DE68915236T2

DE68915236T2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung von Gegenständen in Form von Draht.

Info

Publication number: DE68915236T2
Application number: DE68915236T
Authority: DE
Inventors: Mario Catteeuw; Pierre Cosaert
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2009-09-22
Also published as: KR920700311A; JP2859672B2; BR8907111A; EP0362924A1; AU4213589A; BE1001859A3; JPH03502715A; AU610759B2; ES2056196T3; WO1990004050A1; DE68915236D1; EP0362924B1; KR0174269B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung drahtförmiger Objekte, wie z.B. Filamenten, Garnen, Seilen oder streifenförmiger Bänder oder Stränge ("stripe-shaped bands or ribbons"). Diese Behandlung kann entweder eine Beschichtungs- oder eine Beizbehandlung sein.
Das kontinuierliche elektrolytische Galvanisieren drahtförmiger Objekte in einer kontinuierlichen Vorrichtung, wobei die Drähte annähernd horizontal an einer Aufeinanderfolge von Kathoden und inerten Anoden vorbeigeführt werden, ist aus dem US-Patent 2,695,269 bekannt. Die stromübertragenden Gleitkontaktpunkte der Kathoden sind gerade unterhalb der Oberfläche des Elektrolytbades gelegen. Die Anodenplatten sind vollständig in das Elektrolyt eingetaucht. Diese Vorrichtung macht eine vergleichsweise schnelle galvanische Abscheidung möglich. Dieser Aufbau der kathodischen Haltearme mit nach unten sich erstreckenden Kontaktfingern oberhalb des Bades ist jedoch ziemlich unhandlich und nicht sehr praktisch. Dieser Aufbau verhindert nämlich eine leichte Zugänglichkeit der oberen Badseite. Darüberhinaus setzen sich im Lauf der Zeit Salzkristalle aus dem Bad an den Haltearmen und den Kathodenfingern oberhalb des Bades ab, was häufiges Reinigen und Warten erfordert. Daneben ist das Erfordernis eines gleichmäßigen und dauerhaften Gleitkontakts zwischen den Kathodenfingern und den Drähten schwer zu erfüllen. Die Kathodenfinger haben gleichsam die Neigung, an den Drähten zu vibrieren oder auf- und abzutanzen; als eine Folge davon treten häufige Kontaktunterbrechungen auf, was in Funkenbildung und darauffolgend einer ungleichmäßigen Abscheidungsqualität resultiert.
Ähnliche Anordnungen mit nach unten sich erstreckenden kathodentragenden Aufhänge- bzw. Kontakteinrichtungen sind auch aus dem US-Patent 2,229,423 bzw. aus dem US-Patent 2,708,181 bekannt.
Das Ziel der Erfindung ist nun, diese Nachteile durch Eintauchen der haltenden und stromtragenden Arme der aufeinanderfolgenden Kathoden in das Elektrolyt zu überwinden. Dies verhindert die Bildung von Salzkristallen und die damit verbundene Wartung. Daneben hat dieser Aufbau den zusätzlichen Vorteil, daß die eingetauchte Kathode leichter abkühlen kann. Tatsächlich müssen, da die Drähte eine vergleichsweise hohe Laufgeschwindigkeit durch die Anlage aufweisen, hohe Stromdichten benützt werden, die ein beträchtliches Aufheizen der Kathoden bewirken können. Kühlen in flüssigem und zirkulierendem Elektrolyt ist viel effektiver als Luftkühlen, so wie bei Kontaktfingern oder Kontaktrollen, die oberhalb des Bades bzw. am Badeingang und -ausgang angebracht sind. Die Zugänglichkeit der Badoberfläche, die gemäß der Erfindung deutlich verbessert ist, ist insbesondere nach Starten der Vorrichtung vorteilhaft, wenn eine neue Serie von Drähten vom Eingang (Ablauf) zum Ausgang (Aufwickeleinheit) durchgezogen werden muß. Sie verbessert auch die Überblickbarkeit der Anlage, was die Prozeßsteuerung für die Bedienperson vereinfacht.