DE7135156U - Galvanisiertrommel - Google Patents

Description

HANSHENIG 85 NÜRNBERG

PARSIFALSTRASSE ό TEL. 46 87 79

GaIvani s i e rt romme1

Die Neuerung betrifft eine Trommel zum Galvanisieren von achüttfähigen Massenteilen aus Kunststoffen oder Metallen, gegebenenfalls auch zum Beizen und stromlosen Metallisieren von schüttfähigen Massenteilen aus Kunststoffen oder zum anodischen Polieren von schüttfähigen Massenteilen aus Metallen, in den Elektrolyten eintauchend, hauptsächlich aus einem Paar voneinander entfernter, vorzugsweise vertikal zur Rotationsachse der besagten Trommel angeordneter Stirnseiten und aus einem, zwischen den besagten Stirnseiten befestigten peripheren, prismatischen oder zylindrischer Mantel bestehend, wobei das, aus den besagten Stirnseiten und dem besagten Mantel bestehende Gehäuse der Trommel an seinem peripheren Umfang mit mindestens einer, zum Beladen oder Entladen der zu galvanisierenden Massenteile dienenden und während des Galvanisierens mit einem Deckel su verschließenden öffnung versehen ist.

Die Galvanisierung von Massenteilen aus Kunststoffen oder Metallen in glocken- oder trommeiförmigen Behältern findet in der Industrie— aus Gründen der Wirtschaftlichkeit - eine immer breitere Anwendung. Die Behandlungsart ermöglicht das chargenweise Einfüllen der Massenteile in die einzelnen perforierten Behälter, welche in verschiedenartige Behandlungslösungen (Elektrolyte) tauchen und darin rotieren. Die Oberfläche der Massenteile aus Kunststoffen wird - vor dem Beginn des Galvanisierprozesses - im allgemeinen durch Beizen chemisch aufgerauht und durch das anschließende, sogenannte stromlose Metallisieren mit einer metallischen Schicht überzogen und elektrisch leitend gemacht. Die bekannten Trommeln unterscheiden sich nach ihren konstruktiven Merkmalen oder der Art ihrer Anwendung, ob sie für das Galvanisieren von Massenteilen aus Metallen oder aus Kunststoffen bestimmt sind. Die unterschiedlichen Merkmale oder Anwendungen werden durch die unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften bestimmt, welche die Massenteile aus Metallen oder aus Kunststoffen kennzeichnen. Es sind keine Troromeln bekannt, die mit einer einzigen, unverändert bleibenden konstruktiven Form und unverändert bleibenden Anwendungsweise optimal die funktionellen Bedingungen

erfüllen, welche für das wahlweise Galvanisieren von Massenteilen aus Metallen oder Kunststoffen in ein und derselben Trommel sowohl notwendig als auch hinreichend sind.

Es seien in der Folge - um die Mängel des technischen Standes und die erfindungsgemäße Lösung sowie deren Vorteile übersichtlich zu beschreiben - die Eigenschaften definiert, welche für aas Galvanisieren aer stromlos metallisierten Kunststoff-Massenteile spezifisch sind. Die gleichen Charakteristika sind zum überwiegenden Teil auch für die Galvanisierung von Massenteilen aus Metallen von entscheidender Bedeutung.

Die, mit einer elektrisch leitenden Metallschicht überzogenen Maseenteile aus Kunststoffen schwimmen oder schweben im Elektrolyten; sie können aber auch auf den Boden des rotierenden Behälters sinken, wenn das mittlere spezifische Gewicht des einzelnen Kunststoff-Teiles größer als jenes der Badlösung ist oder geworden ist.

Das mittlere spezifische Gewicht ergibt sich als Quotient aus der Division der Summe, gebildet von den Gewichten des Kunststoff-Teiles und seiner, kontinuierlich zunehmenden metalli= sehen Hülle einerseits und des p-esamten Körpervolumens des Teiles andererseits.

Die spezifischen Gewichte der Kunststoffe sind meistens kleiner als jene der Elektrolyse (etwa 1,040 g/cm für ABS-Polymerisate bzw. 1,120 g/cm für ein zyanidisches Kupfer- oder 1,166 g/cnr für ein Nickelbad).
Der

1. spezifische (Anpreß-)Druck

für die elektrische Kontaktierung zwischen zwei benachbarten, in der Behandlungslösung suspendierten Kunststoff-Teilen ist somit - zufolge minimaler Differenzen zwischen dem mittleren spezifischen Gewicht der Massenteile und des Elektrolyten äußerst gering.

Eine weitere notwendige Bedingung für die Galvanisierung ist das gleichmäßige Aussehen aller Chargenteile. Die Teile müssen demnach (während der Galvanisierungsdauer) stets sowohl ihre gegenseitige Lage als auch ihre Lage innerhalb der Charge als Ganzes verändern. Der rotierende Behälter sorgt für eine entsprechende

2. Durc hmi s chung

der darin enthaltenen Charge und die Kunststoff-Teile führen eine

■l»

3. Relativbewegung

unterschiedlicher Geschwindigkeit gegeneinander aus. Die metallischen Oberflächen sind im allgemeinen nicht hydrophob. Der metallisierte Kunststoi'f-Teil wird daher mit einer Elektrolytschicht benetzt, die als

4. flüssige Grenzschicht

am festen Körper haftet und sich mit dessen Geschwindigkeit bewegt.

Die effektiv wirksame Galvanisierung des, aus Massenteilen bestehenden und rotierenden Chargenkonglomerates geht primär an und in dessen peripherer Zone vor sich. Das elektrische Feld im Elektrolyten baut sich zwischen den (außerhalb der tauchenden Trommel befindlichen) Anoden und der kathodisch

·: polarisierten (innerhalb der Trommel befindlichen) Charge auf:

; das Feld bricht sich aber - nach dem Faraday'sehen Käfig-

; Effekt - an der Randzone der polarisierten Charge und vermag

■ nur unwesentlich, in diese einzudringen. Die

' 5. Brechung des elektrischen Feldes

beschränkt die Wirkung des elektrolytischen Abscheidungsprozesses praktisch auf die Randzone der Charge.

: Es ist bekannt, daß ein kontinuierlicher Austausch des Elek-

trolyten an der kathodischen Oberfläche besondere die Abschei

dung glänzender Schichten günstig beeinflußt und durch die

: Strömung vorhandene Luft- sowie entstehende Sauerstoff- oder

^: Luftblasen entfernt, welche sich an der Oberfläche der Massen-

; teile festsetzen können und die Metallreduktion lokal unter-

binden. Die Verarmung des Elektrolyten an reduzierfähigen

j Metallionen und die Entstehung von Gasblasen durch Hydrolyse

gehen vornehmlich im Bereich uer größeren kathodiFchen Strom-

^: dichten, d.h. in der Randzone der Charge und somit an der

: Peripherie der rotierenden Trommel vor sich. Es ist demnach

notwendig, den

'< 6. Elektrolyt-(Lösungs-)üustausch

hauptsächlich am peripheren Umfang der sich drehenden Trommel

\ zu intensivieren.

Die, unter den Punkten 1 bis 4 beschriebenen Erscheinungen haben zur Folge, daß zwischen den benachbarten Massenteilen ein - bedingt venneidbarer - Flüssigkeitsfilm (eine Elektrolytschicht) unterschiedlicher Dicke eitsteht. Die Existenz der trennenden Elektrolytschicht führt zur Entstehung

a. bipolarer Effskte.

Der Galvanisiersfcrom fließt von den, außerhalb der Trommel befindlichen Anoden (als Pluspol des Systems) durch die Badlösung unci die Charge (genauer durch die metallische "Haut" der Kunststoff-Teile) hindurch zu den, in der rotierenden Trommel angeordneten kathodischen Kontakt elementen (als Minuspol des Systems). Sind die einzelnen Massenteile untereinander durch eine Elektrolytschicht getrennt ("isoliert"), so behält die metallische Hülle auf dem einzelnen Kunststoff-Teil die Funktion eines elektrischen Zwischenleiters; der Massenteil wirkt jedoch als Bipol innerhalb der Charge. Ein Bereich seiner metallischen Oberfläche weist ein kathodisches und ein

- elektrisch diametral entgegengesetzter - Bereich ein ancdisches Potential auf. Es bilden sich somit lokale galvanische Zellen zwischen den benachbarten, in Fließrichtung des Galvanisierstromes liegenden Kunststoff-Teilen. Bipolare Effekte verursachen aber die - zumindestens partielle - elektrolytische Kücklösung der stromlos und galvanisch abgeschiedenen Metallschichten in jenen Oberflächenbereichen der Massenteile, die im Zuge der Rotationsbewegung temporär unter anodischem Potential stehen. Die bipolaren Effekte bedeuten folglich eine Umkehrung des eigentlichen, angestrebten Galvanisiereffektea.

Bipolare Effekte bedeuten ferner die elektrolytische Bildung von Metalloxyden auf der Hüllschicht (während ihrer örtlichen anodischen Polarisation); sie verursachen folglich rauhe sowie matte und zu dekorativen Zwecken ungeeignete Oberflächen.

Die, das Chargenkonglomerat bildenden Massenteile weisen nach den Punkten 1 bis 4 eine

b. inhomogene Verteilung der elektrischen Potentiale

auf. Der Galvaniaierstrom verteilt sich nicht gleichmäßig; sein Verlauf i«t unübersichtlich und unkontrollierbar. Die Folgen sind ein ungleichmäßiges Aussehen der Maseenteile und

- bedingt durch die abnehmenden Potentialdifferenzen der einzelnen Massenteile gegenüber dem Anodensystem - eine wesentliche Verminderung der elektrolytischen Abacheidungsgeschwindigkeib (also der Galvanisierleistung).

Das inhomogene elektrische Potentialfeld in der Charge fördert u en

c. chemischen Angriff

— 5 —

713515fi-i* τι

Ill ItI

des Elektrolyten auf die metallischen Überzüge der Kunststoff-Teile.

Die chemisch aggressive Wirkung der Badlösung kann zufolge der elektrischen Feldbrechung an der Randzone der Charge nicht vollständig unterbunden werden und wird durch die mögliche Entstehung dar trennenden Elektrolytschichten erheblich begünstigt.

