DE3306849C2 - Galvanisieranlage zum selektiren Beschichten einer Folge von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anlage zum elektrolytischen Beschichten ausgewähl­ ter Flächenteile einer Reihe einzelner streifenförmi­ ger Werkstücke mit einer Fördereinrichtung, einer mit dieser zusammenwirkenden Galvanisiervorrichtung, in der Werkstücke galvanisiert werden, wobei eine Elektrolytlö­ sung selektiv auf die Werkstücke aufgebracht wird und elektrische Anschlüsse zu jedem zu galvanisierenden Teil vorgesehen sind, wie sie aus der US-PS 3,723,283 bekannt ist.

Solche Anlagen dienen zum Beschichten einer Folge von streifenförmigen Werkstücken nacheinander, insbe­ sondere zum selektiven Beschichten von Flächenteilen. Es handelt sich dabei vorzugsweise um die selektive, d. h. stellenweise elektrolytische Be­ schichtung von Metallstreifen zur Herstellung sog. Leiterbahngitter (lead frames). Diese werden haupt­ sächlich für den Aufbau von Halbleiterplättchen u. dgl. gebraucht.

Bisher wurden Leiterbahngitter im allgemeinen aus einer fortlaufenden Bahn aus Metall hergestellt, die stellenweise auf gewünschten Flächenteilen beschichtet wurde, bevor sie zerschnitten und in die für den Ge­ brauch erforderliche Form gebracht wurde. Eine solche Herstellung "von der Rolle" wird in dem U.S.-Patent 3,723,283 beschrieben. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist in Frage ge­ stellt, da das Erzeugnis durch die Schneid- und Stanz­ vorgänge beschädigt werden kann, nachdem es mit Edel­ metall beschichtet worden ist.

Ein anderes bekanntes Vorgehen besteht darin, die Leiterbahngitter zuerst zurechtzuschneiden und zu formen oder chemisch zu ätzen, indem getrennte nahe­ zu fertige kurze Streifen hergestellt werden, und dann die Beschichtung mit Edelmetall nur auf geprüf­ ten und brauchbaren Streifen aufzubringen. Dies ist jedoch umständlich und zeitraubend, da die einzel­ nen Streifen auf Traggestelle geladen und diese mit ihnen in Plattierungsbehältern getaucht werden müs­ sen, um das Edelmetall aufzubringen.

Auch ist es bereits bekannt, in Galvanisieranlagen eine Kette als Fördereinrichtung einzusetzen, wo­ bei die Kette von Rädern mit polygonal gestalte­ tem Umfang gehalten werden (DE-OS 24 60 694).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Schaffung einer Anlage der eingangs genannten Art einen neuen Weg zu beschreiten, der die erwähn­ ten Schwierigkeiten vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine solche Galvanisieranlage eine die Streifen vom Anfang zum Ende der Anlage tragende Fördervorrichtung und eine Galvanisiervorrichtung aufweist, die mit der För­ dervorrichtung derart zusammenwirkt, daß die einzel­ nen von der Fördervorrichtung bewegten Streifen nach­ einander beschichtet werden. Die Galvanisiervor­ richtung wird in der Weise betrieben, daß die Elektrolytlösung gegen jeden einzelnen Streifen umlaufen läßt und außerdem elektrische Anschlüsse zu jedem Streifen herstellt.

