EP0505967B1

EP0505967B1 - Verfahren zum Abscheiden einer Emaillierschicht

Info

Publication number: EP0505967B1
Application number: EP92104996A
Authority: EP
Inventors: Ferdinand Dr. Hansen; Lutz Dipl.-Ing. Weber (Fh)
Original assignee: Individual
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-03-23
Also published as: ES2107476T3; DE4109933A1; EP0505967A1; DE59208767D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden einer Emaillierschicht nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Unter Elektrotauchemaillierung versteht man den Transport geladener Teilchen in flüssiger Emulsion durch ein angelegtes elektrisches Feld. Im Gegensatz zur Elektrolyse handelt es sich hier um den Transport wesentlich größerer Partikel; außerdem tritt keine chemische und physikalische Veränderung der abgeschiedenen Substanz ein. Bei Berührung mit Wasser als Dispersionsmittel laden sich die Emailteilchen negativ auf und wandern beim Anlegen eines elektrischen Feldes zum Werkstück, das als Anode geschaltet ist. Gleichzeitig bewirkt die Elektroosmose die im abgeschiedenen Emailschlicker entgegengesetzte Bewegung der Flüssigkeit zur Kathode. Die abgeschiedene Emailschicht wird dadurch vorgetrocknet, obwohl das Teil im wässrigen Medium verbleibt.
Werkstückflächen, auf denen keine Emailschicht abgeschieden bzw. ausgebildet werden soll, könnten prinzipell im Rahmen des gattungsgemäßen Verfahrens abgedeckt werden. So kann durch eine im wesentlichen dichte Verbindung zwischen einer von einem Emailauftrag im wesentlichen freizuhaltenden Werkstückfläche und einem Abdeckelement verhindert werden, daß sich auf der freizuhaltenden Werkstückfläche Emailpartikel abscheiden. Die Anordnung und die spätere Abnahme derartiger Abdeckelemente an Werkstücken ist relativ zeitaufwendig, so daß durch derartige Verfahrensschritte die Produktivität gemindert bzw. die Produktionskosten erhöht werden.
Für das Ausscheiden dickerer Emailschichten an einer bestimmten Werkstückfläche ist es weiter bekannt, die Kathode der Werkstückform so angepaßt auszubilden, daß sich zu dieser Werkstückfläche hin ein dichter Verlauf elektrischer Stromlinien, und damit ein ausreichendes Abscheiden von Emailpartikeln ergibt. Die Anpassung der Kathodenform an die Werkstückform ist, insbesondere bei der Fertigung kleiner Serien, aufwendig und damit unwirtschaftlich.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzubilden, daß vorgebbare Werkstückflächen in einfacher und zuverlässiger Weise lediglich mit einer Emailschicht geringer Dicke überzogen werden können, und daß vorgebbare Werkstückbereiche in einfacher und zuverlässiger Weise mit einer Emailschicht größerer Dicke oder mit einer gegenüber anderen Werkstückflächen gleichbleibenden Dicke überzogen werden können.
Der Erfindung liegt weiter die aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur einfachen Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird somit zur Beeinflussung der Dicke einer Emailschicht, die auf einer vorgebbaren Werkstückfläche abgeschieden wird, der vorgebbaren Werkstückfläche im Abstand ein Abschirmelement zugeordnet.
Damit kann in einfacher und sicherer Weise die Dicke der auf einer Werkstückfläche abgeschiedenen Emailschicht beeinflußt werden. Dabei kann, beispielsweise für eine Rückseite eines zu emaillierenden Gegenstandes, die nicht emailliert zu werden braucht, sichergestellt werden, daß dort lediglich eine Emailschicht geringer Dicke aufgetragen wird. Damit wird gegenüber einem vollständigen Freihalten von Email zwar Email eingespart. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht jedoch bei ausreichender Ersparnis an Email gegenüber dem bekannten, dichtenden Abdecken einen schnellen Verfahrensablauf und damit eine hohe Produktivität.
Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einfacher Weise auch sichergestellt werden, daß eine Werkstückfläche mit einer relativ dicken Emailschicht oder eine Emailschicht mit gegenüber den anderen Werkstückflächen gleichbleibender Dicke ausgebildet wird.