Der Angriff bedeutet die chemische Rücklösung des abgeschiedenen Metalles und fast immer die chamische Oxydation der Schichtoberfläche.

Es sei ferner das Phänomen der sogenannten Brandstellen

an der Leitschicht oder der galvanisch abgeschiedenen Metallhülle auf den Kunststoff-Teilen erwähnt.

Die Brandstelle tritt nicht punkt-, sondern flächenförmig auf und bedeckt im allgemeinen einen erheblichen Oberflächenbereich des Massenteiles.

Die galvanischen Bäder sind wesentlich schlechtere elektrische Leiter als die Metalle; die Differenz der elektrischen Leitfähigkeiten entspricht größenordnungsmäßig der Relation 1 : 10⁵.

Es ist - nach Punkt a - mit dem Entstehen lokaler galvanischer Zellen zwischen den benachbarten Massenteilen zu rechnen. Die Stromleitung konzentriert sich (im Bereich des Überganges von einem Teil zum anderen) vorerst auf ein räumliches, nahezu punktförmiges Intervall, welches die elektrisch entgegengesetzt polarisierten Bereiche zweier gegenüber liegenden Massenteile (zweier benachbarter Metallhüllen) und den, dazwischen liegenden Elektrolytfilm einschließt. Es ist bekannt, daß die Joule'sehe Wärme dem Produkt des elektrischen Stromes I zum Quadrat und des elektrischen Widerstandes R des Systems entspricht. Der Widerstand R ist minimal, wenn sich metallische Brücken, d.h. wenn sich direkte metallische Kontakte von Teil zu Teil der Charge bilden; der Widerstand R schnellt aber schlagartig empor, wenn der Stromübergang über einen schlechten elektrischen Leiter, im konkreten Fall über den Elektrolytfilm erfolgen muß. Es ist desgleichen zu berücksichtigen, daß auf der anodischen Seite des (aus zwei benachbarten Massenteilen bestehenden) Systems gleichzeitig eine Rücklösung der metallischen Schicht und eine Oxydation der Oberfläche vor sich

V · ■ · ■

¹ — *f\ Ϊ-* · *

geht. Die Metalloxyde sind bekanntlich im allgemeinen schlechte elektrische Leiter.

Die zuvor beschriebenen Effekte überlagern sich, verursachen einen hohen lokalen Gesamtwiderstand R und somit eine übermäßige lokale Wärmeentwicklung; die Polgen sind dunkel violett gefärbte Brandstellen und zirkuläre Flecken auf der Oberfläche der Massenteile, die partiell oder vollständig durch elektrolyt!sehe und thermische Einwirkungen - auch von ihren metallischen Hüllschichten abgedeckt werden können. Dunkle Brandstellen und entmetallisierte Flecken auf den Massenteilen, die bereichsweise ihre metallischen Überzüge verloren haben, treten im Falle der geschilderten und ungünstigen Funktionsverhältnisse nach den Punkten a bis d nicht singular auf. Es ist kein allzu seltenes Bild für den Betriebspraktiker, eine vollständig mißlungene Charge vor sich zu haben und dabei beobachten zu ^nüssen, daß meistens alls Massenteile - Stück für Stück - unbrauchbar sind.

Es sind Trommeln prismatischer oder zylindrischer Form bekannt, die um ihre horizontale Symmetrieachse rotieren, nur zu einem relativ geringen Teil ihres Volumens in den Elektrolyten eintauchen und üuer eine zantral angeordnete Öffnung (in einem der beiden senkrecht zur Rotationsachse stehenden Stirnseiten) verfügen, die zum Beladen oder Entladen der Charge metallischer Massenteile dient. Die Öffnung bleibt während des Galvanisierens grundsätzlich frei; sie wird also nicht mit einem Deckel verschlossen. Trommeln der zuvor beschriebenen Art sind ungeeignet zum Galvanisieren metallisierter Kunststoff-Teile, denn diese schwimmen oder schweben in der Badlösung. Es sind ferner Trommeln sechseckiger, prismatischer Form am Markt eingeführt worden, die gleichfalls um ihre horizontale Symmetrieachse rotieren und an ihrem peripheren Umfang (Mantel) über eine öffnung zum Beladen oder Entladen der Charge verfügen Die Öffnung wird während des Galvanisierens mit einem Deckel verschlossen. Die Trommeln haben eine Länge von 550 mm und einen mittleren Manteldurchmesser von 200 mm. Die Leitung des Galvanisierstromes zu der Charge erfolgt über zwei isolierte Kabel, welche einzeln durch die beiden axialen Lager (der Stirnseiten) in das Trommelinnere eingeführt werden und mit metallisch blanken, zylindrischen Kontaktelementen (von 200 mm Länge und 12 mm Durchmesser) enden.

— 7 —

Die zuvor beschriebene Trommel kann konstruktiv unverändert sowohl zum Galvanisieren von Massenteilen aus Metall als auch unter geänderten Anwendungsbedingangen - aus Kunst, ,offen benützt werden. G-alvanisiert man Massenteile aus Metall, so kann man solche Trommeln vollständig oder nahezu vollständig in die Badlösung tauchen; galvanisiert man jedoch Massenteile aus Kunststoffen, so hat man (nach Müller,G.: Galvanisieren von Kunststoffen, E.G. Leuze Verlag, Saulgau, 1966, Seite 104 und 105)die selben

"... handelsüblichen Galvanisiertrommeln nur teilweise, nämlich zu 1/3 bis 50 io eintauchen zu lassen. Damit ist die Ware gezwungen, sich auf dem Boden üer Trommel zusammenzuballen und ein ständiger Kontakt ist gegeben. Dabei ist jedoch nur ein sehr ö^eriⁿ6^es Flüssigkeitsvolumen wirksam, die anwendbaren Stromuichten sind sehr gering, was lange Expositionszeiten ergibt. Das ständige auftauchen der Kontakte aus der j Flüssigkeit führt zur Passivierung der elektrischen Kontakt-

j gebung."

j Es entspricht der betrieblichen Praxis, die Trommeln - unabhän-

\ gig davon, ob es sich um Massenteile aus Metallen oder Kunst-

stoffen handelt - zu einem Drittel bis (maximal) zur Hälfte

ihres Volumens mit der Charge zu füllen. Die Erfahrung zeigt, daß größere Püllmengen - zufolge einer unzureichend werdenden Durchmischung der Charge - ungleichmäßig galvanisierte Massenteile und sehr lange Galvanisierzeiten ergeben. Es sei den Bemerkungen der Literaturstelle über die Nachteile der bekannten Trommel hinzugefügt, daß die Höhe des Elektrolytspiegels (aes Flüssigkeitsvolumens in der Wanne also) oder die Eintauchtiefe der Trommeln (die Höhe der mechanischen Aufbauten auf dem Wannenrand zur Lagerung der Trommel) ständig geändert werden muß, je nachdem, ob man Massenteile aus Kunststoffen oder Metallen galvanisiert. Die geringe Tauchtiefe der beschriebenen Trommel (von 33 bis 50 °/o ihres Volumens) hat zur Folge, daß während der Rotationsbewegung ein erheblicher Anteil - erfahrungsgemäß etwa ein Viertel - der Charge aus Kunststoff-Teilen in der Drehrichtung der Trommel aus der Badlösung hervortaucht und sich dadurch dem Galvanisierungsvorgang entzieht. Die beschriebenen Betriebsbedingungen führer zu Überzugsschichten minderwertiger Qualität und somit oft zum Ausschuß; die Galvanisierleistung der Trommel ist - zufolge kleiner Chargenmengen

und GaIvaniHierströme sowie langer Galvaniaierzeiten - gering.

Es ist desgleichen noch eine zweite nrt von Trommeln (DBGM 1 997 988) am Markt bekannt geworden, mit der man wahlweise unter bescimmten, vom Verwendungszweck abhängigen Bedingungen sowohl Massenteile aus Metallen als auch aua Kunststoffen galvanisieren kann. Der Troiimifciköfper hat eine achteckige, prismatische Form, rotiert ebenfalls um seine horizontale Symmetrieachse und hat an seinem peripheren Umfang öffnungen zum Beladen oder Entladen der Charge. Die Öffnung wird während dea Galvanisierens mit einem Deckel verschlossen. Die Trommel hat eine Länge von 300 mm und einen mittleren Manteldurchmeeser von 220 mm. Der Aufbau der Trommel erfolgt nach dem Baukasten-System; das Gerät wird mit einer Vielzahl von, als Zubehör definierten Bauelementen geliefert. Beabsichtigt der '.«aufer beispielsweise, Kunststoff-Teile zu galvanisieren, ao hat er aus den, das Zubehör bildenden Bauelementen < ine vorgeschriebene Anzahl heraus zu wählen und diese in das eigentliche Grundgerät einzubauen. Es bedeutet im Beispielsfall der Galvanisierung von Kunststoif-xeiien das Einbauen von vier-, rogenannten Stangen— kontakten (parallel zur kotationsacJj.se), eines Innenzylinders und einer Innenanode (beide koaxial zur Rotationsachse) sowie weiterer Bauelemente von sekundärer Bedeutung. Sieht der nächste Arbeitsgang das Galvanisieren von Metallteilen vor, so sind die zuvor erwähnten Bauelemente aus der Trommel auszubauen und durch einen Sitz anderer Bauelemente zu ersetzen, die ausschließlich für die Galvanisierung metallischer Massenteile bestimift sind. Die komplizierte Trommel ist teuer, unhandlich in eier Anwendung und - wie es die betriebliche Praxis ijeigt - zufolge der Vielzahl von Bauelementen besonders anfällig für mechanische sowie elektrische Störungen. Der Erfolg der Galvanisierung hängt von mehreren, nicht oder kaum kontrollierbaren Punktionsbedingungen (beispielsweise vom Vorhandensein eines ständigen elektrischen Anschlusses der einzelnen, chemisch vollständig unisolierten Kontaktstangen) und der häufig ungenügenden Chargen-Durchmischung ab (zufolge der starken Verengung des Trommel-Innenraumes durch die, zwischen dem Trommelmantel und Innenzylinder angeordneten und zu diesen parallel gerichteten Stangenkontakten). Die Trommel ist nur für relativ kleine, hauptsächlich kugelförmige Massenteile verwendbar; der geometrische Aufbau der Trommel und ihre Dimensionen schließen praktisch

die Galvanisierung von Massent ilen aus, deren Abmessungen 30 mm überschreiten.

