DE3609077A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen galvanischer ueberzuege - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen galvanischer Überzüge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens.

Beim Galvanisieren ist es üblich, daß die Teile, die einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden sollen, an Werkstückträgern, die in der Galvanik-Branche auch als "Gestelle" bekannt sind, aufzuhängen und dann durch die einzelnen Vorbehandlungs- und Veredelungsbäder zu führen.

Um z.B. Werkstücke, die verchromt werden sollen, auf wirt­ schaftliche Weise vorvernickeln zu können, sind spezielle Trommeln entwickelt worden, die die gleichzeitige Oberflä­ chenvorbehandlung einer großen Werkstückanzahl ermögli­ chen. Da aber anschließend die Werkstücke zur Verchromung einzeln an den Gestellen befestigt werden müssen, geht ein erheblicher Teil der beim Vorvernickeln eingesparten Zeit wieder verloren.

Um diesen Nachteil auszugleichen, sind auch Verfahren zur Verchromung von Werkstücken in Trommeln entwickelt worden. Jedoch ist dabei der Prozentsatz der Werkstücke, die unzureichend verchromt werden, relativ hoch. Insbesondere bei Werkstücken mit großen Oberflächen und einer äußeren Form, die das Abrollen in den Trommeln erschwert, ist ein ständiger elektrischer Kontakt innerhalb der Trommel nicht gewährleistet, was zu ungleichmäßigen Überzügen führt. Dieses Verfahren ist für Werkstücke, die einem ästheti­ schen Anspruch genügen sollen, deshalb in wirtschaftlicher Weise nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen galvanischer Überzüge zu schaffen, mit dem bzw. mit der die oben beschriebenen Nachteile überwunden werden und die Galvanisierung von Werkstücken in wirtschaftlicher Weise ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Verfahrensschritte im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 sowie hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 9 gelöst.

Das Verfahren zum Aufbringen galvanischer Überzüge auf Werkstücke in einem Elektrolytbad gemäß Patentanspruch 1 ermöglicht es, Werkstücke in großer Stückzahl, in sehr guter Qualität und mit einer geringen Ausschußrate in wirtschaftlicher Weise herzustellen. Die Bewegung der Werkstücke auf einer schleifenförmigen Bahn innerhalb des Elektrolytbades, bzw. gemäß Patentanspruch 2 auf einer Kreisbahn, verringert den Bedarf an Elektrolytflüssigkeit bei gleichzeitig ausreichender Bewegung der Werkstücke innerhalb des Elektrolytbades und erlaubt die Galvanisie­ rung der Werkstücke in einem kontinuierlichen Prozeß.

Eine Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 3 ermöglicht es, die Werkstücke automatisch der Tragvor­ richtung zuzuführen. Ein Aufsetzen gemäß Patentanspruch 4 sichert die kontinuierliche Bearbeitung des Werkstücks und steigert die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Ein Temperaturniveauausgleich gemäß Patentanspruch 5 ver­ hindert ein Anbrennen der Werkstücke und erhöht dadurch die Qualität des galvanischen Überzuges. Desweiteren wird die Ausschußrate erheblich gesenkt.

Ein Anwärmen gemäß Patentanspruch 6 stellt sicher, daß die Temperatur der Werkstücke exakt an die Elektrolytbadtempe­ ratur angeglichen wird.

Ein selbsttätiges Abnehmen und Weiterleiten der Werkstücke gemäß Patentanspruch 7 sichert die kontinuierliche Bear­ beitung und eine kontinuierliche Nachbehandlung gemäß Patentanspruch 8 ermöglicht die verschiedenen Nachbehand­ lungsabschnitte in kurzer zeitlicher Abfolge.

Eine Ausführung der Vorrichtung nach Patentanspruch 9 ermöglicht die Durchführung des Verfahrens nach Patentan­ spruch 1.

Mit einer elektrischen Abschirmung gemäß Patentanspruch 10, 21 bzw. 22 wird innerhalb des Elektrolytbades ein Bereich gebildet, in dem die Werkstücke weitgehend von dem Galvanisierungsprozeß abgeschirmt sind und an die Tempe­ ratur des Elektrolytbades angepaßt werden, wodurch die Ausbildung einer gleichmäßigen Oberflächenstruktur unter­ stützt wird. Bei einer Ausführung des Antriebs gemäß dem Patentanspruch 11 ist es möglich, die Werkstücke während der Ruhephase des Taktes auf die Tragvorrichtung aufzu­ setzen, wobei das Aufsetzen bevorzugterweise durch eine Werkstückzuführ-Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14 auto­ matisch erfolgt.

Eine Anordnung der Taktantriebs-Vorrichtung außerhalb des Galvaniserungsbehälters gemäß Patentanspruch 12 ermöglicht im Falle von Wartungs- oder Reparaturarbeiten den einfa­ chen Zugriff auf die Antriebsvorrichtung und verhindert, daß die Antriebsvorrichtung mit dem Elektrolytbad in Be­ rührung kommt, was eine Funktionsstörung zur Folge haben kann.

