DE3509388A1 - Verfahren und vorrichtung zur galvanischen beschichtung von pressbaendern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung eines metallischen, endlosen Bandes mit einer Metallschicht, insbesondere zur Verwendung als Pressband in einer Doppelbandpresse gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bis 4 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren.

Solche Bänder, die hauptsächlich als Pressbänder in Doppelbandpressen eingesetzt werden, dienen zur Ausübung von Flächendruck auf bahnförmige Werkstoffe, wie dekorative Schichtstoff laminate, Spanplatten, Faserplatten, Elektrolaminate und dergleichen. Dazu wird das Pressgut zwischen zwei endlos umlaufenden Pressbändern, die mit Druck und falls nötig mit Wärme beaufschlagt werden, geführt und dabei ausgehärtet (siehe DE-OS 24 21 296). Üblicherweise werde solche Pressbänder aus hochzugfestern Stahl hergestellt.

Damit die Pressbänder bei dem zum Verpressen angewendeten Druck nicht zu schnell verschleissen, erhalten die Oberflächen des Pressbandes eine harte, metallische und verschleissfeste Schicht aufgalvanisiert. Soll die Oberfläche des Pressgutes mit einer Struktur versehen werden, so verwendet man Prägebänder, die ebenso wie die Pressbänder aus einem Stahlband bestehen, wobei auf dessen Oberfläche eine weiche, metallische Schicht aufgalvanisiert wird, in die die gewünschte Struktur eingebracht wird. Anschliessend wird zum Schutz auf diese weiche Schicht eine weitere, harte Schicht aufgalvanisiert (siehe DE-PS 29 50 795).

Zum Aufgalvanisieren von Metallüberzügen auf einem metallischen Gegenstand werden wannenförmige Bäder verwendet, die mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt sind, der in Ionen dissoziiert, die die gewünschten, abzuscheidenden Metallatome enthalten. In diesen Elektrolyten taucht eine aus einem gut leitfähigen Material bestehende Anode ein. Der zu beschichtende Gegenstand wird ganz in das Bad getaucht und als Kathode geschaltet. Wird ausserhalb des Bades zwischen Kathode und Anode eine Gleichspannungsquelle angebracht, so fliesst im Bad zwischen Kathode und Anode ein aus

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den Ionen des Elektrolyten bestehender Strom und an der Kathode werden die Metallionen durch Elektronenaufnahme zu Metal !atomen reduziert, die sich auf der Kathode dann als metallischer Überzug abscheiden.

Die in den Galvanisieranstalten verfügbaren Bäder besitzen gewisse maximale Längen und auch Tiefen. Um endlose Bänder, die geometrisch gesehen einen geschlossenen kreisförmigen Ring bilden, ganz in einem solchen Galvanisierbad unterbringen zu können, ist es bekannt, diese Bänder zu falten und dann erst in das Galvanisierbad einzubringen. Mit dieser Methode sind jedoch nur Bänder von rund 6 m Länge, das entspricht einem Ringdurchmesser von rund 2 m in den grössten verfügbaren Bädern zu beschichten.

Für verschiedene Anwendungen, wie zum Beispiel der kontinuierlichen Spanplattenherstellung, ist es jedoch nötig lange Pressen zu bauen, die Längen von rund 12 m oder mehr besitzen können, so dass das Pressband eine Umfangslänge von wenigsten 26 m erreicht. Solche langen Pressbänder können jedoch nicht mehr herkömmlich auf galvanischem Wege beschichtet werden.

Ein weiterer Nachteil der in einem herkömmlichen Bad vorgenommenen Galvanisierung wird durch der Faltung der Pressbänder hervorgerufen. Durch diese Faltung erhält man verschieden weite Abstände zur Anode und die Stromdichte zwischen Anode und Kathode im Bad variiert beträchtlich, so dass eine unterschiedliche Dicke der abgeschiedenen Metallschicht auf der Bandoberfläche resultiert. Das kann wiederum zu Dickeschwankungen im hergestellten Pressgut führen und am Pressgut eine aufwendige Nacharbeit wie Schleifen erfordern. Ausserdem hat sich gezeigt, dass bei Pressbändern, die in herkömmlichen Bädern galvanisch beschichtet werden, eine verstärkte Wasserstoffversprödung eintritt. Diese Wasserstoffversprödung führt zu Rissen und Brüchen in der abgeschiedenen Metallschicht und kann damit das gesamte Pressband unbrauchbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufgalvanisieren von

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metallischen Schichten auf endlosen Bändern beliebiger Umfangsgrösse zu ermöglichen, wobei gleichzeitig die Qualität der abgeschiedenen Metal !schichten verbessert werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 bis 4 beschriebenen Lehre vermittelt und zur Durchführung dieser Verfahren dienende Vorrichtungen im Kennzeichen der Patentansprüche 9 bis 12 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das galvanische Beschichten von endlosen Bändern beliebiger Umfangslänge ermöglicht wird und die Beschränkung auf die durch das Bad vorgegebenen maximalen Grossen damit entfällt. Damit geht einher, dass der Bedarf an Elektrolyten stark vermindert wird und die benötigte Stromstärke zu Lasten der Verchromungszeit verringert werden kann. Soll nur eine Oberfläche des endlosen Bandes beschichtet werden, so ist keine Abdeckung der Rückseite des Bandes wie bei den herkömmlichen Verfahren mehr nötig. Weiter hat sich gezeigt, dass sowohl die Abscheidung einer gleichmässigen, dicken Schicht gelingt, wie auch die Gefahr der Wasserstoffversprödung im Vergleich zur herkömmlichen Methode stark reduziert wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Doppelbandpresse,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Verchromen eines Pressbandes in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3 eine Dichtung zum Aufstellen eines Pressbandes auf der Grundplatte,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Mast zur Stromzuführung,

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Fig. 5 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Verchromen zweier Pressbänder in perspektivischer Ansicht und

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verchromen beider Oberflächen eines Pressbandes.

