DE4018649A1 - METHOD AND DEVICES FOR ELECTROLYTIC ZINCING - Google Patents
METHOD AND DEVICES FOR ELECTROLYTIC ZINCINGInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und sind zugehörige Vorrichtungen zum elektrolytischen Ab scheiden festhaftender und deckender Überzüge von metal lischem Zink auf Metallen, insbesondere auf Eisen oder auf Zink und auf verzinktem Eisen, hier kurz Verzinken genannt. Die erzeugte Verzinkung auf Eisen dient haupt sächlich und besonders lackiert dem Korrosionsschutz gegen atmosphärische Einflüsse. Das Verzinken schließt nach folgend die Abscheidung aus und von unreinem oder legier tem Zink ein.The subject of the present invention is a method and are associated apparatus for electrolytic Ab Separate adherent and opaque coatings of metal metallic zinc, in particular iron or on zinc and on galvanized iron, in this case galvanizing called. The galvanizing produced on iron is mainly neuter and especially painted the corrosion protection against atmospheric influences. Galvanizing closes following the deposition and impure or alloy zinc.
Es sind zahlreiche Rezepturen für die wäßrigen Elektro lytlösungen, hier kurz Elektrolyse genannt, bekannt, die als Bad dienen, in das die negativ gepolten, zu verzin kenden Gegenstände und die positiv gepolten Elektroden aus Zink eintauchen. Vorgeschlagen wurden für ein bad freies Verzinken von Hand geführte Elektroden, sogenannte Handelektroden, bei denen Bürsten, Schwämme, Filze und pastenbildende Mittel als Träger für den wäßrigen Elek trolyten dienen. Allen bekanntgewordenen Elektrolyten ist gemeinsam die Verwendung nicht flüchtiger Säuren oder der nichtflüchtigen Alkalibasen und von elektrolytisch beson ders gut leitenden Salzen, sogenannten Leitsalzen. Der Tendenz des Zinks nur nadeligen Abscheidung (Dendrite) wird durch die besondere Rezeptur (stoffliche Zusammenset zung aus vielen Komponenten, Abstand und Flächenverhält nis der Elektroden, elektrische Spannung und Stromdichte, Säurestärke, Temperatur usw.) und die Bewegung des Bades beziehungsweise der Elektroden, beim badfreien Verzinken durch reibende Bewegung der Handelektroden (sogenannte Reibeelektroden) auf der zu verzinkenden Fläche, entge gengewirkt.There are numerous formulations for the aqueous electro lytlösungen, here briefly called electrolysis, known, the serve as a bath, in which the negatively poled, verzin kenden objects and the positively polarized electrodes dip in zinc. Suggested for a bath free galvanizing by hand guided electrodes, so-called Hand electrodes in which brushes, sponges, felts and paste-forming agents as carriers for the aqueous elec serve trolytes. Allen has become known electrolyte together the use of non-volatile acids or the non-volatile alkali metal bases and of electrolytically special these are well-conductive salts, so-called conductive salts. The Tendency of zinc only needle-like deposition (dendrites) is due to the special recipe (material composition tion of many components, distance and area behavior of the electrodes, voltage and current density, Acidity, temperature, etc.) and the movement of the bath or the electrodes, during bath-free galvanizing by rubbing movement of the hand electrodes (so-called Frictional electrodes) on the surface to be galvanized, entge counteracted.
Für die Reparatur von Schadstellen auf verzinkten oder lackierten Eisenblechen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, sind derartige Elektrolyte und Handelektroden empfohlen worden. Dabei greifen die stark sauren oder alkalischen Elektrolyte noch vorhandene Verzinkung schnell an und führen ebenso wie schon kleinste Reste der Salze zur Rost bildung an ungeschützten Stellen, wohin der Elektrolyt unkontrolliert abläuft. Ferner sind die bekannten Hand elektroden nicht für jede Flächenkontur und Raumlage und nicht für Engstellen geeignet, sie verletzen mechanisch die Lackierung in der Umgebung der Reparaturstelle und dezimieren die erzeugten Verzinkungen. Außerdem greifen die Elektrolyte die Zinkelektrode im stromlosen Zustand an.For the repair of damaged areas on galvanized or painted iron sheets, in particular on motor vehicles, such electrolytes and hand electrodes are recommended Service. The strong acid or alkaline attack Electrolytes still existing galvanizing quickly and lead as well as even the smallest remnants of the salts to rust education in unprotected places, where the electrolyte runs out of control. Furthermore, the well-known hand Electrodes not for every surface contour and spatial position and not suitable for bottlenecks, they mechanically injure the paint in the vicinity of the repair and Decimate the galvanizing produced. Also grab the electrolytes the zinc electrode in the de-energized state on.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen korro sionsfreien Elektrolyten zu finden. Insbesondere soll für Reparaturzwecke ein badfreies Grundierungsverzinken ge funden werden, das die vorgenannten Übelstände nicht aufweist. Als ganz spezielle Aufgabe, die bisher noch nicht gestellt worden ist, soll ein Reparaturverzinken an solchen Eisenteilen ermöglicht werden, die an Beton oder Mauerwerk grenzen. Dafür sind die bekannten Elektrolyte gänzlich ungeeignet, weil sie Beton oder Mauermörtel zerstören und von diesen aufgesogen werden, so daß ein nicht entfernbares Reservoir rostbildender Salze ent stünde.Object of the present invention is to provide a korro sion-free electrolytes. In particular, should be for Repair purposes a bath-free primer galvanizing ge that will not find the aforementioned evils having. As a very special task, which so far has not been asked, should be a repair galvanizing Such iron parts are made possible on concrete or Borders border. For this are the known electrolytes completely unsuitable because they are concrete or masonry mortar destroy and be absorbed by them so that one non-removable reservoir of rust-forming salts ent would.
Es wurde nun gefunden, daß eine wäßrige Lösung von Ammoniak, sogenannter Salmiakgeist, als Elektrolyt bei Verwendung von Zink als positiv gepolter Elektrode, kurz Positiver genannt, geeignet ist und die geschilder ten Übelstände überwunden werden können.It has now been found that an aqueous solution of Ammonia, so-called Salmiakgeist, as an electrolyte at Use of zinc as positively polarized electrode, short positive, suitable and the signs ten evils can be overcome.
Stellt man erfindungsgemäß bei z. B. 15°C im Bad aus 10%igem wäßrigem Ammoniak einer lotrechten Eisendrahtne gativen von 3 mm Durchmesser im Abstand von 2 mm parallel eine Zinkdrahtpositive aus einem Paar Drähten von je 3 mm Durchmesser gegenüber und elektrolysiert bei zirka 1 Volt mit 6 mA entsprechend einer elektrischen Stromdichte von 0,3 A/dm² Zinklängsschnittfläche, so wird nach einer An laufzeit von wenigen Sekunden, die mit einer deutlichen Wasserstoffentwicklung an der Negativen verbunden ist, eine hellgraue Verzinkung an der Negativen gebildet. Dabei ist die große Gleichmäßigkeit und die große Streu ung der Abscheidung, die auch zur Verzinkung der Rücksei te der Negativen in wenigen Minuten führt, beeindruckend. Allerdings tritt dann nach insgesamt zirka 15 Minuten Polarisierung mit Stromstillstand ein, die durch Erhöhung der Spannung auf 2 V behoben werden kann.If, according to the invention, z. B. 15 ° C in the bathroom 10% aqueous ammonia of a vertical iron wire 3 mm diameter at a distance of 2 mm parallel a zinc wire positive from a pair of wires of 3 mm each Diameter opposite and electrolyzed at about 1 volt with 6 mA corresponding to an electric current density of 0.3 A / dm² zinc longitudinal cutting surface, so after an An Running time of a few seconds, with a clear Hydrogen evolution is connected to the negatives, a light gray zinc plating formed on the negatives. Here is the great uniformity and the big litter the deposition, which is also used for galvanizing the Rücksei te negatives in a few minutes leads, impressive. However, then occurs after a total of about 15 minutes Polarization with current standstill by increasing the voltage can be corrected to 2V.
Bei der erfindungsgemäßen Elektrolyse geht Zink von der Positiven in Lösung und scheidet sich auf der Negativen ab. In der Lösung liegen nach Stromdurchgang die an sich bekannten Zinkamminohydroxide Zn(NH₃)n(OH)₂ mit n=4 oder 6 vor. Statt mit reinem wäßrigen Ammoniak zu starten, kann man dementsprechend auch mit bereits benutztem Elek trolyten beginnen. Eine weitere Möglichkeit ist es demge mäß, bereits vor oder auch während des elektrolytischen Verzinkens Zinkamminohydroxide zuzumischen. Statt dessen kann man auch einfach feinteiliges Zinkoxid, z. B. Zink weiß, oder salzfreies Zinkhydroxid zugeben, da sich diese Verbindungen in wäßrigem Ammoniak mäßig unter Bildung der Zinkammoniumhydroxide langsam lösen. Auch pulverförmiges Zink kann zugemischt werden, da es mit wäßrigem Ammoniak unter Wasserstoffentwicklung ebenfalls zu Zinkamminohy droxiden reagiert.In the electrolysis of the invention, zinc goes from the positive into solution and precipitates on the negative. In the solution are after passage of the current known Zinkamminohydroxide Zn (NH₃) n (OH) ₂ with n = 4 or 6 before. Instead of starting with pure aqueous ammonia, one can accordingly start trolyten with already used Elek. Another possibility is it according to mix in before or during the electrolytic galvanizing Zinkamminohydroxide. Instead, you can also just finely divided zinc oxide, z. As zinc white, or salt-free zinc hydroxide, since these compounds slowly dissolve in aqueous ammonia moderately to form the zinc ammonium hydroxide. Powdered zinc can also be mixed, since it also reacts with aqueous ammonia with the evolution of hydrogen to give zinc aminophy droxides.
Eine weitere Möglichkeit, den Elektrolyten mit Zink amminohydroxiden anzureichern, besteht erfindungsgemäß in einer vorherigen Elektrolyse der wäßrigen Ammoniaklö sung zwischen Zinkelektroden bei möglichst großer Strom dichte, die eine große Wasserstoffentwicklung an der Ne gativen mit sich bringt, und einer wiederholten Umpolung der Elektroden. In jeder Periode geht infolge der gleich zeitigen Wasserstoffbildung mehr Zink in Lösung, als sich abscheidet.Another way, the electrolyte with zinc To enrich amino hydroxides, according to the invention in a previous electrolysis of the aqueous Ammoniaklö solution between zinc electrodes with the largest possible current density, which is a major hydrogen evolution on the Ne gatives, and a repeated reversal of polarity the electrodes. In each period as a result of the same goes generate more zinc in solution than hydrogen itself separates.
Schließlich kann der erfindungsgemäße Elektrolyt auch durch Reaktion von Zinknitrid mit Wasser oder wäßrigem Ammoniak hergestellt werden.Finally, the electrolyte according to the invention can also by reaction of zinc nitride with water or aqueous Ammonia are produced.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine Leitsal ze und keine Alkalibasen. Selbstverständlich sind Spuren von Ammoniumcarbonat oder anderer Reaktionsprodukte von wäßrigem Ammoniak mit dem Kohlendioxid der Luft nicht als Leitsalzgehalt anzusprechen.The process of the invention requires no Leitsal ze and no alkali bases. Of course, there are traces of ammonium carbonate or other reaction products of aqueous ammonia with the carbon dioxide of the air not as To address conductive salt content.
Übrigens kann das oben genannte salzfreie Zinkhydroxid durch mühseliges Waschen von aus Zinksalzlösung, gefäll tem Zinkhydroxid nur annähernd hergestellt werden. Die Löslichkeit desselben in wäßrigen Ammoniak nimmt mit dem Salzrestgehalt zu. Incidentally, the above-mentioned salt-free zinc hydroxide through laborious washing of zinc salt solution, precipitate zinc hydroxide only approximate. The Solubility of the same in aqueous ammonia increases with the Residual salt content too.
Der erfindungsgemäße Elektrolyt kann darin lösliche Zinkphosphate enthalten, die zugesetzt werden oder aus einer Beschichtung der zu verzinkenden Eisenwerkstoffe mit Zinkphosphaten stammen. Zinkphosphat ist kein Salz, das zu Korrosionen führt, sondern ist als Korrosions schutzpigment bekannt.The electrolyte according to the invention can be soluble therein Contain zinc phosphates, which are added or from a coating of the galvanized iron materials come with zinc phosphates. Zinc phosphate is not a salt, which leads to corrosion, but is called corrosion protective pigment known.
Die genannten Zuschlagstoffe erhöhen sämtlich die elek trolytische Leitfähigkeit des wäßrigen Ammoniaks und ermöglichen unter sonst gleichen Umständen höhere Strom dichten. Zinkphosphat ist im wäßrigen Ammoniak stärker löslich und kann die Viskosität des Elektrolyten be deutend erhöhen.The above aggregates all increase the elek trolytic conductivity of aqueous ammonia and allow higher electricity under otherwise identical circumstances tight. Zinc phosphate is stronger in aqueous ammonia soluble and may be the viscosity of the electrolyte be increase significantly.
Die Zumischung des Zinkoxids und/oder Zinkhydroxids kann bis zur Pastenbildung gehen, um insbesondere ein Abfließen des Elektrolyten von der Schadstelle beim badfreien Verzinken zu verhindern.The admixture of the zinc oxide and / or zinc hydroxide can go to paste making, in particular one Leakage of the electrolyte from the damaged area to prevent bad galvanizing.
Zur Erhöhung der elektrolytischen Lösungsgeschwindig keit des positiv gepolten Zinks wird erfindungsgemäß Zink in körniger Form, insbesondere aus dem Schmelzfluß erzeugter rundlicher Granalien oder in Form einer Viel zahl kleiner Drahtabschnitte, eingesetzt. Körner aus Feinzink (99,99% Zn), die größer als 0,5 mm sind, werden bei Raumtemperatur oder darunter von wäßrigem Ammoniak nicht nennenswert angegriffen, solange kein elektrischer Außenstrom fließt. Diese Formen des Zinks ermöglichen die Konstruktion von vorteilhaften Hand elektroden.To increase the rate of electrolytic dissolution The ability of the positively poled zinc is according to the invention Zinc in granular form, in particular from the melt flow produced roundish granules or in the form of a lot number of small wire sections, used. Grains out Fine zinc (99.99% Zn) greater than 0.5 mm, be at room temperature or below of aqueous Ammonia was not appreciably attacked, as long as no electrical external current flows. These forms of zinc allow the construction of advantageous hand electrodes.
Der geringen elektrolytischen Leitfähigkeit der er findungsgemäßen Elektrolyte wird dadurch Rechnung getragen, daß sich zwischen den Elektroden - abweichend von der bis herigen Praxis insbesondere bei Handelektroden - vorzugs weise keine Elektrolytträger befinden, die den ganzen Stromleitungsquerschnitt einnehmen und eine beträchtliche Dicke aufweisen. Es werden lediglich in bestimmten Fällen dünne Gewebe, Gewirke, Netze, Siebe, gelochte Folien, Vliese o. dgl. aus möglichst weitgehend elektrolytdurch lässigen, elektrolytverträglichen, durch den Elektrolyten benetzbaren, elektrisch nicht leitenden, möglichst abrieb festen und weich-elastischen Materialien, hier kurz Sepa ratoren genannt, verwendet, die die elektrolytische Leit fähigkeit zwischen Positiver und Negativer nicht wesent lich einschränken, weil sie auch einen besonders kleinen Elektrodenabstand erlauben. Sofern Dochte als Elektrolyt träger verwendet werden, decken diese den hauptsächlichen stromleitenden Querschnitt zwischen den Elektroden mög lichst nicht ab.The low electrolytic conductivity of he according to the invention electrolytes is thereby taken into account, that between the electrodes - deviating from the bis previous practice, in particular with hand electrodes - preferential There are no electrolyte carriers, the whole Take power cross section and a considerable Have thickness. It will only be in certain cases thin fabrics, knitted fabrics, nets, sieves, perforated films, Nonwovens o. The like. As far as possible electrolytdurch casual, electrolyte-compatible, by the electrolyte wettable, electrically non-conductive, abrasion as possible solid and soft-elastic materials, here Sepa for short called, which are the electrolytic Leit ability between positive and negative not essential because they also have a particularly small size Allow electrode spacing. Provided wicks as an electrolyte carriers are used, these cover the main one current conducting cross section between the electrodes possible not off.
Es wurde gefunden, daß der bekannten besonders star ken Tendenz des Zinks, beim elektrolytischen Verzinken aus ammonikalischen Lösungen nicht festhaftend und nicht schichtenbildend aufzuwachsen, sondern lockere Dendriten oder einen schwarzen Schwamm zu bilden, und der Tendenz zur Polarisierung bis zum Stromstillstand, die sonst nur durch einen kräftigen Spannungsstoß für begrenzte Zeit zu beheben ist, dadurch in einfachster und sicherer Weise begegnet werden kann, daß Reibekörper über die Abscheide fläche gleiten, wobei die notwendige Bewegungsgeschwin digkeit derselben im allgemeinen mit der Stromdichte zu nimmt. Durch Abstimmung von angelegter elektrischer Span nung, der Stromdichte, des Abstands und des Flächenverhält nisses der Elektroden, des Ammoniakgehalts, gegebenenfalls der Elektrolytbewegung und dieser Reibebewegung gelingt es, daß sich auf den Metallunterlagen, insbesondere auf Eisen und Zink beziehungsweise der bereits vorhandenen Verzinkung, kein schwarzes und lockeres Zink bildet beziehungsweise sich bereits gebildetes - nötigenfalls bei vergrößerter Bewegungsgeschwindigkeit - wieder ablöst und weitgehend auflöst. Auf diese Weise können festhaf tende Verzinkungen bis zu solch hohen Stromdichten erzielt werden, deren weitere Überschreitung aus Gründen der Stromwärmeüberhitzung nicht mehr möglich ist.It was found that the known particularly star The tendency of zinc in electrolytic galvanizing not adherent from ammoniacal solutions and not Growing up layered, but loose dendrites or to form a black sponge, and the tendency for polarization until the current stoppage, which otherwise only for a limited time due to a powerful surge remedy in the simplest and safest way can be encountered, that rubbing body on the separator glide surface, with the necessary Bewegungsgeschwin they tend to increase with the current density takes. By tuning of applied electrical span tion, the current density, the distance and the area behavior ness of the electrodes, the ammonia content, if necessary the electrolyte movement and this rubbing movement succeeds it that on the metal documents, in particular on Iron and zinc or the already existing Galvanizing, no black and loose zinc forms or already formed - if necessary at increased movement speed - again detached and largely dissolves. In this way you can festhaf galvanizing up to such high current densities whose further overrun for reasons of Electricity overheating is no longer possible.
