DE3445850C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines Plattierungsstromes, mit einer Steuer- und Regel­ schaltung, die die Gesamtsumme der mehreren Plattie­ rungszellen zuzuführenden Plattierungsströme mit einem Stromkriterium vergleicht, das von den jeweiligen Plat­ tierungsbedingungen, nämlich dem Wirkungsgrad und der Leistungsstärke der Elektroden in den Plattierungszel­ len, der Plattierungsstärke, der Breite der Plattierungs- und der Vorschubgeschwindigkeit eines schlanken, zu plattierenden Materials im Hinblick auf die Einhaltung eines spezifizierten Bereiches der Plattierungsstrom­ dichte ermittelt wird, und in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Vergleiches den den Plattierungszellen zuzuführenden Plattierungsstrom regelt, und mit Verteilern, die den von der Steuer- und Regelschal­ tung vorgegebenen Plattierungsstrom gleichmäßig auf die Plattierungszellen verteilen.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-C2-33 04 621 bekannt und wurde bislang nur zur Steuerung des Gesamtstromes der Plattie­ rungszellen verwendet, ohne daß eine exakte Steuerung und Regelung der Stromdichte erfolgte. Die Plattierungs­ stromdichte kann aus dem durch jede Plattierungszelle fließenden Strom, der sich in Abhängigkeit von der Länge und Breite der Elektroden ändert, berechnet werden, während der Gesamtstrom aus der Plattierungs­ stärke, Breite der Elektrode, der Elektrodenwirksamkeit und der Vorschubgeschwindigkeit bzw. Fahrgeschwindig­ keit ermittelt werden kann. Werden diese Plattierungsbe­ dingungen nicht verändert, so wird der Gesamtstrom auf einen konstanten Wert geregelt und die Plattierungs­ stärke konstant gehalten. Von derzeitigen Plattierungs­ regelungen wird jedoch verlangt, daß sowohl der Plattie­ rungsstrom auf einen konstanten Wert geregelt als auch die Plattierungsstromdichte in einem bestimmten Bereich gehalten wird, da damit eine Verbesserung hinsichtlich des Glanz der plattierten Oberfläche, eine Verbesserung der Elektrodenwirksamkeit und ein Antikorrosionsver­ halten erzielt wird.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild dieser bekannten Vor­ richtung zur Steuerung und Regelung des Plattierungs­ stromes dargestellt. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet ein langgestrecktes Material wie beispielsweise einen zu plattierenden Metallstreifen, der in Richtung des einge­ tragenen Pfeiles bewegt wird; die Bezugsziffer 2 einen Detektor zur Erfassung der Laufgeschwindigkeit des Streifens 1; die Bezugsziffern 3a bis 3d Plattierungs­ zellen zur Plattierung des Streifens 1; die Bezugs­ ziffern 4a bis 4d Erfassungseinrichtungen zur Erfassung der den Plattierungszellen 3a bis 3d zugeführten Plattierungsströme; die Bezugsziffern 5a bis 5d steuer­ bare Gleichrichter zur Zufuhr der Plattierungsströme; die Bezugsziffern 6a bis 6d Regeleinrichtungen zur Rege­ lung der den Plattierungszellen 3a bis 3d über die steuerbaren Gleichrichter 5a bis 5d zugeführten Ströme auf einen vorgegebenen Wert; die Bezugsziffern 7a bis 7d Verteiler zur Verteilung der Plattierungsströme, die sie den Regeleinrichtungen 6a bis 6d zuführen; die Be­ zugsziffer 8 einen Addierer zur Ermittlung des gesamten Plattierungsstromes aus den Ausgangssignalen der Erfas­ sungseinrichtungen 4a bis 4d; die Bezugsziffer 9 einen PI-Regler, der Ausgangssignale an die Verteiler 7a bis 7d abgibt. Mit der Bezugsziffer 10 ist eine arith­ metische Schaltung bezeichnet, die das Produkt zwischen der vom Detektor 2 abgegebenen Laufgeschwindigkeit des Streifens 1 und dem Kriteriumstrom ermittelt und das Er­ gebnis an den Addierer 10a abgibt. Der Addierer 10a er­ mittelt die Differenz zwischen dem vom Addierer 8 abge­ gebenen Gesamtplattierungsstrom und dem Ausgangssignal der Schaltung 10 und gibt den Differenzbetrag an den PI- Regler 9 ab. Mit der Bezugsziffer 11 ist eine Stromkri­ teriumschaltung bezeichnet, die ein Gesamtstromkri­ terium aus der Plattierungsstärke, Breite der Elek­ trodenplatte, der Leistung bzw. des Wirkungsgrades der Elektrode und der Fahrgeschwindigkeit berechnet und den ermittelten Wert an die Schaltung 10 abgibt. Nach­ stehend soll die Funktionsweise der in Fig. 2 darge­ stellten Vorrichtung näher erläutert werden. Die den Plattierungszellen 3a bis 3d zugeführten Plattierungs­ ströme werden mittels der Erfassungseinrichtungen 4a bis 4d erfaßt und vom Addierer 8 addiert. Die Differenz zwischen der Summe der Plattierungsströme und dem von der Schaltung 10 abgegebenen Gesamtstromkriterium wird mittels des Addierers 10a ermittelt und der Differenzbe­ trag an den PI-Regler 9 abgegeben. Der PI-Regler 9 gibt ein auf der vom Addierer 10a abgegebenen Differenz be­ ruhendes Stromkriterium an die Verteiler 7a bis 7d ab. Diese Verteiler 7a bis 7d versorgen die Plattierungs­ zellen 3a bis 3d über die Regler 6a bis 6d, die steuer­ baren Gleichrichter 5a bis 5d und die Erfassungseinrich­ tungen 4a bis 4d mit Plattierungsströmen.

