EP0690151B1

EP0690151B1 - Elektrode zum Galvanischen Beschichten von Bauteilen

Info

Publication number: EP0690151B1
Application number: EP95107450A
Authority: EP
Inventors: Manfred Hiermeier; Paul Bünger; Willi Buchecker
Original assignee: BL Produktions GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: BL Produktions GmbH; MTU Aero Engines AG
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 2001-02-28
Anticipated expiration: 2015-05-17
Also published as: EP0690151A2; DE4419982C1; JPH0841691A; ATE199414T1; DE59509045D1; EP0690151A3; US5618396A

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zum galvanischen Beschichten von Bauteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Elektroden dienen zum Halten und zum elektrischen Kontaktieren von Metallteilen, wenn diese zu ihrer Beschichtung, beispielsweise zum Hartverchromen, in ein galvanisches Bad eingetaucht werden. Um ein unnötiges Umsetzen der Bauteile von der Elektrode zu anderen Haltevorrichtungen beim Wechsel der aufeinander abfolgenden Prozessschritte, wie Spülen, Aufrauhen, Beschichten und Trocknen, zu vermeiden, sollen die Elektroden zumindest während der meisten Verfahrensschritte mit den Bauteilen bestückt bleiben.

Von wesentlichem Einfluß auf die Qualität der Beschichtung ist die störungsfreie elektrische Kontaktierung der Bauteile auf der Elektrode während des Beschichtungsvorganges. Schon eine geringfügig falsche Positionierung der Bauteile gegenüber der Elektrode kann zum Unterschreiten der für die elektrolytische Abscheidung kritischen Stromdichte, die zwischen 20 und 80A/cm² liegt, führen. Die Kontaktierung ist somit bestimmend für die Ausschussquote beim Beschichten. Die bisher häufig angewandte mechanische Kontaktierung der Bauteile mittels Kontaktfedern ist gerade bei der Serienbeschichtung mit großen Stückzahlen wenig geeignet, da eine mechanische Beschädigung der Bauteile meist schwer zu vermeiden ist. Desweiteren stellt sich die Aufstecktätigkeit als sehr arbeitsintensiv und äußerst schlecht automatisierbar heraus. Ein weiteres Problem ist in der Forderung nach teilflächenweiser Beschichtung der Bauteile zu sehen, da beschichtungsfreie Oberflächen des Bauteils heute arbeitsintensiv mittels Abdeckbändern, Lacken, Schutzüberzügen oder dergl. vor der Metallabscheidung geschützt werden müssen.

Aus der US-A- 2911 347 ist es bekannt, galvanisch zu beschichtende, ferromagnetische Platten mit Dauermagneten auf Leisten eines Rahmens zu fixieren. Eine Vielzahl von Magneten ist in der Weise in die Leisten integriert, dass deren Polachsen senkrecht zu der Plattenoberfläche und somit auch senkrecht zu den Kontaktflächen an den Leisten stehen. Die metallischen Leisten sind über einen Großteil ihrer Oberfläche mit einer Kunststoffbeschichtung versehen, die vor elektrolytischem Angriff schützt. Die Stirnflächen der Magnete sind weitgehend ungeschützt, da sie im Betrieb nur von der zu beschichtenden Platte abgedeckt werden. Insbesondere beim Plattenwechsel ist nicht zu vermeiden, dass die Magnete mit dem Galvanisierbad in Kontakt kommen. Korrosionsvorgänge zwischen dem Magnet- und dem Leistenmaterial sind dabei praktisch unvermeidbar.

Die DE-C-2537 362 betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Kleinteilen zum Zwecke der galvanischen Beschichtung, bei der die Kleinteile ebenfalls mittels Dauermagneten fixiert werden. Wegen der geringen Masse der Bauteile (Dioden, Widerstände etc.) sind die erforderlichen magnetischen Kräfte ebenfalls klein. Dabei können die leistenförmigen Magnethalterungen allseitig mit einem relativ dicken, schützenden Isolierüberzug versehen sein. Nur die drahtförmigen Kontaktleisten sind blank.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektrode anzugeben, bei welcher die Bauteile zur Erleichterung der Automatisierbarkeit des Be- und Entstückungsvorganges einfach und zuverlässig auf der Elektrode fixiert werden können, wobei eine sichere Kontaktierung auf der Elektrode sichergestellt sein muss, ohne die Gefahr der mechanischen Beschädigung der Bauelemente beim Be- und Entstücken.

