DE3236545C2

DE3236545C2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Elektroplattieren einzelner Werkstücke

Info

Publication number: DE3236545C2
Application number: DE3236545A
Authority: DE
Inventors: Joseph M. Huntingdon Pa. Brady; Franz R. State College Pa. Cordes; Klaus H. 1000 Berlin Gedrat; Daniel L. Riverton N.J. Goffredo; Walter 1000 Berlin Meyer; Conrad D. Spring Mills Pa. Shakley
Original assignee: Chemcut Corp
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1981-10-07
Filing date: 1982-10-02
Publication date: 1991-12-12
Also published as: ATA367882A; JPS58136797A; GB2107357B; IT1196672B; CA1190888A; DE3236545A1; ES516287A0; US4385967A; ES8402370A1; NL8203845A; SE8205713L; GB2107357A; IT8268174A0; CH652758A5; IE54263B1; AT378009B; IE822387L; JPH0222159B2; FR2514037A1; FR2514037B1

Abstract

Eine Elektroplattiervorrichtung und ein Verfahren sind vorgesehen, mit denen im allgemeinen flache Werkstücke, wie z.B. Metallplatten und dergleichen auf kontinuierlicher Grundlage, automatisch und ohne Eingriff von Hand elektroplattiert werden können. Die Werkstücke werden horizontal durch ein Elektrolytbad gefördert. Sie werden dadurch durch das Bad gefördert, daß sie mit angetriebenen Kontakträdern in Eingriff stehen, die auch als eine der Elektroden dienen. Die andere Elektrode ist in der Elektrolytbadlösung. Sobald die Werkstücke durch das Bad gefördert werden, kommen sie mit den Kontakträdern in und außer Eingriff, befinden sich aber immer in Eingriff mit den Kontakträdern, nicht nur für die kontinuierliche Förderung, sondern auch für die kontinuierliche elektrische Verbindung mit diesen. Eine besondere Gleitbefestigung ist für das Halten einer gegenüberliegenden Seite der Platte vorgesehen, sobald die Platte längs ihres Fließweges getragen wird, und diese Befestigung ist einrichtbar und einstellbar, um unterschiedlich breite Werkstücke passend aufzunehmen. Ein Lösungsfluß durch das Elektrolytbad ist auf kontinuierlicher Basis vorgesehen und rührt die Elektrolytlösung so um und füllt sie nach. An Enden des Fließweges sind Dämme durch die Tätigkeit von Quetschrollen geschaffen, um den Durchgang von Elektrolyten zu verhindern. Abwischeinrichtungen sind vorgesehen, um zu verhindern, daß die Turbulenz von neu zugeführtem Elektrolyt in der Badzone unmittelbar mit den .......

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Elektroplattieren einzelner, im allgemeinen ebener Werkstücke, die nacheinander in einer im allgemeinen horizontal gerichteten Bewegung mittels drehbarer Fördereinrichtungen durch ein eingangs- und ausgangsseitig mit Dichtungen versehenes elektrolytisches Bad geführt werden, wobei der Elektrolyt im Kreislauf umgewälzt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-PS 8 86 086 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zwar der positive Pol der elektrischen Spannungsquelle an den Elektrolyt über innerhalb des Bades angeordnete Anoden angelegt, der negative Pol jedoch ist mit außerhalb des Bades angeordneten Walzen verbunden, die dazu dienen, die Bleche mit dem negativen Pol der Spannungsquelle zu verbinden. Hierbei müssen die zu elektroplattierenden Bleche länger sein als die Ausdehnung des Bades in Bewegungsrichtung. Ein zu kurzes Blech könnte beim Durchlaufen des Bades keinen elektrischen Kontakt mit den erwähnten Walzen halten, so daß der notwendige elektrische Strom nicht fließen könnte. Diese bekannte Vorrichtung ist also insbesondere zum Plattieren von Bandmaterial geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die Vorrichtung so zu verändern, daß einzelne, beliebig kleine Werkstücke bearbeitet werden können und der Stromfluß in jeder Lage der Werkstücke beim Durchlaufen des elektrolytischen Bades einwandfrei möglich ist.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 und für die Vorrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 3 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein kontinuierliches Elektroplattieren auch beliebig kleiner Werkstücke möglich ist, ohne daß zwischendurch von Hand eingegriffen werden muß, um für einen andauernden Stromfluß durch den Elektrolyt zu sorgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dagestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung längs der Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, wobei die Elektrolytzuführrohre, die Werkstückfördereinrichtung und die einstellbare Halterung für die nicht angetriebene Seite des Werkstückes unter anderem klar erkennbar sind,