Damit kann einerseits erfindungsgemäß in einfacher und kostengünstiger Weise eine Emailschicht dort auf eine relativ geringe Dicke reduziert werden, wo es nicht erforderlich ist, daß eine Emailschicht ausgebildet wird. Andererseits kann damit erfindungsgemäß auch dort, wo dies beispielsweise aus funktionellen oder optischen Gründen erforderlich ist, eine gleichbleibende oder eine verstärkte Dicke der Eamilleschicht erreicht werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für ein Verfahren, bei dem das Werkstück vor dem Eintauchen in das Emailschlickerbad auf einer Tragvorrichtung angeordnet und mit dieser in das Emailschlickerbad eingetaucht wird, wird erfindungsgemäß das Abschirmelement auf der Tragvorrichtung angeordnet; die Zuordnung zu der vorgebbaren Werkstückfläche erfolgt dabei durch Befestigen des Werkstücks auf der Tragvorrichtung.
In besonders vorteilhafter Weise kann dabei das Abschirmelement zumindest bereichsweise auf der dem Werkstück abgewandten Seite einen Isolierabschnitt aufweisen, der mit dem elektrisch leitenden Abschnitt verbunden ist. Durch den Isolierabschnitt kann zum einen das Entstehen eines großen Potentials zwischen der Kathode und dem Werkstück vermieden werden und es wird gleichzeitig sichergestellt, daß sich auf der Oberfläche der Isolierschicht nur im geringen Ausmaß Emailpartikel abscheiden. Damit wird ein andernfalls erforderliches, häufiges Reinigen des Abschirmelementes vermieden. Die Isolierschicht kann dabei mit einer der Größe des leitenden Abschnitts entsprechenden Größe ausgebildet und im wesentlichen vollflächig an dem leitenden Abschnitt anliegend mit diesem verbunden sein. Es kann aber auch der Isolierabschnitt kleiner ausgebildet und nur einen Bereich des leitenden Abschnitts überdeckend mit diesem verbunden sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Abschirmelement eine Abschirmplatte, die mit Abstand im wesentlichen parallel zu der vorgebbaren Werkstückfläche angeordnet ist. Es können dabei sowohl der leitende Abschnitt als auch der Isolierabschnitt plattenförmig ausgebildet sein und flächig aneinander anliegen.
Bei einem Verfahren für ein Werkstück mit einem flächigen Grundkörper und sich davon im wesentlichen senkrecht erstreckenden Seitenwänden, ist die Abschirmplatte in vorteilhafter Weise so angeordnet, daß sie im wesentlichen in einer Ebene mit Stirnflächen der freien Enden der Seitenwände verläuft.
In vorteilhafter Weise kann die Abschirmung die vorgebbare Werkstückfläche mit einem Überstand überdecken. Damit kann in einfacher Weise sichergestellt werden, daß eine Werkstückfläche, für die lediglich eine geringe Emailschicht abzuscheiden ist, im wesentlichen in ihrer Gesamtheit mit einer Emailschicht der angestrebten geringeren Dicke versehen wird.
Bei im wesentlichen gleichbleibender Vorgehensweise wird bei einem Verfahren, bei dem auf einer vorgebbaren Werkstückfläche eine dickere Emailleschicht abzuscheiden ist, erfindungsgemäß zur Beeinflussung des elektrischen Potentials des Emailschlickerbades gegenüber der vorgebbaren Werkstückfläche dieser ein Abschirmelement zugeordnet, das mindestens einen gekrümmten oder einen prismenförmigen Bereich aufweist. Durch den beispielsweise im Querschnitt gekrümmten oder prismenförmigen Bereich können in einfacher Weise der Verlauf und die Dichte elektrischer Stromlinien bereichsweise so vorgegeben werden, daß in der angestrebten Weise bereichsweise eine dickere Emailschicht abgeschieden wird.
