EP1115912B1

EP1115912B1 - Vorrichtung zum partiellen elektrochemischen behandeln von stabförmigem behandlungsgut

Info

Publication number: EP1115912B1
Application number: EP99950440A
Authority: EP
Inventors: Johann Falkner; Rudolf Kauper; Manfred Krepelka; Thomas Lummer
Original assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2002-03-20
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: WO2000011245A3; ES2173001T3; DE19837973C1; JP2002523625A; ATE214746T1; DE59901033D1; JP4317661B2; EP1115912A2; US6508926B1; WO2000011245A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum partiellen Behandeln, nämlich Galvanisieren, elektrochemischen Ätzen oder elektrochemischen Reinigen, von stabförmigem Behandlungsgut in Tauchbadanlagen, nämlich Galvanisier-, Ätz- und Reinigungsanlagen.

In der nachfolgenden Beschreibung wird das Behandlungsgut mit Stab bezeichnet. Vorrichtungen zum elektrochemischen Ätzen, Galvanisieren und elektrochemischen Reinigen von langgestreckten Zylindern, insbesondere von runden Stäben, sind bekannt. Diese Stäbe können an einem oder beiden Enden verjüngt und/oder mit Gewinde versehen sein. Ein Beispiel hierfür sind Zylinder für Fahrzeugstoßdämpfer. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Behandlung von runden Stäben. Sie eignet sich auch für die Behandlung von Stäben mit einem anderen Querschnitt.

Die elektrochemische Behandlung der Stäbe dient zum Beispiel bei Stoßdämpferzylindern zur Verbesserung der Verschleiß- und Korrosionseigenschaften.

Hierzu werden die Stäbe nur an den während des Betriebes beanspruchten Oberflächen elektrolytisch mit Hartchrom beschichtet. Die anderen Stellen der Stäbe sollen unbeschichtet bleiben oder partiell mit einer dünnen Flash-Chromschicht als temporärem Oberflächenschutz versehen werden. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Chromschicht wird die Oberfläche zuvor elektrochemisch geätzt. Für beide Verfahrensschritte werden vorzugsweise unlösliche Elektroden verwendet. Zwischen den einzelnen Behandlungsschritten werden die Stäbe In Galvanisieranlagen gespült. Eine Transporteinrichtung sorgt für den Transport der Stäbe von Behandlungsstation zu Behandlungsstation.

Zur partiellen Behandlung der Stäbe im Stabmittenbereich müssen die Enden maskiert, d.h. so abgeschirmt werden, daß auf diesen maßlich genau vorbestimmten Bereichen kein Metall oder als temporärer Schutz Flash-Chrom abgeschieden wird. Die Grenzen zwischen dem Abscheidungsbereich und den nicht zu beschichtenden Bereichen sind in der Regel eng toleriert. Bei bestimmten Stoßdämpferzylindern muß der unbeschichtete Bereich beispielsweise innerhalb von nur ± 1 Millimeter in den beschichteten Bereich übergehen. Die abzuscheidende Schicht muß bis an diese Grenze gleichmäßig dick sein. Randeffekte, d.h. eine Schichtdickenzunahme oder -abnahme an den Bereichsgrenzen, müssen vermieden werden. Ziel der präzisen Beschichtung ist es, ein nachträgliches Überschleifen zu vermeiden.

In den bekannten Anlagen werden die Stäbe an Gestellen befestigt und behandelt, wobei die Gestelle wiederum an transportablen Warenträgern befestigt sind. Die Gestelle sind mit individuellen Masken so versehen, daß beide Stabenden im vorgesehenen Bereich nicht beschichtet werden. Für alle vorkommenden Stablängen, Stabdurchmesser und Beschichtungsbereiche müssen an einer Galvanoanlage Masken und Gestelle in ausreichender Anzahl vorhanden sein. Weil die Gestelle auch zur Zuführung des Badstromes an die Stäbe dienen, müssen Sie metallisch leitfähig sein. Das Metall muß durch Kunststoffbeschichtungen vor dem Galvanisieren geschützt werden.

