DE3822726C2 - - Google Patents
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- C25D17/16—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk
- C25D17/18—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk having closed containers
- C25D17/20—Horizontal barrels
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trommel
galvanisieren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 20 31 264 bekannt und
dient zum Ausbilden einer Schicht an Oberflächen von Gegenständen,
die aus Keramikmaterialien, wie etwa Zinkoxid, zur Herstellung von
Transistoren, Kondensatoren oder anderen elektrischen Bauteilen gebildet
sind, welche beispielsweise auf gedruckten Schaltungen angeordnet
sind.
Diese bekannte Vorrichtung weist eine rotierende, polygonale Trommel
auf, die zwischen zwei ortsfesten vertikalen Platten angeordnet
ist und die zur Aufnahme der zu beschichtenden Gegenstände dient.
Im Inneren der Trommel ist eine zu dieser axiale Trommelelektrode
angeordnet, an der elektrisch leitende Stangen angebracht sind, deren
Enden Bewegungs-Rundkörper tragen, die zwischen die durch die
Drehung der Trommel ständig umgewälzten Gegenstände eintauchen und
bei der bekannten Vorrichtung jeweils den gleichen Abstand zur
Trommel-Innenwand aufweisen sollen.
Die Beschichtung der Gegenstände erfolgt bei dieser bekannten Vorrichtung
jedoch nicht gleichförmig genug und nicht immer fehlerfrei.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung
dahingehend weiterzubilden, daß die zu beschichtenden Gegenstände
gleichförmiger und fehlerfreier beschichtet werden können, als dies
bisher der Fall war.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Hierbei sind die Bewegungs-Rundkörper längs einer gedachten Parabel
angeordnet, so daß sie nicht, wie bei der bekannten Vorrichtung,
jeweils den gleichen Abstand zur Wand der Trommel aufweisen, sondern
in deren mittlerem Bereich einen größeren Abstand als in deren
Endbereichen. Hierdurch wird die Beschichtung mit gleichförmiger
Dicke erreicht, und Haftungsfehler werden vermieden.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben,
wobei sich aus der Beschreibung weitere Ziele der vor
liegenden Erfindung ergeben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer horizontalen
Trommelgalvanisierungs-Vorrichtung der
teilweise eintauchenden Bauart;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Galvanisierungs
vorrichtung;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie
III-III von Fig. 1;
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Bereichs der
Galvanisierungsvorrichtung entlang der
Linie IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Ver
deutlichung der Bewegungszustände;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines ersten Aus
führungsbeispiels einer Bewegungskugel;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines weiteren Aus
führungsbeispiels einer Bewegungskugel;
und
Fig. 8 eine Seitenansicht eines weiteren Aus
führungsbeispiels einer Bewegungskugel.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen horizontalen Trommelgalvanisierungs-
Vorrichtung der teilweise eintauchenden Bauart darge
stellt, welche ein Paar von vertikalen Platten 1 und 2
aufweist, welche in geeigneter Weise voneinander beab
standet sind, sowie mehrere Streben 3, welche die beiden
vertikalen Platten 1 und 2 verbinden, und zwar an einer
mittleren oberen Stelle und an deren bodenseitigen
Ecken.
Die vertikalen Platten 1 und 2 lagern drehbar eine
hexagonale, hohle Trommel 4, welche sich zwischen den
unteren Bereichen der Platten erstreckt. Oberhalb der
Trommel 4 ist ein Motorsockel 6 vorgesehen, welcher sich
in horizontaler Richtung erstreckt und von den vertika
len Platten 1 und 2 über Lagerbolzen 5 gehaltert wird.
Der Motorsockel 6 lagert einen Gleichstrom-Getriebemotor
7, welcher eine nicht dargestellte Geschwindigkeitsrege
lung aufweist. Dieser Motor 7 umfaßt eine drehbare Welle
8, welche ein Antriebszahnrad 9 trägt.
