DE2460634C3 - Galvanisiereinrichtung zum partiellen Metallisieren kontinuierlich durchlaufender Waren - Google Patents
Galvanisiereinrichtung zum partiellen Metallisieren kontinuierlich durchlaufender WarenInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft eine Galvanisiereinrichtung zum partiellen Metallisieren kontinuierlich durchlaufender
Waren, mit mindestens einer längs der Warendurchlaufbahn angeordneten Behandlungswanne, deren
Stirnwände Warendurchlaufschlitze aufweisen, wobei zur Rückförderung einer durch die Warendurchlaufschlitze
ausfließenden Beliandlungsflüssigkeit eine druckseitig an die Behandlungswanne angeschlossene &5
Umlaufpumpe vorgesehen ist.
Eine derartige kontinuierlich arbeitende Galvanisiereinrichtung ist beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift 17 96017 bekannt Die partiell zu galvanisierenden Waren, wie Relaisfedern u.dgl. werden
mit Hilfe einer Transporteinrichtung durch mehrere längliche Behandlungswannen geführt, wobei lediglich
die zu metallisierenden Bereiche in die entsprechenden Behandlungsflüssigkeiten eintauchen. Damit die durchlaufenden
Waren bei gleichbleibendem Transportniveau, d. h. mit konstanter Eintauchtiefe durch die
Behandlungsflüssigkeiten geführt werden können, sind die Siirnwände der Behandlungswannen mit Warendurchlaufschlitzen
versehen. Die Konstanthaltung der Pegelhöhen erfolgt mit Hilfe von Umlaufpumpen,
welche die aus den Warendurchlaufschlitzer. fließenden Behandlungsflüssigkeiten ständig in die entsprechenden
Behandlungswannen zurückpumpen. Durch die konstanten Pegelhöhen und das gleichbleibende Tran^portniveau
wird also eine Partiellgalvanisierung möglich, bei welcher sich die Metallabscheidung auf bestimmte
Bereiche beschränkt. Der Metallverbrauch kann somit reduziert werden, was insbesondere bei Gold und
anderen wertvollen Metallen zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Die in der bekannten Galvanisiereinrichtung
behandelten Waren weisen jedoch unterschiedliche Schichtdicken des galvanischen Metallniederschlages
auf. Die Unterschiede in der Schichtdikkenverteilung liegen in der Regel im Bereich von 100%.
Da für die Funktionssicherheit der galvanisierten Waren bestimmte Mindestschichtdicken der Metallniederschläge
eingehalten werden müssen, könnte durch eine gleichmäßige Schichtdickenverteilung eine
weitere, erhebliche Reduzierung des Metallverbrauchs erzielt werden.
In der amerikanischen Patentschrift 35 07 767 is! eine
Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung metallischer Stränge beschrieben und dargestellt. Die Behandlungszone
dieser Einrichtung ist in einzelne Kammern aufgeteilt, welche durch die Einlaßwand, ein Überlaufwehr
und Querwände bzw. Endwände definiert werden. Die Aufteilung durch die Querwände soll bewirken, daß
der zu behandelnde Strang in den aufeinanderfolgenden Kammern entgegengesetzten Polaritäten ausgesetzt
werden kann. Eine Umlenkung der Behandlungsflüssigkeit kann durch die parallel zur Strömungsrichtung
ausgerichteten Querwände nicht bewirkt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Galvanisiereinrichtung zu schaffen, bei
welcher der auf die durchlaufenden Waren partiell aufgebrachte Metallniederschlag keine oder nur geringfügige
Schichtdickenunterschiede aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Behandlungswanne Strömungsleitplatten
angeordnet sind, die die umlaufende Behandlungsflüssigkeit zu einem mäanderförmigen Stromverlauf bei
Kreuzung der Warendurchlaufbahn auf jeder Mäanderschlinge zwingen. Durch die Anordnung der Strömungsleitplatten
wird für die in der Behandlungswanne strömende Behandlungsflüssigkeit ein mäanderförmiger
Kanal gebildet.