Ohne die Verwendung von Reibekörpern gelingt die Ver zinkung nur bei sehr niedrigen Stromdichten. Aber auch dann tritt schließlich, wenn auch erst nach Stunden, Den dritenwachstum oder/und Polarisation bis zum Stromstill stand auf.Without the use of rubbing bodies, the Ver zincing only at very low current densities. But also then finally, though only after hours, Den third growth and / or polarization until stagnation stood up.
An das Zink als Abscheidungsunterlage werden geringere Anforderungen gestellt als an das Eisen: Ein dünner Belag des Zinks mit Verwitterungsprodukten wie Zinkoxid oder basischem Zinkcarbonat stört die Abscheidung nicht, weil das wäßrige Ammoniak das metallische Zink freilegt. Ei senrost dagegen kann nur in begrenztem Umfang von der Verzinkung überdeckt werden, wobei die Haftfestigkeit leidet. Zinkphosphatiertes Eisen läßt sich nach Inlösung gehen der elektrisch isolierenden Beschichtung im wäßrigen Ammoniak ohne weiteres verzinken.The zinc as a deposition pad will be lower Requirements placed as to the iron: a thin coating of zinc with weathering products such as zinc oxide or basic zinc carbonate does not interfere with the deposition because the aqueous ammonia exposes the metallic zinc. egg Senrost, on the other hand, can only be used to a limited extent by the Galvanization are covered, with the adhesive strength suffers. Zinc-phosphated iron can be dissolved Go the electrically insulating coating in the aqueous Galvanize ammonia without further ado.
Voraussetzung für den Stromfluß und die flächendeckende Abscheidung ist, daß der Elektrolyt die negative Unterla ge benetzt. Dabei wirkt sich vorteilhaft aus, daß wäßri ges Ammoniak fettige Verschmutzungen verseifen und fort waschen kann. Wäßriges Ammoniak ist ein gutes Benetzungs mittel. Es vermag z. B. Polyethylen zu benetzen, so daß dieser Werkstoff für die Anfertigung von Handelektroden verwendet werden kann. Ein übriges vermag die reibende Be wegung zu leisten. Im Prinzip muß die Eisenfläche aber metallisch sauber sein, um eine festhaftende, gleichmäßi ge und flächendeckende Verzinkung zu erzielen.Prerequisite for the flow of electricity and the area-wide Deposition is that the electrolyte the negative Unterla wetted. It has an advantageous effect that aq ammonia grease and remove greasy soils can wash. Aqueous ammonia is a good wetting agent medium. It can, for. B. polyethylene, so that this material for the production of hand electrodes can be used. The rest is the rubbing Be to make a difference. In principle, however, the iron surface must be clean to a firm, uniform ge and nationwide galvanization to achieve.
Ohne die reibende Bewegung setzt an dem bei größerer Stromdichte sofort abgeschiedenen schwarzen Zink spontan eine starke Wasserstoffentwicklung ein. Durch hindurch reichende Bewegung löst sich das schwarze Zink ganz oder fast ganz auf. Eine Wasserstoffentwicklung bedeutet Stromaus beuteverlust und Gefahr einer Wasserstoffversprödung ei ner Stahlunterlage. Durch schnelle Bewegung wird die Was serstoffentwicklung vermieden oder wenigstens minimiert.Without the rubbing motion sets at the larger Current density immediately deposited black zinc spontaneously a strong evolution of hydrogen. Through it reaching movement, the black zinc dissolves completely or almost completely up. A hydrogen evolution means Stromaus Loot loss and danger of hydrogen embrittlement egg ner steel pad. By fast movement, the what hydrogen evolution avoided or at least minimized.
Als Reibekörper können im Badverfahren z. B. Filzstrei fen, in der rotierenden Trommel auch ein zu verzinkendes, bewegtes Schüttgut, z. B. eiserne Drahtstifte, selbst wir ken. Beim badfreien Verzinken mit elektrolytgefüllten Handelektroden dienen vorzugsweise die Mundstücke der selben als Reibekörper, die aus elektrisch nicht leiten dem Material bestehen.As a rubbing body z. B. felt-free fen, in the rotating drum also a galvanizing, moving bulk material, eg. Iron wire pins, even we ken. For bath-free galvanizing with electrolyte-filled Hand electrodes are preferably the mouthpieces of same as rubbing bodies that do not conduct from electrical consist of the material.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere des zur Aufgabe gestellten Reparaturver zinkens sind verschiedene Handelektroden gefunden worden. Allen gemeinsam ist ein integrierter Raum, der eine be grenzte Menge des Elektrolyten aufnimmt. Dieser ist so ausgebildet, daß möglichst wenig Ammoniak ausgasen kann. Wenn zudem die Wasserstoffentwicklung gering gehalten wird, dann ist der Verbrauch oder Verlust von Elektrolyt klein. Deshalb können die Elektrolytfüllmenge und der Elektrolytraum klein sein. Im übrigen sind die vorliegen den Handelektroden leicht nachfüllbar.For carrying out the method according to the invention and in particular the task of repair Ver In zinc, various hand electrodes have been found. All have in common an integrated space, which is a be limited amount of the electrolyte absorbs. This one is like this designed that as little ammonia can outgas. In addition, if the evolution of hydrogen kept low is, then the consumption or loss of electrolyte small. Therefore, the electrolyte filling amount and the Electrolyte space be small. Otherwise, they are present the hand electrodes easily refillable.
Nachdem die Handelektrode randvoll mit Elektrolyt ge füllt worden ist, wird das Mundstück derselben mit leich tem Druck möglichst bündig auf die zu verzinkende Fläche aufgesetzt, so daß diese vom Elektrolyten an der Aufsetz stelle benetzt wird. Begrenzt mag die Stromdichte auf un gefähr 3 A/dm² Zinkstirnfläche der Positiven, so kann ohne Bewegung längere Zeit verzinkt werden. Zu diesem Zwecke kann die Handelektrode mit einem eisernen Binde draht und mit Hilfe eines Permanentmagneten in der richti gen Position fixiert werden.After the hand electrode is filled to the brim with electrolyte is filled, the mouthpiece is the same with light tem pressure as flush as possible on the surface to be galvanized put on, so that these from the electrolyte to the touchdown is wetted. Limited, the current density on un dangerous 3 A / dm² zinc face of the positive, so can be galvanized without movement for a long time. To this Purposes can be the hand electrode with an iron bandage wire and with the help of a permanent magnet in the richti be fixed in position.
Bei größeren Stromdichten wird die Handelektrode dage gen sofort nach Einschalten des elektrischen Stromes so schnell im Reibungskontakt über die zu verzinkende Flä che geführt, daß sich kein schwarzes Zink auf der Fläche bildet oder sich dieses wenigstens weitestgehend wieder auflöst.At larger current densities, the hand electrode becomes dage immediately after switching on the electric current quickly in frictional contact over the area to be galvanized The result is no black zinc on the surface forms or this at least as far as possible again dissolves.
Vorzugsweise werden die Elektrolytgefäße der Handelek troden so ausgebildet, daß sie - abgesehen vom offenen Mundstück - luftdicht abgeschlossen sind. Sie haben damit die allgemeine Form eines Bechers, ohne diesen Begriff auf die kreiszylindrische Form zu beschränken. Bei Begren zung der Breite des Bechermundstücks auf zirka 8 mm ist es mit solchen Handelektroden möglich, in jeder Raumla ge derselben, d. h. auch Unterseiten und lotrechte Seiten flächen zu verzinken, denn der Elektrolyt läuft weder beim Hantieren nach der Füllung noch nach dem bündigen Aufsetzen aus, weil er eine durch die Oberflächenspannung und den Atmosphärendruck gehaltene freie hängende Flüssig keitssäule darstellt. Hat das Mundstück ovale Form, so soll unter "Breite" der kleinere Durchmesser verstanden werden.Preferably, the electrolyte vessels of the Handelek They are so well designed that they are - apart from the open Mouthpiece - hermetically sealed. You have it the general form of a mug, without that term to restrict to the circular cylindrical shape. At Begren The width of the cup mouth is approximately 8 mm it is possible with such hand electrodes, in every room the same, d. H. also subpages and vertical pages zinc surfaces, because the electrolyte does not run when handling after filling still after flush Put it on because it is a surface tension and free-hanging liquid held at atmospheric pressure represents the power column. Has the mouthpiece oval shape, so By "width" is meant the smaller diameter become.
Das Elektrolytgefäß umfaßt nicht nur den Raum zwischen den Elektroden, sondern auch einen Reserveraum, der eben falls Elektrolyt aufnehmen und abgeben kann. The electrolyte vessel does not only encompass the space between the electrodes, but also a reserve space, the same if electrolyte can absorb and release.
Dieser Reserveraum ist - ebenfalls ohne die Verwendung von Trägersubstanzen für den Elektrolyten - hauptsächlich spaltförmig und die Spalten sind bis zu 3 mm weit. Beim Verzinken von Oberflächen mit nach unten gerichtetem Mund stück, sammeln sich oben in diesem Spaltraum eventuell aufsteigende kleine Wasserstoffbläschen oder die beim Aufsetzen eingeschlossene Luft (bei nicht randvoller Fül lung), ohne daß die innere Zinkpositive den Kontakt zum Elektrolyten verliert.This reserve space is - also without the use of carriers for the electrolyte - mainly slit-shaped and the columns are up to 3 mm wide. At the Galvanizing surfaces with mouth down pieces, may accumulate in the top of this gap ascending small hydrogen bubbles or the at Put on trapped air (for non-brimful fill ment), without the inner zinc positive contact with the Electrolyte loses.
Der Elektrolytverlust der Handelektroden beschränkt sich auf die Menge, die beim Überstreichen der gesamten zu ver zinkenden Fläche auf dieser als Benetzungsschicht hinter bleibt und mehr oder weniger verdunstet, sowie auf die meist sehr geringe Menge, die von einer Verdrängung des Elektrolyten durch die meist sehr geringe Wasserstoffent wicklung herrührt. Beim Verzinken von Untersichten, d. h. mit nach oben gerichtetem Mundstück, verlassen die Wasser stoffbläschen das Mundstück seitlich nach außen. Beim Verzinken lotrechter Flächen wird der stromleitende Quer schnitt durch Gasansammlung entsprechend reduziert, und erst bei größerer Gasansammlung, die den Stromfluß unter bindet oder zu sehr mindert, wird eine Nachfüllung not wendig. Es ist daher vorteilhaft für das Verzinken lot rechter Flächen, das Mundstück anzuschrägen und so aufzu setzen, daß die Gasblasen nach oben ins Freie oder in den Reserveraum aus dem Mundstücksraum abziehen können.The electrolyte loss of the hand electrodes is limited on the amount to be crossed while running over the entire zincing surface on this as a wetting layer behind stays and more or less evaporates, as well as on the usually very small amount, that of a repression of the Electrolytes by the usually very low Wasserstoffent winding originates. When galvanizing sub-views, d. H. with mouthpiece up, leave the water Substance bubbles the mouthpiece laterally outward. At the Galvanizing vertical surfaces is the current-conducting cross cut accordingly by gas accumulation, and only with larger gas accumulation, the current flow under binds or diminishes too much, a refill is necessary manoeuvrable. It is therefore advantageous for the galvanizing lot Right surfaces, the mouthpiece beveled and so auf put the gas bubbles up into the open or into the Removing reserve space from the mouthpiece space.
Die Wasserstoffentwicklung kann - wie schon erwähnt - durch schnellere Bewegung der Handelektrode und durch Drosselung der Stromstärke, z. B. durch Vergrößerung des Elektrodenabstands, minimiert werden. Es wurde festge stellt, daß von der reibenden Bewegung eine starke Durch mischung im Elektrolytraum, der ja vorzugsweise keine Strömungswiderstände in Gestalt der bekannten Elektrolyt träger aufweist, sondern frei ist, verursacht wird, die dem Zinkionentransport dient und damit der konkurrierenden Wasserstoffabscheidung entgegenwirkt.The hydrogen evolution can - as already mentioned - through faster movement of the hand electrode and through Throttling the current, z. B. by enlargement of Electrode spacing can be minimized. It was festge Make sure that the rubbing motion is a strong one mixture in the electrolyte space, the yes preferably no Flow resistances in the form of the known electrolyte carrier, but is free, causing the the zinc ion transport serves and thus the competing Counteracts hydrogen separation.
Wird das Mundstück von einem ausreichend feinmaschigen Separator bedeckt, so findet ein Auslaufen des Elektroly ten auch bei einigen cm Durchmesser des Mundstücks unab hängig von der Raumlage nicht statt, auch nicht, wenn das Mundstück auf die zu verzinkende Fläche aufgesetzt und dann bewegt wird. Das Zurückhaltevermögen des Separa tors ist um so größer, je besser die Benetzung und die mechanische Spannung des Separators ist. Z. B. kann ein über den Rand eines zylindrischen Bechers gespanntes Nylonstrumpfgewirke eine hängende Säule von 10%igem wäß rigem Ammoniak von über 9 cm Durchmesser des Becherrandes tragen. Solch große Durchmesser verbieten sich jedoch in der Praxis aus Gründen der Stromversorgung und der Abfuhr der Stromwärme und wegen der Stoßempfindlichkeit.If the mouthpiece of a sufficiently fine-meshed Separator covered, so finds a leakage of the electrolyte th also at some cm diameter of the mouthpiece unab not depending on the space situation, not even if put the mouthpiece on the surface to be galvanized and then being moved. The retention of the Separa The better the wetting and the better mechanical stress of the separator is. For example, a can stretched over the edge of a cylindrical cup Nylon stocking knit hanging column of 10% aq ammonia of more than 9 cm diameter of the cup rim carry. However, such large diameters are prohibited in practice for reasons of power supply and drainage the current heat and shock sensitivity.
Die Separatoren können zugleich dafür sorgen, daß das eingefüllte körnige Zink ebensowenig wie der Elektrolyt herausfallen. Selbstverständlich müssen die Separatoren aus nichtleitendem Material bestehen, wenn sie mit der Positiven und zugleich der Negativen in Kontakt kommen.The separators can also ensure that the filled granular zinc as little as the electrolyte fall out. Of course, the separators must made of non - conductive material when combined with the Positive and at the same time come in contact with the negatives.
Wenn die Zinkpositive die Form eines Bechers hat, wie sie z. B. von Trockenbatterien her bekannt sind, dann kann es unmittelbar als Elektrolytgefäß dienen. Damit die of fene Seite des Bechers als Mundstück dienen kann, wird le diglich noch eine Umrandung aus elektrisch nichtleitendem Material benötigt, die etwas vorspringt. Zumindest ab ei ner Mundstückweite von zirka 8 mm ist die Bedeckung durch einen Separator nötig, der auch selbst die elek trisch isolierende Umrandung darstellen kann. Der Becher kann dann körniges Zink enthalten, ohne es zu verlieren. Selbstverständlich kann der Becher - ebenfalls zur Vergrö ßerung der Zinklösungsfläche - auch sonstige lose oder feste, mit dem Becher in elektrischem Kontakt stehende Zinkeinbauten enthalten.If the zinc positive has the shape of a mug, like they z. B. of dry batteries ago, then can it directly serve as an electrolyte vessel. Thus the of fene side of the cup can serve as a mouthpiece, le just another border of electrically nonconductive Material needs something that protrudes. At least from ei The mouthpiece width of about 8 mm is the covering by a separator necessary, which is itself the elek can represent electrically insulating border. The cup can then contain granular zinc without losing it. Of course, the cup - also to Vergrö erosion of the zinc solution surface - also other loose or solid, in electrical contact with the cup Included zinc internals.
Wenn der Elektrolytraum nicht nur unten, sondern auch oben offen, spaltförmig, frei und so eng ausgebildet ist, daß er sich infolge seiner Kapillarität schon bei gerin gem Eintunken in den Elektrolyten mit diesem zur beträcht lichen Steighöhe füllt, so läuft der Elektrolyt beim bün digen Benetzungskontakt mit nach unten gerichtetem Mund stück auf der zu verzinkenden Oberfläche nicht aus, son dern die Spaltkapillarität sorgt für ein Zurückhaltever mögen. Solche Elektroden lassen sich sehr schmal bauen und sind daher für das Verzinken an schmalen Stellen ge eignet. Gasbläschen können nach oben ins Freie entweichen. Da sich bei der Bewegung Benetzungs- und Ausgasungsverlu ste ergeben, werden sie in Abständen von wenigen Minuten durch kurzes Eintunken nachgefüllt.If the electrolyte space not only below, but also open at the top, slit-shaped, free and so narrow, that he is already shut down owing to his capillarity after dipping in the electrolyte with this to considerable filling level, so the electrolyte runs at the bün wetting contact with the mouth directed downwards piece on the surface to be galvanized not son The gap capillarity ensures a retention to like. Such electrodes can be built very narrow and are therefore ge for galvanizing in narrow places suitable. Gas bubbles can escape upwards to the outside. As the movement wetting and Ausgasungsverlu They are produced at intervals of a few minutes refilled by a brief dunk.
