DE2716805B2

DE2716805B2 - Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium

Info

Publication number: DE2716805B2
Application number: DE772716805A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Doetzer; Johann 8521 Spardorf Gehring; Josef 8520 Erlangen Stadter; Klaus Ing.(Grad.) Stoeger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1979-03-01
Also published as: JPS53129130A; FR2387301A1; DE2716805C3; FR2387301B1; DE2716805A1; JPS6125798B2; US4176034A; CH633049A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einer nach außen abgeschlossenen und mit Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne, einer innerhalb der Galvanisierwaiine angeordneten Kontaktier- und Haltevorrichtung und einer oberhalb der Galvanisierwanne angeordneten, mit Schutzgas flutbaren Schleusenkammer, in welcher eine von außen bedienbare Werkstückübergabevorrichtung angeordnet ist.

Das aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten galvanisch abgeschiedene Aluminium hat sich auf Grund seiner Duktilität, Porenarmut, Korrosionsfestigkeit und Eloxierfähigkeit für viele Zwecke der Technik als besonders geeignet erwiesen. Derartige Elektrolyten, die beispielsweise aus der US-PS 34 48 127 oder der ÜS-PS 34 18 216 bekannt sind, werden unter sauerstoff- und wasserfreien Bedingungen hergestellt und gehalten. Da der Zutritt von Luft durch Reaktion mit Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit eine erhebliche Verringerung der Leitfähigkeit und der Lebensdauer dieser Elektrolyten bewirkt, muß das Elektrolytbad bei der galvanischen Aluminierung unter Luftausschluß gehalten werden. Dieser Luftausschluß wird gemäß der DE-OS 25 37 256 durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ermöglicht, bei welcher die Schleusenkammer über eine innere Schleusentür mit der Galvanisierwanne verbunden ist. Die zu galvanisierenden Werkstücke werden hierbei durch eine äußere Schleusentür in die Schleusenkammer eingebracht, worauf die äußere Schleusentür geschlossen und die Schleusenkammer mit einem Schutzgas geflutet wird. Nachdem die bei der Eingabe der Werkstücke eingedrungene Umgebungsluft durch

das Schutzgas wieder verdrängt ist, wird die innere Schleusentür geöffnet, so daß die Werkstücke mit Hilfe der Werkstückübergabevorrichtung an die Kontaktierund Haltevorrichtung in der Galvanisierwanne übergeben werden können. Nach der galvanischen Abschei- dung des Aluminiums werden die Werkstücke wieder in die Schleusenkammer gebracht und bei geschlossener innerer Schleusentür durch die äußere Schleusentür entnommen. Durch dieses Schleusenkonzept wird insbesondere bei Galvanisiervorrichtungen im Labora- ι ο toriumsmaßstab eine hohe Lebensdauer des Elektrolyten gewährleistet Ab einer bestimmten Anlagengröße können jedoch in der Schleusenkammer verbliebene, reaktionsfähige Moleküle zu einer Leitfähigkeitserniedrigung und geringerer Lebensdauer des Elektrolyten führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend beschriebene Vorrichtung weiter zu verbessern, so daß sie insbesondere für die Aluminierung im Rahmen einer technischen Produktionsanlage eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Schleusenkammer mit Hilfe einer Zwischentür in eine Vorkammer mit einer äußeren Schleusentür und eine durch eine öffnung mit der Galvanisierwanne verbundene Hauptkammer unterteilt ist und daß eine bei geöffneter Zwischentür zwischen Vorkammer und Hauptkammer erfahrbare Werkstückübergabevorrichtung vorgesehen ist Die zu galvanisierenden Werkstük- ke werden hierbei zunächst in die Vorkammer eingebracht, worauf die äußere Schleusentür geschlossen und die Vorkammer mit Schutzgas geflutet wird. Nach dem öffnen der Zwischentür werden die Werkstücke dann mit Hilfe der Werkstückübergabevorrichtung in die Hauptkammer gebracht, worauf die Zwischentür sofort wieder geschlossen werden kann. Die Obergabe der Werkstücke an die Kontaktier- und Haltevorrichtung in der Galvanisierwanne erfolgt ebenfalls mit Hilfe der Werkstückübergabevorrichtung. Nach dem Galvanisieren werden die Werkstücke dann über die Hauptkammer in die Vorkammer gebracht und von dort bei geschlossener Zwischentür entnommen. Mit diesem Schleusenkonzept kann eine Beeinträchtigung des Elektrolyten durch in der Schleusenkammer verbliebene, reaktionsfähige Moleküle weiter verringert werden. So erfolgt durch das Öffnen der Zwischentür eine Volumenvergrößerung der Schleusenkammer und somit eine Verringerung der Konzentration der durch das Fluten mit Schutzgas nicht restlos verdrängten so reaktionsfähigen Molekül^. Außerdem ist die Zwischentür nur für die kurze Zeit, in welcher die Werkstücke zwischen Vorkammer und Hauptkammer verfahren werden, geöffnet, wodurch die Diffusion reaktionsfähiger Moleküle von der Vorkammer in die Hauptkammer bzw. die Galvanisierwanne weiter verringert wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist innerhalb der Vorkammer ein Behälter zur Aufnahme einer Spülflüssigkeit angeordnet Die zur Schaffung blanker und dickschichtfreier Oberflächen vorbehandelten Werkstücke können hierdurch während des Flutens der Vorkammer in die Spülflüssigkeit getaucht werden, so daß eine eventuelle erneute Korrosion oder der Niederschlag eines Feuchtigkeitsfilms iiiit Sicherheit ausgeschlossen werden. Die SpUlflUssigkci' bietet also einen zusätzlichen Schutz der Werkstücke während des Flutens mit Schutzgas und bewirkt somit eine weitere Steigerung der Haftfestigkeit der später galvanisch abgeschiedenen Alumininmschicht 1st dem Behälter eine Ultraschcllquelle zur Beschallung der Spülflüssigkeit zugeordnet, so ergibt sich bezüglich der Werkstücke eine optimale Oberflächenvorbehandlung. Das Tauchen der Werkstücke in die Spülflüssigkeit kann durch eine in der Vorkammer angeordnete, von außen bedienbare und in vertikaler Richtung verfahrbare Werkstücktauchvorrichtung in besonders einfacher Weise vorgenommen werden.

