EP1455006A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Galvanisieren von Bauteilen - Google Patents

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EP1455006A1
EP1455006A1 EP04005352A EP04005352A EP1455006A1 EP 1455006 A1 EP1455006 A1 EP 1455006A1 EP 04005352 A EP04005352 A EP 04005352A EP 04005352 A EP04005352 A EP 04005352A EP 1455006 A1 EP1455006 A1 EP 1455006A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
gripper
bath
predetermined manner
galvanic bath
Prior art date
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Granted
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EP04005352A
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English (en)
French (fr)
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EP1455006B1 (de
Inventor
Matthias Dornbracht
Andreas Scheefer
Frank Kykal
Harald Holeczek
Thomas Bolch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aloys F Dornbracht GmbH and Co KG
Original Assignee
Aloys F Dornbracht GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Aloys F Dornbracht GmbH and Co KG filed Critical Aloys F Dornbracht GmbH and Co KG
Publication of EP1455006A1 publication Critical patent/EP1455006A1/de
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Publication of EP1455006B1 publication Critical patent/EP1455006B1/de
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    • 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
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/10—Agitating of electrolytes; Moving of racks

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for galvanizing components, especially the galvanic production of metallic Coatings on fittings, preferably made of brass.
  • the visual appearance and quality of the applied layers is one of the most important quality features of the products.
  • the fittings are therefore for decorative purposes using galvanic processes different metal layers (Cr, Au, Pt).
  • Ce, Au, Pt metal layers
  • About the quality and variety of layers delimitation from competition also take place. Therefore the galvanic coating of the components one of the crucial manufacturing steps.
  • the frames are mostly populated by Hand (as is common in electroplating is).
  • the racks are specific to individuals Components and component families designed and built.
  • the parts of the frame that do not hold any components, are for protection against chemical attack and against Provide coating with plastic coatings.
  • these become process fluids over time attacked, causing damage also the racks, which are then elaborate need to be repaired or replaced.
  • the frames differ in depending on the component their geometry, component arrangement and the necessary Movement of components for mounting on the frame. This is an automation of this process difficult. Automation, however, is important in today's manufacturing processes. Leave only with end-to-end automation the current demands on reproducibility and Documentability of the processes on the one hand and to the On the other hand, meet productivity. This automation is in the other manufacturing areas Part already quite advanced, e.g. can Today, components are ground almost fully automatically and be polished.
  • the conventional procedure can be summarized so that components, in particular Fittings or attachments and the like, in large electroplating machines are coated, for which all Components applied or attached to frames the components on the way through the Process container of the coating system free in Keep electrolyte and power supply in everyone worry about each part.
  • the assembly of the racks is done by hand.
  • a to be coated Component picked up individually by a gripper and immersed in the galvanic bath critical is now that during the electroplating process the position and / or orientation of the submerged component in a predetermined manner is changed by movements of the gripper. On this way it is possible to have any shape Placing the component in a galvanic coating bath, being an ideal during coating Position opposite the anodes. hereby it is possible to build components from a wide range Process spectrum with only minor conversions and to supply a galvanizing unit. In particular it is beneficial that by changing the spatial orientation of the components during the galvanic Coating the distribution of electrical Felling lines during the coating process can be influenced. This allows specific, predetermined layer thickness distributions on the Achieve component.
  • Another advantage of the present invention is that the components can now be coated at very high current densities, which are, for example, a factor of 10 higher than usual.
  • current densities of up to 100 A / dm 2 can be achieved in a Watts nickel electrolyte which is operated conventionally at 3 to 5 A / dm 2 .
  • the handling system for example an industrial robot can not only through the components lead the electroplating process, but also through all Process stages used to manufacture the component to lead. Since usually only individual components be taken, but it is also possible is, with suitable grippers several components at the same time to grasp is the galvanization of very small lots, for example less than 10 components, economically possible. Due to the individual orientation of the components is avoided that at high Current densities commonly encountered problems with the layer quality can be avoided because the coating can be controlled in a targeted manner.
  • the gripper is advantageously used for fine control the position of the component with an image processing system for position detection of either the gripper and / or the component.
  • fittings can or parts of fittings very quickly, for example within 1 to 2 minutes instead of conventional 15 minutes, and with high and reproducible Quality can be electroplated.