Möglichkeit zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung einer solchen Anlage sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Kurz zusammengefaßt arbeitet die Anlage folgendermaßen: Das Leiterbahngitter wird zunächst in die Form einzel­ ner streifenförmiger Werkstücke gebracht und nach Be­ darf ausgestanzt oder anderweitig mechanisch geformt. Die streifenförmigen Werkstücke werden dann auf rich­ tige Länge und Form geprüft und ausgesucht. Die brauch­ baren Streifen werden danach in der Galvanisieranlage be­ schichtet, welche die Streifen einzeln nacheinander auf einer Förderkette mit Gelenkgliedern durch eine Reihe von Stationen führt, von denen jede zur Behand­ lung jeweils eines einzelnen Streifens dient. Eine besondere Galvanisiervorrichtung klemmt jeden Streifen zwischen Masken fest, während elektrolytische Lösung selektiv auf den Streifen aufgebracht wird. Die Galvanisiervorrichtung enthält besondere Elektroden, die mit jeweils einem Streifen zur Berührung gelan­ gen, wenn er ankommt, und elektrische Energie zu ihm leiten. Ferner enthält sie selbsttätige Klauen, welche die beiden Enden jedes Streifens ergreifen und ihn unabhängig von der Förderkette in seine rich­ tige Relativlage zu den Masken ausrichten. Weiterhin sind Vorrichtungen zum Beladen und Entladen der För­ derkette mit den Werkstücken vorgesehen.

Der Edelmetallbedarf beschränkt sich aufgrund der Er­ findung allein auf das Galvanisieren geprüfter, brauchba­ rer Streifen. Der Verlust an Edelmetallen wird auf den­ jenigen reduziert, der anfänglich bei der Einrichtung der Maschine für den jeweiligen Dauerbetrieb, wobei es genügt, nur einen einzelnen kleinen Streifen durch­ laufen zu lassen, unvermeidlich ist.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels der gesamten Galvanisier­ anlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Grundrißansicht der hauptsächlichen Bestandteile der Ladevorrichtung der An­ lage von Fig. 1,

Fig. 3 eine abgebrochene perspektivische Ansicht der Förderkette der Anlage nach Fig. 1 und deren Verbindung miteinander,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der wich­ tigsten Teile der Entladevorrichtung,

Fig. 5 einen Senkrechtschnitt der Galvanisiervor­ richtung mit Blickrichtung auf die in Fig. 1 angedeutete Schnittebene 5-5 zur Veranschaulichung der gegen jeweils ein streifenförmiges Werkstück schwenkbaren Galvanisierköpfe,

Fig. 6 einen Waagerechtschnitt der Galvanisiervor­ richtung mit Blickrichtung auf die in Fig. 1 angedeutete Schnittebene 6-6 zur Veranschaulichung des Kathodenanschlusses an jedes streifenförmige Werkstück, und

Fig. 7 die Klauenanordnung, die zum Ausrichten jedes einzelnen streifenförmigen Werk­ stücks in der Galvanisiervorrichtung dient.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form ist die Galvanisieranlage als Ganzes mit 10 bezeichnet. Zwei Räder 12 und 18 mit polygonalem Umfang weisen mit Rillen versehene gerade Umfangsabschnitte 15 auf. Jeder Umfangsabschnitt 15 dient zur Aufnahme eines der Gelenk­ glieder 50 einer tragenden Förderkette 20, die auf dem in Fig. 1 angegebenen Wege oberhalb und unterhalb von Plattformen 13 verläuft. Das Rad 12 wird über einen Ge­ triebekasten 14 von einem Motor 16 schrittweise ange­ trieben, wobei die Förderkette 20 um jeweils ein Glied durch die verschiedenen Stationen der Anlage 10 hin­ durch weitergeschaltet wird.

