EP0053676A1 - Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium - Google Patents

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EP0053676A1
EP0053676A1 EP81108371A EP81108371A EP0053676A1 EP 0053676 A1 EP0053676 A1 EP 0053676A1 EP 81108371 A EP81108371 A EP 81108371A EP 81108371 A EP81108371 A EP 81108371A EP 0053676 A1 EP0053676 A1 EP 0053676A1
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EP
European Patent Office
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lock
trough
goods
contacting
electrolyte
Prior art date
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Granted
Application number
EP81108371A
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English (en)
French (fr)
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EP0053676B1 (de
Inventor
Siegfried Dr. Rer.Nat. Dipl.-Chem. Birkle
Johann Gehring
Klaus Chem.-Ing. grad. Stöger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP0053676A1 publication Critical patent/EP0053676A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0053676B1 publication Critical patent/EP0053676B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06—Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D17/004—Sealing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/08—Rinsing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/16—Regeneration of process solutions
    • C25D21/20—Regeneration of process solutions of rinse-solutions

Definitions

  • the invention relates to a device for the electrodeposition of aluminum from aprotic, oxygen-free and water-free, organoaluminum electrolytes, with an electroplating trough which is sealed off from the outside and can be acted upon with a protective gas, with an annularly closed electroplating trough, one arranged inside the electroplating trough, around a vertical one Contact and holding device rotatable about the axis of rotation with supporting arms for goods carriers rotating in a horizontal plane and a charging and decharging lock arranged on the electroplating trough and consisting of antechamber and main chamber, in which goods transfer devices which are operable from the outside are arranged.
  • a device of this type has become known from DE-PS 27 16 805.
  • the charging sluice and the decharging sluice are arranged above the electroplating trough and divided into an antechamber and main chamber which are connected to one another via a sliding door.
  • a workpiece transfer device which can be moved between the front and main chamber when the sliding door is open is provided for introducing the goods carriers. Due to the annular design of the electrolyte trough, the goods carriers can be moved in a circular orbit through the electrolyte via the contacting and holding device and coated with aluminum at higher current densities.
  • the ring-shaped design of the electrolyte trough ensures the spatial separation of loading and unloading of the goods Carrier possible by means of charging lock and decharging lock.
  • the contacting and holding device preferably has a plurality of support arms, the arrangement of the charging lock and the decharging lock being matched to the division of the support arms.
  • the various support arms can be supplied with power separately, so that different deposition conditions can be set for different workpieces.
  • the individual support arms can be loaded or emptied simultaneously and in cycles without major interruptions.
  • the main chamber is designed as a condensation space and is equipped with a spray device for spraying a solvent which is compatible with the electrolyte. Using these spray the finished galvanized products can p thunt the Dechargierschleuse of adhering electrolyte residues to be freed in the Hau.
  • a container for receiving a pretreatment bath is arranged in the prechamber of the charging lock and a container for receiving a post-treatment bath is arranged in the prechamber of the decharging lock.
  • a disadvantage of this known electroplating device is not only the complicated structure of the system, in particular the workpiece transfer device, which very much hinders commercial evaluation on a large scale, but above all the lock design used, which is not suitable for keeping air and moisture completely away from the electrolyte and thus to rule out the slow destruction of the same.
  • aluminizing cell in which a lock system with a liquid lock is used to insert and remove the goods to be electroplated.
  • This liquid lock is preceded by a prechamber which has a loading opening and is floodable with inert gas.
  • a prechamber which has a loading opening and is floodable with inert gas.
  • diffusion of oxygen and air humidity can be prevented with a high degree of probability.
  • the goods to be galvanized are introduced on goods racks with the help of an endless conveyor belt from the pre-chamber, which can be flooded with inert gas, through the liquid lock into the electroplating trough and, after the electroplating, are removed again in the opposite direction using the same conveyor belt.
  • a disadvantage of this known device is that the electrolyte is carried over considerably from the electrolyte trough into the liquid lock. Due to the continuous contamination of the lock fluid with the electrolyte and the unavoidable reaction with traces of air and moisture in the prechamber flooded with inert gas, it cannot be prevented that the reaction products on the previously cleaned goods to be aluminized, liquid and discharge sluice is transported to the electroplating room, settle in unfavorable places. These parts can therefore no longer be coated with technically usable aluminum coatings.
  • Such an aluminizing cell is not economical enough for bulk goods, since only one product rack, which is not uncoupled from the conveyor belt even during aluminizing, can be coated.
  • the invention has for its object to develop a device of the type mentioned in such a way that it is simpler in construction, so it especially for aluminizing of bulk goods can be used economically, ie to ensure the simultaneous coating of several goods racks by successively transferring the goods racks transported into the electroplating room to appealing cathode devices. Furthermore, it is to be prevented with relatively simple means that the electrolyte is not damaged by the diffusion of air and moisture or that the electrolyte is dragged out when the goods are removed. Ultimately, with regard to a technically flawless aluminizing process, it must also be ensured that the carefully pretreated goods are not contaminated in the liquid lock prior to aluminizing.