Durch die Form und die Anordnung des Abschirmelementes können beispielsweise unterschiedliche Entfernungen von Werkstückflächen zu der Kathode dahingehend ausgeglichen werden, daß bei einer vorgebbaren Spannung bzw. Stromstärke zwischen der Kathode und dem Werkstück als Anode bei einer vorgebbaren Verweilzeit des Werkstücks in dem Emailschlickerbad eine im wesentlichen gleichmäßige bzw. eine an jeder Stelle hinsichtlich der gestellten Anforderungen zumindestens ausreichende Dicke der Emailschicht erhalten wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für ein Verfahren für ein Werkstück mit einer mit einer Emailschicht zu überziehenden Ausnehmung, wird erfindungsgemäß für ein ausreichendes Abscheiden von Email der Ausnehmung eine Isolierplatte mit einem sich davon zumindest bereichsweise erstreckenden, elektrisch leitenden Abschnitt als Abschirmelement so zugeordnet, daß zwischen Kathode und Anode ein Bereich mit hohem Potentialunterschied entsteht, von dem aus der Ausnehmung über den leitenden Abschnitt Emailpartikel in einer Menge zugeführt werden, die zur Abscheidung einer Emailschicht vorgebbarer Dicke an den Oberflächen der Aussparung ausreicht.
Damit kann in einfacher Weise sichergestellt werden, daß gezielt auch auf Oberflächen von Ausnehmungen, auf denen normalerweise die Dicke der Emailschicht reduziert ist, eine gegenüber den übrigen Werkstückflächen gleichbleibende bzw. verstärkte Emailschicht abgeschieden wird.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der obengenannten Merkmale mit einem Emailschlickerbad mit einer Kathode und einem Anschluß für das Werkstück als Anode wird erfindungsgemäß ein dem Werkstück zuzuordnendes Abschirmelement vorgesehen, mit einem als Nebenanode anzuschließenden, elektrisch leitenden Abschnitt und einem daran befestigten, den elektrisch leitenden Abschnitt bereichsweise abdeckenden Isolierabschnitt. Mit dem erfindungsgemäßen Abschirmelement kann in einfacher und zuverlässiger Weise das Abscheiden von Email an einer zugeordneten Werkstückfläche beeinflußt werden.
In der praktischen Anwendung der Elektro-Tauchemaillierung (ETE) beträgt die Badspannung etwa 80 bis 120 Volt bei einer Stromdichte von 3 bis 6 A/dm² und liegt die elektrische Leitfähigkeit des abzuscheidenden Schlickers zwischen 1500 und 3500 µS/cm. Der Leitwert wird mit Natrium Aluminat auf diesen Wert gebracht, um einen Umgriff der Beschichtung zu erzielen, d.h. Email scheidet sich auch auf der der Kathode abgewandten Seite ab. Der Nachteil des Verfahrens liegt bei der unzureichenden Kantenbeschichtung, da das Email "vorzieht" um die Kanten zu wandern. Nach dem Einbrand zeigt sich an den Kanten ein schwarzer, schmaler Streifen, der die Ware scharfkantig werden läßt.
Es ist somit eine weitere Aufgabe der Erfindung, durch verfahrensmäßige Maßnahmen die Kantenzehrung zu verhindern. Dies kann durch die Maßnahme gemäß den Ansprüchen 11 bis 15 geschehen.
Drei Durchführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren werden anhand der Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Ansicht:

Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Emailschlickerbad mit darin angeordnetem Werkstück gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2: einen Querschnitt durch ein Emailschlickerbad mit darin angeordnetem Werkstück gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3: einen Querschnitt durch ein Emailschlickerbad mit darin angeordnetem Werkstück gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
Fig. 4: eine unvollständige Vorderansicht zur Erläuterung des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 bis Fig. 7: Darstellungen von Prizip-Anordnungen für eine Elektro-Tauchemaillierung mit Hilfskathoden.

