehalten und an einem inneren Bereich des Korbes durch radiale Segmente 280 miteinander befestigt. Letztere liegen in Abstand längs des Umfangs einer oberen Ebene des Korbes und sindan die Wandelemente 276 und 278 angeschweißt. Diese in Berührung mit der Plattierungslösung und dem Elektronen-spendenden Material befindlichen Elemente bestehen aus einem Material, welches im wesentlichen inert gegenüber der Plattierungslösung ist.

Während des Elektroformungsprozesses wird der Korb mit Spänen aus einem Plattierungsmetall gefüllt. Der das elektronenspendende Material enthaltende Korb wirkt als Anodenelektrode für die elektrolytische Zelle. Durch einen an einer Stromzuführungsschiene 285 angeschraubten Kontaktanschluß 28l und durch einen um eine Wandverlängerung 282 sich erstreckenden und an diese angeschraubten Kontaktring ist für den Korb ein relativ hochamperiger Stromweg vorgesehen. Die Wandverlängerung 282 ist an einen oberen Teil des Wandelementes 276 angeschweißt und erstreckt sich von diesem. Der Anschluß 28l ist an den Kontaktring 284 angeschweißt und bildet einen elektrischen Kontakt mit niedrigem Widerstand.

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Der Ring 284 besteht aus einem elektrisch leitenden Material wie Kupfer und ist mit einer Hartgummisubstanz beschichtet, so daß eine Reaktion des Kupfers mit der Elektroformungslösung vermieden wird.

Während des Elektroformungsprozesses bildet sich ein Schlamm mit Resten des im Korb enthaltenen elektronenspendenden Metalls innerhalb des Korbes. Es ist wünschenswert, daß dieser Schlamm nicht an den sich drehenden Dorn gelangt, weil hierdurch die Qualität des elektrogeformten Endlosriemens beeinträchtigt werden könnte. Aus diesem Grunde ist ein Filter aus einer Gewebeschicht 286 vorgesehen und längs einer Oberfläche der inneren Korbwand 278 angeordnet. Nach Fig. 11 erstreckt sich der Filter über die Höhe der inneren Oberfläche 278 und ist über die obere Kante dieser Oberfläche gerollt. Der Filter erstreckt sich ferner um ein abgewinkeltes Flanschsegment 29o der unteren Platte 27o. Die Gewebeschicht enthält ein Pla&ik- oder Elastomerband 291, das längs einer oberen Kante des Gewebes befestigt und ein ähnliches Band 292, welches längs einer unteren Kante des Gewebes ausgebildet ist. Der Filter sammelt die Rückstände,und um den Filter in einer flachen angrenzenden Stellung zur Zellenkammer 278 zu halten, ist eine Schicht aus einem perforierten Material 294 vorgesehen und in einen ringförmigen Körpernahe dem Filtergewebe ausgebildet. Diese Schicht 294 wird durch einen Plastikring 296 an Ort und Stelle gehalten, der bündig um die innere untere Oberfläche dieses Körpers sitzt und damit die untere Oberfläche dieses Körpers gegen die innere Wand des Korbes drückt. Die Schicht 294 ist an der inneren Wand an einer oberen Kante des Korbes durch Halteklammern 298 befestigt.

Eine bei der Elektroformungsvorrichtung verwendete Plattierungslösung wird zu jeder Zelle durch eine Leitung Joo, vergleiche Fig. 7, 8 und 11, geführt, die sich über die vertikale Tankwand 3o2 erstreckt und an einen 9o°-Krümmer 3o4 angeschlossen ist. Der Krümmer steht mit einem Rohr Jo6 in Verbindung, das sich vertikal zu einem unteren Teil des Tankes erstreckt und mit einem

