EP2692905A2

EP2692905A2 - Galvanic coating system and method for operating the same

Info

Publication number: EP2692905A2
Application number: EP13176328.6A
Authority: EP
Inventors: Harry Schaaf; Sergei Belov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2014-02-05
Also published as: EA028777B1; EA201300781A1; EP2692905A3; DE102012106986A1

Abstract

The galvanic coating system comprises a single process container (5) containing a neutrally coated counter electrode and processing solution containing reservoirs (9), and a feed line for alternatively feeding contents of the container and the reservoir. The feed line is provided between the container and the reservoir. The galvanic coating system further comprises a detection unit provided for detecting the state of the working solution based on its size during supply of the solutions and for recycle of the working solutions from the working container into the reservoir, and return line. The galvanic coating system comprises a single process container (5) containing a neutrally coated counter electrode and processing solution containing reservoirs (9), and a feed line for alternatively feeding contents of the container and the reservoir. The feed line is provided between the container and the reservoir. The galvanic coating system further comprises a detection unit provided for detecting the state of the working solution based on its size during supply of the solutions and for recycle of the working solutions from the working container into the reservoir, a return and an annular line connected to feed line under predetermined operating conditions using valves, and a pump arranged for transport of the contents to return and/or annular line. The reservoir is placed above the container. The return and/or annular line has a port for water. The container is present in a cup shape or a closed pipe shape, and comprises a purged medium and a filter unit for cleaning the container. An independent claim is included for a method for applying several layers on a switched workpiece as an electrode by processing solution and wiring the workpiece against a counter electrode and a flushing of the workpiece between the applications of two layers.

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Beschichtungsanlage und ein Verfahren zum Betrieb dieser zur nacheinander erfolgenden Aufbringung mehrerer Schichten auf ein als Elektrode geschaltetes Werkstück mittels eines auf die jeweilige Schicht abgestimmten Elektrolyten und Beschaltung des Werkstücks gegen eine Gegenelektrode sowie einer Spülung des Werkstücks zumindest zwischen der Aufbringung zweier Schichten.The invention relates to a galvanic coating system and a method for operating this for successively applying a plurality of layers to a switched as an electrode workpiece by means of an adapted to the respective layer electrolyte and wiring of the workpiece against a counter electrode and a rinse of the workpiece at least between the application of two layers ,

Zur galvanischen Beschichtung von Werkstücken wird in einer Wanne ein Elektrolyt vorgelegt und zwischen einer Gegenelektrode und einem Werkstück eine Spannung angelegt, so dass sich je nach Zusammensetzung des Elektrolyts, der angelegten Spannung und den elektrochemischen Eigenschaften des Werkstücks infolge des zwischen Gegenelektrode und dem Werkstück fließenden Stroms an dem Werkstück eine Schicht abscheidet. Hierbei kann ein an sich für die Beschichtung eines entsprechenden Werkstücks ungeeigneter Stoff beschichtet werden, indem zuerst eine oder mehrere Vermittlerschichten aufgebracht und/oder konditionierende Verfahrensschritte vorgesehen werden. Zwischen zwei Beschichtungsschritten werden dabei entsprechende Spülvorgänge des Werkstücks vorgenommen. Beispielsweise kann auf einem Werkstück aus Aluminium eine stabile Kupferschicht aufgebracht werden, indem zuvor eine Nickelschicht aufgebracht wird. Dazwischen sind entsprechende Reinigungs- und Konditionierschritte vorgesehen. Um einen Beschichtungsvorgang mit mehreren Beschichtungsschritten seriell durchführen zu können, wird in Reihe oder - wie beispielsweise aus der DE 29 44 401 A1 bekannt - kreisförmig eine entsprechende Anzahl von Arbeitsbehältern aufgestellt, zwischen denen mittels einer das Werkstück oder eine Folge von Werkstücken von einem Arbeitsbehälter in den nächsten Arbeitsbehälter transportierenden Transporteinrichtung die Folge der notwendigen Beschichtungs- und Behandlungsschritte seriell abgearbeitet wird. Hierbei ist jeder Arbeitsbehälter mit der diesem Behandlungsschritt entsprechenden Flüssigkeit- Elektrolyt, Spüllösung, Konditi-onierlösung und dergleichen - befüllt und muss über eine entsprechende Versorgung, beispielsweise mit einem Rührwerk, gegebenenfalls einer Heizeinrichtung, Zu- und Abläufen zur Befüllung und Entleerung versehen werden. Insbesondere bei großen Werkstücken, beispielsweise Teilen von Flugzeugtriebwerken, Turbinenteilen und dergleichen, sind Aufwand und Raumbedarf, insbesondere lateraler Raumbedarf für die bereitzuhaltende Anzahl von Arbeitsbehältern sowie die Transporteinrichtung groß, so dass der Aufwand unter anderem auch für die diese umgebenden Gebäude und Gebäudeflächen sehr groß ist. Desweiteren verändern sich die Inhalte der Arbeitsbehälter über dessen Betrieb laufend, so dass beispielsweise durch Schlammbildung die Arbeitsbehälter in vorgesehenen Abständen gereinigt und die Anlage während dieser Zeit stillgelegt werden muss. Weiterhin treten durch die Schlammabfälle hohe Belastungen zur Entsorgung auf.For the electroplating of workpieces, an electrolyte is placed in a trough and a voltage is applied between a counterelectrode and a workpiece so that, depending on the composition of the electrolyte, the applied voltage and the electrochemical properties of the workpiece as a result of the current flowing between the counterelectrode and the workpiece a layer separates on the workpiece. In this case, a substance which is unsuitable for the coating of a corresponding workpiece can be coated by first applying one or more intermediate layers and / or providing conditioning steps. Between two coating steps corresponding flushing operations of the workpiece are made. For example, a stable copper layer can be applied to a workpiece made of aluminum by previously applying a nickel layer. In between, appropriate cleaning and conditioning steps are provided. In order to perform a coating operation with several coating steps serially, is in series or - such as from the DE 29 44 401 A1 Known - circular placed a corresponding number of working containers, between which by means of a workpiece or a sequence of workpieces from a working container in the next working container transporting transport the sequence of necessary coating and treatment steps is processed serially. In this case, each working container with the corresponding this treatment step liquid electrolyte, rinsing solution, Konditi-onierlösung and the like - filled and must be provided via an appropriate supply, for example, with a stirrer, optionally a heater, inflows and outflows for filling and emptying. Especially with large workpieces, such as parts of aircraft engines, turbine parts and the like, effort and space requirements, especially lateral space requirements for the number of work containers to be kept and the transport device are large, so that the effort is also very large, among other things for the surrounding buildings and building surfaces , Furthermore the contents of the working containers are constantly changing over its operation, so that, for example, by sludge formation, the working containers must be cleaned at designated intervals and the system must be shut down during this time. Furthermore, due to the sludge waste high loads occur for disposal.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine galvanische Beschichtungsanlage und ein Verfahren zu deren Betrieb vorzuschlagen, die weniger aufwendig im Aufbau ist, einen geringeren Raumbedarf beansprucht und während des Betriebs effizienter ist und weniger Industrieabfall verursacht.The object of the invention is therefore to propose a galvanic coating system and a method for its operation, which is less expensive in construction, takes up less space and is more efficient during operation and causes less industrial waste.