In der Druckschrift DE-AS 11 03 103 ist eine Vorrichtung zum galvanischen Verchromen der Außenfläche von Tellerventilschäften beschrieben. Um die Schäfte partiell galvanisieren zu können, werden diese in rohrförmigen Anoden zentrisch angeordnet und an der Oberseite in einem abgestuften Metallkern befestigt. Der Strom wird über den Metallkern zugeführt, wobei der Metallkern durch einen Isolierkörper von der elektrolytischen Zelle getrennt ist. Der Metallkern und der Isolierkörper begrenzen die Galvanisierschicht am oberen Ende des Schaftes. Das untere Ende wird mit einem Schutzlack vor unerwünschter Galvanisierung geschützt.

Bei dieser Ausführung ist nachteilig, daß jeder einzelne zu galvanisierende Körper individuell befestigt und der Schutzlack an einem Ende des Körpers maßgenau aufgebracht werden muß. Auch das Ablösen des Schutzlackes nach dem Galvanisieren ist aufwendig.

in DE 197 22 983 A1 werden Verfahren und eine Vorrichtung angegeben, mit denen eine partielle elektrochemische Behandlung, insbesondere elektrochemische Behandlung von Stäben mit unterschiedlichen Abmessungen, in Tauchbadanlagen ermöglicht wird.

Es werden je Stab definiert verstellbare Masken mit Dichtmitteln in Form von Abschlußmanschetten an beiden Stabenden zur Begrenzung der zu behandelnden Flächen eingesetzt. In einer Beschickungsstation ergreifen mehrere am Warenträger befestigte, elektrisch leitfähige Greifer zugleich einseitig je einen Stab. Beim Einsenken in die elektrolytische Behandlungsstation gelangt jeder Stab in eine Einzelzelle, die aus dem Stab und je einer stationären rohrförmigen Elektrode gebildet wird. Das obere und untere elektrolytisch wirksame Elektrodenende wird von je einer rohrförmigen axial verstellbaren Maske bestimmt. Die Maskenenden sind mit je einer Manschette abgeschlossen. Beim Einsenken des Warenträgers fährt der Stab zuerst durch die obere Manschette, dann in die Elektrode ein und danach durch die untere Manschette hindurch. Durch voneinander unabhängiges Verstellen der oberen und unteren Masken parallel zur Stabachse werden die beiden Beschichtungsgrenzen bzw. die zu beschichtende Fläche am Stab einheitlich für jeden Warenträger oder jede Stabreihe am Warenträger eingestellt. Mit diesem Verfahren werden zwar die Nachteile der bekannten Gestelltechnik vermieden, bei der mit je einer speziellen Maske für jede Stabdimension in Form von Kappen oder Haltern gearbeitet werden muß. In der Praxis kommt es jedoch oft vor, daß das Behandlungsgut schräg aufgehängt ist, da sich Metallabscheidungen an den Zangen-Haltern gebildet haben oder die Halter beschädigt sind. Beim Einfahren des nicht mehr zentrisch hängenden Behandlungsgutes in die Masken klaffen die Manschetten seitlich auf und können durch scharfe Kanten beschädigt werden. Ein genau dimensioniertes Galvanisieren mit beschädigten Manschetten ist daher nicht mehr möglich. Erschwerend kommt hinzu, daß Beschädigungen der Manschetten erst nach dem Ausfahren des Galvanisiergutes aus der Anlage erkennbar werden, weil die im Elektrolyt eingetauchten Manschetten von der Oberfläche des Bades aus nicht sichtbar sind. Das unter diesen Umständen produzierte Behandlungsgut ist unbrauchbar.

Der Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Abschirmen beim Galvanisieren von Stäben zu vermeiden und insbesondere den erforderlichen Arbeitsaufwand zum Abschirmen der nicht zu galvanisierenden Bereiche auf Stäben möglichst klein zu halten. Außerdem soll das Verfahren auch unter Produktionsbedingungen fehlerfrei funktionieren.

Das Problem wird durch eine selbstzentrierende Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur partiellen elektrochemischen Behandlung von stabförmigem Behandlungsgut in Tauchbadanlagen. Die Vorrichtung umfaßt

a. mindestens einen Badbehälter,

b. in dem mindestens einen Badbehälter rohrförmige Elektroden und mindestens einen rohrförmigen Membranträger, in den das Behandlungsgut zumindest teilweise einfahrbar ist, und

c. innerhalb des mindestens einen Membranträgers angeordnete Membranhalter.