  • the antechamber and main chamber of the charging and decharging locks are connected to each other via a U-shaped liquid lock filled with an aprotic solvent, so that the goods to be treated are carried by the goods carrier of a first endless chain conveyor from the antechamber via the liquid lock and main chamber of the charging lock into the galvanizing trough where they are automatically delivered to the support arms of the contacting and holding device and that the goods carriers are automatically removed from the support arms after treatment of the goods with the aid of a second endless chain conveyor the contacting and holding device are removed, lifted out of the electroplating trough and conveyed out via the liquid lock and antechamber of the decharging lock.
  • the device according to the invention differs in that the antechamber and main chamber of the charging and decharging lock are not connected to one another via a sliding door, but via a liquid lock, which allows a complete separation of the antechamber from the main chamber, which makes diffusion of air and moisture practically impossible.
  • This principle can also be clarified in such a way that the main chamber, which is arranged above the electrolyte level and is preferably designed as a solvent condensation chamber, is sealed off or communicated against the adjacent pre-lock, which can be flooded with inert gas, by means of a common vertical partition wall which is immersed in a trough with inert liquid .
  • the goods carriers carrying the goods are then introduced into the electroplating trough from the pre-sluice flooded with inert gas via the U-shaped liquid sluice and the main chamber filled with inert gas, where they are automatically released to the support arms of the contacting and holding device .
  • the inert liquid of the liquid lock of the charging lock is not contaminated. Above all, no solids are allowed to form in this liquid, because otherwise they can later deteriorate on the surface of the goods during electrodeposition, and can cause pore formation.
  • the precipitation of solid Al compounds (hydroxides) in the inert liquid for example due to the introduction of Al electrolyte from the electrolyte bath during the application process, and due to residual oxygen or air humidity from the pre-lock, must be due to the. starting chemical reaction must therefore be avoided.
  • the automatic transfer or removal of the goods carriers to the support arms of the contacting and holding device can be accomplished in an advantageous manner in that the goods carriers are provided with a transport rod, engage the hook-shaped drivers of the chain conveyor and the ends of which are designed as support and contacting pins which cooperate with correspondingly pan-shaped ends of the fork-shaped support arms of the contacting and holding device.
  • the cross section of the support and contacting pins and the pan-shaped ends of the support arms preferably have a square profile, which results in a good current transfer.
  • a rinsing zone is also provided in the device according to the invention "between the electroplating trough and the liquid lock of the decharging lock, wherein the discharge opening in the electroplating trough for the goods rack is advantageously provided with a shaft-shaped condensation space , which is in communication with the main chamber of the decharging lock to prevent solvents with alkyl vapors from getting into the inert liquid of the liquid lock.
  • the shaft-shaped condensation space preferably contains spray nozzles for spraying one with the electrolyte compatible solvent.
  • the electroplating trough of the device shown consists of an annular and rotationally symmetrical electrolyte trough 1, an upper end cover 2, an upper end hood 3 and a lower end hood 4.
  • the electrolyte trough is suspended in a likewise circular and rotationally symmetrical heating trough 5, which accommodates a heating bath 6 , for example an oil bath.
  • the heating of the heating bath 6 can, as in the case shown, be carried out via heating cartridges 7 or also by connecting to a circulating heating.
  • the electrolyte trough 1 and the heating trough 5 are hung together in a frame 8, which gives the entire device the required static strength.
  • the substantially circular top cover 2 is flanged, which in turn is connected to the upper cover 3.
  • the upper end cover 2 has two inner lock openings 9 and 10 offset by 90 °, as shown in FIG. 3. In Figure 1, only the lock opening 9 in the end cover 2 can be seen.
  • FIG. 3 shows, openings distributed around the circumference of the upper end cover 2 are closed by removable cover segments 11.
  • the lower end cap 4 is flanged to the cylindrical inner wall of the electrolyte trough 1, which has a small height relative to the outer wall. Due to the different heights of the outer wall and inner wall of the electrolyte trough 1, a free space is created in the electroplating trough between the upper end cover 2 and the upper end cover 3 on the one hand and the lower end cover 4 on the other hand. This free space is provided for the accommodation of a contacting and holding device, denoted overall by 12.
  • the contacting and holding device 12 consists of a rotor 121, which has a total of 12 equally spaced support arms 122 with sensors 123 at the fork-shaped ends.
  • the shaft 124 of the rotor 121 which is centrally aligned with respect to the electrolyte trough 1, is rotatably supported by means of two gas-tight flange bearings 125 and is supported at the bottom on an axial bearing 126 connected to the frame 8.
  • the rotor 121 is driven above the upper end cover 3 via bevel gears 127 and 128 by a geared motor 129, which is of explosion-proof design.
  • Each of the 12 support arms 122 has a separate cathode connection 130, only the cathode connection for the support arms 122 lying in the sectional plane of FIG. 1 being shown in the drawing represents is.
  • the connection of the cathode connections 130 to the associated transducers 123 can take place via carbon brushes and slip rings, but this is not shown in the drawing.
  • the free ends of the support arms 122 are fork-shaped and carry the ends 123 of the receptacles, which for the purpose of good contact have a triangular profile in which the correspondingly formed ends of a transport rod 141 provided with a goods carrier 14 are suspended can be.
  • the current transfer is favored by the square profile of the contacting pins 142 and the correspondingly designed transducers 123.