Die Aufgabe wird durch eine galvanische Beschichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die auf diese rückbezogenen Unteransprüche beanspruchen vorteilhafte Ausführungsformen.The object is achieved by a galvanic coating system having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 10. The dependent claims on this claim advantageous embodiments.

Es wird im Gegensatz zum Stand der Technik eine galvanische Beschichtungsanlage vorgeschlagen, bei der nicht das Werkstück von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt mittels einer Transporteinrichtung entlang angeordneter Arbeitsbehälter bewegt wird sondern in einem einzigen Arbeitsbehälter verbleibt, während die Badflüssigkeiten - soweit notwendig - von Bearbeitungsschritt zu Bearbeitungsschritt gewechselt werden. Infolge dieses Wechsels des kinematischen Ablaufs kann mittels nur eines einzigen Arbeitsbehälters und im Wesentlichen frei zu diesem anordenbaren Vorratsbehältern wesentlicher Raumbedarf eingespart werden, zumindest aber aufgrund der von der vereinfachten Transporteinrichtung nicht mehr kinematisch vorgegebenen Anordnung abgewichen werden, so dass insgesamt eine günstigere Staffelung der erforderlichen Volumina ermöglicht wird. Weiterhin können durch die Einsparung von gegenüber Vorratsbehältern teuren Arbeitsbehältern Kosten gespart werden. Der Arbeitsbehälter kann Röhren- oder Becherform aufweisen. In besonders vorteilhafter Weise können bei einem Umbau einer konventionellen galvanischen Beschichtungsanlage mit mehreren Arbeitsbehältern diese als Vorratsbehälter weiterverwendet werden und beispielsweise geodätisch über diesen raumsparend angeordnet werden. Weiterhin können vorhandene Elektrolyte in der Regel weiterverwendet werden.In contrast to the prior art, a galvanic coating system is proposed in which the workpiece is not moved from processing step to processing step by means of a transport device along arranged working container but remains in a single working container, while the bath liquids - if necessary - are changed from processing step to processing step , As a result of this change of kinematic process can be saved by means of only a single work container and substantially free to this disposable storage containers essential space requirements, but at least deviated due to the simplified transport device no longer kinematic arrangement, so that overall a more favorable staggering of the required volumes is possible. Furthermore, costs can be saved by the saving of storage containers expensive labor containers. The working container may have tube or cup shape. In a particularly advantageous manner, when converting a conventional galvanic coating installation with a plurality of working containers, these can be used further as a storage container and arranged, for example, in a geodesically space-saving manner. Furthermore, existing electrolytes can be reused as a rule.