Die vom Detektor 2 erfaßte Laufgeschwindigkeit des Streifens 1 wird der Schaltung 10 zugeführt, die das von der Stromkriteriumschaltung 11 abgegebene Gesamt­ stromkriterium in Übereinstimmung mit einer Zunahme oder Abnahme der Laufgeschwindigkeit anhebt oder ab­ senkt. Nimmt beispielsweise die Vorschub- oder Fahrge­ schwindigkeit zu, so wird ebenso das Gesamtstromkri­ terium angehoben.

Somit bestimmt die bekannte Steuer- und Regelschaltung einen Gesamtstrom der einzelnen Plattierungsströme in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Materi­ als und ändert dementsprechend die Stromdichte in sämt­ lichen Plattierungszellen in gleicher Weise. Dies hat jedoch zum Nachteil, daß die Plattierungsstromdichte in jeder Plattierungszelle nicht innerhalb eines vorge­ schriebenen Bereiches geregelt werden kann.

Aus der EP-A1-00 50 046 ist eine Galvanisierungsvorrich­ tung bekannt, bei der die Plattierungszellen in Form von geschlossenen Behältern ausgebildet sind, die eine Gal­ vanisierungsflüssigkeit enthalten, in die der zu be­ schichtende Gegenstand gegenüber der Zelle ortsfest eingetaucht wird. Die Plattierungszellen sind in einer größeren Anzahl hintereinander angeordnet und werden nacheinander durch eine Arbeitsstation bewegt, in der jede Plattierungszelle kurzzeitig mit ihren Elektroden an spannungsführende Bürstenkontakte zur Durchleitung des Plattierungsstroms angeschlossen werden. Diese be­ kannte Vorrichtung enthält eine Prüfschaltung zur Abgabe eines Prüfsignals, wenn der Strom in einer Plattierungs­ zelle einen vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht. Dieses Prüfsignal wird einem Fehlererkennungs-Register zugeführt, das Teil einer Überwachungsschaltung ist. Bei Auftreten eines Fehlerzustandes, insbesonderes eines Kurzschlusses, in einer bestimmten Plattierungszelle wird der durch diese Zelle fließende Strom von der Über­ wachungsschaltung gezielt abgeschaltet.

Die DE-OS 28 31 949 betrifft eine Regeleinrichtung für Galvanogleichrichter mit Informationsspeicherung und Verarbeitung. Bei dieser Regeleinrichtung wird die Stär­ ke des Badstromes als Parameter für die Einhaltung einer bestimmten Stromdichte verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Plat­ tierungsstromdichte in jeder Plattierungszelle in einem gewünschten optimalen Bereich geregelt werden kann, insbesondere dann, wenn ein jeder der mehreren Plattie­ rungszellen zugeführter Plattierungsstromwert einen zulässigen Maximalwert erreicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Vorrich­ tung der eingangs genannten Art zusätzlich noch folgende Schaltungen vorgesehen werden, nämlich
eine Prüfschaltung zur Abgabe eines Prüfsignals, wenn die Plattierungsstromdichte in jeder Plattierungszelle den vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht,
eine Funktionsschaltung, die eine Plattierungsstromdich­ te unter Zugrundelegung des Stromkriteriums berechnet,
eine Detektorschaltung, die eine Anzahl von Plattie­ rungszellen in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindig­ keit und der berechneten Plattierungsstromdichte ermit­ telt, und
eine Auswahlschaltung, die in Abhängigkeit von dem Aus­ gangssignal der Detektorschaltung und dem Prüfsignal die erforderlichen Verteiler auswählt.