Die rohrförmigen Membranträger bestehen vorzugsweise aus chemisch beständigem und zumindest an der Oberfläche elektrisch nichtleitendem Material.

Die Vorrichtung weist, entsprechend den Maßen des Behandlungsgutes, axial einstellbare, elektrisch nichtleitende Abschirmeinrichtungen auf. Für jeden Stab ist mindestens eine Abschirmeinrichtung vorgesehen. Beispielsweise kann eine Abschirmeinrichtung am unteren Ende des Stabes innerhalb des Bades zur Vermeidung der elektrochemischen Behandlung dieses Teilbereiches des Stabes vorgesehen sein. In diesem Falle könnte der obere Teilbereich des Stabes dadurch unbehandelt bleiben, daß dieser Teilbereich nicht in die Behandlungsflüssigkeit eintaucht. Es können aber auch Abschirmeinrichtungen an beiden Enden des Stabes vorgesehen sein.

Die Abschirmeinrichtungen umfassen jeweils mindestens einen Käfig innerhalb der rohrförmigen Membranträger. Die Käfige sind derart angeordnet, daß das Behandlungsgut durch diese hindurchgeschoben werden kann, und werden durch jeweils mindestens einen Käfigdeckel und mindestens einen Käfigboden gebildet. In jedem Käfig ist ein eine Membran haltender Membranhalter zwischen dem Käfigdeckel und dem Käfigboden radial beweglich gelagert. Mindestens eine innere Zentrierfeder für die Führung des Behandlungsgutes und mindestens eine äußere Zentrierfeder für die Zentrierung des Membranhalters und der Membran in dem Käfig sind an jedem Membranhalter vorgesehen. Die Membranen bestehen vorzugsweise aus chemisch beständigem, dehnbarem und elektrisch nichtleitendem Material.

Die Käfige sind an der der Stabmitte zugewandten Seite der Abschirmeinrichtung angeordnet. Die äußeren Zentrierfedern sind vorzugsweise stabförmig als Blattfedern ausgebildet und an den Außenflächen des Membranhalters tangential befestigt. Sie dienen zur Zentrierung des Membranhalters und der Membran im Käfig und wirken einem radialen Druck eines nicht zentrisch gehaltenen Stabes auf die Membran und den Membranhalter entgegen. Die Federkraft der äußeren Zentrierfedern ist an die Festigkeit der elastischen Membranen angepaßt. Sie sollte so groß gewählt werden, daß die Membranen durch einen seitlichen Druck des Behandlungsgutes nicht aufklaffen oder im Extremfall reißen und so die Abschirmwirkung an dieser Stelle verloren geht.

Die Federkraft der inneren Zentrierfedern sollte aber kleiner gewählt werden als die Federkraft der Haltezangen für die Stäbe, um deren sichere Befestigung und elektrische Kontaktierung an den Haltezangen nicht zu gefährden. Ist der seitliche Druck der Stäbe, den die inneren Federn des Membranhalters aufnehmen, zu groß, d. h. die Zentrierwirkung reicht nicht mehr aus, um die Stäbe zu zentrieren, werden die Membranen beim Einfahren der Stäbe in die Abschirmeinrichtung in eine exzentrische Lage verschoben, um so ein Beschädigen der Membranen zu verhindern. Dadurch wird die maßgenaue Abblendung der Feldlinien trotzdem ermöglicht. Dagegen klaffen die aus elastischem Material gefertigten Membranen bei den bekannten starr an der Abschirmeinrichtung befestigten Abschirmmembranen durch den seitlichen Druck der Stäbe auf, so daß die Abblendwirkung an dieser Stelle verhindert wird.

Innerhalb des unteren Membranträgers und unterhalb der Membran sind entweder mehrere sich zum Zentrum hin verjüngend geformte und federnd am Membranhalter befestigte Zentrierfederflügel oder mindestens drei federnde zentrisch angeordnete und eine Führung bildende Federstäbe als innere Zentrierfedern angebracht, die auf die Stäbe zentrierend wirken, indem sie die durch die Membran hindurch geschobenen Stäbe einklemmen und dadurch eine zentrierend wirkende Führung bilden. Die Federstäbe können insbesondere länglich ausgebildet sein und von einer vom Membranhalter gebildeten Ebene schräg weglaufend mit den freien Enden eine mit dem Zentrum des Membranhalters fluchtende Öffnung bilden, durch die die Stäbe hindurchschiebbar sind.