  • the handling system according to the invention linked to automated manufacturing so that manual assembly processes that often errors are avoided.
  • the one used according to the invention advantageously transmits Grab the current on the ones to be galvanized Components. It can also have an outlet for air with which air, e.g. as sealing air on which Components can be transferred. Also an outlet for Liquids, such as water, to the gripping point, for example for rinsing purposes, can on the Grippers may be provided.
  • Particularly advantageous movements of the component concern a rotation about an axis, if any can be endless, panning around two more axes or a movement in three on top of each other vertical spatial axes within the galvanic Bath.
  • the movements should be complete be arbitrary and controlled so that the movement is started or stopped at any time can be. So it is then also possible to move the gripper with other processes in the coating reactor, for example, adding Anode segments or a change in bath flow to synchronize.
  • the coating flow i.e. its strength, can with such changes in Coating reactor can be synchronized.
  • the area of the anode, which is closest to the component, during the Process by changing the position of the component be varied, as well as the distance between the Component and the anode.
  • Electroplating bath By means of a directed flow in the used Electroplating bath can be caused at certain Dividing the component by appropriate positioning the component a higher mass exchange with the Electroplating bath for the deposition of a higher layer thickness provides.
  • Fig. 1 shows the schematic diagram of a gripper 20, the is suitable for the present invention.
  • the in 1 grippers 20 can be rotationally symmetrical Components are included and on this Electricity for the coating process in a galvanic Bad be transferred.
  • the Gripper 20 the rotation of the gripped component.
  • the gripper 20 has a housing 2, which on a Housing attachment 1 is attached.
  • This housing has an opening from which the actual gripping element protrudes downwards. This opening is rotationally symmetrical and via a shrink tube 9 sealed.
  • Farther is centrally symmetrical within the Housing 2 and the opening penetrating a plunger 4 with plunger extension 8, which in turn has an inner bore 18 have a flushing medium between the jaws 14 of the chuck of the gripper can be introduced.
  • This feed line 18 goes over into a channel 12 for the flushing medium, which is extends axially symmetrically within the ram.
  • jaws 14 arranged at the End of the plunger. These are from surrounded an adapter sleeve 10. Via a threaded bolt 11 is the clamping sleeve 10 by means of the plunger 8 movable up or down. Since the chuck 14 and the adapter sleeve 10 has complementary bevels, these bevels slide when the adapter sleeve is moved 10 against each other, so that the chuck when starting up the clamping sleeve 10 narrows and thereby Component that in this case is rotationally symmetrical should be, can take.
  • Both the chuck 14 and the collet 10 have openings or openings 16 and 15, with which the introduced via the flushing medium channel 12 Flushing medium can flow out.
  • Fig. 2 shows a galvanizing arrangement in which a gripper according to FIG. 1 can be used.
  • the Gripper 20 is located at the end of a robot arm 21 of a robot 22.
  • the robot arm is telescopic extendable and on the other hand rotatable around its storage.
  • a robot entry station 25 and surround the robot 22 various degreasing baths 26, the first Rinse 27a, for pickling 28, for the second rinse 27b, for electroplating with nickel 29, for the third Rinse 27c, for electroplating with chrome 30, for the fourth Rinsing 27d, for drying 31 and a station 32 to discharge the component.
  • the robot now grips components that, for example are delivered in a special pallet in the Station 25 for introducing components and moving them using a predetermined program by the different process stations 26 to 31.
  • the current parameters like the movement of the component by rotation and / or panning or other movements completely predefined in the robot program and coordinated.
  • Grasping and contacting each Component takes place via a possibly special adapted to the geometry of the underside of the component Gripper, as shown for example in Fig. 1 is.
  • the material of this gripper 20 is selected so that that on the one hand he has the necessary electricity the component can transfer, but on the other hand the withstands various aggressive process media. He is still designed to fit into the Rinsing baths 27a to 27d can be easily rinsed so that the gripper does not contaminate the subsequent ones Process fluid resulting from carryover. This can be done, for example, by coating all not used for power transmission to the component Components of the gripper 20 with a hydrophobic chemical-resistant polymer layer reached become. In the design of the gripper 20, it is still essential, as few columns or To create undercuts to drain the To facilitate the gripper.