Die Ausbildung der Tragvorrichtung als Trägerrad gemäß Patentanspruch 13 ermöglicht eine kompakte Ausführung bei gleichzeitiger zufriedenstellender Kapazität für die Werk­ stücke. Die Anbringung eines Abstreifers gemäß Patentan­ spruch 15 ermöglicht es, die Werkstücke nach dem Aufbrin­ gen des galvanischen Überzuges automatisch einer Nachbe­ handlung zuzuführen. Zur Vereinfachung der Werkstückezu­ führ-Vorrichtung ist es wünschenswert, daß die Haltevor­ richtung gemäß Patentanspruch 16 angeordnet sind.

Die Ausführung der Haltevorrichtungen gemäß Patentanspruch 17, 18 bzw. 19 ermöglicht eine Werkstücklagerung am Trä­ gerrad, die sowohl die Werkstücke während des Eintauchvor­ ganges sicher an ihrem Platz hält als auch durch relativ einfache mechanische Vorrichtungen das Aufsetzen bzw. Abnehmen gestattet, wobei die pfeilspitzenförmige Ausbil­ dung des oberen Bereichs der Federbügel der besseren Führung der Werkstücke beim Aufsetzen dient.

Ein relativ tiefes Eintauchen des Trägerrades in das Elek­ trolytbad gemäß Patentanspruch 20 ermöglicht eine erhöhte Verweildauer der Werkstücke in dem Elektrolytbad, was sich positiv auf die Qualität des galvanischen Überzuges aus­ wirkt.

Die Möglichkeit des Herausschwenkens des Trägerrades gemäß Patentanspruch 23 läßt für Wartungs- und Reparaturarbeit einen raschen Zugriff zu allen Teilen der Vorrichtung zu.

Ein Kathodenanschluß gemäß Patentanspruch 24 ermöglicht das Schließen des Stromkreises ohne weitere Bauteile, während ein Kathodenanschluß gemäß Patentanspruch 25 bzw. 26 den Vorteil aufweist, daß sich die einer Reibung ausge­ setzten, stromübertragenden Oberflächen außerhalb des Elektrolytbades befinden, wodurch eine Beeinträchtigung der Übertragung durch die Elektrolytflüssigkeit ausge­ schlossen ist. Ein Überzug entsprechender Teile mit Hart­ metall gemäß Patentanspruch 27 oder einem Lack gemäß Pa­ tentanspruch 28 verhindert die Einwirkung des Elektrolyt­ bades auf diese Teile und erhöht somit deren Funktions­ fähigkeit und Lebensdauer erheblich.

Die direkte Zusammenschaltung eines Galvanisierungsbehäl­ ters und einer Vorrichtung zur Nachbehandlung gemäß Pa­ tentanspruch 29 ermöglicht den automatischen Durchlauf eines Werkstücks von der Vorbehandlung bis zum Trocknen, wobei es durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 29 ermöglicht wird, die Werkstücke in einfacher Weise konti­ nuierlich mehreren verschiedenen Spülflüssigkeiten zuzu­ führen.

Eine exentrische Anordnung der Spülzylinder gemäß Patent­ anspruch 30 verbessert das Abrollen der Werkstücke in den Zylindern, wodurch die Werkstücke in hohem Maße von der Elektrolytflüssigkeit entleert werden.

Eine Anordnung gemäß Patentanspruch 31 verringert die auf die Spültrommellängsachse wirkende Unwucht und die An­ wendung des Gegenstromprinzips gemäß Patentanspruch 32 erhöht die Relativgeschwindigkeit zwischen der jeweiligen Flüssigkeit und den Spülzylindern bzw. den darin enthal­ tenen Werkstücken, wodurch die Spülung erheblich verbes­ sert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausbil­ dungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zei­ gen:

Fig. 1 die Galvanisierungsvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 2 die Galvanisierungsvorrichtung in teilweise ge­ schnittener Vorderansicht;

Fig. 3 die Galvanisierungsvorrichtung in teilweise ge­ schnittener, gemäß Fig. 1 rechtsseitiger Seitenansicht;

Fig. 4 die Galvanisierungsvorrichtung in teilweise ge­ schnittener, gemäß Fig. 1 linksseitiger Seitenansicht;

Fig. 5a das Detail L aus Fig. 2 mit einer Lagerung mit interner Stromzuführung in teilweise geschnittener Dar­ stellung;

Fig. 5 b eine Lagerung mit externer Stromzuführung in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 6 das Detail A aus Fig. 3;

Fig. 7 a das Detail B aus Fig. 3;

Fig. 7 b eine weitere Ausführungsform des Details B aus Fig. 3;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch die Spültrommel;

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Spültrommel;

Fig. 10 den Schnitt I-I in Fig. 8 in vergrößerter Dar­ stellung; und

Fig. 11 das Detail C aus Fig. 8 in vergrößerter Dar­ stellung.

Eine in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung dient zum Aufbringen galvanischer Überzüge auf Werkstücke in einem Elektrolytbad sowie deren Nachbehandlung.

