EP0874921A1 - Process and system for electrochemical treatment of long stretched-out items - Google Patents

Process and system for electrochemical treatment of long stretched-out items

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EP0874921A1
EP0874921A1 EP97940064A EP97940064A EP0874921A1 EP 0874921 A1 EP0874921 A1 EP 0874921A1 EP 97940064 A EP97940064 A EP 97940064A EP 97940064 A EP97940064 A EP 97940064A EP 0874921 A1 EP0874921 A1 EP 0874921A1
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EP
European Patent Office
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electrode
treated
sealing means
treatment
electrochemically
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Application number
EP97940064A
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German (de)
French (fr)
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EP0874921B1 (en
Inventor
Rudolf Kauper
Thomas Lummer
Wolfgang Richter
Reinhard Silberhorn
Manfred Krepelka
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Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Atotech Deutschland GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Atotech Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP0874921A1 publication Critical patent/EP0874921A1/en
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Publication of EP0874921B1 publication Critical patent/EP0874921B1/en
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06—Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
    • C25D5/022—Electroplating of selected surface areas using masking means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/04—Tubes; Rings; Hollow bodies

Definitions

  • the frame technology is also disadvantageous because of the two-part masks to be used, including the power leads. It is not possible to use tubular electrodes to enclose the rod in the electrochemical cell with the known frames, since a rod usually fastened to the frame on both sides cannot be inserted into such an electrode. For this reason, the electrodes are divided and only face the rods on two sides. As a result, no uniformly thick layer is deposited on the rods: on the
  • a plating rack for holding a plurality of rod-shaped, preferably cylindrical objects, such as, for example, piston rods has been proposed in DE 25 24 31 5 A1.
  • the cylindrical rods accommodated in sleeve-shaped receiving parts should be coated on the circumference with a layer thickness that is as uniform as possible.
  • the rods be used during the electrochemical process Treatment to rotate around its longitudinal axis.
  • Electroplating of elongated, cylindrical bodies disclosed. These bodies are arranged concentrically in tubular anodes and fastened at one end in a stepped metal core. The cathodic current is supplied via this metal core. The metal core is separated from the electrolytic cell by an insulating body.
  • the metal core and the insulating body limit the electroplating layer at the upper end of the material to be treated.
  • the lower end is protected from unwanted galvanization by a protective sheet.
  • the present invention is therefore based on the problem of to avoid parts of the known methods and devices and in particular a uniform electrochemical treatment of the elongated objects, a simple shielding of the objects on the areas not to be treated, whereby an exact limitation of the areas to be treated with narrow tolerances is achieved, a low carryover of the treatment liquids and To enable rinsing water from one bath to the following and an inexpensive electrochemical treatment of objects with different dimensions. In addition, many objects should be editable at the same time.
  • the method and the device can preferably be used to coat cylinders for vehicle shock absorbers and other rod-shaped parts, such as, for example, poppet valve shafts.
  • the invention is not limited to the treatment of round bars; objects with other cross-sections can also be treated.
  • an individual electrolytic cell with defined adjustable masks with sealants in the form of sealing sleeves is provided on both rod ends to delimit the surfaces to be treated.
  • the single cell essentially comprises an electrode with a cavity, which is preferably tubular is well-trained. This is arranged essentially vertically in the immersion bath. As a result, the rods can be lowered into and preferably lifted out of the immersion bath in a preferably vertical position, so that the amount of carry-over from one bath to the next is minimized.
  • Each rod is inserted into such a single cell.
  • the tubular electrodes are as long as required for the longest rod to be treated.
  • the area to be treated electrochemically on the object is adjusted by a relative axial movement of the object and the shielding mask to one another. Another possibility is to adjust the area to be treated electrochemically on the object by the depth of immersion of the object in the immersion bath.
  • the shielding mask is designed as a sheath partially enclosing the object in the axial direction.
  • a sealant is also provided on the shielding mask, which is in contact with the wall of the cavity.
  • the shell is preferably tubular. The mask closes in the axial direction with the sealant, preferably in the form of a sleeve.
  • the rod to be treated is inserted concentrically into the electrode until the product carrier is put down.
  • the sealant has an opening for inserting the object.
  • the sleeve is circular and the opening in the middle of the sleeve is provided.
  • the shielding mask is held in the immersion bath by a suitable means (holder). Furthermore, a device for axial height adjustment of the shielding mask is provided.
  • a lower shielding mask can also be arranged in the electrodes.
  • the bath flow is fed to the objects via the product carrier and the electrically conductive grippers.
  • the individual electrodes are connected individually or together to the opposite pole of the bath current source.
  • sealing means In order to be able to treat objects with different dimensions electrochemically, further preferred embodiments of the sealing means are proposed: For the treatment of elongated objects, for example rods with varying diameters, two sealing means in the form of sleeves lying on top of one another can be used, each of which has an opening for insertion of the object through which it is passed, and radial incisions running towards the openings, wherein the incisions of the two sealants are arranged offset from one another. Furthermore, a plurality of sealing means lying one above the other in the form of sleeves can also be provided, which have openings for inserting the object with different diameters. To increase the mechanical flexibility of the sealing means at the point of penetration for the rods, sealing means with a thickness that decreases towards the opening are preferably used.
  • the envelope surrounding the object can also be extended into the area to be treated electrochemically.
  • Another preferred embodiment is to use perforated electrodes. This makes it possible to convey the treatment liquid contained in the immersion bath against the object through the perforations in the electrode in order to achieve a targeted flow and thus influence the electrochemical treatment process.
  • Figure 1 Goods carrier for transporting the material to be treated through the immersion bath system
  • the goods carrier shown in Figure 1 consists of a multi-part frame 1, which is placed on the frame supports 2 on the container for the treatment liquid.
  • Pliers-shaped grippers 3 are attached to the frame.
  • the grippers consist of a fixed leg 4 and a movable leg 5. The latter is rotatably mounted with an axis 6 in the leg 4.
  • the clamping jaw 8 on the fixed leg is curved inwards with a cross section that is preferably trapezoidal.
  • the clamping jaw 9 on the movable leg has the outwardly curved, spherical profile shown.
  • Rods 10 with different shaft diameters can thus be gripped. When gripping, they are aligned exactly in the longitudinal direction of the gripper in the prism-shaped jaw. In the illustration in FIG. 1, the rods are arranged vertically.
  • the jaws 8 and 9 can also be attached to the legs in a reversed configuration.
  • Cuff 24 which has a concentric hole, closed.
  • a tubular electrode 30 is installed stationary for each individual cell 22.
  • the electrodes are fastened in an electrically conductive manner in an electrode insert 31.
  • the insert is oriented so that the rods to be treated are positioned centrally in the tubular electrode 30 when the product carrier is put down.
  • the height of the upper and lower panel supports is set on the basis of these setpoints via the fine adjustment devices 20, 28.
  • the actual height values are reported back to the control system from the system.
  • This device enables a precise, partial treatment of rods with very different dimensions in a bath container without having to change this or the goods carrier.
  • the polarity of the bath current supply lines is shown in FIGS. 2a and 2b for an electrochemical metallization. The polarity given in brackets applies to the electrochemical etching process.
  • the rod 10 to be treated can generally have a plurality of screwed-on shoulders 30, some with threads.
  • the clamping jaws 8 and 9 grip the rod at the attachment 33.
  • the rod is touched at one point via the clamping jaws 9, a half-cylinder, and is printed into the p ⁇ smen-shaped clamping jaw 8 for exact alignment.
  • Both jaws are made of a wear-resistant, corrosion-resistant and electrically conductive material. It is advisable to attach the jaws to the legs of the grippers in an interchangeable manner.
  • the tubular masks 23, 26, which are arranged in the electrode 30, can be adjusted in height. They are arranged concentrically to the electrode.
  • FIG. 5 shows such a curvature of the cuff, which is achieved by a downward movement of the rod.
  • the cuff has a multilayer pinnate structure. This allows the treatment of rods with large differences in diameter at the delimitation point 37. With a long service life of the sleeves, rods with very different rod diameters can also be produced in one system. Such is shown in FIG Cuff shown.
  • the individual layers are offset from one another in such a way that the cuts 42 in one sleeve film are covered by the other film. The same applies to other locations. It is also advantageous if the layers have stepped diameters of the central opening 40. In this case, the limitation point
  • the layers are gripped by a cuff holder 41.
  • the holder is fixed or floating in the mask.
  • the sleeves 24, 27 can also be designed such that their thickness decreases in the radial direction from the outside to the center.
  • the thickness can decrease continuously, as shown in FIG. 5, or in steps. This has the advantage that the sleeve is very flexible in the penetration area of the rod, although the sleeve is very dimensionally stable in the area of the outer diameter.
  • the sleeve consists of electrically non-conductive brushes.
  • the brushes are fastened in the cuff holder and point radially to the cuff center. In the case of dense bristles, reliable masking and a long service life are also achieved with this.
  • the measures for field-free spaces 38, 39 are essentially met by the measures described above, for example when using feathered sleeves or if the tolerances between the axis of the rod and the axis of the masks 23, 26 are too great, electrical field lines from the treatment space 34 in the largely field-free Penetrate spaces. If the field line density in these rooms is so small that this results in a current density at the end regions of the rod that are not to be coated, which is below the threshold value for an electrolytic treatment, for example a metal deposition, no electrochemical treatment takes place. However, if the field line density in these rooms is so large that the threshold value is exceeded, the areas not to be treated are treated electrochemically. For example, metal is deposited. The resulting layer is considerably thinner than the layer deposited in the area of the treatment room. However, an additional one is undesirable for their removal
  • the threshold value in the lower space 39 can be exceeded more easily .
  • an enlargement of the metal surfaces located in this space 39, which are at the same electrical potential as the rod, is provided.
  • a metallic body 44 is arranged in the center of the space 39. This is freely movable in the axial direction. For this purpose, it is attached to a holding element 45 made of non-conductive material, which is guided in the mask 23.
  • the holding element 45 can either as
  • Float be formed so that it is pressed upward in the liquid, or it is displaced upwards by a spring 46 arranged between the holding element and the lower diaphragm support 17. In both measures, the metallic body 44 rests on the lower sleeve 24 when there is no rod in the single cell 22.
  • the electrode 30 is preferably designed as an insoluble electrode.
  • the electrode can be designed, for example, as a perforated tube so that a good electrolyte exchange can take place in the treatment room 34.
  • An expanded metal grid from which the electrode is formed is suitable, for example.
  • a further electrolyte exchange takes place through the gap 43 (FIG. 3). If the diameter of the masks 23, 26 and the inner diameter of the electrode are the same size and the masks are firmly connected to the electrode, then the gap 43 is omitted. In this case, the electrodes can be adjusted telescopically together with the mask adjustment. In this case, the electrolyte in the treatment room 34 is exchanged solely via the electrode perforations.
  • the surface of the electrode must be chemically and electrochemically resistant. Surface coatings
  • Platinum or mixed oxides are so stable that the electrodes have a long service life.