Es wurde gefunden, daß Mundstücke, die aus weich-elasti schem und abriebfestem Material bestehen, bei der Verwen dung als Reibeelektrode sehr gute Verzinkungsresultate ergeben. Die Lackierung in der Umgebung der Schadstelle wird nicht beschädigt. Bereits abgeschiedenes Zink wird nicht abrasiv abgetragen. Im einfachsten Fall besteht das Mundstück dieser Art aus einem Schlauchstück aus ammoniak festem und abriebfestem weichem Gummi. Gummi gleitet auf den benetzten Flächen sanft und mühelos. Es werden für die Herstellung der Mundstücksränder keine porösen Ma terialien verwendet, weil diese ungenügend abriebfest und bei der Bewegung zu stumpf sind und weil sie eine Aus gasung des Ammoniaks begünstigen.It has been found that mouthpieces made of soft-elastic Shem and abrasion resistant material, in the Verwen As a friction electrode very good galvanizing results result. The paint in the vicinity of the damaged area will not be damaged. Already precipitated zinc is not abraded. In the simplest case, that is Mouthpiece of this type from a tube of ammonia firm and abrasion-resistant soft rubber. Rubber slides on the wetted surfaces gently and effortlessly. It will be for the production of the mouthpiece edges no porous Ma terialien used because these insufficiently resistant to abrasion and are too dull in the movement and because they are an off favoring gassing of ammonia.
Zwecks Bearbeitung größerer, auch gewellter und gekrümm ter Flächen werden mehrere kleine Handelektroden so gebün delt, daß die Mundstücke der einzelnen Handelektroden zu gleich auf der zu verzinkenden Fläche aufsitzen und zu mindest im Falle gekrümmter und gewellter Flächen auch so gegeneinander parallel beweglich sind, daß zugleich alle Mundstücke mit der Fläche in ständiger Berührung bleiben. Dies kann im einfachsten Fall durch die Bünde lung mit einem Gummiband erreicht werden, das einerseits so stramm um die Gesamtheit der Einzelelektroden gespannt wird, daß diese die nötige Bündelung erfahren, daß anderer seits das Gummiband aber auch genügend locker ist, so daß jede einzelne Elektrode im Bündel sich der Flächenkon tur infolge der Schwerkraft, Handbedienung, Aufdrücken eines Schaumstoffpolsters usw. anpassen kann. Ist der Krümmungsradius nicht zu klein und werden nur 5 Einzelelek troden zusammengefaßt, so kann z. B. eine Kugelfläche auch mit einem starren Bündel bearbeitet werden.For processing larger, wavy and curved ter surfaces, several small hand electrodes are bundled in this way delt that the mouthpieces of each hand-held electrode too immediately sit on the surface to be galvanized and closed at least in the case of curved and wavy surfaces too so are mutually parallel movable, that at the same time all mouthpieces with the surface in constant contact stay. This can in the simplest case through the frets be achieved with a rubber band, on the one hand as tightly stretched around the entirety of the individual electrodes that they experience the necessary concentration, that others on the other hand, the rubber band but also enough loose, so that each individual electrode in the bundle is the Flächenkon due to gravity, manual operation, pressing a foam pad, etc. can adapt. Is the Radius of curvature not too small and will only 5 Einzelelek combined troden, so z. B. a spherical surface also to be worked with a rigid bundle.
Die einfachste, kostengünstigste und am allgemeinsten einsetzbare Handelektrode der vorliegenden Erfindung be steht aus einem Abschnitt eines Zinkdrahtes, der einer seits mit einem weich-elastischen Hüllschlauch einen spaltförmigen Reservevorratsraum für den Elektrolyten bildet und über das Drahtende etwas hinausragt und hier das Mundstück bildet, und der Hohlraum andererseits, d. h, zwischen Hüllschlauch und Zinkdraht verschlossen ist, und das andere Ende des Zinkdrahtes mit der elektrischen Zuleitung und dem Pluspol der Gleichstromquelle verbun den ist. Der Abschluß und die Abdichtung des Spaltraumes erfolgt vorzugsweise in einfachster Weise durch einen zweiten Schlauch, auf dem der Hüllschlauch und in dem der Zinkdraht schwer verschiebbar sind. Dieser zweite Schlauch kann zugleich in seiner Verlängerung die Kon taktierung des eingeklemmten abisolierten Endes der Zu leitungslitze mit dem Zinkdraht besorgen und weiter zur Stützung der Zuleitung dienen. Die Dichtigkeit und eine Einstellbarkeit des Elektrodenabstands kann durch zusätz liche Mittel wie eine Schraubschlauchklemme oder ein Gum miband, die man nach Bedarf leicht lockern oder anziehen kann, gewährleistet werden. Die beiden Schläuche können auch in einem einheitlichen Gummiformkörper, der z. B. mit Dichtungslippen gegen den Zinkdraht ausgestattet sein kann, zusammengefaßt werden.The simplest, cheapest and most common usable hand electrode of the present invention be stands out from a section of a zinc wire, the one on the other hand with a soft-elastic sleeve one slit-shaped reserve storage space for the electrolyte forms and protrudes over the end of the wire and here forms the mouthpiece, and the cavity on the other hand, d. H, closed between the outer tube and the zinc wire, and the other end of the zinc wire with the electric Supply line and the positive pole of the DC power source verbun that is. The conclusion and the sealing of the gap space preferably takes place in the simplest way by a second hose on which the buffer tube and in the the zinc wire are difficult to move. This second one Hose can at the same time in its extension the Kon Timing of the clamped stripped end of Zu get lead wire with the zinc wire and continue to Serve support the supply line. The tightness and a Adjustability of the electrode spacing can be achieved by additional Medium means such as a screw clamp or a gum miband, which you can loosen or tighten as needed can be guaranteed. The two tubes can even in a uniform rubber molded body, the z. B. equipped with sealing lips against the zinc wire can be summarized.
Statt fester Einbauten aus Zink kann die Zinkbecherelek trode auch körniges Zink oder parallel zu dessen Mantel wandung locker beweglich angeordnete Zinkdraht- oder Zinkröhrchenabschnitte von etwa gleicher Länge enthal ten, die in elektrisch leitendem Kontakt zu dem Becher stehen. Ein auf den inneren Becherboden aufgelegtes fe derndes Material, z. B. Polyurethanschaumstoff großer Dichte, sorgt dafür, daß die mundstücksseitigen Stirn flächen der Einlagen gegen den Mundstücksseparator drüc ken, so daß dieser der Kontur der zu verzinkenden Fläche automatisch folgt.Instead of fixed fittings made of zinc, the Zinkbecherelek also grainy zinc or parallel to its coat Easily movably arranged zinc wire or wall Zinc tube sections of approximately the same length enthal th, in electrically conductive contact with the cup stand. A fe on the inner cup bottom fe reducing material, e.g. B. polyurethane foam larger Density, ensures that the mouthpiece-side forehead surfaces of the inserts against the mouthpiece separator drüc ken, so that this the contour of the surface to be galvanized automatically follows.
Um eine Beschädigung des über den scharfen Rand der Zinkbecherelektrode gezogenen Separators durch diesen Rand zu vermeiden, kann letzterer durch Umkleidung mit einer Aluminiumfolie von z. B. 0,1 mm Stärke entschärft werden. Es hat sich herausgestellt, daß im Falle der lee ren, d. h. nur elektrolytgefüllten Zinkbecherelektrode keinerlei Verschleiß des Separatorgewebes erfolgt, wenn sein überstehender Rand zwischen Zinkbecheraußenwand und Mundstücksschlauch eingezwängt ist und letzterer wenig vorspringt.To damage the over the sharp edge of the Zinc beaker electrode pulled separator through this The latter can be avoided by wrapping with the edge an aluminum foil of z. B. defused 0.1 mm thickness become. It has been found that in the case of lee ren, d. H. only electrolyte-filled zinc beaker electrode no wear of the separator fabric occurs when its protruding edge between zinc bucket outer wall and Mouthpiece tube is squeezed and the latter little projects.
In einer anderen Ausbildung besteht das Elektrolytge fäß aus einem Weichgummi- oder Weichplastikkörper, der nicht nur eine Zinkdrahtpositive und die Zuleitung ent hält, sondern auch noch körnigem Zink oder längeren Zinkdrahtabschnitten Platz bietet, die im elektrischen Kontakt mit der Zuleitung stehen, und letztere unterein ander parallel beweglich sind und über einen Separator der Flächenkontur folgen können. Vorteilhaft gegenüber der zylindrischen Zinkbecherelektrode ist, daß das Elek trolytgefäß im Falle der Zinkkörnerfüllung zum Spalt reversibel verformt werden kann, so daß auch enge zu verzinkende Kehlen oder Spalte erreicht werden können, und daß sich eine besondere Außenisolierung erübrigt. Im Falle der Füllung mit den längeren Zinkdrahtabschnit ten kann das elastische Gefäß die Funktion der Federein lage mit übernehmen. Für diese Füllung reicht ein gröbe rer Siebboden als Separator aus. Der für eine feinere Zinkkörnerfüllung benötigte feinmaschigere Separator kann mit dem verschleißfesteren Siebboden, in Gestalt z. B. eines durchlöcherten Gefäßbodens, kombiniert wer den, wobei der feinmaschigere Separator vorzugsweise innenseitig angeordnet wird.In another embodiment, there is the electrolyte made of a soft rubber or soft plastic body, the not just a zinc wire positive and the supply ent but also granular zinc or longer Zinc wire sections provides space in the electric Contact with the supply line, and the latter below are movable in parallel and via a separator can follow the surface contour. Advantageous compared the cylindrical zinc beaker electrode is that the Elek trolytic vessel in the case of zinc grain filling to the gap can be reversibly deformed, so that too close to galvanizing throats or gaps can be achieved and that a special external insulation is unnecessary. In case of filling with the longer zinc wire section th the elastic vessel, the function of the Federein able to take over. For this filling is enough a gröbe sieve bottom as a separator. The one for a finer one Zinc grain filling required finer mesh separator can with the more wear-resistant sieve bottom, in shape z. B. a perforated vessel bottom, who combined the, wherein the feinmaschigere separator preferably is arranged inside.
Der feinmaschigere Separator kann auch Boden eines Beu tels sein, der das körnige Zink enthält und in den die Zuleitung, vorzugsweise ein Zinkdraht, eingeführt ist und der Beutel im Elektrolytgefäß Platz hat. Die Zulei tung wird luftdicht in das Gefäß eingeführt. Das Gefäß kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.The finer-meshed separator can also be bottom of a beu which contains the granular zinc and into which the Feed line, preferably a zinc wire, is introduced and the bag has room in the electrolyte vessel. The Zulei tion is introduced airtight in the vessel. The container can be composed of several parts.
Die in den Patentansprüchen 33 und 34 ausführlich beschriebenen Handelektroden zeichnen sich außer durch große Leistung durch Flexibilität und schnelle Auswech selbarkeit der Separatorgewebe aus.Those in claims 33 and 34 in detail Handheld electrodes described except by great performance through flexibility and fast replacement the separability of Separatorgewebe.
Die schon erwähnte Kapillarelektrode mit freien, nur elektrolytgefüllten Spalten und nicht abgedecktem Mund stück wird vorteilhaft hergestellt aus einem Stück Zink blech als Positiver, das teilweise mit einer elektrisch isolierenden Hülle umgeben ist, die mit dem Blech kapil lare Benetzungsspalte bildet. Die Hülle überragt das Blech unten geringfügig und bildet das enge spaltförmige Mund stück. Die Hülle besteht vorzugsweise aus hartem Polyvi nylchlorid und wird oben gegen das herausragende Blech vorzugsweise durch an der Luft selbstvulkanisierende Si liconmasse luftdicht gemacht. Durch diese Abdichtung wird erreicht, daß die Elektrode auch für das Verzinken von Untersichten verwendet werden kann, denn ohne die Abdich tung läuft das benetzungsfreudige wäßrige Ammoniak der Schwerkraft folgend ab. Bei der Füllung durch Eintunken muß man für das Entweichen der Luft sorgen, indem man das Mundstück schräg eintunkend zwischendurch nach oben rich tet.The already mentioned capillary electrode with free, only electrolyte-filled crevices and uncovered mouth piece is advantageously made of a piece of zinc Sheet as positive, partially with an electric surrounded by insulating sheath, which kapil with the sheet metal lare wetting gap forms. The shell towers over the sheet metal down slightly and forms the narrow gap-shaped mouth piece. The sheath is preferably made of hard Polyvi nylchloride and gets up against the protruding metal sheet preferably by self-vulcanizing Si in the air licon mass made airtight. Through this seal is achieved that the electrode for galvanizing Soffits can be used, because without the Abdich The wettable aqueous ammonia passes Following gravity. When filling by dunking one must provide for the escape of the air by the Mouthpiece obliquely eintunkend in between upwards rich tet.
In der deutschen Patentschrift 34 400 ist eine Bürsten elektrode beschrieben, die aus einem engspaltig aufgewic kelten Zinkblech besteht, wobei der Spaltabstand durch eingelegte Borsten vorgegeben ist, die aus der Wickelrolle bürstenartig hervortreten. Durch Einbau in einen Zinkbe cher wird sie für das Untersichtverzinken brauchbar ge macht.In German Patent 34 400 is a brush described electrode from a narrow gap aufgewic celt zinc plate, the gap distance through inlaid bristles is given, which from the winding roll emerge like a brush. By incorporation in a Zinkbe It is useful for under-surface galvanizing makes.
Enthält das Elektrolytgefäß, vorzugsweise ein Zink becher, Zink in Form von gegeneinander parallel verschieb lichen Zinkröhrchen, deren mundstückseitige Öffnungen geringfügig vorspringende Isolierkörper tragen, so können diese als Abstandshalter und als Reibeelemente gegenüber der zu verzinkenden Fläche dienen, so daß sich ein Separa tor erübrigt.Contains the electrolyte vessel, preferably a zinc cup, zinc in the form of mutually parallel move zinc tubes, whose mouthpiece-side openings slightly projecting insulating wear, so can these as spacers and as friction elements opposite serve the area to be galvanized, so that a Separa gate is unnecessary.
Schließlich wurde eine Lösung gefunden, die von der Mög lichkeit poröser und kapillaraktiver Elektrolytträger wie weich-elastischer offenporiger Schaumstoffe, Gewebepac kungen und dgl. Gebrauch macht, ohne jedoch diese wenig abriebfesten Materialien zu sehr durch Reibung zu bean spruchen, und ohne daß sie den Stromweg zu sehr beeinträch tigen, und ohne daß sich in ihnen Zinkkurzschlüsse bilden: In einen Zinkbecher, dessen isolierendes Mundstück wieder durch einen übergezogenen und etwas über den Becherrand vorstehenden Schlauch gebildet wird, befinden sich einge paßt solche Trägermaterialien, die etwas vorspringen, die aber beim Kontaktaufsetzen des Schlauchmundstücks auf die zu verzinkende Fläche komprimiert und in den Becher ge drängt werden. Diese dochtartigen Materialien passen sich der Flächenkontur an und versorgen den Ringraum zwischen dem Zinkbecherrand als Positiver und der zu verzinkenden Fläche als Negativer mit Elektrolyt. Der hauptsächlich stromleitende Ringraum wird von diesen Trägermaterialien im wesentlichen nicht in Anspruch genommen. Trotz des geringen Elektrodenabstands kann die Schaumstoffhöhe ins gesamt sehr groß und damit das Elektrolytaufnahmevermögen sowie die Weichheit und Anschmiegbarkeit sehr groß sein, ohne daß die elektrolytische Leitfähigkeit und die Leich tigkeit der reibenden Bewegung des Mundstücks nennenswert beeinträchtigt wird.Finally, a solution was found by the Mög porous and capillary active electrolyte carrier such as soft-elastic open-pore foams, fabric pac kung and the like makes use, but without this little abrasion resistant materials too much by friction to bean speak and without affecting the current path too much and without forming zinc shorts in them: In a zinc cup, its insulating mouthpiece again by a covered and slightly over the edge of the cup protruding hose is formed are located fits such support materials that project something that but when contacting the hose nozzle on the compressed area to be galvanized and ge in the cup be urged. These wick-like materials adapt the surface contour and provide the annulus between the zinc beaker edge as positive and the zinc-plated Surface as negative with electrolyte. The main one Conductive annulus is made of these substrates essentially not used. Despite the low electrode spacing, the foam height ins Overall very large and thus the electrolyte absorption capacity as well as the softness and conformability be very big without the electrolytic conductivity and the corpse Noteworthy activity of the frictional movement of the mouthpiece is impaired.