Die mit dem Arbeitsbehälter in Verbindung stehenden Vorratsbehälter enthalten die für einen Bearbeitungsschritt notwendigen, jeweils das betreffende Medium im Badbehälter bildenden Arbeitslösungen, beispielsweise eine Elektrolytlösung, eine Spüllösung oder ein Spülmedium, eine Konditionierlösung oder dergleichen. Unter Elektrolytlösung ist hierbei eine elektrisch leitfähige Lösung mit einer vorgegebenen Konzentration einer elektroaktiven Komponente und einer Gegenkomponente zu verstehen, so dass unter Einhaltung des Elektroneutralitätsgesetzes an dem Werkstück unter Bildung einer Schicht ein Entladungsvorgang und an der Gegenelektrode in gleichem Umfang ein Ladungsumtausch entgegengesetzter Ladung auftritt. Die elektroaktive Komponente kann ein Metallion, beispielsweise ein Kupferkation, ein Nickelkation, beispielsweise hydratisiert und/oder mittels Liganden komplexgebunden, ein mittels funktioneller Gruppen geladenes organisches Ion, beispielsweise eine Harzkomponente oder dergleichen sein. Je nach Ladung kann ein Kation kathodisch reduziert werden, wobei als Gegenreaktion an der Gegenelektrode beispielsweise Wasser zu Sauerstoff oxidiert wird. In selteneren Fällen kann in anodischer Schaltung des Werkstücks ein negativ geladenes Substrat an dem Werkstück durch Oxidation schichtbildend niedergeschlagen werden, wobei beispielsweise an der Gegenelektrode Wasser zu Wasserstoff reduziert wird. Die Beschichtungsvorgänge können durch Gleichstrom, Strompulse und dergleichen erfolgen. Nachfolgende Konditionierschritte wie Elektropolieren, Glätten und dergleichen können unter Zuschaltung eines Wechselanteils bei gleichem oder geändertem Elektrolyt erfolgen. Die Gegenelektrode ist bevorzugt aus chemisch inaktivem Material, beispielsweise in bevorzugter Weise aus Edelstahl, aus Titan oder mit Titan beschichtet, aus Edelmetall oder edelmetallbeschichtet ausgebildet. Um eine gleichmäßige Beschichtung zu erzielen, kann weiterhin die Form der Gegenelektrode der äußeren Form des Werkstücks unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstands nachgebildet sein.The reservoirs communicating with the working container contain the working solutions necessary for a processing step, in each case forming the respective medium in the bath container, for example an electrolyte solution, a rinsing solution or a rinsing medium, a conditioning solution or the like. Under electrolytic solution here is an electrical to understand conductive solution with a predetermined concentration of an electroactive component and a counter component, so that in compliance with the law of electroneutrality on the workpiece to form a layer, a discharge process and at the counter electrode to the same extent a charge exchange of opposite charge occurs. The electroactive component may be a metal ion, for example, a copper cation, a nickel cation, for example hydrated and / or complexed by ligands, an organic ion loaded by means of functional groups, for example a resin component or the like. Depending on the charge, a cation can be cathodically reduced, with water being oxidized to oxygen, for example, as a counterreaction at the counterelectrode. In more rare cases, a negatively charged substrate can be deposited on the workpiece by oxidation in anodic circuit of the workpiece to form a layer, wherein for example at the counter electrode water is reduced to hydrogen. The coating operations can be done by direct current, current pulses and the like. Subsequent conditioning steps such as electropolishing, smoothing and the like can be carried out with the switching of an alternating component with the same or changed electrolyte. The counterelectrode is preferably made of chemically inactive material, for example, preferably made of stainless steel, of titanium or coated with titanium, of noble metal or precious metal coated. In order to achieve a uniform coating, furthermore, the shape of the counter-electrode of the outer shape of the workpiece can be reproduced while maintaining a predetermined distance.

Eine Spüllösung oder ein Spülmedium kann im einfachsten Fall Wasser oder beispielsweise ein Gemisch von Wasser mit organischen Lösungsmitteln, eine neutralisierende Lösung, eine ein Metall komplexierende Lösung oder dergleichen sein. Dabei muss Wasser für sich nicht in einem Vorratsbehälter vorgehalten werden sondern kann mittels eines separaten steuerbaren Anschlusses dem Arbeitsbehälter zugeleitet werden.A rinse solution or a rinse medium may in the simplest case be water or, for example, a mixture of water with organic solvents, a neutralizing solution, a metal complexing solution or the like. In this case, water does not have to be stored in a storage container for itself but can be fed to the work container by means of a separate controllable connection.