  • FIG. 3 shows an example of an arrangement of anodes, as they are for coating one shown in Fig. 3
  • Component 19 are suitable. They are parallel to each other Main anodes 40 are provided, by means of which the essential parts of the component 19 are coated. Furthermore, below the component 19 in the Areas in which there are recesses or angles in the component, special anodes 41 are arranged, those for a coating also in these recesses to care. The special anodes 41 are via a line 42 connected to a power source.
  • Farther 3 is the polarity of the respective anodes 40, 41 and the component 19 shown.
  • the anode arrangement shown in Fig. 3 can hence the acute angles of the recesses are sufficiently coated in the component 19.
  • the Additional anodes 41 was the field line distribution in the shielded angles or recesses improved so that there is a sufficient layer thickness up to 3 ⁇ m was deposited.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Galvanisieren von Bauteilen mit metallischen Überzügen in einem galvanischen Bad, wobei das zu beschichtende Bauteil einzeln von einem Greifer aufgenommen, in das galvanische Bad eingetaucht, während des Tauchens die Position in vorbestimmter Weise durch Bewegung des Greifers verändert und zuletzt das Bauteil aus dem galvanischen Bad entfernt wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Galvanisieren von Bauteilen, insbesondere die galvanische Herstellung von metallischen Überzügen auf Armaturen, vorzugsweise aus Messing.
In der Armaturenindustrie werden große Mengen an gegossenen oder gepressten Messingkörpern verarbeitet. Dabei sind für einzelne Artikel Stückzahlen von mehreren Hunderttausend pro Jahr keine Seltenheit. Andererseits ist bei allen Herstellern ein bedeutender Teil des Sortimentes in der Produktion nur wenig bis selten vertreten, da die Anforderungen an Vielfalt und spezifische Ausstattung des Sortiments ständig steigt.
Das optische Erscheinungsbild und die Qualität der aufgebrachten Schichten ist mit das wichtigste Qualitätsmerkmal der Produkte. Die Armaturen werden daher zu dekorativen Zwecken über galvanische Prozesse mit verschiedenen Metallschichten (Cr, Au, Pt) versehen. Über die Qualität und Vielfalt der Schichten kann auch die Abgrenzung gegen den Wettbewerb stattfinden. Daher ist die galvanische Beschichtung der Bauteile einer der entscheidenden Fertigungsschritte.
Für die galvanische Beschichtung der beschriebenen Messingteile werden heute praktisch in allen Unternehmen der Armaturenbranche konventionelle Galvanikautomaten mit Galvanisiergestellen eingesetzt. Dabei werden alle Bauteile auf Gestelle aufgebracht (aufgesteckt), welche die Bauteile auf dem Weg durch die Prozessbehälter der Beschichtungsanlage frei im Elektrolyt halten und für die Stromzuführung zu jedem einzelnen Teil sorgen. Die Gestelle werden teilweise im Galvanikbad in zyklischer Weise hin- und herbewegt.
Die Bestückung der Gestelle erfolgt heute meist von Hand(wie es auch allgemein beim Galvanisieren üblich ist). Die Gestelle werden spezifisch für einzelne Bauteile oder Bauteilfamilien konstruiert und gebaut. Die Teile des Gestells, die keine Bauteile halten, sind zum Schutz gegen chemischen Angriff und gegen Beschichtung mit Kunststoffbeschichtungen versehen. Diese werden jedoch im Laufe der Zeit von den Prozeßflüssigkeiten angegriffen, dadurch kommt es zu Beschädigungen auch der Gestelle, die dann aufwendig repariert oder erneuert werden müssen.
Im Wesentlichen bestehen bei dieser Beschichtungstechnik die Nachteile in zwei Punkten:
  • bei der erreichbaren Spezifität der Beschichtungsparameter für die einzelnen Bauteile;
  • beim Handhabungsaufwand für die sorgfältige Bestückung der Gestelle sowie das Abnehmen der beschichteten Bauteile.
Die verwendeten Gestelle müssen zwei Anforderungen der Beschichtungspraxis in möglichst idealer Weise realisieren:
  • Die Bauteile müssen in einer solchen räumlichen Stellung in die Beschichtungsbäder und vor die dort angebrachten Anoden gebracht werden, dass eine möglichst ideale Stromverteilung erreicht wird. Nur so kann auch an allen Stellen des Bauteils eine Beschichtung in optimaler Qualität erzeugt werden. Dies kann je nach Bauteilgeometrie sehr schwierig sein, da es vor allem bei komplexen Geometrien Winkel und abgeschirmte Gebiete des Teils gibt, die nur sehr schwer in eine akzeptable Position gegen die Anoden gebracht werden können.