Vorzugsweise ist eine in vertikaler Richtung verfahrbare und zwischen Vorkammer und Hauptkammer schwenkbare Werkstückübergabevorrichtung vorgesehen. Der Transport der Werkstücke zwischen Vorkammer und Hauptkammer kann hierbei durch eine einfache Schwenkbewegung rasch vorgenommen werden, während die vertikale Verstelibarkeit die Übergabe an die Kontaktier- und Haltevorrichtung ermöglicht.

Vorteilhaft ist als Zwischentür eine Schiebetür vorgesehen. Eine derartige Schr,oetür ist gegenüber Deckeln oder Klappen sehr einfacn iu betätigen und führt außerdem zu keiner Verringerung des nutzbaren Raumes der Vorkammer bzw. der Hauptkammer.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungKjemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanisierwanne einen ringförmig geschlossenen Elektrolyttrog aufweist, daß eine um eine vertikale Achse drehbare Kontaktier- und Haltevorrichtung vorgesehen ist und daß oberhalb der Galvanisierwanne eine zweite, im wesentlichen gleichartig ausgebildete Schleusenkammer angeordnet ist, wobei die erste Schleusenkammer eine Chargierschleuse und die zweite Schleusenkammer eine Dechargierschleuse bildet Durch die ringförmige Ausbildung des Elektrolyttroges der Galvanisierwanne können die Werkstücke über die Kontaktier- und Haltevorrichtung auf einer kreisförmigen Umlaufbahn durch den Elektrolyten bewegt und bei höheren Stromdichien mit Aluminium beschichtet werden. Außerdem wird durch die ringförmige Ausbildung des Elektrolyttroges die räumliche Trennung von Beschickung und Entnahme der Werkstücke mittels Chargierschleuse und Dechargierschleuse ermöglicht. Weitere Vorteile ergeben sich bei dieser Bauform dadurch, daß die Kontaktier- und Haltevorrichtung mindestens zwei Tragarme besitzt und daß die Anordnung der Chargierschleuse und der Dechargierschleuse auf die Teilung der Tragarme abgestimmt ist. Die verschiedenen Tragarme können separat mit Strom versorgt werden, so daß für verschiedene We-kstücke verschiedene Abscheidungsbedingungen eingestellt werden können. Außerdem können die einzelnen Tragarme ohne große Unterbrechungen gleichzeitig und taktweise beschickt bzw. entleert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in der Vorkammer der Chargierschleuse ein Behälter zur Aufnahme eines Vorbehandlungsbades angeordnet und in der Vorkammer der Dechargierschleuse ein Behälter zur Aufnahme eines Nachbehandlungsbades angeordnet. Hierdurch wird die Vor· und Nachbehandlung der Werkstücke in den mit Schutzgas beaufschlagten Schleusenbereich der Galvanisiervorrichtung mit einbezogen, wodurch die Wirtschaftlichkeit, Qualität und Sicherheit der falvanischen Aluminierung weiter gesteigert wird.

