EP0433490A1 - Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von schüttfähigem Gut - Google Patents

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EP0433490A1
EP0433490A1 EP89123785A EP89123785A EP0433490A1 EP 0433490 A1 EP0433490 A1 EP 0433490A1 EP 89123785 A EP89123785 A EP 89123785A EP 89123785 A EP89123785 A EP 89123785A EP 0433490 A1 EP0433490 A1 EP 0433490A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaking
chutes
goods
lock
bulk material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89123785A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Dr.-Dipl.-Chem. Birkle
Johann Gehring
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP89123785A priority Critical patent/EP0433490A1/de
Priority to US07/623,213 priority patent/US5131996A/en
Priority to JP2412246A priority patent/JPH04143300A/ja
Priority to CA002032886A priority patent/CA2032886A1/en
Publication of EP0433490A1 publication Critical patent/EP0433490A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C25D17/16—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk
    • C25D17/22—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk having open containers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S209/00—Classifying, separating, and assorting solids
    • Y10S209/92—Vibratory feed conveyor

Definitions

  • the invention relates to a device for the surface treatment of pourable material, in particular for the electrodeposition of aluminum from aprotic, oxygen-free and water-free aluminum-organic electrolytes, which can be at least partially transported on a conveyor track in a treatment bath.
  • the surface finish of metallic components can extend their lifespan and open up new areas of application.
  • a coating of light metal and iron materials can be useful since they are generally relatively base metals, the surfaces of which can corrode under the influence of the atmosphere.
  • Appropriate pretreatment gives the components a bare surface without a covering layer. After-treatment can be added to the metallic coating.
  • the pourable small parts must be held together so that each individual part has electrical contact.
  • the bulk material to be treated should be spread out to such an extent that the metal can be deposited on the largest possible surface of the goods and that the current density on all parts is as uniform as possible.
  • a further essential requirement for achieving perfect metal coatings with a uniform layer thickness is sufficient mixing of the material during the galvanic processing.
  • the devices for the electrolytic surface coating are equipped with conveyors for the transport of the bulk material through the electrolyte continuously, which, in conjunction with appropriate entrance and exit locks, enables continuous or even intermittent dosing and removal of the goods.
  • both the movement through the electrolyte and the mixing of the material and the transport through the electrolyte must be carried out in such a way that gentle treatment of the material is ensured and sensitive components are not mechanically damaged during the galvanic treatment.
  • electrolytic surface coating in particular bulk electroplating
  • electrochemical surface treatment of pourable material in liquids for example in the electrolytic degreasing in alkaline baths and in the electrolytic pickling or also in the case of electrolytic polishing.
  • the bulk material is switched in the electrolytic surface treatment either as a cathode or as an anode, the circuit being used as an anode, for example in electrolytic polishing, while the bulk material is switched as a cathode, for example in the deposition of aluminum.
  • a device for mass electroplating, in particular for the galvanic deposition of aluminum, a device is also suitable in which an oscillating conveyor with a horizontal and vertical oscillating component is provided for transporting the bulk material through the treatment bath.
  • this device with an oxygen-free and water-free electrolyte, the surface of which is covered by an inert gas inside a container, access to air and moisture must be prevented. Gas, liquid or vacuum locks are therefore provided for loading the bulk material to be processed and for removing it.
  • This vibratory conveyor transports the bulk goods on one using the mass forces fixed conveying path in a horizontal or inclined direction.
  • oblique vibrators or inclined handlebars serve as drive means.
  • Such drives cause vibrations in such a way that the material lifts periodically with the vibration from the support member and carries out micro-throwing movements and is thereby transported at a height in the conveying direction, possibly at a gain.
  • gravity conveyors in the form of downpipes can be provided. Vibratory conveyors of this type require only a relatively low driving force and enable the bulk material to be conveyed gently. You get an intensive movement of goods and a good electrolyte exchange as well as a uniform current consumption over the entire effective surface of the spread goods.
  • a known device for the surface treatment of pourable material contains a conveyor track inclined in one direction with steps.
  • the bulk material throws with an upward component.
  • a swing drive is provided for the conveyor track.
  • the bulk material can lift off the conveyor track during its movement.
  • the degree of contacting is accordingly correspondingly low (US Pat. No. 3,826,355).
  • the invention has for its object to simplify and improve this known device. Furthermore, in comparison to the other known devices, the mixing of the goods should be improved, the range of goods increased and the space requirement reduced.
  • the bulk material is added by the reciprocating conveyor track the downward movement accelerates steadily and is carried along by the static friction until the frictional engagement is broken. From there and during the upward movement, it continues to slide due to its kinetic energy until it is consumed by the sliding friction.
  • the bulk material is moved in a sliding process without lifting off the conveyor track; it therefore always remains in electrical contact with the electrical contacts arranged in the conveyor track. With the fall on the slide and the fall from one slide to the next, you get both a rotation of the material as well as a widespread spread and also good mixing. The result is a correspondingly uniform separation on the entire pourable goods.
  • the slide width can be chosen almost freely. With this device, it is also possible to process larger pourable individual parts.
  • the width of the slides transversely to the direction of movement can be selected at least as large as the length in the direction of movement. If the width of the shaking chutes is chosen to be greater than their length, the bulk material is mixed well and thus uniform separation. With a length of the shaking chute that is greater than its width, the length of time of the bulk material on the shaking chute becomes large in relation to the time of transport within the goods transport device. This gives a correspondingly high deposition rate.