  • Die Bauteile müssen so auf den Gestellen positioniert werden, dass sie beim Ausheben aus den Prozessflüssigkeiten möglichst schnell vollständig und rückstandsfrei auslaufen. Dies ist notwendig, damit es zu keinen Kontaminationen der Prozessflüssigkeiten durch mitgeschleppte Volumina aus den vorhergehenden Prozessstufen kommt und der Transport der Bauteile zur jeweils nächsten Prozessstelle möglichst schnell erfolgen kann.
Diese beiden Anforderungen widersprechen sich in der Praxis oft, so dass sie jeweils nur zum Teil realisiert werden können. Dies führt entweder zu Einbußen in der Beschichtungsqualität bzw. zu einer erhöhten Fehlerrate oder zu einem großen notwendigen Aufwand für die Spültechnik, um Restkontaminationen sicher entfernen zu können.
Das Aufbringen der Bauteile auf die Galvanisiergestelle erfolgt heute in den meisten Fällen per Hand.
Die Gestelle unterscheiden sich je nach Bauteil in ihrer Geometrie, Bauteilanordnung und der notwendigen Bewegung der Bauteile für das Aufbringen auf das Gestell. Dadurch ist eine Automatisierung dieses Vorgangs schwierig. Gerade die Automatisierung ist jedoch bei den heutigen Fertigungsprozessen wichtig. Nur mit einer durchgängigen Automatisierung lassen sich die heutigen Ansprüche an Reproduzierbarkeit und Dokumentierbarkeit der Prozesse einerseits und an die Produktivität andererseits erfüllen. Diese Automatisierung ist in den anderen Fertigungsbereichen zum Teil schon recht weit fortgeschritten, z.B. können heute Bauteile fast vollautomatisch geschliffen und poliert werden.
Es gibt also heute noch kein flexible Konzept für eine Handhabungstechnik, die das weite Artikelspektrum in der Armaturenindustrie abdecken könnte und sich problemlos mit der Beschichtungstechnik verknüpfen lässt.
Zusammenfassend lässt sich also die herkömmliche Vorgehensweise so darstellen, dass Bauteile, insbesondere Armaturen oder auch Anbauteile und dergleichen, in großen Galvanikautomaten beschichtet werden, wozu alle Bauteile auf Gestelle aufgebracht bzw. aufgesteckt werden, welche die Bauteile auf dem Weg durch die Prozessbehälter der Beschichtungsanlage frei im Elektrolyt halten und für die Stromzuführung in jedem einzelnen Teil sorgen. Die Bestückung der Gestelle erfolgt dabei von Hand.
Demgegenüber werden in der übrigen Fertigung Industrieroboter zur Handhabung der Bauteile in den Prozessen Schleifen und Polieren eingesetzt. Auch die Zuführung der Bauteile zu den einzelnen Stationen bzw. der jeweilige Transfer zwischen den einzelnen Stationen erfolgt automatisch.
Der Bruch der logistischen Kette zwischen Polieren und Galvanisieren sorgt dabei für erhebliche Schwierigkeiten im Durchlauf der Bauteile. Denn es wird hier von einer Einzelteilfertigung in eine Batch-Fertigung übergegangen. Da die großen Galvanisieranlagen immer mit Mindestmengen bestimmter Bauteile gefahren werden müssen, um eine hohe Qualität zu erhalten, stimmen die logistischen Konzepte der Bauteilbearbeitung und der Galvanik nicht überein.
Hier stellt sich nun die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen auch einzelne Bauteile oder kleine Losgrößen bei deutlicher Verkürzung der Prozesszeit galvanisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Vorrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein zu beschichtendes Bauteil einzeln von einem Greifer aufgenommen und in das galvanische Bad eingetaucht. Entscheidend ist nun, dass während des galvanischen Beschichtungsprozesses die Position und/oder die Orientierung des getauchten Bauteils in vorbestimmter Weise durch Bewegungen des Greifers verändert wird. Auf diese Weise ist es möglich, ein beliebig geformtes Bauteil in ein galvanisches Beschichtungsbad einzubringen, wobei während der Beschichtung eine ideale Position gegenüber den Anoden eingenommen wird. Hierdurch ist es möglich, Bauteile aus einem weiten Spektrum mit nur geringen Umrüstungen zu verarbeiten und einer Galvanisiereinheit zuzuführen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass durch die Veränderung der räumlichen Orientierung der Bauteile während der galvanischen Beschichtung die Verteilung der elektrischen Fälllinien während des Beschichtungsprozesses beeinflusst werden kann. Dadurch lassen sich spezifische, vorbestimmte Schichtdickenverteilungen auf dem Bauteil erzielen.
