DE2531902C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anode für den Betrieb von Elektrotauchbecken, die an der Kathode abscheidbare Überzugs­ mittel enthalten, bestehend aus einer mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten perforierten Kunststoffumhüllung.

Elektrotauchlackier-Verfahren sind bekannt. Bei ihnen wird aus einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, die film­ bildende Bindemittel, Pigmente und sonstige Zusatzstoffe enthält, bei Durchgang von elektrischem Strom ein Überzug auf eine Elektrode abgeschieden, der anschließend bei höheren Temperaturen vernetzt und gehärtet wird. Bei dem anodischen Elektrotauchlackierverfahren wird das Werkstück als Anode geschaltet. Als Kathode dient in diesem Fall ein Eisenblech. Bei diesem anodischen Elektrotauchlackier- Verfahren wird kein Eisen elektrochemisch von der Kathode aufgelöst. Anders ist es jedoch bei der kathodischen Abschei­ dung von Überzügen. Hier ist das Werkstück als Kathode geschaltet, und in diesem Fall kann Eisen nicht als Anoden­ material genommen werden, weil es sich während des Strom­ durchgangs elektrolytisch auflöst. Ebenfalls lösen sich Titan und andere Legierungen auf, so daß einfache Metall­ elektroden für das kathodische Elektrotauchlackierverfahren nicht zu gebrauchen sind.

Es ist weiterhin bekannt, daß man in der Galvanik Elektroden aus Graphitplatten oder Graphitstäben verwendet. Der Vorteil dieser Elektroden ist der, daß keine Spaltprodukte außer Kohlendioxid gebildet werden. Der Nachteil solcher Elektro­ den besteht in der komplizierten Herstellung, der begrenzten Größe und Form der Platten und Stäbe. Außerdem besitzen solche Kompaktelektroden, die aus Gründen der mechanischen Festigkeit dick sein müssen, eine für die Größe der Elektro­ den relativ geringe wirksame Oberfläche. Solche Graphit­ elektroden sind ferner starr und unbeweglich und müssen einen Kontaktschutz enthalten, damit es bei Berührung der Elektroden mit dem zu beschichtenden Material nicht zu Kurzschlüssen kommen kann.

Aus der DE-OS 24 00 104 ist eine Anode für eine Galvanisie­ rungseinrichtung bekannt, die aus einer elektrisch leitfähi­ gen Halterung aus metallischem Material und einem darauf aufgebrachten Kohlenstoffbelag besteht. Durch eine bestimmte Formgebung der Halterung erhält die Anode eine vorgegebene Oberflächenkontur. Die Halterung der Anode ist starr und mit einer dauerhaft geformten Oberfläche, auf die der Kohlenstoffbelag aufgebracht wird, versehen. Vorzugsweise ist die Halterung als Blech ausgebildet. Um den leitfähigen Kohlenstoff auf der Halterung zu befestigen, wird ein leitfähiges Klebemittel verwendet. Der aufzuklebende Kohlen­ stoffbelag besteht in der Regel aus flexiblen Schichten, die mit einem Kunstharz imprägniert sein können. Damit die aufgeklebten Kohlenstoffstreifen nicht beschädigt werden, ist auf der Oberfläche der Anode ein schützendes Kunststoffnetz angeordnet. Der Kohlenstoffbelag wird mit einem Kunstharz imprägniert, wenn er nicht ausreichend undurchlässig für den Elektrolyten ist. Die Anode ist ferner starr und hat eine vorgegebene Form. Bei der aus der DE-OS 24 00 104 bekannten Anode tritt der Nachteil auf, daß der Kohlenstoffbelag normalerweise nicht ausrei­ chend undurchlässig für den Elektrolyten ist. Dadurch gelangt dieser an das Blech. Damit ist eine Korrosion der Elektrode, die zu einer Verunreinigung des Elektrolyt­ bades führt, verbunden. Um dies zu verhindern, muß der Kohlenstoffbelag mit einem Kunstharz imprägniert werden. Nachteilig ist bei der aus der DE-OS 24 00 104 bekannten Elektrode weiterhin, daß die Badflüssigkeit die Anode nicht völlig durchfeuchten kann.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Anode zu schaffen, die einfach in der Herstellung und variabel und anpassungs­ fähig auf die Größe des Elektrotauchbeckens und die zu beschichtenden Werkstoffe zugeschnitten werden kann. Darüber hinaus sollte diese Anode elastisch und nicht mit den Mängeln der aus dem Stand der Technik bekannten Elektroden behaftet sein.

Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Anode der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß leitfähi­ ger Kohlenstoff in Form von Pulver, Granulat, Körnern, Blättchen und/oder Fasern festgepackt in der Kunststoff­ hülse angeordnet ist und die elektrische Zuleitung über eine flexible und in der mit dem leitfähigen Kohlenstoff gefüllten Kunststoffhülse angeordnete Kohlenstoff- oder Graphitfaser-Kordel oder -Schnur erfolgt.

Die Verwendung einer mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Kunststoffhülse als Anode in einem kathodischen Elektrotauchlackierverfahren ermöglicht den problemlosen Betrieb von Elektrotauchbecken, die kathodisch abscheidbare Überzugsmittel enthalten.

Erfindungsgemäß wird leitfähiger Kohlenstoff in Form von Pulver und/oder in Form von Fasern als Anodenmaterial für das kathodische Elektrotauchlackierverfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzugs­ mittel auf der Kathode abgeschieden wird, verwendet.

Geeignet sind sämtliche Kohlenstoffsorten, die leitfähig sind. Bevorzugt wird leitfähiger Ruß und Graphit.

Verwendungsformen für den leitfähigen Kohlenstoff sind Pulver, Granulate, Körner, Blättchen und Fasern. Kohlenstoff- Fasern oder Graphit-Fasern werden in der Regel als Gewebe, Vlies, Filz, Kordel, Band, Schnur oder anderen ähnlichen Formen verwendet. In diesen Verwendungsformen können die Kohlenstoffasern oder Graphitfasern als Anoden direkt verwendet werden, indem man sie in dieser Form in das Elektrotauchbad eintaucht. Um einen Kurzschluß zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Verwendungsformen aus Kohlenstoff- oder Graphitfasern mit einem Berührungs­ schutz aus Kunststoff zu umgeben. Die Verwendung der genann­ ten Formen von Kohlenstoff- oder Graphitfasern ermöglicht eine unproblematische Handhabung, da sie den Vorteil einer gewissen Flexibilität besitzen, die für den Betrieb von Elektrotauchlackierbädern angebracht ist.

Die Verwendung leitfähigen Kohlenstoffs in Form der Pulver, Granulate, Körner oder Blättchen erfolgt als Füllgut in perforierten oder durchbrochenen Kunststoffhülsen, die an einem Ende verschlossen sind. In diesen ist der leitfähi­ ge Kohlenstoff festgepackt bzw. festgestampft angeordnet. Das Pulver, Granulat, die Körner oder die Blättchen können auch zusammen mit Kohlenstoff- oder Graphitfasern verwendet werden. Es können aber auch derartige Fasern allein zum Befüllen der Kunststoffhülsen verwendet werden.

Damit die Pulver nicht wieder durch die Perforierung nach außen durchtreten, ist die Perforierung bzw. sind die Löcher in der Hülse derart bemessen, daß sie kleiner sind als die Korngröße des in der Hülse befindlichen Kohlen­ stoffs. Ist die Perforierung oder sind die Löcher größer als die Korngröße des Kohlenstoffs, wird die Innenwandung vor dem Befüllen mit dem feinteiligen Kohlenstoff mit einem Kunststoffgewebe oder einem Glasfasergewebe ausgeklei­ det, dessen Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des feinteiligen Kohlenstoffs. In diesem Falle erfolgt kein Austreten von Kohlenstoff durch die Perforierung der Kunststoffhülse. Für die Kunststoffhülse kann jeder Kunststoff verwendet werden, der selbst nicht leitfähig ist und von dem Elektrotauchbad nicht angegriffen wird. Vorzugsweise soll der Kunststoff elastisch sein. Die Hülse kann rund oder eckig sein und jede beliebige Form haben. Bevorzugt wird die Form eines Rohres, das nach dem Befüllen mit dem Füllgut allseits verschlossen wird.

