DE2353592C3 - Galvanisiertrommel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Galvanisiertrommel mit zentrisch um deren Drehachse angeordneter, von einem perforierten Mantel aus Isoliermaterial ■mhüllter Hohlanode sowie einer diese zentrisch umgebenden Werkstück-Aufnahmekammer, die mit einer »erschließbaren Öffnung zum Be- und Entladen verseilen ist und Kontaktelemente als Kathoden aufweist, wobei Anode und Kathoden über Stromzuführungen ■n den Stirnwänden der Trommel mit einer Gleichitromquelle verbunden sind.

Galvanisiertrommeln werden zum gleichzeitigen Galvanisieren einer größeren Anzahl verhältnismäßig kleiner Teile, wie Schrauben, Schraubenmuttern, Stiften, Beilagscheiben, Nieten, verwendet. Eine derartige Vorrichtung besteht aus einer rotierenden Galvanisiertrommel mit einer Innenkammer, in der die zu plattierenden Werkstücke untergebracht sind. Die im Galva-•isierungsbad untertauchende Trommel wird gedreht, während gleichzeitig eine Spannung an die Elektroden »ngelegt wird. Bei der Rotation der Trommel zirkuliert der Elektrolyt durch die Kammer, indem er durch dafür in den Kammerwänden angebrachte Öffnungen läuft, •nd die Werkstücke vollführen dabei fortlaufende RoIlfcewegungen, bei denen es ständig zu regellosen Kontakten zwischen den Werkstücken und einer oder mehreren in der Trommel angebrachten Kathoden kommt, wobei das anodische Metall auf den Werkstücken abgeschieden wird.

Der Stand der Technik dieser Galvanisierungstrommeln ist in einer großen Zahl von Patenten festgelegt, von denen besonders die folgenden US-PS zu nennen lind: 33 40 174; 33 30 753; 32 82 819; 3183 177; 34 21 993. Die in diesen Patenten beschriebenen Galva- «isiertrommeln sowie andere dem Stand der Technik entsprechende Galvanisiertrommeln haben einen gemeinsamen Nachteil, der durch die vorliegende Erfindung überwunden wird. Als nachteilig wirkt sich bei diesen Anordnungen aus, daß die Anode außerhalb der Galvanisiertrommel gelegen ist und gewöhnlich in einem gewissen Abstand von der Trommel im Tank aufgehängt ist. Der Abstand zwischen dieser Außenanode und der Kathode bzw. den Kathoden innerhalb der Trommel ist deshalb beträchtlich. Auch die gattungsbildende Vorrichtung nach der DT-OS 16 21 178 vermag hier keiiie Abhilfe zu schaffen

Wegen dieses großen Anoden-Kathoden-Abstands sind die bekannten Galvanisiertrommein wenig für Galvanisierungsprozesse geeignet, in denen eine Lösung mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit verwendet wird, wie dies beispielsweise beim Beschichten mit Aluminium mit der in der US-PS 26 51 608 erwähnten Aluminiumhydrid-Lösung der Fall ist Die Leitfähigkeit dieser Lösung ist so niedrig, daß der Ruß des Galvanisierungsstroms zwischen der Außenanode und der Innenkathode bzw. den Innenkathoden der bekannten Galvanisiertrommel äußerst gering ist Die zum Galvanisieren benötigte Zeit und damit die Kosten sind deshalb zu groß, um den Einsatz bekannter Galvanisiertrommeln in diesen Fällen zu rechtfertigen, außer wenn ungewöhnliche Umstände dies unumgänglich machen.

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, durch eine geeignete konstruktive Ausbildung der Galvanisiertrommel die Bearbeitungszeit so gering wie möglich zu halten, insbesondere wenn bestimmte Elektrolyten von besonders niedriger Leitfähigkeit zum Einsatz kommen müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere um die Drehachse der Trommel herum zentrisch angeordnete Werkstück-Aufnahmekammern vorhanden sind, deren perforierte, sich in Längsrichtung der Trommel erstreckende Zwischenwände jeweils eine Anode und eine Kathode, die wiederum über Kontaktknöpfe mit den Werkstücken in den einzelnen Aufnahmekammern in Verbindung steht, aufnehmen.