Durch die Aufnahme des Bauteils mit einem Greifer ist es weiterhin möglich, das Bauteil im Anschluß an den Beschichtungsprozess aus dem Bad zu entnehmen und dann neu auszurichten mit der Zielsetzung, dass die Badflüssigkeit vollständig von dem Bauteil bzw. aus dem Bauteil abläuft. Auch hier wird vorteilhafterweise während des Abtropfens des Bauteils die Position und/oder Lage des Bauteils geändert, um wirklich sämtliche Hohlräume etc. auslaufen zu lassen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass nunmehr die Beschichtung der Bauteile bei sehr hohen Stromdichten erfolgen kann, die beispielsweise um einen Faktor 10 höher als üblich sind. Beispielsweise lassen sich in einem Watts-Nickelelektrolyten, der konventionell bei 3 bis 5 A/dm2 betrieben wird, Stromdichten bis zu 100 A/dm2 erreichen.
Das Handhabungssystem, beispielsweise ein Industrieroboter kann dabei auch die Bauteile nicht nur durch den Galvanikprozeß führen, sondern auch durch sämtliche Prozessstufen, die zur Fertigung des Bauteils führen. Da gewöhnlicherweise lediglich einzelne Bauteile ergriffen werden, wobei es jedoch auch möglich ist, mit geeigneten Greifern mehrere Bauteile gleichzeitig zu greifen, ist die Galvanisierung von sehr kleinen Losen, beispielsweise kleiner 10 Bauteile, wirtschaftlich möglich. Durch die Einzelausrichtung der Bauteile wird vermieden, dass die bei hohen Stromdichten herkömmlicherweise auftretenden Probleme mit der Schichtqualität vermieden werden, da die Beschichtung gezielt gesteuert werden kann.
Vorteilhafterweise wird der Greifer zur Feinsteuerung der Position des Bauteiles mit einem Bildverarbeitungssystem zur Positionserkennung entweder des Greifers und/oder des Bauteiles ausgestattet.
Durch die vorliegende Erfindung können also Armaturen bzw. Teile von Armaturen sehr schnell, beispielsweise innerhalb von 1 bis 2 Minuten, statt herkömmlicherweise 15 Minuten, und dabei mit hoher und reproduzierbarer Qualität galvanisch beschichtet werden. Gleichzeitig kann das erfindungsgemäße Handhabungssystem mit einer automatisierten Fertigung verknüpft werden, so dass manuelle Bestückungsvorgänge, die oft fehlerträchtig sind, vermieden werden.
Vorteilhafterweise überträgt der erfindungsgemäß eingesetzte Greifer den Strom auf die zu galvanisierenden Bauteile. Weiterhin kann er einen Auslaß für Luft aufweisen, mit dem Luft, z.B. als Sperrluft, auf die Bauteile übertragen werden kann. Auch ein Auslaß für Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, zur Greifstelle, beispielsweise zu Spülzwecken, kann an dem Greifer vorgesehen sein.
Besonders vorteilhafte Bewegungsvorgänge des Bauteiles betreffen eine Rotation um eine Achse, die gegebenenfalls endlos erfolgen kann, ein Schwenken um zwei weitere Achsen oder eine Bewegung in drei aufeinander senkrechten Raumachsen innerhalb des galvanischen Bades. Die Bewegungen sollen dabei vollständig willkürlich und gesteuert möglich sein, so dass die Bewegung jederzeit in Gang gesetzt oder angehalten werden kann. So ist es dann auch möglich, die Bewegung des Greifers mit anderen Prozessen im Beschichtungsreaktor, beispielsweise dem Zuschalten von Anodensegmenten oder einer Änderung in der Badströmung zu synchronisieren. Auch der Beschichtungsstrom, d.h. dessen Stärke, kann mit derartigen Änderungen im Beschichtungsreaktor synchronisiert werden.