Um die Elektroden betriebsbereit zu machen, werden sie so an den positiven Pol einer elektrischen Quelle angeschlos­ sen, daß das Ende des Pols mit dem leitfähigen Kohlenstoff in Berührung steht. In einer besonders vorteilhaften Ausfüh­ rungsform ist deshalb in der Hülsenfüllung aus leitfähigem Kohlenstoff eine Kordel oder ein Band aus Graphit- oder Kohlenstoffasern eingebettet. Das nach außen ragende Ende dieser Kordel oder des Bandes stellt den Kontakt zu dem Pol der elektrischen Stromquelle her. Dieser Kontakt kann ebenfalls mit bestimmten Edelmetallen, wie Platin, Rhodium, Gold, Iridium oder mit platiniertem Titan hergestellt werden.

Die gebrauchsfertigen gefüllten und verschlossenen perforier­ ten oder durchbrochenen Kunststoffhülsen werden als Anoden in einem kathodischen Elektrotauchlackierverfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird, verwendet. Diese erfin­ dungsgemäßen Anoden können beliebig groß und beliebig geformt auf einfache Weise hergestellt werden. Gegenüber den Kohlenstoffelektroden aus einem einzigen Block, wie sie z. B. aus der DE-OS 24 00 104 bekannt sind, besitzen die erfindungsgemäßen Anoden eine sehr große wirksame Oberfläche. Sie können deshalb gegenüber den Graphitelektro­ den, die aus einem Stück hergestellt werden, wesentlich kleiner gehalten werden. Dadurch wird der Verbrauch an leitfähigem Kohlenstoff geringer, was gleichzeitig einen niedrigeren Herstellungspreis bedeutet. Vorteilhaft ist ferner die unproblematische Handhabung der Anoden, da deren Kunststoffhülle gleichzeitig als Berührungsschutz dient.

Gegenüber den reinen Kohlenstoffelektroden liegt die mechani­ sche Beanspruchbarkeit der erfindungsgemäßen Anoden um ein Vielfaches höher. Aufgrund ihrer hohen Elastizität können die erfindungsgemäßen Anoden solche Formen erhalten, die es gestatten, sie auch in Hohlräume einzubringen, in die man normale Kohlenstoffelektroden wegen ihrer starren Form und der damit verbundenen Zerbrechlichkeit nicht einbringen kann. Die erfindungsgemäßen Anoden machen es möglich, auch kompliziert geformte Teile gleichmäßig katho­ disch zu beschichten, indem sie als Hilfselektroden in Hohlkörpern verwendet werden. Außerdem wird die Anwendungs­ breite dadurch noch vergrößert, weil nicht nur eine erfin­ dungsgemäße Anode verwendet werden kann, sondern es können auch mehrere hintereinandergeschaltet werden.

Zur Erläuterung dienen die folgenden Figuren:

Fig. 1 stellt eine schematische Zeichnung einer erfindungs­ gemäßen Anode dar.

Die Fig. 2 und 3 stellen schematische Zeichnungen dar, die den Betrieb der erfindungsgemäßen Anoden in einem Elektrotauchbad veranschaulichen.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Elektrotauchbecken, wobei nur die eine Längsseite des Tauchbades dargestellt und mit den an der Längsseite angeordneten Anoden gezeigt ist.