Erfindungsgemäß wir die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, dass der zur sicheren Kontaktierung der Bauteile auf der elektrodenseitigen Kontaktfläche verwendete Magnet im allseitig geschlossenen Hohlraum eines Bauteilträgers in Form eines verschließbaren Profilrohres angeordnet ist. Hierdurch ist der Magnet vor korrosiven Eigenschaften des Galvanikbades oder der Spülbäder geschützt, wodurch eine zuverlässige Haftung der Bauteile auf der Kontaktfläche auch langfristig sichergestellt ist. Der Bauteilträger in Gestalt eines präzisen Profilrohres gewährleistet eine hohe Formgenauigkeit und Stabilität der auf ihm befestigten Kontaktfläche. Der Magnet in seinem Inneren dient nur zur Erzeugung der Haltekraft, ist ansonsten aber mechanisch entlastet, geschützt und problemlos auswechselbar. Für einen störungslosen Stromfluss während des Beschichtungsvorganges ist gesorgt, indem der Stromübergang von der elektrisch leitenden Kontaktfläche unmittelbar in die Wandung des Bauteilträgers erfolgt, welcher mit dem elektrodenseitigen Stromanschluss unmittelbar verbunden ist. Somit wird die stromführende Strecke zwischen den Bauteilen und dem Stromanschluss kurz gehalten. Auch ist die Kontaktfläche entsprechend der für die elektrolytische Abscheidung notwendigen Stromdichte dimensioniert.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 35.

Für die kraftschlüssige Fixierung der Bauteile auf der Kontaktfläche wird ein Dauermagnet bevorzugt, da er im Gegensatz zu einem Elektromagneten für eine unempfindliche Funktion sorgt. In Ausbildung als Dipolmagneten mit Eisenjoch läßt sich im begrenzten Innenraum des Bauteilträgers eine zur kräftigen Fixierung der Bauteile hohe magnetische Feldstärke erzeugen.

Eine qualitative Störung der Beschichtung durch die Magnetwirkung kann ausgeschlossen werden, indem die magnetische Felddichte im Bereich der zu beschichtenden Oberflächen möglichst klein ist. Dies kann erreicht werden, indem der Magnet gegenüber dem Bauteil entsprechend positioniert wird. Die Ausbildung der Elektrode gemäß Anspruch 6 gewährleistet, dass eine einmal gewählte Positionierung des Magneten auch nach erneuter Montage der Elektrode reproduzierbar ist, da durch die Fassung des Magneten im U-profilförmigen Magnetträger sich der Magnet zwischen den Innenwänden des Bauteilträgers zwangsläufig zentriert.

Soll der Magnet zum Auswechseln entnommen werden, so kann dieser mit dem Magnetträger als komplette Einheit aus dem Bauteilträger über eine verschließbare Öffnung herausgezogen und ein neuer Magnet mit Magnetträger wieder hineingeschoben werden.

Die Öffnung mit Verschlusskappe ist vorzugsweise an einem außerhalb des Galvanisierbades gelegenen Ende des Bauteilträgers vorgesehen, so dass in das Innere des Bauteilträgers keine Spülflüssigkeit und kein Elektrolyt eindringen kann.

Die Ausführung der Elektrode bezüglich des Stromanschlusses nach den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 11 führt zu einer Vereinfachung des Aufbaus der Elektrode und stellt vor allem einen störungsunempfindlichen Stromübergang zwischen Stromanschluss und Bauteilträger sicher. Bei der Ausführung des Stromanschlusses mit Schraubgewinde können vom Stromanschluss Betriebs- und Gewichtslasten der Elektrode auf ein Haltegestell übertragen werden, so dass selbst beim Lockern der Schraubverbindung die volle Stromstärke ungestört übertragen werden kann.