Fig. 3 eine weiter vergrößerte und abgebrochene Draufsicht auf ein Teil eines Werkstückes, welches längs seines Fließweges gefördert wird, und zwar unmittelbar von oberhalb des Werkstückes und im allgemeinen längs der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 eine weitere vergrößerte Querschnittsansicht durch die Elektrolytzuführrohre über und unter dem Weg der Werkstücke durch die Vorrichtung, wobei schematisch die Turbulenz dargestellt ist, welche durch die Zufuhr von Elektrolyt zu den Werkstücken geschaffen wird, sobald diese entlang ihrem Fließweg zwischen den Zuführrohren vorbeigehen, und wobei die Ansicht der Fig. 4 im allgemeinen längs der Linie IV-IV der Fig. 3 genommen ist,
Fig. 5 eine vergrößerte und abgebrochene Querschnittsansicht durch die Vorrichtung der Fig. 1, im allgemeinen längs der Linie V-V, wobei der Damm bzw. die Schwelle am Einlaßende der Badzone sehr gut dargestellt ist,
Fig. 6 eine vergrößerte und abgebrochene Endansicht der Antriebsverbindung zwischen der oberen und der unteren Dammrolle, im allgemeinen entlang der Linie VI-VI der Fig. 5,
Fig. 7 eine vergrößerte und abgebrochene Vertikalschnittansicht längs der Linie VII-VII der Fig. 2, und zwar durch die über den Kontakträdern liegenden Abschirmungen bzw. Abdeckungen, wobei der Kontakt der Kontakträder mit dem Werkstück dargestellt ist, welches dazwischen hindurchgeführt wird,
Fig. 8 eine vergrößerte und abgebrochene Vertikalseitenansicht des Antriebes für die Kontakträder, im allgemeinen entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 2, und
Fig. 9 eine abgebrochene Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX der Fig. 8, wobei das Merkmal mit der Federbelastung der Kontakträder sowie die Abschirmabwischeinrichtungen und die elektrischen Verbindungen der Abwischräder veranschaulicht sind.
Bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen, die nun im einzelnen folgt, wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher die dargestellte Vorrichtung allgemein mit 20 bezeichnet ist.
Die Vorrichtung 20 hat an ihrem unteren Ende einen Sumpf 21, der durch eine untere Wand 22, linke und rechte Wände 23 und 24 und Vorder- sowie Rückwände 25 gebildet ist. Der Sumpf 21 ist der Vorratsbehälter für die Elektrolytlösung 26. Eine Vielzahl von Wärmetauschern 27 mit Wasserumwälzung ist vorgesehen, wobei geeignete (nicht gezeigte) Wassereinlaßund Auslaßverbindungen vorgesehen sind und (nicht gezeigtes) temperaturgesteuertes Kühlwasser durch Rohrleitungen der Wärmetauscher 27 gefördert werden kann, um ohne Kontakt Flüssigkeit zu Flüssigkeit die Elektrolytlösung 26 zu kühlen.
Eine Vielzahl von elektrisch angetriebenen Pumpen 28 ist im Sumpf 21 angeordnet, von denen jede einen untergetauchten Einlaß 30 und einen oberen Auslaß 31 hat.
Die Auslässe der Elektrolytpumpen sind mit oberen und unteren Elektrolytverteilern bzw. Sammlern 32 verbunden. Die Verteiler 32 versorgen obere und untere Zuführrohre 33 bzw. 34 über entsprechend zugeordnete obere und untere Elektrolytleitungen 35 und 36, die ihrerseits mit zugeordneten Verteilern 32 verbunden sind. Die Verteiler 32 werden in einem oberen Tank, der allgemein mit 37 bezeichnet ist, getragen und haben Einlaß- und Auslaßendwände 38 bzw. 40 mit einer entsprechend zugeordneten geschlitzten Einlaßöffnung 41 und geschlitzten Auslaßöffnung 42 für das Werkstück und dessen Durchgang, z.B. das Werkstück W, welches in Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 44 am rechten Ende vom Einlaß 41 zum Auslaß 42 wandert.