Das Antriebszahnrad 9 ist über zwei freilaufende Zahn
räder 11 und 12, die an der einen vertikalen Platte 1
gelagert sind, mit einem Zahnkranz 10 in Eingriff,
welcher fest am Umfang einer Endplatte 13 der Trommel 4
angeordnet ist. Somit kann der Gleichstrom-Getriebe
motor 7 über die Zahnräder 9, 11, 12 und 10 die Trommel
4 antreiben, wodurch die Trommel 4 sich in einer Galvani
sierlösung A in Richtung des Pfeiles f gemäß den Fig. 1
und 4 dreht.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, weist die Trommel 4
eine rohrförmige Trommelwandung 15 auf, welche sich
zwischen gegenüberliegenden Endplatten 13 und 14 er
streckt. Die Trommelwandung 15 umfaßt mehrere Querträger
16, welche sich entlang der Kanten der hexagonalen
Trommel 4 erstrecken, sowie eine poröse Platte 17,
welche eine geeignete Maschenweite aufweist, um ein Ein
fließen und ein Ausfließen der Galvanisierlösung A in
die Trommel und aus der Trommel 4 zu ermöglichen. Die
Trommelwandung 15 umfaßt einen an einer Seite von dieser
entfernbar gelagerten Deckel zur Einführung der zu gal
vanisierenden Gegenstände. Dieser entfernbare Deckel ist
aus dem Stand der Technik bekannt und wurde deshalb in
den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Trommel 4 ist mittels Lagern 18 an dem Paar von
vertikalen Platten 1 und 2 gelagert und wird an ihrem
axialen Mittelbereich von einer Trommelelektrode 20
durchdrungen, welche aus Messing gefertigt ist und mit
einer Beschichtung 19 abgedeckt ist, beispielsweise
einer wärmebeständigen Vinylchlorid-Röhre. Die Trommel
elektrode 20 ist an ihren gegenüberliegenden Enden
mittels der vertikalen Platten 1 und 2 gelagert und
mittels Muttern 21 gegen Drehung gesichert.
Eine negative Elektrode 22 ist an der Rückseite der
anderen vertikalenPlatte 2 angebracht. Diese negative
Elektrode 22 ist an ihrem unteren Ende mit der Trommel
elektrode 20 elektrisch verbunden und durch eine
Isolierabdeckung 23 abgedeckt.
Das Ende der Trommelelektrode 20, welches an der linken
Seite (gemäß Fig. 2 und 3) nach außen über die vertikale
Platte 1 vorsteht, ist durch eine Isolierkappe 24, wel
che aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial ge
fertigt ist, abgedeckt.
Die Trommelelektrode 20 trägt nichtdrehbare Bewegungsele
mente 25 zur Bewegung der Gegenstände während der Gal
vanisierbehandlung. Die Bewegungselemente 25 umfassen
Bewegungskugeln 31, welche nachfolgend im einzelnen be
schrieben werden und welche gegen wärmebeständige Kunst
stoffkugeln zur Durchführung eines stromlosen Galvani
sierungsvorganges austauschbar sind. Während der
Elektrogalvanisierung haben die Bewegungselemente 25
sowohl eine elektrifizierende, als auch eine bewegende
Funktion.
Wie im einzelnen in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist,
umfassen die Bewegungselemente 25 leitende Messing
stangen 26 bis 29 unterschiedlicher Länge, welche sich
von der Trommelelektrode 20 aus in die Galvanisierlösung
A erstrecken. Diese leitenden Stangen 26 bis 29 sind mit
einem Überzug 30, beispielsweise einer wärmebeständigen
Vinylchlorid-Röhre überzogen. Jede der leitenden Stangen
26 bis 29 bildet an ihrem unteren Ende eine Gewindeaus
nehmung 32 aus, an welcher mittels einer Schraube 31 a
die aus Messing gefertigte Bewegungskugel 31 fest befe
stigt ist. Die Bewegungskugeln 31 bewirken eine nega
tive Aufladung der Gegenstände zum Zeitpunkt der Elek
trogalvanisierung.