Das erfindungsgemäße Verzinken ist nicht an die Einhal tung bestimmter Rezepturen und eng begrenzter Arbeits bedingungen angewiesen. So kann der Ammoniakgehalt der wäßrigen Lösung in weiten Grenzen schwanken. Das Maximum der elektrolytischen Leitfähigkeit liegt bei ungefähr 10 Gew.-% Ammoniakgehalt. Das Hantieren mit wäßrigem Am moniak dieser Konzentration kann ohne Geruchsbelästigungen erfolgen. Auch die anwendbaren Stromdichten sind unkritisch und in weiten Grenzen variierbar. Stromdichten von 5 bis 50 A/dm² aktiver Zinkfläche sind bei Bewegungselektroden praktikabel. Bei höheren Stromdichten entstehen Probleme mit der Ableitung der Stromwärme. Der Elektrodenabstand ergibt sich durch die Separatordicke und bei den unbe deckten Handelektroden dadurch, daß Kurzschluß vermieden werden sollte. Wird mit 12 Volt gearbeitet und ist die Stromdichte im stationären Betrieb auf höchstens 3 A/dm² zu begrenzen, so wird ein Elektrodenabstand von ungefähr 25 mm notwendig, wenn man keinen besonderen Vorwiderstand einschalten will. Das erfindungsgemäße Verfahren funktio niert bei jeder Raum- und Außentemperatur.The galvanizing according to the invention is not the Einhal certain formulas and limited work conditions. So the ammonia content of the fluctuate aqueous solution within wide limits. The maximum the electrolytic conductivity is about 10% by weight ammonia content. The handling with aqueous Am This concentration of ammonia can be odorless respectively. The applicable current densities are not critical and variable within wide limits. Current densities from 5 to 50 A / dm² of active zinc surface are at moving electrodes practical. At higher current densities problems arise with the dissipation of the current heat. The electrode distance results from the separator thickness and the unbe Covered hand electrodes in that short circuit avoided should be. Is worked with 12 volts and is the Current density in stationary operation to a maximum of 3 A / dm² to limit, so an electrode distance of about 25 mm necessary, if you do not have a special series resistor wants to turn on. The inventive method functio at every room and outside temperature.
Zwecks Begrenzung der Stromstärke bei gegebener Spannung der Kraftfahrzeugbatterie kann man den langen Leitungs draht, der notwendig ist, um alle Stellen des Fahrzeugs erreichen zu können, ganz oder teilweise durch einen Widerstandsdraht ersetzen, um einen besonderen Vorwider stand einzusparen. To limit the current at a given voltage The car battery can be the long line wire that is necessary to all parts of the vehicle to be able to reach, in whole or in part by one Replace resistance wire to create a special pre-resistor saved up.
Eine umweltfreundliche Vereinfachung ist, daß die Ver zinkung nach Beendigung der Elektrolyse nicht abgewaschen werden muß, sondern es genügt, trockenwischen oder trocknen lassen an der Luft.An environmentally friendly simplification is that the Ver not washed off after completion of the electrolysis but it is enough to wipe dry or dry leave in the air.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verzinkungen aus Feinzink auf Eisen und auf Zink sind in dem Patentan spruch 45 zusammengefaßt.The properties of the galvanizing according to the invention fine zinc on iron and on zinc are in the patent Speech 45 summarized.
Alle genannten Zinkteile können aus Feinzink oder/und aus unreinem Zink oder/und aus legiertem Zink bestehen.All mentioned zinc parts can be made of fine zinc or / and made of impure zinc and / or alloyed zinc.
Die beschriebenen Ausbildungen der Vorrichtungen und des Verfahrens lassen sich analog wie für Eisen, Zink und verzinktes Eisen auf andere metallische Unterlagen wie Kupfer, Nickel und Zinn anwenden. Das Kupfer kann ähnlich wie das Zink auch mit oxidierter Oberfläche eingesetzt werden.The described embodiments of the devices and of the method can be analogous as for iron, zinc and galvanized iron on other metallic substrates such as Apply copper, nickel and tin. The copper can be similar like the zinc also used with oxidized surface become.
Die nach dem vorliegenden Verfahren erzielten besonders duktilen und benetzungsfreundlichen Verzinkungen sind als Gleitmittel und Gleitmittelträger für mechanische Verformungen der Metallunterlage geeignet.The particular achieved by the present method ductile and wetting-friendly galvanizing are as lubricant and lubricant carrier for mechanical Deformations of the metal pad suitable.
In den nun folgenden Beispielen, die die Erfindung weiter erläutern sollen, ohne sie auf diese zu beschrän ken, sind funktionsanaloge Teile mit derselben Ziffer bezeichnung versehen. Dadurch soll das gemeinsame Prin zip verdeutlicht werden.In the following examples, the invention to explain further without restricting it to them ken are functionally analogous parts with the same number designation provided. This should be the common prin zip be clarified.
Es bedeutenIt means
1 Zinkteile = Positive
2 = Teile des becherförmigen Elektrolytgefäßes
3 = Teile zur Abdichtung von 1 gegen 2
4 = Zuleitungslitze mit Befestigungsteilen
5 = zu verzinkende Fläche = Negative
6 = Separator und Befestigungsteile
7 = Lackschicht
8 = Eisendraht
9 = Permanentmagnet
10 = Gummiband
11 = Benetzungszwickel
12 = Federnder Puffer
13 = Klebefolie
14 = Docht 1 zinc parts = positive
2 = parts of the cup-shaped electrolyte vessel
3 = parts to seal 1 to 2
4 = supply line with fixing parts
5 = surface to be galvanized = negative
6 = separator and mounting hardware
7 = paint layer
8 = iron wire
9 = permanent magnet
10 = rubber band
11 = wetting gusset
12 = springs buffer
13 = adhesive film
14 = wick
Die Handelektrode gemäß Abb. 1 besteht aus einem Draht abschnitt (1) aus Feinzink (99,99%) von 3 mm Durchmesser und 40 mm Länge, einem weich-elastischen und durchsichti gen Formkörper (2, 3) und einer Leitungslitze (4). Der Formkörper überragt einerseits das eine Ende des Zink drahtes um eine einstellbare Länge (d) und bildet hier das offene und 5 mm weite Mundstück durch das handelsüb liche wäßrige Ammoniak als Startelektrolyten mit einem Ammoniakgehalt von 10 Gew.-% eingefüllt wird und den vom Zinkdraht und dem Formkörper gebildeten zylindrischen und spaltförmig-zylindrischen Hohlraum ausfüllt. Der Form körper umschließt den Zinkdraht andererseits stramm und luftdicht, und seine Verlängerung (4′) drückt das abiso lierte metallblanke Ende der Litze gegen den Zinkdraht. Die Verlängerung stützt die isolierte Litze weiter ela stisch ab und verhindert ein Abknicken derselben. Der Formkörper kann auch durch 2 passende Schlauchabschnitte (2 und 3) von Ø 2,8×1,3×25 und Ø 5×0,4×35 mm ersetzt werden.The hand electrode according to Fig. 1 consists of a wire section ( 1 ) of fine zinc (99.99%) of 3 mm diameter and 40 mm in length, a soft-elastic and durchsichti gene shaped body ( 2 , 3 ) and a stranded wire ( 4 ) , The molding projects beyond the one hand, the one end of the zinc wire to an adjustable length (d) and here forms the open and 5 mm wide mouthpiece through the commercial Liche aqueous ammonia as starting electrolyte with an ammonia content of 10 wt .-% is filled and the zinc wire and the shaped body formed cylindrical and gap-cylindrical cavity fills. On the other hand, the molded body tightly and hermetically encloses the zinc wire, and its extension ( 4 ' ) presses the abraded bare metal end of the strand against the zinc wire. The extension further supports the insulated strand from ela stic and prevents them from kinking. The molding can also be replaced by 2 matching hose sections ( 2 and 3 ) of Ø 2.8 × 1.3 × 25 and Ø 5 × 0.4 × 35 mm.
Oberflächenspannung und Luftdruck sowie Kapillarität sorgen dafür, daß der Elektrolyt beim Hantieren in keiner Raumlage der Elektrode ausläuft, außer bei stoßartiger Beschleunigung, sehr starker Deformation des Elektrolyt gefäßes oder beim Absaugen mit z. B. saugfähigem Papier.Surface tension and air pressure as well as capillarity ensure that the electrolyte when handling in any The position of the electrode expires, except in the case of a jerky one Acceleration, very strong deformation of the electrolyte vessel or when sucking with z. B. absorbent paper.
Die bis zum Rand und luftfrei gefüllte Elektrode wird auf die zu verzinkende Schadstelle (5) eines lackierten (7) Stahlbleches, die durch Kratzen mit einem Stahlnagel von Rost und Lackresten befreit und metallblank gemacht worden ist, mit leichtem Druck von Hand senkrecht und mundstückbündig aufgesetzt, wodurch der Elektrolyt die blanke Stelle benetzt. Ein angeformter Eisendraht (8) und ein Permanentmagnet (9) halten die Elektrode in dieser Stellung.The electrode, which has been filled to the edge and free from air, is placed on the damaged area ( 5 ) of a lacquered ( 7 ) steel sheet, which has been freed of rust and paint residues by scratching with a steel nail and made bright metal, with a slight pressure by hand, vertically and mouth-flush , whereby the electrolyte wets the bare spot. An integrally formed iron wire ( 8 ) and a permanent magnet ( 9 ) hold the electrode in this position.
Die Litze wird mit dem Pluspol und das Stahlblech mit dem Minuspol einer Trockenbatterie von etwa 1,5 Volt Klemmenspannung leitend verbunden. Beträgt d=4,5 mm, so fließt sogleich ein Strom von 1,4 mA und bleibt über die ganze Elektrolysedauer von 1 Stunde ziemlich kon stant. Der Stromfluß ist auch mittels einer Lupe daran zu erkennen, daß kleine Gasbläschen von der Schadstelle aufsteigen. Sie sammeln sich am oberen Ende des Spalt raumes und nehmen nach 1 h 5 mm Höhe ein, entsprechend 62 mm³ Wasserstoffgas. Die Temperatur beträgt 15°C. Der Stromverlust durch Wasserstoffgasung beträgt also 62/602 10%, denn die 1,4 mA mal 3600 s würden rechnerisch 602 mm³ H₂ von 15°C entwickeln. Die Stromdichte beträgt, bezogen auf die Stirnfläche der Zinklösungselektrode, 1,4 mA/7,0 mm²=2,0 A/dm².The wire is with the positive pole and the steel sheet with the negative terminal of a dry battery of about 1.5 volts Terminal voltage conductively connected. If d = 4.5 mm, so immediately flows a current of 1.4 mA and remains over the whole electrolysis period of 1 hour quite kon constant. The current flow is also by means of a magnifying glass to recognize that small gas bubbles from the damaged area rising up. They collect at the top of the gap raumes and take after 1 h 5 mm height, accordingly 62 mm³ of hydrogen gas. The temperature is 15 ° C. The Power loss through hydrogen gasification is thus 62/602 10%, because the 1.4 mA by 3600 s would be calculated Develop 602 mm³ H₂ of 15 ° C. The current density is, based on the end face of the zinc solution electrode, 1.4 mA / 7.0 mm² = 2.0 A / dm².
Während der Elektrolysedauer fließt die der gebildeten Wasserstoffmenge entsprechende kleine Elektrolytmenge am Mundstücksrand heraus. Eine Nachfüllung von Elektrolyt erfolgt nicht. Abgesehen von dieser kleinen Abflußmenge tritt kein Verlust an Elektrolyt ein. Da das Mundstück ziemlich dicht abschließt, verflüchtigt sich keine nen nenswerte Menge Ammoniak. Es gibt daher auch keine Ge ruchsbelästigungen.During the electrolysis period that of the formed Amount of hydrogen corresponding small amount of electrolyte on Mouthpiece edge out. A refill of electrolyte not done. Apart from this small drainage There is no loss of electrolyte. Because the mouthpiece closes pretty tight, no NEN evaporates noteworthy amount of ammonia. There is therefore no Ge ruchsbelästigungen.
Nach Fortnehmen der Elektrode wird die Stelle mit saug fähigem Papier trocken gewischt. Die Verzinkung ist hell grau, matt, bei mikroskopischer Betrachtung feinkörnig- metallisch-kristallin und volldeckend sowie glitzernd, sie ist duktil und nach dem Reiben mit einem gerundeten Stahl werkzeug vollglänzend, mit Stahlstichel ritzbar, hochhaft fest (Biege- und Schertest), scharf begrenzt durch Mund stücksrand bzw. durch den Lackierungsrand. Die Abschei dungsdicke beträgt 10 µm, sie kann durch Verlängerung der Elektrolysedauer erhöht werden, wobei aber schließlich Dendritenwachstum oder Polarisation mit Stromstillstand auftreten können.After removal of the electrode, the site with suction dry wiped paper. The galvanizing is bright gray, matt, fine-grained when viewed microscopically metallic-crystalline and full-opaque as well as glittering, she is ductile and after rubbing with a rounded steel Fully polished tool, can be carved with a steel stylus, high adhesion firm (bending and shear test), sharply delimited by mouth piece edge or through the paint edge. The separation Thickness is 10 microns, they can by extension the electrolysis period are increased, but eventually Dendrite growth or polarization with current arrest may occur.
Die Elektrode läßt sich nicht nur auf waagerechten, sondern auf Flächen jeder Kontur und Raumlage anwenden. Abb. 2 verdeutlicht die Anwendung auf einer Untersicht kehle (5), wobei sich das Mundstück von 2 anpaßt und ein Verzinken bis in die Tiefe der Kehle ermöglicht. Aller dings muß in diesem Falle sorgfältig luftfrei aufgesetzt werden. Gasbläschen können das Mundstück und die Kehle seitlich nach außen verlassen. Wird der Zinkdraht weiter zurückgeschoben, so daß d größer wird, was bei der Geome trie günstig ist, so wird der Stromfluß und die Gasentwick lung sowie der Stromverlust geringer.The electrode can be applied not only on horizontal but on surfaces of every contour and spatial position. Fig. 2 illustrates the application on a bottom view throat ( 5 ), wherein the mouthpiece of 2 adapts and allows galvanizing into the depth of the throat. All recently must be placed in this case carefully air-free. Gas bubbles can leave the mouthpiece and throat sideways outward. If the zinc wire pushed back further, so that d is larger, which is favorable in the Geome, the current flow and the Gasentwick ment and the power loss is lower.
Insbesondere beim Reparaturverzinken am Kraftfahrzeug kann die vorhandene 12-Volt-Batterie als Stromquelle mit dem Vorteil benutzt werden, daß jede Schadstelle mit dem Minuspol verbunden ist. Durch einen Vorwiderstand von 10 kOhm kann der Strom auf 1,2 mA begrenzt werden.In particular, when repair galvanizing the motor vehicle can use the existing 12 volt battery as a power source be used to the advantage that each damaged spot with the Negative pole is connected. By a series resistor of 10 kOhm, the current can be limited to 1.2 mA.
Größere Stromstärken als ungefähr 2 mA, entsprechend 3 A/dm² Zinkstirnfläche sind mit der stationär angebrach ten Handelelektrode, die im Beispiel 1 eingehend beschrie ben ist, nicht erreichbar, weil sich schwammiges schwarzes oder dendritisches Zink abscheidet und die Wasserstoffent wicklung beträchtlich wird. Viel größere Stromstärken und Abscheideleistungen sind möglich, wenn die Handelektrode bewegt wird, wobei das Mundstück der Elektrode leicht reibend über die zu verzinkende Fläche bei Benetzung der selben durch den Elektrolyten möglichst bündig aufsit zend hin und her oder rotierend bewegt wird. Um ein gleich gutes Verzinken wie an waagerechten Aufsichten und Untersichten auch bei lotrechten Wänden zu erzielen, ist eine Abschrägung des Mundstücks praktisch. Dadurch können die Gasbläschen auch in dieser Raumlage aus dem Mundstück zum Verschwinden gebracht werden, in dem diese nach außen (Litzenende nach unten gerichtet) oder - vorzugsweise - nach innen oben (Litzenanschluß nach oben gerichtet) abgeleitet werden.Greater currents than about 2 mA, according to 3 A / dm² zinc front surface are attached to the stationary th trading electrode described in detail in Example 1 Ben is unreachable, because spongy black or dendritic zinc precipitates and the Wasserstoffent winding up considerably. Much higher currents and Separation capacities are possible if the hand electrode is moved, the mouthpiece of the electrode easily rubbing over the surface to be galvanized on wetting the The same thing by the electrolyte as flush as possible aufit Zend is moved back and forth or rotating. To one equally good galvanizing as on horizontal supervision and to achieve sub-views even on vertical walls, a bevel of the mouthpiece is practical. Thereby can the gas bubbles in this spatial position from the Mouthpiece are made to disappear, in which this to the outside (strand end facing downwards) or - preferably - inwards at the top (wire connection upwards directed) are derived.
Die Tabelle 1 vermittelt Richtdaten über die erzielba ren Stromstärken I in Abhängigkeit vom Elektrodenabstand d bei 12 Volt angelegter Spannung, Verwendung eines wäß rigen Ammoniaks als Startelektrolyten mit einem Ammoniak gehalt von ungefähr 10 Gew.-%, und bei einer Temperatur von 15°C. Außerdem ist die Zeit t in Minuten angegeben, nach der eine Nachfüllung des wäßrigen Ammoniaks nötig oder opportun ist.Table 1 gives guideline data on the achieb Ren current strengths I as a function of the electrode spacing d at 12 volts applied voltage, use of aq ammonia as starting electrolyte with an ammonia content of about 10% by weight, and at a temperature of 15 ° C. In addition, the time t is given in minutes, after the refilling of the aqueous ammonia necessary or opportune.
Die höchste erzielbare Stromstärke von 100 mA ist nicht zu empfehlen, weil die Wärmeentwicklung so groß ist, daß ein Mundstück aus Weich-PVC seine Elastizität und Festigkeit einbüßt und klebrig wird. Außerdem ist die Nachfüllzeit und die Verzinkungsstromausbeute schlecht. Praktisch vorteilhaft ist ein d=2 bis 4 mm.The highest achievable current of 100 mA is not recommended because the heat is so great that a mouthpiece made of soft PVC its elasticity and Strength loses and becomes sticky. In addition, the Refill time and the galvanizing current yield poor. A d = 2 to 4 mm is practically advantageous.
