DE2400705B2

DE2400705B2 - Beschichtungsbehälter mit Elektroden

Info

Publication number: DE2400705B2
Application number: DE2400705A
Authority: DE
Inventors: Friedel 4830 Guetersloh Kaup; Heinrich 4831 Marienfeld Warnke
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1974-01-08
Filing date: 1974-01-08
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2400705C3; JPS5759320B2; US3962059A; FR2256964A1; DE2400705A1; FR2256964B1; DD115922A5; ES433646A1; JPS50107034A; GB1474639A; IT1028218B

Description

Die Erfindung betrifft einen Beschichtungsbehälter mit Elektroden zum elektrophoretischen Beschichten von Metallteilen, insbesondere von Stahlteilen mit Email.

Es sind Vorrichtungen bekannt bei denen die als Kathode dienenden Elektroden in separaten Kaihodenkammern angeordnet sind, weiche im oberen Drittel einen Überlauf für die Entwässerung besitzen. Diese separate Kathodenkammer ist mit einem schwachen Elektrolyten gefüllt Sobald zwischen der Kathode und der Anode ein Strom fließt, wandern Kationen des Schückers mit dem überschüssigen Wasser in die Kathodenkammer und fließen über einen Überlauf ab. Dadurch werden der Festkörperanteil im Schlicker und die Leitfähigkeit des Schlickers konstant gehalten.

Die Funktion dieser Vorrichtung ist zwar zufriedenstellend, nachteilig dabei ist jedoch, daß die separaten Kathodenkammern mit den Überläufen relativ teuer sind. Außerdem besteht der Nachteil, daß bei einer Beschädigung der Membrane der Elektrolyt aus der Kathodenkammer in den Beschichtungsbehälter fließen kann.

Beim elektrophoretischen Beschichten mit Email würde bei einem Zurückfließen des Elektrolyten aus der Kathodenkammer durch die Ionen-Anreicherung die Leitfähigkeit des Schlickers im Beschichtungsbehälter

so hoch werden, daß er unbrauchbar würde. Da das Volumen des Beschiehtungsbehälters in der Regel relativ groß ist ist der Schaden durch den nicht mehr zu verwendenden Schlicker erheblich.

Außerdem -sind Eleküotauchlackier-Verfahren und

ίο Vorrichtungen bekannt bei denen die sepanten Kathodenkammern gespült werden.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zum Elektrotauchlackieren wird die durch die Membrane fließende Flüssigkeit von einer Pumpe abgesaugt und zu einer Ergänzungseinheit gepumpt In der Ergänzungseinheit wird der abgeschiedenen Flüssigkeit Ergänzungsmaterial beigemischt und das Gemisch dem Beschichtungsbad wieder zugesetzt Beim elektrophoreiischen Lackieren ist das sinnvoll, da das Lösüngsnrttel dadurch wieder zurückgewonnen wird.

Bei dem elektrophoretischen Beschichten mit Email wird jedoch Wasser als Suspensionsmittel verwendet Außerdem kommt hinzu, daß sich während der elektrophoretischen Beschichtung die Leitfähigkeit des Schückers laufend erhöht Die Erhöhung der Leitfähigkeit beruht darauf, daß während der elektrophoretischen Beschichtung eine Elektrolyse nicht zu vermeiden ist Die im Schlicker befindlichen Ionen wandern gemäß ihrer elektrischen Ladung zur Kathode bzw. zur Anode.

Die Anionen wandern, wie die suspendierten Schlickerbestandteile, zum anodisch gepolten Werkstück.

Ein Teil der Anioncn wird mit dem beschichteten Werkstück aus dem Schlicker entfernt Die Kationen wandern zur Kathode. An der Kathode entsteht während der Beschichtung Wasserstoff.

Alkali- oder Erdalkali-Ionen werden nicht aus dem Schlicker entfernt Da mit dem Ergänzungsschlicker laufend neue Ionen in das Bad gelangen, erhöht sicn die Leitfähigkeit des Schückers in dem Beschichtungsbehäiter. Die Erhöhung der Leitfähigkeit führt je nach Schlickerbeschaffenheit oder je nach Qualitätsanforderung zur Unbrauchbarkeit des Schückers.

Die überschüssigen Ionen wandern mit dem überschüssigen Wasser in die Hohlkathode und müssen aus dieser entfernt werden.

Bei einer Beschädigung der Membrane können diese Ionen aus der Hohlkathode wieder in den Beschichtungsbehälter gelangen.
Durch diese Ionen-Anreicherung wird die Leitfähigkeit des Schlickers so hoch, daß er unbrauchbar wird.

Da das Volumen des Beschichtungsbehälters in der Regei relativ groß ist, ist der Schaden durch den nicht mohr zu verwendenden Schlicker erheblich. Die Aufgabe der Erfindung ist diese bekannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum elektrophoretischen Beschichten mit Email zu offenbaren, bei welcher mit Sicherheit auch bei einer beschädigten Membrane keine überschüssigen ionen aus der Hohlkathode in den Beschichtungsbehälter gelangen können.

Zu diesem Zweck ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet daß die Kathode als Hohlkathode ausgebildet ist, daß der Innenraum der Hohlkathode über Verbindungsöffnungen mit der Außenseite der Hohlkathode verbunden ist, daß die Verbindungsöffnungen auf der Außenseite der Hohlkathode von einer Membran abgedeckt sind und daß der Innenraum der Hohlkathode im unteren Bereich eit.e Abflußöffnung besitzt.

