DE3445851C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automati­ schen Kompensation eines Plattierungsstromes, bei der die Summe der mehreren Plattierungszellen zugeführten Plattierungsströme mit einem Stromkriterium verglichen wird, das aus der Plattenbreite und dem Wirkungsgrad der Elektroden in den Plattierungszellen, der Plattierungs­ stärke und der Laufgeschwindigkeit eines schlanken, durch die Plattierungszellen bewegten und zu plattie­ renden Materials ermittelt und entsprechend der Laufge­ schwindigkeit derart kompensiert wird, daß eine Platti­ erungsstromdichte erzielt wird, die innerhalb eines festgelegten Bereiches liegt, mit einer Steuer- und Re­ gelschaltung zur Steuerung und Regelung der den Plattie­ rungszellen zugeführten Plattierungsströmen in Abhängig­ keit von dem Ergebnis des Vergleiches.

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 der 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.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird also in Abhängig­ keit von der Vorschubgeschwindigkeit des Materialstrei­ fens der Gesamtstrom aus den durch sämtliche Plattie­ rungszellen fließenden Plattierungsströmen und somit die Stromdichte in den Plattierungszellen eingestellt. Dies hat jedoch die nachteilige Folge, daß die Plattierungs­ stromdichte nicht in einem vorgeschriebenen Bereich geregelt werden kann. Die vorbekannte Vorrichtung ist nämlich nicht in der Lage, die Verteilungsrate der den Plattierungszellen zugeführten Plattierungsströme in Übereinstimmung mit der Bewegung des Materialstreifens zu regeln und so die erzeugte Plattierungsstärke zu kompensieren, wenn die Anzahl der Plattierungszellen geändert wird.

Aus der EP-A1-00 50 046 ist eine Vorrichtung zur elektri­ schen Beschichtung von Gegenständen bekannt. Hierzu ist eine Anzahl bestimmter Beschichtungszellen vorgesehen, welche als bewegliche Behälter ausgebildet sind und eine für die Galvanisierung geeignete Flüssigkeit enthalten, in der der zu beschichtende Gegenstand gegenüber der Zelle ortsfest eingetaucht ist. Die Zellen sind in einer Reihe hintereinander angeordnet und werden mit ihren Elektroden nacheinander durch eine Station geführt, in der spannungsführende Kontaktbürsten kurzzeitig mit den Elektroden der Zellen in elektrischen Kontakt gebracht werden. In dieser bekannten Vorrichtung ist eine Nach­ laufschaltung vorgesehen, die zur Bahnverfolgung jeder Zelle nach Passieren eines Sensors dient. Ferner ist eine Testschaltung vorgesehen, die den durch eine be­ stimmte angeschlossene Zelle fließenden Plattierungs­ strom dann unterbricht, wenn sich ein Fehler, z. B. ein Kurzschluß, ereignet.

In der DE-OS 28 31 949 ist eine Regeleinrichtung für Galvanogleichrichter beschrieben, die die Stärke des Badstromes als Parameter für die Einhaltung einer be­ stimmten Stromdichte beim Galvanisierungsvorgang verwen­ det.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art derart zu verbessern, daß sie auch in der Lage ist, die Verteilungsrate der den Plattie­ rungszellen zugeführten Plattierungsströme in Überein­ stimmung mit der Bewegung des Streifens und somit die Plattierungsstromdichte in jeder Plattierungszelle in einem vorgeschriebenen Bereich zu regeln, insbesondere wenn die Anzahl der Plattierungszellen geändert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Vorrich­ tung der eingangs genannten Art zusätzlich noch folgende Schaltungen vorgesehen sind, nämlich
eine Nachlaufschaltung, die eine Bahnverfolgung eines bestimmten Punktes des Materials, wenn eine zusätzliche Zelle zugeschaltet wird, und die Bahnverfolgung beendet, wenn der bestimmte Punkt die letzte Plattierungszelle erreicht,
eine Auswahlschaltung zur Auswahl einer oder mehrerer Plattierungszellen,
eine Plattierungs-Kompensationsschaltung, die die Aus­ wahlschaltung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Nachlaufschaltung so steuert und eine Veränderung der Verteilungsraten der den Plattierungszellen zugeführten Plattierungsströme bewirkt, daß die erzeugte Plattie­ rungsstärke kompensiert wird, wenn die Anzahl der Plat­ tierungszellen geändert wird, und
eine zusätzliche Verriegelungseinrichtung, die die Funk­ tion der Steuer- und Regelungsschaltung während der Pe­ riode vom Start bis zur Beendigung der Bahnverfolgung durch die Nachlaufschaltung verriegelt.