  • an entry lock which can be designed, for example, as a vacuum lock or as a displacement lock and with which essentially the entire width of the upper slide can be loaded.
  • this import lock can be designed as a double lock, so-called tandem lock. In this embodiment there is always one of the two locks ready for emptying onto the shaker slide.
  • All shaking chutes are arranged in a zigzag, each with alternating opposite direction components of the movement and can preferably be provided with a common drive for all shaking chutes.
  • the upper, uncontacted shaking chute only serves for the uniform spreading and distribution of the bulk material on the chute surface and thus acts as a so-called homogenizer.
  • This slide can also be perforated for better distribution of the bulk material.
  • a device for the electrolytic surface coating of pourable material which is to be provided, for example, for the galvanic deposition of aluminum from aprotic, oxygen-free and water-free aluminum-organic electrolytes, contains a conveyor track 2 which consists of three shaking chutes 3, 4 and 5.
  • the upper shaker slide 3 can preferably not be electrically contacted and then serves only as a homogenizer.
  • the shaking chutes 4 and 5, which are each connected as cathodes, for example, can preferably each be assigned two anodes, which are designated 6 and 7 or 8 and 9, and one of which is above and the other below shaking chutes 4 and 5 is arranged.
  • the shaking chutes 4 and 5 can preferably be perforated with two anodes each and thereby enable an effective current flow from the anodes 7 and 9 to the bulk material 10 to be processed, which is indicated only by points within the shaking chutes 4 and 5.
  • the shaking chutes 3 to 5 are each movably supported on pedestals, of which only three are indicated in the figure for simplicity and are designated by 14 to 16.
  • the inclination of the shaking chute is essentially determined by the bulk material 10 to be processed.
  • the conveyor track 2 is assigned two drives, of which only the drive 17 is visible in the figure and that of a drive motor 19 with a preferably variable speed and at least one drive shaft 20, which is provided for the shaking chutes with an eccentric (not visible in FIG. 1).
  • the dwell time of the bulk material 10 on the shaking chute 3 to 5 can be adjusted with the speed of the drive 17.
  • a bearing at the lower end of the drive shaft 20 is designated 23.
  • An entry lock 30 is provided above the conveyor track 2, which can preferably be designed as a two-chamber lock, so-called tandem lock.
  • the two lock chambers are labeled 31 and 32.
  • the lower openings of the lock chambers 31 and 32 are each closed with a locking slide 33 and 34 via lifting elements 36, 37.
  • a closure plate 35 closes the common opening above the homogenizer.
  • This closure plate 35 is dimensioned such that at least approximately the entire width of the shaker chute 3 can be loaded with the bulk material 10 through the import lock 30.
  • Separately controllable locking slides 33 and 34 can preferably be provided to control the entry lock 30.
  • the closure plate 35 is provided with a lifting element 38.
  • the lock chambers 31 and 32 can each be closed in a vacuum-tight manner with a cover (not shown). In this embodiment of the import lock 30, the shaker slide 3 can be loaded alternately from one of the two lock chambers 31 and 32.
  • the conveyor track 2 is also assigned a goods transport device 40, which essentially consists of shopping baskets 41 to 45, which can be transported using a conveyor belt 46 or a conveyor chain.
  • a conveyor drive 47 is provided, which is not shown in the figure for the sake of simplicity and can consist, for example, of a drive motor.
  • the speed of the drive motor can preferably be controllable; the dwell time of the bulk material 10 within the transport device 40 is thus adjustable.
  • Guide rollers 48 to 50 serve to guide the conveyor belt 46.
  • a tilting device which is not detailed, is designated 51 and 52 in the figure and is only indicated as a tilted shopping cart.
  • the goods transport device can be arranged in a device for surface treatment of bulk material 10 made of ferromagnetic material device 40 also consist of an at least partially magnetizable material.
  • the shopping baskets 41 to 45 can be omitted.
  • the conveyor track 2 is arranged with the goods transport device 40 in a preferably gas-tight housing 60, the side walls of which can preferably consist of removable covers 57 and 58 and the cover 59 of which contains the entry lock 30.
  • the housing 60 is provided with a gas supply 62, for example for nitrogen N2, and a spray device 64, for example for toluene spraying.
  • the housing 60 contains an electrolyte 66, the upper mirror 67 of which is indicated in the figure. Above the electrolyte 66 is a gas space 68, which can be filled with nitrogen, for example.
  • the housing 60 is provided on the inside with electrical insulation 69 which is resistant to the electrolyte 66.
  • This insulation 69 can preferably consist of a chemically resistant insulating layer, for example phenolic resin.
  • a shield 71 for field shielding can consist, for example, of hard tissue.
  • a shield 72 is provided between the active part of the conveyor track 2 and the drive 17 for the shaking chutes 3 to 5.
  • the anodes 6 to 9 and optionally the shaking chutes 3 to 5 can be replaced in a simple manner.
  • the goods transport device 40 is accessible by removing the side wall 57.
  • the shopping baskets 41 to 45 are shown within the goods transport device 40.
  • the exit lock 76 is provided with a drive, of which only the drive shaft 78 is indicated.
  • a metering device 120 for the bulk material 10 may be provided, which consists of electrically non-conductive material and feeds the bulk material 10 supplied from the shaking chute 5 to the baskets 44 at intervals.