Dadurch, daß die zu galvanisierenden Waren auf ihrem Weg durch die Behandlungswanne abwechselnd
von links und von rechts angeströmt werden, ergibt sich eine gleichmäßige Schichtdickenverteilung der Metallisierungen.
Der galvanische Metallniederschlag kann somit auf die erforderliche Mindestschichtdicke und
einen geringen Sicherheitszuschlag abgestimmt werden.
Vorzugsweise sind die Strömungsleitplatten parallel zu den Stirnwänden verlaufend und somit senkrecht zur
Warendurchlaufbahn ausgerichtet und in zwei mittig
zueinander versetzten Reihen angeordnet Hierdurch wird die Strömungsführung und somit auch die
Gleichmäßigkeit des galvanischen Metallniederschlages weiter verbessert. Bei einem Abstand zwischen zwei
benachbarten Strömungsleiiplatten einer Reihe von mindestens 50 mm und höchstens 300 mm werden
besonders günstige Strömungsverh&Unisse und Abscheidungsbedingungen
erzielt
Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Höhe der Strömungsleitplatten mindestens der
Pegelhöhe ^ier Behandlungsflüssigkeit, wobei die Strömungsleitplatten
im Bereich der Warendurchlaufbahn mit Aussparungen versehen sind. Die Führung der
Strömung erstreckt sich somit auch auf den Oberflächenbereich der Behandlungsflüssigkeit, während die
für den Warendurchlaß erforderlichen Aussparungen von der Strömung leicht überbrückt werden.
Vorteilhaft sind die Strömungsleitplatten von den Seitenwänden der Behandlungswanne abgesetzt. Die
Anoden können dann als durchgehende Platten in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht werden. Eine bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung der Umlaufpumpe mittig
in den Boden der Behandlungswanne einmündet und an ein Umlenkorgan angeschlossen ist, dessen Austrittsöffnung
senkrecht auf eine der Seitenwände der Behandlungswanne gerichtet ist Die in die Behandlungswanne
einströmende Behandlungsflüssigkeit wird hierbei in zwei Kreuzströme aufgeteilt, die jeweils an einem der
Warendurchlaufschlitze enden. Durch die zur Waren-.durchlaufbahn
senkrechte Ausrichtung des Umlenk* rgans wird die Kreuzstromführung unterstützt. Vorzugsweise
ist als Umlenkorgan eine längliche mit dem Boden der Behandlungswanne verbundene Hohlrippe vorgesehen.
Neben der Funktion als Umlenkorgan dient die Hohlrippe zur festen mechanischen Verankerung der
Strömungsleitplatten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Galvanisiereinrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II der Fi g. 1,
Fig. 3 eine Behandlungswanne der in Fig. 1 dargestellten
Galvanisiereinrichtung in der Draufsicht und
Fig.4 einen partiell galvanisierten Stift im Querschnitt
F i g. 1 und F i g. 2 zeigen eine Galvanisiereinrichtung zum partiellen Vergolden von zweireihigen Stiftleisten
im Längsschnitt bzw. im Querschnitt. Die einzelnen Stiftleisten werden an einer Transport- und Kontaktiervorrichtung
hängend mit konstanter Geschwindigkeit und bei gleichbleibendem Transportniveau durch
mehrerer Vorbehandlungs- und Galvanisierbäder gezogen, wobei lediglich der partiell zu vergoldende Teil der
Stiftreihen in die jeweiligen Behandlungsflüssigkeiten eintaucht. Die Transport- und Kontaktiereinrichtung
besteht aus Transportwagen 2, die über Scharniere 3 zu einer endlosen Transportkette verbunden cind. Der in
der Zeichnung nicht dargestellte Antrieb der Transportkette kann beispielsweise über ein Polygonrad erfolgen,
dessen Kantenlänge der Länge der Transportwagen 2 angepaßt ist. Jeder der Transportwagen 2 ist mit Hilfe