Der Tank 37 weist zwischen den Wänden 39 und 43 einen Boden 45 auf, welcher den Boden der Badzone bildet, dessen Enden von Einlaß- und Auslaßbadzonenwänden 46 bzw. 47 umfaßt werden, und zwar mit entsprechend zugeordneten Einlaß- und Auslaßdämmen 48 und 50 (die später im einzelnen noch beschrieben werden). Die Seitenwände der Badzone sind die Wände 39 und 43. Diese Seitenwände sind jeweils mit einer großen Anzahl von Überlauföffnungen 53 versehen, um ein Badfließmittelniveau 54 aufrechtzuerhalten, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Aus dem Vorstehenden erkennt man, daß Elektrolyt mittels Pumpen 28 aus dem Sumpf 21 nach oben durch Ablaufleitungen 31 zu den Verteilern 32 gepumpt und dann durch Leitungen 35 und 36 Auslaufrohren 33 mit hoher Füllgeschwindigkeit zugeführt wird, und zwar sowohl zwecks Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsniveaus 54 als auch zum Schaffen einer Rührtätigkeit für den Elektrolyt, wie nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird. Die Auffüllgeschwindigkeit ist ausreichend hoch, so daß das Niveau 54 aufrechterhalten wird, obwohl es einen gewissen (vorzugsweise minimalen) Elektrolytverlust durch die Einlaß- und Auslaßöffnungen an den Schwellen oder Dämmen 48 und 50 gibt, sobald Werkstücke in die Badzone hineinlaufen oder diese verlassen und obgleich ein gewisser Elektrolytdurchgang durch die Öffnungen 53 in den Wänden 39 und 43 vorhanden ist und auch obwohl ein gewisser Durchgang von Elektrolyt durch zusätzliche Ausgangsöffnungen 56 vorhanden ist, die in der unteren Wand 45 des Tanks 37 vorgesehen sind. Es versteht sich, daß in der oberen Wand 57 des Sumpfes 21 große Aufnahmeöffnungen 58 vorgesehen sind, um Elektrolyt aus Öffnungen 56 aus Entleerungsöffnungen 53 usw. gut aufzunehmen.
Es versteht sich ferner, daß der Tank 37 als eine Einheit getrennt von dem Sumpf aufgebaut und auf Ständern 60 getragen ist, die von der oberen Wand 57 des Sumpfes 21 getragen sind, daß aber gegebenenfalls der Boden 45 für den Tank 37 weggelassen sein könnte, wie auch die obere Wand 57 des Sumpfes 21, wenn es erwünscht wäre, den Tank 37 und den Sumpf 21 als eine Einheit aufzubauen.
In einigen Fällen, bei denen das Auseinanderbauen periodisch zum Versetzen oder dergleichen erwünscht sein kann, kann es bevorzugt sein, die Einheiten gemäß Darstellung aufzubauen.
In anderen Fällen, bei welchen der Aufbau verhältnismäßig permanent ist, würden die Einheiten 37 und 21 als eine einzige Einheit ohne die Teile 45 und 57 aufgebaut. Jedenfalls kommt der Überlauf durch die Öffnungen 53 der Wände 39 und 43 in den Sumpf 21 zurück. Wenn für den Tank 37 ein Boden 45 vorgesehen ist, sind geeignete Stützen 61 für das untere, im allgemeinen rechteckige Gestell 55 vorgesehen, welches durch Seitenwände 51 und 52 und Endwände 62 und 63 gebildet ist. Das Gestellteil 49 mit den oberen Enden der Wände 51, 52, 62, und 63 wird von Seitenwänden 64 mittels geeigneter Halterungen 65 gehaltert, die über nicht dargestellte Mittel fest an den Wänden 51 angebracht sind. Die Verteilungsrohre 33 und 34 werden von den Gestellen 49 und 55 bei der dazwischen angeordneten Fließwegöffnung durch geeignete Mittel, die speziell nicht gezeigt sind, getragen. Herkömmliche Befestigungen reichen aus.
Eine untere Anodenstützstange 70 ist in Fig. 2 gezeigt, und ist gemäß Darstellung zwischen vertikalen Platten 51 und 52 getragen und trägt ihrerseits gemäß Darstellung die unteren Anodenhalter 71. Auf den länglich angeordneten Haltern 71 werden die quer angeordneten unteren Anoden 72 getragen. In ähnlicher Weise hat die obere Halterungsstange 73 von ihr abgehängte Halterungen 74, die ihrerseits obere Anodenhalter 75 tragen, von denen jede längs angeordnet ist und ihrerseits querangeordnete obere Anoden 76 trägt. Die Anoden 72 und 76 sind im allgemeinen Kupfer, wie nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird. Die Anodenhalter 71 und 75, die Halterungsstangen 70 und 73, die Halterungsteile 74 sowie die verschiedenen Wandteile 39, 43, 51, 62, 63, 47, 46, die Schwellen oder Dämme 48 und 50, die Rohre 33 und 34 und alle anderen für die Funktion als Anoden oder Kathoden unwesentlichen Teile sind entweder aus einem nichtleitenden Material, wenn wirtschaftlich möglich, oder sind mit einer dielektrischen Beschichtung bedeckt, so daß sie während des Betriebes des Erfindungsgegenstandes nicht als Anoden oder Kathoden arbeiten.
Die Anoden 72 und 76 haben durch günstige elektrische Verbindungen 82 mit geeigneten Kraftquellen gute elektrische Verbindungen über Leiter 80 bzw. 81 (die vorzugsweise, wie oben erwähnt, beschichtet sind).