Die vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung nach den Merkmalen der Ansprüche 12 bis 16 nehmen Einfluss auf die Kontaktierung der Bauteile mit der Kontaktfläche. So bewirkt die Ausführung der Kontaktfläche als oberflächenseitig im Bauteilträger eingefasster, ferromagnetischer Metallstreifen eine gezielte Beeinflussung des Magnetfeldes. Vorzugsweise handelt es es sich dabei um einen nickelbeschichteten Metallstreifen aus Stahlblech dessen günstige Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit die Standzeit der Kontaktfläche erhöht. Dies gilt insbesondere dann, wenn aus Gründen des Leichtbaues und einer wünschenswerten paramagnetischen Eigenschaft des Bauteilträgers dieser aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Vorteilhaft ist dabei, daß der Magnet auch im unbestückten Zustand der Elektrode kontaktflächenseitig an der Innenwandung des Bauteilträgers haftet, da die Kontaktfläche ferromagnetisch ist. So kann die Elektrode ohne zusätzliche Fixierung des Magneten in jeder Lage bestückt werden. Die formschlüssige und flächige Einfassung des Metallstreifens im Bauteilträger geährleistet einen widerstandsarmen und störungsfreien Stromübergang zwischen Bauteilträger und Kontaktfläche.

Die im Positionsbereich der Bauteile vorgesehenen Nut im Metallstreifen hat eine Blendenwirkung auf die Ausbreitung der magnetischen Feldlinien. Während sich der beidseitig der Längsnut über den Magneten hinausragende Metallstreifen zusammen mit der in diesem Bereich verminderten Wandstärke des Bauteilträgers abschirmend auf die Ausbreitung der magnetischen Feldlinien auswirkt, durchsetzt das Magnetfeld den Bauteilträger im Bereich der Nut nahezu ungeschwächt, so daß die unmittelbar darüberliegenden Bauteile fest auf der Kontaktfläche fixiert sind. Gleichzeitig ermöglicht die Nut die Spülung des Innenraumes hülsenförmiger Bauteile, da dort über die Nut die Spülflüssigkeit austreten kann. Die Ausbildung weiterer Metallstreifen auf der Außenseite des Bauteilträgers dient nicht nur der erweiterten Bestückbarkeit der Elektrode mit Bauteilen, sondern der dem ersten Metallstreifen gegenüberliegende zweite Metallstreifen dient einer symmetrischen Ausbildung des Bauteilträgers, so daß dieser bei thermisch unterschiedlichen Einsatzbedingungen keinen bimetallähnlichen Formänderungen unterliegt.

Durch die Beschichtung des Bauteilträgers mit Kunststoff, vorzugsweise mit Polytetraflourethylen, unter Aussparung der für die Bestückung mit Bauteilen vorgesehenen Kontaktfläche und der elektrischen Kontakstellen wird der Bauteilträger vor korrosiven Einflüssen des Elektrolyts oder der Spülflüssigkeit geschützt. Die Beschichtung mit Polytetraflourethylen ist besonders gegenüber Chrom-Schwefel-Säure beständig, wodurch die Elektrode auch beim Verchromen von Bauteilen Verwendung finden kann. Um eine positionsgenaue Verbindung des Bauteilträgers mit einer die Bauteile tragende Blende zu ermöglichen, weist die Beschichtung planbearbeitete Auflageflächen auf, die insbesondere bei der Verwendung von Polytetraflourethylen als Beschichtungsmaterial eine relative Gleitbewegung zwischen Blende und Bauteilträger erlaubt, so daß sich gewisse thermisch bedingte Dehnungsunterschiede stetig ausgleichen. Die formschlüssige Einfassung der Beschichtung in Randnähe zur Auflagefläche verhütet ein vorzeitiges Ablösen und Unterwandern der Beschichtung.

Ist eine exakte Positionierung der Bauteile über die Kontaktfläche hinweg erforderlich oder soll nur eine Teilfläche der Bauteile beschichtet werden so läßt sich der Bauteilträger mit einer Blende gemäß den Patentansprüchen 22 bis 33 verbinden. Weist der Bauteilträger zur Erhöhung der Bestückungskapazität mehrere separat ausgebildete Kontaktflächen auf, so kann er dementsprechend mit mehreren Blenden verbunden werden. Sollen die Bauteile nur teilflächenweise beschichtet werden, so empfiehlt sich die Verwendung von Blenden mit Bauteilaufnahmen, die die beschichtungsfreien Flächen der Bauteile vom unmittelbaren Kontakt mit dem stromführenden Elektrolyt abschirmen.