Die Trommel nach dem Patent 3 330 753 der Ver.St.v.A. weist eine gleiche prinzipielle Konstruktion, wie jene nach dem DBGM 1 997 988 auf (bestehend aus den beiden, zur Rotationsachse VoJTu xküxcli uuiruScxucü) ti Γι 5 deiü, unj.5Cfi.6n 06Π böBagteii 3 "υ ITTiseiten befestigten Mantel, ferner aus einem inneren, konzentrisch angeordneten Zylinder sowie mehreren, stangenförmigen Kathoden-Kontakten zwischen dem Trommelmantel und dem Innenzylinder) , mit einer wesentlichen Ausnahme, der Innenanode. Die amerikanische Schrift schlägt vor, den Innenraum der Trommel so weit mit der Charge zu füllen, daß sich die Massenteile noch bewegen können. Die große Füllmenge soll den Bewegungsraum der Kunctstoff-Teile möglichst einschränken, um diese zum gegenseitigen elektrischen Kontakt zu zwingen. Das elektrische Feld bricht sich (nach Punkt 5) am peripheren Umfang der großvolumigen Charge; die überwiegende Menge der Massenteile befindet sich iedoch innerhalb des Konglomerates; ist folglich von· galvanischen ReduktionsVorgang effektiv ausgeschlossen und der Gefahr bipolarer Effekte, des chemischen Angriffes durch den Elektrolyten und der Entstehung von Brandstellen (nach den Punkten a, c sowie d) verstärkt ausgesetzt. Die inhomogene Verteilung des elektrischeii Potentialfeldes in der Charge (nach Punkt b) läßt sich an der praktischen Anwendung der Trommel gut beobachten: sind - beispielsweise - die Massenteile relativ klein, so kann man beim öffnen des Trommeldeckels und Hineingreifen in die Charge deutlich sehen, daß die Massenteile am peripheren Umfang bereits mit elektrolytisch reduziertem Metall abgedeckt und die, innerhalb der Charge plazierten Teile wenig oder überhaupt nicht galvanisiert wurden. Die Folgen sind außerordentlich Hange Galvanisierzeiten und ungleichmäßig aussehende, matte bis hellglänzende galvanische Oberzüge auf den Chargenteilen. Es sind ferner (nach den deutschen Patenten 277 128 und 281 032) Trommeln bekannt geworder , deren Längen kleiner al<3 ihr Durchmesser ist und deren, zur Rotationsachse senkrecht stehenden Stirnseiten perforiert sind. Der periphere Mantel der Trommel nach dem Patent 277 128 besteht aus Metall und dient als kathodisches Kontaktelement für die in der Trommel enthaltene Charge. Die Leitung des Gleichstromes zu dem Kontaktmantel erfolgt über ein flexibles Metallband, welches den elektrisch leitenden Trom-

- 10

,'5

melmantel um mehr als zur Hälfte umfaßt und die Trommel gleichzeitig in ihrer rotierenden Betriebsposition hält. Me kathodische Kontaktierung der Charge in der Trommel nach dem latent 281 032 erfolgt durch einen metallischen Keifen, der an der Innenseite des peripheren Trommelmantels befestigt ist. Die Leitung dea Gleichstromes an den Kontakt reifen erfolgt über mehrere radial angeordnete Speichen, die an einem metallischen und zur Trommel konzentrisch befestigten Antriebsrad (für die rotierende Bewegung der Trommel) führen. Die beiden Trommeln nach den Patenten 277 128 und 281 032 haben aus zwei Gründen keinen Eingang in die technische Praxis gefunden. Die stromleitenden Bauelemente der Trommeln (das flexible Band , die Speichen, das Antriebsrad) überziehen sich sehr rasch mit galvanisch reduziertem Metall, denn der elektrische Widerstand von ihnen zum Anodensystem ist viel kleiner als jener von der kathodisch polarisierten und in der Trommel eingeschlossenen Charge zum gleichen Anodensystem. Die beiden Trommeln sind nach kurzer Zeit - mechanisch - nicht mehr funktionsfähig. Der zweite wesentliche Grund für das praktische Versagen der beiden Trommeln besteht in der | Ablenkung des Galvanisierstromee von der Charge und somit in der weitgehenden Behinderung des beabsichtigten Galvanisierens der, innerhalb der Trommel befindlichen Charge. Ein Großteil des Galvanisierstromes fließt den, unter kathodischem Potential stehenden Bauelementen (flexibles Band, Speichen, Antriebsrad) zu. Der Rest des Galvanisierstromes fließt zur Trommel und erreicht nur zu seinem Bruchteil die Charge, denn die, an der Peripherie der Trommeln angeordneten kathodischen Kontaktelemente (der Kontakt-E mantel, der metallische Reifen) haben sowohl eine höhere Poten- I tialdifferenz als auch eine günstigere Lage gegenüber dem Anodensystem als die Charge. Der Galvanisierprozeß geht - nach Punkt 5

- an der Randzone der Charge vor sich; die Anordnung des Kontaktmantels und -reifens an den bekannten Trommeln zeigen, daß diese

- zum Nachteil der Charge - einen erheblichen Teil des verbliebenen galvanischen Reststromes an sich ziehen. Die Folgen sind

- entsprechend den Punkten a, b, c und d - rauhe sowie matte, gegebenenfalls dunkelviolette galvanische Niederschläge unterschiedlichen Aussehens und somit unbrauchbar behandelte Chargenteile bei sehr langen Galvanisierzeiten.

Ein weiterer gemeinsamer und wesentlicher Nachteil der bekannten Trommeln besteht im geringen spezifischen Kontaktdruck zwischen

- 11 -

den einzelnen Massenteilen aus Kunststoffen sowie zwischen diesen Massenteilen und den kathodischen Kontaktelementen. Die häufig auftretenden Polgen sind bipolare Effekte sowie ein inhomogenes elektrisches Potentialfeld in der Charge und somit Brandstellen an den Massenteilen, chemische Rücklösung der abgeschiedenen Metallschienten und demnach ein regelmäßiger prozentueller iUisschuß unbrauchbax- galvanisierter Chargen teile . Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Trommel so zu gestalten, daß diese mit einer einzigen, unverändert bleibenden konstruktiven Kaumform und unverändert bleibenden Anwendumrsweise optimal die funktioneilen Bedingungen erfüllt, welche für das wahlweise Galvanisieren von Massenteilen aus Kunststoffen oder Metallen notwendig sind. Die konstruktive Lösung soll eine einfache, robuste, im Aufbau übersichtliche und in ihrer funktionellen Wirkungsweise sichere, leistungsfähige Trommel ergeben.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß a. die, parallel zur Rotationsachse gemessene Länge 1 der Trommel kleiner als der vertikal zur Rotationsachse gemessene Durchmesser D der Trommel ist,

u. die, vertikal zur Rotationsachse angeordneten Stirnseiten der Trommel ebenso wie der periphere Mantel der Trommel mit Perforationen versehen sind
und

c. die Leitung des elektrischen Gleichstromes zu der, innerhalb der Trommel befindlichen Charge durch die Rotationsachse oder im Bereich der Rotationsachse erfolgt.

Der Durchmesser D stellt bei Trommeln polygonalen Mantelquerschnittes einen Mittelwert zwischen den größten und kleinsten Entfernungen der polygonalen Seiten von ihrem Symmetrie-Mittelpunkt dar.

Die Neuerung ist durch die Kombination dreier Merkmale charakterisiert; das erste davon ist die Relation der Trommellänge 1 zum zugeordneten Durchmesser D.

Die Längen und Durchmesser fast aller bekannten und der zuvor beispielsweise erwähnten Trommeln verhalten sich wie (550 mm : 200 mm =) 2,75 : 1 oder (300 mm : 220 mm =) 1,35 : 1, also wie Brüche, deren Quotient größer als 1 ist. Der Quotient des Bruches ist bei den neuerungsgemäßen Trommeln hingegen stets kleiner als 1.
Das zweite, die neuerungsgemäße Trommel kennzeichnende Kombina-

- 12 -

tionsmerkraal ist die Perforierung ihrer Stirnseiten. Past alle bekannten una im vorangehenden Abschnitt beschriebenen Trommeln haben massive und unperforierte Stirnseiten.

Das dritte, die neuerungsgemäße Trommel kennzeichnende Kombinati oiismerkmal ist die, in die Rotationsachse oder im Bereich der Rotationsachse verlegte Leitung des Gleichstromes. Die Leitung wird vollständig chemisch gegenüber dem Elektrolyten und elektrisch gegenüber dem Anodensystem isoliert. Die kathodischen Kontaktelemente werden vorzugsweise vom peripheren Trommelmantel entfernt und gegen das Rotationszentrum - d.h. in den Innenrauin der Trommel - verlegt. Die kathodischen Kontaktelemente sind vollständig oder zum überwiegenden Teil von den Chargenteilen abgedeckt; der Galvanisiervorgang geht folglich mit Vorzug an den Chargenteilen vor sich. Die elektrische Verbindung zwischen der zentralen Stromleitung und den Kontaktelementen ist desgleichen chemisch und elektrisch isoliert.

Es ist besonders überraschend, daß durch Umkehrung der allgemein geltenden Proportionalität zwischen Länge und Durchmesser der Trommel, durch die Perforierung der Stirnseiten und Verlegung der Stromleitung in den kotationsbereich besonders die Galvanisierung der, an ihrer Oberfläche elektrisch leitend gemachtem Kunststoff-Teile qualitativ und quantitativ sprunghaft gegenüber dem Bekannten steigt.