Es werden, mit anderen Worten, Messingkugeln als Bewegungs
kugeln 31 für einen Elektrogalvanisiervorgang und wärmebe
ständige Kunststoffkugeln für einen stromlosen Galvanisier
vorgang verwendet. Diese Anordnung ermöglicht es, daß mit
einer einzigen Trommelgalvanisier-Vorrichtung sowohl ein
Elektrogalvanisiervorgang, als auch ein stromloser Galvani
siervorgang durchgeführt werden kann. Wenn hierin von "Ku
geln" die Rede ist, so sollen auch von der strengen Kugel
form abweichende geometische Formen, wie z. B. solche mit
Zwiebelform, Birnenform, Eiform und dergleichen mit umfaßt
sein.
Wie in Fig. 6 dargestellt, weist jede der Bewegungskugeln 31
ein Verhältnis von Durchmesser a zur Länge b auf, welches in
einem Bereich von 1 : 1,5 bis 1 : 2 liegt, und ist mit einer
länglichen, annähernd umgekehrten Zwiebelgestalt versehen.
Die Bewegungskugeln 31 haben, bezogen auf Fig. 5, untere
Enden, welche jeweils vom Boden der Trommel einen Abstand
L 1, L 2, L 3 und L 4 aufweisen. Die Bewegungskugeln 31 an ge
genüberliegenden Endbereichen in axialer Richtung der Trom
melelektrode 20 sind in einem Abstand von l 1 von den jewei
ligen vertikalen Platten 1 und 2 angeordnet, wobei zueinan
der benachbarte Bewegungskugeln 31 jeweils einen Abstand l 2
aufweisen. Das führt zu dem Ergebnis, daß die Bewegungsku
geln 31 auf einer imaginären Parabel angeordnet sind.
Wie weiterhin in Fig. 4 dargestellt, sind die leitenden
Stangen 26 bis 29 in der Richtung der Trommeldrehung ge
neigt, so daß eine Achse d jeder leitenden Stange und jeder
Bewegungskugel sich in einem Winkel R zu einem Lot c er
strecken, welches sich von dem Zentrum der Trommelelektrode
20 aus erstreckt.
Im folgenden wird der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung
näher erläutert.
Beim Galvanisieren von keramischen Gegenständen, bei
spielsweise aus Zirkonoxid, werden diese Gegenstände
vorher einer stromlosen Galvanisierung unterworfen, um
eine Nickelschicht von ungefähr 0,2 µ auf den Oberflä
chen des Gegenstandes auszubilden. Anschließend werden
mehrere, mit einer Nickelschicht versehene Gegenstände
in der hohlen Trommel 4 angeordnet, und zwar in einer
Menge, welche 50 bis 55% der Trommelkapazität ent
spricht.
Die Trommel, welche die Gegenstände enthält, wird auf
eine ausreichende Tiefe in die Galvanisierlösung A
eingetaucht, so wie dies in den Fig. 1 und 4 darge
stellt ist. In diesem Zustand wird die Trommel 4 durch
den Gleichstrom-Getriebemotor 7 angetrieben, um sich mit
einer Drehgeschwindigkeit von 16 bis 18 min-1, bevorzug
terweise 17 min-1 zu drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird die
negative Elektrode 22 negativ geladen, gleichzeitig wird
eine nicht dargestellte positive Elektrode oder Anode,
welche außerhalb der Trommel 4 angeordnet ist, positiv
geladen. Daraufhin kristallisiert ein metallischer Be
standteil der Galvanisierlösung A, welche eine Lösung
von Metallsalzen enthält, aus der Lösung über eine
elektrolytische Reaktion, wobei die negativ geladenen
Gegenstandsoberflächen über eine Kathodenreaktion gal
vanisiert werden.