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Verbindungsstück 3o8, vergleiqhe Pig. 9, einem Rohrsegment 31ο und einem zweiten 9o°-Krümmer 312 verbunden ist. Zwischen dem Krümmer 312 und einem mit Gewinde versehenen radialem Segment 316 des Sprengorgans 318 erstreckt sich ein radial verlaufendes Rohrsegment Jlk. Sowohl das Rohrsegment 314 als auch das radiale Segment 316 für das Sprengorgan sind außen mit Gewinde versehen und werden durch eine Sperrkupplungseinheit 32o mit-einander verbunden. Das Sprengorgan 318 ist über dem Tankboden, wie zuvor angedeutet, auf einem horizontalen Segment 264 (Fig. 8) der radial sich erstreckenden Segmente 262 von einem Tragkörper gehalten. Das Sprengorgan weist eine Vielzahl von Gewindeöffnungen auf, die längs eines Umfangs auf seiner oberen Oberfläche angebracht sind. Nach Fig. 8 ist ein Rohrfitting 322 in jede öffnung eingeschraubt und ein rechtwinkliger Krümmer 324 ist an Jedes Rohrsegment 322 angeschlossen. Ein vertikal sich erstreckendes Einhänge- oder Steigrohr 326 mit einer Vielzahl von längs seiner Längs ausgebildeten öffnungen 327 erstreckt sich vertikal von jedem Krümmer 324 und ist nahe einem entfernt von der Mitte befindlichen Segment durch eine Klammer 328 befestigt, welche am Aufhängerohr angebracht ist und den Wandkörper 294 klemmend ergreift. Die Fittings 322 sind in die öffnungen im Sprengorgan 318 um eine Anzahl von Umdrehungen eingeschraubt und lassen sich verdrehen, so daß die Anordnung von Fitting 322, Krümmer 324, Aufhängerohr 326 und Klammer 328 vom Korb weggedreht werden kann und dadurch der Austausch des Filters und die Entfernung des Korbes erleichtert wird.

Zu den Zellen wird durch die Leitung 3oo die Plattierungslösung gepumpt, die innerhalb der Zelle durch die öffnungen 327 in den verschiedenen nach oben ragenden Einhängerohren 326 austritt. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Plattierungslösung über das gesamte Bad geschaffen. Die Höhe der Plattierungslösung kann bis zur Höhe einer Wand 330 des Tanks steigen, welche Wand kürzer als die vier Tankwände ist. Diese Wand

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33o wirkt als Überlauf, wobei die den Überlauf überströmende Plattierungslösung in ein Becken 332 gelangt. Die Plattierungslösung strömt somit von jeder Zelle zum Becken oder zur Rinne und zu einem elektrolytischen Reinigungstank 336, der nachfolgend näher beschrieben wird.

Die in Verbindung mit der Elektroformungszelle des zuvor beschriebenen Typs verwendete Plattierungslösung enthält relativ schwere Bestandteile, die dazu neigen, sich auch dann abzulagern, wenn die Lösung durch die Rohrleitung und das zuvor beschriebene Aufhängerohr umgewälzt wird. Diese schweren Bestandteile sammeln sich am Boden des Tanks und bedingen einen Temperaturgradienten über die Länge des Domes, so daß die oberen Dornteile relativ wärmer als die unteren Dornteile sind. Dieser Temperaturgradient führt zu einem ungleichförmigen Plattieren auf dem Dorn und zu entsprechenden Dickenunterschieden des auf dem Dorn zwischen dessen oberen und unteren Abschnitten gebildeten Riemens. Erfindungsgemäß ist daher eine Einrichtung vorgesehen, um die Temperatur und Lösungskonzentrationsgradlenten, die aus dieser Abschichtung sich ergeben, zu verringern. Diese Einrichtung besteht aus einem ringförmigen Ablenkblech oder Mantel 34o, der konzentrisch zum Antriebsgehäuse innerhalb der Zelle angeordnet ist. Dieses Leitblech, welches zwischen der Anodenkorbwand 246 und der Wand des Tanks liegt, besteht beispielsweise aus Polyvinylchlorid (PVC). Die Anordnung dieses Leitblechs innerhalb der Zelle schafft einen Strömungsweg, bei dem die Plattierungslösung vertikal in verschiedenen Richtungen auf gegenüberliegenden Seiten des Leitblechs fließt. Nach Fig. 8 deuten die Pfeile die Strömungsrichtung der Plattierungslösung auf den gegenüberliegenden Seiten des Leitblechs an. Daraus ergibt sich, daß die Lösung eine allgemein abwärts gerichtete Richtung in dem Raum zwischen der inneren Wand des Leitblechs und des Doms einnimmt, während sie allgemein nach oben im Raum zwischen den Tankwänden und dem Leitblech fließt. Die Elektroplattierungslösung strömt zwischen dem Leitblech und dem Tankboden 224 in denjenigen Flächenbereichen, die nahe jeder