Demnach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so aufge­ baut, daß die Verteilungsrate des den Plattierungszellen zugeführten Plattierungsstromes in Abhängigkeit von der Bahnverfolgung des zu bearbeitenden Streifens durch die Nachlaufschaltung geregelt wird, indem die Anzahl der Plattierungszellen durch die Auswahlschaltung erhöht oder verringert wird. Die Erfindung ermöglicht also eine gezielte und individuelle Einstellung jedes durch die zugehörige Plattierungszellen fließenden Stromes. Auf diese Weise kann die Plattierungsstromdichte im vorge­ schriebenen Bereich geregelt werden, was eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Plattierungselektroden in den einzelnen Plattierungszellen und somit eine Verbesserung der Plattierungsqualität zur Folge hat. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Regelung besteht darin, daß nur derjenige Strom zur Verfügung gestellt werden muß, der zur Plattierung der gewünschten Abschnitte auf dem Materialstreifen auch tatsächlich benötigt wird. Somit kann mit Hilfe der Erfindung auch noch zusätzlich Strom gespart werden.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekann­ ten Vorrichtung zur automatischen Kompensation des Plattierungstro­ mes;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zur Kompensa­ tion des Plattierungsstromes;

Fig. 3 die Funktionscharakteristiken der automatischen Kompensation des Plattie­ rungsstromes bei der in Fig. 2 darge­ stellten erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Anstieg bzw. Abfall der Fahr­ geschwindigkeit, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Betriebes der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.

Die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 darge­ stellten und mit den Bezugsziffern 1 bis 11 bezeich­ neten Elemente entsprechen denen der in Fig. 1 darge­ stellten bekannten Vorrichtung und werden nachstehend nicht näher erläutert.

Die Bezugsziffer 12 bezeichnet einen zwischen dem Regler 9 und dem Addierer 10a vorgesehenen Verriege­ lungskontakt; die Bezugsziffer 13 eine Auswahlschal­ tung, die ausgewählte Signale an die Verteiler 7a bis 7d abgibt; die Bezugsziffer 14 eine Plattierungskompen­ sationsschaltung; die Bezugsziffer 15 eine Nachlauf­ schaltung für den Streifen 1; und die Bezugsziffer 16 einen Generator, der Impulse erzeugt, die mit dem Vor­ schub des Streifens 1 synchronisiert sind und die an die Nachlaufschaltung abgegeben werden.

Nachstehend soll die Funktionsweise der Anordnung gemäß Fig. 2 näher erläutert werden. Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Vorschubgeschwindigkeit und der Plattierungsstrom­ dichte. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind der obere Grenzwert D_U und der untere Grenzwert D_L durch die An­ zahl der Plattierungszellen N festgelegt. Für den Fall, daß die Anzahl der Zellen N beträgt, so wird bei einem Anstieg der Vorschubgeschwindigkeit V′ der obere Grenz­ wert D_UV, erreicht (Fig. 3 (a)). Für den Fall, daß die Anzahl der Zellen N+1 beträgt und die Vorschubge­ schwindigkeit auf den Wert V′ abfällt, so erreicht der obere Grenzwert den Wert D_LV′, der näher an dem unteren Grenzwert D_L liegt (Fig. 3 (b)). Aus diesem Grunde wird bei Erreichen der Vorschubgeschwindigkeit V′ die Anzahl der Plattierungszellen N in N+1 Zellen bzw. die An­ zahl der Zellen N+1 in N-Zellen geändert. Im erst­ genannten Fall wird die Plattierungszelle 3a in Vor­ schubrichtung des Streifens 1, nämlich auf der Einlauf­ seite zugeschaltet (Fig. 3 (c)), während im letzt­ genannten Fall die Plattierungszelle 3a auf der Einlauf­ seite abgeschaltet wird (Fig. 3 (d)). Auf diese Weise wird mit der Zunahme oder Abnahme der Plattierungs­ zellen wie den Fig. 3 (e), 3 (f) zu entnehmen ist, die Plattierungsstärke des Streifens 1 zunehmen oder ab­ nehmen, so daß die Plattierungsstärke durch das in dem Flußdiagramm gemäß Fig. 4 dargestellten Verfahren kompensiert wird.

Unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 und das Flußdiagramm gemäß Fig. 4 soll nachstehend der Fall näher erläutert werden, wo die Anzahl der Zellen N in N+1 bei einer Anhebung der Vorschubgeschwindig­ keit, wie in Fig. 3 (a) dargestellt ist, beschrieben werden. Erreicht die Fahr- oder Vorschubgeschwindigkeit V den Wert V′, wo die Anzahl der Plattierungszellen ge­ ändert wird, so wird der Anstieg der Vorschubge­ schwindigkeit V vorübergehend unterbrochen (P1). Daran anschließend wird die Plattierungszelle 3a zugeschaltet und der Verteiler 7a auf den Wert 1/(N+1) gesetzt. Die Nachlaufschaltung 15 beginnt mit der Bahnverfolgung wenn der auf dem Streifen 1 am Eingang der Plattierungs­ zelle 3a vorhandene, festgelegte Punkt mittels des vom Generator 16 abgegebenen Impulses erfaßt wird. Er­ reicht der bestimmte Punkt die Zelleneingänge der nachfolgenden N Plattierungszellen, so wird der Setzein­ gang der Verteiler 7a bis 7d sequentiell von 1/N auf 1/(N+1) geändert (P3). Erreicht der spezifizierte Punkt den Ausgang der N-ten Plattierungszelle, so wird die Bahnverfolgung beendet (P4), die Vorschubge­ schwindigkeit V beibehalten (P5) und die Verriegelung des PI-Reglers 9 zurückgestellt (P6), wodurch diese Sequenz abgeschlossen ist.