In Figur 1 ist ein Werkstück 1 dargestellt, das an seiner Außenfläche 3 mit einer Emailschicht zu versehen ist. Das Werkstück 1 ist in einem Zustand dargestellt, in dem es in ein nicht näher dargestelltes Emailschlickerbad 5, das das Werkstück allseitig umgibt, eingetaucht ist. Das Werkstück 1 weist einen flächigen Grundkörper 7, mit sich davon im wesentlichen senkrecht erstreckenden Seitenwänden 9 auf. Das aus einem leitenden Metall bestehende Werkstück 1 ist in nicht dargestellter Weise als Anode angeschlossen, während gleichfalls in nicht dargestellter Weise dem Emailschlickerbad 5 eine Kathode zugeordnet ist. Für ein Abscheiden von Emailpartikeln 11 auf dem Werkstück 1 wirkt zwischen der Kathode und der Anode eine Gleichspannung. Negativ geladene Emailpartikel 11 werden dabei auf den positiv Werkstückflächen des Werkstückes 1 so abgeschieden, daß sie fest anhaften. Eine derart auf Werkstückflächen des Werkstückes 1 abgeschiedene Emailschicht haftet so gut, daß während eines, dem Eintauchen in das Emailschlickerbad 5 folgenden Reinigungsschrittes lediglich lose anhaftende Emailschlickerpartikel 11 abgespült werden, und daß in einem nachfolgenden Verfahrenschritt in einem Brennofen die abgeschiedene Emailschicht eingebrannt werden kann.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei davon ausgegangen, daß die Rückseite 13 des Werkstückes 1, die sowohl auf der Rückseite der Seitenwände 9 als auch auf der Rückseite des flächigen Grundkörpers 7 ausgebildet ist, als vorgebbare Werkstückfläche nicht zu emaillieren ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Werkstück 1 als Teil einer doppelwandigen Hausgerätetür, wie beispielsweise einer Backofentür, ausgebildet ist. Es ist dabei lediglich erforderlich, daß die Außenfläche 3 emailliert wird.
Um Email einzusparen, das sich bei einem Eintauchen des gesamten Werkstückes 1 in das Emailschlickerbad 5 auf der Rückseite 13 des Werkstückes 1 abscheiden könnte, ist erfindungsgemäß dem Werkstück 1 bzw. dessen Rückseite 13 ein Abschirmelement 15 zugeordnet. Entsprechend der Form des Grundkörpers 7 ist das Abschirmelement als Abschirmplatte ausgebildet. Die Abschirmplatte 15 besteht aus einem gleichfalls plattenförmigen, elektrisch leitenden Abschnitt 17 und einem vollflächig eine von dessen Seiten abdeckenden, mit diesem in nicht dargestellter Weise beispielsweise durch Kleben oder Verschrauben verbundenem Isolierabschnitt 19. Die Abschirmplatte 15 ist erfindungsgemämß so angeordnet, daß der Isolierabschnitt 19 dem Werkstück 1 abgewandt ist. Die Abschirmplatte 15 ist weiterhin im wesentlichen parallel zu dem Grundkörper 7 und im Abstand davon so angeordnet ist, daß die Abschirmplatte 15 im wesentlichen in einer Ebene mit Stirnflächen 21 der freien Enden der Seitenwände 9 verläuft. Zwischen den in Figur 1 dargestellten Seitenwänden 9 und der Abschirmplatte 15 ist jeweils ein Spalt mit einer Spaltbreite derart ausgebildet, daß die Abschirmplatte 15 dem Werkstück 1 in einfacher Weise zugeordnet werden kann. In entsprechender Weise kann die Abschirmplatte 15 den nicht dargestellten oberen und unteren Seitenwänden zugeordnet sein.
In nicht dargestellter Weise ist der leitende Abschnitt 17 der Abschirmplatte 15 als Nebenanode angeschlossen, so daß, wie aus Figur 1 ersichtlich, die Oberfläche des leitenden Abschnittes 17 die gleiche Polarität aufweist, wie die Werkstückflächen des Werkstückes 1; die Polarität ist durch die in Figur 1 eingezeichneten "+"-Zeichen angedeutet.
In dem Raum zwischen der Abschirmplatte 15 und der Rückseite 13 des Werkstückes 1 ergibt sich durch den als Nebenanode angeschlossenen leitenden Abschnitt 17 ein im wesentlichen gleichförmiges Potential. Für dort befindliche Emailpartikel 11' ist deshalb die - außerhalb dieses Raumes durch die Kathode des Emailschlickerbades 5 bewirkte negative Aufladung - neutralisiert. Es werden somit im wesentlichen sowohl durch die Rückseite 13 als auch den leitenden Abschnitt 17 keine Anziehungskräfte auf die dort befindlichen Emailpartikel 11' ausgeübt; an diesen Flächen werden somit nur in geringem Ausmaße und mit geringem Haftungsvermögen Emailpartikel abgeschieden. Damit kann in einfacher Weise erfindungsgemäß Email eingespart werden, weil wirksam verhindert wird, daß an der Rückseite 13 in nennenswertem Ausmaß Email abgeschieden wird. Dies gilt entsprechend für den leitenden Abschnitt 17 der Abschirmplatte 15.
