DE970115C - Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung oertlich verstaerkter galvanischer Niederschlaege auf Gegenstaenden aller Art - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1958

W10481 VIj48 a

Zusatz zum Patent 888

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Einrichtung zur Erzeugung örtlich verstärkter galvanischer Niederschläge auf beliebigen Gegenständen, die beispielsweise an bestimmten Stellen einer besonders starken Abnutzung unterworfen sind oder aus sonstigen Gründen in örtlich begrenzten Zonen mit einer stärkeren Schicht des sich niederschlagenden Metalles versehen werden sollen. Vorzugsweise kommen als solche Gegenstände Besteckteile in Frage, die örtlich verstärkte Silberauflagen erhalten sollen.

Die Erfindung bezweckt die Verbesserung und weitere Ausgestaltung der im Patent 888 192 geschützten Erfindung.

Gemäß dem Hauptpatent wird zwischen einem Anodenraum und einem Kathodenraum ein Strömungsgefälle hervorgerufen, welches den Elektrolyten mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durch Blendenöffnungen oder Röhrchen treibt, die in einer isolierten Blendenwand gegenüber den zu verstärkenden Stellen der Kathode vorgesehen sind, um die Stromlinien auf diese Stellen zu konzentrieren. Das erforderliche Strömungsgefälle kann hierbei durch Erhöhung des hydrostatischen Druckes zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum, z. B. durch Bildung eines Niveauunterschiedes zwischen den beiden Räumen oder bzw. und durch eine Pumpe erzeugt werden. Es kann aber auch

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zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum ein vorzugsweise variables Wärmegefälle z. B. durch Beheizung eines der beiden Räume hervorgerufen werden. Besonders wirksam ist die gleichzeitige Anwendung eines Druckgefälles und eines Wärmegefälles. Im Hauptpatent sind verschiedene Ausführungsformen einer Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahren beschrieben und dargestellt worden.

ίο Ein Mangel des an sich sehr wirksamen Verfahrens gemäß dem Hauptpatent besteht nun noch darin, daß die zu behandelnden Gegenstände, welche in das Elektrolytbad als Kathoden eingesetzt werden, an ihren Einsatzstellen so lange ortsfest verbleiben müssen, bis der Galvanisierungsvorgang beendet ist. Eine fließende Fertigung, wie sie bei den an sich bekannten Ringbändern möglich ist, ließ sich infolgedessen mit Hilfe der im Hauptpatent beschriebenen Einrichtungen nicht durchführen, wodurch die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens litt. Durch die Erfindung soll dieser Mangel beseitigt werden.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß bei dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent zusätzlieh in der bei Ringbädern oder Durchlaufgalvanisierungsanlagen an sich bekannten Weise eine fortlaufende, kontinuierliche oder schrittweise Bewegung der örtlich zu verstärkenden Gegenstände durch den Kathodenraum der Einrichtung hindurch herbeigeführt wird, wobei die Gegenstände an den zu verstärkenden Stellen den konzentrierten Stromlinienfeldern ausgesetzt werden, welche durch den mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durch längs der Bewegungsbahn angeordnete Blendenöffnungen getriebenen Elektrolyten hervorgerufen wird. Dadurch wird eine fortlaufende, fließende Fertigung der mit örtlich verstärkten Niederschlägen zu versehenden Gegenstände erreicht.

Die praktische Durchführung des Verfahrens kann in verschiedener Weise geschehen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Anodenraum in bezug auf den Kathodenraum drehbar angeordnet, wobei sich auch die Blendenöffnungen und die gegenüber den letzteren angeordneten Gegenstände mitdrehen. Die Beschickung der Einrichtung mit den zu behandelnden Gegenständen und die Entnahme der letzteren nach ihrer Fertigstellung kann nunmehr an ein und derselben Stelle erfolgen. Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Anodenraum gegenüber dem Kathodenraum ortsfest angeordnet, wobei die zu galvanisierenden Gegenstände mit Hilfe von Transportorganen, wie z.B. einer umlaufenden Kette, durch den das eigentliche Bad bildenden Kathodenraum hindurch an den ebenfalls ortsfesten Blendenöffnungen, Düsen od. dgl. vorbeibewegt werden. Die Bewegung der Gegenstände kann hierbei schrittweise oder kontinuierlich erfolgen. In letzterem Falle können vorteilhaft schlitzförmige Blendenöffnungen vorgesehen werden, durch die der konzentrierte Ionenstrom ständig auf die zu verstärkenden Stellen der sich bewegenden Gegenstände wirkt.

Die Drehung bzw. Fortbewegung der Gegenstände durch das Bad hat außer der erwähnten Möglichkeit einer fließenden Fertigung noch den weiteren Vorteil, daß eine gewisse Bewegung im Elektrolyten stattfindet, die sonst vielfach durch besondere Mittel herbeigeführt zu werden pflegt.