Mit Hilfe der Erfindung kann nun die Plattierungsstrom­ dichte korrekt innerhalb des vorgegebenen Bereiches gehalten werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch er­ reicht, daß die Anzahl der Plattierungszellen geändert wird, wenn der Plattierungsstrom einer Plattierungszelle den zulässigen Maximalwert erreicht.

Eine besondere Ausführung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird eine besondere Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer be­ kannten Vorrichtung zur automati­ schen Plattierungsstromregelung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrich­ tung zur automatischen Plattie­ rungsstromrichtung gemäß der Er­ findung; und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Be­ ziehung zwischen der Vorschubgeschwindig­ keit und der Plattierungsstromdichte in der Vorrichtung gemäß Fig. 2.

Die in Fig. 2 mit den Bezugsziffern 1 bis 11 darge­ stellten Elemente des bevorzugten Ausführungsbeispieles entsprechen im wesentlichen denen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und werden daher nachstehend nicht weiter beschrieben.

Mit den Bezugsziffern 12a bis 12d sind Verteiler be­ zeichnet, die die mittels des Ausgangssignals des PI- Reglers 9 festgelegten Plattierungsströme verteilen; mit der Bezugsziffer 13 ist eine Prüfschaltung be­ zeichnet, die prüft, ob die Plattierungsströme der Plattierungszellen 3a bis 3d den oberen Grenzwert er­ reicht haben oder nicht; die Bezugsziffer 14 bezeichnet eine Auswahlschaltung, die die betreffenden Verteiler 12a bis 12d auswählt; die Bezugsziffer 15 bezeichnet eine Hystereseschaltung, die der Funktion der Auswahl­ schaltung 14 eine Hysteresecharakteristik überlagert; die Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Detektorschaltung, die die vom Ausgangssignal des Detektors 2 abgeleitete Vorschubgeschwindigkeit erfaßt und eine bestimmte An­ zahl Plattierungszellen in Abhängigkeit von der Vor­ schubgeschwindigkeit festlegt und die jeweilige Strom­ dichte vorgibt; und die Bezugsziffer 17 bezeichnet eine arithmetische Funktionsschaltung, die eine Plattierungs­ stromdichte in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindig­ keit unter Zugrundelegung des Stromkriteriums be­ rechnet, das von der Stromkriteriumschaltung 11 abge­ geben wird, wobei das Ergebnis der Berechnung der arith­ metischen Funktionsschaltung 17 an die Detektorschal­ tung 16 abgegeben wird.

Nachstehend soll die Funktionsweise der in Fig. 2 darge­ stellten Schaltung näher erläutert werden. Die Strom­ kriteriumschaltung 11 berechnet ein Gesamtstromkri­ terium in Abhängigkeit von den jeweiligen Plattierungs­ bedingungen, nämlich der Plattierungsstärke, der Breite der Plattierung, der Elektroden-Wirksamkeit, d. h. dem Wirkungsgrad und der Leistungsstärke der Elektrode, und der Vorschubgeschwindigkeit.