Während also die zu beschichtende Fläche unmittelbar vom stromführenden Elektrolyt benetzt wird, wird die übrige Kontur der Bauteile von der Blende umschlossen. Die Bauteilaufnahmen sind als, der Kontur des Bauteils entsprechende Ausnehmungen in der Blende ausgeführt. Sind zylindrische Bauteile oder Drehteile zur Beschichtung vorgesehen, so dienen Bohrlöcher als Bauteilaufnahmen, deren Bohrlochdurchmesser dem Durchmesser des Bauteils angepaßt ist. Sind diese Bohrlöcher mit einer Senkung versehen, so vereinfacht dies die Bestückbarkeit der Bauteilaufnahmen. Je nach Ausführung des Senkwinkels kann auch Einfluß auf die Geometrie der Schicht genommen werden. So läßt sich beispielsweise eine Schicht mit konischem Verlauf erzeugen.

Um die Spülbarkeit der Blende und Bauteile während des galvanischen Prozesses oder beim Spülen zu ermöglichen, weist die Blende einen oder mehrere Spülkanäle auf, die sich vorzugsweise in Längsrichtung der Blende erstrecken. Somit lassen sich die innerhalb der Blende liegende Bauteilflächen der Reihe nach benetzen. Hierbei ist die Blende aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt, so daß ein Beschichten der im Spülkanal liegenden Bauteiloberflächen beim Eintauchen in das galvanische Bad vermieden wird. Die Stromdichte im Spülkanal wird durch die isolierende Blende jedenfalls so weit abgesenkt, daß eine Beschichtung ausbleibt.

Desweiteren sind an der Blende längsverlaufende Führungsflächen vorgesehen, die im Zusammenwirken mit Auflageflächen des Bauteilträgers eine exakte Positionierung der Blende gegenüber dem Bauteilträger gewährleistet. Die Gestaltung der Führungs- und Auflageflächen dulden dabei eine unterschiedliche Längendehnung der Blende und des Bauteilträgers. Dabei ergibt sich eine geringfügige Verschiebung der Bauteile in Längsrichtung der ebenen Kontaktfläche ohne jedoch den Stromübergang zu stören.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfoglend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine Explosionszeichnung einer Elektrode mit angedeutetem Montageablauf,
Fig. 2: eine Seitenansicht der komplett montierten Elektrode,
Fig. 3a: einen vergrößerten Querschnitt durch die Elektrode gemäß Fig. 2,
Fig. 3b: einen Querschnitt einer Elektrode mit doppelseitiger Bestückungsmöglichkeit,
Fig. 4: eine Ausschnittsvergrößerung im Bereich der Kontaktfläche der Elektrode,
Fig. 5: eine Ansicht eines Bauteilträgers der Elektrode nach Fig. 1,
Fig. 6: eine Ansicht einer Blende der Elektrode nach Fig. 1 und
Fig. 7: einen Querschnitt durch die Blende gemäß Fig. 5 im Bereich eines Positioniermittels