Der Arbeitsbehälter ist aus inertem Material, beispielsweise Edelstahl oder entsprechend beschichtetem Stahl, beispielsweise kunststoffbeschichtetem Stahl, aus Kunststoff mit einer entsprechenden Tragekonstruktion oder dergleichen gebildet. Zur Verbesserung der Beschichtungsqualität kann der Arbeitsbehälter beispielsweise aufgeheizt bevorzugt thermostatisiert ausgebildet sein. Weiter kann der Arbeitsbehälter verschließbar ausgebildet sein. Die Vorratsbehälter sind alle aus demselben für die Inhalte inerten Material beispielsweise Edelstahl oder Kunststoff mit entsprechender Tragestruktur ausgebildet. Alternativ kann ein Vorratsbehälter für den entsprechenden Inhalt abgestimmt, beispielsweise aus entsprechendem inertem Material gebildet oder mit diesem beschichtet sein Zum Beschicken des Arbeitsbehälters mit dem jeweils für einen Behandlungsschritt notwendigen Inhalt eines der Vorratsbehälter ist der entsprechende Vorratsbehälter jeweils mittels einer Speiseleitung mit dem Arbeitsbehälter verbunden und weist einen Abfluss auf. Um eine Rückführung des entsprechenden Inhalts während des Behandlungsschritts zu gewährleisten, ist in bevorzugter Weise der Abfluss mittels einer Rückführleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden und gegebenenfalls eine Pumpe zum Ausgleich hydrostatischer Füllstände vorgesehen. Desgleichen sind entsprechend schaltbare Ventile vorgesehen, die ein gezieltes Befüllen und Entleeren des Arbeitsbehälters mit den unterschiedlichen Inhalten der Vorratsbehälter sowie gegebenenfalls ein Spülen mit Wasser erlauben. Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn eine gemeinsame Ringleitung aus Speise- und Rückführleitung zwischen dem Arbeitsbehälter und zumindest einem Teil der Vorratsbehälter, beispielsweise den Elektrolyten enthaltenden Vorratsbehältern, bevorzugt allen Vorratsbehältern geschaltet ist. Hierbei sind die vorgesehenen Vorratsbehälter in der Speise- und Rückführleitung jeweils in Serie geschaltet, wobei beispielsweise elektrisch oder pneumatisch schaltende Ventile jeweils die zur Speisung oder Rückführung von Inhalten vorgesehenen Vorratsbehälter mit der Ringleitung verbinden.The working container is made of inert material, for example stainless steel or correspondingly coated steel, for example plastic-coated steel, of plastic with a corresponding support structure or the like. To improve the quality of the coating, the working container can be designed to be heated, for example, preferably thermostatically controlled. Next, the work container can be designed to be closed. The storage containers are all formed from the same material inert material, for example stainless steel or plastic with a corresponding support structure. Alternatively, a reservoir for the corresponding content can be tuned, for example, formed from corresponding inert material or coated with this For loading the working container with the content of one of the storage containers which is necessary in each case for a treatment step, the corresponding storage container is connected in each case by means of a feed line to the working container and has an outflow. In order to ensure a return of the corresponding content during the treatment step, the outflow is preferably connected by means of a return line to the reservoir and optionally provided a pump for compensating hydrostatic levels. Similarly, correspondingly switchable valves are provided which allow a targeted filling and emptying of the working container with the different contents of the reservoir and optionally a rinse with water. It has proven to be particularly advantageous if a common ring line of feed and return line between the working container and at least a portion of the reservoir, for example, the electrolyte-containing reservoirs, preferably all reservoirs is connected. Here, the proposed reservoir in the supply and return line are each connected in series, for example, electrically or pneumatically switching valves each connect the provided for feeding or recycling of contents reservoir with the loop.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können durch die Behandlung wie Beschichtung veränderte Gehalte von Substanzen insbesondere verbrauchte Substanzen der Elektrolyten mittels entsprechender Detektionseinrichtungen erfasst und mittels entsprechender Zuführeinrichtung wieder komplettiert werden. Beispielsweise können pH-Werte erfasst und veränderte pH-Werten mittels entsprechender Säuren oder Basen wieder eingestellt werden. Weiterhin können beschichtungsaktive Substanzen, beispielsweise der Kupfer- oder Nickelgehalt eines Elektrolyts mittels einer Detektionseinrichtung erfasst und verbrauchte Mengen beispielsweise mittels hochkonzentrierter gelöster Salze dieser mittels der Zuführeinrichtung nachgeführt werden. Desweiteren können in der Ringleitung, in den Vorratsbehältern oder am Ausgang des Arbeitsbehälters Filtereinrichtungen vorgesehen sein, so dass gebildete Rückstände laufend gefiltert werden können und einer Schlammbildung vorgebeugt werden kann. Durch die Verwendung einer Ringleitung kann der Leitungsaufwand und die Anzahl der Pumpen zum Austausch der Inhalte zwischen den Vorratsbehältern und dem Arbeitsbehälter minimiert werden.According to an advantageous embodiment, by the treatment, such as coating, altered contents of substances, in particular consumed substances of the electrolytes, can be detected by means of corresponding detection devices and can be completed again by means of a corresponding feed device. For example, pH values can be recorded and altered pH values can be readjusted using appropriate acids or bases. Furthermore, coating-active substances, for example the copper or nickel content of an electrolyte, can be detected by means of a detection device, and consumed quantities, for example by means of highly concentrated dissolved salts, can be tracked by means of the supply device. Furthermore, filter devices can be provided in the loop, in the reservoirs or at the outlet of the working container, so that residues formed can be filtered continuously and sludge formation can be prevented. By using a loop, the piping and number of pumps needed to exchange contents between the reservoirs and the work container can be minimized.

Um insbesondere lateral platzsparend beispielsweise auf einer Arbeitsebene des Arbeitsbehälters arbeiten zu können, kann zumindest ein Vorratsbehälter geodätisch über dem Arbeitsbehälter angeordnet sein. Beispielsweise können alle Vorratsbehälter so hoch um den Arbeitsbehälter oder mit lateralem Abstand zu diesem angeordnet sein, dass die Transporteinrichtung bei einem Zuführen und Entfernen des Werkstücks aus dem Arbeitsbehälter nicht gestört wird. In vorteilhafter Weise kann bei einer Anordnung der Vorratsbehälter geodätisch über dem Arbeitsbehälter deren Inhalt hydrostatisch in den Arbeitsbehälter eingebracht werden, so dass zur Rückführung der Inhalte lediglich eine einzige Pumpe am Ausgang des Arbeitsbehälters ausreichend sein kann.In order to be able to work in a laterally space-saving manner, for example, on a working plane of the working container, at least one reservoir can be arranged geodetically above the working container. For example, all storage containers may be arranged so high around the working container or at a lateral distance from it that the Transport device is not disturbed when feeding and removing the workpiece from the working container. Advantageously, in an arrangement of the reservoir geodetic over the working vessel whose contents are hydrostatically introduced into the working container, so that only a single pump at the output of the working container may be sufficient for returning the contents.

Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens wird die beschriebene galvanische Beschichtungsanlage derart betrieben, dass in dem einzigen Arbeitsbehälter nacheinander die für einen Beschichtungsvorgang notwendigen, in einem Vorratsbehälter vorgehaltenen Elektrolyten vorgelegt, jeweils ein Beschichtungsvorgang in dem entsprechenden Elektrolyten durchgeführt, dieser anschließend wieder entfernt wird und gegebenenfalls zwischen zwei Elektrolytvorlagen ein Spülvorgang vorgesehen wird. Hierzu werden von einer Steuereinheit bevorzugt vollständig automatisiert die entsprechenden Inhalte der Vorratsbehälter in vorgegebener Menge durch Schaltung von beispielsweise an Ein- und Ausgängen der Vorratsbehälter und/oder dem Arbeitsbehälter vorgesehenen Ventilen, Steuerung einer oder mehrerer Pumpen vorgelegt, gegebenenfalls eine vorgegebene Badtemperatur eingestellt, eine vorgegebene Konvektion des Inhalts des Arbeitsbehälters an den Elektroden wie Gegenelektrode und Werkstück beispielsweise mittels eines Rührwerks eingestellt, eine vorgegebene Spannung, beispielsweise abhängig von einem Beschichtungs- oder Konditionierungsvorgang eine Gleichspannung, Spannungsrampen, -zyklen und dergleichen für eine vorbestimmte Zeit angelegt und der Inhalt des Arbeitsbehälters in den entsprechenden Vorratsbehälter rückgepumpt oder verworfen wird.By means of the proposed method, the described galvanic coating system is operated such that presented in the single working container in succession necessary for a coating process, stored in a reservoir electrolytes, each performed a coating process in the corresponding electrolyte, this is then removed again and optionally between two electrolyte templates a rinsing process is provided. For this purpose, the corresponding contents of the storage container in a predetermined amount by control of, for example, provided at inputs and outputs of the reservoir and / or the work container valves, control of one or more pumps presented by a control unit preferably fully automated, optionally set a predetermined bath temperature, a predetermined Convection of the contents of the working container at the electrodes such as counter electrode and workpiece set, for example by means of a stirrer, a predetermined voltage, for example, depending on a coating or conditioning process a DC voltage, voltage ramps, cycles and the like applied for a predetermined time and the contents of the working container in the corresponding reservoir is pumped back or discarded.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann der Elektrolyt während eines Beschichtungsvorgangs laufend zwischen dem Arbeitsbehälter und dem Vorratsbehälter ausgetauscht werden. Hierdurch werden beispielsweise eine Verarmung des Elektrolyts, eine Veränderung des pH-Werts durch Sauerstoffentwicklung und andere Einflüsse während der Beschichtung zumindest verringert. Außerdem tritt durch den sich einstellenden Fluss eine Konvektion ein, so dass gegebenenfalls auf ein Rührwerk verzichtet werden kann. Dieser Verfahrensschritt kann auch für aus Vorratsbehältern nachgeführten Spül- und Konditionierlösungen vorteilhaft sein.In a preferred embodiment of the method, the electrolyte can be continuously exchanged during a coating process between the working container and the storage container. As a result, for example, a depletion of the electrolyte, a change in the pH by oxygen evolution and other influences during the coating are at least reduced. In addition, convection occurs due to the self-adjusting flow, so that it may be possible to dispense with an agitator. This process step can also be advantageous for rinsing and conditioning solutions fed from storage containers.

Im Weiteren kann in einem vorteilhaften Verfahren durch die Steuereinheit oder manuell zumindest ein Gehalt von an der Beschichtung beteiligten Stoffen des Elektrolyten laufend kontrolliert und bei Unterschreiten eines Grenzwerts ergänzt werden, indem über entsprechende Zuführeinrichtungen verbrauchte Stoffe nachdosiert werden.Furthermore, in an advantageous method by the control unit or manually at least a content of substances involved in the coating of the electrolyte running be controlled and supplemented when it falls below a limit value by using appropriate feeders spent materials are postdosed.

Das Verfahren kann weiterhin vereinfacht werden, indem nicht in einem Vorratsbehälter vorgehaltenes Wasser als Spüllösung verwendet wird, wobei in ein vorgesehenes Leitungssystem von außen Wasser zu- und abgeführt wird. Hierzu können entsprechend von einer Steuereinheit gesteuerte Ventile vorgesehen sein. Das unter Vorspannung stehende Wasser kann einem Leitungsdruck entsprechen oder von einer Pumpe vorgespannt sein.The method can be further simplified by water not used in a reservoir is used as a rinse solution, wherein in a designated pipe system from the outside water is added and removed. For this purpose, valves controlled by a control unit may be provided. The pre-stressed water may correspond to a line pressure or be biased by a pump.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1: ein schematisches Blockdiagramm einer galvanischen Beschichtungsanlage,
Figur 2 und: einen Längsschnitt durch einen Arbeitsbehälter
Figur 3: einen Querschnitt durch den Arbeitsbehälter der Figur 2.

The invention is based on the in the FIGS. 1 to 3 illustrated embodiments explained in more detail. Hereby show:

FIG. 1: a schematic block diagram of a galvanic coating system,
Figure 2 and: a longitudinal section through a work container
FIG. 3: a cross section through the working container of FIG. 2 ,

Figur 1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild die galvanische Beschichtungsanlage 1 mit dem hier becherförmig dargestellten, mit zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs geeignetem Medium 3 wie beispielsweise Elektrolyt, Spüllösung, Konditionierlösung befüllten Arbeitsbehälter 2. In dem Arbeitsbehälter 2 sind zur Beschichtung des Werkstücks 5, welches mittels einer nicht dargestellten Transporteinrichtung in den Arbeitsbehälter 2 ein- und nach Fertigstellung ausgebracht wird, die Gegenelektroden 4 vorgesehen, wobei zwischen Gegenelektroden 4 und Werkstück 5 mittels der Stromversorgung 6 die für den jeweiligen Bearbeitungsvorgang, beispielsweise Beschichten, Elektropolieren und dergleichen eine entsprechende Gleichspannung, Wechselspannung oder Spannungspulse oder entsprechende elektrische Größen programmiert eingestellt werden. Im Weiteren können in dem Arbeitsbehälter 2 die programmierbare Heizeinrichtung 7 zur Einstellung einer vorgegebenen Temperatur des Mediums 3 und das programmierbare Rührwerk 8 zur Einstellung einer vorgegebenen Konvektion des Mediums 3 an den Gegenelektroden 4 und dem Werkstück 5 vorgesehen sein. Desweiteren kann der Arbeitsbehälter 2 in nicht dargestellter Weise oben verschlossen sein. FIG. 1 shows in a schematic block diagram, the galvanic coating system 1 with the here cup-shaped, suitable for performing a processing medium 3 such as electrolyte, rinsing solution, conditioning solution filled working container 2. In the working container 2 are for coating the workpiece 5, which by means of a not shown Transport device in the working container 2 and deployed after completion, the counter electrodes 4 are provided, wherein between counter electrodes 4 and workpiece 5 by means of the power supply 6 for the respective processing operation, such as coating, electropolishing and the like a corresponding DC voltage, AC voltage or voltage pulses or corresponding electrical variables are programmed. Furthermore, the programmable heating device 7 for setting a predetermined temperature of the medium 3 and the programmable stirrer 8 for setting a predetermined convection of the medium 3 to the counter electrodes 4 and the workpiece 5 may be provided in the working container 2. Furthermore, the working container 2 may be closed at the top in a manner not shown.