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung drahtförmiger Objekte zu schaffen, wobei die letzteren überwiegend horizontal über geeignete Transportmittel durch ein Elektrolytbad an einer Aufeinanderfolge von Anoden und Kathoden vorbeigeführt werden. In der Vorrichtung folgen die Objekte einem Zickzack-Laufweg in Gleitkontakt mit den aufeinanderfolgenden stromübertragenden Elektroden, die mit ein und demselben Pol der Strom- bzw. Energiequelle verbunden sind. Die Elektroden, d.h. deren den Gleitkontakt sicherstellende Teile, und die sie haltenden Elemente sind in das Elektrolytbad eingetaucht. Im übrigen umfaßt die Vorrichtung eine Elektrodenanordnung wie in den beigefügten Ansprüchen genannt.
Zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Vorteilen verhindert die Anwendung des Zickzack-Laufwegs über die Gleitkontakte der Elektroden die Neigung zur Funkenbildung, welche bei den bekannten Elektrodenfingern auftritt. Tatsächlich garantiert die erhebliche Transportspannung an den Drähten zwischen Ablauf- und Aufwickeleinheit einen dauerhaften und gleichmäßigen Kontakt des Drahts mit den Elektroden bei den Spitzen und Tälern des Zickzack-Laufwegs. Daraus folgt, daß über eine starke Vereinfachung der bekannten Vorrichtungen Betriebszuverlässigkeit und die Sicherstellung einer konstanten Prozeßqualität erhalten werden.
Wenn die Behandlungsvorrichtung eine Elektroplattier- bzw. Galvanisierstrecke ist, werden die Elektroden mit Gleitkontakten als Kathoden angeschlossen. Die an den Gleitkontakten geführten Drähte bilden dann die Kathode in der Beschichtungsstrecke und die positiven Ionen des aufzubringenden Metalls (z.B. Zink) schlagen sich aus dem Elektrolyt an ihnen im Laufweg bei den Anoden nieder, welche den Drähten gegenüberliegen.
Für eine Behandlungsvorrichtung in Form einer Beizvorrichtung werden die Elektroden als Anoden angeschlossen. Die von den passierenden Drähten zu entfernende Metallbeschichtung löst sich dann im Elektrolyt auf und setzt sich an den stationären Kathoden an dem diesen Kathoden nahen Laufweg des Drahts ab.
Nachstehend wird als Ausführungsform der Erfindung eine Beschichtungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren dargestellt.
Figur 1 ist ein Vertikalschnitt durch den Aufbau aufeinanderfolgender Elektroden im Elektrolytbad der Beschichtungsstrecke.
Figur 2 stellt eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung mit einem Zickzack-Laufweg für die Drahtserie dar.
Figur 3 ist Querschnitt durch eine inerte Anodenplatte der Vorrichtung als Galvanisierstrecke.
Figur 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen weiteren Elektrodenaufbau für einen Zickzack-Laufweg.
Die Elektrolysevorrichtung nach Figur 1 umfaßt grundsätzlich einen länglichen Tank oder Kanal 1 als Elektrolytbad. Dieses Bad 1 ist mit einem geeigneten Elektrolyt bis zum Niveau 3 gefüllt, so daß sowohl die Anoden 4 als auch die Kathoden 5 darin eingetaucht sind. Die Kathodenstifte 5 sind an aufeinanderfolgenden Haltearmen 6, 7, 8 (z.B. aus Kupfer) befestigt. Die aufeinanderfolgenden Anodenabschnitte 9, 10 sind zwischen den Haltearmen angebracht. Diese Abschnitte umfassen die Haltearme 11 (z.B. aus Kupfer) für die Anodenplatten 4, 12. Diese sind z.B. inerte Bleianoden. Die Haltearme für Kathoden und Anoden sind mit den Stromzuführungsleisten 13 bzw. 14 verbunden. Die elektrodenhaltenden Teile (6, 7, 8) dieser Arme sind mit den Elektroden 5 in das Bad 1 unter die Badoberfläche 3 eingetaucht.