  • the electrodes are connected to the electrode insert in an electrically conductive manner.
  • the bath power source is connected to all electrodes via this insert.
  • An individual bath current source can be assigned to each electrode for particularly precise or individual treatment.
  • the electrodes are attached to the electrode insert in an electrically insulated manner and connected to the respective current source with an insulated cable. In special cases, the electrode can also be soluble.

Abstract

The invention relates to a process and a system for electrochemical treatment of long stretched-out items, especially sticks, wherein an item maintained by one end in a clamp (3) is introduced, along an as eccentric an axis as possible, into a hollow space with its longitudinal axis located in an electrode (30) mounted in a dipping bath and one wall of which is parallel to the axis. Said item is passed through at least one perforated and axially mobile protective mask (23, 26), thus protecting the part of the area not to be submitted to electrochemical treatment from the electrode. Besides, said item and electrode are connected to the poles of a current source. The system includes a treatment liquid tank (14) containing at least one electrode (30) having a hollow space, with a longitudinal axis and an axially-parallel wall, for introducing the item therein; It also includes a protective mask (23, 26) so mounted that it can move along the axis inside the hollow space, has openings for the passage of said item and is directed to protecting specific item areas from electrochemical treatment. Lastly, it includes at least one current source and electric connections from the connecting current source poles to the electrode and the item.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum elektrochemischen Behandeln langgestreckter Gegenstände Method and device for the electrochemical treatment of elongated objects
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrochemischen Behandeln langgestreckter Gegenstände, insbesondere zum elektrochemischen Ätzen oder Metallisieren von vorzugsweise stabförmigem Behandlungsgut.The invention relates to a method and a device for the electrochemical treatment of elongated objects, in particular for the electrochemical etching or metallization of preferably rod-shaped items to be treated.
Es ist bekannt, langgestreckte Zylinder, beispielsweise Fahrzeugstoßdämpfer, Kolbenstangen oder Tellerventilschäfte zur Verbesserung der Verschleiß- und Korrosionseigenschaften elektrochemisch zu behandeln. Bei diesen in der Praxis eingesetzten Verfahren werden die Stäbe nur an den im späteren Betrieb beanspruchten Oberflächen elektrolytisch mit Hartchrom beschichtet. Die übrigen Bereiche der Stäbe sollen unbeschichtet oder nahezu unbeschichtet bleiben. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Chromschicht auf den Stäben wird die Oberfläche zuvor elektrochemisch angeätzt. Für beide Verfahrensschritte werden vorzugsweise unlösliche Elektroden verwendet. Die Stäbe werden vorzugsweise in Tauchbadanlagen behandelt, wobei an den Stäben anhaftende Behandlungslösung nach der Behandlung wieder abgespült wird. Eine Transporteinrichtung sorgt für den Transport der Stäbe von Bad zu Bad.It is known to electrochemically treat elongated cylinders, for example vehicle shock absorbers, piston rods or poppet valve stems, in order to improve the wear and corrosion properties. In these processes used in practice, the rods are only electrolytically coated with hard chrome on the surfaces that will be used in later operation. The remaining areas of the bars should remain uncoated or almost uncoated. To improve the adhesive strength of the chrome layer on the rods, the surface is previously electrochemically etched. Insoluble electrodes are preferably used for both process steps. The rods are preferably treated in immersion baths, treatment solution adhering to the rods being rinsed off again after the treatment. A transport device ensures that the bars are transported from bath to bath.
Da die Stäbe nur im Mittelbereich verchromt werden dürfen, müssen derenSince the bars may only be chrome-plated in the middle area, they must be
Enden maskiert, das heißt so abgeschirmt werden, daß auf genau vorbe- stimmten Bereichen der Stäbe kein Metall abgeschieden wird. Die Grenzen zwischen den zu beschichtenden und den nicht zu beschichtenden Bereichen sind vorgegeben, wobei geringe Toleranzen einzuhalten sind: Bei Stoßdämpferzylindern muß der Übergang zwischen den zu beschichtenden und den nicht zu beschichtenden Bereichen beispielsweise innerhalb von + /- 3Masked ends, i.e. shielded in such a way that certain areas of the rods no metal is deposited. The boundaries between the areas to be coated and the areas not to be coated are specified, with small tolerances being observed: For shock absorber cylinders, the transition between the areas to be coated and the areas not to be coated must be within +/- 3, for example
Millimetern eingehalten werden. Die Hartchromschicht muß bis an diese Grenzen heran gleichmäßig dick sein. Eine Schichtdickenzunahme oder -abnähme an den Grenzen muß vermieden werden. Ferner muß die Schicht über den gesamten Stabumfang sehr gleichmäßig dick sein, um eine nach- trägliche Bearbeitung durch Schleifen zu vermeiden.Millimeters are observed. The hard chrome layer must be uniformly thick up to these limits. A layer thickness increase or decrease at the borders must be avoided. Furthermore, the layer must be very uniformly thick over the entire circumference of the rod in order to avoid subsequent processing by grinding.
Für die elektrochemische Behandlung in den bekannten Tauchbadanlagen werden die Stäbe an Gestellen angebracht, die wiederum an transportablen Warenträgern befestigt sind. Die Gestelle sind mit individuellen Masken ver- sehen, so daß beide Stabenden im vorgesehenen Bereich nicht beschichtet werden. Da unterschiedliche Stoßdämpferzylinder mit variablen Stablängen, -durchmessern und Beschichtungsbereichen im Stabmittelbereich behandelt werden sollen, müssen Masken und Gestelle in ausreichender Anzahl bevorratet werden. Die Gestelle werden mit den Stäben in Handarbeit be- schickt, da das in der Praxis vorkommende große Produktspektrum einerFor the electrochemical treatment in the known immersion bath systems, the rods are attached to racks, which in turn are attached to transportable product carriers. The frames are provided with individual masks so that both rod ends are not coated in the area provided. Since different shock absorber cylinders with variable rod lengths, diameters and coating areas in the middle of the rod are to be treated, a sufficient number of masks and frames must be kept in stock. The frames are loaded with the rods by hand, since the large range of products that can be found in practice is one
Automatisierung schwer zugänglich ist.Automation is difficult to access.
Die Gestelltechnik ist auch wegen der zu verwendenden zweiteiligen Masken, einschließlich der Stromzuführungen, nachteilig. Eine Verwendung rohrförmiger Elektroden zum Umschließen des Stabes in der elektrochemischen Zelle ist mit den bekannten Gestellen nicht möglich, da ein am Gestell üblicherweise beidseitig befestigter Stab nicht in eine derartige Elektrode eingeführt werden kann. Aus diesem Grunde sind die Elektroden geteilt und stehen den Stäben nur an zwei Seiten gegenüber. Infolgedessen wird auf den Stäben keine gleichmäßig dicke Schicht abgeschieden: An den denThe frame technology is also disadvantageous because of the two-part masks to be used, including the power leads. It is not possible to use tubular electrodes to enclose the rod in the electrochemical cell with the known frames, since a rod usually fastened to the frame on both sides cannot be inserted into such an electrode. For this reason, the electrodes are divided and only face the rods on two sides. As a result, no uniformly thick layer is deposited on the rods: on the
Elektroden gegenüberliegenden Bereichen auf den Stäben wird eine dickere Schicht abgeschieden als in den übrigen Bereichen. Aus diesem Grunde muß der ungleichmäßig beschichtete Stab nachträglich rundgeschliffen werden. Bei der Beschichtung mit Hartchrom stellt diese nachträgliche mechanische Bearbeitung einen wesentlichen Kostenfaktor dar.Areas opposite electrodes on the rods will be thicker Layer deposited than in the other areas. For this reason, the unevenly coated rod has to be re-ground afterwards. When coating with hard chrome, this subsequent mechanical processing represents a significant cost factor.
Die bekannten Gestelle für Tauchbadanlagen führen zu erheblicher Verschleppung der Elektrolytflüssigkeit und der Spülwässer von einem Bad zum nachfolgenden. Durch die an den Gestellen befestigten Masken und Halterungen wird die Verschleppung besonders groß. Daher müssen viele Spül- schritte vorgesehen werden, um insbesondere bei der Beschichtung mit einem Hartchromüberzug die Verschleppung von Chromsäure zu vermeiden. Wegen der Aggressivität dieser Säure werden an die Eigenschaften der Werkstoffe, die mit den Behandlungslösungen in Kontakt geraten, sehr hohe Anforderungen hinsichtlich des Korrosionswiderstandes verlangt. Kunst- Stoffe sind hierfür am besten geeignet. Andererseits müssen die Gestelle zurThe known frames for immersion bath systems lead to considerable carryover of the electrolyte liquid and the rinsing water from one bath to the next. The carry-over is particularly large due to the masks and brackets attached to the frames. Therefore, many rinsing steps have to be provided in order to avoid the carryover of chromic acid, especially when coating with a hard chrome coating. Because of the aggressiveness of this acid, the properties of the materials that come into contact with the treatment solutions are subject to very high requirements with regard to corrosion resistance. Plastics are best suited for this. On the other hand, the racks must
Zuführung des Badstromes an die Stäbe elektrisch leitfähig sein und daher vorzugsweise aus Metall bestehen. Das Metall muß daher durch eine Kunst- stoffbeschichtung geschützt werden. Diese ist jedoch fehleranfällig.Feeding the bath current to the rods must be electrically conductive and therefore preferably consist of metal. The metal must therefore be protected by a plastic coating. However, this is prone to errors.
Nach der Behandlung in den Aktivbädern müssen die Werkstücke und Gestelle sehr sorgfältig gespült werden, insbesondere dann, wenn wegen der verwendeten Masken zur Abschirmung der nicht zu beschichtenden Werkstückbereiche mit einer großen Verschleppung gerechnet werden muß. Um dieses Problem zu vermeiden, ist in der Druckschrift DE 25 24 31 5 A 1 ein Galvanisiergestell zur Aufnahme einer Mehrzahl von stabförmigen, vorzugsweise zylindrischen Gegenständen, wie beispielsweise von Kolbenstangen, vorgeschlagen worden. Die in hüisenförmigen Aufnahmeteilen aufgenommenen zylindrischen Stangen sollen am Umfang mit möglichst gleichmäßiger Schichtdicke beschichtet werden. Da die beidseitig den Stangen gegenüber- liegenden Anoden jedoch eine elliptische Schichtdickenverteilung verursachen, wird vorgeschlagen, die Stangen während der elektrochemischen Behandlung um ihre Längsachse zu drehen. Durch längs verstellbare und auf das Behandlungsgut individuell abgestimmte Schutzhülsen wird die Metallschicht in Stangenlängsrichtung an deren Enden begrenzt. Das Galvanisiergestell ist so ausgebildet, daß es durch vertikal einstellbare Seitenteile an die Stangenlänge angepaßt werden kann.After the treatment in the active baths, the workpieces and frames have to be rinsed very carefully, especially if, due to the masks used to shield the areas of the workpiece that are not to be coated, a large amount of carryover can be expected. In order to avoid this problem, a plating rack for holding a plurality of rod-shaped, preferably cylindrical objects, such as, for example, piston rods, has been proposed in DE 25 24 31 5 A1. The cylindrical rods accommodated in sleeve-shaped receiving parts should be coated on the circumference with a layer thickness that is as uniform as possible. However, since the anodes on both sides opposite the rods cause an elliptical layer thickness distribution, it is proposed that the rods be used during the electrochemical process Treatment to rotate around its longitudinal axis. The metal layer is delimited at the ends in the longitudinal direction of the rod by protective sleeves which are adjustable in length and individually tailored to the material to be treated. The electroplating frame is designed in such a way that it can be adapted to the rod length by means of vertically adjustable side parts.
