DE3147426A1 - Electroplating apparatus - Google Patents

Electroplating apparatus

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DE3147426A1 DE19813147426 DE3147426A DE3147426A1 DE 3147426 A1 DE3147426 A1 DE 3147426A1 DE 19813147426 DE19813147426 DE 19813147426 DE 3147426 A DE3147426 A DE 3147426A DE 3147426 A1 DE3147426 A1 DE 3147426A1
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
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Abstract

An electroplating apparatus for electroplating a ring-shaped workpiece (25) comprises a lower part (11) having a vertical channel (16), an outlet opening (17) and an upper opening of the channel and an area (15) for the workpiece around the upper opening, an upper part (12), detachably mounted on the lower part, having a second vertical channel (27) with an inlet opening (28) and a lower opening which faces the upper opening and has a larger diameter than the latter, a positive electrode (30) arranged above the inner rim section of the workpiece, a control mechanism for distributing the current from the positive electrode to the inner rim section and a negative electrode connected to the workpiece, an electroplating bath being fed to the inlet opening under pressure. <IMAGE>

Description

Galvanisiervorrichtung Electroplating device

Die Erfindung bezieht sich auf eine Galvanisiervorrichtung.The invention relates to an electroplating apparatus.

Es sind zahlreiche verschiedene Vorrichtungen zum Galvanisieren bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit Hilfe der herkömmlichen Galvanisiervorrichtungen ein innerer Randabschnitt eines ringförmigen Werkstückes nicht mit gleichförmiger Dicke bei hoher Geschwindigkeit aufgebracht werden kann.Numerous different electroplating devices are known. It has been found, however, that with the help of conventional electroplating devices an inner edge portion of an annular workpiece is not uniform with Thickness can be applied at high speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren eines inneren Randabschnittes eines ringförmigen Werkstückes mit gleichförmiger Dicke bei hoher Geschwindigkeit zu schaffen.The invention is based on the object of an electroplating device for electroplating an inner edge portion of an annular workpiece with of uniform thickness at high speed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren eines ringförmigen Werkstückes, die sich auszeichnet durch ein erstes, unteres Element mit einem darin ausgebildeten ersten senkrechten Kanal, der eine obere Öffnung aufweist, mit einer Auslaßöffnung, die in Strömungsverbindung mit dem ersten senkrechten Kanal steht, und mit einer um die obere Öffnungherumausgebildeten Fläche, auf der das ringförmige Werkstück angeordnet wird, ein zweites, oberes Element, das lösbar am ersten Element angebracht ist und mit diesem ein Gehäuse bildet, wobei das zweite Element einen darin ausgebildeten zweiten senkrechten Kanal mit einer unteren Öffnung, die der oberen Öffnung zugewandt ist und einen größeren Durchmesser als die obere Öffnung hat, und eine Einlaßöffnung aufweist, die in Strömungsverbindung mit dem zweiten senkrechten Kanal steht, eine positive Elektrode, die oberhalb eines oberen inneren Randabschnittes des ringförmigen Werkstückes angeordnet ist, einen Mechanismus zum Zuführen eines unter Druck stehenden galvanischen Bades zur Einlaßöffnung, einen Steuermechanismus zur Steuerung der Stromverteilung von der positiven Elektrode zum oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen inneren Werkstückes und eine negative Elektrode, die elektrisch mit dem ringförmigen Werkstück verbunden ist, wobei das galvanische Bad der Einlaßöffnung unter Druck zugeführt wird und aus der Auslaßöffnung abgeführt wird.According to the invention, this object is achieved by an electroplating device for electroplating an annular workpiece, which is characterized by a first, lower element with a first vertical channel formed therein, which has a top opening with an outlet opening in fluid communication with the first vertical channel, and with one formed around the upper opening Surface on which the annular workpiece is placed, a second, upper element, which is releasably attached to the first element and forms a housing therewith, wherein the second member having a second perpendicular channel formed therein lower opening that faces the upper opening and has a larger diameter as the top opening and has an inlet opening in flow communication with the second vertical channel stands, a positive electrode, which is above one is arranged upper inner edge portion of the annular workpiece, a Mechanism for supplying a pressurized galvanic bath to the inlet port, a control mechanism for controlling the current distribution from the positive electrode to the upper inner edge portion of the annular inner workpiece and a negative Electrode that is electrically connected to the annular workpiece, the galvanic bath is supplied to the inlet port under pressure and out of the outlet port is discharged.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente bezeichnen. Es zeigen: figur 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung; Figur 2 eine Draufsicht auf ein unteres Element der Galvanisiervorrichtung gemäß Figur 1; und Figur 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausf ührungsform der Galvanisiervorrichtung.Further features and advantages of the invention emerge from the patent claims and the following detailed description of exemplary embodiments of the invention with reference to the drawings, in which like reference numerals are like or denote corresponding elements. They show: FIG. 1 a sectional view of a electroplating device according to the invention; Figure 2 is a plan view on a lower element of the electroplating device according to Figure 1; and FIG. 3 a Sectional representation of a second embodiment of the electroplating device.