  • This metering device prevents the bulk goods 10 from jamming between the shopping baskets 41 to 45 and the shield 71. It also causes the lower shaking chute 5 and the anodes 8 and 9 to be electrically isolated from electrically conductive parts of the goods transport device.
  • This metering device can preferably be coupled to the conveyor drive 47 of the goods transport device 40.
  • a conveyor belt 74 for the emptying is indicated by dashed lines, which transports the finished bulk goods 10 to an export lock 76, which is provided with a drive.
  • the width of the inlet lock 30 corresponds approximately to the width B of the shaker chutes 3 to 5, so that the entire width of the shaker chutes can be fed through the inlet lock 30.
  • a drive motor 19 for the slide drive 17 is arranged, which can be coupled directly to one of the two drive shafts 20 and to the second drive shaft, for example by means of a toothed belt or a drive chain.
  • the two eccentrics 21 and the drivers 22 associated with them of the slide drives 17 and 18 illustrates.
  • Anode connections 81 to 86 are shown in the side walls and cathode connections 87 and 88 are shown in the drive housing 80.
  • the anode connections 81 to 86 and cathode connections 87 and 88 are electrically insulated from the housing 60 and additionally chemically resistant to the electrolyte 66.
  • a support frame 90 the chemical and electrical insulation of which are not shown for simplicity, can be designed and mounted below a shaking slide, for example 4, in such a way that it provides a mechanical holder and at the same time a closed power supply system for the shaker slide 4 forms.
  • It consists essentially of two limiting strips 92 and 93 and six tubes 94 to 99.
  • the two laterally attached, for example welded-on limiting strips 92 and 93 are connected to one another by tubes 94 to 99, preferably square tubes, which can be made of steel, for example, and one contain electrically conductive core.
  • They are attached to the shaker slide 4 by a plurality of, for example six, contact screws 100, which are only indicated by crosses in FIG. These contact screws 100 simultaneously form a mechanical connection and a power supply.
  • the cathode connections 87 and 88 are only indicated schematically in the figure. They are electrically insulated from the drivers 22 of the eccentric drives 17 and 18.
  • one of the contact screws 100 which are preferably provided with an enlarged head and can, for example, be made of copper or brass, is in the track 104, which is preferably made of chemically resistant hard tissue, in the embodiment of an electrical contacting of the shaker slide 4 with the support frame 90 can exist, used and screwed to a power supply 106 which passes through the entire support frame 90 and electrically against the support frame is isolated.
  • This power supply is electrically insulated from the support frame 90, for example by means of insulation 108, which can preferably consist of a potting compound made of self-hardening plastic.
  • a seal 110 is inserted between the tube 94 of the support frame 90 and the shaker slide 4.
  • the raceway 104 of the shaker chute 4 is provided with a bearing 112 which serves to transmit the oscillating movement and can, for example, contain a spring element 114 made of steel, which is mounted in a bearing block 116 and provided with a coating of chemically resistant and electrically insulating material, which is not detailed is.
  • the spring element 114 is moved by the eccentric 21.
  • another bearing for example a ball bearing, can also be provided.
  • the shaking chutes 3 to 5 can each be provided with at least one step. Furthermore, it can be useful to use shaking chutes 3 to 5 with different inclinations over their length. The inclination can be greater, for example, at its start facing the cover 58 than at its end facing the cover 57. Furthermore, the inclination can be greater at the beginning and at the end than in the middle. With these embodiments, a jam of the bulk material 10 during its movement on the shaking chutes 3 to 5 can be avoided.
  • a device for the electrolytic deposition of aluminum on bulk material is provided.
  • the device according to the invention can also be used for electroless surface treatment, for example for cleaning, pickling or drying pourable goods. It is also suitable for the aftertreatment, for example for chromating, of already coated material.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von schüttfähigem Gut, das auf einer Förderbahn wenigstens teilweise in einem Behandlungsbad transportierbar ist. Erfindungsgemäß ist eine Förderbahn (2) vorgesehen, die aus wenigstens zwei in Förderrichtung geneigten Schüttelrutschen (3 bis 5) mit jeweils abwechselnd etwa entgegengesetzter Bewegungsrichtung des Schüttgutes (10) besteht. In dieser Einrichtung kann das Schüttgut (10) bei guter Durchmischung mit einer großen Warenbandbreite und verhältnismäßig geringem Raumbedarf behandelt werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Oberflä­chenbehandlung von schüttfähigem Gut, insbesondere zum galva­nischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten, das auf einer Förderbahn wenigstens teilweise in einem Behandlungsbad transportierbar ist.
  • Es ist bekannt, daß durch Oberflächenveredlung von metallischen Bauteilen deren Lebensdauer verlängert werden kann und neue Anwendungsgebiete erschlossen werden können. Beispielsweise kann eine Beschichtung von Leichtmetall und Eisenwerkstoffen zweckmäßig sein, da es sich bei ihnen im allgemeinen um ver­hältnismäßig unedle Metalle handelt, deren Oberflächen unter der Einwirkung der Atmosphäre korrodieren können. Durch ent­sprechende Vorbehandlung erhalten die Bauteile eine blanke deckschichtfreie Oberfläche. Die metallische Beschichtung kann durch eine Nachbehandlung ergänzt werden.