Aus den Fig. 3 und 4 erkennt man, daß die Verteilungsrohre 33 und 34 Auslaßöffnungen 83 für die Zufuhr von Elektrolyt mit Rührtätigkeit zu oberen und unteren Oberflächen der Werkstücke W gemäß Darstellung haben.
Die hohe Fließgeschwindigkeit der Elektrolytlösung durch die Verteilungsrohre 33 und 34 schafft neben dem Nachfüllen der Badzone auf das gewünschte Niveau 54 auch ein ausreichendes Umrühren für die Lösung, um im wesentlichen eine Gleichförmigkeit der Zusammensetzung und der Ladungsdichte aufrechtzuerhalten. Als Alternative könnten gegebenenfalls die Rohre 33 und 34 horizontal oder von links nach rechts mit Blick auf Fig. 1 (nicht dargestellt) pendelnd hin und herbewegt werden, entweder als separate oder zusätzliche Einrichtung zur Schaffung einer Turbulenz in der Lösung, wenn dies erwünscht ist.
Gemäß Fig. 5 ist der Einlaßdamm 48 zur Badzone deutlicher dargestellt, und zwar im Gleitkontakt mit einer Nut 59 in der oberen Endwand 46. Der Damm 48 weist im wesentlichen obere und untere Rollen 84 bzw. 85 auf, die sich zwischen den vertikalen Seitenwänden oder Gestellteilen 39 und 43 erstrecken, wobei die Zylinder 84 und 85 jeweils zugeordnete Wellenverlängerungen 86 und 88 aufweisen, auf denen entsprechend zugeordnete Riemenscheiben 90 und 91 getragen sind.
Die Riemenscheibe 91 wird durch ein angebrachtes Kegelrad 92 angetrieben, welches seinerseits von einem in Kämmeingriff stehenden Kegelrad 93 angetrieben ist, welches auf dem Kettenzahnrad 94 getragen ist. Das Kettenzahnrad 94 ist durch die Kette 95 angetrieben, die ihrerseits vom Kettenzahnrad 96 angetrieben ist, und dieses ist von der Hauptantriebsstange 97 angetrieben, die längs einer Seite der Vorrichtung 20 verläuft. Die Riemenscheibe 91 ist mit der Riemenscheibe 90 mittels eines streckbaren Antriebsriemens 78 aus Kautschuk oder dergleichen verbunden, der in der Gestalt einer "8" angeordnet ist, wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, um einen Antrieb für den Zylinder 84 vorzusehen, d.h. in derselben Antriebsrichtung bezüglich der Förderung des Werkstückes W durch den Spalt 100 zwischen den Zylindern 84 und 85 hindurch. Die Welle 86 wird gleitend in einem vertikal geschlitzten Loch 101 in der Seitenwand 39 getragen, um eine Aufwärtsbewegung der Welle 86 passend darin aufzunehmen und damit eine Aufwärtsbewegung der zylindrischen Walze 84 passend aufzunehmen, sobald Werkstücke W verschiedener Dicken durch den Spalt 100 hindurchgehen. Deshalb ist der Zylinder 84 in der Lage, sich vertikal begrenzt in Richtung des Doppelpfeiles 102 zu bewegen, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Außerdem bewirkt das elastische Teil 98 ein Zusammendrücken der Rollen 84 und 85, um eine Art Rollen, aber einen abdichtenden Eingriff am Spalt 100 aufrechtzuerhalten und den Durchgang von Elektrolytlösung durch den Spalt hindurch zu verhindern. Deshalb ist das elastische Antriebsteil 98 von der Art eines Kautschukbandes, um diese Zwecke zu erreichen. Das am weitesten rechts liegende Ende der Vorrichtung bei der Betrachtung der Fig. 5 ist in ähnlicher Weise mit den Wellenenden 103 und 104 versehen, mit entsprechend zugeordneten Riemenscheiben 105 und 106, die durch ein Kautschukband 107 oder dergleichen, welches auch in der Gestalt einer "8" angeordnet ist, in Antriebsverbindung stehen, obwohl das Wellenende 103 nicht separat von Kegelrädern oder dergleichen angetrieben werden muß.