Im folgenden wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 eingegangen. Die darin dargestellte Galvanisiervorrichtung 10 weist ein Gehäuse 14 auf, zu dem ein oberes Element 12 und ein unteres Element 11 gehören. Das obere Element 12 ist lösbar m::t dem unteren Element 11 verbunden. Für die Fluiddichtheit dieser Verbindung sorgt ein Dichtungselement 13.In the following, FIGS. 1 and 2 will first be discussed. the Electroplating device 10 shown therein has a housing 14 to which a upper element 12 and a lower element 11 belong. The upper element 12 is detachable m :: t connected to the lower element 11. For the fluid tightness of this connection a sealing element 13 provides.

Im unteren Element 11 sind ein senkrechter Kanal 16 und ein waagerechter Kanal 18 ausgebildet. Der waagerechte Kanal 18 verläuft senkrecht zum senkrechten Kanal 16 und steht einerseits in Strömungsverbindung mit dem senkrechten Kanal 16 und andererseits mit einer Auslaßöffnung 17, die im unteren Element 11 ausgebildet ist.In the lower element 11 are a vertical channel 16 and a horizontal one Channel 18 formed. The horizontal channel 18 is perpendicular to the vertical Channel 16 and is on the one hand in flow connection with the vertical channel 16 and on the other hand with an outlet opening 17 formed in the lower element 11 is.

Um die obere Öffnung des senkrechten Kanals 16 herum ist eine konische bzw. kegelige Fläche 15 mit einer gewissen Neigung ausgebildet, so daß darauf ein zu galvanisierendes ringförmiges Werkstück 25 angeordnet werden kann. Im unteren Element 11 sind ferner drei senkrechte Löcher 19, 20 und 21 ausgebildet, die gleiche Winkelabstände in Umfangsrichtung haben. In die Löcher 19, 20 und 21 ist jeweils eine Kathode bzw. negative Elektrode 22 bzw. 23 bzw. 24 eingesetzt. Die oberen Enden aller drei negativen Elektroden 22, 23 und 24 stehen etwas aus der kegeligen Fläche 15 vor,. so daß sie das ringförmige Werkstück 25 abstützen. Die Elektroden 22, 23 und 24 sind elektrisch mit dem negativen Pol einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden. Ein mittiges Loch 26 im ringförmigen Werkstück 25 ist über dem senkrechten Kanal 16 des unteren Elementes 11 angeordnet.Around the upper opening of the vertical channel 16 is a conical one or conical surface 15 formed with a certain inclination, so that on it to be electroplated annular workpiece 25 can be arranged. At the bottom Element 11 are also formed with three vertical holes 19, 20 and 21, the same Have angular distances in the circumferential direction. In the holes 19, 20 and 21 is respectively a cathode or negative electrode 22 or 23 or 24 is used. The top ends all three negative electrodes 22, 23 and 24 protrude somewhat from the conical surface 15 before. so that they support the annular workpiece 25. The electrodes 22, 23 and 24 are electrically connected to the negative pole of a power source, not shown tied together. A central hole 26 in the annular workpiece 25 is above the vertical Channel 16 of the lower element 11 is arranged.