  • the goods carrier 14 can, for example, consist of a type of frame in which the workpieces to be aluminized are fastened, for example with the aid of electrically conductive holding wires.
  • outer anode segments 16 are arranged in an outer ring and inner anode segments 17 are arranged in an inner ring.
  • the outer anode segments 16 are fastened to the outer wall of the electrolyte trough 1 via insulating spacers, while the inner anode segments are fastened to the inner wall of the electrolyte trough 1 via insulating spacers.
  • the already mentioned removable lid segments 11 of the Upper cover 2 allow a quick replacement of the anode segments 16 and 17 and a change in the anode distance.
  • the electroplating trough is charged with a dry protective gas, which is supplied, for example, through a connector 18 attached in the upper cover 3 and metered in such a way that it is always under a slight excess pressure.
  • a dry protective gas supplied, for example, through a connector 18 attached in the upper cover 3 and metered in such a way that it is always under a slight excess pressure.
  • the electroplating trough forms a space which is sealed off from the outside and is exposed to protective gas and which only allows the product carriers to penetrate or be removed through the two inner lock openings 9 and 10 mentioned earlier. So that no ambient air can enter the electroplating trough at these points either, a shaft-shaped condensation chamber 19 is provided above the inner lock opening 9, to which a charging lock 20 is connected.
  • the inner lock opening 10 is also provided with a corresponding condensation space and a decharging lock, which practically corresponds to the charging lock 20.
  • the charging lock 20 consists of a container 201 which is rectangular in plan and in which there is an aprotic solvent 21.
  • the container 201 is divided into a prechamber 203 and a main chamber 204 by a partition 202 immersed in the solvent 21, the latter passing into the condensation chamber 19.
  • the solvent 21 and the partition 202 immersed in it thus form a liquid lock 205 which prevents air and moisture from penetrating into the main chamber 204 and thus into the electrolyte even after the prechamber 203 has been flooded with inert gas 15 makes impossible.
  • the antechamber 203 has an inlet opening 206 for the goods carriers 14 which can be closed in a vacuum-tight manner and which can then be introduced with the aid of an endless transport chain 22 from the antechamber 203 via the liquid lock 205 into the main chamber 204 and from there via the condensation space 19 into the electroplating trough.
  • rollers 221 arranged in the side walls of the container 201 provide two transport chains 22 arranged parallel to one another, which can be driven by a geared motor 222 and a countershaft gear 223 together via a shaft 224.
  • Cross carriers 225 are arranged between the transport chains 22, which automatically take the transport rods 141 of the goods carriers 14 with catch hooks 226 and are able to deposit them in the receptacles 123 of the support arms 122.
  • the input opening of the prechamber 202 which has preferably been previously flooded with inert gas, is opened, a product carrier 14 with the product to be electroplated is hung on the catch hooks 226 and the input opening 206 is closed again.
  • the transport device is then started, the goods carrier 14 being guided through the liquid lock 205 and being delivered via the main chamber 204 to the receptacles 123 of the support arms 122, the catch hooks 226 automatically detaching from the transport rod 141.
  • the removal of the goods carrier 14 is carried out in the same way, except that the transport chains move in the opposite direction.
  • the catch hooks 226 'then automatically grip the transport rod 141 of the goods carrier 14.
  • the inner lock openings 9 and 10 can from the outside still be closed with the help of an externally operable cover 23 if necessary. This may be necessary, for example, if the main chamber 204 needs to be ventilated for some reason.
  • the condensation chamber 19 in a decharging lock is equipped with spray nozzles 191 for spraying the galvanized goods and the goods carriers with a solvent which is compatible with the electrolyte. If necessary, the lid 23 can also be closed for spraying the goods and the solvent used for spraying can be fed to a separate circuit.

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Abstract

Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium mit einer nach außen abgeschlossenen und mit einem Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne mit einem ringförmig geschlossenen Galvanisiertrog (1), einer innerhalb der Galvanisierwanne angeordneten, um eine vertikale Drehachse drehbaren Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) und je einer an der Galvanisierwanne angeordneten, aus Vor- und Hauptkammer (203, 204) bestehenden Chargier- und Dechargierschleuse (20), wobei die Vor- und Hauptkammer (203, 204) der Chargier- und der Dechargierschleuse (20) über je eine Flüssigkeitsschleuse (205) miteinander verbunden sind und die Warenträger (14) mit Hilfe von endlosen Kettenförderern (22) selbsttätig in die Galvanisierwanne hinein- und herausbefördert werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum galvanischen-Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einer nach außen abgeschlossenen und mit einem Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne mit einem ringförmig geschlossenen Galvanisiertrog, einer innerhalb der Galvanisierwanne angeordneten, um eine vertikale Drehachse drehbaren Kontaktier- und Haltevorrichtung mit in einer waagerechten Ebene umlaufenden Tragarmen für Warenträger und je einer an der Galvanisierwanne angeordneten, aus Vor- und Hauptkammer bestehenden Chargier- und Dechargierschleuse, in welchen von außen bedienbare Warenübergabevorrichtungen angeordnet sind.
  • Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die DE-PS 27 16 805 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Chargierschleuse und die Dechargierschleuse oberhalb der Galvanisierwanne angeordnet und in eine Vor- und Hauptkammer unterteilt, die über eine Schiebetür miteinander in Verbindung stehen. Zum Einbringen der Warenträger ist eine bei geöffneter Schiebetür zwischen Vor-und Hauptkammer verfahrbare, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Werkstückübergabevorrichtung vorgesehen. Durch die ringförmige Ausbildung des Elektrolyttroges können die Warenträger über die Kontaktier- und Haltevorrichtung auf einer kreisförmigen Umlaufbahn durch den Elektrolyten bewegt und bei höheren Stromdichten mit Aluminium beschichtet werden. Außerdem wird durch die ringförmige Ausbildung des Elekrolyttroges die räumliche Trennung von Beschickung und Entnahme der Warenträger mittels Chargierschleuse und Dechargierschleuse ermöglichst. Die Kontaktier- und Haltevorrichtung weist vorzugsweise mehrere Tragarme auf, wobei die Anordnung der Chargierschleuse und der Dechargierschleuse auf die Teilung der Tragarme abgestimmt ist. Die verschiedenen Tragarme können separat mit Strom versorgt werden, so daß für verschiedene Werkstücke verschiedene Abscheidungsbedingungen eingestellt werden können. Außerdem können die einzelnen Tragarme ohne große Unterbrechungen gleichzeitig und taktweise beschickt bzw entleert werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Hauptkammer als Kondensationsraum ausgebildet und mit einer Sprüheinrichtung zum Versprühen eines mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittels ausgestattet. Mit Hilfe dieser Sprüheinrichtung können die fertig galvanisierten Waren in der Hauptkammer der Dechargierschleuse von anhaftenden Elektrolytresten befreit werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der bekannten Vorrichtung ist in der Vorkammer der Chargierschleuse ein Behälter zur Aufnahme eines Vorbehandlungsbades angeordnet und in der Vorkammer der Dechargierschleuse ein Behälter zur Aufnahme eines Nachbehandlungsbades angeordnet. Hierdurch wird die Vor- und Nachbehandlung der Werkstücke in den mit Schutzgas beaufschlagten Schleusenbereich der Galvanisiervorrichtung mit einbezogen, wodurch die Wirtschaftlichkeit, Qualität und Sicherheit der galvanischen Aluminierung weiter gesteigert wird.
  • Nachteilig bei dieser bekannten GalvanisiervJrrichtung ist nicht nur der komplizierte Aufbau der Anlage, insbesondere der Werkstückübergabevorrichtung, der einer kommerziellen Auswertung im großen Stil sehr hinderlich entgegensteht, sondern vor allem auch die verwendete Schleusenkonzeption, die nicht geeignet ist, Luft und Feuchtigkeit vom Elektrolyten vollkommen fernzuhalten und somit die langsame Zerstörung desselben auszuschließen.
  • Durch die DE-OS 29 01 586 ist eine Aluminierzelle bekanntgeworden, bei der zum Ein- und Ausbringen der zu galvanisierenden Waren ein Schleusensystem mit einer Flüssigkeitsschleuse verwendet wird. Dieser Flüssigkeitsschleuse ist eine eine Beschickungsöffnung aufweisende und mit Inertgas flutbare Vorkammer vorgeschaltet. Mit einem solchen Schleusensystem kann mit großer Wahrscheinlichkeit ein Eindiffundieren von Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit verhindert werden. Die zu galvanisierenden Waren werden auf Warengestellen mit Hilfe eines endlosen Transportbandes von der mit Inertgas flutbaren Vorkammer, durch die Flüssigkeitsschleuse in den Galvanisiertrog eingeführt und nach der Galvanisierung mit Hilfe desselben Transportbandes in umgekehrter Richtung wiederum herausgeschleust. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichting ist, daß eine ganz erhebliche Verschleppung des Elektrolyten aus dem Elektrolyttrog in die Flüssigkeitsschleuse erfolgt. Durch die fortlaufende Kontamination der Schleusenflüssigkeit mit dem Elektrolyten und der nicht zu vermeidenden Reaktion mit Luft- und Feuchtigkeitsspuren in der aus Inertgas gefluteten Vorkammer läßt sich nicht verhindern, daß sich die Reaktionsprodukte auf dem zu aluminierenden, zuvor gereinigten Warengut, welches durch die gleichzeitig als Ein- und Ausbringschleuse fungierende Flüssigkeit in den Galvanisierraum befördert wird, an ungünstigen Stellen absetzen.Diese Teile können daher nicht mehr mit technisch brauchbaren Aluminiumüberzügen beschichtet werden.