Hierbei ist es nötig, die Handelektrode unverzüglich nach Einschalten des Stromes in Bewegung zu setzen. Denn sonst bildet sich das schwarze Zink, zunächst in dünner Beschichtung des Eisens, dann aber zu voluminösem Schwamm und manchmal Nadelbäumen auswachsend bis hin zum Kurz schluß zwischen den Elektroden. Damit ist eine sehr starke Wasserstoffentwicklung verbunden. Durch die Bewe gung bleiben diese Komplikationen aus. Schwarzes und dendritisches Zink lassen sich völlig vermeiden und die Wasserstoffentwicklung so drosseln, daß die in der Tabel le 1 angegebenen Nachfüllzeiten erreicht werden. Durch kurzen Stillstand oder unzureichende Bewegung entstande nes frisches schwarzes Zink kann durch - gegebenenfalls nur vorübergehende - Erhöhung der Bewegungsgeschwindig keit wieder in Lösung gebracht werden. Die Bildung von schwarzem Zink stellt ebenso wie die Wasserstoffentwick lung einen Stromausbeuteverlust für die Verzinkung dar.It is necessary, the hand electrode immediately to move after switching on the current. Because otherwise the black zinc forms, at first in thinner Coating the iron, but then to voluminous sponge and sometimes coniferous trees growing to short conclusion between the electrodes. This is a very strong hydrogen evolution associated. By the proofs These complications remain. Black and dendritic zinc can be completely avoided and the Reduce hydrogen evolution so that the in the tabel 1 refill times specified. By Short standstill or inadequate movement arose Fresh black zinc can be replaced by - if necessary only temporary - increasing the speed of movement be brought back into solution. The formation of black zinc, as well as hydrogen evolution ment a loss of electricity yield for galvanizing.
Die nötige Bewegungsgeschwindigkeit steigt mit der Stromdichte. Mit d=2 bis 4 mm und 40 bis 10 mA lassen sich hochwertige Verzinkungen erreichen, wenn ausreichend von Hand bewegt wird. Das weiche Mundstück ruft bei der Bewegung keine Schäden an der intakten Lackierung der Um gebung der Verzinkung hervor. Außerdem greift das 10%ige Ammoniak Kunstharzlacke gar nicht und eine bestehende Ver zinkung nur so weit an, wie es für die Haftung der neuen Abscheidung günstig ist.The necessary speed of movement increases with the Current density. With d = 2 to 4 mm and 40 to 10 mA leave achieve high quality galvanizing, if sufficient is moved by hand. The soft mouthpiece calls at the Movement no damage to the intact paint of the order the galvanizing. In addition, the 10% engages Ammonia synthetic resin paints not at all and an existing Ver Zincung only as far as it is for the liability of the new Deposition is favorable.
Die erzielten Verzinkungen lassen sich nach dem Ab trocknen ohne weiteres lackieren.The galvanizing achieved can be after the Ab dry without further ado.
Die Mindestelektrolysezeit sollte etwa 1 Minute pro cm² betragen.The minimum electrolysis time should be about 1 minute per cm².
Da die Zinkelektrode gekapselt und die Litze isoliert ist, besteht keine Gefahr eines äußeren Kurzschlusses. Der innere Kurzschluß wird durch die Bewegung sicher ver mieden. Ein Vorwiderstand ist daher nicht erforderlich.As the zinc electrode is encapsulated and the strand insulated is there is no danger of an external short circuit. The inner short circuit is reliably ver by the movement ver avoided. A series resistor is therefore not required.
Um Reparaturverzinkungen am Kraftfahrzeug vornehmen zu können, wird eine etwa 8 m lange, dünne, flexible Litze verwendet, die mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie da durch verbunden wird, daß ihr abisoliertes blankes Ende zwischen der eisernen Polklemme und einem aufgelegten Haftmagneten eingeklemmt wird.To make repair galvanizing the vehicle can, is about 8 m long, thin, flexible wire used with the positive pole of the vehicle battery there is connected by that their stripped bare end between the iron pole clamp and an applied one Clamping magnets is clamped.
In Abb. 3 sind vier Elektroden im Grundriß und in Seiten ansicht dargestellt, die durch das Gummiband (10) locker gebün delt und auf die gekrümmte Fläche (5) aufgesetzt sind. Wird auf die Elektroden von Hand ein leichter Druck aus geübt, so passen sich die Elektroden der Krümmung an, indem die Mundstücke der Elektroden 2 und 2′ tiefer als die von 2′′ und 2′′′ stehen. Die Mundstücke deformieren sich einerseits etwas, andererseits bilden sie Benetzungszwic kel (11) mit dem eingefüllten Elektrolyten.In Fig. 3, four electrodes are shown in plan view and in side view, which by the rubber band ( 10 ) loosely bundled gebün and placed on the curved surface ( 5 ). When light pressure is exerted on the electrodes by hand, the electrodes conform to the curvature by making the mouthpieces of the electrodes 2 and 2 'deeper than those of 2 ''and 2 '''. The mouthpieces deform on the one hand something, on the other hand, they form Wetzzwic kel ( 11 ) with the filled electrolyte.
Eine Kugeloberfläche kann mit 3 gebündelten Elektroden verzinkt werden, deren Mundstücke auf gleicher Ebene lie gen; sie können deshalb unverschiebbar gebündelt sein.A spherical surface can with 3 bundled electrodes galvanized, whose mouthpieces lie on the same level gene; they can therefore be bundled immovably.
Solche Bündelungen machen ein schnelleres Verzinken als mit Einzelelektroden möglich und sind daher beim Ver zinken größerer Flächen vorteilhaft.Such bundling makes faster galvanizing as possible with single electrodes and are therefore Ver tines of larger areas advantageous.
In Abb. 4 steckt ein Zinkdrahtabschnitt (1) von 3 mm Durch messer luftdicht und stramm in einem Formkörper (2, 3) aus Weichpolyvinylchlorid. Das 16 mm weite kreisrunde Mundstück des Formkörpers ist mit 2 Lagen Polyestergewebe (6) als Separator bedeckt, der außen am Formkörper mit Klebeband befestigt ist und eine Schichtdicke von 2 mal 0,125 mm aufweist. Der Innenraum des Formkörpers ist prall mit Zinkgranalien (1′) aus Feinzink (99,99% Zn) von 0,5 bis 2 mm Korngröße angefüllt.In Fig. 4 is a zinc wire section ( 1 ) of 3 mm diameter airtight and tight in a molded body ( 2 , 3 ) made of soft polyvinyl chloride. The 16 mm wide circular mouthpiece of the molding is covered with 2 layers of polyester fabric ( 6 ) as a separator, which is attached to the outside of the molding with adhesive tape and has a layer thickness of 2 times 0.125 mm. The interior of the molded body is filled with zinc granules ( 1 ') of fine zinc (99.99% Zn) of 0.5 to 2 mm grain size.
Auf das nach oben gerichtete Mundstück wird 10%iges wäßriges Ammoniak pipettiert, bis dasselbe den Rand er reicht und den Separator voll benetzt hat (1,6 ml).On the upwardly directed mouthpiece is 10% aqueous ammonia pipetted until the same he the edge is enough and has wetted the separator fully (1.6 ml).
Die Elektrode ist in jeder Raumlage verwendbar. Unter Stromfluß muß sie sofort schnell bewegt werden. Die Stromdichte beträgt bei 12 Volt ca. 50 A/dm² Mundstücks fläche. Eine 3×3 cm² große Fläche ist in 3 Minuten mit 8 µm Zinkauflage versehen. Eine Nachfüllung erfolgt dabei nicht. Die dünne Eisenblechunterlage erwärmt sich dabei stark.The electrode can be used in any position. Under Current flow must be moved quickly immediately. The Current density at 12 volts is approx. 50 A / dm² mouthpiece surface. A 3 × 3 cm² area is in 3 minutes provided with 8 μm zinc coating. A refill takes place not here. The thin iron sheet pad heats up strong.
Die Elektrode wird nach dem Gebrauch mit dem Mundstück auf saugfähigem Papier abgesetzt, das den restlichen Elektrolyten absaugt. Die Elektrode ist jederzeit sofort wieder einsatzfähig. Das Gewebe ist allerdings Verschleiß ersatzteil.The electrode becomes with the mouthpiece after the use deposited on absorbent paper, the remaining Electrolytes sucks. The electrode is immediately at any time again operational. The fabric is however wear spare parts.
Zwecks Verzinkens sehr schmaler und welliger Flächen kann der Formkörper am Mundstück mit den Fingern zu einem Spalt zusammengedrückt werden, siehe Längsschnitt und Grundriß im unteren Teil der Abb. 4. Dabei treten Sepa rator und Granalien wulstartig hervor.For the purpose of galvanizing very narrow and wavy surfaces of the molding can be compressed at the mouthpiece with your fingers to form a gap, see longitudinal section and outline in the lower part of Fig. 4. In this Sepa occur rator and granules bead-like.
Wenn die Elektrode zuerst auf der Waagerechten benutzt wurde und schon Elektrolyt zur Benetzung verloren hat und dann für ein Untersichtverzinken ohne Nachfüllung eingesetzt werden soll, empfiehlt sich das Zusammenpressen des Mundstücks ebenfalls, weil dabei Elektrolyt heraus gedrückt wird und dieser am Mundstück reichlich zur Ver fügung stehen muß.When the electrode is first used on the horizontal and has already lost electrolyte for wetting and then for a bottom view galvanizing without refilling is to be used, the compression is recommended The mouthpiece also, because this electrolyte out is pressed and this on the mouthpiece ample Ver must be available.
Auch für das Verzinken kleiner Löcher empfiehlt sich das schmale Spaltmundstück, das mit einer der beiden Ecken auf das Loch gesetzt wird.Also for galvanizing small holes is recommended the narrow gap mouthpiece, with one of the two Corners is placed on the hole.
Ansonsten paßt sich das locker eingespannte Gewebe jeder bergigen und muldigen Flächenkontur leicht an, und die große Streuung sorgt auch für die Verzinkung in der Tiefe von z. B. Gewindegärten, in die keine Elektrode hin einpaßt.Otherwise fits the loosely clamped tissue each mountainous and mature surface contour easily, and the large dispersion also ensures the galvanizing in the Depth of z. B. threading, in the no electrode down fits.
Mit nur einer Lage des Polyestergewebes von 0,125 mm Normalschichtdicke werden 100 A/dm² erreicht. Dann ist aber die Erwärmung durch den Strom so stark, daß das Ver zinken nach 1 Minute unterbrochen werden muß.With only one layer of polyester fabric of 0.125 mm Normal layer thickness is reached 100 A / dm². Then but the warming by the current so strong that the Ver tines must be interrupted after 1 minute.
Infolge der Verwendung von Zinkgranalien, die eine große Oberfläche haben, und der starken Stromerwärmung werden mit derartigen Elektroden die höchsten Verzinkungsleistungen erzielt.As a result of the use of zinc granules, which is a large Have surface, and the strong power heating will be with such electrodes the highest galvanizing performance achieved.
In Abb. 5 bildet das dünnwandige, leicht konische, becherförmige Gummigefäß (2) zusammen mit dem weichen, passenden Gummistopfen (3) das Elektrolytgefäß, innerer Durchmesser 26 mm. Der Boden des Gummibechers ist durchlö chert. Darauf liegt innenseitig das Textilgewebe (6), das durch den Gummistopfen fixiert ist. Der Zinkdraht (1) ist luftdicht durch den Stopfen geführt, der im elektrischen Kontakt mit der Granalienfüllung (1′) steht und positv gepolt ist. Der Elektrolyt wird mit der Polyethylfla schenpipette auf eine Bodenbohrung aufgegeben bis zur Randfülle.In Fig. 5, the thin-walled, slightly conical, cup-shaped rubber container ( 2 ) together with the soft, matching rubber stopper ( 3 ) forms the electrolyte container, inner diameter 26 mm. The bottom of the rubber cup is durchlö chert. On the inside is the textile fabric ( 6 ), which is fixed by the rubber stopper. The zinc wire ( 1 ) is airtight through the plug, which is in electrical contact with the Granoli filling ( 1 ') and is positively poled. The electrolyte is applied with the Polyethylfla rule pipette on a bottom hole to the edge fullness.
Beim Untersichtverzinken wird der Becher etwas zusam mengedrückt, um guten Benetzungskontakt zwischen den Elektroden herzustellen. Die Bewegung des Becherbodens als Mundstück erfolgt bündig auf der Negativen, das Mund stück kann der Flächenkontur folgen und wird am leichte sten spiraligrotierend mit Richtungsänderungen geführt.When Untersichtverzinken the cup is something zusam together Pressed to good wetting contact between the Produce electrodes. The movement of the cup bottom as a mouthpiece is flush on the negative, the mouth piece can follow the surface contour and becomes light Spirigotierend led with direction changes.
Es werden 150 mA bei 12 V, entsprechend 105 A/dm² Flächensumme der Lochquerschnitte erreicht bei einer Bo denstärke von knapp 2 mm und einer Gewebestärke von 0,13 mm. Die Separatoren sind verschleißfrei.It will be 150 mA at 12 V, corresponding to 105 A / dm² Area sum of the hole cross sections reaches at a Bo thickness of just under 2 mm and a fabric thickness of 0.13 mm. The separators are wear-free.
Eine Elektrode, die bei 12 V mit 10%igem wäßrigem Ammoniak 1,5 Ampere bringt, ist in Abb. 6 gezeichnet. Sie besteht aus einem Gummischlauch (2) Ø 28 mm mal 2 mm Wand stärke, der mit dem zweilagigen Gewebeseparator (6) und dem Gummistopfen (3) das Elektrolytgefäß bildet, in dem sich die Granalien (1′) und der Zinkdraht (1) befinden. Der Gewebeseparator ist zwischen dem Schlauch 2 und einem Gummischlauch (6′) Ø 28 mal 0,5 mm eingeklemmt. Es können Flachtextilien verwendet werden als Separator, Durchmesser 95 mm. Die Elektrode ist sehr giftig und auch für grobe Hände geeignet.An electrode which brings 1.5 amperes at 12 V with 10% aqueous ammonia is drawn in FIG . It consists of a rubber hose ( 2 ) Ø 28 mm by 2 mm wall thickness, which forms with the two-ply fabric separator ( 6 ) and the rubber plug ( 3 ) the electrolyte vessel in which the granules ( 1 ') and the zinc wire ( 1 ) are located. The tissue separator is clamped between the tube 2 and a rubber tube ( 6 ') Ø 28 times 0.5 mm. Flat textiles can be used as a separator, diameter 95 mm. The electrode is very poisonous and suitable for rough hands.
In Abb. 7 ist der Separator (6) aus kräftigem, weich elastischem, grobmaschigem Polyamidgewirke (Lycra-Fasern) von 0,6 mm Schichtstärke mit Hilfe des Gummischlauches (4′, 6′) über das Mundstück eines Bechers aus Zinklegierung (0,3% Blei und Cadmium) von 13 mm Durchmesser und 48 mm Länge gelegt. Der Schlauch dient auch der äußeren elek trischen Isolierung sowie der Kontaktierung der Leitungs litze (4). Der scharfe Rand des Mundstücks ist mit Alu miniumfolie von 0,1 mm Stärke umkleidet, so daß sich das Separatorgewirke (6) nicht verletzen kann. Auf dem Becher boden befindet sich ein strammes Polyurethanschaumstoff polster (12), das 10 Zinkdrahtabschnitte Ø 3 mm (1′) gegen den Separator abfedert, so daß dieser den Flächenkontu ren (5, 5′, 5′′) folgen kann. (13) ist eine Isolierklebe folie.In Fig. 7, the separator ( 6 ) of strong, soft elastic, coarse-meshed polyamide knitted fabric (Lycra fibers) of 0.6 mm layer thickness by means of rubber hose ( 4 ', 6 ') via the mouthpiece of a cup of zinc alloy (0, 3% lead and cadmium) of 13 mm diameter and 48 mm length. The hose is also used for external elec trical insulation and the contacting of the cable strand ( 4 ). The sharp edge of the mouthpiece is coated with aluminum foil of 0.1 mm thickness, so that the Separatorgewirke ( 6 ) can not hurt. On the cup bottom is a tight polyurethane foam cushion ( 12 ), which cushions 10 zinc wire sections Ø 3 mm ( 1 ') against the separator, so that this ren the Flächenkontu ( 5 , 5 ', 5 '') can follow. ( 13 ) is an insulating adhesive film.
Mit 10%igem wäßrigem Ammoniak werden bei 12 V angelegter Spannung 200 bis 300 mA (42 A/dm² Stirnflächensumme der Zinkdrähte) erreicht. Einmalfüllung des Elektrolyten reicht für 5 Min. Verzinkungsdauer. Für die Einbringung des Elektrolyten ist eine Injektionsspritze praktisch.With 10% aqueous ammonia are at 12 V applied Voltage 200 to 300 mA (42 A / dm² face total of Zinc wires). One-time filling of the electrolyte enough for 5 min. Galvanization. For the introduction of the electrolyte, a hypodermic syringe is practical.
Mit Zinkgranalien (Feinzink 0,5 bis 2 mm Korngröße) anstelle der Zinkdrähte und dreilagigem feinmaschigem Polyestergewebe von 0,4 mm Gesamtdicke werden 400 bis 600 mA (100 A/dm² Mundstücksquerschnitt) erzielt.With zinc granules (fine zinc 0.5 to 2 mm grain size) instead of zinc wires and three-ply fine-meshed Polyester fabrics of 0.4 mm total thickness will be 400 to 600 mA (100 A / dm² mouthpiece cross-section) achieved.