Im oberen Element 12 ist ein senkrechter Kanal 27 ausgebildet, der einen größeren Radius als der senkrechte Kanal 16 im unteren Element 11 hat. Werner ist im oberer Element 12 ein waagerechter Kanal 29 ausgebildet, der senkrecht zum senkrechten Kanal 27 verläuft und in Strömungsverbindung mit einer Einlaßöffnung 28 steht.In the upper element 12, a vertical channel 27 is formed, the has a larger radius than the vertical channel 16 in the lower element 11. Werner a horizontal channel 29 is formed in the upper element 12, which is perpendicular to the vertical channel 27 extends and in flow communication with an inlet port 28 stands.

In den senkrechten Kanal 27 ist eine Anode bzw positive Elektrode 30 eingesetzt, die elektrisch an denpositiven Pol der Stromquelle angeschlossen ist. Am unteren Ende der positiven Elektrode 30 ist ein Steuerelement 3.1 aus einem nichtleitenden Werkstoff so befestigt, daß dieses Steuerelement 31 einem oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes 25 zugewandt ist. Die positive Elektrode 30 ist in senkrechter Richtung bewegbar, so daß dadurch die Stromverteilung auf den oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes 25 <Jesteuert werden k<Änn. J>s qalvanische Bad wird der Einlaßöffnung 28 kontinuierlich zugeführt und wird umgewälzt durch den Kanal 27, dXen Kanal 16, den Kanal 18 und die Auslaßöffnung 17.In the vertical channel 27 there is an anode or positive electrode 30 used, which is electrically connected to the positive pole of the power source is. At the lower end of the positive electrode 30 is a control element 3.1 from a non-conductive material attached so that this control element 31 is an upper inner edge portion of the annular workpiece 25 faces. The positive one Electrode 30 is movable in the vertical direction, so that the current distribution on the upper inner edge portion of the annular workpiece 25 <J is controlled will be able to J> s galvanic bath is the inlet port 28 continuous supplied and is circulated through the channel 27, dXen channel 16, the channel 18 and the outlet port 17.

In Figur 1 bezeichnen a den Abstand zwischen dem Steuerelement 31 und dem ringförmigen Element 25 und S den zu galvanisierenden Bereich am ringförmigen Werkstilc'k 25. Zum Nachweis der Wirkung der erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung wurde ein Chromniederschlag erzeugt. Dieser Niederschlag auf dem oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes 25 hatte eine Dicke von 22 µ und eine Ringbreite von 1 0, 5 mm. Die Versuchsbedingungen waren folgende: Ringförmiges Werkstück (Membran) Außenradius 180 mm Innenradius 43 mm Dicke 2 mm Zusammensetzung des galvanischen Bades Chromsäureanhydrid 200g/l Schwefelsäure 1,5g/l Soda-Siliz iumfluorid 5g/l Temperatur des galvanischen 770C Durchmesser des mittigen Elementes 53 mm a 10,5 mm Spcisegcschwilldicjkeit des unter Druck stehenden galvanischen Bades 1,8 m/sec Stromdichte 400 A/dm2 Wie die Ausführungsform gemäß Figur 3 zeigt, kann eine zylindrische Anode bzw. positive Elektrode 130 in einem Abschnitt der Innenwand des Kanals 27 angeordnet sein. Zur Steuerung der Stromverteilung auf den oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes 25 ist es ferner möglich, den Durchmesser des Steuerelementes 31 und den Wert des AlJstandes a zu verändern.In FIG. 1, a denotes the distance between the control element 31 and the annular element 25 and S the area to be electroplated on the annular Werkstilc'k 25. To demonstrate the effectiveness of the electroplating device according to the invention a chromium deposit was generated. This precipitate on the upper inner Edge portion of the annular workpiece 25 had a thickness of 22μ and one Ring width of 1 0.5 mm. The test conditions were as follows: Annular workpiece (Membrane) outer radius 180 mm inner radius 43 mm thickness 2 mm composition of the galvanic Bath chromic anhydride 200g / l sulfuric acid 1.5g / l soda silicon fluoride 5g / l temperature of the galvanic 770C diameter of the central element 53 mm a 10.5 mm Spcisegcschwilldickness of the pressurized galvanic bath 1.8 m / sec current density 400 A / dm2 How the embodiment according to Figure 3 shows, a cylindrical anode or positive Electrode 130 can be arranged in a section of the inner wall of the channel 27. To the Control of the current distribution on the upper inner edge portion of the annular Workpiece 25, it is also possible, the diameter of the control element 31 and to change the value of the AlJstandes a.