Wenn auch eine mechanische Nachbearbeitung durch diese Maßnahmen entfallen kann, ist das Verfahren technisch außerordentlich aufwendig, da es nötig ist, jede einzelne Stange im aggressiven elektrolytischen Bad in Rotation zu versetzen. Durch die Rotation werden ferner technisch aufwendige Lösungen zur Übertragung des in der Regel sehr hohen Galvanisierstromes auf die Stange, beispielsweise mittels Bürsten, erforderlich.If mechanical measures can also be omitted through these measures, the process is technically extremely complex, since it is necessary to set each individual rod in rotation in the aggressive electrolytic bath. As a result of the rotation, technically complex solutions for transferring the generally very high electroplating current to the rod, for example by means of brushes, are required.
Eine andere Lösung des skizzierten Problems ist in der Druckschrift DE-AS 1 1 03 1 03 beschrieben. Dort ist eine Vorrichtung zum partiellenAnother solution to the problem outlined is described in DE-AS 1 1 03 1 03. There is a device for partial
Galvanisieren von langgestreckten, zylindrischen Körpern (Tellerventilschäften) offenbart. Diese Körper sind konzentrisch in rohrförmigen Anoden angeordnet und an einem Ende in einem abgestuften Metallkern befestigt. Über diesen Metallkern wird der kathodische Strom zugeführt. Der Metall- kern ist durch einen Isolierkörper von der elektrolytischen Zelle getrennt. DerElectroplating of elongated, cylindrical bodies (poppet valve stems) disclosed. These bodies are arranged concentrically in tubular anodes and fastened at one end in a stepped metal core. The cathodic current is supplied via this metal core. The metal core is separated from the electrolytic cell by an insulating body. The
Metallkern und der Isolierkörper begrenzen die Galvanisierschicht am oberen Ende des Behandlungsgutes. Das untere Ende wird mittels eines Schutzlak- kes vor unerwünschter Galvanisierung geschützt.The metal core and the insulating body limit the electroplating layer at the upper end of the material to be treated. The lower end is protected from unwanted galvanization by a protective sheet.
Da bei dieser Ausführung jeder einzeln zu galvanisierende Körper individuell befestigt werden muß und zudem der Schutzlack zur Maskierung des einen Endbereiches des Behandlungskörpers maßgenau aufgebracht und nach Abschluß der Metallisierung wieder abgelöst werden muß, ist das beschriebene Verfahren technisch aufwendig und somit ebenfalls nachteilig.Since in this embodiment each body to be galvanized must be individually attached and, moreover, the protective lacquer for masking the one end region of the treatment body must be applied accurately and detached again after completion of the metallization, the method described is technically complex and therefore likewise disadvantageous.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die Nach- teile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und insbesondere eine gleichmäßige elektrochemische Behandlung der langgestrecken Gegenstände, eine einfache Abschirmung der Gegenstände an den nicht zu behandelnden Bereichen, wobei eine exakte Begrenzung der zu behandelnden Bereiche mit engen Toleranzen erreicht wird, eine geringe Verschleppung der Behandlungsflüssigkeiten und Spülwässer von einem Bad in das nachfolgende und eine kostengünstige elektrochemische Behandlung von Gegenständen mit unterschiedlichen Abmessungen zu ermöglichen. Zudem sollen viele Gegenstände gleichzeitig bearbeitbar sein.The present invention is therefore based on the problem of to avoid parts of the known methods and devices and in particular a uniform electrochemical treatment of the elongated objects, a simple shielding of the objects on the areas not to be treated, whereby an exact limitation of the areas to be treated with narrow tolerances is achieved, a low carryover of the treatment liquids and To enable rinsing water from one bath to the following and an inexpensive electrochemical treatment of objects with different dimensions. In addition, many objects should be editable at the same time.
Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The problem is solved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 6. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß werden die langgestreckten Gegenstände, vorzugsweiseAccording to the invention, the elongated objects are preferred
Stäbe, insbesondere Rundstäbe, die gegebenenfalls an den Enden verjüngt oder mit Gewinde versehen sind, mit einem Verfahren mit den folgenden wesentlichen Verfahrensschritten elektrochemisch behandelt:Rods, in particular round rods, which may be tapered at the ends or threaded, are electrochemically treated with a process with the following essential process steps:
a) Ergreifen mindestens eines Gegenstandes an einem Ende mittels eines vorzugsweise elektrisch leitfähigen Greifers; b) möglichst konzentrisch axiales Überführen des von dem Greifer gehaltenen Gegenstandes in einen Hohlraum mit Längsachse in einer in einem Tauchbad angeordneten Elektrode, der eine achsparallele Wan- düng aufweist, c) wobei der Gegenstand dabei durch mindestens eine axial verschiebbare, gelochte Abschirmmaske derart hindurchgeführt wird, daß ein elektrochemisch zu behandelnder Bereich des Gegenstandes der Wandung gegenüberliegt und ein elektrochemisch nicht zu behandelnder Bereich von der Elektrode abgeschirmt ist; d) Zuführen eines anodischen oder kathodischen Badstromes zu dem Gegenstand durch elektrisches Verbinden des Gegenstandes mit einem Pol einer Stromquelle und der Elektrode mit dem anderen Pol der Stromquelle, wobei der Badstrom zu dem Gegenstand vorzugsweise über den Greifer zugeführt wird, wenn dieser elektrisch leitfähig aus- geführt ist.a) gripping at least one object at one end by means of a preferably electrically conductive gripper; b) concentric axial transfer of the object held by the gripper into a cavity with a longitudinal axis in an electrode arranged in an immersion bath, which has an axially parallel wall, c) the object being passed through at least one axially displaceable, perforated shielding mask that an electrochemically treated area of the object is opposite the wall and an electrochemically untreated area is shielded from the electrode; d) supplying an anodic or cathodic bath current to the Object by electrically connecting the object to one pole of a current source and the electrode to the other pole of the current source, the bath current preferably being supplied to the object via the gripper if the gripper is electrically conductive.
Hierzu wird eine Vorrichtung verwendet, die folgende Merkmale aufweist:For this purpose, a device is used which has the following features:
a) einen Behälter zur Aufnahme einer Behandlungsflüssigkeit a1 ) mit mindestens einer darin enthaltenen Elektrode zur elektrochemischen Behandlung eines Gegenstandes, a2) wobei die Elektrode einen Hohlraum mit Längsachse und einer achsparallelen Wandung aufweist, in den der Gegenstand einführbar ist, b) mindestens eine innerhalb des Hohlraumes axial verschiebbar ange- ordnete, mit Öffnungen zum Einführen des Gegenstandes versehene und so ausgebildete Abschirmmaske, daß durch sie die elektrochemische Behandlung des Gegenstandes in bestimmten Bereichen verhinderbar ist, sowie c) mindestens eine Stromquelle und elektrische Verbindungen von ei- nem Anschlußpol der Stromquelle zu der Elektrode und vom anderena) a container for holding a treatment liquid a1) with at least one electrode contained therein for the electrochemical treatment of an object, a2) wherein the electrode has a cavity with a longitudinal axis and an axially parallel wall into which the object can be inserted, b) at least one inside the Cavity axially displaceably arranged, provided with openings for introducing the object and designed so that the electrochemical treatment of the object in certain areas can be prevented by it, and c) at least one power source and electrical connections from a terminal to the power source the electrode and the other
Anschlußpoi zu dem in die Elektrode einführbaren Gegenstand.Connection poi to the object insertable into the electrode.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung können vorzugsweise Zylinder für Fahrzeugstoßdämpfer und andere stabförmige Teile, wie beispielsweise Tellerventilschäfte, beschichtet werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Behandlung von runden Stäben; es können auch Gegenstände mit anderen Querschnitten behandelt werden. Für jeden Stab wird eine elektrolytische Einzelzelle mit definiert verstellbaren Masken mit Dichtmitteln in Form von Abschlußmanschetten an beiden Stabenden zur Begren- zung der zu behandelnden Flächen vorgesehen. Die Einzelzelle umfaßt im wesentlichen eine Elektrode mit einem Hohlraum, der vorzugsweise röhr- artig ausgebildet ist. Diese ist im wesentlichen senkrecht im Tauchbad angeordnet. Dadurch können die Stäbe in vorzugsweise senkrechter Position in das Tauchbad hineingesenkt und aus diesem wieder herausgehoben werden, so daß die Verschleppungsmenge von einem Bad zum nachfolgenden minimiert wird. Jeder Stab wird in eine derartige Einzelzelle eingeführt. Die rohrförmigen Elektroden sind so lang, wie es für den längsten zu behandelnden Stab erforderlich ist.The method and the device can preferably be used to coat cylinders for vehicle shock absorbers and other rod-shaped parts, such as, for example, poppet valve shafts. However, the invention is not limited to the treatment of round bars; objects with other cross-sections can also be treated. For each rod, an individual electrolytic cell with defined adjustable masks with sealants in the form of sealing sleeves is provided on both rod ends to delimit the surfaces to be treated. The single cell essentially comprises an electrode with a cavity, which is preferably tubular is well-trained. This is arranged essentially vertically in the immersion bath. As a result, the rods can be lowered into and preferably lifted out of the immersion bath in a preferably vertical position, so that the amount of carry-over from one bath to the next is minimized. Each rod is inserted into such a single cell. The tubular electrodes are as long as required for the longest rod to be treated.