In der Wandung jeder Kammer ist eine mit einer Tür verschließbare Öffnung vorgesehen, durch die Werkstücke in die Kammer eingebracht bzw. aus ihr entfernt werden können. Öffnungen sind in der Trommel vorgesehen, um den Elektrolyten durch jede Trommelkammer zu zirkulieren. Beim Betrieb ist die Trommel in das Galvanisierungsbad eingetaucht und rotiert in demselben, wobei die Teile ständig umgewälzt werden, während die Lösung durch die Kammer der Trommel zirkuliert.

Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß jede Kammer der Trommel anodische und kathodische Elektroden enthält. Die Anode jeder Kammer ist so ausgebildet, daß sie mit dem Galvanisierungsbad in Berührung steht, ist jedoch vom direkten Kontakt mit den in der Kammer enthaltenen Werkstücken geschützt. Die Kathode jeder Kammer kann sowohl mit dem Galvanisierungsbad als auch mit den Werkstücken in der Kammer in Berührung kommen, während dieselben beim Drehen der Trommel in unregelmäßiger Bewegung durch die Kammer rollen. Die spezielle Anordnung der Anoden und Kathoden verbessert auch die metallische Beschichtung auf den fertigen Werkstücken.

Sowohl die Anode als auch die Kathode sind in jeder Kammer so angebracht, daß der Anoden-Kathoden-Abstand wesentlich verringert ist, während gleichzeitig der Stromfluß bei einer bestimmten Galvanisierungsspannung entsprechend ansteigt. Der Stromanstieg verringert in merklicher Weise die zur Metallabscheidung benötigte Zeit und damit die Gesamtkosten des Beschichtungsvorgangs, wie beispielsweise im Falle der vorher erwähnten Aluminiumabscheidung, bei der ein Bad mit niedriger Leitfähigkeit verwendet wird. Die er- , findungsgemäße Galvanisiertrommel ist deshalb besonders für derartige Fälle geeignet. Aus der folgenden

Beschreibung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Trommel nicht nur für derartige Lösungen geeignet ist, sondern für praktisch sämtliche Galvanisierungsvorgänge mit Trommeln verwendet werden kann, darunter auch Galvanisierungsprozesse mit Lösungen hoher Leitfähigkeit.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Galvanisierungstrommel:

Fig.? ist ein Teil eines vergrößerten Schnittes durch die Trommel.

Die erfindungsgemäße Galvanisiertrommel besteht aus der eigentlichen Trommel zur Aufnahme der zu galvanisierenden Werkstücke. Die Trommel ist drehbar in einem Rahmen gelagert und wird von einem Motor über ein Getriebe angetrieben. Dabei ist die Trommel in einem Galvanisierungsbad eingetaucht. Während der Rotation der Trommel zirkuliert der Elektrolyt durch Kanäle 18. Die Trommel enthält anoüische Elektroden 20 und kathodische Elektroden 22. Die Anoden 20 sind mit dem Galvanisierungsbad in Berührung, jedoch vom Kontakt mit den Werkstücken abgeschirmt. Die Kathoden 22 stehen mit dem Galvanisierungsbad in Verbindung, daneben aber auch mit den Werkstücken.

Wie vorher bereits erwähnt und wie in der folgenden Beschreibung noch im einzelnen dargelegt, unterscheidet sich die erfindungsgemäße Galvanisiertrommel durch die spezielle Anordnung der anodischen und kathodischen Elektroden in Zwischenwänden innerhalb der Trommel selbst von bekannten, ähnlichen Vorrichtungen. Die Anbringung der Elektroden im Inneren der Trommel verringert den Abstand zwischen Anode und Kathode und ergibt bedeutende Vorteile. Die Verringerung der Abstände zwischen den Elektroden ermöglicht äußerst wirtschaftlichen Betrieb besonders im Falle von Aluminium-Beschichtungen, bei denen eine Lösung mit verhältnismäßig niedriger elektrischer Leitfähigkeit verwendet wird. Außerdem ergibt sich aus der Verringerung des Elektrodenabstands eine Beschleunigung des Galvanisiervorgangs bei Lösungen hoher Leitfähigkeit.

