DE1957087A1 - Verfahren zur Konstanthaltung der Konzentration der Bestandteile von der Oberflaechenbehandlung dienenden Baedern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Konstanthaltung der Konzentration der Bestandteile von der Oberflachenbehandlung dienenden Bädern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches dazu verwendet werden soll, die Konzentration der Bestandteile von der Oberflächenbehandlung dienenden Bädern konstant zu halten. Bei derartigen Bädern unterliegen die quantitativen Veränderungen der Konzentration der einzelnen Bestandteile einer reproduzierbaren gegenseitigen Abhängigkeit.
• Bäder zur Oberflächenbehandlung, bspw. zum Abscheiden von Metallen auf zu bearbeitendem Gut, können elektrolytisch und auch stromlos arbeiten. Bei elektrolytischen. Bädern wird bspw. die Reduktion von Metallionen durch den elektrischen Strom einer Gleichstromquelle bewirkt. In stromlos arbeitenden Bädern werden die Metallionen bspw. durch ein Reduktionsmittel zu Metall reduziert. Die Eigenschaften der Netallniederschläge werden in hohem Maße von der Güte der Badzusammensetzung bestimmt; Diese ändert sich im Laufe der Metallabscheidung, so daß Brgänzungschemikalien in das Bad eindosiert werden müssen. Die Zugabe der Chemikalien muß mengenrichtig erfolgen, um stets die optimale Konzentration der einzelnen Bestandteile konstant zu hal,ten.6 Es ist bekannt, elektrolytischen Bädern die Ergänzungschemikalien proportional- zur durchgesetzten Elektrizitätsmenge hinzuzudosieren. Die Steuerung der Zugabe erfolgt bspw. über einen Amperestundenzähler, über den ein oder mehrere Do'ßierorgane angesteuert werden. Eine solche Steuerung ist für die Zugabe von Ergänzungschemikalien zu stromlos arbeitenden Bädern nicht möglich, weil bei diesen keine äußere Stromquelle verwendet wird. wu. diesem Grunde werden zur automatischen Korrektur stromlos arbeitender Bäder Regelanlagen eingesetzt, welche die einzelnen tonzentrations-Istwerte ermitteln und diese mit den Sollwerten vergleichen. sofern hierbei eine Regelabweichung festgestellt wird, werden dann Dosiervorgänge aus,elöst, um die ,adkonzentration wieder auf den vor?egebenen Sollwert einzustellen.
• Die methodische Schwierigkeit des Einsatzes von Konzentrationsregeleinrichturgen dieser Art besteht in der Istwert-Erfassung. Es ist zwar relativ einfach den pH-Wert, die letallionenkonzentration oder die Yonzentration einzelner anorganischer Ionen zu messen und somit zu regeln. Zahlreiche Padbestandteile entziehen sich jedoch der analytischen Erfassung, weil entweder die Konzentrationen sehr gering sind, weil kein geeignetes Analysenverfahren zur Verfügung steht oder weil sich die Bestandteile im Bad chemisch verankern, so daß sie im Bad garnicht mehr in der Form vorliegen, in der sie zugesetzt wurden. Die Anwendung von Einrichtungen zum Regeln der Zusammensetzung stromlos arbeitender Bäder ist dementsprechendJbisher auf relativ wenige Anwendungsfälle, bspw. das Thosphatieren, beschränkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen die Zusammensetzung von Bädern, insbesondere von stromlos arbeitenden Bädern, ohne großen Aufwand, für alle Anwendungsfälle konstant gehalten werden kann.
• Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine der Konzentration proportionale Größe mindestens ein s der Bestandteile mittels eines Regelkreises konstant gehalten wird, und daß die Konzentrationen der übrigen Bestandteile durch mengenrichtige Zugabe von Ergänzungschemikalien über Dosierorgane konstant gehalten werden, welche entsprechend der vorherbestimmbaren Abhängigkeit durch den Rerelkreis gesteuert werden.
• Gemäß der Erfindung braucht also nur noch eine der Konzentration eine meßtechnisch einfach zu erfassenden Badbestandteils proportionale Größe gemessen und mittels eines Regelkreises konstant rehalten zu werden, während die Konzentrationen aller anderen Bestandteile ohne eigene Konzentrationsmessung konstant zuhalten werden. Als der Konzentration proportionale Größen können bspw. die Konzentration selbst, die Aktivität des Bestandteils oder dessen Extinktion verwendet werden. Es muß dan lediglich vor dem Einschalten des bades die gegenseitige Abhängigkeit der Veränderungen der einzelnen Bestandteile bestimmt werden. Der meßtechnische Aufwand zur burobführung des Verfahrens nach der Erfindung ist also denkbar einfach und gering. Zur Erhöhung der Genauigkeit des Verfahrens ist es selbstverständlich auch möglich, mehrere meßtechnisch eInfach zu erfassende Badbestandteile mittels eines Regelkreises zu ergänzen, und die Zugaben der übrigen Bestandteile dann von mehreren Regelkreisen steuern zu lassen.