Wie in den Fig. 1 bis 4 zu sehen ist, weist die Vor­ richtung einen Behälter 8 auf, an dessen beiden Längssei­ ten auf der inneren Oberfläche als Anode dienende Elemente 7 angebracht sind, die untereinander und extern mit einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle verbunden sind. Die Anzahl und der Werkstoff der Anoden 7 sind an die Beschaf­ fenheit des Elektrolytbades angepaßt.

Im oberen Bereich des Behälters 8 ist in dessen Längsrich­ tung eine als Längsträger dienende Schiene 9 angeordnet, die in den Punkten 6 und 11 auf den Behälter 8 aufgelagert und seitlich gehalten ist. Die Schiene 9 ist im Punkt 6 schwenkbar um ihre Querachse gehalten, so daß sie in eine im wesentlichen senkrechte Position geschwenkt werden kann. Desweiteren ist die Schiene 9 mit der (nicht darge­ stellten) Spannungsquelle verbunden und dient auf diese Weise als ein Teil des Kathodenanschlusses. Als Werkstoff für die Schiene 9 findet bevorzugterweise Kupfer Verwen­ dung.

Im mittleren Bereich der Schiene 9 ist eine senkrecht nach unten verlaufende Lagerbefestigung 5 angebracht, die aus einem stromleitenden Material, z.B. Stahl oder Edelstahl, besteht. Wie im Detail in Fig. 5a zu sehen ist, ist an die Lagerbefestigung 5 in ihrem unteren Bereich eine La­ gerbuchse 2 angeschweißt, die aus einem metallischen Werk­ den Gewindeabschnitt ein tellerförmiger Abschnitt, der als Auflager für ein Trägerrad 16 dient. Das Trägerrad 16 ist in seiner Mitte mit einer Bohrung versehen, mit der es auf den vorderen Gewindeabschnitt der Lagerwelle 1 aufgesetzt wird und sich an den tellerförmigen Abschnitt der Lager­ welle 1 anlegt. Das Trägerrad 16 wird mittels der Befesti­ gungsmutter 24 gegen den tellerförmigen Abschnitt der Lagerwelle 1 gespannt und in seiner Position gehalten. Die Ausbildung der Lagerwelle 1 mit einem tellerförmigen Ab­ schnitt sichert die Lage des Trägerrades 16 und verhindert weitestgehend dessen Kippen oder Verkanten. Des weiteren wird dadurch eine große Kontaktfläche gebildet, die die Stromübertragung vom Trägerrad 16 zur Lagerwelle 1 verbes­ sert. An den tellerförmigen Abschnitt schließt sich ein zylindrischer Abschnitt an, der in die Lagerbuchse 2 dreh­ bar eingesetzt ist. Am Ende des zylindrischen Abschnittes ist im Übergangsbereich zum hinteren Gewindeabschnitt eine Schlüsselweite vorgesehen, um den Zusammenbau der Vor­ richtung zu erweitern. Auf die Schlüsselweite ist eine Druckscheibe 3 aufgesetzt, die mit ihrer inneren, ringför­ migen Oberfläche an der Lagerbuchse 2 anliegt. Auf den hinteren Gewindeabschnitt der Lagerwelle 1 ist eine Druckspiralfeder 4 aufgesetzt, die mittels einer Befesti­ gungsmutter 25 gespannt wird und gegen die Druckscheibe 3 drückt, wodurch der Kontakt zwischen der Druckscheibe 3 und der Lagerbuchse 1 hergestellt ist.

Zur elektrischen Abschirmung der Befestigung des Träger­ rades 16 und der Lagerwelle 1 wird am Trägerrad 16 um die Lagerwelle 1 und die Befestigungsmutter 24 eine becherför­ mige Kappe 17 aus einem nicht leitenden Material, z.B. Kunststoff, angebracht, wie es auch in Fig. 2 zu sehen ist.

Das Trägerrad 16, das in Mittelpunktslage an der Lagerwel­ le 1 befestigt ist, besteht auf einem leitenden metalli­ schen Material, z.B. Stahl oder Edelstahl. Es ist im wesentlichen im mittleren Bereich des Behälters 8 angeor­ dnet und verläuft in dessen Längsrichtung. Mittels mehrer­ er Abstandsbolzen 12 ist im wesentlichen parallel zu dem Trägerrad 16 ein Rad 10 angeordnet, das mittels einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung drehangetrieben wird. Bevorzugterweise wird ein Taktantrieb verwendet, zu dessen Durchführung das Rad 10 als Taktrad mit in Umfangs­ richtung sägezahnförmiger Oberflächenstruktur gemäß Fig. 6 ausgebildet wird.

Aufgrund der festen Verbindung des Rades 10 mit dem Trä­ gerrad 16 mittels der Abstandsbolzen 12 wird die Drehbe­ wegung des Rades 10 auf das Trägerrad 16 übertragen. Auf diese Weise ist die Antriebsvorrichtung außerhalb des Behälters 8 und somit des Elektrolytbades angeordnet und für Montage- oder Wartungsarbeiten auf einfache Weise zugänglich. Des weiteren wird es verhindert, daß das Elek­ trolytbad mit der Antriebsvorrichtung in Berührung kommt, was die Funktionsfähigkeit der Antriebsvorrichtung beein­ trächtigen könnte.