Diese Wirkungen kombinieren sich mit der durch das vergrößerte Konzentrationsgefälle erzielten erhöhten Wanderungsgeschwindigkeit der Metallionen, z. B. der Silberionen, so günstig, daß die örtliche Verstärkung der aufgalvanisierten Metallschicht kräftiger und schneller als bei den bisher bekannten Einrichtungen erzielt wird.

Es ist an sich bei der Erzeugung galvanischer Metallniederschläge bekannt, den Elektrolyten in scharfen Strahlen auf die zu überziehende Werkstoffoberfläche aufzuspritzen, die Spritzdüsen auswechselbar zu gestalten und hierbei Werkstück und Spritzdüsen gegeneinander zu bewegen. Jedoch erfolgt dies im Gegensatz zu dem Ziel der Erfindung . zur Erzeugung gleichmäßiger Überzüge auf ungleichmäßigen Oberflächen. Infolgedessen sind die Düsen dort so angeordnet und erfolgt die Bewegung der Werkstücke oder der Spritzvorrichtung in der Weise, daß der Flüssigkeitsstrom die ganze Oberfläche des Werkstücks bespült.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Alisführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι zeigt schematisch in einem vertikalen Längsschnitt eine Galvanisierungseinrichtung mit einem drehbaren, als Druckkammer ausgebildeten Anodenraum;

Fig. 2 zeigt schematisch in einem vertikalen Längsschnitt eine Galvanisierungsanlage mit einem drehbaren, oberhalb des Kathodenraumes angeordneten drucklosen Anodenraum;

Fig. 3 zeigt schematisch in einem vertikalen Längsschnitt eine Galvanisierungseinrichtung mit einem ortsfesten, oberhalb des Kathodenraumes angeordneten Anodenraum, wobei die zu galvanisierenden Gegenstände von Transportmitteln durch den Kathodenraum bewegt werden, und

Fig. 4 zeigt schließlich schematisch in einem vertikalen Längsschnitt eine Galvanisierungsanlage mit einem als Druckkammer ausgebildeten Anodenraum, wobei die zu galvanisierenden Gegenstände von Transportmitteln durch den Kathodenraum bewegt werden.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 besitzt eine ringförmige Wanne 1, die den Kathodenraum 2 umgibt und die mit einer Elektrolytflüssigkeit gefüllt ist. Ein im Falle der Fig. 1 ebenfalls ringförmiger Behälter 3 umgibt einen Anodenraum 4, in welchem eine oder mehrere Anoden 5 an Stromzuleitungen & aufgehängt sind. Aus dem Anodenraum führen Blendenöffnungen oder düsenartige Röhrchen 7 in den Kathodenraum 2, in welchem die zu galvanisierenden Gegenstände, beispielsweise Löffel 8, an stromzuführenden Haltern 9 aufgehängt sind. Die Anordnung ist hierbei derartig getroffen, daß die Austrittsöffnungen der düsenartigen Röhrchen 7 mit einem gewissen, und zwar vorzugsweise regelbaren

Abstand gegen die örtlich zu verstärkenden Stellen der Gegenstände 8 gerichtet sind.

Der Kathodenraum 2 steht durch eine Bodenöffnung io der Wanne ι und eine Leitung ii, in die eine Pumpe 12 und zweckmäßig auch ein Filter eingeschaltet ist, mit dem Anodenraum 4 in Verbindung. Der durch die Blendenöffnungen oder Düsen 7 aus dem Anodenraum 4 in den Kathodenraum 2 strömende Elektrolyt wird von der Pumpe 12 durch die Leitung 11 im Kreislauf in den Anodenraum 4 zurückgeführt. In letzterem kann vorzugsweise zur Erzeugung des gewünschten Wärmegefälles eine Heizvorrichtung, z. B. eine Heizschlange 13, angeordnet werden. Ferner können in den Kathodenraum 2 gegebenenfalls Hilfsanoden 14 mit Stromzuführungen 15 eingesetzt werden, die neben der gewünschten örtlichen Verstärkung des galvanischen Niederschlages eine allgemeine Beaufschlagung der Gegenstände mit dem Niederschlagsmetall herbeiführen.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 2, 3 und 4 besitzen grundsätzlich ebenfalls die oben erläuterten Teile 1 bis 12 bzw. 13 und 14. In ihrem sonstigen Aufbau unterscheiden sie sich jedoch in folgender Weise:

Gemäß Fig. 1 ist der Anodenraum 4 durch einen auf den Behälter 3 gesetzten Deckel 16 druckdicht abgeschlossen. Der gesamte Behälter 3 ist in dem Kathodenraum 2, in welchen er eintaucht, drehbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist der Behälter 3 z. B. mittels einer Nabe 17 und einem Kugellager 18 auf einem zentralen Ständer 19 um den als Achse dienenden zentralen Teil der Leitung 11 drehbar gelagert. Die Leitung 11 ist hierbei oben durch ein Verschlußstück 20 abgeschlossen und unterhalb des Deckels 16 mit Durchbrechungen 21 versehen, so daß die Elektrolytflüssigkeit durch die Leitungsfortsetzung ii' in den Anodenraum 4 gepumpt werden kann, während sich der Anodenbehälter 3 um die vertikale Mittelachse 22 der Leitung 11 dreht. Die Kathodenhalter 9 sind bei dieser Einrichtung durch Verbindungsorgane 23 an dem Behälter 3 bzw. an dessen Deckel 16 befestigt, so daß die den Düsenröhrchen 7 gegenüberliegenden Gegenstände 8 die Drehung des Anodenbehälters 3 mitmachen. Durch die Pumpe 12 wird in dem Anodenraum 4, durch dessen Deckel 16 auch die Anodenstromzuleitung 6 druckdicht eingeführt ist, ein Überdruck erzeugt. Der Elektrolyt wird daher mit einer diesem Überdruck entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit durch die Blendenöffnungen oder Düsen 7 in den Kathodenraum 2 und gegen die zu verstärkenden Stellen der Gegenstände 8 getrieben. Diese Gegenstände drehen sich mitsamt dem Anodenbehälter 3 um die Mittelachse 22 und können daher bequem an einer Umfangsstelle der Ringwanne 1 eingesetzt und herausgenommen werden.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 ist der Anodenraum 4 so hoch über dem Kathodenraum 2 angeordnet, daß durch die Höhendifferenz H zwischen dem Niveau des Elektrolyten im oberen Anodenraum 4 und im unteren Kathodenraum 2 ein hydrostatischer Druck entsteht. Dieser Druck bewirkt einen Austritt des Elektrolyten aus den Düsen 7 mit entsprechender Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Einrichtung gemäß Fig. 1. Der Behälter 3 ist mittels Kugellagern 24 auf einem zentralen Ständer 25 drehbar gelagert. Auch hier sind die Kathodenhalter 9 durch Verbindungsorgane 23 an dem drehbaren Behälter 3 befestigt. Auch hier kann also die gewünschte fließende Fertigung vorgenommen werden.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 wird der hydrostatische Druck ebenfalls durch die Höhenlage des Anodenraumes 4 oberhalb des Kathodenraumes 2 erzeugt. In diesem Falle ist aber der Anodenbehälter 3 nicht drehbar, sondern gegenüber der Wanne 1 ortsfest angeordnet. Dementsprechend sind auch die Blendenöffnungen, welche als Schlitze oder als Röhrchen 7 oder ähnlich ausgebildet sein können, ortsfest in dem Kathodenraum 2. Dafür werden aber hier die zu galvanisierenden Gegenstände 8 fortlaufend oder schrittweise durch den Kathodenraum 2 bewegt, wobei ihre zu verstärkenden Stellen an den Blendenöffnungen vorbeiwandern. Die hierzu erforderlichen Transportmittel können an sich beliebig ausgebildet sein. Gemäß einer einfachen Ausführungsform sind die Kathodenhalter 9 mittels Verbindungsorganen 26 an einer umlaufenden Rollenkette 27 od. dgl. befestigt, die auf einer am Behälter 3 go angeordneten Bahn 28 geführt sein kann. Die Gegenstände 8 können also auch hier in fließender Fertigung an einer Stelle der Anlage eingesetzt und herausgenommen werden. Der ganze Vorgang kann bei allen beschriebenen Ausführungsformen auch halb- oder vollautomatisch durchgeführt werden.

Bei den Einrichtungen gemäß Fig. 2 und 3 erzeugt die Höhendifferenz zwischen den Flüssigkeitsspiegeln des Anoden- und Kathodenraumes eine Vergrößerung der Geschwindigkeitsenergie des Elektrolyten und damit eine Vergrößerung der Wanderungsgeschwindigkeit der Silberionen oder sonstigen Metallionen.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist eine Kombination der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 3. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist aber der Anodenbehälter 3 nicht drehbar, und ebenso ist der Deckel 16 ortsfest auf dem Ständer 19 angeordnet. Dafür werden die Gegenstände 8 durch den Kathodenraum 2 bewegt, was entsprechend Fig. 3 dadurch geschehen kann, daß die Kathodenhalter 9 durch Verbindungsmittel 26 an einer Rollenkette 27 angehängt werden, die sich auf einer Bahn 28 bewegt. Dadurch werden auch hier die Gegenstände 8 an den Blenden oder Düsen entlang bewegt.