Es ist erkennbar, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre möglich sind. Die Erfindung kann auch auf andere Weise, als dies anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben ist, realisiert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It will be recognized that numerous changes and modifications to those described can be made Embodiments are possible based on the teaching of the invention. The invention can also be done in a way other than that described with reference to the exemplary embodiments is to be realized without departing from the scope of the invention.

Eine Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren eines ringförmigen Werkstückes (25) umfaßt ein erstes, unteres Element (11) mit einem darin ausgebildeten ersten senkrechten Kanal (16), der eine obere Öffnung aufweist, mit einer Auslaßöffnunq (17), die in Strömungsverbindung mit dem ersten senkrechten Kanal steht, und mit einer um die obere Öffnung herum ausgebildeten Fläche (15), auf der das ringförmige Werkstück angeordnet wir(1, ein zweites, oberes Element (12), das lösbar am ersten Element angebracht ist und mit diesem ein Gehäuse (14) bildet, wobei das zweite Element einen darin ausgebildeten zweiten senkrechten Kanal (27) 111i t einer unteren Öffnung, die der oberen Öffnung zugewandt ist: und einen größeren Durchmesser als die obere Öffnung hat, und eine Einlaßöffnung (28) aufweist, die in Strömungsverbinduny mit dem zweiten senkrechten Kanal steht, eine positive Elektrode (30) , die oberhalb eines oberen inneren Randabschnittes des ringförmigen Werk stückes angeordnet ist, einen Mechanismus zum Zuführen eines unter Druck stehenden galvanischen Bades zur Einlaßöffnung, einen Steuermechanismus zur Steuerung der Stromverteilung von der positiven Elektrode zum oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes und eine negative Elektrode, die elektrisch mit dem ringförmigen Werkstück verbunden ist wobei das galvanische Bad der Einlaßöffnung unter Druck zugeführt wird und aus der Auslaßöffnung abgefürt wird.An electroplating device for electroplating an annular workpiece (25) includes a first, lower member (11) with a first formed therein vertical channel (16), which has an upper opening, with an outlet opening (17), which is in flow communication with the first vertical channel, and with a surface (15) formed around the upper opening on which the annular Workpiece we arranged (1, a second, upper element (12), which is detachable on the first Element is attached and with this forms a housing (14), the second Element one second vertical channel (27) formed therein 111i t a lower opening facing the upper opening: and a larger one Has diameter than the top opening and has an inlet opening (28) which is in flow connection with the second vertical channel, a positive electrode (30), the piece above an upper inner edge portion of the annular work is arranged a mechanism for feeding a pressurized galvanic Bath to the inlet port, a control mechanism to control the power distribution from the positive electrode to the upper inner peripheral portion of the annular workpiece and a negative electrode electrically connected to the annular workpiece is wherein the galvanic bath is fed to the inlet port under pressure and off the outlet opening is discharged.