Wie oben erläutert wurde, ist das Trägerrad 16 drehbar, aber unverschieblich über die Lagerung und die Lagerbefe­ stigung 5 an dem Längsträger 9 befestigt. Der Längsträger 9 ist schwenkbar im Lagerpunkt 6 aufgelagert, so daß das Trägerrad 16 zusammen mit seinen Anbauteilen mittels des Längsträgers 9 aus dem Behälter 8 herausgeschwenkt werden kann und so für evtl. Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht zugänglich ist.

Das Trägerrad 16 ist an seiner Umfangsfläche mit Haltevor­ richtungen 18 versehen, auf die die mit einem Überzug zu versehenden Werkstücke aufgesetzt und während des Durchlaufs durch das Elektrolytbad festgehalten werden. Die Haltevorrichtung 18 sind in diesem Ausführungsbeispiel für die Behandlung vom Rohrstückem als Federbügel ausge­ bildet und gleichmäßig über dem Umfang des Trägerrades 16 verteilt.

Gemäß Fig. 7a wird jeder Federbügel 18 durch 2, fest am Trägerrad 16 befestigte, nebeneinander angeordnete und im wesentlichen in Radialrichtung des Trägerrads 16 verlau­ fende Metalldrahtstücke 18 a, 18 b gebildet, die in ihrem radialen inneren Bereich, dem Schaftabschnitt, parallel zueinander und in ihrem radialen äußeren Bereich, dem Kopfabschnitt, gegensinnig pfeilspitzenförmig gekrümmt verlaufen. Die pfeilspitzenförmige Ausbildung des Federbü­ gelkopfes dient als Werkstückführung beim Aufsetzen der Werkstücke und erlaubt auf diese Weise gewisse Toleranzen während des Aufsetzens, wodurch nur geringe Forderungen an die Genauigkeit einer Zuführ- bzw. Aufsetzvorrichtung zu stellen sind, was den Einsatz mechanisch einfacher Kon­ struktionen erlaubt. Zuführ- bzw. Aufsetzvorrichtungen sind bekannt und werden nicht ausführlicher dargestellt.

Der maximale äußere Durchmesser des Federbügelkopfes ist größer als der Innendurchmesser der Rohrstücke. Beim Auf­ setzen der Rohrstücke werden die Federbügelteile 18 a, 18 b zusammengedrückt, wodurch sich der maximale äußere Durchmesser verringert. Auf diese Weise können die Rohr­ stücke über den Federbügelkopf auf den Federbügelschaft gelangen. Aufgrund der Federeigenschaften kehrt der Feder­ bügel 18 wieder in seine Ausgangslage zurück, d.h. der maximale äußere Durchmesser des Federbügelkopfes ist wie­ der größer als der Innerdurchmesser der Rohrstücke. Auf diese Weise werden die Rohrstücke während des Durchlaufens des Elektrolytbades sicher in ihrer Position gehalten.

Eine weitere Ausführungsform der Federbügel 18 zeigt Fig. 7b. Im wesentlichen entsprechen die Federbügel 18 gemäß Fig. 7b denen aus Fig. 7a. Zur Erhöhung der Federkraft sind die Metalldrahtstücke 18 a, 18 b des Federbügels 18 an ihren Spitzen mittels eines u-schenkel-förmigen Metall­ drahtstückes 18 c verbunden. Beim Zusammendrücken der Federbügel 18 wird nicht nur die Federkraft der seitli­ chen, langen Metalldrahtstücke 18 a, 18 b sondern auch die Federkraft des u-schenkel-förmigen Metalldrahtstückes 18 c aktiviert, wodurch eine erhöhte Federkraft erzeugt wird. Eine erhöhte Federkraft kann auch schwerere Rohrstücke sicher in ihrer Lage halten. Des weiteren ist anzumerken, daß eine Verbindung der Federbügelspitzen ein seitliches Ausweichen eines einzelnen Metalldrahtstückes 18 a bzw. 18 b verhindert, wodurch sowohl die Gesamtfestigkeit als auch die Gebrauchsfähigkeit der Federbügel 18 erhöht wird.

Es bleibt festzustellen, daß die Haltevorrichtungen 18, die die Werkstücke während des Galvanisierungsvorganges an ihrem Platz halten, an die jeweilige Werkstückform ange­ paßt ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Federbügeln beschränkt, sondern es können verschiedenste Vorrichtungen Verwendung finden, die eine sichere Halterung der Werkstücke während des Galvani­ sierungsvorganges gewährleisten.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist innerhalb des Behälters 8 eine elektrische Abschirmung 15 vorgesehen. Die Abschir­ mung 15 ist im Eintauchbereich des Trägerrades 16 angeor­ dnet, d.h. bei einer Drehung des Trägerrades 16 gemäß dem Pfeil D in Fig. 4 ist die Abschirmung 15 auf der rechten Seite angeordnet. Die Abschirmung 15 besteht auf zwei zu dessen halber Höhe und in Längsrichtung des Behälters 8 in etwa bis zur Umfangsfläche des Trägerrades 16. Auf diese Weise sind die auf den Federbügeln 18 befindlichen Werkstücke während der Eintauchphase in das Elektrolytbad elektrisch weitgehend abgeschirmt. Die Werkstücke werden während des Durchlaufens des durch die Abschirmung 15 abgeschirmten Bereichs an die Temperaturen des Elektrolyt­ bades angepaßt, was ein sog. Anbrennen der Werkstücke während des Galvanisierungsvorgangs verhindert und eine gleichmäßige Oberflächenstruktur der Werkstücke zur Folge hat. Bevorzugterweise wird für die Abschirmung ein Kunststoffmaterial verwendet, um eine eventuelle Korrosion und eine eventuelle Galvanisierung der die Abschirmung bildenen Teile zu verhindern.