Die überraschenden Vorteile der neuerungegemäßen Trommel sind durch vergleichende empirische Versuche geprüft worden. Es wurde - als vergleichbares Gegenstück zu der bekannten Trommel nach dem DBGM 1 997 988 mit der Länge von 300 mm und dem Dui-chmesser von 220 mm - eine Trommel nach der Neuerung gebaut, die eine Länge von 9<-> m& und einen Durchmesser von 400 mm hat. Das Volumen der beiden Trommeln ist gleich (11,4 dm') und sie wurden mit gleich großen Chargen identischer Massenteile (Knöpfe) aus einem ABS-Polymerisat gefüllt (2,8 kg Chargen-Gewicht, 5,8 dm' Chargenvolumen). Die beiden Chargen wurden in einem Glanznickelbad galvanisiert, wobei die Galvanisierströme und -zeiten sowie die Drehzahlen der beiden Versuchstrommeln gleich waren. Die vernickelten Massenteile aus der neuerungsgernäßen Trommel zeigten ein hochglänzendes und makellos Kleichmäßiges Aussehen. Die Chargf; war frei von Ausschuß.

Die Massenteile aus der bekannten Trommel waren überwiegend glänzend, zeigten aber mehr oder minder matte sowie mattglänzenue Tönungen im zentralen Bereich der scheibenförmigen Knöpfe.

- 13 -

Die Charge enthielt einen Ausschuß von rund 5 # und die Einheitlichkeit der Teile im Aussehen wurde einem strengen qualitativen Maßstab kaum gerecht.

Proben von Massenteilen, die in periodischen Zeitabständen während des Galvanisierens aus der neuerungsgemäßen Trommel entnommen wurden, zeigten, daß ihre Behandlung bereits nach rund 50 ia der ansonsten erforderlichen Zeit (von 70 min in der bekannten Vergleichstrommel) abgeschlossen war.

Die besondere qualitative Steigerung der galvanischen Überzüge durch die Trommel nach der Neuerung wurde auch anhand von Schnitten durch einzelne Massenteile bestätigt.

Eine weitere interessante Beobachtung betraf die Hohe der elektrischen Gleichspannung; sie sank - bei gleicher Höhe der Galvanisierströme - vergleichsweise um ein Drittel bei der vorgeschlagenen Trommel. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht der Galvanisierzeiten t, der Galvanisierströme I und der zugeordneten Gleichspannungen U wieder; die Spannungen bei der neuerungsgemäßen Trommel sind mit dem Index n, bei der bekannten Trommel mit b gekennzeichnet. Der Galvanisierstrom I wurde perioüisch, und zwar proportional zum Dickenwachstum der metallischen Überzugsschienten auf den Kunststoff-Teilen erhöht.

* ^{τ u}n ^Ub min A Vⁿ V^D

20 25 2,0 3,5 10 45 2,5 4,5 10 70 3,5 5,5 30 110 4,5 6,5

Die oberen empirischen Wahrnehmungen lassen die überraschende Folgerung zu, daß die neuerungsgemäße Raumform der Trommel wesentlich zur Verbesserung des Stromüberganges von Massenteil zu Massenteil und von Massenteil zu den kathodischen Kontaktelementen beiträgt. Die vorgeschlagene Trommel erhöht demnach erheblich den (unter Punkt 1) definierten spezifischen Kontaktdruck, vermindert oder beseitigt den Elektrolytfilm zwischen den einzelnen Massenteilen (nach Punkt 4) und schließt somit die nachteiligen bipolaren Effekte (nach Punkt a) aus, homogenisiert das elektrische Potentialfeld in der Charge (gemäß Punkt b), drosselt den chemischen Angriff auf die metallischen Überzüge der Kunststoff-Teile (entsprechend Punkt c) und beseitigt das Auftreten von Brandstellen (nach Punkt d). Der Galvanisierstrom wird nicht durch elektrisch leitende Bauelemente und ex-

1
1

trem exponierte kathodische Kontakt elemente von der Charge abgelenkt; die Galvanisierzeiten der neuerungsgemäßen Trommel sind folglich entsprechend kurz.

Die von der Badlösung umgebenen Massenteile bilden den physikalischen Fall von Körpern, die in eine Flüssigkeit tauchen; auf den einzelnen Kunststoff-Teilen wirkt daher eine, vertikal nach oben gerichtete Kraft, die Auftrieb heißt und dem Gewicht des, vom Massenteil verdrängten Lösungsvolumens gleich ist. Das Gewicht des Teiles und sein Auftrieb wirken einander entgegen.

Der ungewöhnlich große Durchmesser der neuerungsgemäßen Trommel, der rund das Doppelte der bekannten und vergleichbaren Trommeln für die Galvanisierung von Kunststoff-Teilen beträgt, ergibt bei gleichen anteilmäßigen Füllmengen (beispielsweise von einem Drittel der Trommel-Volumina) eine gleichfalls doppelt so hohe Aufschichtung (Aufstappelung) von Massenteilen übereinander, wie in den bekannten Vergleichstrommein. Die Erscheinung wird in den Figuren 2 und 6 dargestellt.

Die Auftriebskräfte der, in der Vertikalen aufeinander gestappelten Massenteile addieren sich und die Richtung ihrer Resultierenden wei^Qt entweder zum Spiegel der Badlösung (wie in der Figur 2) oder zum Boden der Trommel (gemäß der Figur 6) hin, je nach dem, ob die Teile im Elektrolyten schwimmen oder sinken.

Ist die "Säule" der aufeinander geschichteten Massenteile höher (länger), so ist auch der resultierende mittlere Kontaktdruck innerhalb der Charge größer. Ist somit im konkreten Fall der Durchmesser der erfindungsgemäßen Trommel doppelt so groß wie jener der bekannten, und sind die beiden vergleichbaren Trommeln beispielsweise zu einem Drittel ihres Volumens mit Massenteilen gefüllt, so ist die durchschnittliche Chargenhöhe - und somit der mittlere, spezifische Kontaktdruck zwischen den Kunststoff-Teilen - in der Trommel nach der Neuerung näherungsweise doppelt so groß wie in der bekannten (und zwar unabhängig davon, ob die Massenteile schwimmen oder zum Boden der Trommel sinken).

Die obere Feststellung zeigt - in Verbindung mit den überraschenden verfahrenstechnischen Vorteilen der neuerungsgemäßen Trommel - die außerordentliche Bedeutung, welche dem Kontaktdruck zwischen den einzelnen Chargenteilen bei der Galvanisierung von Kunststoff-Teilen zukommt.

Oie Perforierung der Stirnseiten (als zweites, wesentliches Neuerungsmerkmal) öffnet dem Galvanisierstrom den Weg in einem

- 15 -

OJ}·

Bereich, der bei den bekannten Trommeln für die Galvanisierung von Kunststoff-Teilen versperrt (blockiert) ist. Die Randzonen der Charge, welche an den Stirnwänden der Trommel anliegen, werden somit nach der Neuerung elektrolytisch aktivie und somit effektiv in den galvanischen Abscheidungsvorgang integriert. Zieht man die Dimensionen der neuerungsgemäßen Versuchstroramel (mit 90 mm Länge und 400 mm Durchmesser) als nummerisches Beispiel in Betracht, so bedeutet die Aktivierung der, an den beiden Stirnseiten anliegenden Ranozonen der Charge eine effektive Steigerung der Galvanisierleistung um nähe rungsweise das Dreifache; der spezifische Betrag des Galvanisierstromes je Raumeinheit des Chargenvolumens (die Abscheidungsgeschwindigkeit also) steigt somit durch die neuerungsgemäße Maßnahme überraschenderweise um das Dreifache.

Die Neuerung sieht vor, die Anoden parallel zu den perforierten Stirnseiten anzuordnen. Es wurde gefunden, daß die Anordnung zu einer homogenen Verteilung des elektrischen Feldes im Elektrolyten zwischen den Anodenreihen und den, an den perforierten Stirnseiten der Trommel anliegenden Randzonen der Charge führt. Die großen Anodenoberflächen, welche sich aus der Auffächelung der Anoden entlang der beiden Stirnseiten ergeben, tragen dazu bei, daß die anodischen Stromdichten - trotz der sehr großen Galvanisierströme - konstant verteilt sind, ihre obere zulässige Grenze nicht überschreiten und somit keine Passivierurjgserscheinuagen an den Anoden auftreten. Die Parallelität von Anoden und Kathoden stellt der anzustrebenden idealen Granzfall bei der Aufstellung galvanischer Systeme (Zellen) das; der Neuerungsgedanke bildet einen praktischen Realisierungsschritt in dieser Richtung. Große aktive Anoddnoberflächen, flächenbezogene Konstanz una die mittlere Erhöhung der anodischen Stromdichten bedeuten hohe Galvanisierströme und kleine Spannungen; sie sind die Voraussetzung für die erhebliche Steigerung der galvanischen Abscheidungsgeschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Metallschichten auf den Massenteilen.