Damit auch an der negativ geladenen Emailpartikeln 11 gegenüberliegenden Außenseite 23 des leitenden Abschnitts 17 keine Emailpartikel 11 abgeschieden werden, ist dort der Isolierabschnitt 19 angeordnet, an dem sich Emailpartikel allenfalls in geringem Ausmaße und mit geringem Haftungsvermögen absetzen.
Wie durch Stromlinien 25 angedeutet, ergibt sich eine hohe Stromlinienformdichte lediglich in bezug auf die mit einer Emailschicht zu versehende Außenseite 3 des Werkstückes 1. Durch die erfindungsgemäße Abschirmmaßnahme des Zuordnens eines Abschirmelementes 15 zu dem Werkstück 1 ergibt sich somit in vorteilhafter Weise auch eine Ausbildung von Stromlinien derart, daß ein Abscheiden von Emailpartikeln 11 auf der Außenseite 3 des Werkstückes 1 gefördert wird.
Das erfindungsgemäße Abschirmelement bzw. die Abschirmplatte 15 kann in vorteilhafter Weise auf einer nicht dargestellten Tragvorrichtung angeordnet werden, auf der das Werkstück 1 befestigt werden kann. Damit ergibt sich in besonders einfacher Weise allein durch Befestigen des Werkstückes 1 auf der Tragvorrichtung, und somit ohne einen weiteren zusätzlichen Verfahrensschritt, eine entsprechende Zuordnung zwischen dem Abschirmelement 15 und dem Werkstück 1. Das Werkstück 1 kann mit der Tragvorrichtung auch einer Vorbehandlung, wie beispielsweise einer Reinigung, vor dem Eintauchen in das Emailschlickerbad 5 unterzogen werden. Es kann dann mit der Tragvorrichtung zusammen in das Email schlickerbad 5 eingetaucht werden und im Anschluß daran einer Nachbehandlung, wie beispielsweise einem Spülvorgang, unterzogen werden.
Bei dem anhand Figur 2 zu erläuternden Verfahren wird im Gegensatz zu dem in Verbindung mit Figur 1 beschriebenen Verfahren kein flächiges Abschirmelement zum Überdecken vorgegebener Werkstückflächen angeordnet. Das Abschirmelement 31 ist vielmehr prismenförmig, vorliegend mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Der in nicht dargestellter Weise als Hilfsanode angeschlossene, leitende Abschnitt 33 weist dabei einen kreisförmigen Querschnitt auf. Ein freiliegender Bereich des leitenden Abschnitts 33 ist einem, vorliegend im Querschnitt Z-förmig ausgebildeten Werkstück 35 zugewandt, angeordnet. An der dem Werkstück 35 abgewandten Seite ist der leitende Abschnitt 33 durch einen Isolierabschnitt 37 abgedeckt, der nach Art einer Hohlzylinderhalbschale ausgebildet ist.
Wie aus den Stromlinien 39 aus Figur 2 ersichtlich, werden negativ geladene Emailpartikel 11 von der positiven Ladung des leitenden Abschnitts 33 angezogen. Damit wird erreicht, daß die dem Abschirmelement 31 gegenüberliegende Werkstückfläche 41 mit einem Emailüberzug versehen wird, dessen Dikke geringer ist als diejenige benachbarter Abschnitte, zu denen sich Stromlinien 43 höherer Dichte ergeben, als dies für den Werkstückflächenbereich 41 der Fall ist.
Durch die Anordnung eines Abschirmelementes 31 kann somit erfindungsgemäß in einfacher Weise sichergestellt werden, daß zum einen an dem dem Abschirmelement 31 gegenüberliegenden Werkstückflächenbereich 41 eine Emailschicht geringerer Dicke abgeschieden wird, während zum anderen, diesem Bereich benachbart, eine Emailschicht größerer Dicke ausgebildet wird. Damit können in einfacher Weise Bereiche des Werkstückes 35, wie beispielsweise das freie Ende 47 und der Kantenbereich 49, die dem Werkstückflächenbereich 41 benachbart sind, mit einer Emailschicht 45 ausreichender Dicke versehen werden, ohne daß es dazu beispielsweise der Anpassung der Kathode an die Form des Werkstückes 35 bedarf.