Die in Fig. 1 im demontierten Zustand gezeigte Elektrode 1 umfaßt als Baugruppen einen stabförmigen Bauteilträger 2, einen stabförmigen Magneten 3, eine langgestreckte Blende 4, Klemmittel 5 und eine Kappe 6. Zu einer wie in Fig. 2 gezeigten kopmpletten Elektrode 1 werden die Baugruppen wie folgt zusammengefügt: Über eine an einem Ende des Bauteilträgers 2 ausgebildete Öffnung 7 wird der Magnet 3 bis zum Anschlag an das verschlossene Ende des Bauteilträgers 2 eingeschoben. Nach Aufschieben von Dichtringen 8 auf eine öffnungsseitige Flanschfläche 9 des Bauteilträgers 2 wird die Öffnung 7 mit einer Kappe 6 durch Aufschrauben verschlossen. Darauf hin wird die Blende 4 mit ihren Führungsflächen 10 derart auf die am Bauteilträger 2 ausgebildete Auflagefläche 11 aufgesteckt, daß die Blende 4 parallel zum Bauteilträger 2 verläuft. Durch Anbringen der Klemmittel 5 wird ein lösbarer Verbund zwischen Bauteilträger 2 und Blende 4 hergestellt. Die nun komplettierte Elektrode 1 kann jetzt mit einem Satz von Bauteilen 12 bestückt werden, wie dies in Fig. 1 beispielhaft für ein Bauteil 12 gezeigt ist.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine bestückte bzw. doppelt bestückte Elektrode 1, 1' mit ihren Baugruppen 2,3,4 und 5 im Querschnitt. Der geradlinig verlaufende Bauteilträger 2 wird von einem Aluminiumprofilrohr mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Die Kanten 13 des Bauteilträgers sind innen durch eine schräg verlaufende Wandpartie im Hohlraum 14 verstärkt ausgeführt, so daß sich eine höhere Biegesteifigkeit für den Bauteilträger 2 ergibt. Der Hohlraum 14 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Bauteilträgers 2 und ist an beiden Enden abgeschlossen. An zwei gegenüberliegenden Längsflächen 15 des Bauteilträgers 2 ist jeweils ein vernickelter Stahlblech-Metallstreifen 16 im Bauteilträger 2 oberflächenseitig eingefaßt. Durch die formschlüssigen Einfassungen 17 am Rand 18 des Metallstreifens 16 sind diese quer zur tung des Bauteilträgers 2 fest eingefaßt, während sie in Längsrichtung L Dehnungsbewegungen der Metallstreifen 16 in Längsrichtung L erlauben. Oberflächenseitig weist einer der beiden Metallstreifen 16a, b eine in Längsrichtung L verlaufende, rechteckige Kontaktfläche 19 auf, die zur flächigen Kontaktierung mit längs der Kontaktfläche 19 aufgereihten Bauteilen 12 planbearbeitet ist. Die Kontaktfläche 19 wird von einer mittig in den Metallstreifen 16a eingearbeiteten Nut 20 mit rechteckigem Querschnitt unterbrochen.

Fig. 4 zeigt, wie die Nut 20 die Dicke dl des Metallstreifens 16a bis auf die Restdicke d2 vermindert. Wie in Fig. 5 ersichtlich, verläuft die Nut 20 über die gesamte Länge des Metallstreifens 16a bzw. dessen Kontaktfläche 19. Die Kontaktflächenbreite b ist etwas größer gehalten als der Durchmesser des Bauteils 12 im Bereich der Kontaktfläche 19 so daß auch etwas größere als die abgebildeten Bauteile 12 aufgenommen werden können.

Wie aus den Fig. 3a und 3b ersichtlich, sind die Bauteile 12,12' als hohle, stabförmige Drehteile dargestellt, deren Drehachse R,R' in der Querschnittsdarstellung gemäß der Fig. 3a und 3b mit der senkrecht auf der Längsachse L stehenden Symmetrieachse S,S' der Elektrode 1 bzw. 1' zusammenfällt. Die Bauteile 12 stehen somit senkrecht auf der Kontaktfläche 19. Fixiert werden die Bauteile 12 auf der Kontaktfläche 19 von einem im Hohlraum 14 des Bauteilträgers 2 eingeschlossenen, längs des Metallstreifens 16a sich erstreckenden Magneten, dessen Polachse bzw. Polebene P in den Fig. 3a und 3b mit der Symmetrieachse S und in der Drehteilachse R,R' zusammenfällt, wodurch die magnetischen Feldlinien zum besseren Halt der Bauteile 12,12' zentrisch auf diese ausgerichtet sind.