Im oberen Bereich des Behälters 8 ist ein Abstreifer 13 sowie eine Rutsche 14 vorgesehen, wie den Fig. 1 bzw. 4 zu entnehmen ist. Nachdem die Werkstücke das Elektrolytbad durchlaufen haben, treffen sie in etwa im Scheitelpunkt ihrer Kreisbahn auf einen Abstreifer 13, der aus zwei schiefen Ebenen besteht, die rechts und links des Trä­ gerrades 16 angeordnet sind. Durch die Drehbewegung des Trägerrades 16 und die Zwangsführung durch die als Ab­ streifer dienenden schiefen Ebenen werden die Werkstücke entgegen der Federkraft der Federbügel 18 aus ihrer Lage nach oben bewegt und von den als Haltevorrichtung dienen­ den Federbügeln 18 abgenommen. Die Werkstücke werden dann von der Rutsche 14 einer Spülvorrichtung zugeführt, die später ausführlich beschrieben wird.

Wenn sowohl die Zuführ- bzw. Aufsetzvorrichtung als auch die Abstreif- bzw. Abnehmvorrichtung im Bereich des Schei­ telpunktes des Trägerrades 16 angeordnet werden, ist es möglich, einen großen Teil des Trägerrades 16 in das Elektrolytbad einzutauchen. Dadurch kann die Zeitspanne, die die Werkstücke in das Elektrolytbad eintauchen, ausge­ dehnt werden, was zu einer gleichmäßigen Oberflächenstruk­ tur der behandelnden Werkstücke führt. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, etwa 75% des Trägerradumfanges in das Elektrolytbad einzutauchen, um auf diese Weise die Werk­ stückausschußrate zu minimieren.

Grundsätzlich sind zwei Ausführungen möglich, um den Ka­ thodenanschluß zu bilden. Gemäß Fig. 5a wird eine inter­ ne Stromübertragung vorgesehen, d.h. die Lagerung des Trägerrades 16 dient gleichzeitig als Kathodenanschluß. Hierbei findet die Stromübertragung zwischen den festen und den sich bewegenden Teilen unterhalb des Badspiegels statt und sämtliche stromführenden Teile außer den Halte­ vorrichtungen bzw. Federbügeln 18 sind an ihren äußeren Oberflächen mit einem speziellen Lack überzogen, der eine Galvanisierung an der Mechanik verhindert. Auf diese Weise wird der Stromkreislauf über folgende stromleitenden Teile geschlossen: Von den Anoden 7, über das Elektrolytbad, die Werkstücke, auf die Haltevorrichtungen bzw. Federbügel 18, das Trägerrad 16 und die Lagerwelle 1. Von der Lagerwelle 1 erfolgt die Übertragung auf die Lagerbuchse 2 sowohl über die Lagerwelle 1 direkt als auch über die Druckscheibe 3 und dann über die Lagerbefestigung 5 und die Schiene 9 zu der Spannungsquelle. Die Kontaktflächen zwischen Lagerbuchse 2 und der Lagerwelle 1 bzw. der Druckscheibe 3 sind dabei mit einer dem Elektrolyten ange­ paßten korrosionsbeständigen Schicht,z.B. einem Hartme­ tall, überzogen, um eine geringe Lagerreibung zu gewähr­ leisten.