  • Auch ist eine solche Aluminierzelle für Massengüter nicht wirtschaftlich genug, da nur jeweils ein Warengestell, welches auch während des Aluminierens nicht vom Transportband abgekoppelt wird, beschichtet werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie daß einfacher im Aufbau ist, so/sie vor allem zur Aluminierung von Massengütern wirtschaftlich eingesetzt werden kann, d.h. für die gleichzeitige Beschichtung mehrerer Warengestelle zu sorgen, indem die in den Galvanisierraum transportierten Warengestelle an ansprechende Kathodenvorrichtungen nacheinander übergeben werden. Des weiteren ist mit relativ einfachen Mitteln zu verhindern, daß der Elektrolyt durch Eindiffundieren von Luft und Feuchtigkeit geschädigt wird bzw. der Elektrolyt bei der Warenentnahme ausgeschleppt wird. Letztlich muß im Hinblick auf ein technisch einwandfreies Aluminierverfahren auch gewährleistet sein, daß das sorgfältig vorbehandelte Warengut vor der Aluminierung nicht in der Flüssigkeitsschleuse kontaminiert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vor- und Hauptkammer der Chargier- und der Dechargierschleuse über je eine U-förmige, mit einem aprotischen Lösungsmittel-gefüllte Flüssigkeitsschleuse miteinander verbunden sind, daß die die zu behandelnden Waren tragen-' den Warenträger mit Hilfe eines ersten endlosen Kettenförderers von der Vorkammer über die Flüssigkeitsschleuse und Hauptkammer der Chargierschleuse in den Galvanisiertrog befördert und dort selbsttätig an die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung abgegeben werden und daß die Warenträger nach der Behandlung der Waren mit Hilfe eines zweiten endlosen Kettenförderers selbsttätig von den Tragarmen der Kontaktier- und Haltevorrichtung abgenommen, aus dem Galvanisiertrog herausgehoben und über die Flüssigkeitsschleuse und Vorkammer der Dechargierschleuse heraus befördert werden.
  • Gegenüber der bekannten Bauart nach der DE-OS 27 16 805 unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch, daß die Vor- und Hauptkammer der Chargier- und Dechargierschleuse nicht über eine Schiebetür miteinander in Verbindung stehen, sondern über eine Flüssigkeitsschleuse, die eine völlige Trennung der Vorkammer von der Hauptkammer erlaubt, was ein Eindiffundieren von Luft und Feuchtigkeit praktisch unmöglich macht. Dieses Prinzip kann man sich auch so verdeutlichen, daß die über dem Elektrolytspiegel angeordnete vorzugsweise als Lösungsmittel-Kondensationsraum ausgebildete Hauptkammer gegen die danebenliegende, mit Inertgas flutbare Vorschleuse durch eine gemeinsame vertikale Trennwand, die in einen Trog mit Inertflüssigkeit eintaucht, abgedichtet bzw. kommunizierend verbunden ist. Mit Hilfe der an sich bekannten endlosen Kettenförderer werden dann die die Waren tragenden Warenträger von der mit Inertgas gefluteten Vorschleuse über die U-förmige Flüssigkeitsschleuse und die mit Inertgas gefüllte Hauptkammer in den Galvanisiertrog eingebracht und dort selbsttätig an die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung-abgegeben.
  • Da die zu galvanisierende Ware in einem einwandfreien gereinigten Zustand in den Al-Elektrolyten gebracht werden muß, ist es unbedingt notwendig, daß die Inertflüssigkeit der Flüssigkeitsschleuse der Chargierschleuse nicht verunreinigt wird. Vor allem dürfen sich in dieser Flüssigkeit keine Feststoffe bilden, da diese sonst später auf der Warenoberfläche bei der galvanischen Abscheidung die Haftfähigkeit verschlechtern und Porenbildung bewirken können. Das Ausfallen von festen Al-Verbindungen (Hydroxyde) in der Inertflüssigkeit, etwa bedingt durch das Einschleppen von Al-Elektrolyt aus dem Elektrolytbad während des Ausbringprozesses, und durch Restsauerstoff oder Luftfeuchtigkeit von der Vorschleuse her, muß aufgrund der. einsetzenden chemischen Reaktion daher unbedingt vermieden werden. Dieses Problem wird im Hinblick auf die DE-OS 29 01 586 einfach und ganz sicher erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man außer der Chargierschleuse noch eine Dechargierschleuse vorsieht, die im wesentlichen den gleichen Aufbau erhalten kann. Neben dem Vorteil des Entfallens etwaiger langwieriger Filtrationen bei der Chargierschleuse ergibt sich auch noch ein anderer wesentlicher Vorteil, nämlich eine erhebliche Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung, weil eine mit zwei Schleusensystemen versehene Aluminieranlage eventuell gleichzeitig im Takt sowohl mit Warenträgern bestückt als auch entleert werden kann.
  • Die selbsttätige Übergabe bzw. Entnahme der Warenträger an die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung kann in vorteilhafter Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß die Warenträger mit einer Transportstange versehen sind, an die hakenförmige Mitnehmer der Kettenförderer angreifen und deren Enden als Trag- und Kontaktierungszapfen ausgebildet sind, die mit entsprechend pfannenförmig ausgebildeten Enden der gabelförmig ausgebildeten Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung zusammenwirken.
  • Vorzugsweise weisen der Querschnitt der Trag- und Kontaktierungszapfen sowie die pfannenförmig ausgebildeten Enden der Tragarme ein quadratisches Profil auf, wodurch sich ein guter Stromübergang ergibt.
  • Wie bei der bekannten Vorrichtung nach der DE-PS 27 16 805, ist auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung" zwischen dem Galvanisiertrog und der Flüssigkeitsschleuse der Dechargierschleuse eine Spülzone vorgesehen, wobei in vorteilhafter Weise die Ausbringöffnung im Galvanisiertrog für das Warengestell mit einem schachtförmigen Kondensationsraum versehen ist, der mit der Hauptkammer der Dechargierschleuse in Verbindung steht. Damit wird verhindert, daß Lösungsmittel mit Alkyldämpfen in die Inertflüssigkeit der Flüssigkeitsschleuse gelangen.