Die in Fig. 1 dargestellte Doppelbandpresse 1 besitzt vier in einem Pressengestell gelagerte Umlenktrommeln 2, 3, 4, 5. Das Pressengestell ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Um jeweils zwei der Umlenktrommeln, die sich entsprechend der Pfeile in den Umlenktrommeln 2 und 3 drehen, ist ein Pressband 6, 7 herumgeführt, das mit Hydraulikzylindern 8 gespannt wird. Zwischen den Pressbändern wird eine in der Zeichnung von rechts nach links vorlaufende Werkstoffbahn 9, die aus mit Kunstharz getränkten Schichtstoffen, Faser-Bindemittelgemischen oder dergleichen bestehen kann, unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme und Druck verdichtet.

Der auf die Werkstoffbahn 9 ausgeübte Druck wird über Druckplatten 10, 11 hydraulisch oder mechanisch auf die Innenseiten der Pressbänder 6, 7 aufgebracht und von dort auf die Werkstoffbahn übertragen. Bei der hydraulischen Druckübertragung wird in dem Raum 12, der nach oben und unten von der Druckplatte 10 bzw. der Pressbandinnenseite 6 und zu den Seiten von der Dichtung 13 begrenzt wird, ein unter Druck setzbares, fluides Druckmedium, beispielsweise Öl oder Luft, eingebracht. Zur mechanischen Druckübertragung sind zwischen der Druckplatte 11 und der Pressbandinnenseite 7 ortsfeste Rollen 14 angebracht. Mit Hilfe von Hydraulikzylindern 60 wird die Druckplatte 11 und damit die Rollen 14 gegen die Innenseite des Pressbandes 7 angestellt.

Das Pressband 6 bzw. 7 ist ein endloses, aus einer hochzugfesten Stahlsorte bestehendes Band, das im entspannten Zustand eine ringförmige Gestalt besitzt. Damit es bei dem auf die Werkstoffbahn 9 auszuübenden Druck nicht innerhalb kurzer Zeit zerstört wird, muss die Oberfläche des Pressbandes eine hohe Härte besitzen. Üblicherweise wird die benötigte Härte durch galvanisches Hartverchromen der Oberfläche mit Schicht-

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dicken von 30 bis 100 Mikrometer erreicht.

Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum galvanischen Aufbringen einer Hartchromschicht auf die Innenseite des endlosen Pressbandes 15. Die Vorrichtung besteht aus einer rechteckigen Grundplatte 16 aus Stahl, deren Fläche so bemessen ist, dass sie das grösste zu verchromende Pressband aufnehmen kann. Entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren ist auf dieser Grundplatte 16 das Pressband 15 hochkant im ungespannten Zustand, womit es einen kreisförmigen Ring bildet, in einer auf der Grundplatte aufliegenden Ringdichtung 17 aufgestellt. Im Innern dieses Pressbandes 15 ist ein weiteres Pressband 15a ebenfalls auf einer in der Zeichnung verdeckt liegenden Ringdichtung 17 aufgestellt. Dieses Pressband 15a besitzt einen kleineren Durchmesser als das äussere Pressband 15 und ist konzentrisch zum Pressband 15 angeordnet. Die beiden Pressbänder 15 und 15a besitzen dieselbe Breite bzw. im hochkant gestellten Zustand dieselbe Höhe, so dass zwischen der Innenfläche 18 des äusseren Pressbandes 15 und der Aussenfläche 19 des inneren Pressbandes 15a ein ringförmiger Hohlraum 21 entsteht. In diesem Hohlraum befindet sich der Elektrolyt, gewöhnlicherweise Chromsäure.

Die beiden Bänder 15 und 15a werden mittels Spannelementen 20 bzw. Gegenspannelementen 54 fest auf der Grundplatte 16 aufgespannt, so dass ihre ringförmige Anordnung und ihre relative Lage zueinander während des Verchromungsvorgangs fest vorgegeben sind. Die Spannelemente 20 sind dabei so angebracht, dass sie ausserhalb des Hohlraums 21 stehen. Das innere Band 15a wird von der Innenseite aus mit Gegenspannelementen 54 zu einer kreisrunden Form gespannt. Im Mittelpunkt der durch die zwei Bänder 15 und 15a festgelegten konzentrischen Kreise befindet sich ein auf der Grundplatte stehender, mit dieser verschraubter Mast 22. Durch eine Isolierungsplatte 23 aus Kunststoff herrscht zwischen dem Mast 22 und der Grundplatte 16 keine elektrisch leitende Verbindung.

Auf diesem Mast ist eine drehbar gelagerte Aussenhülse 24 angebracht. Diese Aussenhülse 24 trägt zwei einen Winkel von 180 Grad bildende Arme 25 aus Kupfer, deren Länge grosser als der Radius des inneren

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Bandes 15a und kleiner als der Radius des äusseren Bandes 15 ist. Die Arme 25 sind in einer solchen Höhe angebracht, dass sie die beiden Pressbänder 15 und 15a überragen. An den Enden der beiden Arme 25 sind mehrere Bleistangen 26 befestigt, die in den Hohlraum 21 bis fast auf die Grundplatte 16 hineinreichen. Durch die entsprechend gewählte Länge der Arme 25 besitzen die Bleistangen 26 sowohl von der Innenfläche 18 des Pressbandes 15 wie auch von der Aussenfläche 19 des Pressbandes 15a einen gewissen Abstand und berühren daher diese Flächen auch bei Drehung der Aussenhülse 24 und damit der Arme 25 nicht.