von zwei Rollen 4 und 5 in einer Schiene 6 geführt und mit einem Stiftleistenhaller 7 zur Aufnahme von zwei
Stiftleisten 1 ausgestattet Da jeder einzelne Stift einer Stiftleiste konlaktiert werden muß, sind die Stiftleistenhalter
7 jeweils mit zwei Kontaktstäben 8 versehen, die aus korrosionsbeständigem Material bestehen und
deren Durchmesser etwas größer gewählt ist als der lichte Abstand zwischen den zwei .Stiftreihen einer
Stiftleiste 1. Die Kontaktierung der einzelnen Stifte und die Halterung der Stiftleisten 1 kommt dann beim
Bestücken durch die Klemmwirkung zwischen den beiden Stiftreihen und dem dazwischenliegenden
Kontaktstab 8 zustande. Zur weiteren Kontaktierung sind die Stiftleistenhalter 7 elektrisch leitend miteinander
verbunden und über mehrere Kohlebürsten 9 und eine Stromschiene 10 an Masse gelegt Die vorstehend
erwähnten Vorbehandlungs- und Galvanisierbäder, die von den Stiftleisten 1 durchlaufen werden müssen, sind
in länglichen Behandlungswannen untergebracht, von denen nur die aufeinanderfolgenden Behandlungswannen
11, 12 und 13 dargestellt sind. Da diese ähnlich ausgebildet sind, beschränkt sich die Beschreibung auf
die Behandlungswanne 12, in welcher eine Behandlungsflüssigkeit 14, beispielsweise ein Goldelektrolyt enthalten
ist. Die Behandlungswanne 12 besteht aus einem Boden 121, zwei Seitenwänden 122 und zwei Stirnwänden
123, wobei der Boden 121 und die Seitenwände 122 beidseitig über die Stirnwände 123 überstehen, so daß
durch zwei gegenüberliegende zusätzliche Endwände 124 zwei Überlaufkammern 125 und 126 gebildet
werden. Damit die Stiftleisten 1 bei gleichbleibendem Transportniveau durch die Behandlungswanne 12
geführt werden können, sind die beiden Stirnwände 123 mit Warendurchlaufschlitzen 127 versehen, die einen
ungehinderten Warendurchlauf ermöglichen. Ähnliche Aussparungen 128 sind in die beiden Endwände 124 der
Übedaufkammern 125 und 126 eingebracht Da die Warendurchlaufschlitze 127 weit unter die Oberfläche
der Behandlungsflüssigkeit 14 reichen, fließt diese ständig in die Überlaufkammern 125 und 126 und
gelangt von dort über Abflußleitungen 15 bzw. 16 in einen Vorrats- und Pufferbehälter 17. Zur Konstanthaltung
der Pegelhöhe in der Behandlungswanne 12 wird die Behandlungsflüssigkeit 14 kontinuierlich aus dem
Vorrat- und Pufferbehälter 17 über eine Saugleitung 18, eine regelbare Umlaufpumpe 19 und eine Druckleitung
20 in die Behandlungswanne 12 zurückgepumpt Die Druckleitung 20 mündet von unten her mittig in den
Boden 121 der Behandlungswanne 12 ein und endet in dem Hohlraum einer fest mit dem Boden 121
verbundenen Hohlrippe 21. Die zurückgepumpte Behandlungsflüssigkeit 14 strömt durch eine Austrittsöffnung 22 in die Behandlungswanne 12 ein und teilt sich
in zwei Strömungen auf, die über die Warendurchlaufschlitze 127 in die Überlaufkammern 125 bzw. 126
führen, womit der Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit 14 geschlossen wird. Der Verlauf dieser beiden
Teilströmungen wird durch Strömungsleitplatten 23 und 24 derart beeinflußt, daß sich ein mäanderförmiger
Kreuzstromverlauf ergibt. Diese Strömungsleitplatten 23 und 24 sind am Boden 121 der Behandlungswannc 12
und an der Hohlrippe 21 befestigt und mit Aussparungen 231 bzw. 241 versehen, welche für einen
ungehinderten Warendurchlauf erforderlich sind. Der Abstand zwischen den Strömungsleitplatten 23 bzw. 24
und den Seitenwänden 122 ermöglicht die Unterbringung plattenförmiger Anoden 25, die an Anodenstangen
26 aufgehängt sind.