Als innere Zentrierfedern innerhalb des unteren Membranträgers können auch mindestens zwei verdrehsicher mit einem Ende am Membranhalter befestigte Federstäbe mit entsprechend verdrehsicher am freien Ende des Membranhalters befestigten, zentrierend wirkenden Führungen verwendet werden. Diese Federstäbe sind derart ausgerichtet, daß ein durch die von dem Membranhalter gehaltene Membran durchschiebbarer Stab von den Federstäben einklemmbar ist. Als Führungen sind jeweils prismenförmige und im wesentlichen parallel zu den Federstäben verlaufende Führungen für die Stäbe vorgesehen.

Die innerhalb der oberen Membranträger angeordneten inneren Zentrierfedern können insbesondere länglich ausgebildet sein und auf einer vom Membranhalter gebildeten Ebene im wesentlichen senkrecht stehend mit den freien, um mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 90° und insbesondere mindestens 180°, umgebogenen Enden eine mit dem Zentrum des Membranhalters fluchtende Öffnung bilden, durch die die Stäbe hindurchschiebbar sind.

Beim Ausfahren der Stäbe aus der erfindungsgemäßen Abblendvorrichtung sorgen die äußeren Federn an den Membranhaltern dafür, daß sich die Membranen für die mit der nächsten Charge einfahrenden Stäbe wieder zentrieren, d. h. in die Ausgangslage zurückfedern.

Um die Vorrichtung für die Behandlung unterschiedlicher Stablängen bzw. unterschiedlicher Geometrien der zu beschichtenden und nicht zu beschichtenden Stabbereiche einzustellen, sind Höheneinstelleinrichtungen vorgesehen, mit denen die Membranträger mit den Membranhaltern und Membranen in vertikaler Richtung bewegbar sind.

Mit der Vorrichtung kann ein Verfahren zur partiellen elektrochemischen Behandlung der Stäbe in Tauchanlagen mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt werden:

a. Greifen der im wesentlichen vertikal ausgerichteten Stäbe mittels geeigneter Haltelemente;

b. Einfahren der Stäbe in einen Badbehälter und in innerhalb mindestens eines Membranträgers angeordnete Membranhalter, wobei der Badbehälter rohrförmige Elektroden und mindestens einen rohrförmigen Membranträger aufweist, in die die Stäbe zumindest teilweise einfahrbar sind;

c. Hindurchfahren des Behandlungsgutes durch jeweils eine zentrale Öffnung in mindestens einer von den Membranhaltern gehaltenen Membran.

Dabei werden nicht vertikal angeordnete Stäbe und die zentralen Öffnungen in den Membranen beim Hindurchfahren durch die mindestens eine Membran automatisch zueinander ausgerichtet.

Anhand der Beispiele der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a:: eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Behandlungsstation entsprechend dem Stand der Technik;
Fig. 1b:: eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine starre Maske in einer Behandlungsstation entsprechend dem Stand der Technik;
Fig. 2:: eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen oberen erfindungsgemäßen Membranträger;
Fig. 3:: eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen unteren erfindungsgemäßen Membranträger;
Fig. 4a:: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines unteren Membranhalters;
Fig. 4b:: eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines unteren Membranhalters.

In Fig. 1a ist ein senkrechter Schnitt durch einen Badbehälter mit mehreren herkömmlichen elektrolytischen Einzelzellen zum Verchromen von Stäben dargestellt. In Fig. 1b ist ausschnittsweise und senkrecht geschnitten eine einzelne herkömmliche elektrolytische Einzelzelle innerhalb des Badbehälters der Fig. 1a dargestellt.