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Ecke des Tankes liegen, wobei aufgrund einer dünneren Hartgummi-Schutzschicht in diesen Bereichen das Leitblech außer Berührung mit dieser Oberfläche gehalten wird. Die in die Zelle eindringende Elektroplattierungslösung wird unter Druck durch die Leitung 3oo eingeführt. Die Lösung strömt dann zur Bodenfläche des Tanks und unter das Leitblech. Das Leitblech wirkt als Strömungsaufteiler und zwingt die Plattierungslösung zum unteren Teil des Tanks zu strömen, so daß hierdurch die Ablagerung und das Aufbauen von schweren Teilen der Lösung, die dazu dienen, sich aufzuschichten, vermieden wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der relativ dünne flexible und elektrisch leitende nahtlose Riemen aus Nickel hergestellt. Das elektronenspendende Material besteht aus einer Menge Nickelspäne, die im Anodenkorb angeordnet werden, während die Plattierungslösung eine wässrige Lösung aus Nickelsulfat ist. Diese Lösung kann sich aus den folgenden Komponenten zusammensetzen: Nickelsulfat etwa 226,8 bis 425,2 g pro 3,79 1 (8 bis 15 ounces pro gallon); Nickelchlorid bis etwa 85,0 g pro 3,79 1(3 ounces pro gallon); Borsäure etwa 127,57 bis 17o,l g pro 3,79 1 (4,5 bis 6 ounces pro gallon); ein Netzmittel, wie beispielsweise Natriumlaurylsulfat bis etwa o,595 g pro 3,79 1 (o,o21 ounces pro gallon) und ein spannungsherabsetzendes Mittel wie beispielsweise Natriumsalz von Saccharin bis etwa 0,368 g pro 3*79 1 (o,ol3 ounces pro gallon). Eine Menge depolarisierter Nickelspäne wird vorgesehen, die zum Auffüllen des Nickels ausreicht, der von der Nickelsulfatlösung während des Elektroformungsprozesses entzogen wurde. Ein besonders zweckmäßiger Nickel stellt ein depolarisierter Schwefelnickel dar. Der Dorn 24o weist einen zylindrischen hohlen Kernkörper auf, der im wesentlichen aus einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe folgender Metalle ausgewählt wird: Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und rostfreiem Stahl, wobei auf der Oberfläche des Kernkörpers eine Chromschicht aufgebracht ist. Die Chromschicht hat eine Dicke von etwa 7,62 χ lo~^ bis 25,4 χ lo~-^ cm (0,03 bis o,ol inch).

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Der Elektroplattierungsprozess läßt sich dann wirkungsvoll vornehmen, wenn die Plattierungslösung bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird und im wesentlichen frei von Beimengungen ist, die die Lösung verunreinigen und die Bildung des Riemens mit einem hohen Maß an Oberflächenglätte und Gleichförmigkeit negativ beeinflussen können. Die Temperatur der Plattierungslösung sollte zwischen etwa 37,8⁰C und 71,1°C (loo°F und l6o°F) liegen. Vorzugsweise soll die Temperatur 57°C bis 71,1°C (135°F bis l6o°F) betragen. Die von der Gleichstromquelle 15^ abgegebene Stromdichte

beträgt etwa 2o bis 600 Ampere pro 0,09 m (Quadratfuß) Dornoberfläche. Aus diesem Grund führt der Plattierungsprozess zu einer relativ großen Verlustwärme, die in unerwünschter Weise die Temperatur der Plattierungslösung über die gewünschten Bereiche ansteigenläßt. Um die Plattierungslösung in einen relativ reinen Zustand zu bekommen und aufrechtzuerhalten, wird sie durch Behandlungsstationen umgewälzt, welche die Temperatur regulieren und verunreinigende Beimengungen aus der Lösung entfernen. Die die Dämme der einzelnen Zellen überströmende und in die Wanne 522 gemäß Fig. 8 hineinfließende Plattierungslösung strömt zu einem elektrischen Reinigungstank 336 und Sammelbehälter 360 oder Sumpf, vergleiche Fig. 2 und 6. Durch Mittel 362 wird die Lösung zu einem Filter 364 und zu einer Wärmeaustauschstation gepumpt und kehrt in gereinigter Form mit vorgeschriebener Temperatur zu den Elektroplattierungszellen zurück. Die elektrolytische Reinigungsstation 336 dient zur Entfernung von metallischen Beimengungen von der Nickelsulfamatlösung vor dem eigentlichen Filtern. Ein Paar gewählte Platten 368 und 37o, vergleiche Flg. 2, aus rostfreiem Stahl sind im Tank 336 angeordnet und dienen als Kathodenelektroden. Die Anoden werden durch eine Vielzahl von Anodenkörben 372 geschaffen, die aus rohrförmigen Titankörpern mit jeweils einem nicht dargestellten Gewebefilter -Anodenbeutel bestehen. Zwischen den Kathoden und den Anoden der Reinigungsanordnung ist von einer Quelle 37^ ein Gleichstrompotential angelegt. Der Elektroform-ungstank 336 weist eine Wand 375 auf, die sich koextensial zu einer Wand des Sammeltanks 360 erstreckt und als Damm wirkt. Die Plattierungslösung strömt von der elektrolyti-