Wie bereits in Zusammenhang Figur 1 beschrieben, kann auch das Abschirmelement 31 aus Figur 2 in entsprechender Weise an einer nicht dargestellten Tragvorrichtung angeordnet sein, so daß sich die Zuordnung zwischen Abschirmelement 31 und Werkstück 35, ohne daß eine weitere Maßnahme dafür erforderlich ist, in einfacher Weise dadurch ergibt, daß das Werkstück 35 an der Tragvorrichtung befestigt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Zuordnung des Abschirmelementes 33 zu dem Werkstück 35 kann weiter sichergestellt werden, daß die Auswirkungen unterschiedlicher Entfernungen einzelner Bereiche des Werkstückes 35 von der nicht dargestellten Kathode auf die Schichtdicke der sich auf dem Werkstück 35 abscheidenden Emailpartikel 11 ausgeglichen werden. Durch die Anordnung des als Nebenanode angeschlossenen, leitenden Bereiches 33 bzw. des Abschirmelementes 31, beispielsweise in einem Abstand von 10 bis 20 mm von dem Werkstückflächenbereich 41 als vorgebbaren Bereich des Werkstückes 35, wird die Potentialdifferenz der Kathode gegenüber dem Werkstückflächenbereich 41 nämlich in vorgebbarer Weise reduziert. Damit wird erreicht, daß bei einer relativ großen Eintauchdauer bzw. einer relativ großen Spannung bzw. Stromstärke, die erforderlich sind, damit in dem Endbereich 47 bzw. dem Kantenbereich 49 des Werkstückes 35 eine ausreichend dicke Emailschicht abgesschieden wird, die an dem Werkstückflächenbereich 41 abgeschiedene Emailschicht nicht übermäßig dick ist. Damit ist sichergestellt, daß an Bereichen 47 bzw. 49, an denen sich Emailpartikel 11 normalerweise relativ langsam abscheiden sowie an einem Werkstückflächenbereich 41, an dem sich Emailpartikel 11 normalerweise ziemlich schnell abscheiden, eine im wesentlichen gleichmäßige, den Anforderungen genügende Emailschicht abgeschieden wird. Insbesondere wird dabei auch vermieden, daß Bereiche des Werkstückes 35 mit einer übermäßig dicken Email schicht überzogen werden, die während oder nach einem Einbrennen des Emails in einem nachfolgenden Verfahrensschritt zu einem Abplatzen neigen könnte.
Durch die erfindungsgemäße Zuordnung des Abschirmelementes 31 zu dem Werkstück 35 wird somit auch die Voraussetzung dafür geschaffen, daß eine relativ hohe Spannung zwischen Kathode und dem Werkstück als Anode wirken kann und daß eine ausreichende Eintauchzeit vorgegeben werden kann, so daß, ohne daß es zu einer Überbeschichtung, beispielsweise mit Email vermieden ist. Es kann somit in einfacher Weise sichergestellt werden, daß über das gesamte Werkstück 35 eine Emailschicht mit im wesentlichen gleichbleibender Dikke abgeschieden wird, die beispielsweise im Bereich von 200 bis 250 Mikrometern liegen kann.
Sowohl bei dem anhand von Figur 1, wie auch dem anhand von Figur 2 erläuterten Verfahren ist der als Hilfsanode angeschlossene leitende Abschnitt 23 bzw. 33 bereichsweise mit einem Isolierabschnitt 19 bzw. 37 versehen, durch den ein unerwünschter Auftrag von Email auf den leitenden Abschnitten 23 bzw. 33 zumindest weitgehend herabgesetzt wird.
Das anhand der Figuren 3 und 4 beschriebene Verfahren unterscheidet sich von demjenigen der Figuren 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der als Nebenelektrode angeschlossene, leitende Abschnitt nicht parallel zu dem Isolierabschnitt verlaufend angeordnet ist.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, wird der leitende Abschnitt 51 durch einen Schenkel 55 gebildet, der mit einzelnen, im Abstand voneinander angeordneten Halteschenkeln 53 verbunden ist. Die Schenkel 55 und die Halteschenkel 53 stehen dabei im wesentlichen senkrecht aufeinander. Der im wesentlichen senkrecht zu dem Werkstück 57, beispielsweise einer Hausgerätetür verlaufende Schenkel 55 ist über die Halteschenkel 53 mit dem plattenförmig ausgebildeten Isolierabschnitt 59 verbunden. Der Isolierabschnitt 59 verläuft dabei ebenso wie die Halteschenkel 53 im wesentlichen parallel zu dem Werkstück 57.
