DE69727791T2 - Vorrichtung zur Elektroplattierung eines Tiefdruckzylinders unter Verwendung von Ultraschallenergie - Google Patents

Vorrichtung zur Elektroplattierung eines Tiefdruckzylinders unter Verwendung von Ultraschallenergie Download PDF

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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
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    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D7/04Tubes; Rings; Hollow bodies

Description

  • Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotationstiefdruckzylinders unter Verwendung von Ultraschallenergie.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In einer herkömmlichen Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotationstiefdruckzylinders ist es üblich, den Zylinder (der elektrisch als eine Kathode geladen ist) in einem Tank zu drehen, der mit einem Elektrolyten und mit Kupferstäben oder Kupferklumpen (elektrisch als eine Anode aufgeladen) gefüllt ist, wie es in dem US-Patent Nr. 4,352,727, erteilt an Metzger, offenbart ist (wobei die Kupferklumpen in einem Satz von Körben getragen werden, die aus Titan oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind und um jede Seite des Zylinders herum angeordnet sind), oder der einfach mit einer Galvanisierungslösung gefüllt ist.
  • In der in dem US-Patent Nr. 4,352,727 aufgezeigten Anordnung ist der obere Rand der jeweiligen Körbe unterhalb der Oberfläche des Elektrolytbads angeordnet, um auf diese Weise die freie Zirkulation einer konstant aufgefrischten (d. h. gefilterten) elektrolytischen Flüssigkeit oder Lösung zu sichern. Die elektrolytische Flüssigkeit wird aus einer Sammelleitung, die dem Boden eines der Körbe benachbart ist, in Richtung der Zylinderdrehung in den Tank gepumpt. Die Oberseite des zu galvanisierenden Rotationszylinders ist geringfügig über dem Oberflächenpegel der elektrolytischen Flüssigkeit angeordnet, so dass eine Waschwirkung auftritt, wenn die Oberfläche des Zylinders die Oberfläche des Elektrolyten durchbricht. Die Ionen bewegen sich während des Galvanisierungsprozesses von den Kupferstäben oder Kupferklumpen durch die elektrolytische Flüssigkeit zu der Oberfläche des Rotationszylinders (oder in die umgekehrte Richtung beim Entfernen des galvanischen Überzugs). Wenn das Galvanisieren direkt aus einer Galvanisierungslösung erfolgt, bewegen sich die Ionen von der Lösung zu der Oberfläche des Rotationszylinders.
  • Über die Zeit haben Verfeinerungen dieses Systems die zufriedenstellende Steuerung dieses Galvanisierungsprozesses erleichtert, um den gewünschten oder erforderlichen Grad der konsistenten Galvanisierung und der Gleichförmigkeit der galvanisierten Oberfläche des Zylinders zu erreichen. Der gesamte Prozess ist jedoch vergleichsweise langsam und es können nach dem Galvanisieren zusätzliche Polierschritte erforderlich sein um eine gewünschte gleichmäßige Oberfläche (z. B. Rauhigkeit an der Kornstruktur) auf dem Zylinder zu erzeugen. Gemäß der bekannten Anordnung kann der Gesamtwirkungsgrad des Prozesses, der erforderlich ist, um eine ausreichend gleichmäßig galvanisierte Oberfläche auf dem Zylinder zu erzeugen, entweder durch Verringerung der Stromdichte, wodurch die Galvanisierungszeit ansteigt, jedoch die Anzahl oder die Dauer der zusätzlichen Polierschritte abnimmt, oder durch Erhöhung der Stromdichte, wodurch die Galvanisierungszeit geringer wird, jedoch die Anzahl oder die Dauer der zusätzlichen Polierschritte zunimmt, eingestellt werden.
  • Ferner kann bei der bekannten Anordnung während des Betriebs die Neigung bestehen, dass sich während des Galvanisierungsprozesses an und um den Zylinder herum Kupferschlamm ansammelt, der unebene und unerwünschte Kupferablagerungen bildet, normalerweise in Bereichen geringer Stromdichte, (wie zum Beispiel am weitesten von dem Kupferzylinder entfernt). Ein Kupferschlamm kann sich auch zwischen den Kontaktflächen der Titankörbe oder der Bleikontakte aufbauen. Ferner können andere Oberflächen durch Schlamm und andere Gegenstände verunreinigt werden.
  • Ultraschallwellenenergie ist erfolgreich bei Oberflächenreinigungsanwendungen verwendet worden. Die lange bekannten Vorteile bei der Verwendung von Ultraschallenergie beim Galvanisieren sind auch in solchen Beiträgen beschrieben worden, wie "Ultraschall in der Galvanisierungsindustrie", Plating, S. 141– 147 (August 1967) und "Ultraschall verbessert, verkürzt und vereinfacht Galvanisierungsvorgänge", MPM, S. 47–49 (März 1962). Es ist erkannt worden, dass Ultraschallenergie vorteilhaft verwendet werden kann, um die Qualität (z. B. Gleichmäßigkeit und Konsistenz der Kornstruktur) eines Galvanisierungsprozesses durch Gleichmäßigkeit und Effektivität der Ionenbewegung zu verbessern. In anderen Anwendungen hat sich herausgestellt, dass Kupfer in einem Produktionssystem auf eine Oberfläche galvanisiert werden kann, das Ultraschallenergie bis zum Vierfachen der gewöhnlich möglichen Stärke verwendet. Es ist weiterhin ermittelt worden, dass die Verwendung von Ultraschallenergie in einem Galvanisierungsprozess eine Erhöhung sowohl der Anoden- als auch der Kathodenstrom-Effektivität und ferner den praktischen Nutzen des schnelleren Galvanisierens bei geringerer Wasserstoffversprödung (d. h. weniger Oxidation des Wasserstoffs auf den Flächen, auf denen der galvanische Überzug erzeugt und entfernt wird) bewirkt.
  • Es würde daher vorteilhaft sein, eine Vorrichtung zur Verfügung zu haben, die dazu ausgestaltet ist, sich die Vorteile der Ultraschallenergie bei der Galvanisierung eines Rotationstiefdruckzylinders zu Nutze zu machen. Es würde weiterhin vorteilhaft sein, eine Vorrichtung zur Verfügung zu haben, die dazu ausgestaltet ist, Ultraschallenergie bei der Galvanisierung eines Rotationstiefdruckzylinders zu verwenden, um eine gleichmäßigere und konsistentere Kornstruktur auf der galvanisierten Oberfläche des Zylinders durch einen effektiveren Prozess zu erhalten. Weiterhin würde es vorteilhaft sein, eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotationstiefdruckzylinders zur Verfü gung zu haben, die Ultraschallenergie verwendet, um den Aufbau von Kupferschlamm (oder von anderem Schlamm) während des Galvanisierungsprozesses auszuschließen.