Ein Badbehälter 14 ist bis in die Randzone 33 mit Elektrolyt gefüllt. In den Badbehälter eingebaut sind rohrförmige Elektroden 30, die mit einer nicht dargestellten Gleichstromquelle elektrisch leitend verbunden sind. Ferner sind in und am Badbehälter 14 zwei unabhängig voneinander in vertikaler Richtung verstellbare Blendenträger 17 und 25 vorhanden. Am Warenträger 1, der im Bad durch die Warenträgerauflage 2 lagerichtig gehalten wird, befinden sich Haltezangen 3, die die Stäbe 10 elektrisch kontaktieren und festhalten. Beim Einsenken des Warenträgers 1 in die rohrförmigen Elektroden 30 durchstoßen die Stäbe 10 zunächst die starr am vertikal verstellbaren Blendenträger 25 befestigten Manschetten 27 im oberen Membranträger 26 (Fig. 1b). Beim weiteren Absenken des Warenträgers 1 durchstoßen die Stäbe 10 auch die Manschette 24 des unteren Membranträgers 23 (Fig. 1b), der am unteren Blendenträger 17 befestigt ist. Sowohl der untere Blendenträger 17 mit dem Membranträger 23 und den Manschetten 24 (Fig. 1b) als auch der obere Blendenträger 25 mit dem Membranträger 26 und den Manschetten 27 sind, entsprechend den Erfordernissen der Stäbe 10, durch die Verstelleinrichtungen 20 und 28 höhenverstellbar. Zur weiteren Verringerung der Stromdichte im unteren Bereich der Stäbe können, wie in Fig. 1b dargestellt, leitfähige Hilfskathoden 22 angebracht sein, die über Federn 21 gegen das eingefahrene Behandlungsgut 10 gedrückt werden und damit die kathodische wirkende Fläche stark erhöhen bzw. die kathodische Stromdichte so vermindern, daß im unteren abgeschirmten Bereich keine Abscheidung mehr stattfindet. Damit lassen sich Stäbe 10 mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlichen Anforderungen an die Lage der partiellen Beschichtung/Behandlung am Bad bearbeiten.

Nachfolgend wird auf die erfindungsgemäßen Ausführungsformen Bezug genommen. Soweit bestimmte Vorrichtungsteile in den Fig. 2 bis 4 nicht dargestellt sind, wird stellvertretend auf die entsprechenden Teile mit den zugehörigen Bezugsziffern in den Fig. 1a und 1b Bezug genommen. Insoweit stellen die Fig. 1a und 1b auch erfindungsgemäße Vorrichtungsmerkmale dar.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße obere Membranträger 26 in einer vertikalen Schnittzeichnung als Ausschnitt einer Einzelgalvanisierzelle innerhalb des hier nicht dargestellten Badbehälters 14 (siehe Fig. 1a) dargestellt. Der rohrförmige Membranträger 26 ist am oberen Blendenträger 25 befestigt, der über eine hier nicht dargestellte Höhenverstelleinrichtung 28 (siehe Fig. 1a) auf die für die zu produzierenden Stäbe richtige Lage eingestellt wird.

Die Verstellung des Blendenträgers 25 bewirkt gleichzeitig, daß sich das elektrisch nichtleitende Rohr des Membranträgers 26 in die ausschnittsweise gezeigte unlösliche Elektrode 30 einschiebt und damit die nicht benötigte Länge der Elektrode abblendet. Beim Einfahren der Stäbe 10 in den Badbehälter 14 kann sich der Blendenträger 25 vorteilhafterweise in der oberen Stellung befinden.

Der Blendenträger 25 und sämtliche in das Bad eintauchenden Teile werden aus chemisch beständigem Material angefertigt. An elektrisch nichtleitenden Werkstoffen stehen z. B. PVC, PVDF, PTFE zur Verfügung. Als elektrisch leitfähiger Werkstoff sind z. B. Titan oder Blei verwendbar.