  • Während einer galvanischen Bearbeitung müssen die schüttfähigen Kleinteile so zusammengehalten werden, daß jedes Einzelteil elektrischen Kontakt hat. Andererseits soll das zu behandelnde Schüttgut soweit ausgebreitet werden, daß die Metallabscheidung auf einer möglichst großen Warenoberfläche erfolgen kann und eine möglichst gleichmäßige Stromdichte auf allen Teilen ge­währleistet ist. Eine weitere wesentliche Voraussetzung für die Erzielung einwandfreier Metallüberzüge mit einer gleichmäßigen Schichtdicke ist eine ausreichende Durchmischung des Gutes wäh­rend der galvanischen Bearbeitung. Die Einrichtungen zur elek­trolytischen Oberflächenbeschichtung sind mit Fördermitteln für den Transport des Schüttgutes durch den Elektrolyten ausgerü­ stet, durch die in Verbindung mit entsprechenden Ein- und Aus­gangsschleusen eine kontinuierliche oder auch intervallmäßige Eindosierung und Entnahme des Gutes ermöglicht wird. Außerdem muß sowohl die Bewegung durch den Elektrolyten sowie die Durch­mischung des Gutes als auch der Transport durch den Elektroly­ten so vorgenommen werden, daß eine schonende Behandlung des Gutes gewährleistet ist und auch empfindliche Bauteile während der galvanischen Behandlung nicht mechanisch beschädigt werden.
  • Diese Anforderungen sind aber nicht nur bei der elektrolyti­schen Oberflächenbeschichtung, insbesondere dem Massengalvani­sieren gegeben, sondern können beispielsweise auch bei der elektrochemischen Oberflächenbehandlung von schüttfähigem Gut in Flüssigkeiten, wie beispielsweise beim elektrolytischen Entfetten in alkalischen Bädern sowie beim elektrolytischen Beizen oder auch beim elektrolytischen Polieren auftreten. Das schüttfähige Gut wird bei der elektrolytischen Oberflächenbe­handlung entweder als Kathode oder als Anode geschaltet, wobei die Schaltung als Anode beispielsweise beim elektrolytischen Polieren angewandt wird, während beispielsweise bei der Ab­scheidung von Aluminium das Schüttgut als Kathode geschaltet wird.
  • Zur Massengalvanisierung, insbesondere zum galvanischen Ab­scheiden von Aluminium, ist auch eine Einrichtung geeignet, bei der zum Transport des schüttfähigen Gutes durch das Be­handlungsbad ein Schwingförderer mit einer horizontalen und vertikalen Schwingkomponente vorgesehen ist. In dieser Einrich­tung mit einem sauerstoff- und wasserfreien Elektrolyten, des­sen Oberfläche innerhalb eines Behälters durch ein Inertgas bedeckt ist, muß Zutritt von Luft und Feuchtigkeit verhindert werden. Zur Beschickung des zu bearbeitenden Schüttgutes und zur Entnahme sind deshalb Gas-, Flüssigkeits- oder Vakuum­schleusen vorgesehen. Dieser Schwingförderer transportiert das schüttfähige Gut unter Ausnutzung der Massenkräfte auf einem festgelegten Förderweg in waagrechter oder geneigter Richtung. Als Antriebsmittel dienen beispielsweise schrägwirkende Vibra­toren oder schräggestellte Lenker. Durch solche Antriebe werden Schwingungen derart verursacht, daß das Gut periodisch mit der Schwingung vom Tragorgan abhebt und Mikrowurfbewegungen aus­führt und dadurch ggf. unter Gewinn an Höhe in Förderrichtung transportiert wird. Zusätzlich können Schwerkraftförderer in der Form von Fallrohren vorgesehen sein. Solche Schwingförderer erfordern nur eine verhältnismäßig geringe Antriebskraft und ermöglichen eine schonende Förderung des schüttfähigen Gutes. Man erhält eine intensive Warenbewegung und einen guten Elek­trolytaustausch sowie eine gleichmäßige Stromaufnahme über die gesamte effektive Oberfläche des ausgebreiteten Gutes.
  • Eine bekannte Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von schütt­fähigem Gut enthält eine nur in einer Richtung geneigte Förder­bahn mit Treppenstufen. Das Schüttgut führt eine Wurfbewegung mit einer Aufwärtskomponente aus. Zu diesem Zweck ist für die Förderbahn ein Schaukelantrieb vorgesehen. In dieser Ausfüh­rungsform kann das Schüttgut während seiner Bewegung von der Förderbahn abheben. Der Kontaktierungsgrad ist somit entspre­chend gering (US-Patent 3 826 355).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Ein­richtung zu vereinfachen und zu verbessern. Ferner soll im Vergleich zu den weiteren bekannten Einrichtungen die Durch­mischung des Gutes verbessert, die Warenbandbreite erhöht und der Raumbedarf vermindert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn­zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteranspruchen.
  • Mit der Ausbildung der Förderrinne als geneigte Schüttelrutsche wird durch die hin- und hergehende Förderbahn das Schüttgut bei der Abwärtsbewegung stetig beschleunigt und bis zur Durchbre­chung des Reibungsschlusses der ruhenden Reibung mitgenommen. Von da ab und während der Aufwärtsbewegung gleitet es infolge seiner kinetischen Energie solange weiter, bis diese durch die Gleitreibung aufgezehrt ist. Das Schüttgut wird im Gleitverfah­ren ohne Abheben von der Förderbahn bewegt; es bleibt somit immer im elektrischen Kontakt mit den in der Förderbahn ange­ordneten elektrischen Kontakten. Mit dem Fall auf die Rutsche sowie dem Fall von einer Rutsche auf die folgende erhält man sowohl eine Drehung des Gutes als auch eine flächenhafte Aus­breitung und auch eine gute Durchmischung. Die Folge ist eine entsprechend gleichmäßige Abscheidung auf dem gesamten schütt­fähigen Gut.