Der elektrochemisch zu behandelnde Bereich auf dem Gegenstand wird durch eine relative axiale Bewegung des Gegenstandes und der Abschirmmaske zueinander justiert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den elektrochemisch zu behandelnden Bereich auf dem Gegenstand durch die Eintauchtiefe des Gegenstandes in das Tauchbad zu justieren. Die Abschirmmaske wird als eine den Gegenstand in axialer Richtung teilweise umschlie- ßende Hülle ausgebildet. Zur exakten Festlegung der Grenze des elektrochemisch zu behandelnden Bereiches ist ferner ein Dichtmittel an der Abschirmmaske vorgesehen, das an der Wandung des Hohlraumes anliegt. Die Hülle ist vorzugsweise rohrförmig. Die Maske schließt in axialer Richtung mit dem vorzugsweise in Form einer Manschette ausgebildeten Dichtmittel ab. Min- destens durch eine obere Manschette wird der zu behandelnde Stab konzentrisch in die Elektrode bis zur Ablage des Warenträgers eingefahren. Hierzu weist das Dichtmittel eine Öffnung zum Einführen des Gegenstandes auf . Falls eine rohrartige Elektrode eingesetzt wird, ist die Manschette kreisförmig und die Öffnung in der Mitte der Manschette vorgesehen. Die Ab- schirmmaske wird durch ein geeignetes Mittel (Halterung) im Tauchbad gehalten. Ferner ist eine Einrichtung zur axialen Höhenjustierung der Abschirmmaske vorgesehen. Neben einer oberen Abschirmmaske kann zusätzlich eine untere Abschirmmaske in den Elektroden angeordnet sein. Durch voneinander unabhängiges Verstellen der oberen und unteren Masken in axialer Richtung werden die beiden Beschichtungsgrenzen am Stab einheitlich für jeden Warenträger, an dem alle zu behandelnden Gegenstände angebracht sind, oder für jede Warenträgerreihe, an der mehrere zu behandelnde Gegenstände angebracht sind, eingestellt. Eine Neuanpassung dieser Einstellungen ist nur beim Wechsel der Abmessungen des Behandlungsgutes eines nachfolgenden Warenträgers oder einer nachfolgenden Warenträgerreihe erfor- derlich.The area to be treated electrochemically on the object is adjusted by a relative axial movement of the object and the shielding mask to one another. Another possibility is to adjust the area to be treated electrochemically on the object by the depth of immersion of the object in the immersion bath. The shielding mask is designed as a sheath partially enclosing the object in the axial direction. For the exact determination of the boundary of the area to be treated electrochemically, a sealant is also provided on the shielding mask, which is in contact with the wall of the cavity. The shell is preferably tubular. The mask closes in the axial direction with the sealant, preferably in the form of a sleeve. At least through an upper sleeve, the rod to be treated is inserted concentrically into the electrode until the product carrier is put down. For this purpose, the sealant has an opening for inserting the object. If a tubular electrode is used, the sleeve is circular and the opening in the middle of the sleeve is provided. The shielding mask is held in the immersion bath by a suitable means (holder). Furthermore, a device for axial height adjustment of the shielding mask is provided. In addition to an upper shielding mask, a lower shielding mask can also be arranged in the electrodes. By independently adjusting the upper and lower masks in the axial direction, the two coating boundaries on the rod are uniform for each product carrier on which all objects to be treated are attached are set, or for each row of goods carriers on which several objects to be treated are attached. A new adjustment of these settings is only necessary when changing the dimensions of the items to be treated for a subsequent goods carrier or a subsequent series of goods carriers.
Der Badstrom wird über den Warenträger und über die elektrisch leitfähigen Greifer den Gegenständen zugeführt. Die Einzelelektroden sind einzeln oder gemeinsam an den Gegenpol der Badstromquelle angeschlossen.The bath flow is fed to the objects via the product carrier and the electrically conductive grippers. The individual electrodes are connected individually or together to the opposite pole of the bath current source.
Der Greifer für den Gegenstand umfaßt im wesentlichen einen feststehenden und einen beweglichen Schenkel sowie an den Schenkeln befestigte Klemmbacken. Der Gegenstand wird durch ein eine Schließkraft auf die Klemmbak- ken ausübendes Mittel gegriffen.The gripper for the object essentially comprises a fixed leg and a movable leg, and clamping jaws fastened to the legs. The object is gripped by a means exerting a closing force on the clamping jaws.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden die Nachteile der bekannten Gestelltechnik vermieden. Individuelle Masken für jede Stabdimension, beispielsweise für die Metallisierung von Kappen oder Halterungen, sind nicht erforderlich. Gestelle werden nicht verwendet. Ein Produkt- Wechsel von einem Warenträger zum nächsten ist ohne zeitaufwendige Umrüstung von Masken und Halterungen möglich. Eine Beschickung der Anlage mit den zu metallisierenden Teilen ist schnell und einfach durchführbar, da sich diese auf das einseitige Einführen des Gegenstandes in den Greifer beschränkt, der dann nur noch geschlossen werden muß. Dieser Vorgang ist auch bei Stäben mit unterschiedlichen Dimensionen einfach zu automatisieren.The disadvantages of the known rack technology are avoided by the inventive method and the device. Individual masks for each rod dimension, for example for the metallization of caps or holders, are not required. Racks are not used. A product change from one product carrier to the next is possible without time-consuming retrofitting of masks and holders. Loading the system with the parts to be metallized can be carried out quickly and easily, since this is limited to the one-sided insertion of the object into the gripper, which then only has to be closed. This process is also easy to automate for bars with different dimensions.
Nach der elektrochemischen Behandlung können die Stäbe aus dem Bad herausgehoben und in das nachfolgende Behandlungsbad ohne Zeitverlust überführt werden, da die Behandlungslösung oder das Spülwasser schnell abtropft, denn die unteren Stabenden sind von Masken und Halterungen frei. Am oberen Ende befindet sich nur ein Greifer mit geringer Oberfläche, so daß insge- samt nur geringe Flüssigkeitsmengen verschleppt werden.After the electrochemical treatment, the rods can be lifted out of the bath and transferred to the subsequent treatment bath without wasting time, since the treatment solution or the rinsing water drips quickly, because the lower ends of the rod are free of masks and holders. At the upper end there is only one gripper with a small surface, so that in total are carried away together with only small amounts of liquid.
Durch das Verfahren wird eine Positionierung des Stabes im Zentrum einer Rohrelektrode ermöglicht. Die Entfernung aller Oberflächenbereiche des Sta- bes zur gegenüberliegenden Elektrodenwandung ist über den gesamten Umfang gleich groß. Dies ist eine Voraussetzung für eine gleichmäßige elektrochemische Behandlung, beispielsweise Beschichtung. Daher müssen die Stäbe nicht mehr mechanisch nachbearbeitet werden.The method enables the rod to be positioned in the center of a tubular electrode. The distance of all surface areas of the rod from the opposite electrode wall is the same over the entire circumference. This is a prerequisite for uniform electrochemical treatment, for example coating. Therefore, the rods no longer have to be reworked mechanically.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Greifers mit einem feststehenden und einem beweglichen Schenkel und bei Behandlung von Stäben mit stark unterschiedlichen Durchmessern verändert sich die Lage der Stabachse zur Greiferachse. Durch unterschiedliche Positionierung des Greifers beim Einsenken des Stabes in die Einzelzelle kann dies ausgeglichen werden. Dabei genügen bei den üblicherweise vorkommenden Stabdurchmessern zwei unterschiedliche Einsenkpositionen, um alle vorkommenden Stabdurchmesser mit einer ausreichend gleichmäßigen Beschichtung zu versehen.By using the gripper according to the invention with a fixed and a movable leg and when treating rods with very different diameters, the position of the rod axis relative to the gripper axis changes. This can be compensated for by different positioning of the gripper when the rod is lowered into the individual cell. In the case of the rod diameters that usually occur, two different sinking positions are sufficient to provide all the rod diameters that occur with a sufficiently uniform coating.
Da die Abschirmmasken in den Einzelzellen stationär angebracht sind, ist nur das Behandlungsgut und die metallische Zange, mit der Behandlungsflüssigkeit benetzt, von Station zu Station zu überführen. Alle weiteren Badeinbauten, außer der metallischen Zange mit der Gegenelektrode, sind nicht stromleitend Sie können aus beständigem Kunststoff hergestellt werden.Since the shielding masks are fixed in the individual cells, only the material to be treated and the metallic tongs with which the treatment liquid is wetted must be transferred from station to station. All other bathroom fittings, apart from the metallic pliers with the counter electrode, are not electrically conductive. They can be made of durable plastic.
Um Gegenstände mit unterschiedlichen Dimensionen elektrochemisch behandeln zu können, werden weitere bevorzugte Ausführungsformen der Dichtmittel vorgeschlagen: Zur Behandlung von langgestreckten Gegenständen, beispielsweise Stäben, mit variierendem Durchmesser können zwei Dichtmittel in Form von Manschetten aufeinander aufliegend verwendet werden, die je eine Öff- nung zum Einführen des Gegenstandes, durch die dieser hindurchgeführt wird, sowie zu den Öffnungen hin verlaufende radiale Einschnitte aufweisen, wobei die Einschnitte der beiden Dichtmittel gegeneinander versetzt angeordnet sind. Ferner können auch mehrere übereinander liegende Dichtmittel in Form von Manschetten vorgesehen sein, die Öffnungen zum Einführen des Gegenstandes mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen. Zur Erhöhung der mecha- nischen Flexibilität der Dichtmittel am Durchstoßungspunkt für die Stäbe werden vorzugsweise Dichtmittel mit zur Öffnung hin abnehmender Dicke eingesetzt.In order to be able to treat objects with different dimensions electrochemically, further preferred embodiments of the sealing means are proposed: For the treatment of elongated objects, for example rods with varying diameters, two sealing means in the form of sleeves lying on top of one another can be used, each of which has an opening for insertion of the object through which it is passed, and radial incisions running towards the openings, wherein the incisions of the two sealants are arranged offset from one another. Furthermore, a plurality of sealing means lying one above the other in the form of sleeves can also be provided, which have openings for inserting the object with different diameters. To increase the mechanical flexibility of the sealing means at the point of penetration for the rods, sealing means with a thickness that decreases towards the opening are preferably used.
Zur weiteren Verbesserung der Abschirmung in dem abgeschirmten Bereich kann mindestens ein zusätzlicher, mit dem Gegenstand elektrisch verbundener und in axialer Richtung jenseits der Dichtmittel im elektrochemisch nicht zu behandelnden Bereich angeordneter Metallkörper vorgesehen werden. Durch dessen Verwendung wird die auf den Gegenstand fokussierte elektrische Feldlinienverteilung reduziert, so daß der Schwellenwert für die elektrochemische Behandlung in diesem Bereich nicht mehr überschritten wird.To further improve the shielding in the shielded area, at least one additional metal body which is electrically connected to the object and is arranged in the axial direction beyond the sealing means in the area not to be treated electrochemically can be provided. Its use reduces the electrical field line distribution focused on the object, so that the threshold value for the electrochemical treatment is no longer exceeded in this area.