Die einzelnen streifenförmigen metallenen Werkstücke 22 werden auf die Förderkette 20 von einem Karussell 24, das in Fig. 2 von oben zu sehen ist, aufgeladen. Die streifenförmigen Werkstücke 22 stehen auf einer Kante in radialen Schlitzen des Karussells 24. Die­ ses ist mit einem Antriebsmotor 26 versehen, erforder­ lichenfalls über ein mechanisches Getriebe 28, sobald die Werkstücke 22 in die richtige Lage gelangen, wer­ den sie von einem Stößel 30, der mit einem Antrieb 32, beispielsweise einem Luftzylinder, versehen ist, auf eine Plattform 34 geschoben. Dabei bleibt das Werkstück 22 aufrecht auf einer Kante stehen, da es zwischen zwei Führungsleisten 36 gehalten wird. Die Führungsleisten 36 werden auf dem Lauf durch die ganze Anlage 10 hindurch gebraucht, um den Streifen bei Nichtvorhandensein einer anderen Stütze in senkrechter Lage zu halten. Zum rich­ tigen Zeitpunkt wird die Plattform 34 durch einen An­ trieb 35 beiseitegezogen, so daß das Werkstück 22 auf eines der Glieder 50 der Förderkette 20 fällt.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß jedes Kettenglied 50 eine Zunge 52 und einen Schlitz 54 hat. Die Zunge ei­ nes Gliedes paßt in den Schlitz eines anderen, das mit ihm durch einen Stift 56 schwenkbar verbunden ist, so daß die Förderkette 20 gebildet wird. Die Kettenglieder 50 sind aus einem gegenüber dem Elektrolyten chemisch beständigen Werkstoff hergestellt, wie z. B. Polypro­ pylen, und durch einen eingebetteten korrosionsbestän­ digen Stahlstab 60 versteift. In dem Schlitz 54 ist ein kleiner keramischer Anschlag 58 durch einen Stift 59 befestigt und ragt über das Kettenglied 50 hinaus, so daß er das hintere Ende jeweils eines streifenförmigen Werkstücks 22 berühren und den Strei­ fen durch die Anlage schieben kann.

Beim Vorrücken eines streifenförmigen Werkstücks 22 durch die Anlage 10 läuft dieses durch einen oder mehrere Galvanisierbehälter 38 hindurch. Die Behälter 38 haben je eine oder mehrere Galvanisiervorrichtungen 40, die darin auf einem Kraftbalgen oder einer Halte­ stange 42 in bekannter Weise gelagert sind (Die Galvanisiervorrichtung 40 (Fig. 1) ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt). Das streifenförmige Werkstück 22 läuft auf einer Förderkette 20 zwischen Führungen 36 weiter durch einen Trockner 44 üblicher Art und in die Entladevorrichtung 46.

In Fig. 4 ist die Entladevorrichtung 46 mit mehr Ein­ zelheiten dargestellt. Eine Stützsäule 62 bildet eine Unterlage für die Förderkette 20, so daß das streifen­ förmige Werkstück 22, wenn es an einen Entladearm 69 anläuft, zur Ruhe kommt. Der obere Teil des Armes 69 führt das Werkstück und hält es senkrecht. Zum rich­ tigen Zeitpunkt wird eine Nockenscheibe 63, die an einer Konsole 64 gelagert ist, durch einen Motor 65 über ein Getriebe 66 gedreht. Dadurch wird ein Nocken­ folgeglied 67 angehoben und ein Kipphebel 68 geschwenkt. Das Werkstück 22 wird auf eine Rampe 73 abgeschoben und legt sich gegen eine verschiebbare Halteplatte 70 an. Die Werkstucke 22 sammeln sich zu einem Sta­ pel auf der Fläche 70, die durch einen Motor 72 und eine Leitspingel 71 nach Bedarf verstellbar ist, um den Stapel aufzunehmen.