Die erfindungsgemäße Galvanisiertrommel umfaßt die eigentliche Trommel, bei der es sich um eine zylindrische Trommel mit drei in Radialrichtung versetzten, zylindrischen Wandungen 24, 26, 28 handelt. Diese Wandungen sind konzentrisch um die Drehachse der Trommel angebracht und werden durch flache Endwände 30,32 an ihren Enden abgeschlossen. Die Mittelöffnung in der innersten Zylinderwandung 24 ergibt eine Durchlaßöffnung 34, die zusammen mit den in Radialrichtung verlaufenden Durchlaßöffnungen 36 in den Wandungen 24, 26, 28 einen Teil der Durchlaßöffnungen 18 zur Zirkulation des Elektrolyten in der Trommel bildet. Die in Radialrichtung verlaufenden Durchlaßöffnungen 36 sind gleichmäßig in Abständen über die gesamte Oberfläche der Wandungen verteilt, wobei jedoch in den Zeichnungen nur einige der öffnungen in jeder Wandung dargestellt sind. Die drei zylindrischen Wandungen definieren dazwischenliegende innere und äußere, konzentrische, ringförmige Kammern 38,40 zur Aufnahme der zu beschichtenden Werkstücke. Die mittleren und äußeren zylindrischen Wandungen 24, 26 sind mit Einlaßöffnungen 42 versehen, an denen Verschlußteile 44 angebracht sind, nach deren Öffnen bzw. Abnehmen Werkstücke in die bzw. aus den Kammern gebracht werden können. Die äußere Tür wird durch eine Klammer 46 innerhalb der öffnung geschlossen gehalten. Die innere Tür ist an der äußeren durch sektorförmige Endwäride 44a befestigt, so daß die Türen als eine Einheit abgenommen werden können.

Zur innersten zylindrischen Wandung gehören ein Paar in Radialrichtung gegeneinander versetzter isolierender Buchsen 47, 48 und -ine dazwischen eingelegte Metalibuchse 50. Die mittleren und äußeren zylindrischen Wandungen 26,28 umfassen jeweils eine mittlere und eine in Radialrichtung versetzte Isolierbuchse 52 bzw. 54. In Längsrichtung der Trommel verlaufen in

ίο Abständen von den Buchsen 52, 54 mehrere metallisch leitende Stangen 56 und gebogene, isolierende Abstandsstücke 58. An jeder Stange 56 sind mehrere metallische Kontaktknöpfe 60 angebracht, die jeweils aus einem Kopf 64 am inneren Ende eines Schafts 62 bestehen, der in die Stange eingedrückt ist und sich in Radialrichtung nach innen durch die benachbarte, innere Isolierbuchse erstreckt. Eine Metallbuchse 66 umgibt die mittlere Isolierbuchse 52 und die äußeren zylindrischen Wandungen 26, 28. Eine isolierende Buchse 68 umgibt die metallische Buchse 66 der Wandung 26.

Die metallischen Buchsen 50, 66 der zylindrischen Wandungen 24, 26,28 bilden die anodischen Elektroden 20 der Trommel. Die kathodischen Elektroden 22 der Trommel dagegen werden von den Stangen 56 und den Kontaktköpfen 60 der zylindrischen Wandungen 26, 28 gebildet. Die Anoden 20 sind um die in Radialrichtung innerseitigen Teile der Kammern 38, 40 angeordnet und stehen mit der benachbarten Kammer durch Durchlaßöffnungen 36 in den Wandungen 24,26 in Verbindung, so daß damit ein Kontakt mit der in den Kammern befindlichen Galvanisierungslösung hergestellt ist. Die äußeren isolierenden Buchsen 48, 68 der Wandungen 24, 26 schirmen die Anoden vom Kontakt mit den in den Kammern befindlichen Werkstücken ab. Die Kathoden 22 sind an den in Radialrichtung äußeren Seiten der Kammern angebracht und liegen frei zum Kontakt mit dem Galvanisierungsbad sowie mit den in den Kammern enthaltenen Werkstücken.

Um sowohl die Durchlaßöffnungen 36 und die Stangen 56 in der F i g. 1 zeigen zu können, sind die Durchlaßöffnungen gezeichnet, als ob sie sich durch die Stangen 56 hindurch erstrecken. Dies ist nicht der Fall. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, erstrecken sich diese Durchlaßöffnungen tatsächlich durch die isolierenden Abstandsstücke 58, und es ei geben sich daher keine Kurzschlußstromwege von der Anode zu der Kathode innerhalb der Wandung 26.