Vorteilhaft ist in der Hauptkammer der Dechargierschleuse eine Sprüheinrichtung zum Versprühen eines mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittels

angeordnet. Mit Hilfe dieser Sprüheinrichtung können die fertig galvanisierten Werkstücke in der Hauptkammer der Dechargierschleuse vor anhaftenden Elektrolytresten befreit werden. Da die Elektrolytreste hierbei wieder in die Galvanisierwanne zurücklaufen, ergibt sich eine äußerst geringe Ausschleppung des Elektrolyten. Außerdem werden die Werkstücke durch das Besprühen gereinigt und bereits abgekühlt, wodurch die Sicherheit bei der weiteren Handhabung der Werkstükke gesteigert wird. Ist die Sprüheinrichtung an eine mit der Galvanisierwanne in Verbindung stehende Kondensationsvorrichtung angeschlossen, so wird ein geschlossener Umlauf des Lösungsmittels und eine gleichbleibende Lösungsmittelkonzentration im Elektrolyten ermöglicht. Die Kühlfläche der Kondensationseinrichtung bildet hierbei vorteilhaft die geneigte Wand einer oberen Abschlußhaube der Galvanisierwanne.

Zur Vereinfachung der Wartung ist zwischen Hauptkammer und Galvanisierwanne eine verschließbare öffnung vorgesehen. Dieser für den Betrieb der Galvanisiereinrichtung nicht erforderliche Verschluß wird bei Wartungsarbeiten an der Schleusenkammer verschlossen, so daß keine Beeinträchtigung des Elektrolyten erfolgen kann.

Für die Betätigung der von außen bedienbaren Teile sind vorzugsweise pneumatische oder hydraulische Antriebsmittel vorgesehen. Derartige Antriebsmittel sind äußerst zuverlässig und dienen hinsichtlich der Brennbarkeit gasförmiger oder flüssiger Lösungsmittel zur weiteren Steigerung der Betriebssicherheit.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Teilansicht eines vertikalen Schnittes durch eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung.

F i g. 2 eine die F i g. 1 ergänzende zweite Teilansicht des vertikalen Schnittes.

F i g. 3 eine Draufsicht auf den in F i g. 1 dargestellten Teilbereich der Galvanisiervorrichtung und

Fig. 4 eine Möglichkeit für die Gestaltung einer Kondensationseinrichtung.

Die Galvanisierwanne der dargestellten Vorrichtung besteht aus einem kreisringförmigen und rotationssymmetrisch ausgebildeten Elektrolyttrog 1, einem oberen Abschlußdeckel 2, einer oberen Abschlußhaube 3 und einer unteren Abschlußhaube 4. Der Elektrolyttrog 1 ist in eine ebenfalls kreisringförmig und rotationssymmetrisch ausgebildete Heizwanne 5 eingehängt, welche der Aufnahme eines Heizbades 6, beispielsweise eines Ölbades, dient Die Beheizung des Heizbades 6 kann, wie im dargestellten Fall, über Heizpatronen 7 oder auch durch den Anschluß an eine Umlaufheizung vorgenommen werden. Der Elektrolyt trog 1 und die Heizwanne 5 sind zusammen in ein Gestell 8 eingehängt, welches der gesamten Vorrichtung die erforderliche statische Festigkeit verleiht An die zylindrische Außenwand des Elektrolyttroges 1 ist der im wesentlichen kreisringförmig ausgebildete obere Abschlußdekkel 2 angeflanscht, welcher seinerseits mit der oberen Abschlußhaube 3 verbunden ist Der obere Abschlußcieckel 2 besitzt zwei auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete innere Schleusenöffnungen 9 und 10, welche später noch näher zu beschreiben sind. Weitere auf den Umfang des oberen Abschlußdeckeis 2 verteilte öffnungen sind durch abnehmbare Deckelsegmente 11 verschlossen, wie es aus der Draufsicht der F i g. 3 ersichtlich ist. An die gegenüber der Außenwand eine geringere Höhe aufweisende zylindrische Innenwand des Elektrolyttroges 1 ist die untere Abschlußhaube 4 angeflanscht. Durch die verschiedenen Höhen von Außenwand und Innenwand des Elektrolyttroges 1 entsteht in der Galvanisierwanne ein freier Raum zwischen dem oberen Abschlußdeckel 2 und der oberen Abschlußhaube 3 einerseits und der unteren Abschlußhaube 4 andererseits. Dieser freie Raum ist für die Unterbringung einer insgesamt mit 12 bezeichneten