In der Fig. 1 ist eine Anode schematisch dargestellt. Die Kunststoffhülse 1 ist mit Löchern 2 versehen und auf diese Weise durchbrochen bzw. perforiert. Die Kunststoff­ hülse 1 ist gefüllt mit feinteiligem leitfähigen Kohlen­ stoff 3. Zwischen den einzelnen Partikeln des Kohlenstoffs 3 ist ein Band aus Graphitfasern 4 eingebettet. Dieses Band stellt den Anschluß über eine Klemme 5 zu einer positiven Stromquelle her. Die Hülse 1 ist am oberen Ende mit einem Kunststoff 6 verschlossen.

In Fig. 2 ist der Betrieb eines Elektrotauchbades unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Anode gezeigt. In dem Becken 7, das aus nichtleitendem Material besteht oder mit einem nichtleitenden Material beschichtet ist, befindet sich ein kathodisch abscheidbares Überzugsmittel 8, in welches längs der Wandseite mehrere der in Fig. 1 dargestellten Anoden 1 eingetaucht und hintereinander mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle verbunden sind. Mit 9 ist das zu überziehende metallische Werkstück bezeichnet, das zwischen den an den beiden Längsseiten des Tauchbeckens angeordneten Anoden 1 durch das Tauchbecken 7 hindurchläuft und über eine Aufhängevorrichtung 10, die gleichzeitig als Stromleitung 10 dient, an einem Trans­ portband 15 befestigt ist und an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen ist. Sobald ein Gleichstrom eingeschaltet ist, wird aus dem Elektrotauchbad 8 ein Überzug auf dem als Kathode geschalteten Werkstück 9 abge­ schieden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die Anordnung auch so abgewan­ delt sein, daß das metallische Werkstück 11 als Hohlform ausgebildet ist, in die eine der in Fig. 1 beschriebenen Anoden 1 eintaucht. Andere Anoden 1 befinden sich außerhalb des Werkstückes im Tauchbad 13. Das Tauchbecken 12 besteht aus nichtleitendem Material oder ist mit einem nichtleiten­ den Material beschichtet. Es ist mit dem kathodisch abscheid­ baren Überzugsmittel 13 gefüllt. Das Werkstück 1 wird als Kathode geschaltet. Bei Stromdurchgang scheidet sich ein Überzug 14 auf der Innenseite und auf der Außenseite des Werkstückes 11 ab, das als Hohlkörper ausgebildet ist.

Claims (8)

1. Anode für den Betrieb von Elektrotauchbecken, die an der Kathode abscheidbare Überzugsmittel enthalten, bestehend aus einer mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten perforierten Kunststoffumhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß leitfähiger Kohlenstoff in Form von Pulver, Granulat, Körnern, Blättchen und/oder Fasern festgepackt in der Kunststoffhülse angeordnet ist und die elektrische Zuleitung über eine flexible und in der mit dem leitfähi­ gen Kohlenstoff gefüllten Kunststoffhülse angeordnete Kohlenstoff- oder Graphitfaser-Kordel oder -Schnur erfolgt.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als leitfähiger Kohlenstoff mindestens teilweise Graphit verwendet wird.

3. Anode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Kunststoffhülse mit Kohlenstoffasern oder Graphitfasern gefüllt ist.

4. Anode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die perforierte Kunststoffhülse mit Kohlen­ stoffasern und/oder Graphitfasern in Form von Gewebe, Vlies, Filz, Kordeln, Bändern und Schnüren gefüllt ist.

5. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß bei einer Kunststoffhülse deren Perforierung oder Löcher größer sind als die Korngröße des leitfähigen Kohlenstoffs, die Innenseite der Hülse mit einem Kunst­ stoffgewebe oder Glasfasergewebe belegt ist, dessen Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des einge­ füllten leitfähigen Kohlenstoffes.

6. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abwandlung des Anspruchs 1 die elektrische Zuleitung über Edelmetalldrähte erfolgt.

7. Verwendung der Anode gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 in einem kathodischen Elektrotauchlackierverfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

8. Verwendung der Anode nach den Ansprüchen 1 bis 6 als Hilfselektrode zur Innenbeschichtung von Hohlkörpern nach dem kathodischen Elektrotauchlackierverfahren.