Der Stab 10 wird beim Absenken des hier nicht dargestellten Warenträgers 1 zunächst in den Bereich der inneren Zentrierfedern 7 eingefahren, die einen zentrierenden Druck auf den Stab 10 ausüben und diesen ausrichten, wenn dieser in nicht zentrischer Lage nach unten hängt. Reicht der Federdruck nicht für das Ausrichten des Stabes 10 aus, so wird der mit den äußeren Zentrierfedern 19 gehaltene Membranhalter 5 in horizontaler Richtung verschoben, so daß er sich der Stablage anpaßt, um Beschädigungen oder ein Aufdehnen der empfindlichen Membran 9 zu verhindern. Um die Funktion des Membranhalters 5 sicherzustellen, sind am rohrförmigen Membranträger 26 der Käfigdeckel 12 und der Käfigboden 16 so angebracht, daß sich der Membranhalter 5 in horizontaler (radialer) Richtung frei bewegen kann, aber in vertikaler Richtung ausreichend fest gehalten wird. Nach dem Absenken des Stabes 10 in seine unterste Position kann der obere Blendenträger 25 nach unten in die durch die Stabkonstruktion vorgegebene Abschirmposition gefahren werden. in einer bevorzugten Ausführungsform wölbt sich dabei die Abschirmmembran 9, die am Stab 10 eng anliegt, innen konisch nach oben. Dies führt zu einer Verringerung des Knocheneffektes (Bildung einer verdickten galvanisch abgeschiedenen Schicht) an den Enden des Stabes 10.

Nach der Behandlung wird der Stab 10 vertikal nach oben aus der Galvanisierzelle ausgefahren. Sobald der Stab 10 aus der Membran 9 herausgefahren ist, wird der Membranhalter 5 über die äußeren Federn 19 wieder in der Mitte des Membranträgers 26 zentriert.

In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße untere Membranträger 23 mit einem kleinen Ausschnitt des Blendenträgers 17 in einem vertikalen Schnitt durch eine Einzelgalvanisierzelle innerhalb des hier nicht dargestellten Badbehälters 14 (siehe Fig. 1a) dargestellt. Der rohrförmige Membranträger 23 ist am unteren Blendenträger 17 befestigt und kann über die hier nicht dargestellte Höhenverstelleinrichtung 20 (siehe Figur 1a) auf die für die zu produzierenden Stäbe 10 richtige untere Einstellung gebracht werden. Die Höhenlage des Membranträgers 23 wird vorzugsweise vor dem Einsenken des nicht dargestellten Warenträgers 1 eingestellt.

Der grundsätzliche Aufbau der unteren Abschirmeinrichtung entspricht der oberen Abschirmeinrichtung aus Fig. 2. Es sind auch hier der Membranhalter 4 mit den äußeren Zentrierfedern 18, der Käfigdeckel 11, der Käfigboden 15 sowie die inneren Zentrierfedern 6 vorhanden. Die inneren Zentrierfedern 6 sind allerdings unterhalb der Membran 8 angeordnet, um einen störenden Einfluß auf die Feldlinienkonzentration im Galvanisierbereich des Stabes 10 zu vermeiden. Hier ist es wichtig, daß der Abstand der Zentrierfeder 6 von der Membran 8 nicht zu groß gewählt wird, um Beschädigungen der Membran 8 durch den noch nicht zentrierten Stab 10 bzw. die richtige Lage der Membran 8 zu verhindern. Nachdem der Stab 10 beim Einsenken in die Zelle durch die obere Abschirmeinrichtung eingefahren ist, trifft er beim weiteren Absenken zunächst auf die Membran 8, fährt durch diese hindurch gegen die innere Zentrierfeder 6 und wird bei Bedarf (wenn die Zentrierwirkung der oberen Abschirmeinrichtung nicht ausreichend ist) zentriert. Ist der Druck auf die Feder 6 zu groß, wird auch hier der Membranhalter 4 mit der Membran 8 gegen die Federkraft der äußeren Zentrierfedern 18 horizontal (radial) verschoben, um ein Aufklaffen der Membran 8 an der vom Stab 10 nicht gedrückten Seite oder eine Beschädigung zu verhindern. Damit wird eine randgenaue Abschirmung des Stabendes gewährleistet. Ebenso wie bei der oberen Abschirmeinrichtung sorgen die äußeren Zentrierfedern 18 nach dem Ausfahren der Stäbe 10 aus der unteren Abschirmeinrichtung dafür, daß der Membranhalter 4 sich wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt, d. h. sich erneut zentriert.

Je nach den Erfordernissen der Stäbe 10 können nur eine obere, nur eine untere oder beide Abblendvorrichtungen (oben und unten) verwendet werden. Desgleichen ist eine Kombination der Abschirmeinrichtungen oben/unten entsprechend dem Erfindungsvorschlag und dem Stand der Technik möglich.