ίο Kontaktier- und Haltevorrichtung vorgesehen. Die Kontdktier- und Haltevorrichtung 12 besteht aus einem Rotor 121, welcher insgesamt acht in gleichmäßiger Teilung angebrachte Tragarme 122 mit Aufnehmern 123 aufweist. Die in bezug auf den Elektrolyttrog 1 zentral ausgerichtete Welle des Rotors 121 ist mit Hilfe von zwei gasdichten Flanschlagern 124 und 125 drehbar gelagert und nach unten hin auf ein mit dem Gestell 8 verbundenes Axiallager 126 abgestützt. Das Flanschlager 124 ist hierbei an die obere Abschlußhaube 3 angeflanscht, während das Flanschlager 125 an die untere Abschlußhaube 4 angeflanscht ist. Der Antrieb des Rotors 121 erfolgt oberhalb der oberen Abschlußhaube 3 über Kegelräder 127 und 128 und einen Getriebemotor 129, welcher in explosionsgeschützter Bauart ausgeführt ist. Jeder einzelne der acht Tragarme 122 besitzt eine separaten Kathodenanschluß 130, wobei in der Zeichnung lediglich der Kathodenanschluß 130 für den in der Schnittebene der Fig. 1 liegenden Tragarm 122 dargestellt ist. Die Verbindung der Kathodenanschlüsse 130 mit den zugehörigen Aufnehmern 123 erfolgt über Kohlebürsten 131, auf die Rotorwelle aufgesetzte Schleifringe 132 und Zuleitungen 133, welche durch nicht näher bezeichnete Stützrohre der Tragarme 122 hindurchgeführt sind. Die Verlegung des Antriebs und der Stromzuführung der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 in den oberhalb der Galvanisierwanne liegenden Bereich ermöglicht eine sehr gute Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten, wie sie beispielsweise zur Oberprüfung der Kohlebürsten 131 von Zeit zu Zeit erforderlich sind.

Die an den äußeren Enden der Tragarme 122 angeordneten Aufnehmer 123 besitzen konische Aufnahmebohrungen, in welche entsprechend ausgebildete Konusse 141 von Werkstückhaltern 14 eingehängt werden können. Durch die konische Form wird hierbei der Stromübergang zwischen den Aufnehmern 123 und den Werkstückhaltern 14 begünstigt. Die Werkstückhalter 14 besitzen einen in der Darstellung der F i g. 1 und 2 senkrecht zur Schnittebene angeordneten Rahmen, in welchem die zu aluminierenden Werkstücke, beinielsweise mit Hilfe von elektrisch leitenden Haltedrähten befestigt sind. Die Werkstücke können somit durch die Drehbewegung der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 auf einer kreisförmigen Umlaufbahn durch einen in dem Elektrolyttrog 1 enthaltenen Elektrolyten 15 geführt werden. In gleichen Abständen zu der Umlaufbahn der Werkstückhalter 14 sind in einem äußeren Ring äußere Anodensegmente 16 und in einem inneren Ring innere Anodensegmente 17 angeordnet Die äußeren Anodensegmente 16 sind über isolierende Zwischenstücke 161 an der Außenwand des Elektrolyttroges 1 befestigt während die inneren Anodensegmente 17 über Winkelträger 171 und isolierende Distanzstücke 172 an der unteren Abschlußhaube 4 befestigt sind. Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stromzuführung zu den äußeren Anodensegmenten 16 und den inneren Anodensegmenten 17 erfolgt auf eine in der Galvanotechnik gebräuchliche Weise, beispiels-

weise über Kabel, die mit Hilfe von elektrisch isolierten Abdichtungen durch die Wände des Elektrolyttroges 1 und der Heizwarne 5 hindurchgeführt sind. Die bereits früher erwähnten abnehmbaren Deckelsegmente 11 der oberen Abschlußplatte 2 ermöglichen einen raschen Austausch der Anodensegmente 16 und 17 und eine Veränderung des Anodenabstandes.

Zum Schutz des sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten 15 wird die Galvanisierwanne mit einem trockenen Schutzgas beauf- schlagt, welches beispielsweise durch einen an der oberen Abschlußhaube 3 angebrachten Stutzen 18 zugeführt wird und so dosiert wird, daß es stets unter einem leichten Überdruck steht. Auf diese Weise bildet die Galvanisierwanne einen nach außen hin abgeschlossenen, mit Schutzgas beaufschlagten Raum, welcher lediglich durch die beiden bereits früher erwähnten inneren Schleusenöffnungen 9 und 10 das Einbringen bzw. die Entnahme der an den Werkstückhaltern 14 befestigten Werkstücke ermöglicht. Damit auch an diesen Stellen keine Umgebungsluft in die Galvanisierwanne eindringen kann, ist oberhalb der inneren Schleusenöffnung 9 eine Chargierschleuse 30 und oberhalb der inneren Schleusenöffnung 10 eine Dechargierschleuse 40 angeordnet.