  • Die Rutschenbreite kann nahezu frei gewählt werden. Mit dieser Einrichtung ist somit auch eine Bearbeitung größerer schütt­fähiger Einzelteile möglich. In einer besonderen Ausführungs­form der Einrichtung kann die Breite der Rutschen quer zur Be­wegungsrichtung wenigstens so groß wie die Länge in der Bewe­gungsrichtung gewählt werden. Wird die Breite der Schüttelrut­schen größer als ihre Länge gewählt, so erhält man eine gute Durchmischung des Schüttgutes und damit eine gleichmäßige Ab­scheidung. Mit einer Länge der Schüttelrutschen, die größer ist als ihre Breite, wird die Verweildauer des Schüttgutes auf der Schüttelrutsche groß im Verhältnis zur Zeit des Transports innerhalb der Warentransporteinrichtung. Damit erhält man eine entsprechend hohe Abscheidungsrate.
  • Oberhalb der Rutschen ist eine Einfuhrschleuse angeordnet, die beispielsweise als Vakuumschleuse oder auch als Verdrängungs­schleuse ausgeführt sein kann und mit der im wesentlichen die gesamte Breite der oberen Rutsche beschickt werden kann. Diese Einfuhrschleuse kann in einer besonderen Ausführungsform als Doppelschleuse, sogenannte Tandemschleuse, ausgeführt sein. In dieser Ausführungsform steht immer eine der beiden Schleusen zur Entleerung auf die Schüttelrutsche bereit.
  • Alle Schüttelrutschen sind im Zickzack mit jeweils abwechselnd etwa entgegengesetzter Richtungskomponente der Bewegung ange­ordnet und können vorzugsweise mit einem gemeinsamen Antrieb für alle Schüttelrutschen versehen sein.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Einrichtung sind nur die zweite und ggf. weitere Schüttelrutschen elektrisch kon­taktiert und die obere, nicht kontaktierte Schüttelrutsche dient nur zur gleichmäßigen Ausbreitung und Verteilung des Schüttgutes auf der Rutschenfläche und wirkt somit als soge­nannter Homogenisator. Zur besseren Verteilung des Schüttgutes kann auch diese Rutsche perforiert sein. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, wenigstens dem Teil der oberen Schüttel­rutsche 3 eine in der Figur nicht dargestellte Anode zuzuord­nen, auf dem das aus der Kippvorrichtung 51 entleerte Schütt­gut 10 erneut transportiert wird.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen sauerstoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten schematisch veranschaulicht ist.
    • Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Einrichtung. In
    • Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Einrichtung und in
    • Fig. 3 ein waagrechter Schnitt durch die Einrichtung darge­stellt. Die
    • Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform eines Tragrahmens, der zugleich als Kontaktrahmen dient, mit aufgesetzter Schüttelrutsche. In
    • Fig. 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung dargestellt.
  • Gemäß Figur 1 enthält eine Einrichtung zur elektrolytischen Oberflächenbeschichtung von schüttfähigem Gut, die beispiels­weise zum galvansichen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten vorgesehen sein soll, eine Förderbahn 2, die aus drei Schüttel­rutschen 3, 4 und 5 besteht. Die obere Schüttelrutsche 3 kann vorzugsweise nicht elektrisch kontaktiert sein und dient dann lediglich als Homogenisator. Den Schüttelrutschen 4 und 5, die beispielsweise jeweils als Kathode geschaltet sind, können vor­zugsweise jeweils zwei Anoden zugeordnet sein, die mit 6 und 7 bzw. 8 und 9 bezeichnet sind und von denen jeweils eine ober­halb und die andere unterhalb der Schüttelrutschen 4 bzw. 5 angeordnet ist. Die für eine Abscheidung wirksame Länge der Schüttelrutschen ergibt sich hauptsächlich durch die Länge L der Anoden 6 bis 9, die beispielsweise L = 80 cm betragen kann. Die Schüttelrutschen 4 und 5 können in dieser Ausführungsform mit jeweils zwei Anoden vorzugsweise perforiert sein und er­möglichen dadurch eine wirksame Stromführung von den Anoden 7 und 9 zum zu bearbeitenden Schüttgut 10, das innerhalb der Schüttelrutschen 4 und 5 lediglich durch Punkte angedeutet ist. Die Schüttelrutschen 3 bis 5 sind jeweils auf Lagerböcken beweglich gelagert, von denen in der Figur zur Vereinfachung lediglich drei angedeutet und mit 14 bis 16 bezeichnet sind. Die in der Figur nicht näher bezeichnete Neigung der Schüttel­rutsche wird im wesentlichen bestimmt durch das zu bearbeitende Schüttgut 10. Der Förderbahn 2 sind zwei Antriebe zugeordnet, von denen nur der Antrieb 17 in der Figur sichtbar ist und der aus einem Antriebsmotor 19 mit vorzugsweise veränderbarer Dreh­zahl und mindestens einer Antriebswelle 20 besteht, welche für die Schüttelrutschen jeweils mit einem in Figur 1 nicht sicht­baren Exzenter versehen ist. Mit der Drehzahl des Antriebs 17 kann die Verweilzeit des Schüttgutes 10 auf dem Schüttelrut­schen 3 bis 5 eingestellt werden. Ein Lager am unteren Ende der Antriebswelle 20 ist mit 23 bezeichnet.