  • Vorzugsweise enthält der schachtförmige Kondensationsraum Sprühdüsen zum Versprühen eines mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittels. Durch diese Reinigungsmöglichkeit der Waren bzw. Warenträger nach der galvanischen Aluminierung wird die Inertflüssigkeit in der Flüssigkeitsschleuse der Dechargierschleuse nur in geringem Maße verschmutzt. Weiter können im Kondensationsraum die aluminierten Warenträger unmittelbar nach dem Verlassen des Elektrolytbades vorteilhaft gereinigt werden, wodurch die Ausschleppung von Al-Elektrolyten möglichst gering gehalten werden kann.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung im Schnitt,
    • Figur 2 eine Seitenansicht von links auf eine Vorrichtung gemäß Figur 1,
    • Figur 3 eine Ansicht von oben auf die nur im Prinzip dargestellte Galvanisierwanne und
    • Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Warenträgers.
  • Die Galvanisierwanne der dargestellten Vorrichtung besteht aus einem kreisringförmigen und rotationssymmetrisch ausgebildeten Elektrolyttrog 1, einem oberen Abschlußdeckel 2, einer oberen Abschlußhaube 3 und einer unteren Abschlußhaube 4. Der Elektrolyttrog ist in eine ebenfalls kreisringförmige und rotationssymmetrixh ausgebildete Heizwanne 5 eingehängt, welche der Aufnahme eines Heizbades 6, beispielsweise eines Ölbades, dient. Die Beheizung des Heizbades- 6 kann, wie im dargestellten Fall, über Heizpatronen 7 oder auch durch den Anschluß an eine Umlaufheizung vorgenommen werden. Der Elektrolyttrog 1 und die Heizwanne 5 sind zusammen in ein Gestell 8 eingehängt, welches der gesamten Vorrichtung die erforderliche statische Festigkeit verleiht. An die zylindrische Außenwand des Elektrolyttroges 1 ist der im wesentlichen kreisringförmig ausgebildete obere Abschlußdeckel 2 angeflanscht, welcher seinerseits mit der oberen Abschlußhaube 3 verbunden ist. Der obere Abschlußdeckel 2 weist zwei um 90° versetzte innere Schleusenöffnungen 9 und 10 auf, wie Figur 3 zeigt. In Figur 1 ist nur die Schleusenöffnung 9 im Abschlußdeckel 2 ersichtlich.
  • Wie Figur 3 zeigt, sind am Umfang des oberen Abschlußdeckels 2 verteilte Öffnungen durch abnehmbare Deckelsegmente 11 verschlossen. Die untere Abschlußhaube 4 ist an die gegenüber der Außenwand eine geringe Höhe aufweisende zylindrische Innenwand des Elektrolyttroges 1 angeflanscht. Durch die verschiedenen Höhen von Außenwand und Innenwand des Elektrolyttroges 1 entsteht in der Galvanisierwanne ein freier Raum zwischen dem oberen Abschlußdeckel 2 und der oberen Abschlußhaube 3 einerseits und der unteren Abschlußhaube 4 andererseits. Dieser freie Raum ist für die Unterbringung einer insgesamt mit 12 bezeichneten Kontaktier- und Haltevorrichtung vorgesehen. Die Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 besteht aus einem Rotor 121, welcher insgesamt 12 in gleichmäßiger Teilung angebrachte Tragarme 122 mit Aufnehmern 123 an den gabelförmigen Enden aufweist. Die in Bezug auf den Elektrolyttrog 1 zentral ausgerichtete Welle 124 des Rotors 121 ist mit Hilfe von zwei gasdichten Flanschllagern 125 drehbar gelagert und nach unten hin auf ein mit dem Gestell 8 verbundenes Axiallager 126 abgestützt.
  • Der Antrieb des Rotors 121 erfolgt oberhalb der oberen Abschlußhaube 3 über Kegelräder 127 und 128 von einem Getriebemotor 129, welcher in explosionsgeschützter Bauart ausgeführt ist. Jeder der 12 Tragarme 122 besitzt einen separaten Kathodenanschluß 130, wobei in der Zeichnung lediglich der Kathodenanschluß für den in der Schnittebene der Figur 1 liegenden Tragarme 122 dargestellt ist. Die Verbindung der Kathodenanschlüsse 130 mit den zugehörigen Aufnehmern 123 kann über Kohlebürsten und Schleifringe erfolgen, was jedoch in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.