Mit dem Einschalten der in Fig. 2 dargestellten Vorrich­ tung steigt die Vorschubgeschwindigkeit V, wie in Fig. 3 dargestellt, an. Erreicht die von der Detektorschal­ tung 16 erfaßte Vorschubgeschwindigkeit den Wert L₁, so steuert die Auswahlschaltung 14 den Verteiler 12a und damit den Eingang der Plattierungszelle 3a an. Bei weiter ansteigender Vorschubgeschwindigkeit V steigt auch die Plattierungsstromdichte entlang der Geraden für eine Plattierungszelle, d. h. n = 1, bis zur Vor­ schubgeschwindigkeit U₁ an, wo der obere Grenzwert D_U der Plattierungsstromdichte erreicht wird, so daß gleichzeitig die Prüfschaltung 13 ein Prüf- oder Sperr­ signal abgibt. Daraufhin steuert die Auswahlschaltung 14 den Verteiler 12b an, so daß die Plattierungszelle 3b zugeschaltet wird. Dadurch fällt die Plattierungs­ stromdichte bis zum Schnittpunkt mit der Geraden n = 2 für die Plattierungsstromdichte in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit für zwei Plattierungszellen ab entsprechend dem nach unten gerichteten Pfeil gemäß Fig. 3. Der weitere kontinuierliche Anstieg der Vor­ schubgeschwindigkeit V wird von der Prüfschaltung 13 und der Detektorschaltung 16 erfaßt und entsprechend bei Erreichen des oberen Grenzwertes der Plattierungs­ stromdichte D_U bei der Vorschubgeschwindigkeit U₂ wird die dritte Plattierungszelle zugeschaltet, so daß die Plattierungsstromdichte D bis zum Schnittpunkt mit der Geraden n = 3 abfällt. Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich so lange bis die Vorschubgeschwindig­ keit den maximalen Geschwindigkeitswert V_MAX erreicht, bei dem die Anzahl der Plattierungszellen n = 4 be­ trägt.

Fällt die Vorschubgeschwindigkeit V ab, so läuft der gleiche Vorgang in entgegengesetzter Reihenfolge ab. Da jedoch die Hystereseschaltung 15 vorgesehen ist, wird bei einem Wechsel der Anzahl der Plattierungszellen n, wie in Fig. 3 dargestellt ist, eine Hysterese über­ lagert, so daß die Funktion der Auswahlschaltung 14 stabilisiert wird. In Fig. 3 bezeichnen die Punkte L₁, L₂, L₃, L₄ die jeweiligen Vorschubgeschwindigkeiten, bei denen der untere Grenzwert der Stromdichte D_L die die Anzahl der Plattierungszellen n = 1, 2, 3, 4, charakterisierenden Geraden schneidet. Die parallel zur Abzisse verlaufende Gerade D_s stellt die ungefähre Stromdichte einer Plattierungszelleneinheit dar.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung stellt somit sicher, daß die Anzahl der Plattierungs­ zellen geändert wird, wenn der Plattierungsstrom einer Plattierungszelle den zugelassenen Maximalwert er­ reicht, so daß die Plattierungsstromdichte stets korrekt innerhalb des vorgegebenen Bereiches gehalten wird.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Regelung eines Plattierungsstromes,
mit einer Steuer- und Regelschaltung (9), die die Gesamtsumme der mehreren Plattierungszellen (3a-d) zuzuführenden Plattierungsströme mit einem Stromkri­ terium vergleicht, das von den jeweiligen Plattie­ rungsbedingungen, nämlich dem Wirkungsgrad und der Leistungsstärke der Elektroden in den Plattierungs­ zellen (3a-d), der Plattierungsstärke, der Breite der Plattierung und der Vorschubgeschwindigkeit eines schlanken, zu plattierenden Materials (1) im Hinblick auf die Einhaltung eines spezifizierten Be­ reiches der Plattierungsstromdichte ermittelt wird, und in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Verglei­ ches den den Plattierungszellen (3a-d) zuzuführenden Plattierungsstrom regelt, und
mit Verteilern (12a-d), die den von der Steuer- und Regelschaltung (9) vorgegebenen Plattierungsstrom gleichmäßig auf die Plattierungszellen (3a-d) ver­ teilen, gekennzeichnet durch
eine Prüfschaltung (13) zur Abgabe eines Prüfsig­ nals, wenn die Plattierungsstromdichte in jeder Plattierungszelle (3a-d) den vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht,
eine Funktionsschaltung (17), die eine Plattierungs­ stromdichte unter Zugrundelegung des Stromkriteriums berechnet,
eine Detektorschaltung (16), die eine Anzahl von Plattierungszellen (3a-d) in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit und der berechneten Plattie­ rungsstromdichte ermittelt, und
eine Auswahlschaltung (14), die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Detektorschaltung (16) und dem Prüfsignal die erforderlichen Verteiler (12a-d) auswählt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Ausgang der De­ tektorschaltung (16) und dem Eingang der Auswahlschal­ tung (14) geschaltete Hystereseschaltung (15) zur Abgabe einer Hysteresekennlinie.