Vorteilhafterweise kann auch der Bereich der Anode, der dem Bauteil jeweils am nächsten ist, während des Prozesses durch Änderung der Position des Bauteiles variiert werden, ebenso wie der Abstand zwischen dem Bauteil und der Anode.
Mittels einer gerichteten Strömung in dem verwendeten Galvanikbad kann bewirkt werden, dass an bestimmten Teilen des Bauteiles durch entsprechende Positionierung des Bauteiles ein höherer Stoffaustausch mit dem Galvanikbad für die Ablagerung einer höheren Schichtdicke sorgt.
Im Folgenden werden Beispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen und Verfahren gegeben.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Greifer;
Fig. 2
eine Galvanisieranordnung; und
Fig. 3
die Anordnung von Anoden in einem Galvanisierbad.
Fig. 1 zeigt die Prinzipskizze eines Greifers 20, der sich für die vorliegende Erfindung eignet. Mit dem in Fig. 1 dargestellten Greifer 20 können rotationssymmetrische Bauteile aufgenommen werden und auf diese Strom für den Beschichtungsvorgang in einem galvanischen Bad übertragen werden. Weiterhin ermöglicht der Greifer 20 die Rotation des gegriffenen Bauteiles.
Der Greifer 20 weist ein Gehäuse 2 auf, das an einer Gehäusebefestigung 1 angebracht ist. Dieses Gehäuse besitzt eine Öffnung, aus der das eigentliche Greifelement nach unten hervorragt. Diese Öffnung ist rotationssymmetrisch und über einen Schrumpfschlauch 9 abgedichtet. In dem Gehäuse selbst befindet sich eine herkömmliche Anordnung eines Robotergreifers mit einem Luftverteiler 3 und einem Innenteil 3a des Luftverteilers, über die Druckluft zum Drehen und Betätigen des Greifers dem Greifer zugeführt wird. Weiterhin befindet sich zentralsymmetrisch innerhalb des Gehäuses 2 und die Öffnung durchdringend ein Stössel 4 mit Stösselverlängerung 8, die ihrerseits eine Innenbohrung 18 aufweisen, über die ein Spülmedium zwischen die Klemmbacken 14 des Spannfutters des Greifers eingebracht werden kann. Diese Zuleitung 18 geht über in ein Kanal 12 für das Spülmedium, der sich axialsymmetrisch innerhalb des Stössels erstreckt. Am Ende des Stössels, außerhalb des Gehäuses 2 sind die genannten Klemmbacken 14 angeordnet. Diese sind von einer Spannhülse 10 umgeben. Über einen Gewindebolzen 11 ist die Spannhülse 10 mittels des Stössels 8 nach oben oder unten verfahrbar. Da das Spannfutter 14 und die Spannhülse 10 komplementäre Schrägen besitzen, gleiten diese Schrägen beim Verfahren der Spannhülse 10 gegeneinander, so dass das Spannfutter beim Hochfahren der Spannhülse 10 sich verengt und dabei ein Bauelement, das in diesem Falle rotationssymmetrisch sein sollte, ergreifen kann. Beim Zurückschieben der Spannhülse 10 weichen die Klemmbacken des Spannfutters 14 auseinander, so dass durch eine derartige Bewegung ein ergriffenes Bauelement wieder freigegeben wird. Die Bewegung der Spannhülse relativ zum Spannfutter wird durch den Gewindebolzen 11 und eine axiale Bewegung des Stössels 4, 8 verursacht.
Sowohl das Spannfutter 14 als auch die Spannhülse 10 weisen Öffnungen bzw. Durchbrechungen 16 bzw. 15 auf, mit denen das über den Spülmedienkanal 12 eingebrachte Spülmedium nach außen abfließen kann.
Fig. 2 zeigt eine Galvanisierungsanordnung, bei der ein Greifer nach Fig. 1 eingesetzt werden kann. Der Greifer 20 befindet sich am Ende eines Roboterarmes 21 eines Roboters 22. Der Roboterarm ist teleskopartig ausfahrbar und zum anderen um sein Lager drehbar. Den Roboter 22 umgeben eine Einschleusestation 25 sowie verschiedene Bäder zum Entfetten 26, zum ersten Spülen 27a, zum Dekapieren 28, zum zweiten Spülen 27b, zum Galvanisieren mit Nickel 29, zum dritten Spülen 27c, zum Galvanisieren mit Chrom 30, zum vierten Spülen 27d, zum Trocknen 31 sowie eine Station 32 zum Ausschleusen des Bauteils.