Die Chargierschleuse 30 besteht aus einem kreiszylindrischen Mantel 301, welcher mit seiner Unterseite an den oberen Abschlußdeckel 2 angeflanscht ist und welcher nach oben hin durch eine angeflanschte Abdeckplatte 302 verschlossen ist. Mit Hilfe einer als Schiebetür ausgebildeten Zwischentür 303 ist der Innenraum der Chargierschleuse 30 in eine Vorkammer 304 und eine Hauptkammer 305 unterteilt. Die Vorkammer 304 ist von außen her durch eine äußere Schleusentür 306, welche als verschließbare Klappe ausgebildet ist, zugänglich und kann über einen Zuleitungsstutzen 307 und einen Ableitungsstutzen 308 mit trockenem Schutzgas geflutet werden. Die durch die äußere Schleusentür 306 in die Vorkammer 304 eingebrachten Werkstückhalter 14 werden dort an eine Werkstücktauchvorrichtung übergeben. Diese Werkstücktauchvorrichtung besteht aus einer fest angeordneten und vertikal ausgerichteten Führungsstange 309, einem darauf gleitbaren Aufnehmer 310 und einem Pneumatikzylinder 311. Der Pneumatikzylinder 311 ist unterhalb der Vorkammer 304 angeordnet, wobei seine Betätigungsstange durch den oberen Abschlußdeckel 2 hindurchgeführt und mit dem Aufnehmer 310 verbunden ist. Zur Aufnahme eines Werkstückhalters 14 besitzt der Aufnehmer 310 eine konische Bohrung, in welche der Konus 141 eingehängt werden kann. Das Einhängen erfolgt beispielsweise über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Chargierstange, welche mit dem Aufnahmedorn 142 des Werkstückhalters 14 lösbar verbunden werden kann. Nach dem Einhängen kann der Werk-Stückhalter 14 durch Betätigung des Pneumatikzylinders 311 in ein Vorbehandlungsbad 312 abgesenkt werden. Dieses Vorbehandlungsbad 312 ist in einem Behälter 313 untergebracht, welcher von unten her an den oberen Abschlußdeckel 2 angeflanscht ist und über eine öffnung 314 mit der Vorkammer 304 in Verbindung steht Für eine Vorbehandlung der Werkstücke unter Anwendung von Ultraschall ist der Behälter 313 mit einer in der Zeichnung lediglich angedeuteten Ultraschaüq'ticUc 315 ausgerüstet. "

Die gasdicht verschließbare Schiebetür 303 ist in einem ü-förmigen Rahmen 316 geführt und kann mit Hilfe eines außerhalb des Mantels 301 angeordneten Pneurnatikzylinders 317 geöffnet bzw. geschlossen werden.

Die Hauptkammer 305 ist beim Betrieb der Vorrichtung über die innere Schleusenöffnung 9 ständig mit der Galvanisierwanne verbunden. Lediglich für Wartungsarbeiten an der Chargierschleuse 30 ist eine verschließbare Klappe vorgesehen, welche in der Zeichnung durch die strichpunktierten Linien 300 angedeutet ist. Innerhalb der Hauptkammer 305 ist eine Werkstückübergabevorrichtung 317 angeordnet, welche im wesentlichen aus einer vertikalen Hub- und Drehstange 3171, einem senkrecht davon abzweigenden Hebelarm 3172 und einem an dessen äußeren Ende angebrachten Kupplungsteil 3173 besteht. Der Kupplungsteil 3173 ist so ausgebildet, daß er an den Aufnahmedorn 142 eines Werkstückhalters 14 lösbar angekuppelt werden kann, wobei das An- und Auskuppeln von außen her steuerbar ist. Dies kann beispielsweise durch das Ein- bzw. Ausschalten eines im Kupplungsteil 3173 untergebrachten Elektromagneten vorgenommen werden. Die Hub- und Drehstange 3171 ist nach oben hin gasdicht durch die Abdeckplatte 302 hindurchgeführt und in einem Lagergehäuse 318 gelagert. Dieses Lagergehäuse 318, welches an die Abdeckplatte 302 fest angeflanscht ist, besitzt einen drehbaren Innenzylinder 319, in welchem die Hub- und Drehstange 3171 drehfest aber vertikal verschiebbar gelagert ist. Die vertikale Verschiebung, d. h. das Heben und Senken der Werkstückübergabevorrichtung 317 erfolgt durch einen Pneumatikzylinder 320, welcher auf das Lagergehäuse 318 aufgesetzt ist. Außerdem kann die Werkstückübergabevorrichtung 317 bei geöffneter Schiebetür 303 zwischen der Vorkammer 304 und der Hauptkammer 305 hin- und hergeschwenkt werden. Hierzu ist ein in explosionsgeschützter Bauart ausgeführter Stellmotor 321 vorgesehen, welcher beispielsweise über eine Schnecke und ein Schneckenrad den Innenzylinder 319 und somit die Hub- und Drehstange 3171 zu drehen vermag.