Je nach Anzahl und Art der Bearbeitungsvorgänge kann das Medium 3 aus unterschiedlichen Arbeitslösungen 9, 10, 11, 12 gebildet sein, die in den Vorratsbehältern 14, 15, 16, 17 vorgehalten werden. Der Austausch der Arbeitslösungen 9, 10, 11, 12 erfolgt mittels der aus der Speiseleitung 18 und der Rückführleitung 19 gebildeten Ringleitung 20. An diese Ringleitung 20 sind die Vorratsbehälter 14, 15, 16, 17 jeweils mittels der Ventile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 ausgangsseitig mit der Speiseleitung 18 und eingangsseitig mit der Rückführleitung 19 verbunden. Die Speiseleitung 18 und die Rückführleitung 19 weisen jeweils Anschlüsse 29, 30 an dem Arbeitsbehälter 2 auf und können mittels der Ventile 31, 32 beispielsweise mit Wasser gespült werden. Entsprechende Auslassventile sind nicht dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Vorratsbehälter 14, 15, 16, 17 geodätisch oberhalb des Arbeitsbehälters 2 angeordnet, so dass bei einem Öffnen eines der Ventile 21, 22, 23, 24 die entsprechende Arbeitslösung 9, 10, 11, 12 mittels Schwerkraft in den Arbeitsbehälter 2 fließt. Unterstützend können eine oder mehrere Pumpen vorgesehen sein. Die Rückführung der im Arbeitsbehälter 2 als Medium 3 vorgehaltene Arbeitslösung erfolgt mittels der Pumpe 33 bei entsprechend geöffnetem Ventil 25, 26, 27, 28 in den vorgesehenen Vorratsbehälter 14, 15, 16, 17. Zur Reinigung von gegebenenfalls in dem Medium 3 angereicherten Feststoffen, beispielsweise Elektrodenschlamm und dergleichen ist zwischen Arbeitsbehälter 2 und Pumpe 33 die Filtereinrichtung 34 vorgesehen, die automatisiert oder in entsprechenden Wartungsintervallen gereinigt oder regeneriert wird..Depending on the number and type of processing operations, the medium 3 may be formed of different working solutions 9, 10, 11, 12, which are held in the storage containers 14, 15, 16, 17. The exchange of working solutions 9, 10, 11, 12 takes place by means of To this ring line 20 are the reservoir 14, 15, 16, 17 respectively by means of the valves 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 on the output side to the feed line 18 and the supply line 18 and the return line Input side connected to the return line 19. The feed line 18 and the return line 19 each have connections 29, 30 on the working container 2 and can be flushed by means of the valves 31, 32, for example, with water. Corresponding exhaust valves are not shown. In the embodiment shown, the reservoir 14, 15, 16, 17 are arranged geodetically above the working container 2, so that upon opening one of the valves 21, 22, 23, 24, the corresponding working solution 9, 10, 11, 12 by gravity in the Work tank 2 flows. Supporting one or more pumps may be provided. The recycling of the working solution stored in the working container 2 as a medium 3 takes place by means of the pump 33 with a correspondingly opened valve 25, 26, 27, 28 in the provided reservoir 14, 15, 16, 17. For the purification of optionally enriched in the medium 3 solids, For example, electrode sludge and the like between the working container 2 and pump 33, the filter device 34 is provided, which is cleaned or regenerated automatically or in appropriate maintenance intervals.

Durch die Bearbeitungsvorgänge, insbesondere die Beschichtungs- und Konditioniervorgänge werden die hier als solche dargestellten Arbeitslösungen 9, 10, 11 verändert, beispielsweise ausgelaugt, mit Fremdstoffen angereichert und dergleichen, so dass sich über die Betriebsdauer deren chemische und/oder physikalische Eigenschaften, beispielsweise Gehalte an Beschichtungsmitteln, der pH-Wert, die Dichte und dergleichen ändern. Um die Fertigungsqualität auf einem hohen Niveau zu halten, werden die Arbeitslösungen 9, 10, 11 beispielsweise in Form von Elektrolyten mittels der Detektionseinrichtungen 35, 36, 37 laufend oder in vorgegebenen Abständen auf geeignete Parameter untersucht. Abhängig von Ergebnissen dieser Detektionseinrichtungen 35, 36, 37 werden von den Zuführeinrichtungen 38, 39, 40 bei entsprechender Öffnung der zwischen Vorratsbehälter 14, 15, 16, 17 und Zuführeinrichtungen 38, 39, 40 angeordneten Ventile 41, 42, 43 die fehlenden Eigenschaften beispielsweise durch in den Zuführeinrichtungen vorhandenen hochkonzentrierten Lösungen fehlender Bestandteile ausgeglichen. Die in dem Vorratsbehälter 17 vorgehaltene Arbeitslösung 12, beispielsweise eine Spüllösung, ist beispielsweise stabil oder bedarf keiner Nachführung ihrer Gehalte, so dass hier auf eine Detektions- und Zuführeinrichtung verzichtet werden kann. Es versteht sich, dass die Arbeitslösungen 9, 10, 11, 12 zu vorgegebener Zeit nicht mehr mittels der Zuführeinrichtungen 38, 39, 40 auf korrekten Gehalt eingestellt werden können und daher gegebenenfalls komplett ausgetauscht werden können.As a result of the processing operations, in particular the coating and conditioning processes, the working solutions 9, 10, 11 shown here are changed, for example leached, enriched with foreign substances and the like, so that their chemical and / or physical properties, for example contents, over the operating period Coating agents, the pH, the density and the like change. In order to keep the production quality at a high level, the working solutions 9, 10, 11, for example in the form of electrolytes by means of the detection means 35, 36, 37 are examined continuously or at predetermined intervals for suitable parameters. Depending on the results of these detection devices 35, 36, 37, the missing features, for example, are provided by the feed devices 38, 39, 40 with corresponding opening of the valves 41, 42, 43 arranged between storage containers 14, 15, 16, 17 and feed devices 38, 39 balanced by existing in the feeders highly concentrated solutions of missing ingredients. The reprocessed in the reservoir 17 working solution 12, for example, a rinse solution, for example, is stable or does not require tracking their contents, so that can be dispensed with a detection and delivery device here. It goes without saying that the working solutions 9, 10, 11, 12 can no longer be adjusted to the correct content by means of the feed devices 38, 39, 40 at the given time and, therefore, can optionally be completely replaced.