Auf der Aussenfläche des Pressbandes 15 sind mehrere ringförmige, aus Kupfer bestehende Manschetten 27 über die Höhe des Pressbandes 15 verteilt so angebracht, dass in der Nähe des oberen und unteren Randes des Pressbandes sich jeweils eine Manschette 27 befindet. Diese Manschetten werden durch die Spannelemente 20 in ihrer Lage fixiert gehalten. Die Spannelemente 20 sind gegenüber der Grundplatte 16 elektrisch isoliert angebracht. Da das Band 15 auf einer Ringdichtung 17 aus Gummi oder Kunststoff aufliegt, besitzt es ebenfalls keinen elektrischen Kontakt zur Grundplatte 16.

Den Aufbau einer solchen Ringdichtung 17 entsprechend einem Schnitt an der Stelle A in Fig. 2 zeigt Fig. 3. Diese Dichtung besteht aus einem ringförmigen Körper 42, der auf der Grundplatte 16 aufliegt. Der Körper 42 besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Material wie Gummi oder Kunststoff. Auf der Oberseite des Körpers 42 befindet sich eine ringförmige Nut 43, in der eine Halterung 44 fest eingesteckt ist. Diese Halterung 44 wiederum besteht aus zwei Teilen, nämlich zwei ringförmigen Eisenschienen 45 und 46. Eine der Eisenschienen 45 besitzt in ihrem oberen Teil einen Absatz 48 und eine daran anschliessende Nut Das Pressband 15 wird nun so in die Halterung 44 gestellt, dass es auf dem Absatz 48 der Eisenschiene 45 aufsteht und mit dem unteren Teil der einen Fläche an der Wandung 50 der zweiten Eisenschiene 46 anliegt. In der Nut 49 befindet sich ein O-Ring 51, der das Pressband 15 gegen die Wandung 50 presst. Der Anpressdruck kann noch gesteigert werden, indem man in der Nut 49 auf den O-Ring 51 eine unter Druck stehende Flüssig-

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keit, beispielsweise Wasser oder die Elektrolytflüssigkeit selbst, wirken lässt. Dadurch wird gewährleistet, dass das Pressband 15 sowohl fest und gegen den im Hohlraum 21 befindlichen Elektrolyten dichtend auf der Grundplatte 16 aufliegt, als auch elektrisch gegen die Grundplatte isoliert ist.

Der geschilderte Dichtungsaufbau nach Fig. 3 besitzt den Vorteil, dass durch die sehr starre Einspannung des Pressbandes 15 im unteren Bandteil ein sicherer ringförmiger Stand des Pressbandes auf der Grundplatte 16 gewährleistet ist. Unter Umständen kann dann sogar auf die Spannelemente 20 oder Gegenspannelemente 54 verzichtet werden und das Pressband 15 frei auf der Grundplatte 16 aufgestellt werden. Selbstverständlich kann bei der Verwendung der Spannelemente 20 bzw. 54 auch auf eine einfachere Dichtung zurückgegriffen werden, da dann die Dichtung keine Spannfunktion ausüben muss. Es genügt dann beispielsweise die Abdichtung der Fuge zwischen Pressband 15 und Grundplatte 16 mittels eines Silikonringes.

Zur galvanischen Hartverchromung der Innenfläche 18 des äusseren Bandes 15 werden entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren die Manschetten 27 über flexible Leitungen 52 an eine aus Kupferstäben mit genügend grossem Leitungsquerschnitt bestehende Ringleitung 64 angeschlossen, die ihrerseits wiederum mit dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist. Die Bleistangen 26 werden über die Arme 25 und dem Mast 22, der wiederum durch die Grundplatte 16 hindurch kontaktiert ist, mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle verbunden. Damit ist das äussere Band 15 als Kathode geschaltet und die Bleistangen 26 als Anode. Mittels eines Motors 28 und einer Kette 53 zur Kraftübertragung auf ein an der Aussenhülse 24 befestigtes Zahnrad 55 wird die Aussenhülse 24 des Mastes 22 angetrieben, so dass die als Anode wirkenden Bleistangen 26 mit gleichförmiger Geschwindigkeit rotieren. Gemäss dem bekannten galvanischem Prinzip scheiden sich aus dem Elektrolyten im Hohlraum 21 nun Chromatome auf der der Anode 26 gegenüberliegenden Stelle der Innenfläche 18 des als Kathode wirkenden Pressbandes 15 ab. Da sich die Anode 26 drehend bewegt, scheidet sich pro Umlauf eine

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Chromschicht mit einer bestimmten Dicke auf der gesamten Innenfläche ab. Durch entsprechende Wahl der Anzahl der Umläufe der Anode 26 wird die gewünschte Gesamtschichtdicke der Hartchromschicht erhalten.