Während des oben beschriebenen Galvanisiervorganges
werden die Gegenstände in der hohlen Trommel 4 positiv
durch die mehreren Bewegungskugeln 31 der nichtdreh
baren Bewegungselemente 25 bewegt. Die Gegenstände
werden durch diese positive Bewegung in Verbindung mit
einer durch die Drehung der Trommel 4 hervorgerufenen
Bewegung in wirkungsvoller Weise bewegt.
Die vorgenannten Werte L 1, L 2, L 3, L 4, l 1, l 2, a, b und R
und die Größe der Trommelbewegungen können beispielsweise
wie folgt festgelegt werden:
L 1 = 15, L 2 = 35 bis 40, L 3 = 65, L 4 = 85,
l 1 = 25, l 2 = 35 bis 50, a = 15 bis 20,
b = 1,5a bis 2a (jeweils in mm)
R = 5 bis 20°
wobei R bei kleineren Gegenständen
kleiner gewählt wird; und
Drehgeschwindigkeit der Trommel 16 bis 18 min-1.
l 1 = 25, l 2 = 35 bis 50, a = 15 bis 20,
b = 1,5a bis 2a (jeweils in mm)
R = 5 bis 20°
wobei R bei kleineren Gegenständen
kleiner gewählt wird; und
Drehgeschwindigkeit der Trommel 16 bis 18 min-1.
Bei Verwendung der obengenannten Werte wurde ein ausreichen
der Bewegungseffekt erzielt, so wie dies in Fig. 5 darge
stellt ist, wobei die Gegenstände sich entlang einer parabo
lischen Bewegungsbahn α und in Richtungen, welche durch die
Pfeife e angedeutet sind, bewegen.
Wenn ein Bewegungsvorgang mit einer Trommel-Drehgeschwindig
keit ausgeführt wird, welche außerhalb des Bereiches von 16
bis 18 min-1 liegt, der Winkel R auf einen Wert größer 20°
festgelegt wird und das Verhältnis zwischen Durchmesser a
und Länge b der Bewegungskugeln 31 außerhalb des Bereiches
von 1 : 1,5 bis 1 : 2 liegt, bewegen sich die Gegenstände längs
einer unregelmäßigen Bewegungskurve β, so wie dies in Fig. 5
durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist.
Es gibt keine theoretische Erklärung für das Erreichen der
vorgenannten Bewegungsbahn a, es wird jedoch vermutet, daß
der hervorragende Bewegungseffekt sich aus der Zusammenwir
kung der verschiedenen Werte ergibt, wenn diese wie oben
beschrieben eingestellt werden.
Da die Gegenstände durch die Bewegungselemente 25 voll
ständig bewegt werden, werden die Gegenstände mit einem
Überzug gleichmäßiger Dicke und zuverlässiger Haftung
beschichtet oder überzogen.
Weiterhin ist es möglich, bei Gegenständen aus Keramik
materialien, beispielsweise Zirkonoxid, eine nicht
magnetische Galvanisierung oder Beschichtung vorzuneh
men.
Der oben beschriebene Bewegungseffekt ist nicht auf die
Elektrogalvanisierung beschränkt, sondern kann auch bei
einer stromlosen Galvanisierung erzielt werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der
Bewegungskugeln 31. Die Bewegungskugel 31′ gemäß Fig. 7
weist einen elliptischen Querschnitt auf. Derselbe vor
teilhafte Effekt kann mit einer Bewegungskugel 31′′ gemäß
Fig. 8 erzeugt werden, welche einen elliptischen Quer
schnitt mit einem etwas angespitzten Endbereich auf
weist.