Zur Flutung der Hauptkammer 305 mit einem trockenen Schutzgas, weiche insbesondere bei Inbetriebnahme oder Wiederinbetriebnahme der Vorrichtung durchgeführt werden muß, ist in der Abdeckplatte 302 ein Ableitstutzen 322 vorgesehen, durch weichen das über den Stutzen 18 und die Galvanisierwanne zugeführte Schutzgas abgeführt werden kann.

Die Dechargierschleuse 40 ist in gleicher Weise aufgebaut wie die Chargierschleuse 30. Sie ist durch eine Schiebetür 403 in eine Vorkammer 404 und eine Hauptkammer 405 unterteilt, wobei die Vorkammer 404 e:re äußere Schleusentür 406 zur Entnahme der fertig galvanisierten Werkstücke aufweist und wobei die Hauptkammer 405 über die innere Schleusenöffnung 10 mit der Galvanisierwanne verbunden ist In den Raum der Vorkammer 404 ist ein Nachbehandlungsbad 412 mit einbezogen, welches in einem Behälter 413 untergebracht ist Die in der Vorkammer 404 angeordnete Werkstücktauchvorrichtung besteht aus einer Führungsstange 409, einem Aufnehmer 410 und einem Pneumatikzylinder 411. In der Hauptkammer 405 ist eine Werkstückübergabevorrichtung 417 angeordnet, welche der Werkstückübergabevorrichtung 317 entspricht und auf die gleiche Weise betrieben wird. Auch die anderen nicht näher bezeichneten Bauteile-der Dechargierschieuse 40 entsprechen den bereits beschriebenen Bauteilen der Chargierschleuse 30, wobei allerdings für das Nachbehandlungsbad 412 keine Ultraschallquelle erforderlich ist Abweichend von der

Chargierschleuse 30 ist in der Hauptkammer 405 der Dechargierschleuse 40 eine Sprüheinrichtung 19 angeordnet, durch welche ein über einen Stutzen 20 zugeführtes Lösungsmittel 21 versprüht werden kann. Durch dieses Lösungsmittel 21 werden die am Werkstückhalter 14 befestigten und mit Hilfe der Werkstückübergabevorrichtung 417 in die Vorkammer 5 gebrachten, mit Aluminium beschichteten Werkstücke von anhaftenden Resten des Elektrolyten 15 befreit. Das Lösungsmittel 21 tropft dann zusammen mit dem abgespülten Elektrolyten 15 durch die innere Schleusenöffnung 10 in die Galvanisierwanne. Damit die Konzentration des Lösungsmittels 21 im Elektrolyten 15 zur Gewährleistung konstanter Abscheidungsbedingungen konstant gehalten werden kann, ist ein Intensiv-Verdampfer 22 vorgesehen, durch welchen der Elektrolyt 15 im Umlauf mit der Galvanisierwanne gepumpt wird. Das in dem Intensiv-Verdamnfer 22 aus dem Elektrolyten 15 verdampfte Lösungsmittel wird dann in einer zugehörigen Kondensationseinrichtung kondensiert und wieder der Sprüheinrichtung 19 zugeführt, so daß ein geschlossener Kreislauf des Lösungsmittels 21 entsteht.

Eine andere Konzeption zur Erzielung eines geschlossenen Kreislaufs des Lösungsmittels 21 ist in Fig.4 dargestellt. Hiernach werden auf der Außenseite der schräg geneigten oberen Abschlußhaube 3 von einem Kühlmittel durchströmte Kühlrohre 23 angebracht. Das bei den zwischen 90 und 105°C liegenden Betriebstemperaturen des Elektrolyten 15 verdampfende Lösungsmittel 21 kondensiert an der gekühlten Fläche der oberen Abschlußhaube 3 und sammelt sich in einer Auffangwanne 24. Aus dieser Auffangwanne 24 kann das kondensierte Lösungsmittel 21 dann über ein nach außen führendes Tauchrohr 25 wieder der Sprüheinrichtung 19 zugeführt werden.

Wie bereits erwähnt wurde, ist die vorstehend beschriebene Galvanisiervorrichtung für den Einsatz im Rahmen einer technischen Produktionsanlage ausgelegt. Die Füllmenge des Elektrolyten 15 beträgt ca. 830 Liter und die Füllmengp des Heizbades 6 ca. 330 Liter. Um einen Überblick über die Größenverhältnisse zu geben, beträgt die maximale Höhe der Vorrichtung 4,15 m und die maximale Breite 3,64 m. Der Durchmesser der von den Werkstücken in dem Elektrolyttrog 1 beschriebenen Umlaufbahn beträgt 2,0 m.