Eine Vergrösserung der abgeschiedenen Schichtdicke pro Umlauf ist möglich, indem die Anzahl der nebeneinanderliegenden Bleistangen 26, die die Anode bilden, erhöht wird. Bei sehr vielen nebeneinanderliegenden Bleistangen ist darauf zu achten, dass diese so angebracht werden, dass sie im Querschnitt gesehen die Form eines Kreisausschnittes besitzen, damit gewährleistet wird, dass sie bei der Rotation der Aussenhülse 24 nirgends mit einer Fläche 18, 19 der Bänder kollidieren. Eine andere Massnahme zur Vergrösserung der abgeschiedenen Schichtdicke besteht darin, mehr als zwei Arme 25 mit den daran befestigten Anoden auf der Aussenhülse 24 anzubringen. Bei diesen Massnahmen ist zu beachten, dass die Stromstärke entsprechend ansteigt und die Leistung der Gleichspannungsquelle dafür ausgelegt sein muss. Selbstverständlich kann bei geringer Leistung der Gleichspannungsquelle auch nur ein Arm 25 mit Anode an der Aussenhülse 24 angebracht sein, wobei dann die Anzahl der Umläufe für eine bestimmte Gesamtschichtdicke ansteigt.

Die Dimensionierung der Gleichspannungsquelle, die üblicherweise durch einen Netztransformator mit anschliessendem Gleichrichter dargestellt wird, erfolgt nach den bekannten Gesetzen der Elektrolyse. Die Eigenschaften der abgeschiedenen Chromschicht hängen, wie in der Galvanik allgemein bekannt, empfindlich von der Temperatur des Elektrolyten und der Stromdichte ab. Die Temperatur des Elektrolyten im Hohlraum 21 wird daher mittels im Hohlraum angebrachter Temperaturfühler ständig kontrolliert und durch Zufuhr von erwärmten Elektrolyten konstant gehalten. Die Zufuhr von frischem Elektrolyten erfolgt von unten durch die Grundplatte 16 hindurch in den Hohlraum Gleichzeitig wird damit der verbrauchte Elektrolyt ersetzt, da durch die Abscheidung der Chromionen auf der Bandoberfläche dessen Konzentration entsprechend abnimmt. Somit ist sowohl die Temperatur wie auch Konzentration des Elektrolyten über den gesamten Galvanisierungszeitraum konstant.

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Durch die ringförmige Anordnung der Kathode und Anode wird die Stromdichte ebenfalls automatisch an allen Stellen konstant gehalten, so dass man insgesamt eine sehr gleichmässige Schichtdicke der Hartchromschicht auf der gesamten Bandoberfläche erhält. Es hat sich auch gezeigt, dass eine Wasserstoffversprödung kaum auftritt, womit die Gefahr des Zerspringens der Oberflächenschicht unter Zugspannungen gebannt wird. Die Biegewechselfestigkeit der nach dem erfindungsgemässen Verfahren verchromten Bänder liegt ebenfalls weit höher als diejenige konventionell verchromter Bänder.

Die Stromausbeuten bei der Hartverchromung liegen bei ungefähr 20 %, d.h. rund 80 % des benötigten Stromes wird zur Elektrolyse von Wasser verwendet. Damit entwickelt sich an der Kathode gasförmiger Wasserstoff, der aus dem Hohlraum 21 entweicht. Die aufsteigenden Gasblasen reissen dabei einen Teil des Elektrolyten mit, womit das Wasserstoffgas mit Chromsäuredampf vermischt ist. Vorteilhafterweise kann über die gesamte Bänderanordnung ein aus Plastikfolie bestehendes Zelt gespannt werden, wie in Fig. 5 schematisch mit dem Bezugszeichen 30 angedeutet ist, in dem diese Dämpfe aufgefangen und abgesaugt werden.

Um die Verlustleistungen so gering wie möglich zu machen, müssen die Zuleitungen des Stromes zur Anode und Kathode mit geringstmöglichem Widerstand erfolgen. Es werden daher wie in der Galvanik üblich Leitungen aus massivem Kupfer mit entsprechend grossem Querschnitt verwendet. Da sich die Anode 26 während der Galvanisierung bewegt, besitzt die Zuführung des Stromes im Mast 22 eine besondere Ausgestaltung, die in Fig. 4 im Querschnitt zu sehen ist.

Der Mast 22 besteht aus einem hohlen Vierkantrohr 56, das mittels eines Bodenflansches 31 über eine Kunststoffplatte 23 elektrisch isoliert auf der Grundplatte 16 aufgeschraubt ist. In dem Vierkantrohr verläuft eine Kupferstange 32, die über eine Öffnung in der Grundplatte 16 mit der Stromzuführung von der Gleichspannungsquelle kontaktiert ist. Diese

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Kupferstange 32 schliesst an ihrem oberen Ende mit einem Flansch 33 ab, auf dem ein äusserer Ringflansch 34 und ein innerer Ringflansch 35 so montiert sind, dass zwischen beiden ein ringförmiger Hohlraum frei bleibt. Zwischen dem hohlen Vierkantrohr 56 und dem Flansch 33 besteht keine leitende Verbindung, da gemeinsame Kontaktstellen mit Isolierungen 62 versehen sind. Die Aussenhülse 24 besitzt in ihrem unteren Teil einen ringförmigen Gegenflansch 39 und eine in der Mitte verlaufende Welle Diese Welle 36 reicht in den vom inneren Ringflansch 35 gebildeten Hohlraum 57 und ist dort mittels zweier Kugellager 38 drehbar auf dem inneren Ringflansch 35 befestigt, so dass sich diese Welle und mit ihr die gesamte Aussenhülse 24 um die feststehende Kupferstange 32 drehen kann. Die Kugellager 38 sind mittels einer aus Kunststoff bestehenden Isolierung 37 gegen den inneren Ringflansch 35 isoliert. Der Abstand beider Kugellager 38 wird durch eine obere Distanzhülse 58 fixiert, während das untere Kugellager über eine untere Distanzhülse 59 auf einer Isolierungsplatte 40 aufliegt, die wiederum auf dem Flansch 33 liegt.