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sehen Reinigung in den Sammel- oder Sumpftank 360 über diesen Damm. Die elektrolytisch gereinigte Plattierungslösung kann jedoch nicht gelöste Mikro-Peststoffe enthalten, die vor Zurückleitung zu den Zellen entfernt werden müssen. Aus diesem Grunde wird die Plattierungslösung vom Tank 360 zu der Pilterstation 364 gepumpt, in der die teilchenförmigen Materialien entfernt werden.

Wie zuvor angedeutet sollte die Temperatur der Plattierungslösung innerhalb eines gewissen Bereiches liegen, um eine gewünschte glatte und gleichförmige Oberflächenbeschaffenheit des Riemens zu erhalten. Die Elektroplattierungslösung, die aus den Zellen strömt, wird aufgrund des relativ großen elektrischen Stroms und der damit verbundnen Wärmeentwicklung in den Zellen erwärmt. Zum Abkühlen der Lösung auf eine niedrigere Temperatur sind daher in der Wärmeaustauschstation entsprechende Mittel vorgesehen. Der Wärmeaustauscher hat eine konventionelle Bauart und wird mit einem Kühlmittel, wie beispielsweise abgeschrecktem oder abgekühltem Wasser versehen, das von einem nicht dargestellten Kühlsystem stammt. Die in der wärmeaustauschenden Einrichtung 368 gekühlte Elektroplattierungslösung wird sukzessive zu einem Heizsystem gepumpt, durch das die Temperatur der gekühlten Lösung auf die relativ engen gewünschten Temperaturbereiche angehoben wird. Die Wärmeaustauscheinrichtung 37o ist durch Dampf beheizt, der von einem nicht dargestellten Dampfgenerator stammt. Der kühlende Wärmeaustauscher 368 kühlt beispielsweise die relativ wärme Plattierungslösung von 65,6⁰C (15o°F) oder mehr auf eine Temperatur von etwa 60⁰C (l4o°F) ab. Der wärmende Wärmetauscher erhitzt die Plattierungslösung auf eine Temperatur von 60⁰C (l4o°F) plus oder minus 1°C (plus oder minus 2°F). Darüberhinaus dient die wärmeaustauschende Einrichtung 270 zum Erwärmen der Lösung auf die Betriebstemperaturen beim Anfahren des Systems und nach Zufügung von auffüllenden Lösungsmengen.

Die Menge der innerhalb des zuvor beschriebenen geschlossenen Systems zirkulierenden Elektroplattierungslösung wird relativ

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konstant gehalten. Für ein Nachfüllen von Lösungsmengen, die durch die Dorne bei deren Entfernung von den Zellen mitgenommen wurden bzw. die durch Verdampfung verloren gingen, gesorgt. Das Nachfüllen erfolgt durch den automatischen Zusatz von .einem Lösungsvorratstank 372 unter Hinzufügung von entionisiertem Wasser aus einer Quelle 37^ und einer Lösung aus einem Nickel-Spülsammeltank 376, der nachfolgend näher beschrieben wird. Ein Sensor 376 für den unteren Stand der Lösung und ein Sensor 378 für den oberen Stand der Lösung sind im Scimmeltank 360 angeordnet. Erstgenannter Sensor kann automatisch einen Tiefstand der Elektroplattierungslösung anzeigen und die Pumpen 380 und 382 in Betrieb setzen, so daß vom Lösungsvorrats- bzw. Nickelvorratstank die Lösung abgepumpt wird. Der Tiefstandsensor 376 ist dazu vorgesehen, um den Stand der Elektroplattierungslösung im Sammelbehälter 360 zu überwachen, wenn die Dorne von sämtlichen Elektroplattierungszellen entfernt sind, während der Höchststandsensor 378 zur Überwachung des Lösungsstandes im Sammelbehälter 360 dient, wenn wenigstens zwei Dorne in die beiden Elektroplattierungszellen eingebracht werden. Zusätzlich ist im Sammelbehälter zur Messung des pH-Wertes der Lösung ein pH-Detektor angeordnet.