Aus Fig. 7 sieht man, daß das in Richtung Pfeil 108 von links nach rechts geförderte Werkstück W mittels gleichzeitigem Kontakt mit einer Vielzahl von oberen Kontakträdern 110 und unteren Kontakträdern 111 in dieser Richtung angetrieben wird, die im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn gemäß Darstellung in Fig. 7 angetrieben sind. Die Kontakträder 110 und 111 haben schartige bzw. gerippte oder mit Zahnung versehene Umfänge 112 in Stufenaufbau, um mit dem Werkstück W bei dessen Hindurchfördern einen guten elektrischen Kontakt zu schaffen. Die Räder 110 und 111 sorgen für einen Antrieb für die lineare Bewegung eines Werkstückes W, welches sich dort bei seinem Fließweg in Richtung des Pfeiles 108 bewegt, und schaffen zusätzlich elektrischen Kontakt mit dem Werkstück W, um ihm die Möglichkeit zu geben, als eine Kathode zum Sammeln anodischer Ladungen von der Anode durch die Lösung zu wirken. Die Räder 110 und 111 sind in oberen und unteren Abschirmungen bzw. Abdeckungen 113 bzw. 114 umfaßt. Die Abschirmungen 113 und 114 werden auf der inneren Oberfläche der vertikalen Wand 39 getragen, die durch (nicht gezeigte) geeignete Mittel mit dieser verbunden und mit angebrachten Wischblättern 115 und 116 versehen sind, die von ihnen getragen werden, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Deshalb erstrecken sich die Wischeinrichtungen in Strömungsrichtung des Werkstückes W von einem Ende zum anderen Ende der Badzone und dienen dazu, daß die Turbulenz der Lösung, die aus den Rohröffnungen 83 ausströmt, am Verspritzen gegen Kontaktstellen der Räder 110 und 111 mit dem Werkstück W gehindert wird . Deshalb versteht es sich, daß die Abschirmungen 113 und 114 ebenfalls zum Erreichen dieses Zweckes längs der Badzone verlaufen. Es versteht sich ferner, daß die Räder 110 und 111 aus einem Material für eine gute elektrische Leitfähigkeit mit einem dazwischen hindurchgehenden Werkstück aufgebaut sind.
Die Räder sind gemäß Darstellung in Fig. 2 so gezeigt, daß jedes ein Paar von Scheiben 118 und 120 mit schartigen Kanten desselben Durchmessers aufweist, die durch eine Abstandsoder Zwischenscheibe 121 guter elektrischer Leitfähigkeit aber verringerten Durchmessers, wie dargestellt, verbunden sind. Die Räder 111 sind für die Drehung auf der Welle 117 getragen, die zur Drehung auf der Wand 39 angebracht ist, wie gezeigt, und in der Wand 125 zur Anpassung der Drehung angebracht ist, wobei geeignete Büchsen 126 vorgesehen sind.
Von der Drehwelle 117 ist ein Kollektor bzw. Kommutator 127 getragen, der in geeigneten, nicht leitenden Gehäuseteilen 128 und 130 getragen ist. Das am meisten links befindliche äußere Ende der Welle 117 hat gemäß Darstellung in Fig. 9 ein auf dieser getragenes Kegelzahnrad 130, welches seinerseits in Kämmeingriff mit einem kämmenden Kegelzahnrad 131 steht, welches seinerseits von der Hauptantriebsstange 97 für die Drehung mit dieser getragen wird. Man erkennt somit, daß die Drehung der Hauptantriebsstange 97 den Kommutator 127 und das Kontaktrad 111 dreht. Der Aufbau des Kommutators 127 kann verschiedene herkömmliche Formen annehmen, und er wirkt so, daß seine Drehung an den Bürsten 132 und 133 vorbei, die durch im Stützteil 130 angeordnete Federn 134 federnd dagegen angebracht sind, kathodische Ladung dem Rad 111 zuführt, weil die Bürsten 132, 133 zweckmäßig mittels Leitungen 135 elektrisch mit einer geeigneten Kraftquelle verbunden sind. Ein auf der Welle 117 zur Drehung mit dieser getragenes Stirnrad 136 treibt ein im Kämmeingriff stehendes Stirnrad 137 an, welches seinerseits einen Kommutator 138 auf seiner Welle 140 sowie ein Kontaktrad 110 antreibt, welches auf der Welle 140 angebracht ist. Der Kommutator 138 ist in ähnlicher Weise mit federbelasteten Bürsten versehen, steht in geeigneter elektrischer Verbindung, wie dargestellt, für die gleiche Drehung der Räder 110 und für ihr elektrisches Beladen, um als Kathode zu wirken.
Um die Anpassung an Werkstücke W unterschiedlicher Dicken vorzusehen, sind die Räder 110 so angebracht, daß sie sich beschränkt vertikal bewegen können. Zu diesem Zweck ist die Welle 140 nicht in einer Büchse in der vertikalen Platte 39 getragen, sondern ein längliches Loch 141 mit Spiel ist vorgesehen, um die vertikale beschränkte Bewegung der Welle 140 darin in Richtung nach oben passend aufzunehmen. Eine Büchse 142 wird auf der Welle 140 zur Drehung derselben darin getragen, die Büchse 142 ist aber mittels einer Feder 143 federnd nach unten gedrückt, wobei die Feder 143 ihrerseits in einem Blindloch 144 an ihrem oberen Ende fest in einer starren Halterung 145 befestigt ist, die auf der vertikalen Seitenwand 39 getragen ist. Ebenso ist ein Loch 146 mit Spiel in der vertikalen Wand 125 vorgesehen, um das beschränkte, vertikale Aufwärtskippen der Welle 140 passend aufzunehmen. In ähnlicher Weise kann die Büchse 147 gegebenenfalls etwas lose eingepaßt sein (nicht dargestellt), um diese winkelige Aufwärtsbewegung des am weitesten rechts befindlichen Endes der Welle 140 zur Anpassung an unterschiedliche Dicken von Werkstücken passend aufzunehmen.