Der ringförmige Gegenflansch 39 der Aussenhülse 24 reicht in den durch den inneren Ringflansch 34 und äusseren Ringflansch 35 gebildeten Hohlraum so hinein, dass zwischen den Wänden ein geringfügiges Spiel von einigen 1/10 mm bleibt. Dieser durch das Spiel vorgegebene Raum ist durch Quecksilber 61, das elektrisch gut leitet, ausgefüllt und gewährleistet die Stromübertragung vom Flansch 33 über die feststehenden Ringflansche 34 und 35 auf den drehbaren Gegenflansch 39 der Aussenhülse 24 und von dort über die Arme 25, die am oberen Teil der Aussenhülse 24 montiert sind, weiter auf die Anode 26.

Auf der Aussenhülse 24 ist ein Zahnrad 55 montiert, das über die Kette 53 vom Motor 28 angetrieben wird und die Drehung der Aussenhülse bewirkt. Der Motor 28 wiederum ist am Vierkantrohr 56 befestigt. Damit kein Strom von der Aussenhülse 24 über die Kette 53 auf den Motor 28 und das Vierkantrohr 56 fliesst, ist das Zahnrad mittels Isolierfolien 41 elektrisch gegen die Aussenhülse isoliert. Durch diesen Aufbau wird auch weiter erreicht, dass kein Strom vom inneren Ringflansch 35 über

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die Kugellager 38 auf die Welle 36 fliesst, da die bei der Verchromung benötigten grossen Ströme an den kleinen Querschnitten der Kugellager sonst gefährliche Überhitzungen verursachen könnten. Die Welle 36 selbst besitzt einen geringen Abstand zur Isolierungsplatte 40 und damit zu dem Flansch 33.

Soll nun anstelle der inneren Oberfläche eines Pressbandes dessen Aussenf lache verchromt werden, so werden die Bänder auf der Vorrichtung so angeordnet, dass das Band mit dem kleineren Durchmesser als Kathode geschaltet wird. In Fig. 2 ist dies das Pressband 15a mit der zu verchromenden Oberfläche 19. Die Verbindung der Kathode mit dem negativen Pol der Spannungsquelle erfolgt nun über Zuleitungen auf die Innenseite des Pressbandes 15a, entsprechend der obigen Beschreibung, während die Anode weiterhin mit den Bleistangen 26 verbunden ist. Ansonsten bleibt die Anordnung unverändert. Die Chromatome aus dem im Hohlraum 21 befindlichen Elektrolyten scheiden sich dann bei eingeschalteter Spannungsquelle und rotierenden Armen 25 auf der Aussenflache 19 des Pressbandes 15a ab und bilden die gewünschte Chromschicht.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich auch vorteilhafterweise zwei Pressbänder gleichzeitig verchromen, wobei dann bei dem aussenliegenden Band die Innenseite und bei dem innenliegenden Band die Aussenseite verchromt wird. Dazu werden auf der Innenseite des innenliegenden Bandes 15a Manschetten angebracht entsprechend den Manschetten 27 des aussenliegenden Bandes. Die Manschetten 27 werden sowohl auf dem äusseren Band 15 wie auch inneren Band 15a mit Spannelementen 20 festgehalten, die wie in Fig. 5 gezeigt, aus Kupferstangen bestehen und in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig der Stromzuführung dienen. Ansonsten ist die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung gleich aufgebaut wie diejenige in Fig. 2, ausgenommen dass hier die Kraftübertragung vom Motor 28 auf die Aussenhülse 24 über ein Getriebe 29 mit passend gewählter Untersetzung erfolgt. Die zu Fig. 2 identischen Teile werden in Fig. 5 mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.

Sowohl die Manschetten des aussenliegenden Bandes 15 wie auch diejenigen

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des innenliegenden Bandes werden mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden, so dass beide Bändern nun gleichzeitig die Kathode bilden. Rotieren die Arme 25 mit den als Anode wirkenden Bleistangen 26, so scheiden sich Chromatome sowohl auf der Innenfläche 18 des äusseren Bandes als auch auf der Aussenf lache 19 des inneren Bandes 15a ab. Damit wird also je eine Oberfläche beider Bänder mit einer Chromschicht bedeckt. Bei der Dimensionierung der Spannungsquelle muss dann selbstverständlich der höhere Strombedarf beachtet werden.

Eine weitere Ausbildung, des Verfahrens ermöglicht die gleichzeitige Verchromung der Innen- wie der Aussenfläche eines einzigen Pressbandes 15b. Dazu werden drei Pressbänder 15, 15b und 15a mit abnehmenden Durchmessern konzentrisch ineinander auf der Grundplatte 16 aufgestellt. Fig. 6 zeigt einen Schnitt in Richtung des Durchmessers zum gemeinsamen Mittelpunkt durch die Wandungen der drei ineinanderliegenden Pressbänder. Diese drei Pressbänder stehen auf Dichtungen 17, 17b und 17a, wobei die Dichtungen 17 und 17a entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Dichtung aufgebaut sind, so dass auf zusätzliche Spannelemente für die Pressbänder verzichtet werden kann. Falls es zweckmässig erscheint, können das innere 15a und äussere Pressband 15 jedoch auch mit den üblichen Spannelementen 20 bzw. 54 gespannt werden, womit sich die Verwendung dieser Dichtung für diese beiden Pressbänder 15, 15a erübrigt.