Die Auswahl der Werkstoffe für die beschriebene Vorrichtung ist nicht kritisch, da durch die vollständige Abwesenheit von Sauerstoff und Wasser keine Korrosionsgefahr besteht So kann der Elektrolyttrog 1 beispielsweise aus emailliertem Stahlblech bestehen. Die äußeren und inneren Anodensegmente 16 und 17 bestehen aus Aluminium. Als Schutzgas für die Beaufschlagung der Galvanisierwanne und für das Fluten der Chargierschleuse 30 bzw. der Dechargierschleuse 40 wird vorzugsweise Stickstoff verwendet Helium, Argon, Krypton oder gasförmige Kohlenwasserstoffe können jedoch als Schutzgas verwendet werden. Für das Vorbehandlungsbad 312 und das Nachbehandlungsbad 412 wird vorzugsweise Toluol verwendet Andere aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, sind jedoch ebenfalls geeignet Für das Vorbehandlungsbad 312 und das Nachbehandlungsbad 412 werden jedoch vorzugsweise getrennte Vorratsbehälter gewählt, so daß keine Vermischung stattfinden kann und das Vorbehandlungsbad 312 absolut reingehalten werden kann. Für das Besprühen der Werkstücke über die Sprüheinrichtung 19 wird ebenfalls Toluol verwendet.

Bevor die zu galvanisierenden Werkstücke in die beschriebene Vorrichtung eingebracht werden, können sie zur Schaffung blanker und deckschichtfreier 5 Oberflächen einer Vorbehandlung unterzogen werden, wie sie beispielsweise aus der US-PS 39 72 784 bekannt ist. Das anschließende Aluminieren umfaßt bei einer bevorzugten Betriebsweise die folgenden Schritte:

a) die an einem Werkstückhalter 14 befestigten Werkstücke werden in die Vorkammer 304 der Chargierschleuse 30 eingebracht, in das Vorbehandlungsbad 312 getaucht und unter Anwendung von Ultraschall gereinigt.

b) die Vorkammer 304 wird bei geschlossener äußerer Schleusentür 306 mit einem Schutzgas geflutet, während die Werkstücke in das Vorbehandiungsbsd 312 eingetaucht sind,

c) die Schiebetür 3Ö3 wird geöffnet, der Werkstückhalter 14 an die Werkstückübergabevorrichtung 317 angekuppelt und in die Hauptkammer 305 geschwenkt,

d) die Schiebetür 303 wird geschlossen und der Werkstückhalter 14 an die Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 übergeben,

e) die Werkstücke werden unter Drehung der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 galvanisch mit Aluminium beschichtet,

f) der Werkstückhalter 14 wird an die Werkstückübergabevorrichtung 417 angekoppelt und in die Hauptkammer 405 der Dechargierschleuse 40 gebracht,

g) die Werkstücke werden mit Hilfe der Sprüheinrichtung 19 abgesprüht,

h) die Schiebetür 403 wird geöffnet, die Werkstückübergabevorrichtung 417 in die Vorkammer 404 geschwenkt und der Werkstückhalter 14 an den Aufnehmer 410 der Tauchvorrichtung übergeben,

i) die Werkstückübergabevorrichtung 417 wird in die Hauptkammer 405 geschwenkt, die Schiebetür 403 geschlossen und der Werkstückhalter 14 in das Nachbehandlungsbad 412 getaucht,

j) der Werkstückhalter 14 wird aus dem Nachbehandlungsbad 412 gehoben und bei geöffneter äußerer Schleusentür 406 aus der Vorkammer 404 entnommen.

Die vorstehend aufgeführten Verfahrensschritte sind auf den Durchlauf eines bestimmten Werkstückhalters bezogen. Für verschiedene Werkstücke können die so Schritte a) bis d) und f) bis j) zu gleicher Zeit vorgenommen werden, da die Chargierschleuse 30 und die Dechargierschleuse 40 räumlich voneinander getrennt sind.

Liste der Bezugszeichen

I	121	Elektrolyttrog
2	oberer Abschlußdeckel
3	obere Abschlußhaube
4	untere Abschlußhaube
60 5	Heizwanne
6	Heizbad
7	Heizpatrone
8	Gestell
9	innere Schleusenöffnung
65 10	innere Schieusenöffnung
11	Deckelsegment
12	Kontaktier- und Haltevorrichtung
Rotor

12

	122	Tragarm
	123	Aufnehmer
	124	Flanschlager
	125	Flanschlager
	126	Axiallager
	127	Kegelrad
	128	Kegelrad
	129	Getriebemotor
	130	Kathodenanschluß
	131	Kohlebürste
	132	Schleifring
	133	Zuleitung
14		Werkstückhalter
	141	Konus
	142	Aufnahmedorn
15		Elektrolyt
16		äußeres Anodensegment
	IAt	'ScüsrsHuS Zv/isch*""""
17		inneres Anodensegment
	171	Winkelträger
	172	isolierendes Distanzstück
18		Stutzen
19		Sprüheinrichtung
20		Stutzen
21		Lösungsmittel
22		Intensiv-Verdampfer
23		Kühlrohr
24		Auffangwanne
25		Tauchrohr
30		Chargierschleuse
	301	Mantel
	302	Abdeckplatte
	303	Schiebetür