Der in dem Emailschlickerbad 5 zwischen dem Werkstück 57 und der nicht dargestellten Kathode angeordnete Isolierabschnitt 59, der ebenso wie das Werkstück 57 unvollständig dargestellt ist, erstreckt sich über die Halteschenkel 53 hinaus. Das durch den Isolierabschnitt 59, die Halteschenkel 53 und die Schenkel 55 gebildete, insgesamt mit 61 bezeichnete Abschirmelement ist so angeordnet, daß der Schenkel 55 des leitenden Abschnitts 51 in eine an dem Werkstück 57 ausgebildete Vertiefung 63 ragt bzw. zu dieser hin gerichtet ist.
Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist der Schenkel 55 des leitenden Abschnitts 51 der Ausnehmung 63 entsprechend ausgebildet, so daß über den gesamten Verlauf der umlaufend ausgebildeten Ausnehmung 63 dieser der leitende Abschnitt 51 über Schenkel 55 zugeordnet ist. Über dessen gesamten Verlauf ist der leitende Abschnitt 51 über eine Vielzahl der Halteschenkel 53 mit dem Isolierabschnitt 59 verbunden; in den Figuren ist dabei lediglich ein einziger Verbindungsschenkel dargestellt.
Durch die Zuordnung des leitenden Abschnitts 51 zu der Ausnehmung 63 wird, wie aus Figur 3 ersichtlich, bewirkt, daß zu den Oberflächen der Ausnehmung 63 in ausreichender Menge Emailpartikel gelangen. Damit ist sichergestellt, daß auch auf den Wandungsbereichen der Ausnehmung 63 eine Emailschicht abgeschieden wird, deren Dicke ausreicht, um Anforderungen hinsichtlich der Funktion der Emaillschicht bzw. ihres optischen Eindruckes zu genügen.
Wie in Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben, kann das Abschirmelement 61 auf einer nicht dargestellten Tragvorrichtung angeordnet werden.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wirkt der Isolierabschnitt 59, der mit dem Abschirmelement lediglich bereichsweise über dessen Halteschenkel 53 verbunden ist, als Abschirmung gegenüber der Kathode, wodurch die Stromlinien, bzw. die Strömung von Emailpartikeln zu Werkstückflächen des Werkstücks 57 relativ global in ähnlicher Weise beeinflußt wird, wie dies im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist. Mit dem leitenden Abschnitt 51 bzw. dessen, dem Werkstück 57 bzw. dessen Ausnehmung 63 zugeordneten Schenkel 55 wird der Transfer von Emailpartikeln zu vorgebbaren Werkstückflächen bzw. deren Abscheidung auf diesen Flächen gezielt beeinflußt.
Die Figuren 5 und 6 zeigen prinzipielle Aufbauten von Anordnungen zum Beschichten von Werkstücken mit Emailschlikker im Elektro-Tauchemaillier-Verfahren, wobei Zusatzkathoden zum Einsatz gebracht sind. In einem Emailbecken 71 wird das Schlickerbad 72 über die im wesentlichen an der einen Seite angeordnete Hauptkathode 73 und das im wesentlichen an der gegenüberliegenden Seite angeordnete, zu beschichtende Werkstück 74, das die Anode bildet, an Gleichspannung U1 gelegt. Durch den Stromfluß von der Kathode 73 zum Werkstück 74 wird der Emailschlicker in Richtung auf das Werkstück 74 transportiert und dort abgelagert und zwar bevorzugt auf der der Kathode 73 zugewandten Seite. Um eine Vernachlässigung der Beschichtung an Kanten des Werkstücks 74 zu vermeiden, ist im Nahbereich der bewußt gut zu emaillierenden Kanten im Schlickerbad 72 eine Hilfskathode 75 bzw. 75' angeordnet, die gemäß Fig. 5 gegenüber dem Werkstück 74 ebenfalls mit Gleichspannung U1 und gemäß Fig. 6 mit individueller Gleichspannung U2 beaufschlagt ist. Gemäß Fig. 7 wird die Hilfskathode 75" von außen nicht mit Gleichspannung beaufschlagt. Hier wird die Spannungsdifferenz zwischen dem Werkstück 74 und dem isoliert aufgehängten, elektrischen Leiterstück genutzt, das somit als Kathode dient. Durch Änderung des Kathoden-Werkstück-Abstandes sowie durch Änderung der angelegten Gleichspannung wird den Anforderungen an die Beschichtung Rechnung getragen.