Zur Steuerung der Stromdichte am Rand der zu beschichtenden Fläche kann die den Gegenstand umschließende Hülle ferner in den elektrochemisch zu behandelnden Bereich verlängert sein.In order to control the current density at the edge of the surface to be coated, the envelope surrounding the object can also be extended into the area to be treated electrochemically.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, perforierte Elektroden einzusetzen. Dadurch ist es möglich, die im Tauchbad enthaltene Behandlungsflüssigkeit durch die Perforationen in der Elektrode gegen den Gegenstand zu fördern, um eine gezielte Anströmung und damit eine Beeinflus- sung des elektrochemischen Behandlungsprozesses zu erreichen.Another preferred embodiment is to use perforated electrodes. This makes it possible to convey the treatment liquid contained in the immersion bath against the object through the perforations in the electrode in order to achieve a targeted flow and thus influence the electrochemical treatment process.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Figuren:The following figures serve to further explain the invention:
Figur 1 : Warenträger zum Transport des Behandlungsgutes durch die Tauchbadanlage; nFigure 1: Goods carrier for transporting the material to be treated through the immersion bath system; n
Figur 2a: Schematische Seitenansicht einer Behandlungsstation, teilweise im Schnitt;Figure 2a: Schematic side view of a treatment station, partly in section;
Figur 2b: Schematische Draufsicht auf eine Behandlungsstation, teilweise im Schnitt;Figure 2b: Schematic plan view of a treatment station, partly in section;
Figur 3: Einzelzelle im Querschnitt;Figure 3: Single cell in cross section;
Figur 4: Manschette in Draufsicht und im Querschnitt für zu behandelnde Stäbe mit unterschiedlichem DurchmesserFigure 4: Cuff in top view and in cross section for rods to be treated with different diameters
Figur 5: Einzelzelle im Querschnitt, Variante mit zusätzlichem metallischem Körper im unteren Abschirmungsbereich.Figure 5: Single cell in cross section, variant with an additional metallic body in the lower shielding area.
Der in Figur 1 dargestellte Warenträger besteht aus einem mehrteiligen Rahmen 1 , der auf den Rahmenauflagen 2 auf dem Behälter für die Behandlungsflüssigkeit abgelegt ist. Am Rahmen sind zangenförmige Greifer 3 befestigt. Die Greifer bestehen aus einem feststehenden Schenkel 4 und einem beweglichen Schenkel 5. Letzterer ist mit einer Achse 6 im Schenkel 4 drehbar gelagert. Über eine kräftige Druckfeder 7 werden die Klemmbacken 8 und 9 an denThe goods carrier shown in Figure 1 consists of a multi-part frame 1, which is placed on the frame supports 2 on the container for the treatment liquid. Pliers-shaped grippers 3 are attached to the frame. The grippers consist of a fixed leg 4 and a movable leg 5. The latter is rotatably mounted with an axis 6 in the leg 4. The jaws 8 and 9 on the
Schenkeln am Greifer zusammengedrückt. Die Klemmbacke 8 am feststehenden Schenkel ist nach innen gewölbt mit einem Querschnitt, der vorzugsweise trapezförmig ist. Die Klemmbacke 9 am beweglichen Schenkel weist das dargestellte nach außen gewölbte, ballige Profil auf. Damit lassen sich Stäbe 10 mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern greifen. Beim Greifen werden sie in der prismenförmigen Klemmbacke exakt in Greiferlängsrichtung ausgerichtet. In der Darstellung der Figur 1 sind die Stäbe senkrecht angeordnet. Selbstverständlich können die Klemmbacken 8 und 9 auch in vertauschter Konfiguration an den Schenkeln befestigt sein.Legs pressed together on the gripper. The clamping jaw 8 on the fixed leg is curved inwards with a cross section that is preferably trapezoidal. The clamping jaw 9 on the movable leg has the outwardly curved, spherical profile shown. Rods 10 with different shaft diameters can thus be gripped. When gripping, they are aligned exactly in the longitudinal direction of the gripper in the prism-shaped jaw. In the illustration in FIG. 1, the rods are arranged vertically. Of course, the jaws 8 and 9 can also be attached to the legs in a reversed configuration.
Die Stäbe werden durch Kraftausübung auf den beweglichen Schenke! 5 ge- griffen oder losgelassen. Eine Kraft, zum Beispiel von einem Druckzylinder in Richtung des Pfeiles 11 ausgeübt, öffnet den Greifer 3. Alle Greifer am Warenträger werden mit bekannten Methoden und Mitteln des Maschinenbaus geöffnet oder geschlossen. Diese sind deshalb nicht dargestellt. Ein Warenträger kann beispielsweise 32 Stäbe in der Beschickungsstation fassen. Dieser Vorgang sowie auch der Entleerungsvorgang ist auch bei wechselnden Abmessungen der Stäbe einfach automatisierbar. Die Abmessungen der zu bearbeitenden Stäbe sind mindestens in jeder Reihe im Warenträger gleich groß.The rods are exerted on the moveable bar! 5 gripped or released. A force, for example exerted by a pressure cylinder in the direction of arrow 11, opens the gripper 3. All the grippers on the goods carrier are opened or closed using known methods and means of mechanical engineering. These are therefore not shown. For example, a product carrier can hold 32 bars in the loading station. This process as well as the emptying process can be easily automated even with changing dimensions of the rods. The dimensions of the bars to be machined are at least the same size in each row in the product carrier.
Zum Transport des Warenträgers mittels eines Transportwagens von Bad zu Bad dienen die Tragarme 12. Der Rahmen 1 und die Rahmenauflagen 2 sowie alle Greiferteile sind elektrisch leitfähig ausgeführt. Über die Rahmenauflagen wird der Badstrom dem Warenträger und somit dem Behandlungsgut, das heißt den Stäben 10, zugeführt. Bei Anwendung großer Ströme werden die Auflage- punkte zur sicheren Stromleitung geklemmt. In diesem Fall bestehen die Rahmen zweckmäßigerweise aus Kupfer mit einem Mantel aus Titan zum Schutz gegen Korrosion. Beim Metallisieren kann der untere in das Bad eintauchende Bereich des metallischen Greifers gegebenenfalls minimal metallisiert werden. Deshalb wird mindestens dieser Bereich der Greifer bis auf die Klemmbacken mit einer Isolierschicht versehen. Bedarfsweise werden die Klemmbacken chemisch oder elektrolytisch in einem entsprechenden Bad entmetallisiert.The carrying arms 12 are used to transport the goods carrier by means of a trolley from bath to bath. The frame 1 and the frame supports 2 and all the gripper parts are designed to be electrically conductive. The bath flow is fed to the goods carrier and thus to the items to be treated, that is to say the bars 10, via the frame supports. When using large currents, the support points are clamped for safe power conduction. In this case, the frames are expediently made of copper with a titanium sheath for protection against corrosion. When metallizing, the lower area of the metallic gripper immersed in the bath can optionally be minimally metallized. For this reason, at least this area of the grippers is provided with an insulating layer except for the clamping jaws. If necessary, the clamping jaws are demetallized chemically or electrolytically in an appropriate bath.
In der in den Figuren 2a und 2b dargestellten Behandlungsstation wird der Warenträger auf den Warenträgeraufnehmern 15 abgelegt. Durch die Rahmen- auflagen 2 und die Warenträgeraufnehmer 15 wird der Warenträger im Behandlungsbad 16 exakt positioniert. In das Behandlungsbad mit dem Badbehälter 14 sind eingebaut:In the treatment station shown in FIGS. 2a and 2b, the goods carrier is placed on the goods carrier receivers 15. The frame in the treatment bath 16 is positioned exactly by the frame supports 2 and the frame holder 15. The following are built into the treatment bath with the bath container 14:
Verstellbare untere Blendenträger 17:Adjustable lower panel support 17:
Der Blendenträger ist eine mit Durchbrüchen 18 zum Elektrolyt- austausch versehene Kunststoffplatte mit seitlichen Trägern 19. Die Träger lagern beidseitig auf Höhenverstelleinrichtungen 20, die von symbolisch dargestellten Antrieben 21 definiert bewegt werden. Auf dem Blendenträger befinden sich für jede Einzelzelle 22 je eine rohrförmige elek- trisch nichtleitende Maske 23. Diese ist auch oben mit einer elastischenThe aperture support is one with openings 18 for electrolyte interchangeable plastic plate with side supports 19. The supports are supported on both sides on height adjustment devices 20, which are moved in a defined manner by drives 21 shown symbolically. There is a tubular, electrically non-conductive mask 23 for each individual cell 22 on the panel support. This mask is also provided with an elastic top
Manschette 24, die ein konzentrisches Loch aufweist, abgeschlossen. Durch dieses Loch ragt der untere Teil des Stabes, der elektrochemisch nicht behandelt werden soll.Cuff 24, which has a concentric hole, closed. The lower part of the rod, which is not to be treated electrochemically, projects through this hole.
- Verstellbarer oberer Blendenträger 25:- Adjustable top panel support 25:
Der Blendenträger umfaßt eine Kunststoffplatte 13, die alle oberen rohr- förmigen Masken 26 trägt. Zugleich deckt diese Platte das üblicherweise heiße Bad ab. Das Entweichen aggressiver Dämpfe wird dadurch stark reduziert. Die Masken sind nach unten mit je einer elastischen Manschette 27 abgeschlossen. Durch ein konzentrisches Loch in der Manschette ragt der zu behandelnde Stab in die Einzelzelle 22. Der obere Blendenträger lagert beidseitig auf Höhenverstelleinrichtungen 28, die von symbolisch dargestellten Antrieben 29 definiert bewegt werden.The panel support comprises a plastic plate 13 which carries all of the upper tubular masks 26. At the same time, this plate covers the usually hot bath. This greatly reduces the escape of aggressive vapors. The masks are closed at the bottom with an elastic cuff 27 each. The rod to be treated protrudes into the individual cell 22 through a concentric hole in the cuff. The upper panel support is supported on both sides by height adjustment devices 28, which are moved in a defined manner by symbolically illustrated drives 29.
Elektroden 30 zur Bildung der Einzelzellen 22:Electrodes 30 for forming the individual cells 22:
Im Behandlungsbad 16 sind für jede Einzelzelle 22 je eine rohrförmige Elektrode 30 stationär eingebaut. Die Elektroden sind in einem Elektro- deneinsatz 31 elektrisch leitfähig befestigt. Der Einsatz ist so ausgerichtet, daß bei abgelegtem Warenträger die zu behandelnden Stäbe zentrisch in der rohrförmigen Elektrode 30 positioniert sind.In the treatment bath 16, a tubular electrode 30 is installed stationary for each individual cell 22. The electrodes are fastened in an electrically conductive manner in an electrode insert 31. The insert is oriented so that the rods to be treated are positioned centrally in the tubular electrode 30 when the product carrier is put down.