Fig.3 zeigt die Anordnung und die Funktion der
b5 Strömungsleitplatten 23 und 24 in einer Draufsicht auf
die Behandlungswanne 12. Zur übersichtlichen Darstellung wurde für die F i g. 3 ein doppelt so großer Maßstab
gewählt wie für die F i g. 1 und 2. Die Strömungsleitplat-
ten 23 und 24, die aus einem badverträglichen Material, beispielsweise Polypropylen bestehen, sind senkrecht zu
der durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Warendurchlaufbahn 27 ausgerichtet und in zwei mittig
zueinander versetzten Reihen angeordnet. Die Strömungsleitplatten 23 der einen Reihe und die Strömungsleitplatten
24 der anderen Reihe überlappen sich im Bereich der Warendurchlaufbahn, so daß für die beiden
Teilströmungen der Behandlungsflüssigkeit 14 mäanderförmige Strömungskanäle gebildet werden. Die
Überlappung der beiden Reihen, die im dargestellten Fall der Breite der Hohlrippe 21 entspricht, sollte zur
Begrenzung der Strömungsverluste 40% der lichten Wannenbreite nicht übersteigen. Desgleichen sollte der
Abstand zwischen zwei benachbarten Strömungsleitplatten 23 bzw. 24 einer Reihe im Bereich zwischen
50 mm und 300 mm liegen. Hierdurch wird der Strömungswiderstand so gering gehalten, daß sich keine
störenden Niveauunterschiede der Behandlungsflüssigkeit 14 zwischen Wannenmitte und Wannenende
einstellen. Im vorliegenden Fall beträgt bei einer lichten Wannenlänge von 1000 mm und einer lichten Wannenbreite von 250 mm die Überlappung beider Reihen
100 mm, wobei in einer Reihe 9 Strömungsleitplatten 23
und in der anderen Reihe 8 Strömungsleitplatten 24 angeordnet sind. Der mäanderförmige Kreuzstromverlauf
der beiden Teilströmungen der Behandlungsflüssigkeit 14 ist durch Pfeile 28 und 29 dargestellt. Ein Pfeil 30
zeigt die Transportrichtung an, mit der eine Stiftleiste 1 mit einer Transportgeschwindigkeit von beispielsweise
0,5 m/Minute durch die Behandlungswanne 12 geführt werden soll. Wie leicht zu erkennen ist, wird die
Stiftleiste 1 auf ihrem Weg längs der Warendurchlaufbahn 27 abwechselnd von links und rechts angeströmt,
■wodurch sich eine gleichmäßige Schichtdickenverteilung
des galvanisch niedergeschlagenen Goldes einstellt.
Fig.4 zeigt in stark vergrößerter Darstellung einen
Querschnitt durch einen Stift 30 einer in der vorstehend beschriebenen Galvanisiereinrichtung partiell vergoldeten
Stiftleiste. Dieser Stift 30 ist mit einer Goldschicht 31 versehen, deren Schichtdicke im Vergleich zum
Durchmesser nicht maßstäblich gezeichnet ist. Die Positionen 32 bis 35 bezeichnen Meßstellen, an denen
die Schichtdicke der Goldschicht 31 ermittelt wurde. Die nachfolgende Tabelle gibt die ermittelten Meßwerte
an. Zum Vergleich sind in die Tabelle auch die entsprechenden Meßwerte eines Stiftes eingetragen,
der in einer Galvanisiereinrichtung ohne Strömungsleitplatten vergoldet wurde.