Der als Dauermagnet ausgeführte Magnet 3 gemäß der Fig. 3a, setzt sich aus zwei parallel, von einem Zwischenstück beabstandete Polleisten 22 mit rechteckigem Querschnitt aus einem Joch 23 und einem U-profilförmigen Magnetträger 24 zusammen. Aufgrund der vom Magneten 3 auf die Bauteile 12 und auf den ferromagnetischen Metallstreifen 16a ausgeübten Magnetkraft haften die zwischen den Flanken 25 des Magnetträgers 24 eingefaßten Polleisten 22 flächig auf der planbearbeiteten bauteilseitigen Wandung des Bauteilträgers 2. Einen wesentlichen Einfluß auf Ausdehnung und Stärke des Magnetfeldes übt der Metallstreifen 16a mit seienr Nut 20 aus. So überragt der Metallstreifen 16a die Polleisten 22 in Breite und Länge, wodurch eine gewisse Abschirmung des Magnetfeldes erzielt wird. Über die im Bereich der Nut 20 verbleibende Restdicke d2 des Metallstreifens 16a sowie die verbleibende Wandstärke d3 zwischen Magnetstreifen 16a und Magneten 3 läßt sich die Haltekraft zum Fixieren der zentrisch oberhalb der Nut 20 angeordneten ferromagnetischen Bauteile 12 einstellen. Durch die Anordnung des ferromagnetischen Metallstreifens 16a zwischen Magneten 3 und Bauteilen 12 lassen sich diese an der Elektrode 1 fixieren ohne daß die Beschichtung durch die magnetischen Feldlinien gestört wird. Zum Schutz des Bauteilträgers 2 vor den elektrochemischen Eigenschaften des Galvanikbades ist der Bauteilträger 2 ringsum unter Aussparung der Kontaktfläche 19 und anderer elektrischer Kontaktstellen mit einer Schutzschicht 26 überzogen. Jeweils beidseitig der kontaktflächenseitigen Längskanten 13 ist die Schutzschicht 26 planbearbeitet. Die hierdurch sich ausbildenden Auflageflächen 11 dienen den Führungsflächen 10 zur zentrischen Positionierung der Blende 4 gegenüber dem Bauteilträger 2.

Zum Einschieben und Herausnehmen des Magneten 3 dient die am Ende des Bauteilträgers 2 ausgebildete Öffnung 7.

Fig. 5 zeigt die Öffnung 7 im unverschlossenen Zustand, wobei ein um die Öffnung 7 angebrachtes Außengewinde 27 zum Verschluß der Öffnung 7 mittels der Klappe 6 dient, wie dies in Fig. 2 gezeigt wird. Über die Klappe 6 und/oder über die mit dem Metallstreifen 16a verbundene Anlötfahne 36 läßt sich die Elektrode 1 an eine Stromquelle anschließen.

Wie den Fig. 3a und 6 zu entnehmen, weist die Blende 4 zur Aufnahme jeweils eines drehsymmetrischen Bauteils 12 Paare von Bohrlöchern als Bauteilaufnahmen 28 auf. Die entsprechend der Bauteilkontur ausgebildeten Bohrlöcher eines Paares sind koaxial zueinander ausgerichtet und stehen mit ihrer Bohrlochachse B senkrecht auf der Längsachse L bzw. fallen in Fig. 3a mit der Symmetrieachse S zusammen. Wie in Fig. 6 ersichtlich sind die in einer Reihe angeordneten Bauteilaufnahmen 28 abschnittsweise in Längsrichtung L voneinander beabstandet, so daß Interferenzeinflüsse bei der Beschichtung der Bauteile 12 ausgeschlosssen werden können. Bei der in Fig. 3a dargestellten Blende 4 ist ein als innerhalb der Blende 4 sich erstreckende Bohrung ausgeführter Spülkanal 29a vorgesehen. Durch die diametral gegenüberliegende Anordnung der Bohrlöcher der Paare durchdringen die Bauteile 12 den Spülkanal 29a, womit die Spülbarkeit der von der Beschichtung frei zu bleibenden Oberflächen der Bauteile 12 gewährleistet ist. Durch an den Bohrlöchern angebrachte Senkungen und Radien 30 wird das Ein- und Ausbringen der Bauteile 12 begünstigt. Da bei dem in Fig. 3a dargestellten Bauteil 12 nur die Stirnfläche beschichtet werden soll, weist das Bauteil 12 gegenüber der Bauteilaufnahme 28 einen Unterstand auf. Die Mantelfläche des Bauteils 12 bleibt somit unbeschichtet. Demgegenüber weist das Bauteil 12' gemäß Fig. 3b gegenüber der Bauteilaufnahme 28' einen Überstand auf, so daß der aus der Blende 4 herausragende Teil des Bauteils 12' beschichtet wird. Für die Bespülbarkeit des aus der Bauteilaufnahme 28 bauteilträgerseitig herausragenden Ende des Bauteils 12 gemäß Fig. 3a, bildet die Blende 4 mit dem Bauteilträger einen zweiten Spülkanal 29b aus. Dieser wird blendenseitig von einer in Längsrichtung L sich erstreckenden Ausnehmung 31 gebildet, die zusammen mit der kontaktflächenseitigen Längsfläche 15 des Bauteilträgers 2 den zweiten Spülkanal 29b räumlich abschließt. Über diesen zweiten Spülkanal 29b und über die Nut 20 wird auch die Spülbarkeit hohler Bauteile 12 gewährleistet. Beide Spülkanäle 29a und 29b sind am Ende der Blende 4 offen ausgeführt, so daß sich die Spülkanäle 29a, b beim Eintauchen der Elektrode 1 in ein Flüssigkeitsbad selbständig füllen.