In Fig. 4a ist eine bevorzugte Ausführungsform eines unteren Membranhalters 4 in Draufsicht und in einer Seitenansicht gezeigt. Am äußeren Umfang des zylindrischen Membranhalters 4 sind die äußeren stabförmigen Zentrierfedern 18 tangential angebracht. Die inneren Zentrierfedern 29 sind flügelförmig und zum Zentrum des Membranhalters 4 hin verschränkt oder schräg angeordnet, so daß innen drei konisch verlaufende Flächen entstehen, gegen die der nicht zentrische hängende Stab 10 (siehe Fig. 3) beim Einfahren in die Einrichtung drückt. Beim weiteren Absenken des Stabes 10 federn die flügelförmigen Zentrierfedern 29 nach unten und außen. Diese spezielle Ausführungsform hat den Vorteil, daß wegen der geringeren Ansprüche an die Federeigenschaften auch abriebfeste Kunststoffe als Werkstoffe mit idealen Abschirmeigenschaften für die inneren Zentrierfedern 29 verwendbar sind.

In Fig. 4b ist wiederum ein Membranhalter 4 gezeigt. Gegenüber dem Membranhalter 4 der Fig. 4a ist eine andere Form der inneren Zentrierfedern vorgesehen. Die Zentrierfedern bestehen dabei aus je einem Federstab 32, der außenseitig am Membranhalter 4 verdrehsicher befestigt ist. An der Innenseite des Federstabes 32 ist eine prismenförmige Führung 31 angebracht, die ebenfalls gegen Verdrehung gesichert ist. Die Einbaurichtung des Federstabes 32 zeigt vom Membranhalter weg schräg nach unten. Beide Federn 32 bewirken in Verbindung mit den Prismenführungen 31 eine gute Zentrierung der Stäbe 10 (siehe Fig. 3).

Die inneren Zentrierfedern 29,32 der Fig. 4a und 4b sind auch zur Verwendung an den oberen Membranhaltern 5 geeignet. In diesem Falle müssen die Zentrierfedern 29,32 aber, wie in Fig. 2 gezeigt, oberhalb des Membranhalters 5 angeordnet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Warenträger
2: Warenträgerauflage
3: Haltezange
4: Membranhalter unten
5: Membranhalter oben
6: innere Zentrierfeder unten
7: innere Zentrierfeder oben
8: Abschirmmembran unten
9: Abschirmmembran oben
10: Stab (Behandlungsgut)
11: Käfigdeckel in unterer Abschirmeinrichtung
12: Käfigdeckel in oberer Abschirmeinrichtung
13: Kunststoffplatte
14: Badbehälter
15: Käfigboden in unterer Abschirmeinrichtung
16: Käfigboden in oberer Abschirmeinrichtung
17: unterer Blendenträger
18: äußere Zentrierfeder für Abschirmmembran unten
19: äußere Zentrierfeder für Abschirmmembran oben
20: Höhenverstelleinrichtung für Abschirmeinrichtung unten
21: Druckfeder
22: Hilfskathode
23: rohrförmiger Membranträger unten
24: Manschette unten
25: oberer Blendenträger
26: rohrförmiger Membranträger oben
27: Manschette oben
28: Höhenverstelleinrichtung für Abschirmeinrichtung oben
29: flügelförmige Zentrierfeder
30: Elektrode
31: Prismenförmige Führung
32: Federstab
33: Randzone

Claims

Vorrichtung zur partiellen elektrochemischen Behandlung von stabförmigem Behandlungsgut in Tauchbadanlagen, die

a. mindestens einen Badbehälter,

b. in dem mindestens einen Badbehälter rohrförmige Elektroden und mindestens einen rohrförmigen Membranträger, in den das Behandlungsgut zumindest teilweise einfahrbar ist, und