  • US-A-3,933,601 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen und Entfernen eines galvanischen Überzugs auf bzw. von einem Rotationstiefdruckzylinder, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist. Ferner ist aus diesem Dokument zu erkennen, dass Mittel zum Mitreißen von Blasen in einem Teil der elektrolytischen Lösung und zum Ausstoßen dieses Teils gegen den Zylinder verwendet werden. Die Blasen sollen, wie beschrieben, die Bildung von stehenden Wellen verhindern, die normalerweise durch Ultraschallwellen erzeugt werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Erzeugen und Entfernen eines galvanischen Überzugs auf bzw. von einem Rotationstiefdruckzylinder zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 erfüllt, der ferner ihr kennzeichnendes Merkmal umfasst.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine End-Schnittansicht einer Galvanisierungsvorrichtung für einen Rotationstiefdruckzylinder gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Draufsicht und weggeschnittene Ansicht der Vorrichtung von 1;
  • 3 ist eine Perspektivansicht der Vorrichtung von 1, welche ein Korbsystem darstellt, das dazu angepasst ist, Kupferklumpen oder Ähnliches aufzunehmen;
  • 4 ist eine End-Schnittansicht eines Galvanisierungstanks der Vorrichtung von 1, welche einen Zylinder und das Korbsystem darstellt;
  • 5 ist eine End-Schnittansicht für eine Hebevorrichtung für die Vorrichtung von 1;
  • 6 ist eine Draufsicht und weggeschnittene Ansicht eines Korbsystems für eine Galvanisierungsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführung;
  • 7 ist eine End-Schnittansicht der Vorrichtung von 6;
  • 8 ist eine End-Schnittansicht einer Wandleranordnung und eines Korbsystems für eine Galvanisierungsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführung;
  • 9 ist eine End-Schnittansicht einer Wandleranordnung und eines Korbsystems für eine Galvanisierungsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführung;
  • 10 ist eine End-Schnittansicht eines Galvanisierungstanks gemäß einer alternativen Ausführung;
  • 11 ist eine schematische Darstellung des Ultraschallwandlersystems;
  • 12 ist eine End-Schnittansicht eines Galvanisierungstanks gemäß einer weiteren alternativen Ausführung, der dazu ausgestaltet ist, einen Rotationstiefdruckzylinder direkt aus einer Galvanisierungslösung zu galvanisieren;
  • 13 ist eine geschnittene und partielle Endansicht eines Galvanisierungstanks gemäß einer weiteren alternativen Ausführung, der dazu ausgestaltet ist, einen Rotationstiefdruckzylinder direkt aus einer Galvanisierungslösung zu galvanisieren; und
  • 14 ist geschnittene und partielle Endansicht eines Galvanisierungstanks gemäß einer weiteren alternativen Ausführung.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
  • Bezug auf 1 bis 4 nehmend, ist dort eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung zum Galvanisieren eines Rotationstiefdruckzylinders dargestellt. Die Vorrichtung 110 weist einen Galvanisierungstank 12 mit den Seitenwänden 12a und 12b, und den Wänden 12d und 12e und dem Boden 12c auf. Der Galvanisierungstank 12, wie er in 1 dargestellt ist, enthält eine elektrolytische Flüssigkeit (z. B. Kupfersulfat oder Ähnliches in einer geeigneten Lösung), bezeichnet mit dem Buchstaben F, auf einem Pegel (bezeichnet durch den Bezugsbuchstaben L), der durch die Höhe eines Überlaufs 72 (z. B. der Oberkante der Seitenwand 12b) reguliert wird. Ein Rotationstiefdruckzylinder 20, auf dem ein galvanischer Überzug erzeugt werden soll (oder von dem er entfernt werden soll), ist drehbar an seinen Enden gelagert (z. B. auf einer sich dadurch erstreckenden Mittelwelle), um etwa über die Hälfte bis zu einem Drittel des Zylinderdurchmessers eingetaucht zu sein. Der Zylinder 20 ist an seinen Enden durch Lager innerhalb eines Zapfens 22 drehbar gelagert, in welchem er drehend durch eine geeignete Kraftvorrichtung (nicht dargestellt) angetrieben wird. Der Zylinder 20, der in den Figuren als ein Zylinder in Standardgröße dargestellt ist (z. B, als ein Zylinder mit einem Durchmesser von etwa 800 bis 1500 mm), ist in dichter Nähe zu einem Korbsystem 30 angeordnet. Gemäß alternativen Ausführungen können auch Zylinder mit anderen Durchmessern angeordnet sein.
  • Gemäß jeder bevorzugten Ausführung sind das Tanksystem sowie das Zylinderhalte- und Zylinderantriebssystem in herkömmlicher Weise angeordnet, die Fachleuten mit gewöhnlicher Qualifikation auf dem Fachgebiet des Galvanisierens von Rotationstiefdruckzylindern bekannt ist. In jeder bevorzugten Ausführung weist die Vorrichtung 10 ein Korbsystem 30 auf, das eine Mehrzahl von Korbfächern 32 aufweist, die durch eine Reihe von seitlichen und inneren Trennwänden 31 gebildet werden. Das Korbsystems 30 ist in jeder bevorzugten Ausführung in der elektrolytischen Flüssigkeit unterhalb des Pegels 70 der elektrolytischen Flüssigkeit angeordnet. Um einen vollständigen und konstanten Austausch der elektrolytischen Flüssigkeit zu sichern, werden die äußeren Seitenwände der Korbfächer 32 unterhalb des Pegels L gehalten, weil ansonsten der Fluss der elektrolytischen Flüssigkeit zwischen den Korbfächern 32 und dem Zylinder 20 stagniert und das möglicherweise ein Überhitzen hervorrufen kann. Die elektrolytische Flüssigkeit selbst weist eine Zusammensetzung auf, die Fachleuten mit gewöhnlicher Qualifikation auf dem Fachgebiet des Galvanisierens bekannt ist. Sie setzt sich zum Beispiel aus einer Lösung von 220 bis 250 Gramm/Liter Kupfersulfat und 60 Gramm/Liter Schwefelsäure zusammen, die den Tank 12 bis zum Pegel L füllt.