Man sieht also, daß jedes Kontaktrad 110 oder 111 in der bevorzugten Ausführungsform mit seiner eigenen Kraftquelle versehen ist. Es wird ferner bemerkt, daß die Leitungen 135 zwar die Bürsten 132 und 133 elektrisch mit einem geeigneten Anschluß verbinden, ihrerseits aber durch eine geeignete Leitung 150 mit einer Kraftquelle verbunden sind. Eine solche Kraftquelle ist im allgemeinen ein Wechselstromnetzgerät, welches über einen Gleichrichter zur Umwandlung der angelegten Spannung in Gleichstrom versorgt wird.
Fig. 8 zeigt, daß ein geeigneter Motor 151 die Antriebsstange 97 antreibt, auf welcher die Zahnräder 131 montiert sind. Die Antriebsstange ist in einer Büchse 152 gelagert, die bei 153 am Maschinengestell 125 angebracht ist. Man erkennt, daß die Zahnräder 131 mit geeigneten Abstandsteilen 154 versehen sind. Diese Abstandsteile, die Zahnräder 131 und die Antriebsstange 97 können vorzugsweise gemäß der Lehre der US-Patentschrift 40 15 706 aufgebaut sein. Dies ermöglicht insbesondere die Verbindung verschiedener Bausteine der Vorrichtung 20 aneinander als bausteinartige Einheiten oder Baukasteneinheiten. Zu diesem Zweck kann der Montageblock 155 an seinem am weitesten rechts liegenden Ende der Einheit gemäß Darstellung in Fig. 1 mit einer Vielzahl von Gewindelöchern 156 versehen sein, gegebenenfalls zur Verwendung eines (nicht gezeigten) mit Gewinde versehenen Verbindeteils zum Verbinden des Montageblockes 155 mit den Montagelöchern eines nächsten (nicht gezeigten) benachbarten Bausteins oder Moduls. In ähnlicher Weise sind auch am linken Ende der Vorrichtung der Fig. 1 Montagelöcher 157 dargestellt, die wiederum der Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Verbindeteils aus dem (nicht gezeigten) Montageblock des nächst benachbarten Bausteines dienen. Auch die rechten und linken Enden ( beziehungsweise) der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, insbesondere auf den äußeren vertikalen Gestellteilen, wie z.B. 125, können mit Paßstift- und Lochteilen 158 bzw. 160 zur Aufnahme bzw. zum Einstecken für das Ausfluchten benachbarter Bausteine versehen sein. Zu diesem Zweck wird gegebenenfalls die Lehre nach der US-Patentschrift 40 15 706 benutzt.
Unter Bezugnahme auf das am weitesten rechts angeordnete Ende des Werkstückes W, wie in Fig. 2 dargestellt ist, sieht man, daß eine allgemein mit 161 bezeichnete Werkstückhalterung verwendet wird, die für einen Gleiteingriff des rechten Endes des Werkstückes W gemäß Darstellung in Fig. 2 ausreicht, sobald das Werkstück W durch eine Schiene oder Nut 163 darin gleitet. Die Nut 163 ist in einem länglichen Teil 164 angeordnet, das im wesentlichen vom Eingangs- zum Ausgangsende der Badzone zwischen den Dämmen 48 und 50 parallel zum Fließweg der Werkstücke zur Vorrichtung verläuft. Das längliche Stützteil 164 ist vertikal an der gewünschten Stelle durch ein vertikales Stützteil 165 gelagert, welches seinerseits von einer horizontalen Halterung 166 abhängt, die von der oberen Platte 167 in einem geschlitzten Loch 168 desselben getragen wird. Eine geeignete Flügelschraube und ein mit Gewinde versehenes Teil 170 dienen dem Eingriff in dem geschlitzten Loch 168 und ermöglichen die einrichtbare Einstellung der Halterung 161 zur Handhabung von Karten oder plattenartigen Teilen geringer Breite bis zu Karten großer Breite zwischen den Enden 170 und 171 des Schlitzes 168.