Die oben beschriebene Funktion wird wiederholt bis die Vorschubgeschwindigkeit V den vorgeschriebenen Wert er­ reicht hat.

Für den Fall, daß die Vorschubgeschwindigkeit V ab­ nimmt, wird die Regelung in der gleichen Weise wie bei einem Anstieg der Vorschubgeschwindigkeit, wie in Fig. 3 (b) dargestellt, mit Ausnahme eines unten erläuterten Unterschieds durchgeführt. In diesem Falle werden nämlich die Abtrennung der Plattierungszelle 3a und die Änderungen der Verteiler 7a bis 7d am Ausgang der ver­ bleibenden Plattierungszellen 3b bis 3d durchgeführt und der Inhalt der Verteiler 7b bis 7d von 1/N auf 1/(N+1) geändert.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Anzahl der Zellen entgegen der Richtung des Vor­ schubes des Streifens 1 erhöht, während die Anzahl der Plattierungszellen in der gleichen Richtung wie der Vor­ schub des Streifens 1 abnimmt. Die vorstehende Erfin­ dung bezieht sich jedoch nicht auf die Richtung der Zu­ nahme oder Abnahme der Anzahl der Plattierungszellen und die Zuschaltung bzw. Abtrennung der Plattierungs­ zellen in der vorgeschriebenen Sequenz.

Die obenstehend beschriebene Vorrich­ tung ist also so aufgebaut, daß die Verteilungsrate den die Plattierungszellen zugeführten Plattierungstromes in Ab­ hängigkeit von der Bahnverfolgung des zu bearbeitenden Streifens geregelt wird, um die Anzahl der Plattierungs­ zellen in Übereinstimmung mit der vorbeschriebenen Sequenz zu erhöhen oder zu verringern und um die er­ zeugte Plattierungsstärke zu kompensieren, wenn die An­ zahl der Plattierungszellen geändert wird. Auf diese Weise bleibt gewährleistet, daß die Plattierungsstromdichte im vorbe­ schriebenen Bereich geregelt werden kann, daß die Plattierungsqualität verbessert wird, daß die Effizienz, d. h. der Wirkungsgrad und die Leistungsfähig­ keit der Plattierungselektrode erhöht werden kann und daß der Korrosionswiderstand verbessert wird.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur automatischen Kompensation eines Plattierungsstromes, bei der die Summe der mehreren Plattierungszellen (3a bis d) zugeführten Plattierungs­ ströme mit einem Stromkriterium verglichen wird, das aus der Plattenbreite und dem Wirkungsgrad der Elektroden in den Plattierungszellen (3a bis d), der Plattierungsstär­ ke und der Laufgeschwindigkeit eines schlanken, durch die Plattierungszellen (3a bis d) bewegten und zu plat­ tierenden Materials (1) ermittelt und entsprechend der Laufgeschwindigkeit derart kompensiert wird, daß eine Plattierungsstromdichte erzielt wird, die innerhalb ei­ nes festgelegten Bereiches liegt, mit einer Steuer- und Regelschaltung (4 bis 9) zur Steuerung und Regelung der den Plattierungszellen (3a bis d) zugeführten Plattie­ rungsströmen in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Ver­ gleiches, gekennzeichnet durch
eine Nachlaufschaltung (15), die eine Bahnverfolgung eines bestimmten Punktes des Materials (1) einleitet,
wenn eine zusätzliche Zelle (3a) zugeschaltet wird, und die Bahnverfolgung beendet, wenn der bestimmte Punkt die letzte Plattierungszelle (3d) erreicht,
eine Auswahlschaltung (13) zur Auswahl einer oder mehre­ rer Plattierungszellen (3a bis d),
eine Plattierungs-Kompensationsschaltung (14), die die Auswahlschaltung (13) in Abhängigkeit von dem Ausgangs­ signal der Nachlaufschaltung (15) so steuert und eine Veränderung der Verteilungsraten der den Plattierungs­ zellen (3a bis d) zugeführten Plattierungsströme be­ wirkt, daß die erzeugte Plattierungsstärke kompensiert wird, wenn die Anzahl der Plattierungszellen (3a bis d) geändert wird, und
eine zusätzliche Verriegelungseinrichtung (12), die die Funktion der Steuer- und Regelungsschaltung (4 bis 9) während der Periode vom Start bis zur Beendigung der Bahnverfolgung durch die Nachlaufschaltung (15) verrie­ gelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung aus einem Verriegelungsschalter (12) besteht, der auf der Eingangsseite der Steuer- und Regelungsschaltung (4 bis 9) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (13) die Plattierungszelle (3a) an der Einlaufseite in Lauf­ richtung des Materials (1) zuschaltet, wenn die Vor­ schubgeschwindigkeit des Materials (1) ansteigt und die Zelle (3a) an der Einlaufseite abschaltet, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Materials (1) abfällt.