In Fig. 5 ist die Galvanisiervorrichtung 40 im Schnitt dargestellt. Es können auch mehrere solche Galvanisier­ vorrichtungen längs der Fördervorrichtung einer Anlage gemäß der Erfindung angeordnet sein. Ein Traggehäuse 41 ist an dem Haltearm 42 angebracht. Die Förderkette 20 geht durch die Mittenebene des Gehäuses hindurch in einer Rille, die durch zwei Führungsschienen 76, 78 mit L-förmigem Querschnitt gebildet wird. Das strei­ fenförmige Werkstück 22 steht auf der Oberseite der Förderkette 20 und ist zwischen zwei Galvanisiermasken 80, 81 eingeklemmt. Die Masken 80, 81 sind an bestimm­ ten Stellen mit Öffnungen versehen, um elektrolytische Lösung aus den Kammern 93, 94 zu den zu galvanisie­ renden Flächenteilen der Werkstücke 22 durchzulassen. Fig. 5 zeigt die Masken 80 und 81 in abdichtendem Kontakt mit den beiden Seiten des Streifens 22, wie es dem Zustand während des Galvanisierens entspricht. Da die Masken 80, 81 an schwenkbaren Galvanisierköpfen 82 angebracht sind, können sie auch von dem Werkstück 22 wegbewegt werden. Die Galvanisierköpfe 82 befinden sich an dem Ende von schwenkbaren Traggliedern 83, 84, die auf Schwenklagerstiften 85, 86 gelagert sind. Um die Galvanisierköpfe 82 abzuheben, werden zwei Luftkissen 87, 88 aufgeblasen, so daß sie sich ausdehnen und gegen die Teile 83, 84 drücken, während zwei weitere Luftkissen 89, 90 entlüftet werden. Zum Anlegen der Köpfe 82 an den Streifen 22 erfolgt der Aufblas- bzw. Entlüftungs­ vorgang umgekehrt.

Durch die Rohr- oder Schlauchleitungen 91, 92 und die Durchgänge 74, 75 wird den Kammern 93, 94 Elektrolytlö­ sung zugeführt, während Anodenkontakten 95, 96, die in den Wandungen der Kammern 93, 94 eingebettet sind, po­ sitiver elektrischer Strom zugeführt wird. Die Elektrolytlösung fließt durch die Durchgänge 97, 98 und die Kanäle 99, 100 wieder in den Behälter 38 zurück. In das streifenförmige Werkstück 22 wird, um die Galvanisierung zu fördern, negativer Strom über eine Gruppe federbelasteter Elektroden 101, 102 eingeleitet, die nur teilweise am Rand in Fig. 5 zu sehen sind. Die Elektroden 101, 102 erfassen gemeinsam den untersten Teil des Werkstücks 22 unmittelbar über der Förder­ kette 20 und dienen dem zusätzlichen Zweck, das Werkstück 22 an Ort und Stelle aufrecht zu halten, wenn die Köpfe 82 abgeschwenkt werden.

Fig. 6 zeigt die Elektroden 101 und 102 noch klarer von oben gesehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind je zwei Elektroden paarweise auf jeder Seite angeordnet. Jede Elektrode ist um einen Stift 103 schwenkbar und wird durch ein Elastomerband 104 oder eine Feder in der Ruhelage an der Führung 76 oder 78 anliegend gehalten. Die Führungen 76 und 78 sind beide nach rechts und links in Fig. 6 einstellbar und durch Verriegelungsschrauben 105 festgesetzt, von denen eine in der Schnittansicht von Fig. 6 zu sehen ist. Durch Bewegen der Führungen 76 und 78 läßt sich die Ruhestellung der Elektroden 101 und 102 roh einstel­ len, da die Elektroden in Schlitzen 106 ruhen und die Flächen 107 anliegen. In Fig. 6 ist ein Teil der Förderkette 20 auf den Führungen 76 und 78 gezeigt, wobei das streifenförmige Werkstück 22 darauf aufliegt und von dem Anschlag 58 zwischen den beiden Elektro­ den auf der rechten Seite von rechts nach links vor­ wärtsgeschoben wird. Daher sind die Elektroden auf der rechten Seite etwas von den Oberflächen 107 in den Schlitzen 106 abgeschwenkt. Die Elektroden 101 und 102 können durch Bewegen der Lagerstifte 103, die auf den Gleitblöcken 108 angeordnet sind, noch genauer eingestellt werden. Die Blöcke 108 sind mit Schrauben 109 befestigt. Aus einer Stromquelle 110 wird Strom über die Drähte 111 zugeführt.