Das mittlere Pressband 15b wird jedoch in einer solchen Dichtung eingespannt, womit dessen Innen- und Aussenflächen zum gleichzeitigen Verchromen nicht verdeckt sind und andrerseits das Pressband 15b fixiert auf der Grundplatte 16 steht. Die Dichtung 17b besitzt in ihrem unteren Teil zusätzlich einen in beiden Eisenschienen 45, 46 verlaufenden Zapfenring 47, der aus einem gut leitenden Material wie Kupfer besteht. Dieser Zapfenring 47 ist an mehreren Stellen von unten durch Öffnungen 65 in der Grundplatte 16 durch Kontaktstecker 63 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden, so dass das Band 15b als Kathode geschaltet ist.

Zwischen dem äusseren 15 und mittleren Band 15b besteht ein Hohlraum

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21a und zwischen dem mittleren 15b und inneren Band 15a ein weiterer Hohlraum 21b. In den Hohlraum 21a taucht eine Anode 26a und in den Hohlraum 21b eine Anode 26b ein. Beide Anoden 26a und 26b bestehen wiederum aus Bleistangen, die von einem Arm 25 abgehen. Die Ausgestaltung der Anoden und deren Kontaktierung über die Arme 25 und dem Mast 22 erfolgt ansonsten gleich wie weiter oben beschrieben. Beide Hohlräume 21a und 21b sind mit dem Elektrolyten gefüllt. Da das äussere Pressband 15 und das innere Pressband 15a potentialfrei sind, entsteht zwischen dem als Kathode wirkenden mittleren Pressband 15b und den beiden Teilen 26a und 26b der Anode ein elektrisches Feld, so dass sich bei rotierender Anode und eingeschalteter Spannungsquelle eine Chromschicht gleichzeitig sowohl auf der Aussen- als auch auf der Innenoberfläche des Pressbandes 15b abscheidet.

Das Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Aufgalvanisierens einer Metallschicht ist hier am Beispiel der Hartverchromung eines Pressbandes beschrieben. Selbstverständlich lässt sich sowohl das Verfahren wie auch die Vorrichtung zur Aufgalvanisierung einer beliebigen anderen Metallschicht auf das Pressband verwenden, beispielsweise zum Verkupfern oder Vernickeln. Dabei sind die beim Galvanisieren für das jeweilige Metall bekannten Bedingungen zu beachten. Unter Umständen muss dann die Anode 26 aus einem besonderen Material bestehen, beispielsweise aus Kupferstangen, falls auf das Pressband eine Kupferschicht galvanisch aufgebracht werden soll. Falls es zweckmässig erscheint, kann anstelle der aus einzelnen Stangen bestehenden Anode 26 auch eine einzige zusammenhängende Fläche für die Anode gewählt werden. Ebenso ist die Elektrolytsorte wie dem Fachmann geläufig zu wählen.

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Claims (32)

Kurt Held, Alte Str. 1, 7218 Trossingen 2 1 3509388 s Verfahren und Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung von Pressbändern Patentansprüche :

1. Verfahren zur galvanischen Beschichtung der Innenfläche eines metallischen, endlosen Bandes mit einer Metallschicht, das in ungespanntem Zustand eine kreisringförmige Gestalt besitzt, insbesondere zum Einsatz als Pressband in einer Doppelbandpresse, wobei das Band als Kathode geschaltet zusammen mit einer Anode in einen Elektrolyten taucht, der in wässriger Lösung in Ionen dissoziiert, die die Beschichtung zu bildenden Metallatome enthalten, und Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bänder mit verschiedenen Durchmessern und ungefähr derselben Breite gewählt werden, wobei das zu beschichtende Band den grösseren Durchmesser besitzt, beide Bänder hochkant so aufgestellt werden, dass die Breitseite der Bänder in vertikaler Richtung zeigt und das Band mit dem kleineren Durchmesser ganz innerhalb des Bandes mit dem grösseren Durchmesser liegt, der zwischen dem inneren und dem äusseren Band gebildete Raum mit dem Elektrolyten gefüllt wird, in diesen Raum die Anode eintaucht und das äussere Band als Kathode geschaltet wird.

2. Verfahren zur galvanischen Beschichtung der Aussenfläche eines metallischen, endlosen Bandes mit einer Metallschicht, das in ungespanntem Zustand eine kreisringförmige Gestalt besitzt, insbesondere zum Einsatz als Pressband in einer Doppelbandpresse, wobei das Band als Kathode geschaltet zusammen mit einer Anode in einen Elektrolyten taucht, der in wässriger Lösung in Ionen dissoziiert, die die Beschichtung zu bildenden Metallatome enthalten, und Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bänder mit verschiedenen Durchmessern und ungefähr derselben Breite gewählt werden, wobei das zu beschichtende Band den klei-

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neren Durchmesser besitzt, beide Bänder hochkant so aufgestellt werden, dass die Breitseite der Bänder in vertikaler Richtung zeigt und das Band mit dem kleineren Durchmesser ganz innerhalb des Bandes mit dem grösseren Durchmesser liegt, der zwischen dem inneren und dem äusseren Band gebildete Raum mit dem Elektrolyten gefüllt wird, in diesen Raum die Anode eintaucht und das innere Band als Kathode geschaltet wird.