Gemäß Fig. 5b kann eine externe Stromübertragung vorge­ sehen werden, d.h. die Stromübertragung zwischen den fe­ sten und den sich bewegenden Teilen findet oberhalb des Badspiegels bzw. außerhalb des Behälters 8 statt. Wie auch bei der Lagerung mit interner Stromübertragung sind hier ein Trägerrad 16, eine Lagerbefestigung 5, eine Lagerbuch­ se 2, ein angetriebenes Rad 10, eine Befestigungsmutter 24, eine becherförmige Kappe 17 zur elektrischen Abschir­ mung sowie eine Lagerwelle 1 angeordnet. Zur Unterbrechung der Stromübertragung und Verringerung der Lagerreibung ist zwischen die Lagerwelle 1 und die Lagerbuchse 2 ein zylin­ derförmiger Lagereinsatz 27 aus Kunststoff eingesetzt. Von hinten ist in die Lagerwelle 1 ein Stehbolzen 23 einge­ setzt, auf den eine Druckscheibe 22 aus Kunststoff aufge­ setzt ist, um die Lagerbuchse 2 vollständig von der Strom­ führung abzuschirmen. Die Druckscheibe 22 wird durch die Befestigungsmutter 28 gegen die Lagerbuchse 2 gedrückt. Um die Befestigungsmutter 28 ist zu deren Abschirmung ein Kunststoffring 21 angeordnet. An dem nach hinten weisenden Abschnitt des Stehbolzens 23 ist ein flexibler Stromleiter 20, z.B. ein flexibles Metallkabel, befestigt, das mit einem flexiblen, gegen den Elektrolyt beständigen Kunststoffschlauch 26 überzogen ist, der mittels Schlauch­ schellen 19 befestigt ist. Das Metallkabel 20 führt zu einer außerhalb des Bades bzw. des Behälters 8 liegenden Lagerung 29, die an ihrem oberen Ende mit einem Schleif­ ring 30 versehen ist. Der Schleifring 30 kann z.B. aus Kupfer bestehen und steht mit einem weiteren Schleifring 31 aus Graphit oder ähnlichem über Schleifkontakt in Ver­ bindung. Von dem Schleifring 31 führt ein nicht darge­ stellter Anschluß zu der nicht dargestellten Spannungs­ quelle. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Stromüber­ tragung zwischen den festen und den sich bewegenden Teilen außerhalb des Elektrolytbades stattfindet.

Wenn die Werkstücke nach dem Durchlaufen des Elektrolyt­ bades und der Aufbringung des galvanischen Überzuges mit­ tels des Abstreifers 13 von den Federbügeln bzw. Haltevor­ richtungen 18 heruntergenommen werden, fallen sie in die Rutsche 14. Aufgrund ihres Gewichtes rutschen die Werk­ stücke zur Nachbehandlung direkt in eine Spülvorrichtung 39 gemäß Fig. 8 und 9. Die Spülvorrichtung 39 weist eine Spültrommel 40 mit mehreren, in Reihe angeordneten, mit­ einander verbundenen und um eine gemeinsame Spültrom­ mellängsachse 41 drehbaren Spülzylindern 33 sowie mehrere, unterhalb der Spülzylinder 33 angeordnete, hintereinander liegende und separate Spülkammern 35 auf, in denen die zur Spülung erforderlichen Flüssigkeiten enthalten sind.

Gemäß Fig. 10 sind im inneren der Spülzylinder 33 Förder­ schaufeln 32 angeordnet, um die Werkstücke durch die Spül­ zylinder 33 zu befördern. Jedem Spülzylinder 33 ist eine Spülkammer 35 zugeordnet, in die der Spülzylinder 33 bei einer Drehung eintaucht. Die Wände der Spülzylinder 33 bestehen aus einem durchlässigen Material, z.B. Stahl­ lochblech, und werden mit einem Lack überzogen, der die Korrosion dieser Teile verhindert. Je nach Werkstückgröße kann die Lochweite angepaßt werden. Eine mögliche Oberflä­ chenstruktur der Spülzylinder 33 zeigt Fig. 11. Um die Förderung der Werkstücke durch die Spülzylinder 33 zu verbessern, sind die Spülzylinder 33 exzentrisch zur Spül­ trommellängsachse 41 angeordnet, wobei es wünschenswert erscheint, die Spülzylinder 33 zur Vermeidung von Unwuchten oder anderer, die Drehung der Spültrommel 40 behindernder Effekte gleichmäßig um die Spültrommellängs­ achse 41 versetzt anzuordnen. Bei der Verwendung von 3 Spülzylindern 33, wie es in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, werden diese dann entsprechend jeweils um 120°ver­ setzt angeordnet.

Die Spültrommellängsachse 41 ist drehbar gelagert und wird von einer (nicht dargestellten) Antriebsvorrichtung über einen Keilriemen 37 und eine Keilriemenscheibe 36 ange­ trieben. Bei der Drehung der Spültrommellängsachse 41 werden die Spülzylinder 33 ebenfalls gedreht und tauchen dabei in ihre jeweiligen Spülkammern 35 ein. Dort kommen die in den Spülzylindern 33 befindlichen Werkstücke mit den Spülflüssigkeiten in Berührung und die Spülflüssigkei­ ten durchspülen die Werkstücke. Durch das ständige Wenden der Werkstücke werden diese in hohem Maße gespült. Inner­ halb der Spülkammern 35 können die Spülflüssigkeiten im Gegenstromprinzip zu der Drehbewegungsrichtung der Spül­ trommel 40 strömen, so daß sich die Relativgeschwindigkeit zwischen der jeweiligen Spülflüssigkeit und den Spülzylin­ dern 33 bzw. den darin enthaltenen Werkstücken erhöht, wodurch die Spülwirkung erheblich verbessert wird.

Nachdem die Werkstücke alle Spülzylinder 33 durchlaufen haben, bzw. mit allen in den Spülkammern 35 enthaltenen Spülflüssigkeiten in Berührung gekommen sind, fallen sie in einen Schleuderbehälter 34, der dann zur Trocknung der Werkstücke in eine Zentrifigalschleuder gestellt wird.

Im folgenden wird die Anwendung des Verfahrens zum Auf­ bringen galvanischer Überzüge in einem Elektrolytbad an Hand eines Durchlaufes eines Werkstücks durch die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben.