c. innerhalb des mindestens einen Membranträgers angeordnete Membranhalter

aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens ein Käfig innerhalb des mindestens einen rohrförmigen Membranträgers (23,26) vorgesehen und derart angeordnet ist, daß das Behandlungsgut (10) durch den Käfig hindurchgeschoben werden kann, jeder Käfig durch jeweils mindestens einen Käfigdeckel (11,12) und mindestens einen Käfigboden (15,16) gebildet ist, in jedem Käfig ein eine Membran (8,9) haltender Membranhalter (4,5) zwischen dem Käfigdekkel (11,12) und dem Käfigboden (15,16) radial beweglich gelagert ist und daß jeweils mindestens eine innere Zentrierfeder (6,7,29,32) für die Führung des Behandlungsgutes (10) und jeweils mindestens eine äußere Zentrierfeder (18,19) für die Zentrierung des Membranhalters (4,5) mit der Membran (8,9) im Käfig vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens drei innere Zentrierfedern (6,7) an einem Membranhalter (4,5) befestigt und derart ausgerichtet sind, daß durch die von dem Membranhalter (4,5) gehaltene Membran (8,9) durchschiebbares Behandlungsgut (10) von den Federn (6,7) einklemmbar ist, und die Federn (6,7) gemeinsam eine zentrierend wirkende Führung für das Behandlungsgut (10) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als innere Zentrierfedern mindestens zwei Federstäbe (32) vorgesehen sind, die mit dem jeweils einen Ende am Membranhalter (4,5) verdrehsicher befestigt und derart ausgerichtet sind, daß durch die von dem Membranhalter (4,5) gehaltene Membran (8,9) durchschiebbares Behandlungsgut (10) von den Federstäben (32) einklemmbar ist, und an deren freien Enden jeweils prismenförmige, im wesentlichen parallel zu den Federstäben (32) verlaufende Führungen (31) für das Behandlungsgut (10) verdrehsicher befestigt sind, mit denen eine zentrierend wirkende Führung für das Behandlungsgut (10) ausübbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als innere Zentrierfedern flügelförmige Federn (29) vorgesehen sind, die mit dem jeweils einen Ende am Membranhalter (4,5) befestigt und derart ausgerichtet sind, daß durch die von dem Membranhalter (4,5) gehaltene Membran (8,9) durchschiebbares Behandlungsgut (10) von den Federn (29) einklemmbar ist, und die Federn (29) gemeinsam eine zentrierend wirkende Führung für das Behandlungsgut (10) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Zentrierfedern (6,7) länglich ausgebildet sind und von einer vom Membranhalter (4,5) gebildeten Ebene schräg weglaufend mit den freien Enden eine mit dem Zentrum des Membranhalters (4,5) fluchtende Öffnung bilden, durch die das Behandlungsgut (10) hindurchschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Zentrierfedern (6,7) länglich ausgebildet sind und auf einer vom Membranhalter (4,5) gebildeten Ebene im wesentlichen senkrecht stehend mit den freien, um mindestens 45° umgebogenen Enden eine mit dem Zentrum des Membranhalters (4,5) fluchtende Öffnung bilden. durch die das Behandlungsgut (10) hindurchschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Membranhalter (4,5) Blattfedern (18,19) als äußere Zentrierfedern (18,19) tangential befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Membranträger (23,26) aus chemisch beständigem und zumindest an der Oberfläche elektrisch nichtleitendem Material bestehen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (8,9) aus chemisch beständigem, dehnbarem und elektrisch nichtleitendem Material bestehen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranträger (23,26) mit den Membranhaltem (4,5) und Membranen (8,9) über Höhenverstelleinrichtungen (20,28) in vertikaler Richtung bewegbar sind.
Verfahren zur partiellen elektrochemischen Behandlung von stabförmigem Behandlungsgut in Tauchbadanlagen, umfassend folgende Verfahrensschritte:

a. Greifen von im wesentlichen vertikal ausgerichtetem Behandlungsgut mittels geeigneter Haltelemente;

b. Einfahren des Behandlungsgutes in einen Badbehälter, umfassend rohrförmige Elektroden und mindestens einen rohrförmigen Membranträger, in die das Behandlungsgut zumindest teilweise einfahrbar ist, und innerhalb des mindestens einen Membranträgers angeordnete Membranhalter;

c. Hindurchfahren des Behandlungsgutes durch jeweils eine zentrale Öffnung in mindestens einer von den Membranhaltern gehaltenen Membran;

dadurch gekennzeichnet, daß nicht vertikal angeordnetes Behandlungsgut (10) und die zentralen Öffnungen beim Hindurchfahren durch die mindestens eine Membran (8,9) automatisch zueinander ausgerichtet werden.