Die neuerungsgemäße Anordnung weiterer Anoden entlang des perforierten Mantels (parallel zur Rotationsachse) der Trommel hat einen komplettierenden Zweck; sie leisten einen Beitrag zur Erhöhung des Galvanisierstromes und zur Homogenisierung des elektrischen .Feldes im peripheren Bereich Jer Trommel. ?")ie Charge verschiebt sich zufolge der Rotationsbewegung (in den konkreten Beispielsfällen der Figuren 2 und 6 von links nach

- 16 -

rechts) in i;er Vroi:ine.L; sie cnUVn.l Minh Homit von der einen, entlang nein Hantel an_f.;eon>nH ι,υΐι ;tnoi:er fei he und nähert sich der diametral entgegengesetzten (während der gesumten Behandlurgsuaubr) . Die lokalen kathodiachen Strnmai chten ar. perforierten Tro:n:;iel::iant(;l urin nie lokalen .iriooi Hchen :Jt rnmdiohten an ien, dem Mantel zu^eo runeten uncit-n urii. e rsche i(ien wich erheblich in ^vii^fiio V/p vT. ^r¹: si« h-^;"i--eri j'ur.i t.inrjp i I v>n d**!"· as u*? »?o rijnp t·^π Kn+· — fernungen (im Elektrolyter.) zwisschon dem polygonalen Hantel und den vertikal hängenden Anouen afc. i)ie Ur.^leinhheit der anodischen und katholischen Strome, ich ten int charakteristisch für das 'galvanisieren in den bekannten l'romi'i^ln; Menaun^en haben ergeben, daii sich uer ^alvaninierntrom zwischen den beiden - der linken und rechten - Anodenreihe wie 1 : 2 verteilt. Die neuerun^a^emäüe Anordnung von Anodenreihen entlang den Stirnseiten una somit die Verle^Tung ues ^alvanisier-Schwerpunktes in jene Bereicht, ues Trommel sys tens, deren r?!umliohe Parallelität ein h)j;jo,;enes eiektrinehei) r'eld rewilhrer., führt - unter Einschluß der eT'^imzenden «iioüenanordnung iw Mantelbereioh - zu einem, durch weÜ gehende Cleichmäüi.:keit gekennzeichneten elektrischen i'cld an aer _e;estü;;ten Peripherie de« Vronsmelkörpers *Die _f vorzugsweise vollständig in die Badlönung tauchende ϊτοηπιεί ist allseitif·; (sowohl im Bereich der perforierten Stirnseiten als auch ces perfcrierten Mantels) von Anoden umgeben, somit von einem elektrischen Feld hoher Homogenität umhüllt und die Charge an ihrer gesamten überfläche einem intensiven sowie ileichmäßigen '!alvanisierungsprozeß unterworfen. Die günstigen Punktionsoedingungen filiren - auch bei Chargen aus metallischen Massenteilen - zu sehr hohen Lralvanisierströmen bei technisch zulässigen kathocischen sowie anocischen otromdichten und reproduzieren sich v/eiter in außergewöhnlich hohen Galvanisiergeschwindigkeiten bei qualitativ vorzüglichen Uberzugsschichten. Das elektrische .Feld bricht sich (nach Punkt 5) an den Kandzor. .n aer Charge uriu vermag nur unwesentlich, in diese einzudringen. Die perforierten Stirnseiten bieten den Vorteil, daß das Feld von zwei diametral gegenüber liegenden Seiten (von den beiden Stirnseiten her) in das Konglomerat von Massenteilen hinein streuen und - bedingt durch die geringe Länge der Trommel - die Streukraft hinreichend tief in das Chargeninnere wirken kann, um technisch von Bedeutung zu sein, Die geringe Entfernung der beiden, parallel zueinander stehenden Randzonen führt ferner zur Überlagerung sowie Verstärkung des, aus zwei entgegengesetz-

- 17 -

ten Richtungen eindringenden Feldes innerhalb der schmalen Charge, und somit zu gleichmäßigen galvanischen Niederschlägen auf den Massenteilen (unabhängig davon, ob diese aus Kunststoffen oder Metallen sind). Eine analoge Aussage gilt für die elektrische Feldstreuung der parallel den Stirnseiten zugeordneten und nicht weit voneinander entfernten Anodenreihen auf die, am Trommelmantel anliegende Randzone der Charge.

Ein weiterer, die neuerungsgemäße Trommel charakterisierender Vorteil ist die wirksame Durchmischung der Massenteile aus Metallen oder Kunststoffen. Die, nicht am Trommelmantel anliegende Oberfläche der Charge neigt sich in Ro tat ions richtung (gvämäu der eingezeichneten Geraden m-n in den Figuren 2 und 6). Die Massenteile kollern lose entlang der Fallinie m-n. Der ungewöhnlich große Durchmesser ergibt eine lange Fallstrecke und erzwingt somit eine intensive Durchmischung der Teile, die den Weg vom Ort m zum Ort η durchlaufen müssen.

Die Stirnseiten sind großflächig und - aus Gründen der mechanischen Festigkeit - wesentlich dicker (im allgemeinen fünf- bis sechsfach stärker) dimensioniert als der Trommelmantel. Die Perforationen in den Stirnseiten sind im allgemeinen horizontal ausgerichtet und füllen sich in der Badiösung mit Elektrolyt. Eb wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, die Länge der Perforationslöcher erheblich kürzer als die Dicke der Stirnseiten zu bemessen, in welchen sie sich befinden. Der Wert von 12 mm sei als Grenzmaß für die Länge der Perforationen angegeben. Die neuerungsgemäße Maßnahme verhindert die Austragung erheblicher Mengen von Flüssigkeit beim Wechsel der Trommel aus einer Badlösung in die nächste und schränkt somit die Verluste an Badchemikalien sowie die Verunreinigung der Elektrolyte erheblich ein. Es wurde ferner als vorteilhaft gefunden, scheibenförmige, mit Perforationen versehene Einsätze aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff im Spritzgußverfahren herzustellen und in großen, zylindrischen Löchern in den Stirnseiten austauschbar zu fixieren.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung sieht vor, die, parallel zur Rotationsachse gemessene Länge 1 der Trommel vorzugsweise kleiner als die Hälfte des, vertikal zur Rotationsachse gemessenen Durchmessers D der Trommel zu dimensionieren. Die weitere Verkürzung der Länge 1 intensiviert die Durchdringung der Charge mit dem, von beiden perforierten Stirnseiten her hinein streuenden elektrischen PeId und begünstigt die wirksame

Durchmischung der Massenteile während der Rot;.. .lsbewegung.

Werden die erfindungsgemäßen Trommeln für die Galvanisierung von Kunststoff-Teilen verwendet, so sind sie im allgemeinen mit zwei, sich diametral entgegengesetzt und am peripheren Mantel der Trommel befindlichen Öffnungen versehen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß beim Herausheben der bekannten Trommeln aus der Badlösung einzelne, mit Flüssigkeit benetzte Teile (?.ufolge ihres geringen Gewichtes) in loser itorm an der Wandung haften bleiben und eine schnelle, vollständige Entladung der Charge verzögern. Es ist bei der neuerungsgemäßen Trommel dagegen möglich, eine der beiden Öffnungen in ihre unterste Lage zu drehen und die Massentsile durch diese, vermöge eines (durch die obere zweite Öffnung eingeführten) Wasserstrahles zügig zu evakuieren.

Es wurde ferner gefunden, daß sich die besten verfahrenstechnischen Effekte dann erzielen lassen, wenn die Trommel - unabhängig davon, ob die Charge aus Metall- oder Kunststoff-Teilen besteht - vollständig oder nahezu vollständig in den Elektrolyten eintaucht» Sind die Teile aus Metall (oder sinken die Kunststoff-Teile zum Trominelboden) , so ermöglicht ihr Standort unterhalb des Lösungsspiegels - gerneirm am mit dem zugeordneten Anodensystem - die Bildung eines, von allen Seiten her die Chargenperipherie umhüllenden elektrischen Feldes hoher Homogenität.

Eine besondere Ausführung der Neuerung außerordentlicher Bedeutung sieht die Anordnung eines Zylinders innerhalb des Trommelgehäuses vor. Der, vorzugsweise hohle Innenzylinder hat einen kreisförmigen oder polygonalen Querschnitt, erstreckt sich von einer Stirnseite der Trommel zur anderen und rotiert synchron mit dem Trommelkörper um die gemeinsame Symmetrieachse. Die Charge aus Kunststoff-Teilen oder aus Metallen befindet sich zwischen der perforierten peripheren Wandung der Trommel, den perforierten Stirnseiten und dem Innenzylinder. Der definierte Innenraum der Trommel wird vorteilhafterweise so ausgefüllt, daß die Oberfläche des Innenmantels zumindestens teilweise von der Charge bedeckt wird. Der Innenzylinder ist vorzugsweise hohl und kann - gegebenenfalls - auch maseiv (ein voller Körper also) sein. Der Innenzylinder kann desgleichen eine konische Gestalt und sein Querschnitt eine kreisrunde, polygonale oder beliebig andere Form haben.
Die Charge aus Kunststoffen oder Metallen schwimmt oder sinkt in

- 19 -

eier Badlösung und drängt, entweder den Raum in der obersten oder untersten Zone der, meistens vollständig eingetauchten Trommel auszufüllen. Beinhaltet die Trommel einen Innenzylinder, so kommt es zu einer

A. Verdoppelung der Chargenmenge.

Der ringförmige Innenraum der Trommel wird neuerungsgemäß annähernd zu zwei Drittel mit den Massenteilen ausgefüllt. Der Innenzyiinder ist vollständig von der, in der Badlösung schwimmenden (siehe die Figur 2) oder zum Boden der Trommel sinkenden Charge (siehe die Figur 6) umgeben und an seiner unteren Seite (entlang der Linie m-n in der Figur 2) oder an seiner oberen Seite (entlang der Linie m-n in der Figur 6) nur von einer dünnen Schicht von Massenteilen bedeckt. Die doppelten Chargenmengen bedeuten eine mengenmäßige Verdop· pelung der Trommelleistung.

Der frei bleibende (nicht von Massenteilen ausgefüllte)Innenraum der Trommel sichert eine äußerst

B. intensive Durchmischung

der Charge. Die Teile gleiten über <ias Innenrohr (entlang eier Linien m-n in den Figuren 2 und 6) und verändern ihre La_f~e sowohl gegenseitig als auch innerhalb der Charge als Ganzes. Eine verbesserte Durchmischung bedeutet eine verbesserte Gleichmäßigkeit und Qualität der metallischen überzüge auf aen Massenteilen.
Die Chargenteile erhalten temporär und periodisch

C. fixierte Stellungen

innerhalb des, aus Massenteilen gebildeten Konglomerates. Jeder Teil behält seine Lage sowohl gegenüber den benachbarten Massenteilen als auch gegenüber dem Trommel,gehäuse und den kathodischen Kontakt el einen während der Uotationsdauei- mit Ausnahme der Zeit, in der er das Durchmischungsintervall (entlang den Linien m-n in den Figuren 2 und 6) kollernd und sich mit den anderen Massenteilen durchmischend, passiert. Die Charge führt als Ganzes keine Relativbewegung gegenüber dem Trommelgehäuse aus.