Statt der Zinkdrahtabschnitte (1) können auch Zinkblech röhrchen verwendet werden und insbesondere solche, in deren Mundstückseiten Plastikseelen eingezwängt sind, die ebenso wie der Hüllschlauch (4′, 6′) über die Zinkstirn flächen hinausragen und den Abstand zu der zu verzinken den Fläche (5) garantieren und insoweit einen Separator überflüssig machen.Instead of the zinc wire sections ( 1 ) and zinc sheet tubes can be used and in particular those in the mouthpiece sides plastic souls are constrained, which as well as the buffer tube ( 4 ', 6 ') protrude beyond the zinc front surfaces and the distance to galvanize the surface ( 5 ) and to this extent make a separator superfluous.
Über einen Becher aus legiertem Zink (0,3% Blei und Cadmium) Øa 13,3 mm×0,4×46, Abb. 8 (1,2), ist ein Weich- PVC-Schlauch (2′) Øi=13, Wandstärke 1,5 mm, Länge 50 mm, gezogen, der das abisolierte Ende der Zuleitungslitze (4) gegen den Becher drückt, den Becher elektrisch nach außen isoliert, als Handhabe dient, und vor allem den Mundstücks rand bildet, indem der Schlauch den Becherrand um knapp 1 mm überragt.Over a cup of alloyed zinc (0.3% lead and cadmium) Ø a 13.3 mm × 0.4 × 46, Fig. 8 (1,2), is a soft PVC hose ( 2 ') Ø i = 13, wall thickness 1.5 mm, length 50 mm, drawn, which presses the stripped end of the supply line ( 4 ) against the cup, the cup electrically insulated to the outside, serves as a handle, and especially the mouthpiece edge forms by the Hose surmounted the edge of the cup by almost 1 mm.
In den Becher ist der weichelastische, offenporige Schaumstoff (12, 14) beweglich eingepaßt, der im dekompri mierten Zustand über den Mundstücksrand hervorspringt. Der Schaumstoff saugt dochtartig den eingebrachten Elek trolyten auf. Beim Aufsetzen des Mundstücks auf die zu verzinkende Fläche paßt sich der Schaumstoff dieser Fläche in ihrer Kontur an, indem er entsprechend zurückweicht, Abb. 8 unten, ebene Fläche (5).In the cup of soft elastic, open-cell foam ( 12 , 14 ) is movably fitted, which protrudes in the decompressed state over the mouthpiece edge. The foam absorbs wicked the introduced Elek trolyte. When placing the mouthpiece on the surface to be galvanized, the foam of this surface conforms to its contour by correspondingly receding, Fig. 8 below, flat surface ( 5 ).
Der vom Elektrolyten durchnäßte Schaumstoff benetzt die zu verzinkende Fläche und die Zinkwandung, insbesondere den Zinkbecherrand, und sorgt für elektrolytische Lei tung zwischen der Becherpositiven und der Negativen (5).The wetted by the electrolyte foam wets the surface to be galvanized and the zinc wall, in particular the zinc beaker edge, and provides electrolytic Lei direction between the Becherpositiven and the negatives ( 5 ).
Vorteilhaft ist gegenüber der bekannten Schaumstoff- Tampon-Elektrode, bei der eine dünnere Schaumstoff schicht als Elektrolytträger zwischen parallelen Elek trodenflächen angeordnet ist, daß der Schaumstoff hier durch die reibende Bewegung viel weniger beansprucht wird, daß die Strombahnen durch den Schaumstoff im Randbereich gar nicht und im Innern weniger stark abgedeckt sind, daß die Schaumstoffdicke nicht gleich dem Elektro denabstand ist, und daß Befestigungsmittel entfallen.It is advantageous over the known foam Tampon electrode, in which a thinner foam layer as electrolyte carrier between parallel Elek trodenflächen is arranged, that the foam here is much less stressed by the rubbing motion, that the current paths through the foam in the edge region not at all and less covered inside, that the foam thickness is not equal to the electric the distance is, and that fasteners omitted.
Die Elektrode ist in jeder Raumlage geeignet. Mit 10%igem wäßrigem Ammoniak werden 125 mA bei 15°C erzielt.The electrode is suitable in every location. With 10% aqueous ammonia is achieved at 15 ° C 125 mA.
Anstelle des Schaumstoffdochtes kann man auch einen Docht aus Textilfasern, insbesondere in Gestalt eines rechteckigen Gewebestückes aus Baumwolle, das zu einem passenden zylindrischen Docht stramm aufgewickelt ist, verwenden. Ein derartiger Docht hat ein unübertroffenes Aufsauge- und Haltevermögen für den Elektrolyten.Instead of the foam can also be a Wick from textile fibers, in particular in the form of a rectangular fabric piece made of cotton, which becomes one matching cylindrical wick is tightly wound, use. Such a wick has an unsurpassed Absorbing and holding capacity for the electrolyte.
Mit einem solchenDocht ist aber nicht nur ein beson ders langes Verzinken mit einer Füllung von 4 ml Elek trolyt in jeder Raumlage und an Kanten usw. möglich, son dern diese Elektrodenkonstruktion zeigt eine besondere Fähigkeit zur Überdeckung von Rostnarben auf Stahlblech, die am größten ist, wenn man über der rostnarbigen Stelle mit der Elektrode wenige Sekunden in Ruhe verweilt, so daß ein kreisrunder voller Fleck schwarzen Zinks sicht bar wird, und dann mit der Bewegung fortfährt, die den schwarzen Abscheidungsfleck dann visuell zum Verschwin den bringt. Allerdings ist die Haftfestigkeit solcher Verzinkungen auf solchen nicht vollkommen metallreinen Untergründen geringer.But with such a wick is not only a special long galvanizing with a filling of 4 ml Elek trolyt possible in any position and on edges, etc., son This electrode construction shows a special Ability to cover rust marks on sheet steel, which is the largest when looking over the rusty spot with the electrode a few seconds rest, so that a circular full spot of black zinc was visible becomes bar, and then continues with the movement that the black deposit mark then visually to Verschwin that brings. However, the adhesive strength is such Galvanizing on such not completely pure metal Substrates lower.
In Abb. 9 ist gegenüber der Abb. 8 der Docht weggelas sen und das Zinkbechermundstück mit einem Textilgewebe (Polyester, Polyamid) bedeckt, dessen überstehender Rand zur Fixierung dieses Separators zwischen Becheraußen wand und Schlauchinnenwand durch Überstülpen des unte ren 17 mm hohen Schlauchteilstückes eingezwängt ist. Schlauchüberstand d=0,2 mm, Textilgewebedicke 0,1 mm. Der Becher wird zweckmäßigerweise zuvor elektrolytge füllt.In Fig. 9 is compared with Fig. 8, the wick weggelas sen and the zinc cane mouth covered with a textile fabric (polyester, polyamide), the protruding edge wall for fixing this separator between cup outer wall and tube inner wall is squeezed by slipping the Unte ren 17 mm high tube section , Tube overhang d = 0.2 mm, fabric thickness 0.1 mm. The cup is conveniently filled before electrolyte.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein solcher Separator nach längerer Benutzungsdauer keine Verschleißerscheinungen zeigt und auch nicht durch den unbearbeiteten Rand des nach dem Fließpreßverfahren her gestellten Zinkbechers verletzt worden ist.It has been surprisingly found that a such separator after prolonged use no Shows signs of wear and not by the unprocessed edge of the extrusion process ago has been injured.
Mit 12 V werden nach einer Anlaufzeit bis 300 mA in jeder Raumlage erreicht. Untersicht- und Senkrechtver zinken kann erstaunlicherweise auch mit Teilfüllung erfolgen, wenn der Separator hin und wieder durch kurz zeitiges Wenden des Mundstücks nach unten nachbenetzt wird. With 12 V, after a start-up time up to 300 mA in reached every spatial position. Soffit and vertical Astonishingly, tines can also be partially filled take place when the separator every now and then by briefly early turning of the mouthpiece downwardly rewetted becomes.
Günstig ist es, das kreisrunde Mundstück zu einem Oval zu verdrücken, da dadurch auch schmale Stellen zugänglich werden. Die Stromstärke nimmt dadurch nicht ab, die Strom dichte nimmt zu. Denn bei kurzem Stillstand der Elektrode bildet sich ein schwarzer Ring des ovalförmigen Zinkran des mit einer Breite von zirka 2 mm auf der negativen Un terlage ab.It is favorable, the circular mouthpiece to an oval to displace, as well as narrow areas accessible become. The current does not decrease, the current density is increasing. Because at short standstill of the electrode A black ring of the oval-shaped zinc-ring forms with a width of about 2 mm on the negative Un from.
In Abb. 10 ist der Zinkdraht (1) luftdicht durch den Boden (3) eines Weichgummibechers (2, 6′) durchgeführt. Der Becher enthält eingepaßt einen steiferen Weich-PVC- Schlauch (2′, 6′′) von 20 mm innerem Durchmesser, 2 mm Wand stärke und 20 mm Höhe, dessen Mundstück etwas gegenüber dem Gummibecherrand zurückliegt, und der mit der Moos gummilochscheibe (12) einen Innenbecher bildet. Die pralle Füllung mit 12 g Zinkgranalien (1′; 99,99% Zn, 0,5 bis 2 mm Korngröße) ist bedeckt und am Herausfallen gehindert durch ein vierlagiges Polyestergewebe (6), Ø=58 mm, Gesamtschichtdicke=0,5 mm, dessen Ränder mit einem Schraubendreher in den engen Spalt zwischen Becherwand und Schlauch eingezwängt und fixiert werden, was bequem zu bewerkstelligen ist, wenn man dabei den Daumen auf das Gewebe und die Granalien drückt.In Fig. 10, the zinc wire ( 1 ) is airtightly passed through the bottom ( 3 ) of a soft rubber cup ( 2 , 6 '). The cup contains a stiffer soft PVC hose ( 2 ', 6 '') of 20 mm inner diameter, 2 mm wall thickness and 20 mm height, the mouthpiece is slightly opposite to the rubber disc edge, and with the moss rubber washer ( 12 ) forms an inner cup. The bulky filling with 12 g zinc granules ( 1 ', 99.99% Zn, 0.5 to 2 mm grain size) is covered and prevented from falling out by a four-ply polyester fabric ( 6 ), Ø = 58 mm, total layer thickness = 0.5 mm , whose edges are squeezed and fixed with a screwdriver into the narrow gap between the cup wall and the tube, which is easy to do by pressing the thumb on the tissue and the granules.
Die Elektrode liefert 0,8 A. Nach jeweils 1 Minute Elektrolysedauer muß eine Abkühlpause eingelegt werden.The electrode delivers 0.8 A. After every 1 minute Electrolysis time must be inserted a cooling off.
Die Elektrolythaltung ist gut und ein Verzinken in je der Raumlage gleich gut möglich.The electrolyte content is good and galvanizing in each the spatial situation equally well possible.
Als Innenbecher kann auch ein zweiter Gummibecher verwendet werden, der dem äußeren ähnlich ist.The inner cup can also be a second rubber cup used, which is similar to the outer.
Ein Hartpolyvinylrohrstück von 15 mm Höhe und Durch messer sowie einer Wandstärke von 0,8 mm wird in der Wärme zu einem Spalt von 1 mm Weite zusammengedrückt und durch Abkühlung in dieser Form fixiert, Abb. 11 (2). In den Spalt wird Zinkblech (Titanzink) von 40 mm Länge, 17 mm Breite und 0,8 mm Stärke (1) stramm eingefügt, so daß beidseitig vom Zinkblech freie Spalte von 0,2 mm Weite entstehen, die noch durch einige Höcker auf dem Zinkblech stabilisiert sind. Das herausragende Ende des positiv gepolten Bleches, das durch Klebefolie elektrisch isoliert ist (4)′, 13) wird gegen die Hülle durch selbst vulkanisierende Siliconmasse (3) gedichtet. Die Hülle springt gegenüber dem anderen Ende des Zinkblechs um d=0,5 mm vor und bildet das Mundstück der Elektrode. Die Hülle stellt zusammen mit der Silicondichtung das becherförmige Elektrolytgefäß dar, das durch schräges Eintunken und Luftentlassen bei nach oben gerichtetem Mundstück etwa alle 2 Minuten nachzufüllen ist.A hard polyvinyl pipe piece of 15 mm in height and diameter and a wall thickness of 0.8 mm is pressed together in the heat to a gap of 1 mm width and fixed by cooling in this form, Fig. 11 ( 2 ). Zinc sheet (titanium zinc) of 40 mm in length, 17 mm in width and 0.8 mm in thickness ( 1 ) is tightly inserted into the gap, so that on both sides of the zinc sheet free gaps of 0.2 mm width are formed, which are still some bumps on the Zinc sheet are stabilized. The protruding end of the positively poled sheet which is electrically insulated by adhesive film ( 4 ) ', 13 ) is sealed against the shell by self-vulcanizing silicone composition ( 3 ). The shell projects from the other end of the zinc sheet by d = 0.5 mm and forms the mouthpiece of the electrode. The shell, together with the silicone seal, the cup-shaped electrolyte vessel is to be refilled by obliquely drowning and air release with upwardly directed mouthpiece about every 2 minutes.
Der untere Teil der Abb. 11 stellt einen Querschnitt durch die Elektrode dar.The lower part of Fig. 11 represents a cross section through the electrode.
Die maximale Stromstärke beträgt bei Füllung mit 25%igem wäßrigem Ammoniak 150 mA.The maximum current is at filling with 25% aqueous ammonia 150 mA.
Diese Elektrode ist besonders für das Verzinken in engen Kehlen und Spalten und für jede Raumlage geeignet.This electrode is especially suitable for galvanizing tight throats and columns and suitable for any location.
14 g Metaphosphorsäure HPO₃ und 50 g Wasser werden durch Erhitzen auf 80°C in Orthophosphorsäure H₃PO₄ umgewandelt und darin dann 23 g Zinkoxid (Zinkweiß Rot siegelqualität) aufgelöst, schließlich mit 52 g 25%igem wäßrigem Ammoniak versetzt, wodurch eine klare dickflüssi ge Lösung entsteht, die als Elektrolyt in der Handelek trode, Konstruktion wie im Beispiel 1, Abb. 1, einge setzt wird, siehe Tabelle 2.14 g of metaphosphoric acid HPO₃ and 50 g of water are converted by heating to 80 ° C in orthophosphoric H₃PO₄ and then 23 g of zinc oxide (zinc white red seal quality) dissolved, finally mixed with 52 g of 25% aqueous ammonia, creating a clear dickflüssi ge solution which is used as an electrolyte in the commercial, construction as in Example 1, Fig. 1, is used, see Table 2.
Es ist ersichtlich, daß Arbeitsbedingungen gefunden wur den, bei denen keine Wasserstoffentwicklung am negativ ge polten Stahl stattfindet. Diese Verfahrensvariante ist so mit geeignet, z. B. Federstahl, der leicht durch Wasser stoffaufnahme versprödet, zu verzinken. Es kann zugleich die Sauerstoffentwicklung an der Zinkpositiven minimiert werden, so daß lange Verzinkungszeiten bei stationärem Betrieb erzielbar sind.It can be seen that working conditions were found those in which no hydrogen evolution at the negative ge polten steel takes place. This process variant is like this with suitable, z. B. spring steel, easily by water fabric pickup brittle, to galvanize. It can be at the same time minimizes oxygen evolution at the zinc positive so that long galvanizing times at stationary Operation can be achieved.
Ein Abwaschen nach beendetem Verzinken erübrigt sich bei diesem Elektrolyten ebenfalls, weil Zinkphosphat im Ge gensatz zu den bekannten Leitsalzen (meistens Chloride und Sulfate) kein korrodierendes Salz ist. Washing off after galvanizing is no longer necessary This electrolyte also because zinc phosphate in Ge Substitute to the known conductive salts (mostly chlorides and sulfates) is not a corrosive salt.
Eine negativ gepolte waagerechte eiserne Achse trägt eine perforierte Trommel aus nicht leitendem Kunststoff. Die Trommel rotiert in einem eisernen Trog, der den Elek trolyten enthält. Um den Trog sind Zinkbleche als fest stehende Positive angeordnet. Die Kapselung weist einen Gasabzug auf. Die Trommel wird mit in Salzsäure frisch gebeizten und mit Wasser gewaschenen eisernen Draht stiften (Nägeln) zu 3/4 gefüllt. Das Verzinken mit 10%igem Ammoniak als Startelektrolyten verläuft bei mäßiger Stromdichte nahezu ohne Gasentwicklung und sehr gleich mäßig. Die Verzinkung ist matt-hellgrau. Die getrock neten Drahtstifte werden in Mineralöl getaucht und ab zentrifugiert. Sie sind so dauerhaft gegen Verrosten konserviert.A negatively poled horizontal iron axle carries a perforated drum made of non-conductive plastic. The drum rotates in an iron trough, the Elek contains trolytes. To the trough are zinc sheets as solid standing positives arranged. The encapsulation has a Gas vent on. The drum is fresh with hydrochloric acid stained and water-washed iron wire pen (nails) filled to 3/4. Galvanizing with 10% ammonia as the starting electrolyte is more moderate Current density almost without gas evolution and very much the same moderate. The zinc coating is matt light gray. The getrock Neten wire pins are dipped in mineral oil and from centrifuged. They are so durable against rusting preserved.