Die Elektroden 101 und 102 können nach einiger Zeit beschichtet werden. Sie können aber leicht zur Reini­ gung entfernt oder ersetzt werden, indem einfach die Drähte 111 und die Bänder 104 gelöst werden.

Fig. 7 zeigt die Vorrichtung zur Ausrichtung des Werkstücks 22 gegenüber den Masken 80, 81, während das Werkstück 22 durch die Elektroden 101, 102 auf­ rechtstehend gehalten wird. Ein stützendes Bauele­ ment 112 (das annähernd die Lage wie im Schnitt in Fig. 5 gezeigt einnimmt) ist zwischen den Klauen­ trägeranordnungen 113 an den beiden Enden der Vor­ richtung vorgesehen. Die Anordnung 113 auf der lin­ ken Seite der Fig. 7 ist teilweise im Schnitt dar­ gestellt, um zu zeigen, wie eine Klaue 114 auf ei­ nem Schwenklager 115 daran gelagert ist und in die Enden des Raumes zwischen den Masken 80, 81 einschwen­ ken kann. Die Klauen 114 sind durch eine Feder 116 normalerweise nach oben und aus dem Förderweg herausge­ drückt. Wenn Luftdruck durch die Rohr- oder Schlauch­ leitungen 118 in die Kammern 119 geleitet wird, senkt ein Kolben 120 mit Gabelkopf die Klauen 114, so daß ein Finger 121 das Ende des streifenförmigen Werk­ stücks 22 berührt und das Werkstück relativ zu den Masken 80 und 81 zentriert bzw. ausrichtet. Die Klauen 114 kommen genau an der richtigen Stelle zur Ruhe, da sie gegen Balken 122 zur Anlage kommen. Die Balken 122 ruhen in Nuten 123 der Masken 80 und 81. Ist das Werkstück 22 einmal in die richtige Lage ge­ bracht, so werden die Klauen 114 freigegeben und aus dem Raum zwischen den Masken 80 und 81 herausgehoben, so daß die Masken in abdichtenden Kontakt mit beiden Seiten des Werkstücks 22 gebracht werden können. Die Balken 122 gewährleisten, daß die Masken 80 und 81 in Ausrichtung miteinander bleiben.

Sämtliche Schritte des Öffnens und Schließens der Klauen 114, des Öffnens und Schließens der Köpfe 82, der Stromein- und -ausschaltung usw. sind natürlich in ihrer Reihenfolge mit dem schrittweisen periodi­ schen Vorrücken der Kette 20 durch ein entsprechendes Steuersystem festgelegt und aufeinander abgestimmt.

Für das Prinzip der Erfindung ist es wesentlich, daß die streifenförmigen Werk­ stücke einzeln und getrennt voneinander in die Anlage geladen, galvanisiert und nacheinander abgeladen werden.

Claims (6)

1. Anlage zum elektrolytischen Beschichten ausgewählter Flächenteile einer Reihe einzelner streifenförmiger Werkstücke mit einer Fördereinrichtung, einer mit dieser zusammenwirkenden Galvanisiervorrichtung, in der Werkstücke galvanisiert werden, wobei eine Elek­ trolytlösung selektiv auf die Werkstücke aufgebracht wird und elektrische Anschlüsse zu jedem zu galvani­ sierenden Teil vorgesehen sind,
gekennzeichnet durch