Die fixierte Stellung unterbindet (während rund zwei Drittel der Behandlungszeit) alle Verschiebungen zwischen den einzelnen, aneinander anliegenden Teilen; die Dicke des nachteiligen Elektrolytfilmes - nach Punkt 4 - zwischen benachbarten Massenteilen (sowie zwischen den Teilen und kathodischen Kon-

- 20 -

taktelementen) wird erheblich vermindert oder der Film durch direkte körperliche Berührung zwischen den benachbarten Teilen Gurehstoßen (Herstellung direkter elektrischer Kontakte zwischen den Massenteilen über metallische Brücken). Abrasive Abtragungen der extrem dünnen, stromlos reduzierten Metallschicht (von allgemein 0,8 um Dicke, um die Oberfläche der Kunststoff-Teile elektrisch leitend zu machen) sowie dessen partielle (hück-)Lösung zufolge chemischer sowie elektrolytischer Einwirkungen werden besonders in der ersten, kritischen Phase des Galvanisierprozesses auf ein Minimum herabgesetzt. Es werden ferner die Ursachen und das Entstehen der, die Massengalvanisierung von Kunststoff-Teilen charakterisierenden Bipol-Effekte (nach Punkt a) und Passivierungen der kathouischen Kontaktelemente (infolge zu hoher Stromdichten an diesen) weitgehend ausgeschlossen. Der

D. spezifische elektrische Kontaktdruck

zwischen den schwimmenden oder sinkenden Massenteilen ist wie unter Punkt 1 festgestellt - äußerst gering,aber von primärer Bedeutung für die übertragung der relativ hohen Galvanisierströme (von allgemein über 100 A). Die Verdoppelung der Chargenmeng« steigert den mittleren spezifischen Kontaktdruck annähernd direkt proportional; die verdoppelte Auftriebskraft (bei schwimmenden Massenteilen) oder "Abtriebs"-Kraft (bei sinkenden Maaaenteilen) tragt wesentlich zum beschleunigten sowie eicherjn Ablauf des Galvanisierprozesses bei.

Die rkuialiwhe, ringförmige Verteilung der Charge in der Trommel ur.j α ie vergleichsweise großen Durchmesser des Trommelmantels haben annähernd doppelt vergrößerte Chargen-Hüllflächen zur Folge; die doppelten Chargen-Hüllfluchen ermöglichen somit eine

E. Verdoppelung des Galvaniaierntromee
una demnach

eine Verdoppelung der Galvanisierleintung je Trommel. Dit- A\.tiführungen unter den Punkten A biH K legen die außeroruent] ich wichtigen unci besonders überraschenden Vorteile für die Gaivariiait'run_t; von MaHuenteilen aus Kunststoffen oder Metallen dar, welche sich iuh der neuerungagemäßen Anordnung eines J/menzylinders in den vorgeschlagenen trommeln ergeben.

Die verfahrenstechnischen Voraussetzungen für die Erreichung der unter den Punkten A bis E beschriebenen Vorteile lassen sich dann am besten erreichen, wenn die Trommel vollständig in die Badlösung eintaucht und die Charge aus Massenteilen zumindestens teilweise die Oberfläche des Innenzylinders bedeckt. Die Aussage gilt besonders für schwimmende Kunststoff-Teile; die vollständig tauchende Trommel hindert die, durch Auftrieb nach oben strebenden Massenteile daran, aus dem Elektrolyten hervorzutauchen und sich dadurch dem Galvanisiervorgang zu entziehen. Der Innenzylinder besteht meistens aus einem, elektrisch nichtleitenden Werkstoff und ist vorzugsweise mit Perforationen versehen. Das elektrische PeId zwischen den perforierten Stirnseiten und den zugeordneten Anodenreihen streut durch den perforierten Innenzylinder und durchdringt die, an diesem anliegende Randzone der Charge. Die Perforierung des Innenzylinders erhöht somit die Summe der aktiven peripheren Chargenbereiche una steigert die Galvanisierleistung der Trommel.

Werden Massenteile aus Metallen oder Kunststoffen (die zufolge ihres spezifischen Gewichtes besonders starke Auftriebs- oder "Abtriebs^M-Kräfte aufweisen) galvanisiert, so wurde es als günstig gefunden, den Innenzylinder als kathodisches Kontaktelement auszubilden. Die gleiche Kontaktform erweist sich auch dann als günstig, wenn die einzelnen Massenteile relativ große Dimensionen haben und es für den Durchmischungsvorgang vorteilhaft ist, den ringförmigen Raum zwischen dem Trommelmantel und dem Innenzylinder frei von Bauelementen (also auch frei von kathodischen Kontaktelementen) zu halten.

Werden Massenteile aus Kunststoffen galvanisiert, die zufolge ihres spezifischen Gewichtes schwache Auftriebs- oder "Abtriebs"-Kräfte aufweisen oder zum Schweben in der Badlösung neigen, so ist die Anordnung eines ringförmigen kathodischen Kontaktelementes in der Mitte des ringförmigen, zwischen dem peripheren Trommelmantel und eiern, gleichfalls aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehenden Innenzylinder als günstig gefunden wo)· den. Die Figur 2 zei^t den, sich in jedem Längsschnitt der Trommel una in jeder Bewegungsphase der Charge in der Mitte der Teile befindlichen Kontaktring.

Es ist desgleichen denkbar, den Innenzylinder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff herzustellen, ihn also als kathodisches Kontaktelement zu verwenden und - bei Bedarf - weitere kathodische Kontaktelemente (beispielsweise als konzentrische

Hinge) in dem Innenraum der Trommel vorzusehen. oC· ' Die Anordnung eines ringförmigen Kontaktringes realisiert gemeinsam mit den beschriebenen neuerungsgemäßen Merkmalen praktisch alle Voraussetzungen, welche der Problemstellung für das Galvanisieren von schüttfähigen Massenteilen aus Kunststoffen zu Grunde liegen?

Größtmögliche aktive Hüllf.lache der Charge, gleichmäßige Verteilung der, maximal zulässigen kathodischen Stromdichten an der gesamten Hüllfläche, möglichst großflächige, räumlich verteilte und innerhalb der Charge befindliche kathodische Kontaktelemente, möglichst kurze Wege für den Galvanisierstrom durch die Charge von deren aktiven Randzonen zu den kathodischen Kon.taktelementen, möglichst hohe Anpreßdrucke der Teile untereinander und gegenüber den kathodischen Koiitakteleraent en .

Die kleine Länge und der große Durchmesser ergeben eine scheibenförmige Rauinform der neuerungsgemäßen Trommel. Die Form ermöglicht - als eine weitere vorteilhafte und wichtige Ausführungsfcrm der Neuerung - die, zueinander parallele, koaxiale Anordnung von zwei, drei oder mehreren der besagten Trommeln, die sämtlich auf einer gemeinsamen Achse oder auf getrennten Achsen in der gleichen Flucht lagern können und vorzugsweise synchron rotieren. Die Trommeln bilden konstruktive Einheiten, welche den Namen "Zwillings"- oder "Drillings"-Trommel erhalten. Die neuerungsgemäße Zusammenfassung der besagten Trommeln zu solchen Einheiten stellt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem Bekannten dar. Das Patent 3 038 851 der Ver.St.v.A. zeigt - beispielsweise - den komplizierten, teuren und elektrolytisch wenig wirksamen konstruktiven Aufbau einer bekannten "Vierlings"-j.'rommel. Die einzelnen, zur neuerungsgemäßen Einheit gehörenden Trommeln können gleichzeitig mit Chargen verschiedener Art und Größe gefüllt werden; man kann somit - etwa in einer Zwillings-Trommel - gleichzeitig Chargen von Massenteilen aus Metall und Kunststoffen galvanisieren. Es werden zwischen den einzelnen, eine Einheit bildenden Trommeln - im Sinne der Neuerung - ünodenreihen angeordnet, die parallel zu den Stirnseiten befestigt sind. Der Abstand der Anodenreihen zu den perforierten Stirnseiter ist stets kleiner als die zweifache Trommeliänge 1.

Die übliche Drehzahl der bekannten Trommeln tendiert £;egen 8 Umdrehungen in der Minute. Hohe Drehzahlen verursachen hohe ReIa-

tivgeschwinciigkeit en zwischen den benachbarten Hassenteilen. Bestehen die Teile aus PCun st stoffen, so können die Polgen Bipol-Effekte und somit - durch partielle anodische Polfc -isation - bereichsweise rauhe sowie matte Oberf läc?ien der galvanischen Überzugsschichten sein. Besteht die Charge aus metallischen Schrauben, Elektronik-Bauelementen oder anderen, verhältnismäßig empfindlichen Massenteilen, so kann die relativ hohe Drehzahl zu mechanischen Beschädigungen durch Schlagwirkung führen. Die großen Durchmesser der neuerungsgemäßen Trommeln lassen niedrige Drehzahlen zu, ohne die Intensität der Ohargen-Durchmischung zu beeinträchtigen. Es wird demnach vorgeschlagen, daß die Drehzahl der Trommeln nach der Neuerung kleiner als 8 Umdrehungen in der Minute ist. i

Die Neuerung wird anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen als Beispiele die

Figur 1 den Längsschnitt einer Ausführungsform der neuerungsgernäßen Trommel, die tjsonders für die Galvanisierung von Massenteilen aus Kunststoffen geeignet ist, Figur 2 den zugeordneten Querschnitt und Figur 3 den zugeordneten Grundriß der Trommel nach der Figur 1, Figur 4 zwei Ansichten eines perforierten, scheibenförmigen Einsatzes (welcher in den Stirnseiten der Trommel befestigt wird) ,

Figur b den (teilweisen) Längsschnitt einer sogenannten Zwillings-Trommel enxsprechendder Neuerung, Figur 6 den zugeordneten Querschnitt und Figur 7 den zugeordnecen Grundriß nach der Figur 5. Die dargestellten Trommeln drehen sich um ihre Symmetrieachse im Gegenuhrzeigersinn (in Hichtung der eingezeichneten Pfeile in den Figuren 2 und 6).