In einem Reagenzglas befindet sich 10%iges wäßriges Ammoniak, in das 2 Zinkelektroden in Form von je einem Drahtdoppel, Drahtdurchmesser 3 mm, senkrecht und paral lel zueinander eintauchen. Es wird anfangs mit 12 Volt elektrolysiert. Der Strom steigt in 7 Minuten von 75 auf 230 mA an. An der Negativen scheidet sich Zink als schwarzer Schwamm ab. Die Spannung wird auf 10 Volt und nach 2 Minuten auf 5 Volt zurückgenommen, weil die Tempe ratur ansteigt. Nach weiteren 10 Minuten beträgt der Strom 300 mA, und der Schwamm droht abzufallen oder eine Kurzschlußbrücke zu bilden. Es wird umgepolt, wonach der Zinkschwamm in Lösung geht und sich ein neuer Zink schwamm an der neuen Negativen bildet. Diese periodische Gleichstromelektrolyse wird noch einige Perioden, die immer kürzer werden, fortgesetzt, wobei eine starke Wasserstoffentwicklung an der jeweils Negativen statt findet. Schließlich wird die elektrolytische Leitfähig keit gemessen und mit anderen erfindungsgemäßen Elek trolyten verglichen, siehe Tabelle 3.In a test tube is 10% aqueous Ammonia, in the 2 Zinkelektroden in the form of one each Wire double, wire diameter 3 mm, vertical and paral Immerse each other. It starts with 12 volts electrolyzed. The current rises from 75 in 7 minutes 230 mA. On the negative, zinc separates as black sponge off. The voltage is at 10 volts and withdrawn after 2 minutes to 5 volts, because the Tempe rises in temperature. After another 10 minutes is the Current 300 mA, and the sponge is about to fall off or one Shorting bridge to form. It is reversed, after which the Zinc sponge goes into solution and a new zinc sponge at the new negatives forms. This periodic DC electrolysis will still be several periods, the getting shorter, continued, with a strong Hydrogen evolution takes place at the respective negatives place. Eventually the electrolytic becomes conductive measured speed and other Elek invention trolytes, see Table 3.
Nach der obigen eingehenden Darlegung der Erfindung soll zum Schluß noch, teils zusammenfassend, teils ergän zend auf die Vorteile eingegangen werden, die sie im Vergleich zum Stand der Technik bietet.After the above detailed description of the invention Finally, partly in summary, partly in supplement They will discuss the benefits they have in life Compared to the prior art offers.
Durch die Erfindung ist gezeigt worden, daß beim elek trolytischen Verzinken auf korrodierende Salze, Alkaliba sen und Säuren ganz verzichtet werden kann, und zwar in einfachster Weise. Dadurch ist die Anwendung einer elek trolytischen Verzinkung erst praktikabel geworden von Eisenteilen, die an Mauerwerk, Mauermörtel, Beton und andere poröse Materialien grenzen, da unvermeidlich ist, daß diese vom Elektrolyten benetzt werden und ihn aufsau gen. Ein Elektrolyt, der korrodierende nichtflüchtige Bestandteile enthält - und das gilt für alle bekannten Verzinkungselektrolyte - wäre dann die Quelle für ein Unterrosten, das nicht abzustellen ist. Aber auch beim Reparaturverzinken an Kraftfahrzeugen ist nicht auszu schließen, daß der Elektrolyt in Spalte gelangt, wo er Rostschäden bewirken kann, wenn er korrosive Bestandtei le enthält, die nichtflüchtig sind, und wenn ein Fortspü len bis auf kleinste Restspuren nicht gewährleistet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Elektrolyten ist erstmalig ein Elektrolyt zum Verzinken beschrieben worden, der nur flüchtige (Wasser und Ammoniak) und inerte (Zinkoxid, Zinkhydroxid) sowie rostschützende (Zinkphosphat) Be standteile enthält.By the invention has been shown that the elec trolytic galvanizing on corrosive salts, Alkaliba sen and acids can be dispensed with altogether, in the simplest way. This is the application of an elek trolytic galvanizing has become practicable by Iron parts connected to masonry, masonry mortar, concrete and other porous materials border as it is inevitable that they are wetted by the electrolyte and soaked up An electrolyte, the corrosive nonvolatile Contains ingredients - and this applies to all known Galvanizing electrolytes - would be the source for one Sub-grate that can not be turned off. But also at Repair galvanizing on motor vehicles can not be ruled out conclude that the electrolyte gets into cracks where it does Can cause rust damage if it corrosive Bestandtei contains le, which are non-volatile, and if a continuation len is not guaranteed to the smallest traces. With the electrolyte according to the invention is a first time Electrolytic galvanizing has been described, the only volatile (water and ammonia) and inert (zinc oxide, Zinc hydroxide) and rust-protective (zinc phosphate) Be contains constituents.
Zwar ist bekannt (W. S. Sebborn, Transactions Faraday Society (J. of Chem. Soc.) 29 (1933) 659 bis 663), daß eine "verdünnte Lösung von Zinkoxid in überschüssiger Ammoniumhydroxid-Lösung" bei der Elektrolyse mit "ho her Stromdichte" zwischen ruhenden Zinkblechelektroden Zinkschwamm abscheidet, dessen Darstellung und Unter suchung Gegenstand der Veröffentlichung sind. Es gibt aber keine Hinweise darauf, daß oder wie eine Verzin kung erzielt werden kann.Although it is known (W.S. Sebborn, Transactions Faraday Society (J. of Chem. Soc.) 29 (1933) 659-663) that a dilute solution of zinc oxide in excess Ammonium hydroxide solution "on electrolysis with" ho "Current density" between stationary zinc sheet electrodes Zinc sponge deposits, whose presentation and sub are the subject of the publication. There are but no evidence that or how a Verzin kung can be achieved.
Mit ammoniakalischen Zinksalzlösungen sind Versuche zur Abscheidung auf Zink vorgenommen worden. Das dendri tische Wachstum, das die Anwendung stört, konnte durch sehr niedrige Stromdichten und Zugabe von Kresolsul fonat für eine längere Elektrolysedauer vermieden wer den (F. Foerster und K. Klemm, Z. Elektrochemie 35 (1929) 409 bis 426). Es findet sich ebenfalls kein Hinweis, wie eine einwandfreie Verzinkung ohne Salze und Additive oder bei höheren Stromdichten erreicht werden kann. Im übrigen sagt die Haftfestigkeit auf Zink noch nichts über diejenige auf Eisen und andere Metalle aus.With ammoniacal zinc salt solutions are experiments for deposition on zinc. The dendri Table growth that interfered with the application was not possible very low current densities and addition of cresolsul fonat avoided for a longer electrolysis duration who (F. Foerster and K. Klemm, Z. Elektrochemie 35 (1929) 409 to 426). There is also no indication how a perfect galvanizing without salts and additives or can be achieved at higher current densities. in the the rest, the adhesion to zinc says nothing about iron and other metals.
In der speziellen Literatur über Handelektroden wird kein spezieller Elektrolyt genannt. Zwar ist in dieser die reibende Bewegung bekannt ("Reibeelektroden"), aber daß darin und in Kombination mit dem wäßrigen Ammoniak der Schlüssel zum Verzinken ohne Salzanwendung liegt, ist offenbar bisher nicht erkannt worden.In the special literature on hand electrodes is not called a special electrolyte. True, this is in this the rubbing motion is known ("rubbing electrodes"), but in that and in combination with the aqueous ammonia the key for galvanizing without salt application lies, apparently has not been recognized yet.
Tatsächlich ist bisher nur eine einzige Handelektrode für das elektrolytische Reparaturverzinken am Kraft fahrzeug kürzlich auf dem Markt erschienen. Sie ent spricht der DE OS 36 30 919 A1 (C 25 D 19/00), wobei die Positive nicht aus Zink und keine Lösungselektrode ist, sondern aus Kohle besteht, zirka 0,3 mm zurückliegt gegen über dem abrasiven Ring, der diese umgibt. Es wird mit Zinkchlorid enthaltendem, stark saurem Elektrolyten ge arbeitet, der angedickt ist. Bei der Bewegung dieser Rei beelektrode wird ein beträchtlicher Teil des abgeschie denen Zinks - zwecks Glättung - wieder abgeschliffen, so daß die Stromausbeute schlecht ist. Einem Kurzschluß wird durch einen eingebauten Vorwiderstand vorgebeugt, der aber die nutzbare Stromstärke bei Anwendung der Kraft fahrzeugbatterie mit 12 Volt Klemmenspannung auf zirka 100 mA begrenzt. Für diese Leistung ist die Elektrode recht groß (äußerer Durchmesser 15 mm, Kohledurchmesser 6,5 mm, Länge 110 mm) und für Engstellen nicht geeignet. Da keine Zinklösungselektrode vorhanden ist, ist die klei ne Elektrolytmenge zwischen den Elektroden äußerst schnell auselektrolysiert, und man muß ständig Sorge da für tragen, frischen Elektrolyten unter die Kohleposi tive zu bekommen. Der Stromdurchgang wird durch die starke Gasbildung (Wasserstoff und Chlor) erschwert, es bildet sich schnell ein zäher Schaum. Das Zinkchlorid ist von allen Zinksalzen das korrosivste. Eine frische Elektrolytportion ist schon nach 1 Minute erforderlich.In fact, so far only a single hand electrode for electrolytic repair galvanizing by force vehicle recently appeared on the market. You ent speaks the DE OS 36 30 919 A1 (C 25 D 19/00), wherein the positive is not zinc and no solution electrode, but consists of charcoal, about 0.3 mm lags behind over the abrasive ring surrounding it. It is with Zinc chloride-containing, strongly acidic electrolyte ge works, which is thickened. When moving this Rei A considerable part of the electrode is deposited zinc - for the purpose of smoothing - sanded off, so that the current efficiency is poor. A short circuit will Prevented by a built-in series resistor, the but the usable amperage when applying the force Vehicle battery with 12 Volt terminal voltage on approx 100 mA limited. For this performance is the electrode quite large (outer diameter 15 mm, carbon diameter 6.5 mm, length 110 mm) and not suitable for bottlenecks. Since there is no zinc solution electrode, the klei ne amount of electrolyte between the electrodes extremely quickly electrolyzed, and you always have to worry about it for carry, fresh electrolyte under the coal posi tive. The passage of electricity is through the strong gas formation (hydrogen and chlorine) makes it difficult A tough foam quickly forms. The zinc chloride is the most corrosive of all zinc salts. A fresh one Electrolyte portion is required after just 1 minute.
Dagegen arbeitet die erfindungsgemäße Elektrode vor zugsweise mit einem weich-elastischen Mundstück, das kein Zink abschleift und die Lackumgebung der Reparatur stelle nicht beschädigt. Der neue Elektrolyt ist nicht nur salz- und korrosionsfrei, er entwickelt kein gifti ges Chlor, sondern höchstens wenig Wasserstoff. Der Elektrolyt verbraucht sich kaum, und im Prinzip ist nur eine sehr dünne Elektrolytschicht als Vehikel für die Aufnahme und Abgabe von Zinkionen erforderlich. Ein Vorwiderstand erübrigt sich. Die Stromausbeute ist über 90%. Die Nachfüllzeiten sind meist länger als die Ver zinkungszeiten.In contrast, the electrode according to the invention works before preferably with a soft-elastic mouthpiece, the no zinc abrades and the paint environment of the repair do not damage it. The new electrolyte is not only free of salt and corrosion, it does not develop poison chlorine, but at most little hydrogen. The Electrolyte hardly consumes, and in principle is only a very thin electrolyte layer as a vehicle for the Absorption and release of zinc ions required. On Series resistor is unnecessary. The current efficiency is over 90%. The refill times are usually longer than the Ver zinkungszeiten.
Erstmalig wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein einwandfreies Verzinken ohne die Einhaltung einer bestimmten Rezeptur und Temperatur erreicht, und dies sogar allein mit dem in jeder Drogerie greifbaren, han delsüblichen 10%igem wäßrigem Ammoniak und einfachster Elektroden. Zwar ist ein etwa 10%iges wäßriges Ammoniak optimal, aber es kann auch wesentlich konzentrierter oder schwächer sein, so daß das Verfahren unempfindlich auf ein Ausgasen des Ammoniaks reagiert. Das Ausgasen ist zudem durch die flächenbündigen Mundstückskonstruktionen sehr begrenzt. Ebenso variabel ist der Elektrodenabstand, die Stromdichte, die Spannung, die Temperatur, das Flächenver hältnis von Positiver zu Negativer, alles Parameter, die sonst genau vorgeschrieben sind.For the first time by the inventive method a perfect galvanizing without observing a achieved specific recipe and temperature, and this even alone with the han in every drugstore 10% aqueous ammonia and simplest Electrodes. Although it is about 10% aqueous ammonia optimal, but it can also be much more concentrated or be weaker, so that the process insensitive to a Outgassing of ammonia reacts. The outgassing is also through the flush mouthpiece constructions very much limited. Equally variable is the electrode spacing, the Current density, the voltage, the temperature, the area ver ratio of positive to negative, all parameters that otherwise exactly prescribed.
Das Verzinken ohne die Anwendung von korrodierenden Substanzen bringt nicht nur für das Reparaturverzinken, sondern auch für das Badverzinken Vorteile mit sich. Denn das verzinkte Gut muß nicht mehr bis zur Befreiung von kleinsten Spuren dieser Substanzen gewaschen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist also umweltfreundlicher und kostengünstiger. Es besteht auch nicht die Gefahr, daß korrosive Substanzen in der Verzinkung eingeschlos sen werden und später Unheil anrichten. In vielen Fällen genügt es, das verzinkte Gut nur abtropfen und an der Luft trocknen zu lassen. Umweltschonend und kostengünstig ist auch, daß der Elektrolytverbrauch minimal ist, denn die Herstellung einer jeden Chemikalie ist umweltbelastend. Die äußerst geringe Menge Ammoniak, die in die Atmo sphäre entweicht, kommt der Landwirtschaft als Dünger über den Regen zugute und vermindert die Säurestärke desselben.Galvanizing without the application of corrosive Substances not only brings to the galvanizing, but also for the bath galvanizing advantages. For the galvanized good no longer has to go to liberation to be washed from minute traces of these substances. The inventive method is therefore environmentally friendly and cheaper. There is also no danger that corrosive substances in the galvanization included sen and later cause mischief. In many cases it is sufficient to drain the galvanized material only and in the air to dry. Environmentally friendly and cost-effective Also, that the electrolyte consumption is minimal, because the Production of every chemical is harmful to the environment. The extremely small amount of ammonia that enters the atmosphere Sphere escapes, agriculture comes as fertilizer benefits over the rain and reduces the acidity thereof.
Daß die geringe elektrolytische Leitfähigkeit des wäß rigen Ammoniaks kein Handicap zu sein braucht, zeigen die zahlreichen Elektrolysevorrichtungen, die hier beschrieben sind und die konkurrenzfähige Stromdichten ermöglichen. Wäßriges Ammoniak und diese Vorrichtungen bilden eine einheitliche Lösung der gestellten erfinderischen Auf gabe.That the low electrolytic conductivity of the aqueous ammonia is not a handicap, they show numerous electrolysis devices described here and that enable competitive current densities. Aqueous ammonia and these devices form one uniform solution of the asked inventive reproducing.
Umgekehrt sind die neuartigen Vorrichtungen aber auch für andere Elektrolyte anpassungsfähig und geeignet.Conversely, the novel devices but also adaptable and suitable for other electrolytes.
So wenig wie wäßriges Ammoniak die Lösungselektrode aus Feinzink im stromlosen Ruhezustand angreift, so wenig greift es auch vorhandene und bereits erzeugte Verzin kungen an, während die bekannten Elektrolyte alle ag gressiv sind.As little as aqueous ammonia from the solution electrode Fine zinc attacks in the currentless state of rest, so little it also attacks existing and already generated interest kungen, while the known electrolytes all ag are gressive.
Das wäßrige Ammoniak löst die Verwitterungsprodukte von Zink, Kupfer und Nickel und legt dadurch die für die elektrolytische Abscheidung erforderliche Metallunterlage frei. Da Kupfer und Nickel ebenso wie Zink Metall-ammino hydroxide bilden, werden diese Metalle analog wie Zink abgeschieden. Ohne zusätzliche Oxidationsmittel wie z. B. Luft, Wasserstoffperoxid u. a. m. werden Kupfer und Nickel aber nicht durch Ammoniak angegriffen, und zwar zum Unter schied zum Zink auch nicht bei elektrolytischem Strom fluß.The aqueous ammonia dissolves the weathering products of zinc, copper and nickel and thereby sets the for the Electrolytic deposition required metal substrate free. Because copper and nickel as well as zinc metal ammino form hydroxide, these metals are analogous to zinc deposited. Without additional oxidants such. B. Air, hydrogen peroxide u. a. m. become copper and nickel but not attacked by ammonia, to the sub also did not differ to zinc with electrolytic current River.
Im allgemeinen ist es nicht nötig, die erfindungsgemä ßen Elektroden nach dem Gebrauch auszuspülen. Beim Ein trocknen sich ausscheidendes Zinkoxid und -Hydroxid so wie gegebenenfalls Zinkphosphat gehen bei erneutem Ge brauch mit dem eingefüllten wäßrigen Ammoniak wieder in Lösung. Man kann die Elektroden mit dem Mundstück ein fach auf saugfähigem Papier absetzen, das den Elektroly ten dann absaugt. Beim Lagern an der Luft bildet rest liches Ammoniak mit dem Kohlendioxid der Luft Ammonium carbonat, das jedoch ein flüchtiges und zersetzliches Salz und daher nicht von nachhaltiger korrosiver Wirkung ist.In general, it is not necessary, the inventive Rinse electrodes after use. At the one Precipitation Zinc Oxide and Hydroxide so dry such as zinc phosphate if necessary go with renewed Ge with the filled aqueous ammonia back in Solution. You can insert the electrodes with the mouthpiece fold onto absorbent paper containing the electrolyte then sucks. When storing in the air makes rest ammonia with the carbon dioxide of the air ammonium carbonate, which, however, is a volatile and decomposable one Salt and therefore not from sustainable corrosive Effect is.