Mittels der Anlagentransporteinrichtung und des Warenträgers werden die zu behandelnden Stäbe 10 in die Einzelzellen 22 gebracht und dort genau in der x-, y- und z-Achse positioniert. Der elektrochemisch zu behandelnde Bereich des Stabes wird oben und unten von den Masken 23, 26 sowie von den Manschetten 24, 27 in jeder Einzelzelle begrenzt. Die Lage der Begrenzung wird spezifisch für jedes Behandlungsgut, für eine Reihe am Warenträger oder für den gesamten Warenträger eingestellt. Mittels der Höhenverstelleinrichtungen 20, 28 wird die Begrenzung je Warenträger individuell automatisch eingestellt. Sind je Reihe am Warenträger unterschiedlich lange Stäbe zu behandeln, so werden die Begrenzungen für jede Reihe individuell justiert. Die Sollwerte für die Verstellungen werden bei der Beschickung des Warenträgers an das Steuerungssystem der Tauchbadanlage übermittelt. Über die feingängigen Versteileinrichtungen 20, 28 wird die Höhe der oberen und unteren Blendenträger auf Basis dieser Sollwerte eingestellt. Die Höhen-Ist-Werte werden dem Steuerungssystem aus der Anlage zurückgemeldet. Diese Einrichtung ermöglicht eine präzise, partielle Behandlung von Stäben mit sehr verschiedenen Dimensionen in einem Badbehälter, ohne diesen oder den Warenträger umrü- sten zu müssen. Die Polarität der Badstromzuführungen ist in den Figuren 2a und 2b für eine elektrochemische Metallisierung eingetragen. Die in Klammern angegebene Polarität gilt für das elektrochemische Ätzverfahren.The rods 10 to be treated are brought into the individual cells 22 by means of the plant transport device and the goods carrier and are positioned there exactly in the x, y and z axes. The area to be treated electrochemically the rod is delimited at the top and bottom by the masks 23, 26 and by the sleeves 24, 27 in each individual cell. The position of the boundary is set specifically for each item to be treated, for a row on the goods carrier or for the entire goods carrier. By means of the height adjustment devices 20, 28, the limitation for each product carrier is individually set automatically. If rods of different lengths are to be treated per row on the goods carrier, the limits for each row are adjusted individually. The target values for the adjustments are transmitted to the control system of the immersion bath system when the product carrier is loaded. The height of the upper and lower panel supports is set on the basis of these setpoints via the fine adjustment devices 20, 28. The actual height values are reported back to the control system from the system. This device enables a precise, partial treatment of rods with very different dimensions in a bath container without having to change this or the goods carrier. The polarity of the bath current supply lines is shown in FIGS. 2a and 2b for an electrochemical metallization. The polarity given in brackets applies to the electrochemical etching process.
In Figur 2b ist die Behandlungsstation in der Draufsicht ohne Warenträger dar- gestellt. Als einzige Teile des Warenträgers sind die Stäbe 10, die Klemmbak- ken 8, 9 und die Schenkel 4, 5 des Greifers eingezeichnet. Im rechten Teil der Figur ist der obere Blendenträger 25 nicht dargestellt, um den Blick auf die Elektroden 30, den Elektrodeneinsatz 31 sowie auf die untere Maske 23 und auf die untere Manschette 24 freizugeben. Die aus Zeichnungsgründen verein- facht dargestellten Einzelantriebe M1 und M2 für die Höhenverstellungen können auch von je einem Antrieb für alle Auflagepunkte eines Blendenträgers realisiert werden. Für die parallele Höhenverstellung sorgen Antriebselemente wie Wellen und Zahnräder. Die aktuelle Position der Blendenträger wird von nicht dargestellten Weggebern an das Steuerungssystem zurückgemeldet. Dieses ist somit in der Lage, jede vorbestimmte Position der Blendenträger gezielt anzufahren. Die jeweils richtige Position der Blendenträger 17, 25 kann vor oder auch nach Ablage des Warenträgers in den Badbehalter 14 angefahren werdenIn Figure 2b, the treatment station is shown in a top view without a goods carrier. The bars 10, the clamping jaws 8, 9 and the legs 4, 5 of the gripper are shown as the only parts of the goods carrier. In the right part of the figure, the upper diaphragm support 25 is not shown in order to reveal the view of the electrodes 30, the electrode insert 31 as well as the lower mask 23 and the lower sleeve 24. The single drives M1 and M2 for the height adjustments, which are shown in simplified form for the sake of the drawing, can also be implemented by one drive for all support points of a panel support. Drive elements such as shafts and gears ensure parallel height adjustment. The current position of the panel supports is reported back to the control system by displacement sensors, not shown. This is thus able to move to any predetermined position of the diaphragm carrier in a targeted manner. The correct position of the panel supports 17, 25 can be approached before or after the product rack has been placed in the bath container 14
In Figur 3 sind Details der Einzelzelle 22 dargestellt. Der zu behandelnde Stab 10 kann in der Regel mehrere angedrehte Absätze 30, teilweise mit Gewinde, aufweisen. Die Klemmbacken 8 und 9 greifen den Stab am Ansatz 33. Über die Klemmbacken 9, einen Halbzylinder, wird der Stab an einem Punkt berührt und zur exakten Ausrichtung in die pπsmenformige Klemmbacke 8 gedruckt. Beide Klemmbacken bestehen aus einem verschleißfesten korrosionsbeständigen und elektrisch gut leitfahigen Werkstoff. Es ist zweckmäßig, die Klemmbacken an den Schenkeln der Greifer auswechselbar zu befestigen. Die rohrformigen Masken 23, 26, die in der Elektrode 30 angeordnet sind, können in der Hohe verstellt werden. Sie sind konzentrisch zur Elektrode angeordnet.Details of the individual cell 22 are shown in FIG. The rod 10 to be treated can generally have a plurality of screwed-on shoulders 30, some with threads. The clamping jaws 8 and 9 grip the rod at the attachment 33. The rod is touched at one point via the clamping jaws 9, a half-cylinder, and is printed into the pπsmen-shaped clamping jaw 8 for exact alignment. Both jaws are made of a wear-resistant, corrosion-resistant and electrically conductive material. It is advisable to attach the jaws to the legs of the grippers in an interchangeable manner. The tubular masks 23, 26, which are arranged in the electrode 30, can be adjusted in height. They are arranged concentrically to the electrode.
Die Umhüllungen für die Stäbe, im vorliegenden Fall Maskenrohre, sind an der zum Behandlungsraum 34 weisenden Seite oben mit einer Verlängerung 35 und unten mit einer Verlängerung 36 versehen. Diese Verlangerungen maskieren das Ende der zu behandelnden Oberflächen derart, daß zur Begrenzungsstelle 37 hm, die von den Manschetten 24, 27 gebildet werden, kein Stromdichteanstieg oder -abfail auftritt. Ohne diese Verlangerungen tritt beispielsweise beim elektrolytischen Metallisieren ein Stromdichte- und damit Schichtdickenanstieg auf (sogenannter Knocheneffekt) . Diese Verlängerungen sind nicht auf eine zylindrische Rohrverlängerung beschrankt. Vielmehr können diese Verlängerungen zur Anpassung an die Einzelzelle auch andere Formen aufweisen. Geeignet sind beispielsweise auch trichterförmige Maskenabschlüsse in beiden Richtungen, d.h. eingezogene oder sich öffnende Trichter. Ferner können die Verlängerungen auch mit Durchbrüchen versehen sein.The coverings for the rods, in the present case mask tubes, are provided with an extension 35 on the side facing the treatment room 34 and an extension 36 below. These extensions mask the end of the surfaces to be treated in such a way that there is no increase or decrease in current density to the delimitation point 37 hm which are formed by the sleeves 24, 27. Without these extensions, a current density and thus layer thickness increase occurs during electrolytic metallization (so-called bone effect). These extensions are not limited to a cylindrical tube extension. Rather, these extensions can also have other shapes for adaptation to the individual cell. For example, funnel-shaped mask closings in both directions are also suitable, i.e. funnels drawn in or opening. Furthermore, the extensions can also be provided with openings.
Der Effekt eines trichterförmigen Maskenabschlusses wird auch bereits durch die Manschetten 24, 27 erreicht, wenn der zu behandelnde Stab durch die Manschetten hindurchgefuhrt wird (Figur 3). Dabei kann eine oben und unten gleiche, namlich zum Behandlungsabschnitt des Stabes hm- oder von diesem weggerichtete Form erreicht werden, indem die untere oder obere Maske nach dem Einführen des Stabes ein Stuck in der Eindπngπch- tung bewegt wird. In Figur 5 ist eine derartige Wölbung der Manschette dargestellt, die durch eine nach unten gerichtete Bewegung des Stabes erreicht wird Wird die obere Maske 26 nach dem Einfuhren des Stabes nachtraglich wieder ein Stück nach unten bewegt, so wird die Manschette 27 umgestülpt, so daß sich wie bei der unten liegenden Manschette 24 eine zum Behandlungsraum 34 hingerichtete zeitformige Manschettenform einstelltThe effect of a funnel-shaped mask closure is already achieved by the sleeves 24, 27 when the rod to be treated is passed through the cuffs (Figure 3). A shape that is the same at the top and bottom, namely towards the treatment section of the rod or directed away from it, can be achieved by moving the lower or upper mask a piece in the indentation after inserting the rod. FIG. 5 shows such a curvature of the cuff, which is achieved by a downward movement of the rod. If the upper mask 26 is subsequently moved down a little after the rod has been inserted, the cuff 27 is turned inside out so that it moves as in the case of the cuff 24 lying below, it sets a time-shaped cuff shape executed for the treatment room 34
Außerhalb des Behandlungsraumes 34 befinden sich der feldfreie Raum 38 oben und der feldfreie Raum 39 unten. In diesen Räumen findet be- stimmungsgemäß keine elektrochemische Behandlung statt. Die Manschetten 24, 27 umschließen den Stab 1 0 dicht. Sie bestehen vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff, der verschleiß- und korrosionsfest ist. Geeignet sind Folien aus Kunststoff, wie beispielsweise aus FPM (Fluor/Kautschuk-Kunststoff) . Die Manschetten weisen eine runde Öffnung auf, die nicht größer ist als der kleinste Stabdurchmesser an der Begrenzungsstelle 37. Sie werden im Rohr so befestigt, daß die Öffnung im Maskenzentrum liegt. Zum Ausgleich von Toleranzen kann eine Manschette auch schwimmend in den rohrformigen Masken befestigt werden Die Manschette legt sich dann auch bei nicht fluchtenden Achsen von Stab 1 0 und Maske 23, 26 dicht an den Stab an.Outside the treatment room 34, the field-free room 38 is at the top and the field-free room 39 is at the bottom. There is no electrochemical treatment in these rooms. The cuffs 24, 27 tightly enclose the rod 10. They preferably consist of an elastic material that is wear and corrosion resistant. Films made of plastic, such as FPM (fluorine / rubber plastic), are suitable. The sleeves have a round opening that is not larger than the smallest rod diameter at the limiting point 37. They are fastened in the tube so that the opening lies in the center of the mask. To compensate for tolerances, a cuff can also be attached in a floating manner in the tubular masks. The cuff then lies close to the rod even when the axes of rod 10 and mask 23, 26 are not aligned.