Mit den beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren bzw. den in Verbindung damit beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtungen läßt sich in einfach und schnell durchzuführender Weise die Qualität des Emailauftrags auf Werkstückflächen steigern. Dies gilt sowohl im Hinblick auf die Ausbildung der Schichtdicke des Emailüberzugs wie auch im Hinblick auf dessen Haftvermögen. Damit kann in einfacher und kostengünstiger Weise die Qualität von emaillierten Werkstücken, wie beispielsweise Hausgerätekomponenten, verbessert werden, ohne daß es dazu aufwendiger Verfahrensschritte oder vorrichtungsseitiger Maßnahmen bedarf.

Claims

Verfahren zum Abscheiden einer Emailschicht, bei dem ein Werkstück mit zu emaillierenden Werkstückflächen in ein Emailschlickerbad eingetaucht wird, wobei zwischen einer dem Emailschlickerbad zugeordneten Kathode und dem Werkstück als Anode eine Gleichspannung angelegt wird, um eine Emailschicht auf Werkstückflächen abzuscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Minderung der Dicke einer auf einer vorgegebenen Werkstückteilfläche (13, 41) abzuscheidenden Emailschicht der vorgegebenen Werkstückteilfläche (13, 41) mit Abstand ein einen elektrisch leitend ausgebildeten und als Nebenanode angeschlossenen Abschnitt (17, 33, 55) aufweisendes Abschirmelement (15, 31, 61) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Werkstück vor dem Eintauchen in das Emailschlickerbad auf einer Tragvorrichtung angeordnet wird und mit dieser in das Emailschlickerbad eingetaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (15, 31, 61) auf der Tragvorrichtung angeordnet ist und die Zuordnung zu der vorgebbaren Werkstückfläche (13, 41) durch Befestigen des Werkstücks (1, 35, 57) auf der Tragvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (15, 31, 61) zumindest bereichsweise auf der dem Werkstück (1, 35, 57) abgewandten Seite einen Isolierabschnitt (19, 37, 59) aufweist, der mit dem elektrisch leitenden Abschnitt (17, 33, 35) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement eine Abschirmplatte (15) ist, die mit Abstand im wesentlichen parallel zu der vorgebbaren Werkstückfläche (13) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4 für ein Werkstück mit einem flächigen Grundkörper und sich davon im wesentlichen senkrecht erstreckenden Seitenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplatte (15) im wesentlichen in einer Ebene mit Stirnflächen der freien Enden (21) der Seitenwände (9) verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung die vorgebbare Werkstückfläche mit einem Überstand überdeckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für eine vorgebbare Werkstückfläche, an der zumindest bereichsweise eine dickere Emailschicht abzuscheiden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des elektrischen Potentials des Emailschlickerbades gegenüber der vorgebbaren Werkstückfläche (41) dieser ein Abschirmelement (31) zugeordnet ist, das mindestens einen gekrümmten oder einen prismenförmigen Bereich aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Werkstück mit einer mit einer Emailschicht zu überziehenden Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß für ein ausreichendes Abscheiden von Email der Ausnehmung (63) eine Isolierplatte (59) mit einem elektrisch leitenden Abschnitt (51) als Abschirmelement (61) so zugeordnet ist, daß zwischen Kathode und Anode ein Bereich hoher Stromdichte entsteht, von dem aus der Ausnehmung (63) über den sich zumindest bereichsweise von dem Isolierabschnitt (59) als Schenkel (55) erstreckenden, leitenden Abschnitt (51) Emailpartikel in einer Menge zugeführt werden, die zur Abscheidung einer Emailschicht vorgebbarer Dicke an den Oberflächen der Aussparung (63) ausreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Hauptkathode zusätzliche Hilfskathoden im Nachbereich des Werkstücks im Emailschlickerbad angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskathode gegenüber dem Werkstück mit der an die Hauptkathode angelegten Gleichspannung beaufschlagt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskathode gegenüber dem Werkstück mit einer individuellen Gleichspannung beaufschlagt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskathode isoliert im Emailschlickerbad angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Kathoden und dem Werkstück veränderlich einstellbar ist.