Es ist eine Tragvorrichtung vorgesehen, die taktweise drehangetrieben wird. Das Werkstück wird der Tragvorrich­ tung entweder manuell oder automatisch während der Ruhe­ phase des Taktes zugeführt und auf eine Haltevorrichtung aufgesetzt, die an der Tragvorrichtung vorgesehen ist. Das Werkstück wird jetzt ebenfalls taktweise bewegt. Es taucht in das Elektrolytbad in einem Bereich ein, der von dem Galvanisierungsprozeß abgeschirmt ist. In dieser Phase erfolgt eine Anpassung der Werkstücktemperatur an die Temperatur des Elektrolytbades, wodurch ein Anbrennen der Werkstücke verhindert wird. Anschließend erfolgt die Auf­ bringung des galvanischen Überzuges im Elektrolytbad. Das Werkstück wird auf einer von der Tragvorrichtung aufge­ zwungenen schleifenförmigen Bahn, bzw. bei Verwendung einer Kreisscheibe als Tragvorrichtung auf einer Kreis­ bahn, bewegt. Die Werkstücke werden selbsttätig von den Haltevorrichtungen mittels eines Abstreifers abgenommen und über eine Rutsche oder ähnliches einer Spültrommel zugeführt. In der Spültrommel durchlaufen die Werkstücke kontinuierlich mehrere Spülzylinder und kommen dabei mit verschiedenen, für die Nachbehandlung erforderlichen Flüs­ sigkeiten in Berührung, ehe sie einer Trocknungsvorrich­ tung zugeführt werden.

Mit Hilfe des Verfahrens ist es möglich, eine große Anzahl an Werkstücken kontinuierlich ohne Zwischenlagerung mit einem Überzug zu versehen und dabei die Ausschußrate ge­ ring zu halten.

Vorstehend sind nur einige Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung erläutert worden. Es liegt jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen ausführbar sind, ohne den Rahmen und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Aufbringen galvanischer Überzüge auf Werk­ stücke in einem Elektrolytbad. In dem Verfahren werden die Werkstücke einer Tragvorrichtung zugeführt, in ihrer Tem­ peratur an die Elektrolytbadtemperatur angepaßt, mit einer Tragvorrichtung in das Elektrolytbad eingetaucht und in diesem auf einer von der Tragvorrichtung aufgezwungenen schleifenförmigen Bahn bewegt. Nach dem Aufbringen des Überzuges sowie dem Auftauchen aus dem Elektrolytbad wer­ den die Werkstücke selbsttätig einer Nachbehandlung, bei der sie kontinuierlich mit den erforderlichen Flüssigkei­ ten gespült werden, sowie anschließend einer Trocknungs­ vorrichtung zugeführt. Eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, weist einen mit einem Elek­ trolytbad gefüllten Behälter, eine bevorzugterweise im wesentlichen kreisförmige Werkstücktragvorrichtung mit radial angeordneten Haltevorrichtungen, ein vorzugsweise takt-angetriebenes Rad, das mit der Tragvorrichtung in Wirkverbindung steht, ein Teil zum selbsttätigen Abnehmen der Werkstücke von den Haltevorrichtungen sowie eine Spül­ trommel auf, in der die Werkstücke kontinuierlich mit den zur Nachbehandlung erforderlichen Spülflüssigkeiten in Berührung kommen. Der Kathodenanschluß kann intern über die Lagerung und die Befestigung der Tragvorrichtung oder extern über ein spezielles flexibles Metallkabel erreicht werden.

Claims (32)

1. Verfahren zum Aufbringen galvanischer Überzüge auf Werkstücke in einem Elektrolytbad, wobei die Werkstücke einer Tragvorrichtung zugeführt, mit dieser in das Elek­ trolytbad eingetaucht, nach dem Aufbringen des Überzuges sowie dem Auftauchen aus dem Elektrolytbad von der Trag­ vorrichtung heruntergenommen und einer Nachbehandlung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werk­ stücke im Elektrolytbad auf einer, von der Tragvorrichtung (16) aufgezwungenen schleifenförmigen Bahn bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke im wesentlichen auf einer Kreisbahn bewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Werkstücke taktweise bewegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke während der Ruhephase des Taktes automa­ tisch auf die Tragvorrichtung (16) aufgesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Werkstücke vor dem Galvanisieren an die Temperatur des Elektrolytbades ange­ paßt wird, um ein Anbrennen der Werkstücke zu verhindern.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwärmen der Werkstücke in der ersten Phase ihres Eintauchens in das Elektrolytbad erfolgt, wobei sie von dem Galvanisierungsprozeß abgeschirmt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke nach dem Auftauchen aus dem Elektrolytbad selbsttätig von der Tragvorrichtung (16) abgenommen und einer Spültrommel (40) zugeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in der Spültrommel (40) kontinuierlich mehrere Spülzylinder (33) durchlaufen, dabei mit verschie­ denen, für die Nachbehandlung erforderlichen Flüssigkeiten in Berührung kommen und anschließend selbsttätig einer Trocknungsvorrichtung (43) zugeführt werden.

9. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1, mit einem Behälter, in dem sich ein Elektrolytbad befindet und der mit als Anode dienenden Elementen versehen ist, sowie einem als Kathode dienenden Stromanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (8) eine Werkstücktragvorrichtung (16) angeordnet ist, die teilweise in das Elektrolytbad eintaucht und in Ümfangs­ richtung mit einer Vielzahl von Haltevorrichtungen (18) versehen ist, mittels derer die mit einem Überzug zu versehenden Werkstücke gehalten werden, und daß im wesent­ lichen parallel zu der Werkstücktragvorrichtung (16) ein drehangetriebenes Rad (10) vorgesehen ist, das mit der Werkstücktragvorrichtung (16) in Wirkverbindung steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Elektrolytbads, in dem die an den Haltevorrichtungen (18) befindlichen Werkstücke in das Bad eintauchen, mit einer elektrischen Abschirmung (15) verse­ hen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Antrieb des Rades (10) eine Takt-An­ triebsvorrichtung dient.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Takt-Antriebsvorrichtung außerhalb des Behälters (8) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktragvorrichtung (16) ein Trägerrad ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekenn­ zeichnet durch eine Werkstückzuführvorrichtung, die die mit einem Überzug zu versehenden Werkstücke während der Ruhephase des Taktes automatisch auf die Haltevorrich­ tungen (18) des Trägerrades (16) aufsetzt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekenn­ zeichnet durch einen Abstreifer (13), der die Werkstücke nach dem Auftauchen aus dem Elektrolytbad im oberen Be­ reich des Behälters (8) selbsttätig von den Haltevorricht­ ungen (18) abnimmt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtungen (18) an der Umfangsfläche des Trägerrades (16) in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltevorrichtungen (18) Federbügel dienen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Federbügel (18) aus zwei nebeneinander angeor­ dneten, im wesentlichen in Radialrichtung des Trägerrades (16) verlaufenden Metalldrahtstücken (18 a, 18 b) besteht, die in ihrem radial inneren Bereich parallel zueinander und in ihrem radial äußeren Bereich gegensinnig pfeil­ spitzenförmig gekrümmt verlaufen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrahtstücke (18 a, 18 b) der Federbügel (18) an ihren Spitzen mittels eines U-schenkel-förmigen Metall­ drahtstückes (18 c) verbunden sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrad (16) mit etwa 75% seines Umfanges in das Elektrolytbad eintaucht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschirmung (15) zu beiden Seiten des Trägerrades (16) angeordnet ist, sich von der Oberkante des Behälters (8) bis etwa zu dessen halber Höhe erstreckt und im wesentlichen parallel zu dem Trägerrad (16) verläuft.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die elektrische Abschirmung (15) abgeschirmte Bereich einen Vorwärmbereich für die Werkstücke bildet.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrad (16) zusammen mit seiner Lagerung und seinen Anbauteilen um ein Lager (6) aus dem Behälter (8) herausgeschwenkt werden kann.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß von den Federbü­ geln (18), dem Trägerrad (16), der Trägerradlagerung, der Lagerbefestigung (5) und dem Längsträger (9) gebildet wird.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß von den Federbü­ geln (18), dem Trägerrad (16), der Trägerradlagerung, einem Stehbolzen (23) sowie einem daran angebrachten fle­ xiblen, ummantelten Metallkabel (20), für das außerhalb des Elektrolytbades ein Stromanschluß vorgesehen ist, gebildet wird.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanschluß außerhalb des Elektrolytbades über den Kontakt zweier drehbar und konzentrisch zueinander angeordneter Schleifringe (30, 31) erzielt wird.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Lagerreibung ausgesetzten Oberflächen mit einer, an den Elektrolyt angepaßten Schicht, z. B. Hartmetall, überzogen sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche stromführenden Teile außer den Haltevorrichtungen (18) mit einem, die Galvanisierung verhindernden Lack überzogen sind.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachbehandlung oberflächenveredel­ ter Teile eine Spültrommel (40) vorgesehen ist, die meh­ rere in Reihe angeordnete, miteinander verbundene und um eine gemeinsame Spültrommellängsachse (41) drehbare Spül­ zylinder (33) und mehrere unterhalb der Spülzylinder (33) angeordnete, hintereinanderliegende, separate Spülkammern (35) aufweist, in denen Spülflüssigkeiten enthalten sind, wobei jedem Spülzylinder (33) eine Spülkammer (35) zugeor­ dnet ist, in die der Spülzylinder (33) bei einer Drehung abschnittsweise eintaucht, sowie im Inneren der Spülzylin­ der (33) Förderschaufeln (32) angeordnet sind, die die Werkstücke durch die Spülzylinder (33) fördern.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülzylinder (33) exzentrisch zur Spültrommel­ längsachse (41) angeordnet sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spülzylinder (33) gleichmäßig um die Spültrommellängsachse (41) versetzt angeordnet sind.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeiten im Ge­ genstromprinzip zu der Drehbewegungsrichtung der Spültrom­ mel (40) durch die Spülkammern (35) strömen.