In einer besonderen Ausführungsform ist die Manschette mehrlagig gefiedert aufgebaut. Dies erlaubt die Behandlung von Stäben mit großen Durchmesserunterschieden an der Begrenzungsstelle 37 Damit können bei langer Standzeit der Manschetten in einer Anlage auch Stabe mit sehr unterschiedlichem Stabdurchmesser produziert werden. In Figur 4 ist eine derartige Manschette gezeigt. Die einzelnen Lagen sind so gegeneinander versetzt angeordnet, daß die Einschnitte 42 einer Manschettenfolie von der anderen Folie abgedeckt werden. Dasselbe gilt auch für weitere Lagen. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Lagen untereinander abgestufte Durchmesser der zentralen Öffnung 40 aufweisen. In diesem Falle kann die BegrenzungsstelleIn a special embodiment, the cuff has a multilayer pinnate structure. This allows the treatment of rods with large differences in diameter at the delimitation point 37. With a long service life of the sleeves, rods with very different rod diameters can also be produced in one system. Such is shown in FIG Cuff shown. The individual layers are offset from one another in such a way that the cuts 42 in one sleeve film are covered by the other film. The same applies to other locations. It is also advantageous if the layers have stepped diameters of the central opening 40. In this case, the limitation point
37 bei geringstem Verschleiß der Manschette besonders exakt eingestellt werden. Die Lagen werden von einer Manschettenhalterung 41 gefaßt. Die Halterung ist fest oder schwimmend in der Maske montiert.37 can be set particularly precisely with minimal wear on the cuff. The layers are gripped by a cuff holder 41. The holder is fixed or floating in the mask.
Statt der gefiederten Form der Manschetten 24,27 können diese auch so ausgestaltet sein, daß ihre Dicke in radialer Richtung von außen zum Zentrum hin abnimmt. Die Dicke kann stetig, wie in Figur 5 dargestellt, oder abgestuft abnehmen. Das hat den Vorteil, daß die Manschette im Durchdringungsbereich des Stabes sehr flexibel ist, obwohl die Manschette im Bereich des Außendurchmessers sehr formstabil ist. Dem eindringendenInstead of the feathered shape of the sleeves 24, 27, they can also be designed such that their thickness decreases in the radial direction from the outside to the center. The thickness can decrease continuously, as shown in FIG. 5, or in steps. This has the advantage that the sleeve is very flexible in the penetration area of the rod, although the sleeve is very dimensionally stable in the area of the outer diameter. The intruding
Stab wird dadurch wenig Widerstand geboten. Trotzdem ist die Abdichtung zu den feldfreien Räumen 38, 39 sehr zuverlässig. Daher reicht bei vielen Behandlungsgutformen eine Manschette an jeder Begrenzungsstelle der zu behandelnden Oberfläche aus, um die sichere Abdichtung zu gewährleisten.This provides little resistance to the rod. Nevertheless, the seal to the field-free rooms 38, 39 is very reliable. Therefore, with many types of items to be treated, a cuff at each boundary point of the surface to be treated is sufficient to ensure a secure seal.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Manschette aus elektrisch nichtleitenden Bürsten. Die Bürsten sind in der Manschettenhalterung befestigt und weisen radial zum Manschettenzentrum. Bei dichter Beborstung wird auch hiermit eine zuverlässige Maskierung und eine lange Standzeit erzielt.In a further embodiment, the sleeve consists of electrically non-conductive brushes. The brushes are fastened in the cuff holder and point radially to the cuff center. In the case of dense bristles, reliable masking and a long service life are also achieved with this.
Obwohl durch die oben beschriebenen Maßnahmen die Forderung nach feldfreien Räumen 38, 39 im wesentlichen erfüllt ist, können beispielsweise beim Einsatz von gefiederten Manschetten oder bei zu großen Toleranzen zwischen der Achse des Stabes und der Achse der Masken 23, 26 elektrische Feldlinien vom Behandlungsraum 34 in die weitgehend feldfreien Räume durchdringen. Ist die Feldliniendichte in diesen Räumen so klein, daß sich daraus an den nicht zu beschichtenden Endbereichen des Stabes eine Stromdichte ergibt, die unterhalb des Schwellenwertes für eine elektrolytische Behandlung, beispielsweise eine Metallabscheidung liegt, findet keine elektrochemische Behandlung statt. Ist die Feldliniendichte in diesen Räumen jedoch so groß, daß der Schwellenwert überschritten wird, so werden die nicht zu behandelnden Bereiche elektrochemisch behandelt. Beispielsweise wird Metall abgeschieden. Die entstehende Schicht ist zwar wesentlich dünner als die im Bereich des Behandlungsraumes abgeschiedene Schicht. Zu ihrer Entfernung ist dennoch ein zusätzlicher unerwünschterAlthough the measures for field-free spaces 38, 39 are essentially met by the measures described above, for example when using feathered sleeves or if the tolerances between the axis of the rod and the axis of the masks 23, 26 are too great, electrical field lines from the treatment space 34 in the largely field-free Penetrate spaces. If the field line density in these rooms is so small that this results in a current density at the end regions of the rod that are not to be coated, which is below the threshold value for an electrolytic treatment, for example a metal deposition, no electrochemical treatment takes place. However, if the field line density in these rooms is so large that the threshold value is exceeded, the areas not to be treated are treated electrochemically. For example, metal is deposited. The resulting layer is considerably thinner than the layer deposited in the area of the treatment room. However, an additional one is undesirable for their removal
Behandlungsschritt erforderlich.Treatment step required.
Während im oberen weitgehend feldfreien Raum 38 der Schwellenwert der Stromdichte, von dem ab eine Metallabscheidung stattfindet, nicht erreicht wird, weil die zusätzlichen Metallflächen der Klemmbacken 8, 9 zur Begrenzung der Stromdichte am Stabende beitragen, kann der Schwellenwert im unteren Raum 39 leichter überschritten werden. Um dies zu verhindern, ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Vergrößerung der in diesem Raum 39 befindlichen Metallflächen, die auf demselben elektrischen Potential wie der Stab liegen, vorgesehen.While in the upper largely field-free space 38 the threshold value of the current density, from which metal deposition takes place, is not reached because the additional metal surfaces of the clamping jaws 8, 9 help to limit the current density at the end of the rod, the threshold value in the lower space 39 can be exceeded more easily . To prevent this, in a further embodiment of the invention an enlargement of the metal surfaces located in this space 39, which are at the same electrical potential as the rod, is provided.
Wie in Figur 5 dargestellt, ist dazu im Zentrum des Raumes 39 ein metallischer Körper 44 angeordnet. Dieser ist in axialer Richtung frei beweglich. Er ist dazu an einem Halteelement 45 aus nichtleitendem Werkstoff befestigt, das in der Maske 23 geführt ist. Das Halteelement 45 kann entweder alsFor this purpose, as shown in FIG. 5, a metallic body 44 is arranged in the center of the space 39. This is freely movable in the axial direction. For this purpose, it is attached to a holding element 45 made of non-conductive material, which is guided in the mask 23. The holding element 45 can either as
Schwimmkörper ausgebildet sein, so daß es in der Flüssigkeit nach oben gedrückt wird, oder es wird durch eine zwischen dem Halteelement und dem unteren Blendenträger 1 7 angeordnete Feder 46 nach oben verschoben. Bei beiden Maßnahmen liegt der metallische Körper 44 an der unteren Manschette 24 an, wenn sich kein Stab in der Einzelzelle 22 befindet. BeimFloat be formed so that it is pressed upward in the liquid, or it is displaced upwards by a spring 46 arranged between the holding element and the lower diaphragm support 17. In both measures, the metallic body 44 rests on the lower sleeve 24 when there is no rod in the single cell 22. At the
Einsenken eines Stabes in die Einzelzelle und damit in den Raum 39 wird der Stab mit dem metallischen Körper in elektrischen Kontakt gebracht, so daß dieser dasselbe elektrische Potential erhält wie der Stab.Sinking a rod into the single cell and thus into room 39 the rod is brought into electrical contact with the metallic body so that it receives the same electrical potential as the rod.
Die Elektrode 30 ist vorzugsweise als unlösliche Elektrode ausgeführt. Die Elektrode kann beispielsweise als perforiertes Rohr ausgebildet sein, damit ein guter Elektrolytaustausch im Behandlungsraum 34 stattfinden kann. Geeignet ist beispielsweise ein Streckmetallgitter, aus dem die Elektrode gebildet wird. Durch den Spalt 43 (Figur 3) findet ein weiterer Elektrolytaustausch statt. Sind der Durchmesser der Masken 23, 26 und der Innen- durchmesser der Elektrode gleich groß und sind die Masken mit der Elektrode fest verbunden, so entfällt der Spalt 43. In diesem Falle sind die Elektroden zusammen mit der Maskenverstellung teleskopartig verstellbar. Der Elektrolyt im Behandlungsraum 34 wird in diesem Fall allein über die Elektrodenperforationen ausgetauscht. Die Oberfläche der Elektrode muß che- misch und elektrochemisch resistent sein. Oberflächenbeschichtungen ausThe electrode 30 is preferably designed as an insoluble electrode. The electrode can be designed, for example, as a perforated tube so that a good electrolyte exchange can take place in the treatment room 34. An expanded metal grid from which the electrode is formed is suitable, for example. A further electrolyte exchange takes place through the gap 43 (FIG. 3). If the diameter of the masks 23, 26 and the inner diameter of the electrode are the same size and the masks are firmly connected to the electrode, then the gap 43 is omitted. In this case, the electrodes can be adjusted telescopically together with the mask adjustment. In this case, the electrolyte in the treatment room 34 is exchanged solely via the electrode perforations. The surface of the electrode must be chemically and electrochemically resistant. Surface coatings
Platin oder Mischoxiden sind so beständig, daß lange Standzeiten der Elektroden erzielt werden.Platinum or mixed oxides are so stable that the electrodes have a long service life.
Die Elektroden sind mit dem Elektrodeneinsatz elektrisch leitfähig verbun- den. Über diesen Einsatz wird die Badstromquelle an alle Elektroden gemeinsam angeschlossen. Zur besonders präzisen oder zur individuellen Behandlung kann jeder Elektrode eine individuelle Badstromquelle zugeordnet werden. In diesem Falle sind die Elektroden am Elektrodeneinsatz elektrisch isoliert befestigt und mit einem isolierten Kabel mit der jeweiligen Strom- quelle verbunden. In speziellen Fällen kann die Elektrode auch löslich sein.The electrodes are connected to the electrode insert in an electrically conductive manner. The bath power source is connected to all electrodes via this insert. An individual bath current source can be assigned to each electrode for particularly precise or individual treatment. In this case, the electrodes are attached to the electrode insert in an electrically insulated manner and connected to the respective current source with an insulated cable. In special cases, the electrode can also be soluble.