3. Verfahren zur galvanischen Beschichtung der Aussenfläche eines metallischen, endlosen Bandes mit einer Metallschicht und der Innenfläche eines weiteren Bandes, die in ungespannten Zustand eine kreisringförmige Gestalt besitzen, insbesondere zum Einsatz als Pressbänder in einer Doppelbandpresse, wobei beide Bänder als Kathode geschaltet zusammen mit einer Anode in einen Elektrolyten tauchen, der in wässriger Lösung in Ionen dissoziiert, die die Beschichtung zu bildenden Metallatome enthalten, und Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bänder mit verschiedenen Durchmessern und ungefähr derselben Breite gewählt werden, wobei beide Bänder hochkant so aufgestellt werden, dass die Breitseite der Bänder in vertikaler Richtung zeigt und das Band mit dem kleineren Durchmesser ganz innerhalb des Bandes mit dem grösseren Durchmesser liegt, der zwischen dem inneren und dem äusseren Band gebildete Raum mit dem Elektrolyten gefüllt wird, in diesen Raum die Anode eintaucht und sowohl das innere als auch das äussere Band als Kathode geschaltet werden.

4. Verfahren zur galvanischen Beschichtung der Innen- und Aussenfläche eines metallischen, endlosen Bandes mit einer Metallschicht, das in ungespanntem Zustand eine kreisringförmige Gestalt besitzt, insbesondere zum Einsatz als Pressband in einer Doppelbandpresse, wobei das Band als Kathode geschaltet zusammen mit einer Anode in einen Elektrolyten taucht, der in wässriger Lösung in Ionen dissoziiert, die die Beschichtung zu bildenden Metallatome enthalten, und Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden werden,

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dadurch gekennzeichnet, dass drei Bänder mit jeweils paarweise verschiedenen Durchmessern und ungefähr derselben Breite gewählt werden, wobei das zu beschichtende Band den mittleren Durchmesser besitzt, alle drei Bänder hochkant so aufgestellt werden, dass die Breitseite der Bänder in vertikaler Richtung zeigt und das Band mit dem nächst kleineren Durchmesser ganz innerhalb des Bandes mit dem nächst grösseren Durchmesser liegt, die beiden zwischen dem inneren und dem mittleren Band und dem äusseren und dem mittleren Band gebildeten Räume mit dem Elektrolyten gefüllt werden, in diesen Räumen jeweils eine Anode eintaucht und das mittlere Band als Kathode geschaltet wird, während sowohl das äussere als auch das innere Band potentialfrei sind.

5. Verfahren nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ringförmigen, im Querschnitt einen Kreis bildenden Bänder so ineinander aufgestellt werden, dass sie bezüglich ihres Kreismittelpunktes auf konzentrischen Kreisen liegen und der Abstand zwischen beiden Bändern überall konstant ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die drei ringförmigen, im Querschnitt einen Kreis bildenden Bänder so ineinander aufgestellt werden, dass sie bezüglich ihrer Kreismittelpunkte auf konzentrischen Kreisen liegen und der Abstand zwischen jeweils zwei Bändern konstant ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode im Querschnitt die Form eines Kreisausschittes besitzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit entlang der Kathode dreht.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1

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mit einem Bad, das den Elektrolyten enthält, einer in den Elektrolyten tauchenden Anode und das in den Elektrolyten tauchende zu beschichtende Band, das als Kathode geschaltet ist, wobei Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad mit dem Elektrolyten zu den Seiten von den ringförmigen, hochkant gestellten Bändern (15,15a) und nach unten von einer Grundplatte (16) begrenzt wird, im Mittelpunkt des durch das äussere Band gebildeten Kreises ein vertikal aufragender Mast (22) auf der Grundplatte (16) montiert und gegen dieselbe elektrisch isoliert ist, von dem Arme (25) in einer Höhe, die grosser als die Breite der Bänder ist, abgehen und bis in den Raum (21) des Bades reichen, von den äussersten Enden dieser Arme (25) flächenformige Anoden (26) in das Bad bis fast auf dessen Grund hinabreichen, die Anoden (26) über die Arme (25) und den Mast (22) mit dem Pluspol und das äussere Band durch an dessen Aussenseiten anliegenden Manschetten (27) mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einem Bad, das den Elektrolyten enthält, einer in den Elektrolyten tauchenden Anode und das in den Elektrolyten tauchende zu beschichtende Band, das als Kathode geschaltet ist, wobei Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad mit dem Elektrolyten zu den Seiten von den ringförmigen, hochkant gestellten Bändern (15,15a) und nach unten von einer Grundplatte (16) begrenzt wird, im Mittelpunkt des durch das innere Band gebildeten Kreises ein vertikal aufragender Mast (22) auf der Grundplatte (16) montiert und gegen dieselbe elektrisch isoliert ist, von dem Arme (25) in einer Höhe, die grosser als die Breite der Bänder ist, abgehen und bis in den Raum (21) des Bades reichen, von den äussers-

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ten Enden dieser Arme (25) flächenförmige Anoden (26) in das Bad bis fast auf dessen Grund hinabreichen, die Anoden (26) über die Arme (25) und den Mast (22) mit dem Pluspol und das innere Band durch an dessen Innenseiten anliegenden Manschetten (27) mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 mit einem Bad, das den Elektrolyten enthält, einer in den Elektrolyten tauchenden Anode und die in den Elektrolyten tauchenden zu beschichtenden Bänder, die als Kathode geschaltet sind, wobei Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad mit dem Elektrolyten zu den Seiten von den ringförmigen, hochkant gestellten Bändern (15,15a) und nach unten von einer Grundplatte (16) begrenzt wird, im gemeinsamen Mittelpunkt des durch das innere und äussere Band gebildeten Kreises ein vertikal aufragender Mast (22) auf der Grundplatte (16) montiert und gegen dieselbe elektrisch isoliert ist, von dem Arme (25) in einer Höhe, die grosser als die Breite der Bänder ist, abgehen und bis in den Raum (21) des Bades reichen, von den äussersten Enden dieser Arme (25) flächenförmige Anoden (26) in das Bad bis fast auf dessen Grund hinabreichen, die Anoden (26) über die Arme (25) und den Mast (22) mit dem Pluspol und sowohl das innere Band (15a) durch an dessen Innenseiten anliegenden als auch das äussere Band (15) durch an dessen Aussenseiten anliegenden Manschetten (27) mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden sind.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 mit einem Bad, das den Elektrolyten enthält, einer in den Elektrolyten tauchenden Anode und das in den Elektrolyten tauchende zu beschichtenden Band, das als Kathode geschaltet ist, wobei Kathode und Anode mit den entsprechenden Polen einer