Dicke der Goldschicht [μίτι]
Meß- Meß- Meß- Meßstelle stelle stelle stelle 32 33 34 35
Galvanisiereinrich- 2,15 2,10 2,20 2,20
tung mit Strömungsleitplatten
tung mit Strömungsleitplatten
Galvanisiereinrich- 1,40 2,40 2,80 2,20
tung ohne Strömungsleitplatten
tung ohne Strömungsleitplatten
Wie die Tabelle zeigt, sind die Schichtdickenunterschiede
der in einer erfindungsgemäßen Galvanisiereinrichlung aufgebrachten Goldschicht 31 praktisch zu
vernachlässigen, während die in einer herkömmlichen Galvanisiereinrichtung aufgebrachte Goldschicht
Schichtdickenschwankungen von 100% aufweist. Bei dem geschilderten Beispiel besaß der unvergoidete Stift
31 einen Durchmesser von 1 mm. An den Meßstellen 33 und 35, die den Kontaktstellen in einer Steckverbindung
entsprechen, wurden Schichtdicken von 2,2 μηι angestrebt.
Diese Schichtdicke ergibt sich hierbei aus einer für die Funktionsfähigkeit erforderlichen Mindestschichtdicke
von 2,0 μΐη und einem Sicherheitszuschlag
von 0,2 μίτι. Die in der Figur durch einen nicht näher
bezeichneten Pfeil angezeigte Transportrichtung des Stiftes 31 beim Galvanisieren wirkt sich bei einer
erfindungsgemäßen Galvanisiereinrichtung nicht auf die Schichtdickenverteilung des Goldniederschlages aus.
Bei einer Galvanisiereinrichtung ohne Strömungsleitplatten ist die Transportrichtung dagegen ausschlaggebend
für die Schichtdickenverteilung, wobei die maximale Schichtdicke an einer der Meßstelle 34
entsprechenden Stelle auftritt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Ä^iKEi^^
Claims (7)
1. Galvanisiereinrichtung zum partiellen Metallisieren kontinuierlich durchlaufender Waren, mit
mindestens einer längs der Warendurchlaufbahn angeordneten Behandlungswanne, deren Stirnwände
Warendurchlaufschlitze aufweisen, wobei zur Rückförderung einer durch die Warendurchlaufschlitze
ausfließenden Behandlungsflüssigkeit eine druckseitig an die Behandlungswanne angeschlossene
Umlaufpumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behand'ungswanne
(12) Strömungsleitplatten (23, 24) angeordnet sind, die die umlaufende Behandlungsflüssigkeit zu einem
mäanderförmigen Stromverlauf bei Kreuzung der Warendurchlaufbahn auf jeder Mäanderschlinge
zwingen.
2. Galvanisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitplatten
(23,24) parallel zu den Stirnwänden (123) verlaufend und somit senkrecht zur Warendurchlaufbahn (27)
ausgerichtet und in zwei mittig zueinander versetzten Reihen angeordnet sind.
3. Galvanisiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen
zwei benachbarten Strömungsleilplatten (23 bzw. 24) einer Reihe mindestens 50 mm und höchstens
300 mm beträgt.
4. Galvanisiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Höhe der Strömungsleitplattcn (23, 24) mindestens der Pegelhöhe der Behandlungsflüssigkeit (14)
entspricht und daß die Strörnungsleitplatlen (23, 24) im Bereich der Warendurchlaufbahn (27) mit
Aussparungen (231 bzw. 241) versehen sind.
5. Galvanisicreinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitplatten (23,24) von den Seitenwänden
(122) der Beharidlungswanne (12) abgesetzt sind.
6. Galvanisiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckleitung (20) der Umlaufpumpe (19) mittig in den Boden (121) der Behandlungswanne (12)
einmündet und an ein Umlenkorgan angeschlossen ist, dessen Austrittsöffnung (22) senkrecht auf eine
der Seitenwände (122) der Behandlungswanne (12) gerichtet ist.
7. Galvanisiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Umlenkorgan eine
längliche, mit dem Boden (121) der Behandlungswanne (12) verbundene, Hohlrippe (21) vorgesehen
ist.
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