  • Wie in 2 dargestellt, enthalten die Korbfächer 32 des konkav-konvexen Korbsystems 30 Klumpen 34 eines Metallmaterials, wie zum Beispiel Kupfer, das auf den Zylinder 20 galvanisiert (oder von ihm entfernt) werden soll. Die Korbfächer 32 und die Trennwände 31 (dargestellt in 2 bis 4) werden aus einem geeigneten Metallmaterial gebildet, normalerweise aus Titan, oder in einer alternativen Ausführung aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polypropylen (wie in 7 dargestellt). Die Anordnung eines Korbsystems dieses Basistyps ist in dem US-Patent Nr. 4,352,727, erteilt an Metzger, offenbart.
  • Wie dargestellt haben die Korbfächer 32 des Korbsystems 30 konkave Wände, die in Richtung auf die Oberfläche des Zylinders 20 angebracht sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführung beträgt der Abstand zwischen der Anodenoberfläche des Korbsystems 30 bis zu der Kathodenoberfläche des Zylinders 20 etwa 40 bis 60 mm. Gemäß jeder bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umschließt das Korbsystem 30 keinen wesentlichen Teil des äußeren Umfangs des Zylinders 20. (Dieses Verhältnis kann in alternati ven Ausführungen, die ein Korbsystem mit größeren Abmessungen bezüglich dem Zylinder verwenden, variieren.) wie in 3 und 4 dargestellt, ist das Korbsystem 30 an einem Paar von Schienen 40, die sich entlang den Wänden 12a und 12b des Galvanisierungstanks 12 erstrecken, an einer Reihe von Aufhängeeinrichtungen aufgehängt, die als Bleianoden 42 dargestellt sind. (Die Schienen 40 sind montiert an einer Verstärkungsstruktur 41 in 1 dargestellt. Gemäß einer anderen Ausführung können die Enden der Schienen 40 von den Tankenden oder von den Seitenwänden unterstützt sein.)
  • Die Bleianoden 42 stellen die elektrische Verbindung zu den Schienen 40 (z. B. Sammelschienen), über das Korbsystem 30 und durch die Korbfächer 32 in einer Art und Weise dar, um ebenfalls eine elektrische Verbindung zu den elektrisch leitenden Klumpen 34 zur Verfügung zu stellen. (Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden Mini-Kupferklumpen mit hohem Phosphorgehalt, vorzugsweise mit 0,04 bis 0,06 Prozent Phosphor, verwendet.) Wie in 3 und 4 dargestellt, werden die Klumpen 34 in den Korbfächern 32 mit darüberliegender Kunststoffverkleidung 36 aufgenommen (teilweise weggeschnitten dargestellt, um die Klumpen 34 sichtbar zu machen). (Kunststoffabdeckplatten können verwendet werden, wenn ein Zylinder mit kürzerer Länge galvanisiert wird, um auf diese Weise ein Über-Galvanisieren an den Zylinderenden zu verhindern). Gemäß der vorliegenden Ausführung dienen die Bleianoden 42 (z. B. gekrümmte, flache Streifen) als strukturelle Abstützungen (z. B. Aufhängeeinrichtungen) für das Korbsystem 30. Die Bleianoden 42 sind mit den stromführenden Schienen 40 an Verbindungen mechanisch befestigt und elektrisch gekoppelt, die Befestigungselemente verwenden, die als Schrauben 100 dargestellt sind. (Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführung weisen die Innenwände der Korbfächer 32 Perforationen auf und die Außenwände der Korbfächer 32 sind massiv, mit Ausnahme von zwei Reihen von Löchern nahe ihrer oberen Ränder, die das Fließen der Galvanisierungslösung durch die Korbfächer 32 ermöglichen). Die oberen Abschnitte 42a der Bleianodenstreifen 42 sind tauchbeschichtet, um sie gegen die elektrolytische Flüssigkeit zu schützen und die unteren Abschnitte 42b der Bleianoden 42 sind ungeschützt und innerhalb der Korbfächer 32 angeordnet, um den elektrischen Kontakt mit den Kupferklumpen 34 aufrechtzuerhalten. Bei Betrieb schützt das Packen der Kupferklumpen 34 rund um die Bleianoden 42 herum und zwischen Bleianoden 42 und den zu galvanisierenden Zylinder 20 die Bleianoden 42 gegen Verschleiß.
  • Zum Galvanisieren des Zylinders sind die Schienen mit einer Anodenseite einer Galvanisierungsstromversorgung (z. B. mit einer Stromquelle bekannter Ausgestaltung) verbunden und der Zylinder ist mit einer Kathodenseite der Stromversorgung verbunden. Zum Entfernen des galvanischen Überzugs sind die Anoden-Kathoden-Verbindungen umgekehrt. Wenn der Zylinder abgedruckt ist (d. h. nachdem er galvanisiert und geätzt wurde), wird er zu der Galvanisierungsvorrichtung zurückgeführt und der galvanische Überzug wird entfernt, um das Kupfer zu den Klumpen zurückzuführen.
  • Bezug auf 1 bis 4 nehmend (sowie auch auf 7 bis 9), sind dort Ultraschallwandlerelemente 50 in Längsrichtung entlang der Bodenfläche des Korbsystems 30 (z. B. geklebt oder sicher daran angebracht) angeordnet. Die Wandlerelemente 50 (dargestellt als vier Elemente 50a bis 50d in 1 bis 4 und 7) sind elektrisch mit dem Steuerungssystem (schematisch in 10 dargestellt) gekoppelt und sind vorgesehen, um Ultraschallwellenenergie in den Galvanisierungstank 12 einzuleiten. Die Wandlerelemente 50 können von jeder im Fachgebiet bekannten Art sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Wandlerelemente ausgestaltet, um in einem Frequenzbereich von 15 bis 30 KHz (Zyklen) zu arbeiten. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei der vier Wandlerelemente (z. B. die äußeren Wandlerelemente 50a und 50b) ausgestaltet und bezüglich dem Korbsystem so positioniert, dass sie den Galvanisierungsprozess direkt unterstützen (d. h. die Konsistenz der Ionenwanderung durch die elektrolytische Flüssigkeit erleichtern). Die restlichen beiden Wandlerelemente (z. B. die inneren Wandlerelemente 50c und 50d) sind ausgestaltet und bezüglich dem Korbsystem 30 positioniert, um eine Reinigungsfunktion zu erfüllen und die Klumpen 34, den Zylinder 20 und andere Elemente des Korbsystems 30 und darum herum von Kupferschlamm und anderem Bewuchsaufbau frei zu halten.
