DE3107101C2

DE3107101C2 -

Info

Publication number: DE3107101C2
Application number: DE3107101A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rannersdorf At Goldmann
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1981-02-20
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1989-11-02
Also published as: IT1149728B; IE53252B1; CA1189819A; JPS61198276U; FR2500491A1; IE820347L; AT376463B; DE3107101A1; GB2097427B; US4409082A; JPS57210998A; ATA59382A; FR2500491B1; GB2097427A; JPS6211970Y2; IT8219427A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur galvanischen Metall abscheidung auf entsprechend vorbehandeltes Galvanisiergut, bei der die Gegenstände nach erfolgter Behandlung von anhaftendem Behand lungsmittel reinigbar sind und das Behandlungsmittel zurückgewinn bar ist, mit Behandlungsstation, Trommelaggregat, Anoden, Arbeits behälter, Vorratsbehälter, Umwälzeinrichtung, Dosier- und Meßeinrichtung, elektrischem Zubehör sowie verbindenden Rohrlei tungen, die einen Arbeitsbehälter (5) aufweist, in dem zwei Anoden (2) halbkreisförmig um das Trommelaggregat (1) angeordnet sind, wobei der Arbeitsbehälter (5) über eine Öffnung mit einer Frak tioniereinrichtung (10) für das Oberflächenbehandlungsmittel mit einem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter (4) über eine Rezirkulationsleitung (12) an den Arbeitsbehälter (5) angeschlossen ist.

Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind bereits bekannt (DE-AS 25 37 285).

Diese bekannten Vorrichtungen ermöglichen jedoch keinen intensiven Austausch des Elektrolyten im Innern der Trommel und an den Gegen ständen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vor richtung, welche einen verstärkten Elektrolytdurchfluß und damit einen intensiven Austausch des Elektrolyten im Innern der Trommel und an den Gegenständen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Kennzeichnungsteilen der Unteransprüche zu entnehmen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann bei allen galvanischen Oberflächenbehandlungsverfahren angewendet werden, bei denen eine Reinigung und Rückgewinnung der an den Gegenständen nach erfolgter Behandlung noch anhaftenden wäßrigen Oberflächenbehandlungsmittel erforderlich oder gewünscht ist.

Die Vorrichtung eignet sich daher insbesondere zur galvanischen Abscheidung von Chrom, Nickel, Kobalt, Kupfer, Kadmium, Zink, Zinn, Blei, Silber, Gold, Rhodium, Palladium und deren Legierungen, bei denen eine wirtschaftliche Anwendung und Umwelterfordernisse eine möglichst quantitative Rückgewinnung der Wertstoffe voraussetzen.

Diese bisher von keiner Vorrichtung und keinem bekannten Verfahren erfüllbaren Zielsetzungen werden nun von der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in überragender Weise erreicht, indem diese die galvanische Metallabscheidung auf Gegenständen, deren Reinigung und die quantitative Rückgewinnung der an den Ge genständen nach der Behandlung naturgemäß anhaftenden Behandlungs mittel in einem geschlossenen System ermöglichen.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen u. a. in der direkten Zurückgewinnung und sofortigen Wiederverwen dung des verwendeten Oberflächenbehandlungsmittels. Durch gering sten Spülmittelbedarf und fast völligem Wegfall von Eindick- und Abwasserbehandlungsverfahren ergeben sich außerdem sehr geringe Betriebskosten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Folgenden näher beschrie ben.

Als Trommelaggregat (1) dient eine übliche Trommel mit perforier ten Wänden, die Bestandteil eines kompletten Trommelträgers ist und zwischen zwei Tragarmen lagert.

Das Trommelaggregat ist vorzugsweise mit Dichtungen, vorteilhafter weise in Leistenform, versehen, die eine enge Verbindung zwischen Trommelkörper und den Anoden (2) herstellen, die den Trommelkörper jeweils halbkreisförmig umschließen. Der Spalt zwischen den Anoden, durch den die Badlösung abgesaugt wird, ist möglichst gering eingestellt. Diese Art der Anordnung ermöglicht ein Arbeiten mit geringer Spannung, wodurch Energie eingespart wird.

Als Anodenmaterial werden dem verwendeten Elektrolyten entspre chende Metalle eingesetzt, das heißt, lösliche Anoden bei Elektro lyten auf Basis Zink, Kupfer, Silber, Kadmium, Nickel u. . Metal len, unlösliche Anoden bei Elektrolyten auf Basis Gold, Chrom u. a.

Das Trommelaggregat ist in einem Arbeitsbehälter (5) angeordnet, der mit dem Arbeitselektrolyten so weit gefüllt wird, daß die Trom mel während der galvanischen Metallabscheidung ständig bedeckt ist. Eine im Arbeitsbehälter seitlich angeordnete Überlaufeinrichtung (11) verhindert eine Überfüllung des Behälters.

Der Arbeitsbehälter ist außerdem mit einer Spülvorrichtung (7) versehen. Außerdem kann eine Blaseinrichtung zum Trockenblasen installiert sein.