  • Wie aus Figur 4 näher ersichtlich ist, sind die freien Enden der Tragarme 122 gabelförmig ausgebildet und tragen an den.Enden die Aufnehmer 123, die zwecks guter Kontaktierung ein Dreieckprofil aufweisen, in welche die entsprechend äusgebildetren Enden einer mit einem Warenträger 14 versehenen Transportstange 141 eingehängt werden können. Durch das quadratische Profil der Kontaktierungszapfen 142 und die entsprechend ausgebildeten Aufnehmer 123 wird der Stromübergang begünstigt. Die Warenträger 14 können beispielsweise aus einer Art Rahmen bestehen, in welchem die zu aluminierenden Werkstücke, beispielsweise mit Hilfe von elektrisch leitenden Haltedrähten befestigt sind. Die Werkstücke können somit durch die Drehbewegung der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 auf einer kreisförmigen Umlaufbahn durch einen in dem.Elektrolyttrog 1 befindlichenElektrolyten 15 geführt werden. In gleichen Abständen zu der Umlaufbahn der Warenträger 14 sind in einem äußeren Ring äußere Anodensegmente 16 und in einem inneren Ring innere Anodensegmente 17 angeordnet. Die äußeren Anodensegmente 16 sind über isolierende Zwischenstücke an der Außenwand des Elektrolyttroges 1 befestigt, während die inneren Anodensegmente über isolierende Zwischenstücke an der Innenwand des Elektrolyttroges 1 befestigt sind. Die in der Zeichnung nicht näher dargestelle Stromzuführung zu den äußeren und inneren Anodensegmenten 16 bzw. 17 erfolgt auf eine in der Galvanotechnik gebräuchliche Weise, beispielsweise über Kabel, die mit Hilfe von elektrisch isolierten Abdichtungen durch die Wände des Elektrolyttroges 1 und der Eeizwanne 5 hindurchgeführt sind. Die bereits erwähnten abnehmbaren Deckelsegmente 11 des oberen Abschlußdeckels 2 ermöglichen einen raschen Austausch der Anodensegmente 16 und 17 und eine Veränderung des Anodenabstandes.
  • Zum Schutz des sauerstoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten 15 wird die Galvanisierwanne mit einem trockenen Schutzgas beaufschlagt, welches beispielsweise durch einen in der oberen Abschlußhaube 3 angebrachten Stutzen 18 zugeführt und so dosiert wird, daß es stets unter einem leichten Überdruck steht. Auf diese Weise bildet die Galvanisierwanne einen nach außen hin abgeschlossenen, mit Schutzgas beaufschlagten Raum, welcher lediglich durch die beiden bereits früher erwähnten inneren Schleusenöffnungen 9 und 10 das Eindringen bzw. die Entnahme der Warenträger ermöglicht. Damit auch an diesen Stellen keine Umgebungsluft in die Galvanisierwanne eindringen kann, ist oberhalb der inneren Schleusenöffnung 9 ein schachtförmiger Kondensationsraum 19 vorgesehen, an dem eine Chargierschleuse 20 angeschlossen ist. In gleicher Weise ist auch die innere Schleusenöffnung 10 mit einem entsprechenden Kondensationsraum und einer Dechargierschleuse versehen, die praktisch der Chargierschleuse 20 entspricht.
  • Die Chargierschleuse 20 besteht aus einem im Grundriß rechteckförmigen Behälter 201, in welchem sich ein aprotisches Lösungsmittel 21 befindet. Durch eine in das Lösungsmittel 21 eintauchende Trennwand 202 ist der Behälte- 201 unterteilt in eine Vorkammer 203 und eine Hauptkammer 204, wobei letztere in den Kondensationsraum 19 übergeht. Das Lösungsmittel 21 und die in dieses eintauchende Trennwand 202 bilden somit eine Flüssigkeitsschleuse 205, die ein Eindringen von Luft und Feuchtigkeit auch nach Fluten der Vorkammer 203 mit Inertgas in die Hauptkammer 204 und damit in den Elektrolyten 15 unmöglich macht. Die Vorkammer 203 weist eine vakuumdicht verschließbare Eingabeöffnung 206 für die Warenträger 14 auf, die dann mit Hilfe einer endlosen Transportkette 22 von der Vorkammer 203 über die Flüssigkeitsschleuse 205 in die Hauptkammer 204 und von dort über den Kondensationsraum 19 in die Galvanisierwanne eingebracht werden können. Wie insbesondere aus Figur 2 besser zu entnehmen ist, sind durch in den Seitenwänden des Behälters 201 angeordnete Rollen 221 zwei parallel zueinander angeordnete Transportketten 22 vorgesehen, die von einem Getriebemotor 222 und einem Vorgelege 223 gemeinsam über eine Welle 224 antreibbar sind. Zwischen den Transportketten 22 sind Querträger 225 angeordnet, die mit Mitnahmehaken 226 die Transportstangen 141 der Warenträger 14 selbsttätig erfassen und in die Aufnehmer 123 der Tragarme 122 abzulegen vermögen.
  • Zum Beschicken der Galvanisierwanne mit Warenträgern 14 wird die Eingabeöffnung der vorzugsweise zuvor mit Inertgas gefluteten Vorkammer 202 geöffnet, ein Warenträger 14 mit der zu galvanisierenden Ware an die Mitnahmehaken 226 gehängt und die Eingabeöffnung 206 wiederum verschlossen. Anschließend wird die Transporteinrichtung in Gang gesetzt, wobei der Warenträger 14 durch die Flüssigkeitsschleuse 205 hindurchgeführt und über die Hauptkammer 204 an die Aufnehmer 123 der Tragarme 122 abgegeben wird, wobei sich die Mitnehmerhaken 226 selbsttätig von der Transportstange 141 lösen.