  • Wie in 1 dargestellt ist, funktioniert gemäß einer bevorzugten Ausführung das System zur Versorgung mit der elektrolytischen Flüssigkeit als ein geschlossenes Kreislaufsystem. Eine Zulieferung von elektrolytischer Flüssigkeit F in den Galvanisierungstank 12 ist durch mindestens einen Spritzstab 62 (dargestellt sind zwei) vorgesehen, der aus einem Rohr- oder Rohrleitungsabschnitt besteht, der sich seitlich entlang oder nahe dem Boden des Galvanisierungstanks 12 erstreckt. Jeder Spritzstab 62 weist entlang seiner Länge eine Reihe von Öffnungen 62a auf (wie es mindestens teilweise in 2 dargestellt ist), die einen konstanten und relativ gut dispergierten Fluss von elektrolytischer Flüssigkeit aus einem Speichertank 14 (z. B. einem Vorratsbehälter) in den Galvanisierungstank 12 ermöglichen. Der Speichertank 14 ist aus den Seitenwänden 14a und 14b, einem Boden 14d, einer Oberseite 14c und aus den Endwänden 14d und 14e gebildet und er ist unterhalb des Galvanisierungstanks 12 angeordnet (z. B. entspricht die Oberseite 14c des Speichertanks 14 dem Boden 12c des Galvanisierungstanks 12), um auf diese Weise jeden Fluss von elektrolytischer Flüssigkeit über den Überlauf 72 in dem Galvanisierungstank 12 aufzufangen. (Die elektrolytische Flüssigkeit F wird in dem Speichertank 14 auf ihrem eigenen Pegel gehalten.) Die elektrolytische Flüssigkeit kann während des Galvanisierungsprozesses (oder beim Entfernen des galvanischen Überzugs) Wärme aufbauen und daher ist der Speichertank 14 mit einem Flüssigkeitskühlsystem 16 (z. B. mit einem geeigneten Wärmeaustauscher für eine solche Flüssigkeit eines Typs, der im Fachgebiet bekannt ist) versehen. Gleichermaßen kann es erforderlich sein, die elektrolytische Flüssigkeit zu Beginn des Galvanisierungsprozesses von einer Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur zu erwärmen und daher ist der Speichertank 14 auch mit einem Flüssigkeitsheizsystem 18 versehen (z. B. mit einem geeigneten Wärmeaustauscher für eine solche Flüssigkeit eines Typs, der im Fachgebiet bekannt ist). Das Temperaturre gelsystem für die Galvanisierungslösung kann mit einem automatischen Steuerungssystem gekoppelt sein, das auf der Basis der Informationen arbeitet, die von den Temperatursensoren in oder nahe des einen oder der beiden Tanks erhalten werden und das gemäß bekannten Anordnungen andere Parameter steuert, die während des Prozesses zu überwachen sind.
  • Während des gesamten Galvanisierungsprozesses wird die elektrolytische Flüssigkeit ständig gefiltert und das Ultraschallsystem ist ständig in Betrieb. Bevor der Galvanisierungsprozess beginnt, kann das Ultraschallsystem eingeschaltet werden, um die elektrolytische Flüssigkeit umzurühren und um das Korbsystem zu reinigen (Eliminieren von Metallschlamm), um einen besseren Kontakt zwischen den Metallklumpen und den Titankorbfächern und den Bleianoden (oder den Bleianoden selbst in einer Ausführung mit Kunststoffkorbfächern) zu gewährleisten.
  • Ein Paar von Zuführungsrohren 60 versorgt die Spritzstäbe 62 mit einem Zulieferungsstrom von elektrolytischer Flüssigkeit. Die Zuführungsrohre 60 sind jeweils mit einer Umwälzpumpe 64 und einem Filter 66 (ausgestaltet und betrieben gemäß einer bekannten Anordnung) verbunden. Die Umwälzpumpen 64 saugen elektrolytische Flüssigkeit F aus dem Speichertank 14 in die Einlässe 61 in jedem der Zuführungsrohre 60 und zwingen sie unter Druck durch Filter 66 und in die Spritzstäbe 62, wo sie (nachdem sie gefiltert ist) durch die Öffnungen 62a für den Galvanisierungsprozess wieder in den Galvanisierungstank 12 zurückgeführt wird. Jeder der Spritzstäbe 62 erstreckt sich entlang dem Boden des Galvanisierungstanks 12, sich horizontal bezüglich dem Speichertank 14 erstreckend und sich an einem Krümmer 68 wendend, um horizontal entlang an dem Korbsystem 30 und unterhalb davon zu verlaufen. Gemäß alternativen Ausführungen könnte die Vorrichtung eine Pumpe und einen Filter einschließen, die entweder mit einem einzelnen Spritzstab oder mit einer Spritzstab-Sammelleitungssystem verbunden sind, oder jede andere Kombination von Elementen, die eine geeignete Zufuhr elektrolytischer Flüssigkeit in den Galvanisierungstank gewährleisten.
  • Bezug auf 2 nehmend, einer Ansicht des Korbsystems 30, des Galvanisierungstanks 12 und des Speichertanks 14 von oben (und weggeschnitten), sind Schienen dargestellt, die an einem Satz von Hebeeinrichtungen (eine ist als Hydraulikzylinderanordnung 24 in 5 dargestellt) angebracht sind und die es erlauben, die vertikale Stellung des Zylinders in dem Speichertank 12 einzustellen (in einem Satz von Endschlitzen 26 in den Endwänden des Galvanisierungstanks, die ausgestaltet sind, um eine lecksichere Abdichtung zu der Rotationszylinderanordnung zu bilden). Der Abstand von der Zylinderoberfläche zu dem unterhalb des Zylinders angeordnetem Korbsystem kann dadurch z. B. entsprechend dem Zylinderdurchmesser eingestellt werden.
  • 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführung des Korbsystems 30a, in welcher die Korbfächer 32a aus Kunststoffmaterial hergestellt sind (gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung zum Beispiel aus Polypropylen). Das Korbsystem 30a wird durch eine Kombination von nicht leitenden, das Gewicht tragenden Streifen 43 (z. B. Hängeeinrichtungen) und leitenden Bleianoden 42a gestützt, die beide an der Schiene 40 verschraubt sind. Die Stützstreifen 43, die unter den Korbfächern 32a verlaufen, versteifen das Korbsystem 30a, um eine primäre Stützstruktur zu bilden. Die Bleianoden 42a verlaufen durch die Korbfächer und haben elektrischen Kontakt mit den Klumpen 34a. Weiterhin sind Ultraschallwandlerelemente 50a bis 50d dargestellt, die unterhalb des Korbsystems 30 in 7 angeordnet sind. Gemäß einer alternativen Ausführung, die in 9 dargestellt ist, verwendet die Vorrichtung ein Korbsystem 30 mit zwei Sätzen von Korbfächern 32, die unterhalb des Rotationszylinders angebracht sind. In den in 8 und 9 dargestellten alternativen Ausführungen ist ein einzelnes Wandlerelement 50 unter dem Korbsystem 30 angeordnet.