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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Beschichtungsbehälter mit eii.er am Boden befestigten Hohlkathode in Seitenansicht und im Schnitt

F s g. 2 die Hohlkathode nach F t g. 1 in Seitenansicht

F i g. 3 eine an der Seitenwand befestigte Hohlkathode in Seitenansicht und im Schnitt ι ο

F i g. 4 die Hohlkathode nach F i g. 3 in Draufsicht

F i g. 5 eine im Querschnitt halbkreisförmige Hohlkathode in Seitenansicht und ün Schnitt F i g. 6 die Hohlkathode nach F i g. 5 in Dra;" :cht

In dem Beschichtungsbehälter ί befindet o«..i das Werkstück 2 und ein oder mehrere ΕΙε'τοί^ι. Diese Elektroden sind als Hohlkathode.'-. 3 aas_L -«ädet Der Innenraum 3' der Hohlkathode 3 is* -■<' cer Außenseite 3" über Verbindüngsöffnuniiep -. verbunden. Die Verbindungsöffnungen 4 sind a ■«? der Außenseite 3" der Hohlkathode 3 mit einer Menuran 5 abgedeckt Die Membran 5 ist im oberen und im unteren Bereich mit einer Dichtung 6 abgedichtet In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 u. 2 ist die Hohlkathode 3 im Boden 1' des Beschichtungsbehälters 1 befestigt Die Befestigung und die Abdichtung der Hohlkathode 3 in dem Boden 1' erfolgt über eine Druckplatte 7, eine Scheibe 8 und eine Mutter 9 in bekannter Weise.

Die Hohlkathode 3 besitzt im unteren Bereich eine Abflußöffnung 10 und im oberen Bereich eine jo Entlüftungsöffnung 11. Die Entlüftungsöffnung 11 ragt über das Niveau des Schlickerbades hinaus. Der Beschichtungsbehälter 1 besteht aus einem Nichtleiter,

z. B. aus einem Kunststoff.

Die Membran 5 verhält sich während der z.B. elektrophoi-etischen Beschichtung mit Email wie eint Vielzahl von suspendierter Teilchen. Die Membran 5, die man sich aus einer großen Anzahl von kleinen, zusammengesinterter Teilchen denken kann, hat das Bestreben, bei Anlage einer Spannung zum anodisch gepolten Werkstück 2 zu wandern. Da die Teilchen der Membran 5 fixiert sind, werden sie an ihrer Bewegung gehindert

Das Wasser jedoch, das sich in und vor der Membran 5 befindet hat das Bestreben, zur Kathode zu wandern. Es dringt deshalb durch die Membran 5 hindurch und fließt durch die Verbindungsöffnungen 4 in den Innenraum 3' jnd durch die Abflußöffnung 10 der Hohlkathode 3. Die Porösität der Membran 5 kann so ausgewählt werden, daß diese praktisch nur bei Anlegen einer Spannung an die Kathode und an die Anode für das Wasser durchlässig wird.

Der an der Hohlkathode 3 entstehende Wasserstoff kann durch die Entlüftungsöffnung il entweichen. In den Ausführungsbeispielen nach den F g. 3 bis 6 sind die Hohlkathoden 3'" u.3^!V an einer Seitenwand 1" des Beschichtungsbehälters 1 befestigt Der Querschnitt der Hohlkathode 3'" ist kreisförmig, während der Querschnitt der Hohlkathode 3^!V halbkreisförmig ausgebildet ist Die krir'sförmige Hohlkathode 3"' kann aus einem Rohr gefertigt werden. Sie ist deshalb besonders preiswert in der Herstellung. Die halbkreisförmige Hohlkathode 3^IV dagegen ist sehr platzsparend, da sie eng an der Seitenwand 1" des Beschichtungsbehälters 1 anliegt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

24 OO 705 Patentansprüche:

1. Beschichtungsbehälter mit Elektroden zum elektrophoretischen Beschichten von Metallteilen, insbesondere yon Stahlteilen mit Email, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode als Hohlkathode 3 ausgebildet ist, daß der Innenraum 3' der Kohlkathode 3 über Verbindungsöfftiungen 4 mit der Außenseite 3" der Hohlkathode 3 verbunden ist, daß die Verbindungsöffnungen 4 auf der Außenseite 3" der Hohlkathode 3 von einer Membran 5 abgedeckt sind und daß der Innenraum 3' der Hohlkathode 3 im unteren Bereich eine Abflußöffnung 10 besitzt

2. Beschichtungsbehälter mit Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathode 3 aus einem Rohr besteht, welches auf dem Boden Γ des Beschichtungsbehälters 1 befestigt ist und dessen Abflußöffnung 10 durch den Boden Γ des Beschichtungsbehälters 1 hindurchragt.

3. Beschichn-ngsbehälter mit Elektroden nach den Ansprüchen ! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathode 3 im oberen Bereich eine Entlüftungsöffnung 11 besitzt und daß die Entlüftungsöffnung 11 der Hohlkathode 3 über das Schlicker-Niveau des Beschichtungsbehälters 1 hinausragt

4. Beschichtungsbehälter mit Elektroden nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußöffnung 10 und die Entlüftungsöffnung Il der Hohlkathode 3"' u. 3^IV durch eine Seitenwand 1" des Beschichtungsbehälters 1 geführt sind und daß die Abflußöffnung 10 unterhalb des Schlicker-Niveaus des Beschichtungsbehälters 1 ai ^eordnet ist während die Entlüftungsöffnung il oberhalb des Schlickerniveaus angeordnet ist

5. Beschichtungsbehälter mit Elektroden nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathode 3^IV einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt und daß die abgeflachte Seite der Hohlkathode 3^IV an der Innenwand des Beschichtungsbades 1 anliegt