Um eine gute Elektrolyseleistung zu verwirklichen, kann man das Elektrolyt vermittels von Pumpen (nicht dargestellt) und durch die Bohrungen 16 in den Anodenplatten zum Oberflächenniveau 3 des Bads 1 hin kontinuierlich zirkulieren lassen. Die Zirkulation erhöht die Turbulenz im Bad, was die Elektrolyseleistung erhöht.
Die zu beschichtenden drahtförmigen Objekte 2 werden nun kontinuierlich an einer Aufeinanderfolge von Anoden 4, 12 und Kathodenhalterungen 6, 7, 8 unterhalb der Elektrolytoberfläche 3 vorbeigeführt. Im Prozeß schleifen die Drähte an den an den entsprechenden stromführenden Haltearmen 6, 7, 8 befestigten Stiften 5, wodurch sie als Folge als Kathode angeschlossen sind und einen horizontalen Zickzack-Laufweg, wie in Figur 2 dargestellt, nachziehen. Die aufeinanderfolgenden Spitzen und Täler des Zickzack-Laufwegs sind so bei diesen Stiften 5 gelegen. Die Elektroden selbst umfassen eine hochleitfähige, aber vorzugsweise ebenso verschleißfeste Metallegierung, z.B. Wolframcarbid, an den Gleitkontakten bei den Zickzack-Spitze/Tal-Positionen.
In jedem Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gipfel/Tal-Positionen kommen die Drähte in die Umgebung der inerten Anodenplatten 4, 12, wo die gewünschte Metallabscheidung aus dem Bad 1 stattfindet. Die Anodenplatten 4, 12 können flach entworfen sein, werden aber vorzugsweise kanalförmige Ausnehmungen 15 (wie in Figur 3 skizziert) beim Laufweg der Drähte 2 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kathodenstiften 5 umfassen. Auf diese Weise wird eine gleichmäßigere Metallabscheidung über den gesamten Drahtumfang erreicht.
Figur 4 zeigt schematisch einen weiteren annähernd horizontalen Zickzack-Laufweg für die Drähte 2. Ein (keramisch) isolierter Gegendruckstab 17 oder 18 ist nahe jedes Kathodenhaltearms 6 bzw. 7 angebracht. Diese können z.B. nach oben hin aus dem Bad heraus und von diesem weg geneigt sein zum Zwecke, die Badoberfläche leicht zugänglich zu machen, wenn man die Vorrichtung für eine neue Serie von Drähten startet. Die kathodenhaltenden Arme 6, 7 sind jeder mit einer verschleißfesten Schicht 19 als Gleitkontakt für die Übertragung von Strom zu den Drähten beschichtet.

Claims

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrolytischen Behandlung drahtförmiger Objekte (2), umfassend ein Elektrolytbad (1) und Mittel zum Führen der Objekte (2) überwiegend horizontal durch das Bad (1) an einer Aufeinanderfolge von Anoden und Kathoden vorbei, wobei die Objekte (2) einem Zickzack-Laufweg in Gleitkontakt mit den aufeinanderfolgenden stromübertragenden Elektroden (5, 19) folgen, welche in das Elektrolyt eingetaucht und mit ein und demselben Pol (14) der Stromquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltearmteile (6, 7, 8) für die Elektroden, die sich jeder horizontal quer zum Bad erstrecken und dabei eine Anzahl der Elektroden (5, 19) tragen, ebenfalls unter die Oberfläche (3) des Elektrolytbads eingetaucht sind.

2. Elektroplattiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 19) als Kathoden angeschlossen sind.

3. Elektrolytische Beizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 19) als Anoden angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 19) eine verschleißfeste Metallegierung an den Gleitkontakten umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Anoden (4, 12) zwischen jedem Paar von Kathoden (6, 7, 8) kanalförmige Ausnehmungen (15) bei den Laufwegen der Objekte umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden inert sind.