Die kontinuierliche Zuführung des Elektrolyten in den Arbeitsbe hälter erfolgt mittels einer Umwälzeinrichtung aus dem Vorratsbe hälter über eine Rezirkulationsleitung. Durch Einschaltung von Filtereinheiten wird gleichzeitig eine intensive Filtration des Elektrolyten erreicht.

Die Umwälzeinrichtung ist zweckmäßigerweise in einem vom Vorrats behälter räumlich abgetrennten Abteil mit Heizung und Badkorrek tur angeordnet, wobei die beiden Behälter natürlich so verbunden sind, daß ein ungehinderter Elektrolytfluß erfolgen kann.

Der Vorratsbehälter (4) für den Elektrolyten ist gleichzeitig als Vakuumraum ausgebildet, was durch Anschluß einer Vakuumeinrichtung, wie zum Beispiel einem einstufigen Radialventilator, einem mehr stufigen Gebläse oder einer Vakuumpumpe, erreicht wird. In diese Vakuumeinrichtung kann zweckmäßigerweise ein Verdunster (8) oder Tropfabscheider installiert sein, um das Elektrolytvolumen konstant zu halten.

Dieser Vakuumraum gewährleistet einen verstärkten Elektrolytdurch fluß, das heißt einen intensiven Austausch des Elektrolyten im Innern der Trommel und damit an den Gegenständen.

Dies hat den großen Vorteil, daß die mit den bekannten Vorrichtun gen und Verfahren in der Regel erreichbaren Stromdichten von 1,0 bis 2,0 A/dm² überraschenderweise auf bis zu 20,0 A/dm² gesteigert werden können und somit die Expositionszeiten erheblich verkürzt werden.

Es können nämlich Schichtdicken von etwa 25 bis 30 µm erreicht werden, während die bekannten Verfahren in gleicher Zeiteinheit Schichtdicken von etwa 12 µm ermöglichen.

Trotz dieser übergroßen Stromdichten tritt der hierbei sonst übli che sogenannte "Anbrenneffekt" an der Ware nicht ein, vielmehr ent stehen Überzüge von höchster Qualität.

Die im Arbeitsbehälter angebrachte Spülvorrichtung ermöglicht eine problemlose Nachspülung der Gegenstände nach erfolgter Absaugung des Elektrolyten, wodurch eine optimale Reinigung ermöglicht wird. Gewünschtenfalls können die Gegenstände dann durch Luftdurchsaugen oder Einblasen von Luft mittels der Blaseinrichtung getrocknet wer den.

Eine im Oberteil des Vorratsbehälters (4) angeordnete Fraktionier einrichtung (10) dient einerseits zum Verschließen des Arbeitsbe hälters, zum Beispiel beim ersten Füllen dieses Behälters mit Elek trolytlösung, kann andererseits aber auch zur Fraktionierung unterschiedlicher Oberflächenbehandlungsmittel bei Einsatz mehrerer Behandlungsstufen angewendet werden.

Als Werkstoffe für die erfindungsgemäße Vorrichtung können die üblichen Materialien verwendet werden, soweit diese gegen die abzu saugenden Oberflächenbehandlungsmittel beständig sind und den Ver edlungsprozeß nicht stören. Im allgemeinen werden Kunststoffe oder kunststoffbeschichtete Metalle zum Einsatz kommen.

Die Steuerung der Vorrichtung kann durch elektronische Systeme er folgen. Die Vorrichtung selbst kann Bestandteil einer automati schen Anlage umfassend Transporteinrichtungen, Badbehälter, Wieder gewinnungsanlagen, verbindenden Rohrleitungen und Steuerungs systemen sein.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist technisch problemlos.

Das Absaugen des Behandlungsmittels erfolgt durch Unterdruck. Die Saugkraft wird vorteilhafterweise zwischen 40 und 4000 mm Wasser säule liegen und kann über eine Reguliereinrichtung, beispielsweise Drosselung, Zugluftklappensteuerung oder Drehzahlveränderung am Unterdruckerzeuger, dem jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden.

Die Erzeugung des Unterdrucks bis zu etwa 1200 mm Wassersäule wird vorteilhafterweise mit einem einstufigen Radialventilator durch geführt. Im Bereich bis zu 3500 mm Wassersäule kommen mehrstufige Gebläse zum Einsatz. Im darüberliegenden Leistungsbereich werden zweckmäßigerweise Vakuumpumpen verwendet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht in einem geschlossenen System bei kontinuierlicher Arbeitsweise eine hervorragende galva nische Metallabscheidung in kürzester Behandlungszeit, die quantitative Rückgewinnung des an den Gegenständen anhaftenden Be handlungsmittels und die Reinigung dieser Gegenstände in einem Ausmaß, die den sofortigen Einsatz der Gegenstände ohne Nachbe handlung gewährleisten.

Die Erfindung ist an einigen Beispielen näher beschrieben.