Es sei bemerkt, daß die angetriebenen Kontakträder am Einlaßende der Maschine (wie in Fig. 2 dargestellt ist) zwischen dem Einlaßschlitz 41 und dem Damm 48 sowie dem Auslaßende der Maschine zwischen dem Damm 50 und dem Schlitz 42 sowie zwischen den Dämmen 48 und 50, wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, angeordnet sind. Es wird bemerkt, daß es in einigen Fällen erwünscht sein kann, daß die den Kontakträdern am Einlaß- und Ausgangsende der Maschine zugeführte elektrische Energie anders sein kann als die auf die Kontakträder in der Badzone aufgebrachte Energie und daß die getrennte Kraftquelle für jedes Kontaktrad, wie beispielsweise in Fig. 8 beschrieben ist, eine solche individuelle Behandlung erlaubt, sogar für einzelne bzw. unabhängige Kontakträder. In den meisten Fällen wird jedoch die den Kontakträdern in der Badzone zugeführte Energie so eingestellt, daß dieselbe Stromdichte für alle Kontakträder in der Badzone erreicht wird. In ähnlicher Weise können unterschiedliche Einstellungen eine Eintrittsflächenstromdichte für die Kontakträder am Eintrittsende der Vorrichtung erreichen, und es kann sogar eine andere Stromdichte an der Austrittsfläche durch geeignete elektrische Quellen erreicht werden.
Zum Herausfiltern von Verunreinigungen oder dergleichen kann ein (nicht gezeigter) Filter vorzugsweise im Sumpf 21 vorgesehen sein. Ein Beispiel eines zweckmäßigen Filters kann der in der US-Patentschrift 37 76 800 beschriebene entfernbare Filter sein, wobei auf den Inhalt dieser US-Patentschrift Bezug genommen wird. Es wird auch bemerkt, daß die Kühlflüssigkeit (die im allgemeinen, nicht aber in jedem Falle Wasser ist), welche durch die Wärmetauscherschlangen 27 gefördert wird, gegebenenfalls mit geeigneten Thermostatsteuerungen (die nicht gezeigt sind) versehen sein kann.
Oben wurde der Wunsch nach dem Aufbau verschiedener Teile des Gerätes geäußert, die mit der Elektrolytlösung in Berührung kommen können, entweder aus einem dielektrischen Material oder zum Beschichten dieser Gerätebestandteile mit einem nichtleitfähigem Überzug, und es versteht sich, daß dies überall dort durchgeführt wird, wo es möglich ist, dies ist nur der Erreichung des erfindungsgemäßen Zweckes unterworfen, des Elektroplattierens, vorzugsweise von der Anode zu den kathodischen Werkstücken. In ähnlicher Weise werden nicht metallische Bestandteile, wie z.B. die Antriebsstangen usw., überall dort benutzt, wo es möglich ist.
Es wird auch bemerkt, daß die elastische Befestigung für die oberen Kontakträder 110, wie in Fig. 9 beschrieben und in der entsprechenden Beschreibung erläutert ist, benutzbar ist, und zwar nicht nur zur passenden Aufnahme von Platten oder anderen Werkstücken W unterschiedlicher Dicken sondern auch für die Möglichkeit eines kontinuierlichen Betriebes selbst dann, wenn es ein Aufbauen durch elektrolytische Abscheidung von Metall auf den Umfängen der Kontaktteile der Kontakträder 110 und 111 gibt.
Zwar sind die hier beschriebenen Anoden Kupferstäbe oder -stangen 72 und 76, die quer zur Maschine verlaufen, es können aber auch andere Techniken für den Aufbau von Anoden verwendet werden. Beispielsweise ist es bekannt, Kupferkugelkörbe als Anoden zu benutzen, wobei die Körbe elektrisch mit einer geeignete Quelle verbunden sind und die elektrische Energie durch Nachbarkontakt zwischen den Kupferkugeln von einer zur anderen übertragen wird und daß die Kupferkugeln deshalb als Anoden wirken. Beispielsweise könnte ein Titankorb mit verschiedenen Schichten von Kupferkugeln unter dem Werkstück anstelle der Stangen oder Stäbe 72 benutzt werden, wobei in einem anderen Titankorb über dem Werkstück Kugeln sind anstelle der Kupferstäbe 76. Ein Vorteil dabei wäre das leichte Austauschen von Kupferkugeln, da sie während des Elektroplattierprozesses schlechter werden, und zwar lediglich durch Fallenlassen weiterer Kugeln in den Korb hinein, statt daß das Ersetzen von vielleicht unbequem angeordneten Anodenstäben oder -stangen 76 und 72 erforderlich wäre.