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Gleichspannungsquelle verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bad mit dem Elektrolyten zu den Seiten von den ringförmigen, hochkant gestellten inneren Band (15a) und äusseren Band (15) und nach unten von einer Grundplatte (16) begrenzt wird, im gemeinsamen Mittelpunkt des durch das innere und äussere Band gebildeten Kreises ein vertikal aufragender Mast (22) auf der Grundplatte (16) montiert und gegen dieselbe elektrisch isoliert ist, von dem Arme (25) in einer Höhe, die grosser als die Breite der Bänder ist, abgehen und bis in den Raum (21) des Bades reichen, von je einem Arm (25) zwei flächenförmige Anoden (26a,26b) in das Bad bis fast auf dessen Grund hinabreichen, wobei sich eine Anode (26a) im Bereich zwischen dem äusseren (15) und mittleren Band (15b) und die andere Anode (26b) im Bereich zwischen dem mittleren (15b) und inneren Band (15a) befindet, die Anoden (26a,b) über die Arme (25) und den Mast (22) mit dem Pluspol und das mittlere Band (15b) durch die Grundplatte (16) hindurch mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (15,15a) bzw. (15b) in einer Ringdichtung (17) auf der Grundplatte (16) stehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung (17) einen ringförmigen Körper (42) aus elastomerem Material besitzt, in dessen Oberfläche eine ringförmige Nut (43) eingebracht ist, in diese Nut (43) eine aus zwei ringförmigen Metallschienen (45,46) bestehende Halterung (44) eingesteckt ist, wobei eine Metallschiene (45) in ihrem oberen Teil einen Absatz (48) zur Aufnahme des Bandes (15) und eine an diesen Absatz (48) anschliessende Nut (49) besitzt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (15) mittels eines in der Nut (49) befindlichen O-Ringes und auf diesen O-Ring wirkenden Flüssigkeitsdrucks an die

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Wandung (50) der anliegenden Metallschiene (46) gepresst wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, dass die Metal !schienen (45,46) aus Eisen bestehen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, dass der ringförmige Körper (42) aus Gummi besteht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, dass durch die Grundplatte (16) ohne elektrisch leitende Verbindung zu derselben und den Körper (42) hindurch eine Verbindung mittels eines Kontaktsteckers (63) mit dem Zapfenring (47) zu dem Minuspol der Spannungsquelle erfolgt.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass vom Mast (22) aus ein Zelt (30) mit einer Absaugvorrichtung über alle Bänder (15,15a,15b) gespannt ist.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Band (15) mittels an der Aussenseite angreifender, leistenförmiger Spannelemente (20) auf die Grundplatte (16) aufgespannt ist.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Band (15a) mittels an der Innenseite angreifender, leistenförmiger Spannelemente (20) auf die Grundplatte (16) aufgespannt ist.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Band (15a) mittels an der Innenseite angreifender, das Band nach aussen spannender Gegenspannelemente (54) in kreisförmiger Form gehalten wird.

23. Vorrichtung nach Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekenn-

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zeichnet, dass die Manschetten (27) mittels der leistenförmigen Spannelemente (20) auf der Oberfläche des Bandes festgespannt werden.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, dass die Manschetten (27) aus Kupfer bestehen.

25. Vorrichtung nach Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Manschetten (27) mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle über die aus Kupfer bestehenden Spannelemente (20) von unten durch die Grundplatte (16) hindurch erfolgt.

26. Vorrichtung nach Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung der Manschetten (27) mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle über flexible, auf die Manschetten steckbare Leitungen (52) von einer an der Grundplatte (16) angebrachten Ringleitung (64) aus erfolgt.

27. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode aus mehreren dicht nebeneinanderliegenden Stangen (26) besteht, die an den Armen (25) des Mastes (22) befestigt sind.

28. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (22) aus einem hohlen Vierkantrohr (56) besteht, auf dessen oberen Teil eine drehbar gelagerte, gegenüber dem Vierkantrohr elektrisch isolierte Aussenhülse (24) angebracht ist, die die Arme (25) trägt und im Inneren des Vierkantrohres eine sowohl mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbundene als auch mit der Aussenhülse (24) kontaktierende Kupferstange (32) durch eine Öffnung in der Grundplatte (16) verläuft.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülse (24) mittels eines Motors (28) gedreht

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wird, dessen Kraft über eine Kette (53) auf ein an der Aussenhülse (24) angebrachtes Zahnrad (55) übertragen wird.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich net, dass die Aussenhülse (24) mittels eines Motors (28) gedreht wird dessen Kraft über ein Getriebe (29) auf die Aussenhülse (24) übertragen wird.

31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich net, dass die Stromzuführung von der Kupferstange (32) auf die drehbare Aussenhülse (24) über eine metallische Flüssigkeit erfolgt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, dass als metallische Flüssigkeit Quecksilber verwendet wird.