Die Trommel der Figur 2 enthält eine Charge 1, deren Massenteile aus Kunststoffen bestehen und im Elektrolyten schwimmen; die Trommel der Figur 6 enthält eine Charge 1 aus Kunststoffen oder metallischen Werkstoffen, welche ein höheres (mittleres) spezifisches Gewicht als die Badlösung haben und zum Boden der Trommel sinken. Die Massenteile 1 kollern während der Rotationsbewegung entlang der Fallstrecken m-n uno durchmischen sich. Alle, in (ten Figuren 1,2,3,5,6 und 7 wiedergegebenen Ausführungsbe^spieloe betreffen Trommeln, die in unveränderter konstruktiver kaumform und unveränderter Anwendungsweise sowohl zum Galvanisieren von Massenteilen aus Kunststoffen als auch

7135156-1.3.73 ~²⁴~

- 2 A -

aus Metallen benützt werder können.

Die Trommeleinheit wird allgemein mit der Ordnungszahl 10 bezeichnet, ti ie besteat vorzugsweise aus einem prismatischen Gehäuse η it polygonalem ode." krei ρ t'n Einigen Querschnitt und weist ein Paar, im Ab st arm voneinander ar., «ordne ter paralleler Stirn-

v.~κ.i·-er; 11 "inci ^trforisrt* dis

der horizontal auagTi c-hteten Perforationen hat kleiner als die Dicke der Stirnseiten M zu sein. Die Stirnseiten 11 der Ausführungsbeispiele in ο en figuren 1 , ^, b und 6 haben wabenähnlich verteilte, groWe zylindrische Löcher, in denen scheibenförmige und perforierte Einsätze 12 befestigt sind. Die i-'igur 4 gibt einen Einsatz 12 mit seinen wichtigsten Einzelheiten wieder. Die Seneibe ^d liat einen verstärkten, kreisrunden 4ieinu und iat - zum Innenraum der Trommel 10 hin - konkav gewölbt um aen, senkrecht zu seiner Ebene gerichteten mechanischen Druck eier (metallischen) Charge aufzunehmen und durch elastische Verformung an die Stirnseite 11 weiter zu geben. Die Einsätze 12 wercjn in allgemeinen im Spritzgußverfahren aus einem ele/triach niehtit; itenden Werkstoff hergestellt und in der Bohrung der Stirnseite 11 durch mechanische Pressung, durch Schweißen oder Kleben vorzugsweise austauschbar befestigt. Es ist ebenfalls möglich, an btelle der Scheiben 12 ein (beispielsweise extrudiertes) Gitter aus } unststoff-Drähten anzuordnen.

Der, i.iit Perforationen versehen Trommelma .tel 13 erstreckt zwischen uen Stirnseiten 11 und ist mit diesen starr verbunden.

Der Buchstabe 1 zeigt, die, parallel zur Symmetrie- und Rotations achse gemessene Länge, der Buchstabe D hingegen den, vertikal zur Achse gemessenen Durchmesser der neuerungsgemaßen Trommel. Es gilt stets, daß die Länge 1 kleiner als der Durchmesser D ist: e:ne besonders vorteilhafte (in den Figuren 1,3,S und 7 erkennbare) Ausführung»form uer Neuerung dimensioniert die Trommellänge 1 geringer fls die Hälfte des Durchmessers D. Kreisförmige Perforationen sind mit Gruppierungen von kleinen Kreisen in den Figuren 1 sowie 3 angedeutet und mit der Ordnungszahl 2, die Perforationen quadratischen Querschnittes in den Figuren 2,4,5,6 und 7 dagegen mit der Zahl 3 gekennzeichnet.

Der Mantel 13 verfügt über die öffnungen 14, um das Be- oder Entladen der Trommel 10 mit der Charge 1 zu ermöglichen. Die Öffnungen 14 werden mit den abnehmbaren Deckeln 15 verschlossen.

- 25 -

]>ie Deckeln 15 sind perforiert und werden oft mit elastisch federnden Laschen 16 aus Titan am Trommelmantel 13 befestigt. Die Trommel ¹O hat in den Ausführungen der Figuren 1 und 2 zwei, diametral entgegengesetzte öffnungen H, um den Entleerungsvorgang der Charge 1 zu erleichtern und zu beschleunigen. I)sr periphere UrnfariK einer der beiden Stirnseiten 11 ist mit dem Zahnkranz 17 versehen, welcher das Drehmoment des motorischen Antriebes (von einer nicht eingezeichneten motorischen Quelle) durch das Ritzel 4 übernimmt und den Troramelkörper in die rotierende Bewegung versetzt.

Die Stirnseiten 11, der Trommelmantel 13 und die Deckel 15 werden aus elektrisch nichtleitenden und in den verschiedenen Behandlungslösungen (Elektrolyten) chemisch beständigen Werkstoffen hergestellt.

Die Figuren 1,2,3 sowie 5,6 und 7 zeigen zwei verschiedene Reihen von Anoden, eine Reihe 5 parallel zu den Stirnseiten 11 und eine Anodenreihe 6 parallel zur Rotationsachse der Trommel 10. Die Anodenreihen 5 und 6 umgeben -*■ wie eine Hüllfläche - den Trommelkörper 10 von allen Seiten.

Der, in den Figuren 1 und 2 wiedergegebene perforierte Innenzylinder 18 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff, wird vorzugsweise koaxial innerhalb des Trommelmantels 13 angeordnet und erstreckt sich von einer btirnwand 11 zur gegenüber liegenden. Der Durchmesser des Zylinders 18 ist mit dem Buchstaben d gekennzeichnet.

Der Innenzylinder 18 rotiert synchron mit den Stirnseiten 11 und dem Trommelmantel 13.

Die, dem Trommelinneren zugekehrten Oberflächen der Stirnseiten 11, des Mantels 13 und des Innenzylinders 18 sind vorzugsweise profiliert (d.h. beispielsweise mit einem Pyramiden- oder Wellenraster uneben gestaltet), um ein Anhaften der Massenteile an den besagten Oberflächen zu verhindern. Der, innerhalb des Trommelgehäuses befindliche ringförmige Kathodenkontakt 19 überträgt den Galvanisierstrom an die Charge 1. Der (eigentlich sichelförmige Doppel-)Ringkontakt 19 bietet eine große Berührungsfläche und befindet sich in jedem Längsschnitt der Trommel 10 sowie in jeder Bewegungsphase der Charge 1 innerhalb der Massenteile. Die Stützbeine 20 des Kathodenelementes 19 sind mit einer chemisch beständigen, elektrisch nichtleitenden Ummantelung 21 gegenüber der Badlösung und dem

- 26 -

elektrischen Feld isoliert.
Die Trommel 10 in den Figuren 1,2 und 3 wird von eirem rechtwinkelig gebogenen Tragarm 22 getragen, der in einem horizontalen Stummel ausläuft. Die, mit den Schraubenverbindungen ?3 an den beiden Stützbeinen 20 befestigten scheiben- und rohrförmigen Bauelemente (aua einem geeigneten Kunststoff) 24 sowie 25 bilden die Lagerachse, auf welcher die Trommel 10 (bestehend aus den beiden Stirnseiten 11, dem Mantel 13, d^n beiden Deckeln und dem Innenzylinder 18) rotiert. Der Kontaktring 19, die Stützbeine 20 und der gebogene Tragarm 22 bilden einen nahtlos zusammenhängenden, starren metallischen Körper, welcher die Punktion der mechanischen Trommellagerung und Strom-Leitung sowie -Übertragung an die Charge 1 erfüllt (und - geneinsam mit üen Bauelementen 24 und 25 der Lagerachse - den nichtrotierenden, also stationären Teil des Trommel-Systems bilden). Der Tragarm 22 ist desgleichen mit der Isolierung 21 geschützt und stellt die Verbinoung zum Minuspol der Gleichstromquelle her.

Ks iist iiu Sinne der Neuerung möglich, den Innenzylinder 18 als kathodisches Kontaktelement zu verwenden. Der Zylinder 18 wird aus einem leitenden Material her, .stellt und bildet also einen sogenannten Zylinderkontakt, welcher den G-alvanisierstrom an die Charge 1 überträgt. Der metallische Zylinder 18 stützt sich beispielsweise auf den beiden Stützbeinen 20 und ir.t an seiner Innenseite mit cer Ummantelung 21 gegen die Badlösung chemisch sowie elektrisch isoliert.

Die Figur 2 zeigt eine schwimmende Charge 1, welche den Innenraum der Trommel zu rund zwei Drittel ausfüllt und den Innenzylinder 18 vollständig abdeckt. Die Charge 1 ist dann am günstigsten bemessen, wenn der Zylinder 18 von den Massenteilen 1 knapp bedeckt wird und hinreichend Raum für den Durchmischungsvorgang der Teile 1 frei bleibt. Die Massenteile 1 kollern während der Trommeldrehung über den Zylinder 18 (entlang der Pallinie m-n) und haben einen ausgezeichneten Durchmischungseffekt.

Die Figuren 5,6 und 7 seigen die parallel angeordneten Trommeln 10 nach der Neuerung, welche um eine gemeinsame Hohlachse 26 rotieren. Die einzelnen Trommelmäntel 13 (und Deckel 15) bestehen aus Kunststoff-Platten 27, die an ihren Enden über versetzte, ineinander greifende Ösen verfügen und nit den Bolzen zusammengefügt sowie -gehalten werden. Die "beiden Enden der

- 27 -

Bolzen 28 ihrerseits sind in den Stirnseiten "U verankert. Die Platten 27 haben quadratische Perforationen 3, sie werden im Spritzgußverfahren (etwa aus Polypropylen) hergestellt, und sind daher billig sowie baukastenmäßig austauschbar. Der Deckel 15 wird desgleichen aus zwei solchen Platten 27 gehilfift um: η Lt dem biegsamen Verschluß 1β (tiu:? feidf.Thurtcn Titan— Blech) am Trommelmantel 13 abnehmbar befestigt.