Die zur lösbaren Verbindung von Blende 4 und Bauteilträger 2 dienende Klemmmittel 5, wie in Fig. 1,2,3a u. 3b gezeigt, bestehen aus einem Klemmbügel 32 und Klammern 33. Unter Umfassung des Bauteilträgers 2 greift der Klemmbügel 32 formschlüssig in Vertiefungen 34 der Blende 4 ein und wird mit Klammern 33 gegenüber dem Bauteilträger 2 verspannt. Diese Klemmverbindung sorgt für einen festen Sitz der Blende 4 auf dem Bauteilträger 2, ohne dabei thermisch bedingte Dehnungsbewegungen in Längsrichtung L zwischen Blende 4 und Bauteilträger 2 zu hemmen.

Über die Kappe 6 und über ein am gegenüberliegenden Ende des Bauteilträgers 2 angeordnetes Fußteil 37 kann die Elektrode 1 an einem nicht weiter dargestellten Galvanisiergestell befestigt werden.

Claims

Elektrode zum galvanischen Beschichten von Bauteilen (12), mit einem elektrisch leitenden Bauteilträger (2), der einen Stromanschluss aufweist, und mit zumindest einem Magneten (3) zum Halten der Bauteile (12) auf mindestens einer Kontaktfläche (19) des elektrisch leitenden Bauteilträgers (2), wobei die Polachse (P) des Magneten (3) quer zur Kontaktfläche (19) steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilträger (2) von einem Profilrohr gebildet wird und sich die Kontaktfläche (19) in dessen Längsrichtung (L) erstreckt, dass der Bauteilträger (2) in seinem Hohlraum den längs der Kontaktfläche (19) sich erstreckenden Magneten (3) aufnimmt, dass der Bauteilträger (2) eine verschließbare Öffnung (7) zum Einsetzen und Herausnehmen des Magneten (3) aufweist, dass die Kontaktfläche (19) als Metallstreifen (16a, 16b) ausgeführt ist, dass der Werkstoff des Metallstreifens (16a,b) ferromagnetisch ist und dass der Metallstreifen (16a,b) jeweils im Positionsbereich der Bauteile (12) eine die Stärke des Metallstreifens (16a,b) reduzierende Ausnehmung (20) aufweist.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilrohr ein Vierkant-Profilrohr ist.
Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (3) ein Dauermagnet ist.
Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (3) zur Bildung eines Dipolmagneten zwei parallel voneinander beabstandet verlaufende Polleisten (22) aufweist, deren Polung ungleichnamig ist.
Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polleisten (22) zur Verstärkung der Magnetkraft an den der Kontaktfläche (19) abgewandten Polenden mit einem Joch (23) verbunden sind.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (3) zwischen den Flanken (25) eines U-profilförmigen Magnetträgers (24) gehalten ist, der wiederum zwischen zwei gegenüberliegenden Innenwänden des Bauteilträgers (2) geführt ist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) an einem von den Bauteilen (12) beabstandeten Ende des Bauteilträgers (2) vorgesehen ist.
Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Öffnung (7) verschließende Kappe (6) den Stromanschluss aufweist und die Kappe (6) mit dem Bauteilträger (2) elektrisch leitend verbindbar ist.
Elektrode nach einem der vorhergehendenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Kappe (6) bzw. dem Stromanschluss und dem Bauteilträger (2) eine Schraubverbindung ist.
Elektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde der Schraubverbindung mit einer Schicht guter elektrischer Leitfähigkeit versehen sind.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (7) bzw. der Stromanschluss ein Schraubgewinde zur Befestigung der Elektrode (1) in einem Haltegestell und zur Verbindung mit der gestellseitigen Stromzuführung aufweist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen (16a,16b) oberflächenseitig vom Bauteilträger (2) formschlüssig eingefasst ist.
Elektrode nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen (16a,b) an seiner dem Magneten (3) zugewandten Längsfläche flächig auf einer zwischen Metallstreifen (16a,b) und Magneten (3) liegenden Wandung des Bauteilträgers (2) aufliegt.