  • Bezug auf 11 nehmend, weist gemäß einer bevorzugten Ausführung das Ultraschallsystem einen Ultraschallenergie-Generator 53 zum Umwandeln einer kommerziellen Versorgung mit elektrischer Energie (z. B. normalerweise bei einer Frequenz wie 60 Hz) in einen Ultraschallfrequenzbereich (etwa 20 KHz), ein Wandlerele ment 50 zum Umwandeln der elektrischen Hochfrequenzenergie, die durch den Generator 53 geliefert wird, in Ultraschallenergie (d. h. akustische Energie), die in die elektrolytische Flüssigkeit und durch diese hindurch zu übertragen ist, und eine Niederspannungs-Gleichstromversorgung 54 (DC) für den Antrieb des Generators 53 und der Wandlerelemente 50 auf. Wie dargestellt sind die Ultraschallwandlerelemente 50 in Längsrichtung unter dem Korbfach 32 (oder dem Titantrog) angeordnet und ihre Oberfläche, von welcher die Wellenenergie übertragen wird, ist in einer Art und Weise ausgerichtet, die einen gleichmäßigen Ionenaustausch durch die elektrolytische Flüssigkeit F entlang der gesamten Länge des Zylinders 20 zu unterstützt. Die Ultraschallenergie, die von der Oberfläche übertragen wird, ist auch dazu bestimmt, die elektrolytische Flüssigkeit F und die Kupferklumpen 34 umzurühren und dadurch den Kupferschlamm "aufzurühren", der gemäß den Erscheinungen bei Ultraschallreinigungsanwendungen dazu neigt sich zu bilden (so dass seine Bestandteile in die Lösung zurückkehren oder dazu neigen, in der Lösung zu verbleiben). In der bevorzugten Ausführung werden Frequenz und Pegel der Ultraschallwellenenergie auf einem Pegel gehalten (z. B. nahe 20 KHz), der dazu neigt, die Kavitationswirkung zu minimieren, die sich aus der Ultraschallenergie ergibt. Alternative Ausführungen können jedoch bei höheren Frequenzen arbeiten (z. B. über 20 KHz), bei denen die Neigung zu Kavitationswirkung besteht, oder sie können über einen sich verändernden Frequenzbereich arbeiten.
  • Gemäß jeder bevorzugten Ausführung wandeln die Wandlerelemente die elektrische Eingangsenergie von dem Generator wirksam in eine mechanische (akustische) Ausgangsenergie mit derselben (Ultraschall-) Frequenz um. Der Energieerzeuger ist getrennt von dem Galvanisierungstank angeordnet, vorzugsweise abgeschirmt von den Wirkungen der Galvanisierungslösung. Die Wandlerelemente können im Allgemeinen aus einem Keramik- oder Metallmaterial (oder aus jedem anderen geeigneten Material) sein, wobei sie vorzugsweise eine Konstruktion aufweisen, die ausgestaltet ist, den Wirkungen der Galvanisierungslösung, in die sie eingetaucht sind, zu widerstehen und die angeordnet sind, um über das Korbsystem und den Rotationstiefdruckzylinder gleichmäßige Energie zur Verfügung zu stellen (Beispiele für Wandlerelemente sind in den Beiträgen beschrieben, die hierin vorher zitiert wurden). Wie in dem in 9 dargestelltem Zwei-Korb-System dargestellt ist, geht die Ultraschallenergie (gekennzeichnet durch den Bezugsbuchstaben U) zwischen den Korbfächern zu dem Zylinder (nicht dargestellt) hindurch.
  • In einer in 10 dargestellten alternativen Ausführung ist das Wandlerelement 50 in einem getrennten Fach angeordnet, das zwischen dem Galvanisierungstank 12 und dem Speichertank 14, der keine Galvanisierungslösung enthält, gebildet ist. Gemäß dieser Ausführung braucht (brauchen) das Wandlerelement (oder die Wandlerelemente) nicht ausgestaltet sein, den Wirkungen der Galvanisierungslösung zu widerstehen. Alternative Ausführungen können verschiedene Anordnungen von Wandlerelementen zum Optimieren der Galvanisierungsleistung (oder des Entfernens des galvanischen Überzugs) hinsichtlich der Konstruktion und von Umweltfaktoren verwenden (wie zum Beispiel Intensität der Ultraschallenergie, Strömungsbedingungen, Größen, Formen und Dämpfung des Tanks, des Korbsystems, des Zylinders usw.).
  • Die Verwendung von Ultraschallenergie erhöht die Galvanisierungsraten durch das Erleichtern der schnellen Ergänzung der Metallionen in dem Kathodenfilm während der Galvanisierung. Die Ultraschallenergie ist auch beim Entfernen absorbierter Gase (wie zum Beispiel Wasserstoff) und Verschmutzungen aus der elektrolytischen Flüssigkeit und von den Oberflächen anderer Elemente während des Galvanisierungsprozesses nützlich. Gemäß jeder besonders bevorzugten Ausführung sind die Wandlerelemente ausgestaltet, um Ultraschallenergie mit einer Intensität (z. B. Frequenz und Amplitude) zu liefern, welche das gleichmäßige und konsistente Umrühren der Galvanisierungslösung gewährleistet, die für die spezielle Ausgestaltung von Tank, Zylinder und Korbsystem geeignet ist. Im Gegensatz zum mechanischen Umrühren, das dazu neigen kann, "Totpunkte" in dem Galvanisierungstank übrig zu lassen, an denen wenig oder überhaupt kein Umrühren erfolgt, kann das Umrühren mit Ultraschall leicht in einer gleichförmigen Art und Weise übertragen werden (gemäß der Ausrichtung des Felds der Wandlerelemente).
  • Das Umrühren mit Ultraschall gemäß einer bevorzugten Ausführung bietet weiterhin den Vorteil des Verhinderns von Gasschlierenbildung und von Einbrennung in Bereichen hoher Stromdichte an dem Zylinder, ohne ungleichmäßige oder rauhe Ablagerungen zu verursachen. Dadurch erzeugt die Verwendung von Ultraschallenergie zum Einleiten des Umrührens in den Galvanisierungstank ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild und erlaubt die Verwendung einer höheren Stromdichte ohne "Einbrennung" in Bereichen des Zylinders mit hoher Stromdichte, wie zum Beispiel an den Kanten des Zylinders. (Normalerweise ist der kritische Bereich für das Einbrennen oder den Aufbau einer höheren Galvanisierungsschicht die Zylinderkante.) (Ultraschallenergie kann auch in Chromtanks verwendet werden, um die Chromhärte zu erhöhen, um die Kornstruktur des Chroms zu verbessern und um Mikrorisse in dem Chrom zu eliminieren).