Der Roboter greift nun Bauteile, die beispielsweise in einer speziellen Palette angeliefert werden in der Station 25 zum Einschleusen von Bauteilen und bewegt sie anhand eines vorgegebenen Programms durch die verschiedenen Prozessstationen 26 bis 31. Die Stromparameter so wie die Bewegung des Bauteils durch Drehung und/oder Schwenken oder andere Bewegungen sind dabei in dem Programm des Roboters vollständig vordefiniert und aufeinander abgestimmt.
Das Greifen sowie die Kontaktierung des jeweiligen Bauteils erfolgt über einen gegebenenfalls speziell an die Geometrie der Bauteilunterseite angepassten Greifer, wie er beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. Dieser Greifer 20 ist in seinem Material so gewählt, dass er einerseits den notwendigen Strom auf das Bauteil übertragen kann, andererseits aber den verschiedenen agressiven Prozessmedien standhält. Er ist weiterhin so konstruiert, dass er sich in den Spülbädern 27a bis 27d leicht spülen lässt, so dass von dem Greifer keine Kontamination der jeweils nachfolgenden Prozessflüssigkeit durch Verschleppung ergibt. Dies kann beispielsweise durch Beschichtung aller nicht zur Stromübertragung auf das Bauteil verwendeten Komponenten des Greifers 20 mit einer hydrophoben chemikalienbeständigen Polymerschicht erreicht werden. Bei der Ausgestaltung des Greifers 20 ist es weiterhin wesentlich, möglichst wenige Spalte oder Hinterschneidungen zu erzeugen, um ein Abtropfen des Greifers zu erleichtern.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun in den Beschichtungsbädern 29 und 30 sehr viel höhere Ströme eingesetzt, als es bei einem normalen Galvanisierprozess möglich wäre. Dies ist deshalb möglich, weil das Bauteil geeignet gegenüber den jeweiligen Anoden angeordnet werden kann. So kann die Prozesszeit des gesamten Beschichtungsprozesses in diesem Beispiel auf ca. 10% der konventionellen Prozesszeit verkürzt werden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Anordnung von Anoden, wie sie sich zur Beschichtung eines in Fig. 3 dargestellten Bauteiles 19 eignen. Dabei sind parallel zueinander Hauptanoden 40 vorgesehen, mittels derer die wesentlichen Teile des Bauteils 19 beschichtet werden. Weiterhin sind unterhalb des Bauteils 19 in den Bereichen, in denen sich Ausnehmungen bzw. Winkel in dem Bauteil befinden, spezielle Anoden 41 angeordnet, die für eine Beschichtung auch in diesen Ausnehmungen sorgen. Die speziellen Anoden 41 sind über eine Leitung 42 mit einer Stromquelle verbunden. Weiterhin ist in Fig. 3 die Polarität der jeweiligen Anoden 40, 41 bzw. des Bauteiles 19 dargestellt.
Mit der in Fig. 3 dargestellten Anodenanordnung können nunmehr also auch die spitzen Winkel der Ausnehmungen in dem Bauteil 19 ausreichend beschichtet werden. Unter Einsatz lediglich der Hauptanoden wurde dort beispielsweise lediglich eine Schichtdicke von 1 µm erreicht, während sie auf der Außenfläche des Bauteiles bei 12 bis 15 µm lag. Durch den Einsatz der Zusatzanoden 41 wurde die Feldlinienverteilung in den abgeschirmten Winkeln bzw. Ausnehmungen so verbessert, dass dort eine ausreichende Schichtdicke bis zu 3 µm abgeschieden wurde.