Die Lebensdauer der Elektroden ist entweder nur durch den Verbrauch an Zinkteilen für die Verzinkung selber oder durch die Lebensdauer des Separators bestimmt, der jedoch leicht auswechselbar ist.The life of the electrodes is either only through the consumption of zinc parts for the galvanizing itself or determined by the life of the separator, the However, it is easily replaceable.
Im Vergleich zu den kurzborstigen Bürstenelektroden, die wenig anschmiegsam und stockend arbeiten, gleiten die erfindungsgemäßen Kunststoff- oder Gummimundstücke auf der benetzten, nassen Fläche sehr leicht und ange nehm. Bei dichtester und damit kapillaraktivster Pac kung der gleichmäßig dicken, runden Borsten verdecken diese geometrisch 91% des freien Querschnitts, den die vorliegende Erfindung nicht oder nur möglichst wenig einschränkt.Compared to the short bristle brush electrodes, the little cuddly and halting work, glide the plastic or rubber mouthpieces according to the invention very wet and wet on the wetted, wet surface participating. In the densest and thus capillary active Pac cover the uniformly thick, round bristles this geometrically 91% of the free cross section that the present invention not or only as little as possible limits.
Langhaarige Pinselelektroden, die weicher als kurze und steife Borsten arbeiten, sind weniger strapazier fähig und übrigens auch für hochleitfähige Elektrolyte kaum praktikabel. Es ist daher vorgeschlagen worden, Bür stenelektroden zu verwenden, deren Borsten z. T. kürzer und elektrisch leitend sind (US PS 41 59 934).Long-haired brush electrodes that are softer than short ones and stiff bristles work, are less durable capable and by the way also for highly conductive electrolytes hardly practicable. It has therefore been suggested, Bür to use stenelektroden whose bristles z. T. shorter and are electrically conductive (US PS 41 59 934).
Anstelle des Feinzinks kann auch unreineres und legier tes Zink verwendet werden. Ob sich eine Zinklegierung für das vorliegende Verfahren eignet, kann schnell durch einen Vorversuch entschieden werden.Instead of fine zinc can also impure and alloy used zinc. Whether a zinc alloy suitable for the present process, can quickly through to be decided on a preliminary test.
Gegenüber den bekannten Schwämmen und Schaumstoffen mit offener Porenstruktur als Elektrolytträger, die den ganzen Leitungsquerschnitt bei großer Dicke in Anspruch nehmen (Tampon-Elektroden), sind die Vorteile der erfindungsgemä ßen Elektroden der ungehinderte oder nur wenig gehinderte Stromdurchgang, die Abriebfestigkeit und die Vermeidung von Kurzschlußbrücken, wie sie durch Zinkabscheidung in den Porengängen der Tamponelektroden auftreten.Compared to the known sponges and foams with open pore structure as the electrolyte carrier, the whole Use a cable cross-section with a large thickness (Tampon electrodes), are the advantages of the invention The electrodes are unimpeded or only slightly hindered Continuity, abrasion resistance and avoidance of shorting bridges, as caused by zinc deposition in the pore courses of the tampon electrodes occur.
Was die Ausbildung der Handelektrode nach Patentanspruch 32 anbelangt, so hat sie gegenüber der Handelektrode nach der deutschen PS 6 73 190 die Vorteile, daß die Elektrolyt träger nicht in dicker Schicht die ganze Positive abdeckt, der Elektrolytträger trotzdem viel dicker und anpassungs fähiger ist, der Elektrodenabstand geringer und das Spei chervermögen für den Elektrolyten größer ist, weil das Elektrolytgefäß - bis auf das Mundstück - luftdicht ver schlossen ist, und daß sich keine Kurzschlußbrücken aus Zink im Träger ausbilden, wahrscheinlich, weil dieser den ringförmigen Hauptstromweg nicht abdeckt und der weich-elastische Schaumstoffträger im Mundstücksbereich in starker Bewegung ist.As the training of the hand electrode according to claim As far as 32 is concerned, it has decreased with respect to the hand electrode the German PS 6 73 190 the advantages that the electrolyte carrier does not cover the whole positives in a thick layer, the electrolyte carrier nevertheless much thicker and adaptable is more capable, the electrode spacing is lower and the spei is greater for the electrolyte because the Electrolytic vessel - except for the mouthpiece - airtight ver is closed, and that no shorting bridges Training zinc in the vehicle, probably because of this does not cover the annular main flow path and the soft-elastic foam carrier in the mouthpiece area is in strong motion.
Die Konstruktion einer Pinselelektrode, bei der sich das Haarbündel in einem Platinbecher befindet und über den Rand desselben hinausreicht, ist im deutschen GM 81 29 270.8 beschrieben. Im Vergleich zu den Hand elektroden z. B. nach den Patentansprüchen 28 und 32 ist zu bemerken, daß die überstehenden Pinselhaare keinen konstanten Elektrodenabstand gewährleisten, weil sie sich je nach dem von Hand ausgeübten Druck mehr oder weniger krumm legen und abnutzen, abgesehen davon, daß die Vo lumenbeanspruchung des Haarbündels und die starke Gas entwicklung an der inerten Positiven zu Störungen des Stromflusses führt.The construction of a brush electrode, in which the hair bundle is located in a platinum cup and beyond the edge of it is in German GM 81 29 270.8 described. In comparison to the hand electrodes z. B. according to claims 28 and 32 to notice that the protruding brush hair no ensure constant electrode spacing, because they are depending on the pressure exerted by hand more or less crooked and wear, except that the Vo Lumenbeanspruchung the hair bundle and the strong gas Development of the inert positive to disorders of the Current flow leads.
Ein offenes Mundstück mit im übrigen luftdichtem Elektro lytgefäß ist schon bei einer Handelektrode bekannt gewor den, die "zum punktartigen elektrolytischen Behandeln metallischer Gegenstände, insbesondere zum Polieren und Ätzen" dient (deutsche PS 11 30 245). Es handelt sich aber nur um die enge Mündung, durch die der verbrauchte Elek trolyt, getrieben durch beim Vorgang entstehendes Gas, ständig austreten soll. Es handelt sich nicht um eine Wanderreibeelektrode, und sie hat keine Lösungspositive. An die Beschaffenheit des Mundstücks werden a. a. O. nur die Anforderungen gestellt, daß es elektrisch nicht lei tend und punktartig eng sein soll. Das erfindungsgemäße Mundstück soll dagegen möglichst weit sein, und die Weite ist nur durch die gegensätzliche Vorgabe begrenzt, daß möglichst kein Elektrolyt auslaufen soll.An open mouthpiece with otherwise airtight electric Lytgefäß has already become known in a hand electrode those for "point-like electrolytic treatment metallic objects, in particular for polishing and Ätzen "serves (German PS 11 30 245), but it is only around the narrow mouth through which the spent Elek trolyte, driven by gas generated during the process, should leak constantly. It is not one Traveling friction electrode, and she has no solution positives. The nature of the mouthpiece is a. a. O. only the requirements made that it does not lei electrically tend to be tight and pointy tight. The invention Mouthpiece should be as far as possible, and the width is limited only by the conflicting specification that if possible, no electrolyte should leak.
Wenn ein Vergleich zwischen der kapillaraktiven Spalt elektrode nach dem obigen Patentanspruch 26 mit der Pin selelektrode nach der deutschen PS 34 400 angestellt wird, ist festzustellen, daß der vom aufgewickelten Zink blech gebildete Spalt von Pinselborsten angefüllt ist, die die Spaltweite und den Elektrodenabstand garantieren und die Reibewirkung ergeben, während die genannte Ausbil dung der erfindungsgemäßen Elektroden freie Kapillar spalte und nur ein reibendes Mundstück am Umfang auf weist. Ferner ist die Elektrode nach Anspruch 26 für das Verzinken in jeder Raumlage geeignet, was bei der bekann ten nicht zutrifft, weil bei ihr - ähnlich wie beim An streichen einer Decke mit einem Pinsel - der Elektrolyt an der Handhabungsseite herausfließen kann, weil der Pin sel nicht gekapselt ist. Schließlich ist die bekannte Elektrode nur für größere ebene Flächen geeignet, während die erfindungsgemäße sowohl für enge Spalte als auch - gebündelt gemäß Anspruch 38 - für konturierte Flächen verwendbar ist.If a comparison between the capillary gap Electrode according to the above claim 26 with the pin selelektrode after the German PS 34 400 employed It will be noted that the zinc wound up sheet formed gap is filled by brush bristles, which guarantee the gap width and the electrode gap and the rubbing effect, while said Ausbil tion of the electrodes according to the invention free capillary split and only a rubbing mouthpiece on the circumference has. Further, the electrode according to claim 26 is for Galvanizing in any location suitable, which in the known is not correct, because with her - similar to the An Paint a blanket with a brush - the electrolyte can flow out on the handling side, because the pin sel is not encapsulated. Finally, the well-known Electrode suitable only for larger flat surfaces while the inventive both for tight column and - bundled according to claim 38 - for contoured surfaces is usable.
Der Patentanspruch 27 beinhaltet eine Verbesserung der Elektrode nach der vorgenannten DE PS 34 400 durch Kapselung derselben mit einem Zinkbecher, so daß sie in jeder Raumlage verwendet werden kann. Dabei genügen weni ge Borsten als Spaltweitenhalter, und die Borstenüberstände sind bei der Verwendung der überstehenden Isolierstoffum randung des Zinkbecherrandes als Mittel zur Wahrung des Elektrodenabstandes und als Reibungselemente entbehrlich.Claim 27 includes an improvement the electrode according to the aforementioned DE PS 34 400 by Encapsulation of the same with a zinc cup, so that they are in Any space situation can be used. Here are enough bristles as gap width holders, and the bristle projections are in the use of the protruding Isolierstoffum Edge of the zinc beaker edge as a means of preserving the Electrode distance and dispensable as friction elements.
Im folgenden aufgelistete weitere Vorteile der vorlie genden Erfindung sind oben bereits ausführlich beschrieben worden:Listed below are further advantages of the present invention The present invention have already been described in detail above been:
- 1. Unübertroffen einfacher Elektrolyt und einfache Hand elektroden.1. Unsurpassed simple electrolyte and easy hand electrodes.
- 2. Kein Elektrolytdurchlauf, sondern geringster Verbrauch.2. No electrolyte flow, but lowest consumption.
- 3. Typische Anwendung: Reparaturverzinken von Garagentor schwellen, deren Verzinkung abgefahren ist oder an Be ton grenzt.3. Typical application: repair galvanizing garage door sleepers whose galvanization has worn down or Be tone borders.
- 4. In jeder Raumlage anwendbare Handelektroden.4. Hand electrodes applicable in any location.
- 5. Im wesentlichen freier Elektrolytraum, also keine Er schwerung des Stoffaustausches und Stromflusses durch inerte Elektrolytträger.5. Essentially free electrolyte space, so no He the material exchange and current flow through inert electrolyte carrier.
- 6. An jede Flächenkontur anpassungsfähige Handelektroden.6. Hand electrodes adaptable to each surface contour.
- 7. Dünne Separatoren ermöglichen einen sehr geringen Elek trodenabstand und die Verwendung von körnigem Zink, das eine hohe Lösungsaktivität hat.7. Thin separators allow a very low Elek electrode gap and the use of granular zinc, which has a high dissolution activity.
- 8. Sehr gute Stromstreuung, so daß Verzinken von z. B. Gewindetiefungen möglich ist.8. Very good current scattering, so that galvanizing z. B. Thread depressions is possible.
- 9. Die Vorteile der Verzinkung als Lackträger: kein Vor lack und kein Füller erforderlich.9. The advantages of galvanizing as a paint carrier: no advance paint and no filler required.
- 10. Keine abrasiven Eigenschaften der weichen Mundstücke.10. No abrasive properties of soft mouthpieces.
- 11. Saugfähige, dochtartige Elektrolytträger nur insoweit, wie der Stromleitungsquerschnitt zwischen den Elek trodenengstellen frei bleibt, d. h. die Elektroden im aktivsten Bereich nicht abgedeckt sind.11. Absorbent, nonwoven electrolyte carriers only to the extent that as the power line cross section between the Elek remains open, d. H. the electrodes in the most active area are not covered.
- 12. Nutzung von Schaumstoff als Elektrolytträger, wobei diese abriebentlastet und flächenanpassungsfähiger sind, sowie ein konstanter Elektrodenabstand durch das Mundstück vorgegeben ist.12. Use of foam as an electrolyte carrier, wherein this abrasion relieved and surface adaptive are, as well as a constant electrode gap through the Mouthpiece is given.
- 13. Das gute Benetzungsvermögen von wäßrigem Ammoniak.13. The good wetting ability of aqueous ammonia.
- 14. Die Minimierung der Wasserstoffgasung.14. The minimization of hydrogen gasification.
- 15. Hohe Stromausbeute.15. High current efficiency.
- 16. Keine Polarisation mit Stromstillstand bei Reibeelek trode. 16. No polarization with current standstill at Reibeelek trode.
- 17. Verzinken auch bei Wintertemperaturen möglich und gün stig.17. Galvanizing possible even at winter temperatures Stig.
- 18. Überdeckungsvermögen von Rostnarben.18. Coverability of rust scars.
- 19. Unmittelbare Verzinkbarkeit phosphatierter Eisen bleche.19. Immediate galvanizing phosphated iron sheets.
- 20. Kapillarspalt saugt schneller als Tampon, ohne den elektrolytischen Widerstand zu erhöhen.20. Capillary gap sucks faster than tampon, without the to increase electrolytic resistance.
- 21. Flexible Bündelung von Handelektroden zur Bearbeitung größerer, auch gekrümmter Flächen.21. Flexible bundling of hand electrodes for processing larger, even curved surfaces.
- 22. Nutzung der Verzinkungen als Gleitmittel und Gleitmit telträger zur mechanischen Verformung.22. Use of galvanizing as a lubricant and Gleitmit carrier for mechanical deformation.
- 23. Verwendung und Abscheidung von Zinklegierungen.23. Use and separation of zinc alloys.
- 24. Kein Vorwiderstand erforderlich, weil keine Kurz schlußgefahr besteht und der elektrische Widerstand durch den Elektrodenabstand wählbar ist.24. No resistor required, because no short risk of closure exists and the electrical resistance is selectable by the electrode spacing.
Druckschriften des Deutschen Patentamtes der Klassen
48 a 5/00, 5/10, 5/70, 5/72, 5/74, 5/76;
C 07 D 231/18;
C 25 D 3/02, 3/22, 5/00, 5/04, 5/06, 5/08, 5/10, 5/22, 17/14, 19/00.
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Hauptwerk 1924 und Ergänzungsband 1956, Verlag Chemie.
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Chemical Abstracts 1916 ff.
Gmelin, Handbook of Inorganic Chemistry, Volume Zinc, Hauptwerk 1924 and supplementary volume 1956, Verlag Chemie. U. on
Claims (49)
- a) das Elektrolytgefäß becherförmig ist,
- b) das becherförmige Gefäß aus positiv gepoltem Zink besteht oder/und solches aufnimmt,
- c) der Rand des offenen Bechermundstücks aus elektrisch isolierendem Material besteht,
- d) der Elektrodenabstand 0,1 bis 5 mm beträgt,
- e) das Volumen des Gefäßes größer ist als das Volu men zwischen der Fläche des offenen Mundstücks und der nächstgelegenen Zinkfläche (Elektrolysereserve und Gasspeicher),
- f) der Mundstücksrand bündig auf die zu verzinkende Fläche aufgesetzt werden kann,
- g) der elektrolytbenetzte Mundstücksrand als sanftes Reibeelement dienen kann,
- h) die elektrolytbenetzte Fläche des positiv gepolten Zinks größer ist als die Fläche des offenen Mundstücks,
- i) das becherförmige Gefäß - abgesehen vom offenen Mundstück - luftdicht abgeschlossen ist,
- j) die Elektrolytflüssigkeit bei nach unten gerichte tem Mundstück am Herauslaufen gehindert ist, und zwar vorzugsweise dadurch, daß die eingefüllte Elek trolytflüssigkeit - insbesondere, ohne die Verwendung von voluminösen aufsaugenden Elektrolytträgersubstan zen - eine frei hängende Flüssigkeitssäule bildet, die zumindest bei offenen Mundstücksbreiten über 8 mm mit einem elektrolytdurch lässigen, vom Elektrolyten benetzbarem, dünnem Sepa rator wie Gewebe, Gewirke, Netz, Sieb, gelochte Folie, Vlies o. dgl. aus elektrisch isolierendem Material zur Stabilisierung ein- oder mehrschichtig am offenen Mundstück bedeckt ist.
- a) the electrolyte vessel is cup-shaped,
- b) the cup-shaped vessel consists of positively polarized zinc and / or absorbs such
- c) the edge of the open cup mouth is made of electrically insulating material,
- d) the electrode spacing is 0.1 to 5 mm,
- e) the volume of the vessel is greater than the volume between the area of the open mouthpiece and the nearest zinc surface (electrolysis reserve and gas storage),
- f) the mouthpiece edge can be placed flush on the surface to be galvanized,
- g) the electrolyte wetted mouthpiece edge can serve as a gentle friction element,
- h) the electrolyte wetted surface of the positively poled zinc is larger than the area of the open mouthpiece,
- i) the cup-shaped vessel - apart from the open mouthpiece - is airtight,
- j) the electrolyte liquid is prevented from running down in mouthpiece mouthpiece, and preferably by the fact that the filled elec trolyte - in particular, without the use of voluminous absorbent Elektrolytträgersubstan zen - forms a freely suspended column of liquid, at least at open Mundstücksbreiten about mm with an electrolyte permeable, wettable by the electrolyte, thin Sepa rator such as fabric, knitted fabric, mesh, sieve, perforated film, nonwoven o. The like. From electrically insulating material for stabilization one or more layers is covered on the open mouthpiece.
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