  • Ein weiterer Vorteil einer bevorzugten Ausführung der Galvanisierungsvorrichtung, die Ultraschallenergie verwendet, ist, dass sie den Bereich der Parameter für den Galvanisierungsprozess, wie zum Beispiel Stromdichte, Temperatur, Lösungszusammensetzung und allgemeine Sauberkeit, erweitert. Die Oberfläche eines unter Verwendung von Ultraschallenergie galvanisierten Zylinders gemäß einer bevorzugten Ausführung neigt dazu, eine viel feinere Korngröße und eine gleichmäßigere Oberfläche aufzuweisen, als ein Zylinder, der einen herkömmlichen Galvanisierungsprozess verwendet. Die Härte der galvanisierten Oberfläche würde normalerweise (ohne Additive) um etwa 40 auf 60 Vicker-Härtegrade ansteigen, wobei eine viel feinere Kornstruktur zu verzeichnen ist. Die Verwendung von Ultraschallenergie in dem Galvanisierungsprozess erlaubt daher, mit einem Minimum an Polieren oder ohne Polieren des Zylinders auszukommen, während sich die Ge schwindigkeit des Deoxidierens der Klumpen und des Korbs erhöht.
  • Zusätzliche alternative Ausführungen
  • Entsprechend zusätzlichen alternativen Ausführungen kann die Vorrichtung für das Erzeugen oder Entfernen eines galvanischen Überzugs auf bzw. von einem Rotationstiefdruckzylinder mit verschiedenen Metalllegierungen oder Metallen direkt aus der Lösung (d. h. ohne Verwendung von Metallklumpen) modifiziert werden.
  • In 12 ist eine Vorrichtung 110 dargestellt. Viele der Elemente der anderen hierin beschriebenen Ausführungen (z. B. Vorrichtung 10) sind in der Vorrichtung 110 ebenfalls vorhanden. Die Vorrichtung 110 (dargestellt ohne Körbe oder dazugehörige Elemente) ist jedoch ausgestaltet, den Zylinder 120 direkt aus der elektrolytischen Flüssigkeit einer Galvanisierungslösung, die ein Galvanisierungsmetall oder eine Galvanisierungs-Metalllegierung in einer Galvanisierungslösung enthält, die mit dem Buchstaben F bezeichnet ist, zu galvanisieren. Gemäß dieser Ausführung kann der Zylinder 120 mit jedem Galvanisierungsmetall oder mit jeder Galvanisierungs-Metalllegierung galvanisiert werden. So kann zum Beispiel der Zylinder 20a mit Chrom, Zink, Nickel oder einem anderen Galvanisierungsmetall gemäß den im Fachgebiet bekannten verschiedenen Prozessen galvanisiert werden.
  • Die Vorrichtung 110 weist einen Galvanisierungstank 112 eines Typs auf, der in 1 dargestellt ist und der eine Galvanisierungslösung F mit einem Pegel (angezeigt durch den Bezugsbuchstaben L) enthält, der durch die Höhe eines Überlaufs 172 reguliert wird. Ein Rotationstiefdruckzylinder 120, der galvanisiert werden soll (oder von dem der galvanische Überzug entfernt werden soll), ist drehbar an seinen Enden gelagert (z. B. auf einer hindurchgehenden Mittelwelle), um etwa zur Hälfte bis zu einem Drittel des Zylinderdurchmessers in die elektrolytische Flüssigkeit eingetaucht zu werden. Der Zylinder 120 ist an seinen Enden durch Lager in einem Drehzapfen gelagert, der drehbar durch eine geeignete Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) angetrieben wird. Der in 12 und 13 dargestellte Zylinder ist ein Zylinder in Standardgröße (z. B. mit einem Durchmesser von etwa 800 bis 1500 mm). Gemäß alternativen Ausführungen können auch Zylinder mit anderen Durchmessern angeordnet werden. Gemäß jeder bevorzugten alternativen Ausführung können das Tanksystem und das Zylinderhalte- und Zylinderantriebssystem eine herkömmliche Anordnung sein, die Fachleuten auf dem Fachgebiet des Galvanisierens von Rotationstiefdruckzylindern bekannt ist. Die elektrolytische Flüssigkeit selbst weist eine Zusammensetzung auf, die Fachleuten für das Galvanisieren mit gewöhnlicher Qualifikation bekannt ist.
  • Leitende, gekrümmte Anodenstreifen sind elektrisch mit stromführenden Schienen 144 verbunden und in dem Galvanisierungstank angeordnet, um elektrischen Kontakt mit der Galvanisierungslösung (der elektrolytischen Flüssigkeit F) herzustellen. Zum Galvanisieren des Zylinders werden die Schienen mit einer Anodenseite einer Galvanisierungs-Stromversorgung (z. B. mit einer Stromquelle bekannter Ausgestaltung) verbunden und der Zylinder wird mit einer Kathodenseite der Stromzuführung verbunden. Für das Entfernen des galvanischen Überzugs sind die Anoden-Kathoden-Verbindungen umgekehrt. Wenn der Zylinder abgedruckt ist (d. h. nachdem er galvanisiert und geätzt wurde), wird er zu der Galvanisierungsvorrichtung zurückgeführt und der galvanische Überzug wird entfernt, um das Galvanisierungsmetall zu der Lösung zurückzuführen. Gemäß den alternativen Ausführungen können andere herkömmliche Anordnungen für das Herstellen der elektrischen Verbindungen mit der Galvanisierungslösung (elektrolytischen Flüssigkeit) und dem Zylinder verwendet werden.
  • Wie in 12 dargestellt, ist eine Haltestruktur 143 (ähnlich zu den Anodenstreifen ausgerichtet) an den Schienen 144 angebracht (jedoch nicht elektrisch mit diesen verbunden). (Sie kann alternativ auch an den Wänden des Galvanisierungstanks 112 angebracht sein.) Ultraschallwandlerelemente 150 sind in Längsrich tung entlang der Bodenfläche der Haltestruktur 143 angeordnet (z. B. geklebt oder sicher daran befestigt). Die Wandlerelemente 150 (dargestellt als vier Elemente 150a bis 150d) sind elektrisch mit einem Steuerungssystem gekoppelt (das schematisch in 10 dargestellt ist) und sie sind vorgesehen, um Ultraschallwellenenergie in den Galvanisierungstank 112 einzuleiten. Die Wandlerelemente 150 können von einem Typ sein, der hierin offenbart ist oder von jedem anderen geeigneten Typ, der im Fachgebiet bekannt ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Wandlerelemente dazu ausgestaltet, in einem Frequenzbereich von 15 bis 30 KHz (Zyklen) zu arbeiten. Die Wandlerelemente 150 sind ausgestaltet und positioniert, den Galvanisierungsprozess zu unterstützen (z. B. um die Konsistenz der Ionenwanderung durch die elektrolytische Flüssigkeit zu erleichtern), und um den Aufbau jegliches Bewuchses an den verschiedenen Elementen der Vorrichtung 110 zu verhindern.