Wie zuvor angedeutet wurde, werden nach Beendigung des Elektroplattierungsprozesses die beiden Dorne durch den Dornträger angehoben und zu einem Tank 77 zur Rückgewinnung der Plattierungslösung gebracht. Der Tank 77 enthält eine wässrige Lösung aus kaltem Wasser und der Plattierungslösung. Die Dorne verbleiben für eine begrenzte Zeitdauer in diesem Tank und werden dann automatisch zum Kühltank 79 gebracht, wo sie für eine gewisse Zeitdauer zum Abkühlen auf eine Temperatur angeordnet werden, die die Entfernung der elektrogebildeten Riemen vom Dorn erleichtert. Der Rückgewinnungs-Waschtank 77 ist die anfängliche Waschstation für den Elektro-gebildeten Riemen und den Dorn nach Verlassen der Plattierungszelle. In dieser Station wird der größte Anteil verbleibender Plattierungslösung vom Riemen und Dorn entfernt. Die

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Verweilzeit in dieser Station wird durch die Programmsteuerung 13o überwacht. Dieser Tank enthält deionisiertes Wasser, das in den Tank vom Kühlungstank 79 überströmt. Ein Überstromdamm 39o ist in diesem Tank vorgesehen, um einen geeigneten Waschwasserstand aufrechtzuerhalten. Die über den Damm strömende Flüssigkeit wird zum Nickelwaschtank 376 geleitet. Der Inhalt dieses Tanks wird wie erwähnt zum Auffüllen der Plattierungs~ lösung im Umwälzsystem benutzt. Der Nickelwasch-Sammeltank wirkt als Beruhigungstank zum Sammeln und Speichern des übergeströmten Nickelwaschwassers vom Rückgewinnungstank 77· Dieses gesammelte Waschwasser wird vom Sammeltank 376 zum Sammeltank 360 gepumpt, um, wie zuvor erwähnt, die durch Verdampfung oder Wegbeförderung verlorengegangene Lösung wieder aufzufüllen. Auf diese Weise wird die weggetragene Plattierungslösung zum Elektroformungstank zurückgebracht und damit ein geschlossenes Schleifensystem für die Nickelplattierungslösung vervollständigt.

Der Kühltank 79 enthält deionisiertes Wasser, das auf etwa 15,6⁰C (60⁰F) abgeschreckt ist. Innerhalb dieses Kühlungstanks ist ein Dorn angeordnet, der vom Rückgewinnungstank 77 entfernt worden ist und nach Beendigung des Kuhlwirkungsintervalls werden Dorn und elektrogebildeter Riemen mit deionisiertem Wasser aus einem Sprühring 392 besprüht, sobald der Dorn aus dem Kühltank angehoben worden ist. Das hinzugefügte Wasservolumen, das' in dem Kühltank aus diesem Sprühprozess hineingelangt, strömt in den Lösungsrückgewinnungstank, wenn der nächste Dorn und Riemen in den Kühltank abgesenkt werden. Das im Kühltank 79 enthaltene Wasser wird durch eine Pump-e 39²^ durch einen Wärmeaustauscher umgewälzt, um das Wasser auf eine gewünschte Kühltemperatür zu halten.

Der Dornvorwärmtank 75 enthält eine Lösung aus Nickelsulfamat mit einer Temperatur von 60⁰C (l4o°F), um den Dorn vor seinem Transport zu einer Elektroformungszelle vorzuwärmen. Diese Vor-

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wärmstufe verringert Temperaturunterschiede in der Elektroformungszelle auf ein Minimum und beeinflußt vorteilhaft den Beginn des Elektroformungsprozesses, wenn der Dorn auf den Umlaufantrieb der Zelle abgesetzt und durch diesen gedreht wird. Eine durch Dampf beheizbare Schlange 4oo ist weiter im Tank angeordnet und hält die Lösung auf der gewünschten Temperatur. Weiter ist eine Einrichtung zum Zusetzen von durch Verdampfung verlorengegangenen Wasser zum Vorwärmtank vorgesehen. Vorgesehen ist weiter eine nicht dargestellte Umwälzeinrichtung, wie beispielsweise eine Pumpe oder dergleichen, durch die die Lösung im Tank umgewälzt wird und hierdurch eine relativ gleichmäßige Temperaturverteilung im Tank aufrechterhalten wird.