  • Oberhalb der Förderbahn 2 ist eine Einfuhrschleuse 30 vorge­sehen, die vorzugsweise als Zweikammerschleuse, sogenannte Tandemschleuse, ausgeführt sein kann. Die beiden Schleusen­kammern sind mit 31 und 32 bezeichnet. Die unteren Öffnungen der Schleusenkammern 31 und 32 sind jeweils mit einem Sperr­schieber 33 bzw. 34 über Hubelemente 36, 37 verschlossen. Eine Verschlußplatte 35 verschließt die gemeinsame Öffnung oberhalb des Homogenisators. Diese Verschlußplatte 35 ist so bemessen, daß wenigstens annähernd die gesamte Breite der Schüttelrutsche 3 durch die Einfuhrschleuse 30 mit dem Schüttgut 10 beschickt werden kann. Zur Steuerung der Einfuhrschleuse 30 können vor­zugsweise getrennt steuerbare Sperrschieber 33 und 34 vorgese­hen sein. Die Verschlußplatte 35 ist mit Hubelement 38 verse­hen. Die Schleusenkammern 31 und 32 sind jeweils mit einem nicht näher bezeichneten Deckel vakuumdicht verschließbar. In dieser Ausführungsform der Einfuhrschleuse 30 kann die Schüt­telrutsche 3 jeweils abwechselnd aus einer der beiden Schleu­senkammern 31 und 32 beschickt werden.
  • Der Förderbahn 2 ist ferner eine Warentransporteinrichtung 40 zugeordnet, die im wesentlichen aus Warenkörben 41 bis 45 be­steht, die mit Hilfe eines Förderbandes 46 oder auch einer Förderkette transportiert werden können. Zu diesem Zweck ist ein Förderantrieb 47 vorgesehen, der in der Figur zur Verein­fachung nicht näher ausgeführt ist und beispielsweise aus einem Antriebsmotor bestehen kann. Die Drehzahl des Antriebs­motors kann vorzugsweise steuerbar sein; damit ist die Ver­weilzeit des Schüttgutes 10 innerhalb der Transporteinrichtung 40 einstellbar. Führungsrollen 48 bis 50 dienen zur Führung des Förderbandes 46. Jeweils eine nicht näher ausgeführte Kippvor­richtung ist in der Figur mit 51 und 52 bezeichnet und ledig­lich als gekippter Warenkorb angedeutet.
  • In einer Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von Schüttgut 10 aus ferromagnetischem Material kann die Warentransporteinrich­ tung 40 auch aus einem wenigstens teilweise magnetisierbarem Material bestehen. In dieser Ausführungsform können die Waren­körbe 41 bis 45 entfallen.
  • Die Förderbahn 2 ist mit der Warentransporteinrichtung 40 in einem vorzugsweise gasdichten Gehäuse 60 angeordnet, dessen Seitenwände vorzugsweise aus abnehmbaren Deckein 57 bzw. 58 bestehen können und dessen Abdeckung 59 die Einfuhrschleuse 30 enthält. Das Gehäuse 60 ist mit einer Gaszuführung 62, bei­spielsweise für Stickstoff N₂, und einer Sprüheinrichtung 64, beispielsweise zur Toluolsprühung, versehen. Das Gehäuse 60 enthält einen Elektrolyten 66, dessen oberer Spiegel 67 in der Figur angedeutet ist. Oberhalb des Elektrolyten 66 befindet sich ein Gasraum 68, der beispielsweise mit Stickstoff gefüllt sein kann.
  • Das Gehäuse 60 ist innen mit einer elektrischen Isolierung 69 versehen, die gegenüber dem Elektrolyten 66 resistent ist. Diese Isolierung 69 kann vorzugsweise aus einer chemisch resi­stenten Isolierschicht, beispielsweise Phenolharz, bestehen. Eine Abschirmung 71 zur Feldabschirmung kann beispielsweise aus Hartgewebe bestehen. Ferner ist eine Abschirmung 72 zwi­schen dem aktiven Teil der Förderbahn 2 und dem Antrieb 17 für die Schüttelrutschen 3 bis 5 vorgesehen.
  • Durch Abnehmen der Seitenwand 58, die vorzugsweise noch aufge­teilt sein kann, ist in einfacher Weise ein Auswechseln der Anoden 6 bis 9 sowie gegebenenfalls der Schüttelrutschen 3 bis 5 möglich. In gleicher Weise ist durch Abnehmen der Seitenwand 57 die Warentransporteinrichtung 40 zugänglich. Innerhalb der Warentransporteinrichtung 40 sind die Warenkörbe 41 bis 45 dar­gestellt. Die Ausfuhrschleuse 76 ist mit einem Antrieb verse­hen, von dem nur die Antriebswelle 78 angedeutet ist.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Einrichtung kann zwi­ schen der unteren Schüttelrutsche 5 und der Warentransportein­richtung 40 vorzugsweise eine Dosiervorrichtung 120 für das Schüttgut 10 vorgesehen sein, die aus elektrisch nichtleiten­dem Material besteht und das von der Schüttelrutsche 5 zuge­führte Schüttgut 10 in Intervallen den Warenkörben 44 zuführt. Diese Dosiervorrichtung verhindert ein Verklemmen des Schütt­gutes 10 zwischen den Warenkörben 41 bis 45 und der Abschir­mung 71. Sie bewirkt ferner eine galvanische Trennung der unte­ren Schüttelrutsche 5 sowie der Anoden 8 und 9 von elektrisch leitenden Teilen der Warentransporteinrichtung. Diese Dosier­vorrichtung kann vorzugsweise mit dem Förderantrieb 47 der Warentransporteinrichtung 40 gekoppelt sein.