Die galvanische Beschichtungsanlage 1 wird mittels der Steuereinheit 13 vollautomatisch gesteuert. Hierzu sind die maßgeblichen Funktionsbauteile von der Steuereinheit 13 gesteuert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel steht die Steuereinheit 13 zur Steuerung der galvanischen Beschichtungsanlage 1 mittels des Bussystems 44, das durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, in Signalverbindung mit der Stromversorgung 6, der Heizeinrichtung 7, dem Rührwerk 8, den Ventilen 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31, 32, 41, 42, 43, der Pumpe 33, den Detektionseinrichtungen 35, 36, 37 und den Zuführeinrichtungen 38, 39, 40. Es versteht sich, dass es sich hier um ein Ausführungsbeispiel handelt. In weiteren Ausführungsformen können weitere Größen und Parameter wie Füllstände, Temperaturen, Leitungsflüsse und dergleichen erfasst und/oder andere - hier als gesteuerte Parameter dargestellte - Parameter oder Größen weggelassen werden.The galvanic coating system 1 is fully automatically controlled by the control unit 13. For this purpose, the relevant functional components are controlled by the control unit 13. In the embodiment shown, the control unit 13 is for controlling the galvanic coating installation 1 by means of the bus system 44, which is shown by the dashed lines, in signal communication with the power supply 6, the heater 7, the agitator 8, the valves 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31, 32, 41, 42, 43, the pump 33, the detection means 35, 36, 37 and the feed means 38, 39, 40. It is understood that this is a Embodiment is. In further embodiments, other quantities and parameters such as fill levels, temperatures, line flows, and the like may be detected and / or other parameters or quantities, shown here as controlled parameters, may be omitted.

Die Figuren 2 und 3 zeigen Schnitte durch den gegenüber dem Arbeitsbehälter 2 der Figur 1 röhrenförmig ausgebildeten Arbeitsbehälter 2a im Längsschnitt (Figur 2) und im Querschnitt (Figur 3) längs der Schnittlinie A-A der Figur 2. Der Arbeitsbehälter 2a ist aus dem rohrförmigen Abschnitt 45 mit den stirnseitigen Flanschen 46 gebildet, an denen die Ansätze 47 angeflanscht sind, so dass der Arbeitsbehälter 2a in sich geschlossen ist. Der Abschnitt 45 ist bevorzugt aus Edelstahl oder Stahl mit einer für die verwendeten Medien 3a inerten Innenbeschichtung gebildet. Zumindest einer der Ansätze 47 kann aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas oder Acrylglas oder dergleichen gebildet sein, um Einsicht in den Arbeitsbehälter 2a zu erzielen. Der Arbeitsbehälter 2a verfügt über die Anschlüsse 29a, 30a, über die entsprechend des in Figur 1 gezeigten Aufbaus oder in ähnlicher Weise die für einen jeweils vorgegebenen Bearbeitungsvorgang der hier in mehrfacher Anzahl eingebrachten und mittels der an dem Abschnitt 45 befestigten Halterungen 48 aufgenommenen Werkstücke 5a notwendigen Arbeitslösungen eingebracht und wieder entfernt werden. Zur Beschichtung der Werkstücke 5a ist in dem Arbeitsbehälter 2a die Gegenelektrode 4a mittels der gegenüber dem Ansatz 47 isolierten Durchführung 49 aufgenommen. Um eine Beschichtung zu erzielen, wird mittels der Leitung 50 der Gegenelektrode 4a eine entsprechende Spannung aufgeprägt, während die Werkstücke 5a mittels der Leitung 51 auf das Potential der Erdschiene 52 gezogen werden.The FIGS. 2 and 3 show sections through the opposite of the working container 2 of the FIG. 1 tubular working container 2a in longitudinal section ( FIG. 2 ) and in cross section ( FIG. 3 ) along the section line AA of FIG. 2 , The working container 2a is formed from the tubular portion 45 with the end flanges 46, on which the lugs 47 are flanged, so that the working container 2a is closed in itself. The section 45 is preferably made of stainless steel or steel with an inert for the media used 3a inner coating. At least one of the lugs 47 may be formed of transparent material, for example glass or acrylic glass or the like, in order to gain insight into the working container 2a. The working container 2a has the connections 29a, 30a, via the corresponding in the FIG. 1 shown construction or in a similar manner introduced for a respective predetermined processing operation of the here introduced in multiple numbers and recorded by means of the fastened to the portion 45 brackets 48 workpieces 5a necessary working solutions and removed again. For coating the workpieces 5a, the counterelectrode 4a is accommodated in the working container 2a by means of the feedthrough 49 isolated from the projection 47. In order to achieve a coating, a corresponding voltage is impressed by means of the line 50 of the counter electrode 4a, while the workpieces 5a are drawn by means of the line 51 to the potential of the ground rail 52.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: galvanische Beschichtungsanlagegalvanic coating system
22: Arbeitsbehälterworking container
2a2a: Arbeitsbehälterworking container
33: Mediummedium
3a3a: Mediummedium
44: Gegenelektrodecounter electrode
4a4a: Gegenelektrodecounter electrode
55: Werkstückworkpiece
5a5a: Werkstückworkpiece
66: Stromversorgungpower supply
77: Heizeinrichtungheater
88th: Rührwerkagitator
99: Arbeitslösungworking solution
1010: Arbeitslösungworking solution
1111: Arbeitslösungworking solution
1212: Arbeitslösungworking solution
1313: Steuereinheitcontrol unit
1414: Vorratsbehälterreservoir
1515: Vorratsbehälterreservoir
1616: Vorratsbehälterreservoir
1717: Vorratsbehälterreservoir
1818: Speiseleitungfeeder
1919: RückführleitungReturn line
2020: Ringleitungloop
2121: VentilValve
2222: VentilValve
2323: VentilValve
2424: VentilValve
2525: VentilValve
2626: VentilValve
2727: VentilValve
2828: VentilValve
2929: Anschlussconnection
29a29a: Anschlussconnection
3030: Anschlussconnection
30a30a: Anschlussconnection
3131: VentilValve
3232: VentilValve
3333: Pumpepump
3434: Filtereinrichtungfilter device
3535: Detektionseinrichtungdetection device
3636: Detektionseinrichtungdetection device
3737: Detektionseinrichtungdetection device
3838: Zuführeinrichtungfeeding
3939: Zuführeinrichtungfeeding
4040: Zuführeinrichtungfeeding
4141: VentilValve
4242: VentilValve
4343: VentilValve
4444: Bussystembus system
4545: Abschnittsection
4646: Flanschflange
4747: Ansatzapproach
4848: Halterungbracket
4949: Durchführungexecution
5050: Leitungmanagement
5151: Leitungmanagement
5252: ErdschieneEarth bar
A-AA-A: Schnittlinieintersection