Claims (22)

  1. Verfahren zum Galvanisieren von Bauteilen (19) mit metallischen Überzügen in einem galvanischen Bad (29, 30), dadurch gekennzeichnet, dass das zu beschichtende Bauteil (19) einzeln von einem Greifer (20) aufgenommen, in das galvanische Bad (29, 30) eingetaucht, während des Tauchens die Position und/oder Orientierung des getauchten Bauteils (19) in vorbestimmter Weise durch Bewegung des Greifers (20) verändert und zuletzt das Bauteil (19) aus dem galvanischen Bad (20) entfernt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das getauchte Bauteil (19) gedreht, geschwenkt und/oder in der Lage bezüglich der drei Raumachsen verändert wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das getauchte Bauteil (19) zumindest zeitweise kontinuierlich um eine oder mehrere vorbestimmte Achsen rotiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Orientierung des getauchten Bauteils (19) bezüglich der Anode (40, 41) des galvanischen Bades (29, 30) in vorbestimmter Weise verändert wird.
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des getauchten Bauteils (19) von der Anode (40, 41) des galvanischen Bades (29, 30) verändert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (19) nach der Entnahme aus dem galvanischen Bad (29, 30) in eine räumlich und/oder bezüglich der Dauer vorbestimmte Position bzw. Abfolge von Positionen zum Auslaufen restlicher Badflüssigkeiten aus dem Bauteil positioniert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Greifvorrichtung (20) während des Tauchens und/oder des Abtropfens Strom, Luft und/oder Wasser auf das Bauteil (19) in vorbestimmter Weise übertragen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf das Bauteil (19) übertragene Strom in vorbestimmter Weise verändert wird.
  9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der auf das getauchte Bauteil (19) übertragene Strom in Abhängigkeit von der Position und Lage des Bauteils (19) verändert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Tauchens des Bauteils (19) in dem galvanischen Bad (29, 30) eine gegebenenfalls veränderliche Flüssigkeitströmung in vorbestimmter Weise erzeugt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Tauchens des Bauteils (19) verschiedene Anoden (40, 41) mit unterschiedlichem Abstand zu dem Bauteil (19) und/oder unterschiedlicher Form in unterschiedlicher Anzahl in vorbestimmter Abfolge zugeschaltet bzw. abgeschaltet werden.
  12. Vorrichtung zum Galvanisieren von Bauteilen (19) mit metallischen Überzügen mit mindestens einem galvanischen Bad (29, 30), gekennzeichnet durch einen Greifer (20) zum Erfassen eines zu galvanisierenden Bauteils (19), Eintauchen des Bauteils (19) in das galvanische Bad (29, 30), Halten des Bauteils (19) in dem Bad (29, 30), sowie Entnahme des Bauteils (19) aus dem Bad (29, 30), wobei der Greifer (20) mit dem Bauteil (19) während des Tauchens in vorbestimmter Weise verschiebbar, schwenkbar und/oder drehbar ist, sowie
    eine Bewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Greifers während des Tauchens in vorbestimmter Weise.
  13. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch einen Roboter (21, 22) bzw. Roboterarm (21) zum Bewegen des Greifers.
  14. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (20) nach Entnahme des Bauteils (19) aus dem Bad (29, 30) durch die Steuervorrichtung in vorbestimmter Weise zum Abtropfen bewegbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine mit dem Greifer (20) verbundene Spannungsquelle zur Übertragung von Strom auf das Bauteil (19) über den Greifer (20).
  16. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Stromsteuervorrichtung zur Steuerung des auf das Bauteil (19) übertragenen Stromes in Abstimmung mit der Bewegungssteuervorrichtung.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (20) einen Auslaß für Druckluft zum Beaufschlagen des Bauteiles mit Druckluft aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer einen Auslaß (13) für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zur Beaufschlagung des Bauteils (19) mit Flüssigkeit aufweist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl unterschiedlich angeordneter und/oder unterschiedlich gestalteter Anoden (40, 41) in dem galvanischen Bad (29, 30), die einzeln oder in Gruppen in vorbestimmter Weise zuschaltbar und/oder abschaltbar sind.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungssteuervorrichtung und/oder die Stromsteuervorrichtung die Position und/oder Lage des Bauteils (19) in dem galvanischen Bad (29, 30) und/oder den beaufschlagten Strom in Übereinstimmung mit den zugeschalteten Anoden (40, 41) steuert.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten gerichteten Strömung der Flüssigkeit in dem Bad (29, 30).
  22. Verwendung eines Verfahrens oder einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Beschichten von Armaturen, Sanitärarmaturen, insbesondere Armaturen aus Messing mit Metallen oder Metalllegierungen, mit Chrom, Gold, Platin oder Legierungen hiervon.
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