  • Wie in 12 dargestellt, funktioniert gemäß einer bevorzugten Ausführung das System für die Zuführung der elektrolytischen Flüssigkeit als ein geschlossenes Kreislaufsystem. (Offensichtlich ist dieses System in Aufbau und Betrieb dem System anderer vorher offenbarter Ausführung gleich.) Eine Zuführung von elektrolytischer Flüssigkeit F in den Galvanisierungstank 112 erfolgt durch mindestens einen Spritzstab 162 (zwei sind dargestellt), die aus einem Rohr- oder Rohrleitungsabschnitt bestehen, das sich seitlich entlang oder nahe dem Boden des Galvanisierungstanks 112 erstreckt. Jeder Spritzstab 162 weist eine Reihe von Öffnungen entlang seiner Länge auf (ähnlich wie es zumindest teilweise in 2 dargestellt ist), die einen konstanten und relativ gut dispergierten Fluss von elektrolytischer Flüssigkeit aus einem Speichertank 114 (z. B. einem Vorratsbehälter) in den Galvanisierungstank 112 ermöglichen. Ein Speichertank 114 ist unterhalb des Galvanisierungstanks 112 angeordnet, um so jeden Fluss von elektrolytischer Flüssigkeit über den Überlauf 172 in dem Galvanisierungstank 112 aufzufangen. (Die elektrolytische Flüssigkeit F wird in dem Speichertank 114 auf ihrem eigenen Pegel gehalten).
  • Die elektrolytische Flüssigkeit kann während des Galvanisierungsprozesses (oder beim Entfernen des galvanischen Überzugs) Wärme aufbauen und daher ist der Speichertank 114 mit einem Flüssigkeitskühlsystem 116 (z. B. mit einem geeigneten Wärmeaustauscher für eine solche Flüssigkeit eines Typs, der im Fachgebiet bekannt ist) versehen. Gleichermaßen kann es erforderlich sein, die elektrolytische Flüssigkeit zu Beginn des Galvanisierungsprozesses von einer Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur zu erwärmen und daher ist der Speichertank 114 auch mit einem Flüssigkeitsheizsystem 118 versehen (z. B. mit einem geeigneten Wärmeaustauscher für eine solche Flüssigkeit eines Typs, der im Fachgebiet bekannt ist). Das Temperaturregelsystem für die Galvanisierungslösung kann mit einem automatischen Steuerungssystem gekoppelt sein, das auf der Basis der Informationen arbeitet, die von den Temperatursensoren in oder nahe des einen oder der beiden Tanks erhalten werden und das gemäß bekannten Anordnungen andere Parameter steuert, die während des Prozesses zu überwachen sind. Bevor der Galvanisierungsprozess beginnt, kann das Ultraschallsystem eingeschaltet werden, um das Umrühren der elektrolytischen Flüssigkeit und das Reinigen des Systems durchzuführen, um besseren Kontakt und eine bessere Galvanisierungsleistung zu erhalten.
  • Ein Paar von Zuführungsrohren 160 versorgt die Spritzstäbe 162 mit einem Zulieferungsstrom von elektrolytischer Flüssigkeit F. Die Zuführungsrohre 160 sind jeweils mit einer Umwälzpumpe 164 (ausgestaltet und betrieben gemäß einer bekannten Anordnung, die einen Filter aufweisen kann oder nicht) verbunden. Die Umwälzpumpen 164 saugen elektrolytische Flüssigkeit F aus dem Speichertank 114 in die Einlässe in jedem der Zuführungsrohre 160 und zwingen sie unter Druck in die Spritzstäbe 162, wo sie durch die Öffnungen für den Galvanisierungsprozess wieder in den Galvanisierungstank 112 zurückgeführt wird. Jeder der Spritzstäbe 162 erstreckt sich entlang dem Boden des Galvanisierungstanks 112, sich horizontal bezüglich dem Speichertank 114 erstreckend und sich an einem Krümmer wendend, um horizontal entlang und unterhalb der Haltestruktur 143 zu verlaufen. Gemäß alternativen Ausführungen könnte die Vorrichtung eine Pumpe einschließen, die entweder mit einem einzelnen Spritzstab oder mit einem Spritzstab-Sammelleitungssystem verbunden ist, oder jede andere Kombination von Elementen, die eine geeignete Zufuhr elektrolytischer Flüssigkeit in den Galvanisierungstank gewährleisten.
  • Eine alternative Ausführung ist teilweise in 13 dargestellt (bestimmte Elemente der Vorrichtung sind nicht gezeigt), wobei die Vorrichtung 210 ein Ultraschallwandlerelement 250 verwendet, das eine zylindrische Form aufweist (mit einem Durchmesser von etwa 70 mm in einer besonders bevorzugten Ausführung). Das Wandlerelement 250 ist, wie dargestellt, in dem Galvanisierungstank 212 durch eine Haltestruktur 243 befestigt (z. B. wie die Haltestruktur 143, die in 12 dargestellt ist). Gemäß den alternativen Ausführungen kann eine Haltestruktur 243 verwendet werden, die mit den Anodenstreifen integriert ist (vergleiche 3). Wie dargestellt, ist ein Wandlerelement 250 unterhalb des Rotationszylinders 220 durch die Haltestruktur 243 befestigt (gemäß der bevorzugten Ausführung an oder nahe der Höhe der gekrümmten Anodenstreifen unter dem Zylinder 220). Eines oder mehrere dieser Wandlerelemente kann gemäß den alternativen Ausführungen verwendet werden, zum Beispiel angebracht in einer beabstandeten Ausführung entlang der Haltestruktur unterhalb des Zylinders 220. Unter dem Wandlerelement 250 ist ein Reflektor 260 angeordnet, der eine auf Hochglanz polierte reflektierende Oberfläche aufweist, die montiert an den Seitenwänden des Galvanisierungstanks 212 dargestellt ist.