Fig. I zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Hierin bedeuten:
(1) Trommelaggregat
(2) Anoden
(4) Vorratsbehälter mit Elektrolyt und Vakuumraum (3)
(5) Arbeitsbehälter
(7) Spüleinrichtung und/oder Blaseinrichtung
(8) Verdunster
(9) Anschlußstelle für Vakuumeinrichtung
(10) Fraktioniereinrichtung
(11) Überlaufeinrichtung

Fig. II zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht.

Hierin bedeuten:
(1) Trommelaggregat
(6) Umwälzeinrichtung
(12) Rezirkulationsleitung

Das folgende Beispiel erläutert die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das Trommelaggregat wird mit Schüttgut (Kleinteilen) halbvoll gefüllt und in üblicher Weise vorbehandelt, das heißt heißent fettet, gebeizt, entfettet, dekapiert und anschließend mit einer automatisch gesteuerten Transporteinrichtung in den Arbeitsbehälter eingesetzt.

Die Umwälzeinrichtung fördert nun aus dem Vorratsbehälter den Elektrolyten, zum Beispiel auf Basis eines Nickelbades, in den Arbeitsbehälter bis der Trommelkörper vollkommen mit Elektrolyt lösung bedeckt ist.

Bei Erreichung des höchsten Badspiegels öffnet sich die Fraktio niereinrichtung, wodurch der Elektrolytkreislauf beginnt. Eine Über füllung des Arbeitsbehälters wird durch die Überlaufeinrichtung verhindert.

Zunächst wird über eine automatisch geregelte Stromstufenwahl ein Anfangsstrom von ca. 0,1 A/dm² eingestellt. Sobald der maximale Elektrolytaustausch erreicht ist, wird die Stromstärke stufenwei se innerhalb von etwa 3 Minuten auf den Sollwert von ca. 8 A/dm² bis 10 A/dm² gebracht.

Ist der Arbeitsbehälter vollgeflutet wird die Vakuumvorrichtung in Betrieb gesetzt.

Nach Öffnung der Fraktioniereinrichtung strömt der Elektrolyt durch den Vakuumraum zurück in den Vorratsbehälter und aus diesem über die Rezirkulationsleitung erneut in den Arbeitsbehälter. Der entstehende Wasserstoff wird hierbei kontinuierlich abgesaugt und hierdurch ein sogenanntes "Anbrennen" der Teile verhindert.

Nach einer Expositionszeit von etwa 15 Minuten bei der eine Schicht stärke von durchschnittlich 12 µm erreicht werden kann, ist der Metallisierungsprozeß abgeschlossen, worauf die Umwälzpumpe über ein Regelsystem abgeschaltet wird. Der Elektrolyt fließt aus dem Arbeitsraum in den Vorratsbehälter zurück. Das an den Gegenständen noch anhaftende Behandlungsmittel wird möglichst vollständig abgesaugt und fließt ebenfalls zurück in das Vor ratsgefäß.

Danach wird mittels der Spüleinrichtung Reinwasser in den Arbeits raum eingebracht und durch das Trommelaggregat gesaugt, wodurch die volle Reinigung der Kleinteile erfolgt. Diese Wassereingabe kann vorteilhafterweise in Intervallen erfolgen und zwar in ei ner Menge, die den durch Verdunstung entstandenen Verlust ergänzt.

Anschließend kann durch Einblasen von Gas, vorzugsweise Luft, mittels der Blaseinrichtung noch eine völlige Trocknung der Ge genstände angeschlossen werden.

Die vom Oberflächenbehandlungsmittel gereinigten Gegenstände wer den dann nach Abheben des Trommelaggregats aus dem Arbeitsraum ihrer Verwendung zugeführt.

Claims

1. Vorrichtung zur galvanischen Metallabscheidung auf entsprechend vorbehandeltes Galvanisiergut, bei der die Gegenstände nach er folgter Behandlung von anhaftendem Behandlungsmittel reinigbar sind und das Behandlungsmittel zurückgewinnbar ist, mit Be handlungsstation, Trommelaggregat, Anoden, Arbeitsbehälter, Vorratsbehälter, Umwälzeinrichtung, Dosier- und Meßeinrichtung, elektrischem Zubehör sowie verbindenden Rohrleitungen, die einen Arbeitsbehälter (5) aufweist, in dem zwei Anoden (2) halbkreisförmig um das Trommelaggregat (1) angeordnet sind, wo bei der Arbeitsbehälter (5) über eine Öffnung mit einer Frak tioniereinrichtung (10) für das Oberflächenbehandlungsmittel mit einem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, wobei der Vorratsbe hälter (4) über eine Rezirkulationsleitung (12) an den Arbeits behälter (5) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (4) mittels Vakuumeinrichtung auf Unterdruck einstellbar ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbehälter (5) mit einer Blaseinrichtung zur Trocknung der Gegenstände versehen ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein automatisches Regelsystem zur Stromsteuerung sowie eine mittels eines Amperestunden Zählers geregelte Dosiereinrichtung zugeordnet sind.