Man erkennt, daß zum Optimieren des Prozesses mit elektrolytischer Abscheidung verschiedene Optimalverfahrensbedingungen benutzt werden können. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, ein Festbrennen der Kontakträder auf den Werkstücken zu vermeiden, ist die elektrolytische Abscheidung möglichst gleichmäßig beim Abscheiden von Kupfer auf den Werkstücken. Hierfür sollte eine hohe Fließgeschwindigkeit und eine hohe Elektrolytnachfüllgeschwindigkeit realisiert werden. Außerdem versteht es sich zwar, daß das Wesen dieser Erfindung das elektrolytische Abscheiden im allgemeinen ist, wobei gedruckte Schaltungen oder Leiterplatten und dergleichen mit Kupfer überzogen werden, es versteht sich aber, daß die Anoden Kupfer sind. Wenn die elektrolytische Abscheidung Kupfer ist, ist das Bad im allgemeinen eine Lösung aus Kupfersulfat, Schwefelsäure und geeigneten und bevorzugten Additiven, um die gewünschte Ampere/Fläche an Kupferabscheidung oder aufgebrachte Dichte zu erreichen. Auch sollten verschiedene andere Faktoren, wie z.B. die Umwälzgeschwindigkeit und die Temperatur des Bades für ein optimales elektrolytisches Abscheiden gesteuert werden. Außerdem sollten andere Parameter, wie z.B. der Anoden/Kathoden-Trennabstand betrachtet und für die Werkstücke gewährleistet werden, auf denen die Überzüge aufgebracht werden sollen. Weiterhin sollten sogar die relativen Flächen von Anode zu Kathode berücksichtigt und optimiert werden.
Es versteht sich aus dem Vorstehenden, daß verschiedene Modifikationen bei Einzelheiten des Aufbaues vorgenommen werden können, sowie auch bei der Benutzung und dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und daß dies alles im Geist und Rahmen der durch die Ansprüche definierten Erfindung liegt.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Elektroplattieren einzelner, im allgemeinen ebener Werkstücke, die nacheinander in einer im allgemeinen horizontal gerichteten Bewegung mittels drehbarer Fördereinrichtungen durch ein eingangs- und ausgangsseitig mit Dichtungen versehenes elektrolytisches Bad geführt werden, wobei der Elektrolyt im Kreislauf umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (W) zwischen gegenüberliegenden, entlang einer Seite des Förderweges im Bad angeordneten, kathodisch geschalteten Kontakträdern (110, 111) durch den Elektrolyt gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung jedem der Kontakträder (110, 111) getrennt zugeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit drehbaren Fördereinrichtungen für die Werkstücke (W), einem eingangs- und ausgangsseitig mit Dichtungen versehenen Badbehälter und einer Elektrolytkreislaufführung, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördereinrichtungen im Bad an einer Seite des Förderweges kathodisch geschaltete, einander gegenüberliegende Kontakträder (110, 111) und auf der anderen Seite eine Stützeinrichtung für die Werkstücke angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich jeweils gegenüberliegenden oberen und unteren Kontakträder (110, 111) gegeneinander drückbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung durch Einrichtungen (168, 170, 171) der Breite der Werkstücke (W) anpaßbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung ein Gleitteil (164) mit einer Nut (163) zur Aufnahme von Kanten der Werkstücke (W) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakträder (110, 111) zu ihrer vollständigen Abschirmung gegenüber dem Bad mit Abdeckungen (113, 114) versehen sind, die für den Durchgang der Werkstücke (W) passend geschlitzte Öffnungen aufweisen, und daß längs der geschlitzten Öffnungen Wischeinrichtungen (115, 116) vorgesehen und von den Abdeckungen (113, 114) getragen sind, die auf den Werkstücken (W) schleifend aufliegen, um den Kontakt der Kontakträder (110, 111) mit der elektrolytischen Flüssigkeit einzuschränken.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad an seiner Einlaßseite und an seiner Auslaßseite mit je einer Dammeinrichtung (48, 50) versehen ist, die an mindestens einer Seite ein Paar drehbarer Rollen (84, 85) aufweist, die quer zum Förderweg angeordnet sind, um den Durchgang der Werkstücke (W) dazwischen zu ermöglichen, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die das Rollenpaar (84, 85) zum Abdichten gegenüber den Werkstücken (W) elastisch zusammendrücken, um den Durchgang von elektrolytischer Flüssigkeit zwischen den Rollen (84, 85) zu begrenzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung für die Rollen (84, 85) vorgesehen ist, die für eine Rolle (84) in dem Paar auch die Einrichtung zum Zusammendrücken des Rollenpaares enthält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Radantriebsteile für die Kontakträder (110, 111) sowie Einrichtungen für die körperliche Isolierung der Radantriebsteile gegenüber der in dem Bad befindlichen elektrolytischen Flüssigkeit vorgesehen sind, daß gemeinsame Antriebseinrichtungen die mechanische Verbindung mit den Antriebsteilen herstellen und daß die Generatoreinrichtung für jedes der Kontakträder (110, 111) einen getrennten Generator aufweist.