Obwohl die Anoden in der beschriebenen Ausführungsform in den Wandungen der Kammern angeordnet sind, könnten sie auch durch ein isolierendes Material abgedeckt sein, das für die Lösung durchlässig ist, aber zu kleine Durchlaßöffnungen besitzt als daß die Werkstücke damit in Kontakt kommen könnten.

Die Endwände 30, 32 der Trommel sind gleichartig ausgebildet und umfassen jeweils innere und äußere Isolierplatten 70, 72. An der äußerer. Kante jeder äußeren Platte 72 ist ein Ringflansch 74 angebracht, der in Achsrichtung der Trommel nach innen gebogen ist und dichtend an der Kante der inneren Platte 70 anliegt.

Eine Metallplatte 76 ist zwischen die Platten 70, 72 jeder Endwand eingesetzt. Metallplatte 76 der Endwand 30 ist mechanisch und elektrisch durch Schrauben 78 mit den Anodenteilen 50, 66 verbunden. Metallplatte 76 der Endwand 32 ist ihrerseits mechanisch und elektrisch durch Schrauben 80 mit den als Kathoden wirkenden Stangen 56 verbunden.

Von den Enden der Trommel gehen koaxial Lagerschäfte 82 aus. Jeder dieser Lagerschäfte hat eine inne-

re Nabe 84, die mechanisch und elektrisch durch Schrauben 86 mit der benachbarten Metallplatte 76 der Endwand verbunden ist. Der Rahmen 14 der Galvanisiertrommel ist mit einer oberen Platte versehen, die quer über die Oberseite der Trommel verläuft, und mit den Armen 92 einer Aufhängung, die an den Enden die Trommel umgreifen. An diesen Armen sind isolierende Muffen 94 angebracht, in denen die Lagerschäfte 82 zur drehbaren Lagerung der Trommel einliegen. An der oberen Platte des Rahmens sind Ringe befestigt, an denen das Kabel eines Hebekrans eingehakt werden kann, um die Galvanisiertrommel in einen Tank mit dem Galvanisierungsbad einzutauchen.

Ein Ende jedes Lagerschafts 82 ragt über den Arm 92 der Aufhängung. Auf dem herausragenden Schaftteil ist eine Metallmuffe 98 montiert, die einen elektrischen Gleitkontakt mit dem Schaft herstellt. Mechanisch um elektrisch mit der Muffe verbunden ist jeweils ein lei tender Stab 100, an dem Anschlüsse für die zu eine nicht dargestellten Stromquelle führenden Kabel ange setzt sind. Die Stäbe 100 sind mit Haltewinkeln an dei Armen 92 angebracht und haltern die Muffen 98 ai dem jeweiligen Lagerschaft 82. Die Muffen und die lei tendcn Stäbe sind mit einer isolierenden Abdeckunj 108 überzogen.

Leitungen 112 sind durch Winkelslücke UO an dei Muffen 98 befestigt. Die Leitungen stehen mit dei Durchlaßöffnungen 34 in der Innenwand 24 der Trom mel in Verbindung. Andererseits sind die Leitungen 11; an eine nicht dargestellte Pumpe für den Elektrolytei angeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Galvanisiertrommel mit zentrisch um deren Drehachse angeordneter, von einem perforierten Mantel aus Isoliermaterial umhüllter Hohlanode sowie einer diese zentrisch umgebenden Werkstück-Aufnahmekammer, die mit einer verschließbaren Öffnung zum Be- und Entladen versehen ist und Kontaktelemente als Kathoden aufweist, wobei Anode und Kathoden Ober Stromzuführungen an den Stirnwänden der Trommel mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere um die Drehachse der Trommel herum zentrisch angeordnete Werkstück-AuFnahmekammern vorhanden sind, deren perforierte, sich in Längsrichtung der Trommel erstreklcerde Zwischenwände jeweils eine Anode und eine Kathode, die wiederum über Kontaktknöpfe mit den Werkstücken in den einzelnen Aufnahmekaminern in Verbindung steht aufnehmen.