  • Die Entnahme der Warenträger 14 geht in gleicher Weise vor sich, nur daß sich die Transportketten in entgegengesetzter Richtung bewegen. Die Mitnahmehaken 226'ergreifen dann selbsttätig die Transportstange 141 der Warenträger 14.
  • Die inneren Schleusenöffnungen 9 und 10 können von außen noch mit Hilfe eines von außen bedienbaren Deckels 23 im Bedarfsfalle verschlossen werden. Dies kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn die Hauptkammer 204 aus irgendwelchen Gründen gelüftet werden muß.
  • Der Kondensationsraum 19 ist bei einer Dechargierschleuse mit Sprühdüsen 191 ausgestattet, zum Absprühen der galvanisierten Waren und der Warenträger mit einem mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittel. Im Bedarfsfalle kann zum Absprühen der Ware der Deckel 23 auch geschlossen werden und das zum Absprühen verwendete Lösungsmittel einem eigenen Kreislauf zugeführt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Elektrolyttrog
    • 2 Abschlußdeckel
    • 3 obere Abschlußhaube
    • 4 untere Abschlußhaube
    • 5 Heizwanne
    • 6 Heizbad
    • 7 Heizpatronen
    • 8 Gestell
    • 9 innere Schleusenöffnung
    • 10 innere Schleusenöffnung
    • 11 Deckelsegment
    • 12 Kontaktier- und Haltevorrichtung
    • 121 Rotor
    • 122 Tragarm
    • 123 Aufnehmer
    • 124 Welle
    • 125 Flanschlager
    • 126 Axiallager
    • 127 Kegelrad
    • 128 "
    • 129 Getriebemotor
    • 130 Kathodenanschluß
    • 14 Warenträger
    • 141 Transportstange
    • 142 Kontaktierungszapfen
    • 15 Elektrolyt
    • 16 äußeres Anodensegment
    • 17 inneres Anodensegment
    • 18 Stutzen
    • 19 Kondensationsraum
    • 191 Sprühdüse
    • 20 Chargierschleuse
    • 201 Behälter
    • 202 Trennwand
    • 203 Vorkammer
    • 204 Hauptkammer
    • 205 Flüssigkeitsschleuse
    • 206 Eingabeöffnung
    • 21 Lösungsmittel
    • 22 Transportkette
    • 221 Rollen
    • 222 Getriebemotor
    • 223 Vorgelege
    • 224 Welle
    • 225 Querträger
    • 226 Mitnahmehaken
    • 23 Deckel

Claims (7)

1. Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einer nach außen abgeschlossenen und mit einem Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne mit einem ringförmig geschlossenen Galvanisiertrog, einer innerhalb der Galvanisierwanne angeordneten, um eine vertikale Drehachse drehbaren Kontaktier- und Haltevorrichtung.mit in einer waagerechten Ebene umlaufenden Tragarmen für Warenträger, und je einer an der Galvanisierwanne angeordneten, aus Vor- und Hauptkammer bestehenden Chargier- und Dechargierschleuse, in welchen von außen bedienbare Warenübergabevorrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Vor- und Hauptkammer (203, 204) der Chargier-und der Dechargierschleuse (20) über je eine U-förmige, mit einem aprotischen Lösungsmittel (21) gefüllte Flüssigkeitsschleuse (205) miteinander verbunden sind, daß die die zu behandelnden Waren tragenden Warenträger (14) mit Hilfe eines ersten endlosen Kettenförderers (22) von der Vorkammer (203) über die Flüssigkeitsschleuse (205) und Hauptkammer (204) der Chargierschleuse (20) in den Galvanisiertrog (1) befördert und dort selbsttätig an die Tragarme (122) der Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) abgegeben werden und daß die Warenträger (14) nach der Behandlung der Waren mit Hilfe eines zweiten endlosen Kettenförderers (22') selbsttätig von den Tragarmen (122) der Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) abgenommen, aus dem Galvanisiertrog (1) herausgehoben und über die Flüssigkeitsschleuse (205') und Vorkammer (203') der Dechargierschleuse (20') aus der Galvanisierwanne herausbefördert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Warenträger (14) mit einer waagerechten Transportstange (141) versehen sind, an die Mitnahmehaken (226, 226') der Kettenförderer (22, 22') angreifen und deren Enden als Kontaktierungszapfen (142) ausgebildet sind, die mit entsprechend pfannenförmig ausgebildeten Aufnehmern (123) der Tragarme (122) der Kontaktier- und Haltevorrichtung (12) zusammenwirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der Kontaktierungszapfen (142) sowie die pfannenförmig ausgebildeten Aufnehmer (123) der Tragarme (122) ein quadratisches Profil aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Elektrolyttrog (1) und der Flüssigkeitsschleuse (205') der Dechargierschleuse (22') eine Spülzone vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die inneren Schleusenöffnungen (9, 10) in der Galvanisierwanne mit je einem schachtförmigen Kondensationsraum (19, 19') versehen sind, der mit der Hauptkammer (204, 204') der Chargier- und der Dechargierschleuse (20, 20') in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der schachtförmige Kondensations- raum (19') der Dechargierschleuse (21') Sprühdüsen (191) zum Versprühen eines mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittels enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Spülflüssigkeit der Spülzone einen eigenen Spülkreislauf aufweist.
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