Claims (8)

Patentansprüche 1. Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren eines ringförmigen Werkstückes, gekennzeichnet durch ein erstes, unteres Element (11) mit einem darin ausgebildeten ersten senkrechten Kanal (16), der eine obere Öffnung aufweist, mit einer Auslaßöffnung (17), die in Strömungsverbindung mit dem ersten senkrechten Kanal steht, und mit einer um die obere Öffnung herum ausgebildeten Fläche (15), auf der das ringförmige Werkstück (25) angeordnet wird, ein zweites, oberes Element (12), das lösbar am ersten Element angebracht ist und mit diesem ein Gehäuse (14) bildet, wobei das zweite Element einen darin ausgebildeten zweiten senkrechten Kanal (27) mit einer unteren Öffnung, die der oberen Öffnung zugewandt ist und einen größeren Durchmesser als die obere Öffnung hat, und eine Einlaßöffnung (28) aufweist, die in Strömungsverbindung mit dem zweiten senkrechten Kanal steht, eine positive Elektrodeneinrichtung (30, 130), die oberlla1.b eines oberen inneren Rand abschnittes des ringförmigen Werkstückes angeordnet ist, eine Einrichtung zum Zuführen eines unter Druck stehenden galvanischen Bades zur Einlaßöffnung, eine Steuereinrichtung (31) zur Steuerung der Stromverteilung von der positiven Elektrodeneinrichtung zum oberen inneren Randabschnitt des ringförmigen Werkstückes und eine negative Elektrodeneinrichtung (22, 23, 24), die elektrisch mit dem ringförmigen Werkstück verbunden ist, wobei das der Einlaßöffnung unter Druck zugeführte galvanische Bad aus der Ausfaßöffnung abgeführt wird. Claims 1. Electroplating device for electroplating a annular workpiece, characterized by a first, lower element (11) having a first vertical channel (16) formed therein which has an upper opening having, with an outlet opening (17) which is in flow communication with the first vertical channel, and with one formed around the upper opening Surface (15) on which the annular workpiece (25) is arranged, a second, upper element (12) which is releasably attached to and with the first element forming a housing (14) with the second member having a second formed therein vertical channel (27) with a lower opening facing the upper opening and has a larger diameter than the upper opening, and an inlet opening (28) which is in flow connection with the second vertical channel, a positive electrode device (30, 130), the Oberlla1.b of an upper inner Edge portion of the annular workpiece is arranged, a device for Supplying a pressurized electroplating bath to the inlet port, a Control means (31) for controlling the current distribution from the positive electrode means to the upper inner edge portion of the annular workpiece and a negative Electrode means (22, 23, 24) electrically connected to the annular workpiece is connected, the plating bath supplied under pressure to the inlet port is discharged from the outlet opening. 2. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum Befestigen der Steuereinrichtung (31) an einem unteren Abschnitt der positiven Elektrodeneinrichtung (30)-2. Electroplating device according to claim 1, characterized by means for attaching the control device (31) to a lower portion of the positive Electrode device (30) - 3. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Verstellen der Steuereinrichtung (31) in senkrechter Richtung zusammen mit der positiven Elektrodeneinrichtung (30).3. Electroplating device according to claim 2, characterized by means for adjusting the control device (31) in the vertical direction with the positive electrode device (30). 4. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die positive Elektroden einrichtung eine zylindrisch geformte Elektrode (130) umfaßt, die in einem Abschnitt der Innenwand des zweiten senkrechten Kanals (27) angeordnet ist.4. Electroplating device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h e t that the positive electrode means is a cylindrically shaped electrode (130) formed in a portion of the inner wall of the second perpendicular channel (27) is arranged. 5. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die negative Elektrodeneinrichtung zumindest drei stabförmige Elektroden (22, 23, 24) umfaßt, die etwas aus der Fläche (15) vorstehen, auf der das ringförmige Werkstück (25) angeordnet ist.5. Electroplating device according to one of claims 1 to 4, characterized It is noted that the negative electrode means are at least three rod-shaped electrodes (22, 23, 24) which protrude slightly from the surface (15), on which the annular workpiece (25) is arranged. 6. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Elektroden (22, 23, 24) gleiche Winkelabstände voneinander haben.6. Electroplating device according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the electrodes (22, 23, 24) have the same angular distances from one another. 7. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Fläche eine konische Fläche (15) umfaßt.7. Electroplating device according to one of claims 1 to 6, characterized it is noted that the surface comprises a conical surface (15). 8. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die konische Fläche eine schwach geneigte konische Fläche (15) umfaßt.8. Electroplating device according to claim 7, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the conical surface comprises a slightly inclined conical surface (15).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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