  • Der Reflektor 260 ist in der bevorzugten Ausführung als eine einstückige Einheit in gekrümmter Form dargestellt, und er erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Zylinders 220 (wie auch das Wandlerelement 250). Alternativ kann der Reflektor jede andere geeignete Form aufweisen (parabolisch oder flach oder in Multifacettenform) oder er kann in Segmenten ausgeführt sein. Das Wandlerelement 250 überträgt, wenn es eingeschaltet ist, Wellenenergie (teilweise durch den Bezugsbuchstaben U gekennzeichnet) in einem im Wesentlichen radialen Muster durch die Galvanisierungslösung in Richtung auf den Zylinder 220 und gegen den Reflektor 260, der die Wellenenergie zurück zu dem Zylinder 220 und die dazugehörigen Strukturen (wie zum Beispiel die Anodenstreifen) reflektiert. Die direkte und die reflektierte Ultraschallwellenenergie ist dazu bestimmt, die Oberflächen des Zylinders und der dazugehörigen Strukturen frei von Bewuchsaufbau zu halten und den Galvanisierungsprozess zu erleichtern.
  • Gemäß jeder bevorzugten Ausführung kann die Ultraschallwellenenergie beim Galvanisieren (und beim Entfernen galvanischer Überzüge) von verschiedenen Metallen und Metalllegierungen auf den Zylinder bzw. beim Entfernen von diesem, wie zum Beispiel beim Erzeugen von Chromüberzügen und auch für das Erzeugen von galvanischen Überzügen aus Legierungen von Zink, Nickel, usw., verwendet werden. Das Ultraschallsystem gemäß jeder bevorzugten alternativen Ausführung ist in der Lage, zwei bis sechs Kilowatt Leistung zu erzeugen. Das System stellt Ultraschallenergie mit einer Frequenz zwischen 10 und 40 KHz (Zyklen pro Sekunde) zur Verfügung.
  • Wie in 14 dargestellt ist, können in alternativen Ausführungen (ähnlich denen, die in 13 dargestellt sind), andere Ausgestaltungen der Wandlerelemente (zum Beispiel zylinderförmige mit einem Kreisprofil) verwendet werden. So können zum Beispiel vier Wandlerelemente 350a bis 350d (dargestellt in gestrichelten Linien) in dem Galvanisierungstank 312 an den Seiten des Zylinders 220 angebracht werden (befestigt durch eine Haltestruktur an den Wänden oder an der Basis des Galvanisierungstanks oder an einer anderen geeigneten Struktur, nicht dargestellt). Gemäß einer alternativen Ausführung können zwei Wandlerelemente (z. B. 350b und 350d) anstatt vier verwendet werden. (Die Wandlerelemente 250, angebracht durch die Struktur 243 und der Reflektor 260 sind ebenfalls dargestellt). Wie ersichtlich kann im Rahmen des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung gemäß jeder bevorzugten Ausführung eine weite Vielfalt von Wandlerausgestaltungen zur Anwendung kommen, einschließlich mindestens einem Wandlerelement, das in dem oder in der Nähe von dem Galvanisierungstank angeordnet ist, so dass der Nutzeffekt der Ultraschallenergie während des Galvanisierungsprozesses eintritt. Wie 14 zeigt, können solche Anordnungen von Wandlerelementen 350a bis 350d (und 250) auch in alternativen Ausführungen in Verbindung mit einer Galvanisierungsvorrichtung verwendet werden, die Metallklumpen 334 verwendet, die in Korbfächer 332 aufgenommen sind (in der Anordnung ähnlich der Anordnung in den anderen hierin beschriebenen Ausführungen).

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Erzeugen und Entfernen eines galvanischen Überzugs auf bzw. von einem Rotationstiefdruckzylinder (20), die mit einer Stromquelle verbindbar ist, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Tank (12), der dazu angepasst ist, den Zylinder drehbar zu halten und eine Galvanisierungslösung (F) zu enthalten, so dass der Zylinder wenigstens teilweise in die Galvanisierungslösung eingetaucht ist, eine Mehrzahl von Leitern, die mit der Stromquelle verbindbar sind und längliche Metallstreifen aufweisen und wenigstens teilweise innerhalb der Galvanisierungslösung angeordnet sind, eine Haltestruktur, die innerhalb des Galvanisierungstanks teilweise auf jeder Seite und im Allgemeinen unterhalb des Zylinders anbringbar ist, wenigstens ein Wandlerelement (50), das an der Haltestruktur innerhalb des Galvanisieurungstanks angebracht ist, um Wellenenergie in die Galvanisierungslösung einzuleiten, einschließlich eines Leistungsgenerators (53), der dazu ausgestaltet ist, das wenigstens eine Wandlerelement mit elektrischer Energie zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wandlerelement dazu angepasst ist, um Wellenenergie bei einer Frequenz im Bereich zwischen 10 kHz und 40 kHz zu liefern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) benachbart dem Zylinder und entlang im Wesentlichen der ganzen Länge des Tanks (12) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) ein Oberflächenmaterial aufweist, das im Wesentlichen stabil gegenüber der Galvanisierungslösung ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) so ausgestaltet ist, um Wellenenergie bei einer variabel auswählbaren Frequenz im Ultraschallbereich zu liefern.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das wenigstens eine Wandlerelement dazu ausgestaltet ist, um Wellenenergie bei einer Frequenz im Bereich zwischen 15 kHz und 30 kHz zu liefern.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) dazu ausgestaltet ist, um Wellenenergie bei einer Frequenz von etwa 20 kHz zu liefern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) eine im Wesentlichen zylindrische Form hat.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) vier Wandlerelemente aufweist, die innerhalb des Tanks (12) angebracht sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (50) wenigstens ein erstes Wandlerelement aufweist, das dazu ausgestaltet ist, um die Ionenbewegung zu unterstützen, und ein zweites Wandlerelement aufweist, das dazu ausgestaltet ist, um eine Mehrzahl von Klumpen (34) im Wesentlichen frei von Schlamm zu halten.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter einen Reflektor (260) aufweist, der in dem Tank (12) unterhalb des Zylinders und unterhalb des wenigstens einen Wandlerelements (50) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Reflektor (260) einen bogenförmigen Querschnitt hat.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Haltestruktur die Mehrzahl von Leitern ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter aufweist: einen Speichertank (14), der unter dem Tank (12) angeordnet ist, eine Umwälzpumpe (64), die einen Strom von Galvanisierungslösung aus dem Speichertank (14) in den Tank (12) liefert, und einen Überlauf (72), der einen Pegel des Galvanisierungselektrolyten (F) in dem Tank (12) aufrechterhält.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Aufnahmetank (14) ferner ein Flüssigkeitsheizsystem (18) und ein Flüssigkeitskühlsystem (16) aufweist.
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