Der gekühlte Dorn und darauf gebildete Riemen werden vom Kühltank 79 entfernt und zu einer Trennstation gebracht. Die T-rennstation ist derjenige Bereich der Vorrichtung, wo der elektrogebildete Nickelriemen sorgfältig vom ^orn auf einen Riementräger 81,vergleiche Fig. 1, entfernt wird. Nach Anordnung des Riemens auf dem Riementräger erfolgt eine Besprühung mit deionisiertem Wasser. Ebenfalls wird der Dorn vor Rückbewegung zum Vorwärmtank 75 mit deionisiertem Wasser in der Trennstation besprüht. Hierzu dient ein Sprühring 4o2 Inder Trennstation, der auf beide inneren und äußeren Oberflächen des Riemens ein Aufsprühen von deionisiertem Wasser ermöglicht. Der so gereinigte und gehaltene Riemen läßt sich nunmehr weiter behandeln. Diese Behandlung schließt die Bildung einer Halbleiterschicht und die Aufgabe eines photoleitenden Materials auf seine Oberfläche ein.

Das zuvor beschriebene Verfahren und die diesbezügliche Vorrichtung ermöglichen in vorteilhafter Weise eine leistungsstarke, relativ schnelle und wirtschaftlich Herstellung eines relativ dünnen flexiblen und elektrisch leitenden nahtlosen Riemens. Beschrieben wurde eine Elektroplattierungszelle und eine Dorntransportanordnung, die zum ungehinderten Absenken eines Dornes in einen Umlaufantrieb in einem Elektroplattierungsbad dient.

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Eine Nabe des Antriebs wirkt dabei in dreierlei Weise: sie trägt mechanisch den Dorn und- setzt ihn in Drehbewegung und schafft darüberhinaus eirmelektrischen Kontakt mit dem Dorn. Der beschriebene Prozess umschließt das Vorwärmen des Dornes und ermöglicht damit den Beginn des Elektroplattierungsprozesses nach Absenken des Dornes in die Zelle. Die Vorwärmung verringert weiter Temperaturunterschiede, die sich nachteilig hinsichtlich einer gleichförmigen Oberflächendicke und Glätte des hergestellten Riemens auswirken. Obschon die Riemen auf zwei in nebeneinanderliegenden Zellen befindlichen Dornen abgelagert wurden, läßt sich die Vorrichtung ebenso wirkungsvoll bei anderen Dornen in anderen Betriebsstationen der Vorrichtung zum Konditionieren der Dorne,zum Rückgewinnen der Plattierungslösung zum Kühlen der Dorne und zum leichteren Entfernen der Riemen von den Dornen betreiben. Aufgrund des Umstandes, daß die Übertragung von Rückständen von einem elektronenspendenden Material zum Dorn in der Zelle vermieden wird und daß die Elektroplattierungslösung zur sorgfältigen Steuerung ihrer Temperatur und zur Entfernung von Verunreinigungen umgewälzt wird, läßt sich ein hohes Maß an Gleichförmigkeit und Glätte für die Oberfläche des Riemens schaffen. Die Oberflächengleichförmigkeit und Glätte des Riemens wird ferner durch den Umstand erhöht, daß Mittel zur Ablenkung des Lösungsflüsses in der Zelle vorgesehen sind und damit ein Strömungsweg in der Zelle geschaffen ist, durch den schwerere Bestandteile der Lösung durch diese weggetragen werden und damit eine Aufschichtung zur Ablagerung solcher Bestandteile und die Bildung eines unerwünschten Temperaturgradienten verhinder-t wird.

Obschon die Erfindung anhand einer Ausführungsform beschrieben wurde, versteht es sich, daß zahlreiche Modifikationen möglich sind, ohne daß hierdurch vom erfindungsgemäßen Konzept und vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche abgewichen wird.