  • In der Seitenansicht gemäß Figur 2 ist ein Förderband 74 für die Entleerung gestrichelt angedeutet, die das fertig bearbei­tete Schüttgut 10 zu einer Ausfuhrschleuse 76 transportiert, die mit einem Antrieb versehen ist. Die Breite der Einfuhr­schleuse 30 entspricht etwa der Breite B der Schüttelrutschen 3 bis 5, so daß die gesamte Breite der Schüttelrutschen durch die Einfuhrschleuse 30 beschickt werden kann. Diese Breite B der Schüttelrutschen 3 bis 5 kann in einer Anlage zur Beschichtung von Schüttgut mit geringer Toleranz der Schichtdicke, d.h. gleichmäßiger Abscheidung beispielsweise wenigstens so groß wie die Länge L und vorzugsweise wesentlich größer, beispielsweise B = 120 cm, gewählt werden. In einer Anlage zur Beschichtung von Schüttgut mit besonders hoher Abscheidungsrate kann dagegen die Breite B geringer als die Länge L, beispielsweise nur B = 40 cm, gewählt werden. Neben der Einfuhrschleuse 30 ist ein Antriebsmotor 19 für den Rutschenantrieb 17 angeordnet, der mit einer der beiden Antriebswellen 20 direkt und mit der zweiten Antriebswelle beispielsweise mittels eines Zahnriemens oder auch einer Antriebskette gekoppelt sein kann.
  • In der Draufsicht gemäß Figur 3 sind die beiden Exzenter 21 und die ihnen zugeordneten Mitnehmer 22 der Rutschenantriebe 17 und 18 veranschaulicht. In den Seitenwänden sind Anodenanschlüsse 81 bis 86 und im Antriebsgehäuse 80 sind Kathodenanschlüsse 87 und 88 dargestellt. Die Anodenanschlüsse 81 bis 86 und Katho­denanschlüsse 87 und 88 sind gegenüber dem Gehäuse 60 elek­trisch isoliert und zusätzlich gegenüber dem Elektrolyten 66 chemisch resistent.
  • In der Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 kann ein Trag­gestell 90, dessen chemische und elektrische Isolierung zur Vereinfachung nicht dargestellt sind, derart ausgebildet und unterhalb einer Schüttelrutsche, beispielsweise 4, derart montiert sein, daß er eine mechanische Halterung und zugleich ein geschlossenes Stromzuführungssystem für die Schüttelrutsche 4 bildet. Er besteht im wesentlichen aus zwei Begrenzungslei­sten 92 und 93 und sechs Rohren 94 bis 99. Die beiden seitlich befestigten, beispielsweise angeschweißten Begrenzungsleisten 92 und 93 sind durch die Rohre 94 bis 99, vorzugsweise Vier­kantrohre, miteinander verbunden, die beispielsweise aus Stahl bestehen können und einen elektrisch leitenden Kern enthalten. Sie sind durch mehrere, beispielsweise jeweils sechs, Kontakt­schrauben 100, die in Figur 4 lediglich durch Kreuze angedeutet sind, an der Schüttelrutsche 4 befestigt. Diese Kontaktschrauben 100 bilden zugleich eine mechanische Verbindung und eine Strom­zuführung. Die Kathodenanschlüsse 87 und 88 sind in der Figur lediglich schematisch angedeutet. Sie sind gegenüber den Mit­nehmern 22 der Exzenterantriebe 17 und 18 elektrisch isoliert.
  • In der Ausführungsform einer elektrischen Kontaktierung der Schüttelrutsche 4 mit dem Traggestell 90 gemäß Figur 6 ist eine der Kontaktschrauben 100, die vorzugsweise mit einem ver­größerten Kopf versehen sind und beispielsweise aus Kupfer oder Messing bestehen können, in die Laufbahn 104, die vorzugsweise aus chemisch resistentem Hartgewebe bestehen kann, eingesetzt und mit einer Stromzuführung 106 verschraubt, die das gesamte Traggestell 90 durchsetzt und gegen das Traggestell elektrisch isoliert ist. Diese Stromzuführung ist gegenüber dem Tragrahmen 90 elektrisch isoliert, beispielsweise mittels einer Isolierung 108, die vorzugsweise aus einer Vergußmasse aus selbsthärten­dem Kunststoff bestehen kann. Zwischen dem Rohr 94 des Tragge­stells 90 und der Schüttelrutsche 4 ist eine Dichtung 110 ein­gelegt. Die Laufbahn 104 der Schüttelrutsche 4 ist mit einem Lager 112 versehen, das zur Übertragung der Schwingbewegung dient und beispielsweise ein Federelement 114 aus Stahl enthal­ten kann, das in einem Lagerbock 116 gelagert und mit einem nicht näher ausgeführten Überzug aus chemisch resistentem und elektrisch isolierendem Material versehen ist. Das Federelement 114 wird vom Exzenter 21 bewegt.
  • Anstelle des Federelementes für die Übertragung der Schwingbe­wegung des Rutschenantriebs zu den Schüttelrutschen 3 bis 5 kann auch eine andere Lagerung, beispielsweise ein Kugellager, vorgesehen sein.