Die Blenden oder Düsen bzw. die die Blendenoder Düsenöffnungen enthaltenden Wandungen des Behälters 3 können bei allen Ausführungsformen auswechselbar angeordnet sein, so daß sie der jeweiligen Form des zu galvanisierenden Gegenstandes angepaßt werden können. Auch kann die Größe, Breite oder Länge der Blenden- oder Düsenöffnungen beliebig variabel oder regelbar sein.

Auch hinsichtlich anderer Details oder Ausführungen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die

dargestellten Beispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfmdungsgedankens.

Claims (14)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Erzeugung örtlich verstärkter galvanischer Niederschläge auf Gegenstände aller Art, insbesondere für Besteckteile mit

   ίο verstärkten Silberauflagen, bei dem nach Patent 888 192 zwischen einem Anodenraum und einem Kathodenraum ein Strömungsgefälle z. B. durch Erhöhung des hydrostatischen Druckes, durch einen Niveau-Unterschied und/oder eine Druckpumpe und gegebenenfalls durch ein Wärmegefälle hervorgerufen wird, welches den Elektrolyten mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durch den zu verstärkenden Stellen der Gegenstände gegenüberliegende, in einer isolierten Blendenwandung vorgesehene Blendenöffnungen, z. B. auswechselbare Röhrchen, Düsen od. dgl., treibt, um die Stromlinien auf diebetreffenden Stellen zu konzentrieren, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlich zu verstärkenden Gegenstände (8) fortlaufend kontinuierlich oder absatzweise durch den Kathodenraum (2) bewegt und hierbei an den zu verstärkenden Stellen den konzentrierten Stromlinienfeldern ausgesetzt werden, welche durch den mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durch längs der Bewegungsbahn der Gegenstände angeordnete Blendenöffnungen, wie z. B. Düsen, Röhrchen, Schlitze od. dgl., getriebenen Elektrolyten auf die betreffenden Stellen gerichtet werden.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (4) in bezug auf den Kathodenraum (2) drehbar angeordnet ist, wobei die Blendenöffnungen, z. B. die Düsenröhrchen (7), sowie die den letzteren gegenüber im Kathodenraum (2) angeordneten Gegenstände (8) die Drehbewegung mitmachen.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (4) in bezug auf den Kathodenraum (2) ortsfest angeordnet ist, wobei die Gegenstände (8) durch Transportmittel, wie z. B. eine umlaufende Kette (27), durch den Kathodenraum (2) hindurch an den ortsfesten Blendenöffnungen vorbeibewegt werden.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (4) von einem druckdicht abgeschlossenen, mit Blendenöffnungen (7) versehenen Behälter (3) umgeben ist, welcher in den Kathodenraum (2) eintaucht und in welchen aus dem Kathodenraum (2) abgesaugter Elektrolyt von einer Pumpe (12) durch eine Leitung (11, 11') gedrückt wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbehälter (3) um eine zentrale Achse (22) drehbar auf einem Ständer (19) gelagert ist, wobei die Gegenstände (8) über Kathodenhalter (9) und Verbindungsorgane (23) od. dgl. an dem Behälter (3) oder dessen Deckel (16) befestigt sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbehälter (3) ortsfest ist und eine Transporteinrichtung zur Bewegung der Gegenstände (8) durch den Kathodenraum (2) hindurch vorgesehen ist.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Anodenraum (4) umgebende Behälter (3) oberhalb des Kathodenraumes (2) angeordnet und über nach unten führende Kanäle od. dgl. mit den in den Kathodenraum (2) tauchenden Blenden, Düsenröhrchen (7) od. dgl. verbunden ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveaudifferenz (H) zwisehen den Flüssigkeitsspiegeln im Anoden- und Kathodenraum mindestens 1 m beträgt.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Kathodenbehälters (1) angeordnete Anodenbehälter (3) um eine Mittelachse der Einrichtung drehbar auf einem Ständer (25) od.dgl. gelagert ist und die Kathodenhalter (9) mittels Verbindungsorganen (23) od. dgl. an den Anodenbehälter (3) befestigt sind.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Kathodenbehälters (1) angeordnete Anodenbehälter (3) ortsfest angeordnet ist und Mittel zum Transport der Gegenstände, wie z. B. eine Rollenkette (27), trägt.
11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden oder Düsen (7) od. dgl. auswechselbar angeordnet sind.
12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Kathodenraum (2) eine oder mehrere Hilfsanoden (14) angeordnet sind.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenbehälter (3) um den zentralen, vertikalen Teil der Elektrolytleitung (11) drehbar gelagert ist.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 2, 5 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale, vertikale Teil der Elektrolytleitung (11) oben durch ein Verschlußstück (20) verschlossen und unterhalb des Deckels (16) mit Durchbrechungen (21) versehen ist, die in einen in den Anodenraum (4) führenden Kanal (ii') münden.

    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 860 299.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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