Alle offenbarten Merkmale sowie Kombinationen der offenbarten Merkmale sind Gegenstand dieser Erfindung, soweit diese nicht ausdrücklich als be- kannt bezeichnet werden. BezugszeichenlisteAll disclosed features and combinations of the disclosed features are the subject of this invention, unless they are expressly designated as known. Reference list
1 Rahmen1 frame
2 Rahmenauflagen 3 Greifer2 frame supports 3 grippers
4 feststehender Schenkel4 fixed legs
5 beweglicher Schenkel5 movable legs
6 Achse6 axis
7 Druckfeder 8 nach innen gewölbte Klemmbacke7 compression spring 8 inwardly curved jaw
9 nach außen gewölbte Klemmbacke9 outwardly curved jaw
1 0 Stab (Behandlungsgut)1 0 staff (material to be treated)
1 1 Pfeil für Kraftrichtung1 1 arrow for direction of force
1 2 Tragarm 1 3 Kunststoffplatte1 2 support arm 1 3 plastic plate
1 4 Badbehälter1 4 bath tank
1 5 Warenträgerauf nehmer1 5 goods carrier receiver
1 6 Behandlungsbad1 6 treatment bath
1 7 unterer Blendenträger 1 8 Durchbrüche1 7 lower panel support 1 8 openings
1 9 Träger1 9 carriers
20 Höhenverstelleinrichtung unten20 height adjustment device below
21 Antrieb M221 M2 drive
22 Einzelzelle 23 rohrförmige Maske unten22 single cell 23 tubular mask below
24 Manschette unten24 cuff below
25 oberer Blendenträger25 upper panel support
26 rohrförmige Maske oben26 tubular mask on top
27 Manschette oben 28 Höhenverstelleinrichtung oben27 Upper cuff 28 Upper height adjustment device
29 Antrieb M 1 30 Elektrode29 M 1 drive 30 electrode
31 Elektrodeneinsatz31 electrode insert
32 Behälterrand32 container rim
33 Absatz33 paragraph
34 Behandlungsraum34 treatment room
35 Verlängerung oben35 Extension above
36 Verlängerung unten36 Extension below
37 Begrenzungsstelle37 Limiting point
38 feldfreier Raum oben38 field-free space above
39 feldfreier Raum unten39 field-free space below
40 zentrale Öffnung40 central opening
41 Manschettenhalterung41 cuff holder
42 Einschnitt42 incision
43 Spalt43 gap
44 Metallischer Körper44 Metallic body
45 Halteelement45 holding element
46 Feder46 spring
47 Badspiegel 47 bathroom mirror

Claims

Patentansprüche: Claims:
1 . Verfahren zum elektrochemischen Behandeln langgestreckter Gegenstände, umfassend folgende Verfahrensschritte:1 . Process for the electrochemical treatment of elongated objects, comprising the following process steps:
a) Ergreifen mindestens eines Gegenstandes ( 1 0) an einem Ende mittels eines Greifers (3); b) möglichst konzentrisch axiales Überführen des von dem Greifer gehaltenen Gegenstandes in einen Hohlraum mit Längsachse in einer in einem Tauchbad angeordneten Elektrode (30), der eine achsparallelea) gripping at least one object (1 0) at one end by means of a gripper (3); b) concentric axial transfer of the object held by the gripper into a cavity with a longitudinal axis in an electrode (30) arranged in an immersion bath, which is axially parallel
Wandung aufweist, c) wobei der Gegenstand dabei durch mindestens eine axial verschiebbare, gelochte Abschirmmaske (23;26) derart hindurchgeführt wird, daß ein elektrochemisch zu behandelnder Bereich des Gegenstandes der Wandung gegenüberliegt und ein elektrochemisch nicht zu behandelnder Bereich von der Elektrode abgeschirmt ist; d) Zuführen eines anodischen oder kathodischen Badstromes zu dem Gegenstand durch elektrisches Verbinden des Gegenstandes mit einem Pol einer Stromquelle und der Elektrode mit dem anderen Pol der Stromquelle.Has wall, c) the object being guided through at least one axially displaceable, perforated shielding mask (23; 26) such that an area of the object to be treated electrochemically is opposite the wall and an area not to be treated electrochemically is shielded from the electrode; d) supplying an anodic or cathodic bath current to the object by electrically connecting the object to one pole of a current source and the electrode to the other pole of the current source.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode ( 1 0) mit dem Hohlraum im wesentlichen senkrecht im Tauchbad ( 1 4) angeordnet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrode (1 0) with the cavity is arranged substantially vertically in the immersion bath (1 4).
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrochemisch zu behandelnde Bereich auf dem Gegenstand ( 1 0) durch eine relative axiale Bewegung des Gegenstandes und der Abschirmmaske (23;26) zueinander justiert wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the region to be treated electrochemically on the object (1 0) is adjusted to one another by a relative axial movement of the object and the shielding mask (23; 26).
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß der elektrochemisch zu behandelnde Bereich auf dem Gegenstand ( 1 0) durch die Eintauchtiefe des Gegenstandes in das Tauchbad ( 1 4) justiert wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the electrochemically treated area on the object (1 0) is adjusted by the depth of immersion of the object in the immersion bath (1 4).
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Tauchbad ( 1 4) Behandlungsflüssigkeit enthalten ist, die durch Perforationen in der Elektrode (30) gegen den Gegenstand ( 1 0) gefördert wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the immersion bath (1 4) treatment liquid is contained, which is promoted by perforations in the electrode (30) against the object (1 0).
6. Vorrichtung zum elektrochemischen Behandeln langgestreckter Gegenstände, umfassend6. An apparatus for electrochemically treating elongated articles comprising
a) einen Behälter ( 1 4) zur Aufnahme einer Behandlungsflüssigkeit, a1 ) mit mindestens einer darin enthaltenen Elektrode (30) zur elektroche- mischen Behandlung eines Gegenstandes ( 1 0), a2) wobei die Elektrode einen Hohlraum mit Längsachse und einer achsparallelen Wandung aufweist, in den der Gegenstand einführbar ist, b) mindestens eine innerhalb des Hohlraumes axial verschiebbar angeordnete, mit Öffnungen (40) zum Einführen des Gegenstandes verse- hene und so ausgebildete Abschirmmaske (23;26), daß durch sie die elektrochemische Behandlung des Gegenstandes in bestimmten Bereichen verhinderbar ist, sowie c) mindestens eine Stromquelle und elektrische Verbindungen von einem Anschlußpol der Stromquelle zu der Elektrode und vom anderen Anschlußpol zu dem in die Elektrode einführbaren Gegenstand.a) a container (1 4) for holding a treatment liquid, a1) with at least one electrode (30) contained therein for the electrochemical treatment of an object (1 0), a2), the electrode having a cavity with a longitudinal axis and an axially parallel wall , into which the object can be inserted, b) at least one shielding mask (23; 26) arranged axially displaceably within the cavity, provided with openings (40) for inserting the object and designed so that the electrochemical treatment of the object in certain areas can be prevented, and c) at least one power source and electrical connections from a connection pole of the current source to the electrode and from the other connection pole to the object that can be inserted into the electrode.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmmaske (23;26) als eine den Gegenstand ( 1 0) in axialer Richtung teilweise umschließende Hülle ausgebildet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the shielding mask (23; 26) is designed as a partially surrounding the object (1 0) in the axial direction.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, gekennzeichnet durch ein Dichtmittel (24;27) an der Abschirmmaske (23;26), das an der Wandung des Hohlraumes anliegt, zur Festlegung der Grenze des elektrochemisch zu behandelnden Bereiches.8. Device according to one of claims 6 and 7, characterized by a sealant (24; 27) on the shielding mask (23; 26), which bears against the wall of the cavity, for defining the boundary of the area to be treated electrochemically.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen rohrartigen Hohlraum.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized by a tubular cavity.
1 0. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (24;27) eine Öffnung (40) zum Einführen des Ge- genstandes ( 1 0) aufweist.1 0. Device according to one of claims 8 and 9, characterized in that the sealing means (24; 27) has an opening (40) for introducing the object (1 0).
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 0, gekennzeichnet durch ein weiteres, auf dem ersten Dichtmittel (24;27) aufliegendes Dichtmittel, wobei beide Dichtmittel (24;27) je eine Öffnung (40) zum Einführen des Gegenstandes und zu den Öffnungen hin verlaufende radiale Einschnitte1 1. Device according to one of claims 8 to 1 0, characterized by a further sealing means resting on the first sealing means (24; 27), both sealing means (24; 27) each having an opening (40) for introducing the object and towards the openings radial incisions
(42) aufweisen, wobei die Einschnitte (42) der beiden Dichtmittel (24;27) gegeneinander versetzt angeordnet sind.(42), the incisions (42) of the two sealing means (24; 27) being arranged offset from one another.
1 2. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, gekennzeichnet durch mehrere übereinanderliegende Dichtmittel (24;27), die Öffnungen (40) mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen.1 2. Device according to claim 6 to 9, characterized by a plurality of sealing means (24; 27) one above the other, which have openings (40) with different diameters.
1 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 0 bis 1 2, gekennzeichnet durch Dichtmittel (24;27) mit zur Öffnung hin abnehmender Dicke.1 3. Device according to one of claims 1 0 to 1 2, characterized by sealing means (24; 27) with decreasing thickness towards the opening.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 3, gekennzeichnet durch mindestens einen zusätzlichen, mit dem Gegenstand ( 1 0) elektrisch verbundenen und in axialer Richtung jenseits der Dichtmittel (24;27) im elektrochemisch nicht zu behandelnden Bereich angeordneten Metallkörper (44) .14. Device according to one of claims 6 to 1 3, characterized by at least one additional metal body (44) electrically connected to the object (1 0) and arranged in the axial direction beyond the sealing means (24; 27) in the region not to be treated electrochemically. .
1 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 4, gekennzeichnet durch eine Verlängerung (35;36) der den Gegenstand ( 1 0) umschließenden Hülle (23;26) in den elektrochemischen zu behandelnden Bereich (34).1 5. Device according to one of claims 7 to 1 4, characterized by an extension (35; 36) of the casing (23; 26) surrounding the object (10) into the electrochemical area (34) to be treated.
1 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 5, gekennzeichnet durch eine Halterung ( 1 3; 1 ) für die Abschirmmaske (23;26) und eine Einrichtung zur axialen Höhenjustierung (20;28) der Abschirmmaske.1 6. Device according to one of claims 6 to 1 5, characterized by a holder (1 3; 1) for the shielding mask (23; 26) and a device for axial height adjustment (20; 28) of the shielding mask.
1 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 6, gekennzeichnet durch aus einem feststehenden Schenkel (4) und einem beweglichen Schenkel (5) gebildete Greifer (3) sowie an den Schenkeln befestigte Klemmbacken (8;9).1 7. Device according to one of claims 6 to 1 6, characterized by a gripper (3) formed from a fixed leg (4) and a movable leg (5) and clamping jaws (8; 9) attached to the legs.
1 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 7, gekennzeichnet durch ein eine Schließkraft auf die Klemmbacken (8;9) ausübendes Mittel (5) .1 8. Device according to claim 1 7, characterized by a closing force on the clamping jaws (8; 9) exerting means (5).
1 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 8, gekennzeichnet durch perforierte Elektroden (30). 1 9. Device according to one of claims 6 to 1 8, characterized by perforated electrodes (30).
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