Selbstverständlich wird bei der Nickelbeschichtung oder
Nickelgalvanisierung eine Nickelelektrode als positive
Elektrode verwendet, ebenso wie eine Kupferelektrode bei
der Kupferbeschichtung und eine Platin-Titan-Elektrode
bei der Goldbeschichtung. Die Galvanisierlösung sollte
ebenfalls eine Lösung eines Metallsalzes umfassen,
welches gemäß der Art der Beschichtung ausgewählt ist.
Der Begriff "Bewegungseinrichtung", welcher in den An
sprüchen gewählt wurde, entspricht den in den vorigen
Ausführungsbeispielen beschriebenen Bewegungselementen
25. Der Ausdruck "galvanisierend zu behandelnde Gegen
stände"bezieht sich auf elektronische Bauteile zur Be
festigung auf gedruckten Schaltkreisen oder ähnliche
kleine Elemente.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das gezeigte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist,
obwohl die Galvanisiervorrichtung im Hinblick auf die
Behandlung von Keramikgegenständen beschrieben wurde,
die Vorrichtung selbstverständlich auch verwendbar zur
Galvanisierung verschiedenartigster kleiner Gegenstände
oder Teile aus Metall, Kunststoff und anderen Materia
lien, um an deren Oberflächen entsprechende Beschichtun
gen auszubilden.
Wegen der mehrseitigen Ausgestaltung gewährleistet die
hexagonale hohle Trommel 4 die negative Bewegung bei
jeder ihrer Drehung, um einen kombinierten Effekt mit
der positiven Bewegung durch die Bewegungselemente 25
hervorzurufen. Die Trommel 4 ist jedoch nicht auf die
hexagonale Ausgestaltung beschränkt, sondern kann auch
andere polygonale Ausgestaltungen umfassen. Die Maschen
form der porösen Platte 17 kann quadratisch, rund oder
in anderer Gestalt ausgebildet sein. Die Endplatten 13
und 14 können natürlich ebenfalls poröse Bereiche um
fassen, um eine Strömung der Galvanisierlösung in die
Trommel 4 und aus dieser heraus zu ermöglichen.
Der Gleichstrom-Getriebemotor 7, welcher als Antriebs
einheit zur Drehung der Trommel 4 verwendet wird, weist
den Vorteil auf, daß er relativ klein ist und trotzdem
ein ausreichendes Drehmoment abgibt.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Trommelgalvanisieren, mit den folgenden Merkmalen:
- - mit einem Paar vertikaler Platten, die in gegenseitigem Abstand angeordnet sind,
- - eine hohle, bevorzugt polygonale Trommel, die drehbar und bevorzugt durch einen Getriebemotor antreibbar zwischen den Platten gelagert ist, und
- - eine von der Trommel eingeschlossene, nichtdrehbare Bewegungseinrichtung
zur Bewegung galvanisch zu behandelnder Gegenstände, mit
- - einer in der Trommel angeordneten, bevorzugt zu dieser axialen Trommelelektrode,
- - an dieser angebrachten, leitenden, bevorzugt in Drehrichtung der Trommel um einen Winkel zur Vertikalen geneigten Stangen, und
- 3- einem Bewegungs-Rundkörper an jeweils einem freien Ende einer jeden Stange,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungs-Rundkörper
(31) längs einer gedachten Parabel so angeordnet sind, daß sie
im mittleren Bereich der hohlen Trommel (4) weiter von deren Boden
entfernt sind als an deren Endbereichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Winkel in einem Bereich von 5° bis 20° liegt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder der Bewegungs-Rundkörper (31) die Form einer
umgekehrten Zwiebel aufweist,
und daß das Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge in
einem Bereich von 1 : 1,5 und 1 : 2 liegt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Bewegungs-Rundkörper (31) aus Metall für das Elektrogalvanisieren
gegen wärmebeständige Bewegungs-Rundkörper aus Kunststoff
zum stromlosen Galvanisieren austauschbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die hohle Trommel durch einen Gleichstrommotors und
bevorzugt mit einer Drehzahl von 16 bis 18 min-1 antreibbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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