- Patentansprüche 309847/0723

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines relativ dünnen, flexiblen und elektrisch leitenden Endlosriemens auf einem Tragdorn, wobei Dorn und darauf gebildeter Riemen unterschiedliche Temperaturausdehungskoeffizienten haben, dadurch gekennzeichnet, daß man den Dorn in einer Vorwärmstation auf die Temperatur einer in einer elektrolytischen Zelle befindlichen Plattierungslösung vorwärmt, von der Vorwärmstation zur elektrolytischen Zelle bringt, den Dorn zur Bildung einer Schicht aus einem elektronenspendenden Metall auf seiner Oberfläche in der Lösung eine Zeit lang eintaucht und dreht und den Dorn und den darauf gebildeten Endlosriemen aus der elektrolytischen Plattierungslösung herauszieht und zur einfachen Entfernung des Riemens vom Dorn in ein Kühlbad gibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den Dorn in einem Flüssigkeitsbad vorwärmt.

j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man Dorn und Riemen zu einer Lösungsrückgewinnungsstation bringt und in ein Rückgewinnungsbad eintaucht und die Plattierungslösung in den elektrolytischen Zellen zur Entfernung von Verunreinigungen und zum Halten des Bades bei bestimmten Temperaturen umwälzt, wobei ein Flüssigkeitsbad von der Rückgewinnungsstation mit der umgewälzten Lösung kombiniert wird.

4. Elektrolytische Zelle zur Elektrcformung eines Endlosriemens nach dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vertikal ragende, innerhalb eines eine Plattierungslösung enthaltenden Tanks angeordnete drehbare

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Spindel mit einer oberen Oberfläche, welch letztere einen zylindrischen Dorn aufnimmt, mit ihm in mechanischem Eingriff bringbar ist und einen elektrischen Kontakt mit dem Dorn herstellt, wobei der Dorn auf der Oberfläche angeordnet ist und sich um einen Teil der Spindel erstreckt, durch einen ringförmigen Behälter für ein elektronenspendendes Metall, der konzentrisch zur Spindel im Tank angeordnet ist, durch eine Einrichtung zum Anlegen eines von einer Gleichspannungsquelle stammenden elektrischen Potentials bestimmter Polarität an den Behälter, durch eine Einrichtung zum Anlegen eines von der Gleichspannungsquelle stammenden Potentials entgegengesetzter Polarität an die Spindel, so daß der Dorn eine lektrode der Zelle darstellt und durch eine Einrichtung zum Drehen der Spindel und damit des Doms in der Plattierungslösung.

5. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel eine durch eine Bodenplatte des Tanks sich erstreckende Antriebswelle aufweist und daß Mittel zum Drehen der Spindel an ein verlängertes Segment der Antriebswelle angebracht sind.

6. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4 und 5* dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Gleichstromquelle mit der sich drehenden Welle verbinden.

7. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter für das elektronenspendende Material ein Korb, gebildet aus ringförmigen vertikalen inneren und äußeren Wandelementen ist, wobei die Wandelemente Perforationen zum Durchfluß der Plattierungslösung durch den Korb aufweisen.

8. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß ein lösungsdurchlässiger,

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längs einer Oberfläche des inneren Wandelementes angeordneter Filter zum Zurückhalten von Verunreinigungen vorgesehen ist, wobei der Filter aus einer Gewebeschicht und einer mit öffnungen versehenen Metallschicht gebildet ist und die Gewebeschicht zwischen dem inneren Wandelement und der Metallschicht so angeordnet ist, daß sie gegen das innere Wandelement des Korbes flach gehalten ist.

9· ■ Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Leiten der Plattierungslösung durch die Zelle, welche Einrichtung ein nahe einer unteren Platte der Zelle angeordnetes Sprengorgan und eine Vielzahl von aufrechtragenden rohrförmigen Körpern enthält, wobei die Körper längs ihrer Längen mit öffnungen versehen und an das Sprengorgan zum Verteilen der Plattierungslösung angeschlossen sind.

Io. Elektrolytische Zelle nach Anspruch k, gekennzeichnet durfo eine Strömungsverteilende Einrichtung mit einem ringförmigen, zwischen den Wandelementen und dem das elektronenspendende Material enthaltenden Behälter angeordneten Ablenkorgan, das sich von einem Bodenteil des Tanks bis zu einer Stelle oberhalb der Höhe der Plattierungslösung im Tank vertikal erstreckt und einen Strömungsweg umddas Ablenkorgan nahe einem unteren Bereich des Tanks schafft.

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