• Durch die Erfindung wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß ähnlich wie in elektrolytischen auch in stromlos arbeitenden Bädern ein enger Zusammenhang zwischen den stofflichen Umsetzwingen der verschiedenen Badbestandteile besteht. Beispielsweise steht in einem Bad zur reduktiven Metallabscheidung, bei dem das Ion des Metalls Me durch ein Reduktionsmittel R entsprechend der Gleichung reduziert wird, der Reduktionsmittelverbrauch in einem engen Zusammenhang mit der Menge des abgeschiedenen Metalls.
• Es genügt daher völlig, die Metallionenkonzentration zu messen, um auch über die erforderliche Höhe der Reduktionsmittelzugabe eine Aussage machen zu können. Dasselbe gilt sinngemäß für Komplexbildner, Inhibitoren usw. oder auch für Bäder zur chemischen Nachbehandlung. Beim Chromatieren bspw. steht die Abnahme der Chromationenkonzentration in einem engen Zusammenhang mit der Abnahme der Säurekonzentration des Bades.
• Anhand des in der X,eichnunz dargestellten Schaltbildes sei das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert.
• Mit 1 ist das Behandlungsbad bezeichnet, bei welchem die Konzentration der Bestandteile konstant gehalten werden soll. 2 ist ein Meßfühler, dessen Meßwert über einen Verstärker 3 auf einen Regler 4 gegeben wird. Der Meßfühler ist beim essen der Aktivität bspw. als potentiometrische Meßkette und zum essen der Extinktion bspw. als Photometer ausgebildet. Zu messen des Konzentrations-Istwertes wird bspw. ein Meßfühler in Verbindung mit einem automatischen Titrator eingesetzt.
• Der eßfühler 2 ist in dem dargestellten Beispiel zur lviessung der Aktivität des Bestandteils A eingesetzt und regelt die Zugabe von Ergänzungschemikalien des Bestandteils A aus dem Behälter 5 durch Betätigung des Dosierorgans 6. Gleichzeitig mit der Betätigung des Dosierorgans 6 werden nun auch die Dosierorgane 7, 8 und 9 betätigt, durch welche dementsprechend die Chemikalien B, C und D aus den Behältern 10, 11 und 12 dem Bad mengenrichtig hinzugegeben werden. Als Dosierorgane können bspw. Ventile oder beliebig gestaltete Pumpen verwendet werden.
• Wie schon weiter oben erwähnt, kann statt der geregelten Zugabe der Chemikalie A auch die Zugabe mehrerer Chemikalien geregelt werden, wobei dann entsprechend mehrere Meßfühler, Verstärker und Regler eingesetzt werden Auch ist die Erfindung nicht auf Bäder mit vier Bestandteilen beschränkt, sonder,n 8ie kann für Bäder mit einer'beliebigen Anzahl von Bestandteilen eingesetzt werden. Neben den erwähnten Bezugsgrößen Konzentration, Aktivität und Extinktion können selbstverständlich auch alle anderen der Konzentration proportionalen Größen, wie bspw. die Leitfähigkeit, verwendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Konstanthaltung der Konzentration der Bestandteile von der Oberflächenbehandlung dienenden Bädern, bei welchen die quantitativen Veränderungen der Konzentrationen der einzelnen Bestandteile einer reproduzierbaren gegenseitigen Abhängigkeit unterliegen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Konzentration proportionale Größe mindestens eines der Bestandteile mittels eines Regelkreises konstant gehalten wird, und daß die Konzentrationen der übrigen Bestandteile durch mengenrichtige Zugabe von Ergänzungschemikalien über Dosierorgane konstant gehalten werden, welche entsprechend der vorherbestimmbarren Abhängigkeit durch den Regelkreis gesteuert werden.

2. erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekkenzeichnet, daß als proportionale Größe die Konzentration selbst verwendet wird.

f. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als proportionale Größe die Aktivität verwendet wird.

!. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als proportionale Größe die Extinktion verwendet wird.

L e e r s e i t e