Elektrode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (20) als in Längsrichtung (L) des Metallstreifens (16a,b) sich erstreckende Nut (20) ausgeführt ist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilträger (2) an einer dem bauteilseitigen Metallstreifen (16a) gegenüberliegenden Wandung einen zweiten Metallstreifen (16b) mit im wesentlichen gleichen Abmessungen aufweist, der parallel zum bauteilseitigen Metallstreifen (16a) verläuft.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (19) mit einer Nickelschicht überzogen ist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Bauteilträgers (2) paramagnetisch ist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Bauteilträgers (2) unter Aussparung der Kontaktfläche (16a) und der elektrischen Kontaktstellen (27) mit einer elektrochemisch beständigen Schutzschicht überzogen ist.
Elektrode nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine Kunststoffschicht vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen ist.
Elektrode nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine planbearbeitete Auflagefläche (11) aufweist.
Elektrode nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in Randnähe zur Auflagefläche (11) im Bauteilträger (2) oder im Metallstreifen (16a,b) eingefasst ist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (1) zur Positionierung der Bauteile (12) auf der Kontaktfläche (19) und/oder zur teilflächenweisen Abdeckung der Bauteile eine Blende (4) mit Bauteilaufnahmen (28) aufweist, die mit dem Bauteilträger (2) verbindbar ist.
Elektrode nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilträger (2) zumindest zwei Kontaktflächen (19) aufweist und je Kontaktfläche (19) eine separate Blende (4) vorgesehen ist.
Elektrode nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) mehrere längs der langgestreckt ausgeführten Kontaktfläche (19) aufgereihte Bauteilaufnahmen (28) aufweist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) zumindest einen längs der Bauteilaufnahmen (28) sich erstreckenden Spülkanal (29a,b) zur Beaufschlagung beschichtungsfreier Teilflächen der Bauteile (12) aufweist.
Elektrode nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) eine längs der Bauteilaufnahmen (28) sich erstreckende nutförmige Ausnehmung (31) aufweist, die zusammen mit dem Bauteilträger (2) einen Spülkanal (29b) bildet.
Elektrode nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkanal (29a) als innerhalb der Blende (4) sich erstreckende Bohrung ausgeführt ist.
Elektrode nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme zylindrischer Bauteile (12) die Bauteilaufnahmen (28) als Bohrlöcher ausgeführt sind, die sich paarweise bezüglich der Spülkanalachse diametral gegenüberliegen.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) Bohrlöcher als Bauteilaufnahmen (28) für zylindrische Bauteile (12) aufweist, wobei die Lochachse (B) zur planen Kontaktierung der Bauteile (12) auf der Kontaktfläche (19) im wesentlichen senkrecht auf der Kontaktfläche (19) steht.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bohrloch ausgeführten Bauteilaufnahmen (28) an einem oder beiden Lochrändern Senkungen (30) zur Beeinflussung des Schichtverlaufs oder zur einfacheren Bestückbarkeit aufweisen.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) mit dem Bauteilträger (2) klemmverbindbar ist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Blende (4) oder zumindest dessen Oberfläche ein elektrischer Nichtleiter, vorzugsweise ein elektrochemisch beständiger Kunststoff ist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) zum Bauteilträger (2) hin Positioniermittel (35) aufweist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen (16a,b) eine Kontaktstelle (36) zur unmittelbaren Stromzuführung aufweist.
Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (1) bezüglich einer Längsachse (L) des Bauteilträgers (2) im wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.