Claims

Galvanic coating system (1) for successively applying a plurality of layers to a switched as an electrode workpiece (5, 5a) by means of a matched to the respective layer working solution (9, 10, 11, 12) and wiring of the workpiece (5, 5a) against a Counter electrode (4, 4a) and a rinse of the workpiece (5, 5a) at least between the application of two layers, characterized in that a single working container (2, 2a) with at least one coating-neutral counter electrode (4, 4a) and several, the necessary Working solutions (9, 10, 11, 12) containing reservoir (14, 15, 16, 17) are provided and between the working container (2, 2a) and reservoirs (14, 15, 16, 17) a feed line (18) for reciprocal feeding of the working container (2, 2a) with contents of the reservoir (14, 15, 16, 17) is provided.

Galvanic coating installation (1) according to claim 1, characterized in that at least a part of the working solutions (9, 10, 11, 12) containing reservoir (14, 15, 16, 17) with the working container (2) in addition to a return line ( 19) of the working container (2, 2a) in the reservoir (14, 15, 16, 17) are provided.

Galvanic coating installation (1) according to claim 2, characterized in that a detection device (35, 36) for the working solutions (9, 10, 11) returned to the storage container (14, 15, 16, 17) from the working container (2, 2a) , 37) is provided for detecting the state of the working solution (9, 10, 11) and depending on these particular sizes, a feed device (38, 39, 40) of substances consumed during the coating.

Galvanic coating installation (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the food splitting (18) and return line (19) are connected to a ring line (20) into which, depending on a predetermined operating state by means of valves (21, 22, 23, 24 , 25, 26, 27, 28) in each case one with a working solution (9, 10, 11, 12) of the working container (2, 2a) Rückzuspeisender reservoir (14, 15, 16, 17) or the working container (2, 2a) with a working solution (9, 10, 11, 12) feeding reservoir (14, 15, 16, 17) is connectable.

Galvanic coating system (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one storage container (14, 15, 16, 17) is arranged geodetically above the working container (2, 2a).

Galvanic coating system (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that for the transport of contents of the feed-return and / or ring line (18, 19, 20) at least one pump (33) is provided.

Galvanic coating system (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the feed-return and / or ring lines (18, 19, 20) have at least one connection for water.

Galvanic coating installation (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the working container (2, 2a) has a cup shape or a closed tubular shape.

Galvanic coating installation (1) according to one of Claims 1 to 8, characterized in that at least one filter device (34) is provided for cleaning medium (3, 3a) discharged from the working container (2, 2a).

Method for successively applying a plurality of layers to a workpiece (5, 5a) connected as an electrode by means of a galvanic coating installation (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the single working container (2, 2a) one after the other Coating process, presented in a reservoir (14, 15, 16, 17) reproached working solutions (9, 10, 11, 12), each carried out a coating operation in a designed as an electrolyte working solution, this is then removed again and optionally between two electrolyte templates Flushing is provided.

A method according to claim 10, characterized in that the working solutions (9, 10, 11, 12) in each case in a predetermined amount in the working container (2, 2a) are metered.

A method according to claim 10, characterized in that a working solution (9, 10, 11, 12) during a machining operation continuously between the working container (2, 2a) and the reservoir (14, 15, 16, 17) is replaced.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that chemical and / or physical properties of participating in the coating working solutions (9, 10, 11, 12) continuously monitored and supplemented when falling below a threshold value.

Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that as a flushing medium of the working container (2, 2a) and / or a between reservoirs (14, 15, 16, 17) and working container (2, 2a) provided line system supplied from the outside water is used.

Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the method by means of a control unit (13) is carried out completely automated.