• - eine Fördervorrichtung, bestehend aus einer Förder­ kette (20), deren Glieder (50) zueinander drehbar ge­ lagert sind, von denen jedes so bemessen und aus­ gebildet ist, daß je ein einzelnes streifenförmi­ ges Werkstück (22) von ihm gehalten und mitbewegt werden kann, zur Beförderung der Werkstücke (22) auf den Kettengliedern (50) durch die Galvanisieranlage (10) hindurch,
• - ein Traggehäuse (41), welches die Förderkette (20) stellenweise umgreift, so daß die Förderkette (20) darin aufgenommen wird,
• - mit einem Paar Galvanisierköpfen (82), wobei an jeder Seite der Förderkette (20) einer angeord­ net ist, und sie derart zueinander beweglich sind, daß zusammenwirkend ein einzelnes streifenförmiges Werkstück (22) zwischen ihnen eingeschlossen und gehalten wird, um die Galvanisierung der ausgewähl­ ten Teile des Werkstücks (22) zu ermöglichen, wobei
• - die Galvanisierköpfe (82) derart schwenkbar im Traggehäuse (41) gelagert sind, daß sie in abdich­ tenden Kontakt mit dem Werkstück (22) gebracht werden können, und
• - die Galvanisierköpfe (82) mit Maskiervorrichtungen (80, 81) versehen sind, die dem Abdecken von Teilen des Werkstücks (22) dienen und
• - Einrichtungen (91-94, 97-100) vorgesehen sind, um den ausgewählten Teilen Elektrolytlösung zuzuführen, während abdichtender Kontakt vorliegt,
• - Elektroden (101, 102), die federnd am Traggehäuse (41) in der Bahn des Werkstücks (22) angebracht sind, so daß das Werkstück (22) bei seiner Vorschub­ bewegung auf der Förderkette (20) gleitend mit den Elektroden in Berührung kommt, wodurch eine elektrische Verbindung zum Werkstück (22) während der Zuführung von Elektrolytlösung zum Werkstück (22) hergestellt wird,
• - eine Vorrichtung (14, 16) zur schrittweisen perio­ dischen Bewegung der Förderkette (20), so daß nachfolgende Werkstücke (22) auf der Förderkette (20) zwischen die Galvanisierköpfe (82) und gegen die Elektroden (101, 102) gelangen, und die Förder­ kette (20) und die Werkstücke (22) gestoppt werden, wenn sich die Galvanisierköpfe (82) in abdichtendem Kontakt mit den Werkstücken (22) befinden, und
• - selbsttätige Klauenvorrichtungen (113) an jedem Ende des Traggehäuses (41), die dazu dienen, die Enden jedes einzelnen Werkstücks (22) zu erfassen und das Werkstück (22) relativ zu den Masken (80, 81) auszurichten.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufblasbare Luftkissen (87, 88) zum Öffnen und Schließen der Galvanisierköpfe (82) um jedes Werkstück (22) vorgesehen sind.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dicht neben der Förderkette (20) eine zum Aufladen der Werkstücke (22) auf sie dienende Lade­ vorrichtung in Form eines Karussells (24) mit einem Stößel (30) zum Abschieben jeweils eines Werkstücks (22) auf eine oberhalb der Förderkette (20) angeordnete Plattform (34) und eine Antriebsvorrichtung (35) zum Abziehen der Plattform (34) und Fallenlassen des Werk­ stücks (22) auf eines der Glieder (50) der Förderkette (20) vorgesehen sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkette (20) mit einer Entladevorrichtung (46) in Form eines Kippgliedes (68) versehen ist, auf welchem die Werkstücke (22) seitlich von der Förder­ kette (20) weg auf eine Rampe (73) geschoben werden, die eine verstellbare Platte (70) mit einer Stapelfläche für die Werkstücke aufweist, die nach Bedarf längs der Rampe (73) verstellbar ist, um die streifenförmigen Werkstücke (22) aufzunehmen.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkette (20) von Rädern (12, 18) mit poly­ gonal gestaltetem Umfang getragen wird und jeder ge­ rade Umfangsabschnitt (15) dieser Räder (12, 18) Rillen aufweist, welche zur Aufnahme je eines Gliedes (50) der Förderkette (20) dienen.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (50) der Förderkette (20) je einen zur Versteifung dienenden eingebetteten Metallstab (60) enthalten.