  • Zur besseren Durchmischung des Schüttgutes 10 können die Schüttelrutschen 3 bis 5 mit jeweils wenigstens einer Stufe versehen sein. Ferner kann es zweckmäßig sein, Schüttelrutschen 3 bis 5 mit über ihrer Länge unterschiedlicher Neigung zu ver­wenden. Die Neigung kann beispielsweise an ihrem dem Deckel 58 zugewandten Anfang größer sein als an ihrem dem Deckel 57 zuge­wandten Ende. Ferner kann die Neigung jeweils am Anfang und am Ende größer sein als in der Mitte. Mit diesen Ausführungsformen kann ein Stau des Schüttgutes 10 während seiner Bewegung auf den Schüttelrutschen 3 bis 5 vermieden werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung zur elektrolyti­schen Abscheidung von Aluminium auf schüttfähigem Gut vorgese­hen. Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann jedoch auch zur stromlosen Oberflächenbehandlung, beispielsweise zum Reinigen, Beizen oder Trocknen von schüttfähigem Gut, verwendet werden. Sie ist ferner zur Nachbehandlung, beispielsweise zum Chroma­tieren, von bereits beschichtetem Gut geeignet.

Claims (24)

1. Einrichtung zur Oberflächenbehandlung von schüttfähigem Gut, das auf einer Förderbahn wenigstens teilweise in einem Behand­lungsbad transportierbar ist, gekennzeichnet durch eine Förderbahn (2), die aus wenigstens zwei in Förder­richtung geneigten Schüttelrutschen (3 bis 5) mit etwa entge­gengesetzter Förderrichtung des Schüttgutes (10) besteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 zum galvanischen Abscheiden von Metall aus einem Elektrolyten, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schüttelrutschen (3 bis 5) an ein gemeinsames Potential angeschlossen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die obere Schüttelrutsche (3) poten­tialfrei angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß für die obere Schüttelrutsche (3) eine Schwingung mit größerer Amplitude vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schüttelrutschen (4, 5), die sich in einem Behandlungsbad befinden, wenigstens teilweise perfo­riert sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schüttelrutschen (3 bis 5) mit we­nigstens einer Stufe versehen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schüttelrutschen (3 bis 5) mit über ihrer Länge (L) unterschiedlicher Neigung vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß für die Schüttelrutschen (3 bis 5) ein gemeinsamer Antriebsmotor (19) vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß für die Schüttelrutschen (3 bis 5) ein Antriebsmotor (19) mit steuerbarer Drehzahl vorgesehen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß für die Schüttelrutschen (3 bis 5) mindestens eine Antriebswelle (20) vorgesehen ist, und daß jede Schüttelrutsche (3 bis 5) mit zwei Mitnehmern (22) für einen Exzenter (21) versehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß eine Warentransportiereinrich­tung (40) vorgesehen ist zum Transport des Schüttgutes (10) von der untersten Schüttelrutsche (5) zur obersten Schüttelrutsche (3).
12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß eine Warentransportiereinrich­tung (40) mit einstellbarer Transportgeschwindigkeit vorgesehen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Warentransporteinrichtung (40) ein endloses Förderband (46) für Warenkörbe (41 bis 45) enthält, denen wenigstens eine Kippvorrichtung (51, 52) zuge­ordnet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein Förderband vorgesehen ist, das wenigstens teilweise magnetisierbar ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­kennzeichnet, daß für das innerhalb der Waren­körbe (41 bis 45) transportierte, beschichtete Schüttgut (10) eine Sprüheinrichtung (64) vorgesehen ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Anodenanschlüsse (81 bis 86) und die Kathodenanschlüsse (87, 88) jeweils elektrisch isoliert und zugleich gegen den Zutritt des Elektrolyten (66) geschützt durch das Gehäuse (66) hindurchgeführt sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Innenbeschichtung des Gehäuses (66) als elektrische und chemische Isolierung (69).
18. Einrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Innenbeschichtung aus Phenolharz.
19. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen den Schüttelrutschen (3 bis 5) und der Warentransporteinrichtung (40) eine Abschir­mung (71) vorgesehen ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen den Schüttelrutschen (3 bis 5) und den Exzenterantrieben (17, 18) eine Abschirmung (72) vorgesehen ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 1 zum galvanischen Abscheiden von Aluminium auf schüttfähigem Gut aus einem aprotischen, sauer­stoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten, gekennzeichnet durch ein gasdichtes Gehäuse (60), das mit wenigstens einer Einfuhrschleuse (30) zur Zufüh­rung des schüttfähigen Gutes und wenigstens einer Ausfuhr­schleuse zur Abführung des schüttfähigen Gutes versehen ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß zur Zuführung des Schüttgutes (10) eine Zweikammerschleuse als Einfuhrschleuse (30) vorgese­hen ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Schleusenkammern (31, 32) jeweils mit einem Sperrschieber (33 bzw. 34) versehen sind, die getrennt steuerbar sind.
24. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeich­net durch eine Dosiervorrichtung (120), die zwischen der unteren Schüttelrutsche (5) und der Warentransporteinrichtung (40) angeordnet ist und eine quer zur Bewegungsrichtung des Schüttgutes (10) verlaufende Welle (118) enthält, die mit in Achsrichtung verlaufenden streifenförmigen Trennwänden 119 ver­sehen ist.
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