Lie Charge 1 in den Trommeln 10 der Figuren 5, 6 und 7 kann sowohl aus (zum Trommelboden sinkenden) Kunststoff-Teilen höheren i.nittleren spezifischen Gewichtes als auch aus Metallen bestehen. Wira die Trommel für größere Metallteile und schwere Chargen verwenuat, so kann vorteilhafterweise ihr Durchmesser sehr groß, beispielsweise D = 600 mm sein und die zugehörige Länge 1 = = 150 mm betragen.

Der Galvanisierstrom fließt über die isolierten Kabel 2° von der Gleichstromquelle zur Charge 1; die beiden metallisch blanken Kontaktbirnen 30 setzen die Kassenteile l unter kathori j sehe Ibüarität.

Die Stirnseiten 11 verfugen über die Lcigfir auf der Hohlachse 2b (aus einem Titanrohr) rotieren. Die Achse 26 wird an ihren Enden von den beiden, vertikal angeordneten Tragarmen 32 (aus Titanrohren quadratischen ociei" rechtwinkeligen Querschnittes) gehalten. Die Kabel 29 sind innerhalb des Köhrensystems (aus den Bauelementen 26 und 'ft2) verlegt um; gegen mecha nische Beschädigungen geschützt. Der Z alink ran ζ 17 ist nur an der unterhalb des Kitzels 4 angeordneten Trommel 10 angebracht. Die Drehbewegung wire, von der ersten, Mittels dem Zahnkranz angetriebenen Trommel 10 durch die Kupplungen 34 an tue anderen beiden Trommeln 10 oes Drillingssysteras übertragen. Die Leitung u6S elektrischen Gleichstromes durch die Rotationsachse aller, in den Figuren 1,2,3,5,6 und 7 dargestellten neuerungsgemäßen Trommeln 10 schließt vollständig die erheblichen Mangel aus, welche bei den bekannten Trommeln - durch schnellen galvanischen Metallniederschlag auf den verschiedenen, die P.otationsbewegung der Trommel bestimmenden Ba\xelementen - zur kurzfristigen Einstellung ihrer praktischen Anwendung führen. Betriebsstörungen der beschriebenen Art können sich bei den neuerungsgenäßen Trommeln nicht ereignen, denn die, in aen Rotationsachsen verlegten Stromleitungen 22, 29 sind, chemisch und elektrisch gegenüber dem Elektrolyten isoliert. Galvanische Metallniederschläge können nur

- 28 -

23

auf den kathodischen Kontakt elementen 19 und 30 erfolgen, die keinen Einfluß auf den Bewegungsmechanismus der neuerungsgemäßen Trommeln 10 haben und von der Charge 1 vollständig umhüllt (d.h. vom galvanischen ütrom abgeschirmt) sind.

Die Tragarme 32 (oaer der Trommel-Tragarm 22 der Figur 1) sind starr an einem Traggestell 33 fixiert, welches gemeinsam mit uer Trommel (den Trommeln) 10 eine Transporteinheit (beispielsweise eine Drillings-Trommel) bilden. Das Gestell 33 verfügt über entsprechende mechanische und elektrische Anlagen 35, um auf den Versteifungsrändern der Wannen 7 aufgesetzt werden und die rotierende Trommel 10 (im eingetauchten Betriebszustand) an die Gleichstromquelle anschließen zu können.

Die neuerungsgemäße Trommel eignet sich desgleichen besonders vorteilhaft zum Beizen, zur stromlosen Metallisierung sowie elektrolytischen Metallisierung der Charge 1 aus Kunststoffen als auch zum sogenannten anodischen Polieren metallischer Masaenteile.

Der konstruktive Aufbau der neuerungsgemäßen Trommel 10 steht nicht der Möglichkeit entgegen, innerhalb des Innenzylinders eine löslicht: oder unlösliche Innenanode anzuordnen. Wiru liie Trommel 10 zum anodischen Polieren verwendet, so tritt eine elektrische Umpolung der Charge 1, der Kontaktelement,e oder 30 um; uer anöden 5 und 6 ein . Das bedeutet im konkreten Fall, tia3 uie Charge 1 gemeinsam mit den, nun anodischen Kontakt ei einen ten 19 oder 30 aen Pluspol und die Elektroden 5 und in der Wanne 7, <;ie Kathoden, also den Minuspol des Systems bilden. Die gegebenenfalls vorhandene Innenanode wandelt sich in eine Innenkuthuüe um.

Die Trommel 10 taucht in ein3 Badlösung, welche in der <Vanne enthalten ist. Wiru in der Wanne 7 galvanisiert (oder anodisch poliert), so hängen von den Stangen 8 die Anoden (oder Kathoden) 5 und 6 in den Elektrolyten.

Das Kontaktelement 19 ist in den Figuren 1 und 2 als stehend, also nicht mit der Trommel 10 synchron rotierend dargestellt. Es ist selbstverständlich, dau bei Bedarf dda Kontaktelement synchron rotierend mit uer Trommel 10 (o<;er auch mit dem Innen-ZyUmIe." 18) angeordnet werden kann.

Di¹? kreisförmigen und quadratischen Perforationen 2 sowie 3 sollen möglichst eicht vorgenommen werden, um eine große offene JHij'ci trit tsflfiche in den ätiriiseä ten 11, dem Mantel 13 und dem

Deckel 15 zu bilden. Große Durchtrittsflächen (von mehr afs 15 °/> Anteil der gesamten Trommeloberfläche) ermöglichen hohe Galvanisierströme und - im Bereich der einzelnen Perforationslöcher - lokal gleichmäßige sowie disperse und somit günstige Stromverteilungen an den elektrolytisch aktiven Randzonen der Charge 1.

Die horizontale linie im oberen Bereich aller Darstellungen der Wannen 7 symbolisiert die Höhe des Flüssigkeitsspiegels.

Claims (12)

HANSHENIG 85 NÜRNBERG PARSIFALSTRASSE 6 TEL. 46 67 79 Schutzansprüche:

1. Trommel zum Galvanisieren von schüttfähigen Massenteilen aus Kunststoffen oder Metallen, gegebenenfalls auch zum Beizen und stromlosen Metallisieren von schüttfähigen Massenteilen aus Kunststoffen oder zum anodischen Polieren von schüttfähigen Massenteilen aus Metallen, in den Elektrolyten eintauchend, hauptsächlich aus einem Paar voneinander entfernter, vorzugsweise vertikal zur Rotationsachse der besagten Trommel angeordneten Stirnseiten und aus einen, zwischen den besagten Stirnseiten befestigten peripheren, ■prismatischen oder zylindrischen Mantel aus elektrisch nichtleitenden Materialien bestehend, wobei cuu), aus den besagten Stirnseiten und dem besagten Mantel bestehende Gehäuse der Trommel an seinem peripheren Umfang mit mindestens einer, zum Beladen oder Entladen der zu galvanisierenden Massenteile dienenden und während des Galvanisierens mit einem Deckel zu verschließenden Öffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a. die, parallel zur Rotationsachse gemesser.e Länge 1 der Trommel (10) kleiner als der zugeordnete, vertikal zur Rotationsachse gemessene Durchmesser D der Trommel (10) ist,

b. die, vorzugsweise vertikal zur Rotationsachse der Trommel (10) angeordneten Stirnseiten (11) ebenso wie der periphere Mantel (13) der Trommel (10) mit Perforationen versehen sind

und

c. die Leitung des elektrischen Gleichstromes (22, 29) zu der, innerhalb der Trommel (10) befindlichen Charge (1) durch die Rotationsachse oder im Bereich der Rotationsachse erfolgt*

2. Trommel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Anoden (6) dem Trommelmantel (13) zugeordnet und vorzugsweise parallel zur Rotationsachse der Trommel (10) angeordnet sind.

3. Trommel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,

— 2 —

Stirnseiten (11) gleich oder geringer als das Dreifache der Wandungsdicke aes Mantels (13) bemessen sind.

4. Trommel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, ciaß die, parallel zur Rotationsachse gemessene Länge 1 der Trommel (10) vorzugsweise gleich der Hälfte oder kleiner als die Hälfte des zugeordneten, vertikal zur Rotationsachse gemessenen Durchmessers D der Trommel (10) ist.

5. Trommel nach dem Anspruch 1 oder einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) einen, innerhalb des peripheren Mantels (13) befindlichen, vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse angeordneten Innenzylinder (18) polygonalen oder kreisrunden Q-uerschni ttes enthält.

6. Trommel nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (18) aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff besteht und vorzugsweise mit Perforationen versehen ist.

7. Trommel nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (18) als kathodisches Kontaktelement ausgebildet ist.

8. Trommel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das, innerhalb des ringförmigen Raumes zwischen dem peri-, pheren Mantel (13) und dem Innenzylinder (18) befindliche kathodische Kontakteleaent als Ring (19) ausgebildet ist.

9· Trommel nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, vorzugsweise diametral entgegengesetzte öffnungen (14) für das Beladen sowie Entladen der Trommel (10) mit der Charge (1) am Mantel (13) angeordnet sind und während der Galvanisierdauer mit oen zugehörigen, abnehmbaren Deckeln (15) verschlossen werden.

10. Trommel nach dem Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere, parallel Zueinander und koaxial angeordnete Trommeln (10) die vorzugsweise synchron rotieren, beispielsweise als Doppel- oder Dreifach-Trommel eine Einheit bilden.

11. Trommel nach Anspruch 1 und nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine urin c.ieselbe Trommel (10) zum Beizen, zur stromlosen Metallisierung sowie elektrolytischen Metallisierung der Charge(1)

^7 !iftBL '/y.zufcfcgmngen. - 3 -

ι 3 -■···■·

aus Kunststorfen verwendet wird. ^j

12. Trommel nach Anspruch 1 und nach einem oder mehreren de~ Ansprüche 2 bis iO, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (19, 30) den anodischen Pol und die Elektroden (5» b) außerhalb der Trommel (10) den kathodischen Pol bilden, unri ri-i s T¹ τη mm al ( 1 Π ^ ·?Λ>.τπ R ri 4.· f» rs H rsrsi:*» rs HMfirfiSfliPr!

der metallischen Massenteile (1) verwendet wird. Sdiutzantpr. 11L It. BI. V y zurQckgezogen.