40

304	3171	•Jig	Vorkammer
305	3172	319	Hauptkammer
306	3173	320	äußere Schleusentür
307	321	Zuleitungsstutzen
308	322	Ableitungsstutzen
309		Führungsstange
310	403	Aufnehmer
311	404	Pneumatikzylinder
312	405	Vorbehandlungsbad
313	406	Behälter
314	409	Öffnung
315	410	Ultraschallquelle
316	411	U-förmiger Rahmen
317	412	Werkstückübergabevorrichtung
413	Hub- und Drehstange
417	Hebelarm
Kupplungsteil

Innenzylinder
Pneumatikzylinder
Stellmotor
Ableitstutzen
Dechargierschleuse
Schiebetür
Vorkammer
Hauptkammer
äußere Schleusentor
Führungsstange
Aufnehmer
Pneumatikzylinder
Nachbehandlungsbad
Behälter
Werkstückübergabevorrichtung

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einer nach außen abgeschlossenen und mit einem Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne, einer innerhalb der Galvanisierwanne angeordneten Kontaktier- und Haltevorrichtung und einer oberhalb der Galvanisierwanne angeordneten, mit Schutzgas flutbaren Schleusenkammer, in welcher eine von außen bedienbare Werkstückübergabevorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer (30, 40) mit Hilfe einer Zwischentür (303,403) in eine Vorkammer (304,404) mit einer äußeren Schleusentür (306, 406) und eine durch eine öffnung (9,10) mit der Galvanisierwanne (1, 2, 3, 4) verbundene Hauptkammer (305, 405) unterteilt is* und daß eine bei geöffneter Zwischentür (303, 403) zwischen Vorkammer (304, 404) und Hauptkammer (305, 405) verfahrbare Werkstückübergabevorrichtung (317,417) vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Vorkammer (304, 404) ein Behälter (313, 413) zur Aufnahme einer Spülflüssigkeit (312,412) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (313) eine Ultraschallquelle (315) zur Beschallung der Spülflüssigkeit (312) zugeordnet iac

4. Vorrichtung nach, Ansp? ,ch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorkammer (304, 404) eine von außen bedieribare und in vertikaler Richtung verfahrbare Werkstücktauchvorrichtung (309,310,311 bzw. 409,410,411) angeordnet ist

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in vertikaler Richtung verfahrbare und zwischen Vorkammer (304,404) und Hauptkammer (305,405) schwenkbare Werkstückübergabevorrichtung (317. 417) vorgesehen ist

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischentür (303,403) eine Schiebetür vorgesehen ist. «

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanisierwanne (1, 2,3, 4) einen ringförmig geschlossenen Elektrolyttrog (1) aufweist, daß eine um eine vertikale Achse drehbare Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) vorgesehen ist und daß oberhalb der Galvanisierwanne (1, 2, 3, 4) eine zweite, im wesentlichen gleichartig ausgebildete Schleusenkammer (4U) angeordnet ist, wobei die erste Schleusenkammer (30) eine Chargierschleuse und die zweite Schleusenkammer (40) eine Dechargierschleuse bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) mindestens zwei Tragarme (122) besitzt und daß eo die Anordnung der Chargierschleuse (30) und der Dechargierschleuse (40) auf die Teilung der Tragarme (122) abgestimmt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorkammer (304) der Chargierschleuse (30) ein Behälter (313) zur Aufnahme eines Vorbehandlungsbades (312) angeordnet ist und daß in der Vorkammer (404) der Dechargierschleuse (40) ein Behälter (413) zur Aufnahme eines Nachbehandlungsbades (412) angeordnet ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptkammer (405) der Dechargierschleuse (40) eine Sprüheinrichtung (19) zum Versprühen eines mit dem Elektroly-

, ten (15) verträglichen Lösungsmittels (21) angeordnet ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung (19) an eine mit der Galvanisierwanne (1, 2, 3, 4) in Verbindung stehende Kondensationsvorrichtung (22 bzw. 23,24,25) angeschlossen ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Wand einer oberen Abschlußhaube (3) der Galvanisierwanne (I₁ 2,3,4) die Kühlfläche der Kondensationsvorrichtung (23,24,25) bildet

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hauptkammer (305, 405) und Galvanisierwanne (I₁ 2, 3, 4) eine verschließbare öffnung (9, 10) vorgesehen ist

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß für die von außen bedienbaren Teile (303, 403, 310, 410, 317, 417) pneumatische oder hydraulische Antriebsmittel (311,411,320) vorgesehen sind.