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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen,
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galvanischen Beschichtung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen, galvanischen Beschichtung von langen
Gegenständen mit mindestens einer Zelle für eine Behandlungsflüssigkeit, wobei der
Gegenstand mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Zelle bzw. Zellen geführt
wird Bekanntlich werden bei der kontinuierlichen, galvanischen Beschichtung die
für die verschiedenen Behandlungen, z.B.
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Waschen, Entfetten, Beschichten, erforderlichen Zellen nebeneinander
angeordnet und der zu beschichtende Gegenstand mittels Führungsrollen horizontal
mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt und dabei durch fluchtende Uffnungen
der Seitenwänden der Zellen und damit durch die Zellen geführt, (GB-PS i3 27 418).
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Es gibt Anwendungsfälle, bei denen eine sehr dünne Beschichtung auf
den Gegenstand aufgetragen wird, wie z.B.
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bei Absorberrohren für Solarkollektoren. Diese dünne, etwa im Bereich
eines/beliegenden Schicht ist sehr empfindlich und durch den Kontakt mit harten
Gegenständen leicht be-
schadigbar. Für solche Anwendungsfälle ist
das bekannte Verfahren ungeeignet, da das Abrollen an den Führungsrollen bereits
die Beschichtung verletzen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem eine kontinuierliche Beschichtung von Gegenständen
durchgeführt werden kann, bei der die Beschichtung unverletzt bleibt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gegenstand
vertikal von unten nach oben durch die Zelle bzw. übereinander angeordnete Zellen
geführt wird.
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Hierdurch ist erreicht, daß der Gegenstand mit der einen Stirnseite
auf einem Schubelement aufliegt und das gesamte Gewicht auf diese nicht zu beschichtende
Stirnseite einwirkt. Etwaige am anderen Ende des Gegenstandes horizontal anliegende
Führungsrollen brauchen -nur leicht anliegen, zumal hier das Gewicht des Gegenstandes
keinen Druck auf die Rollen ausübt, wie es dagegen bei der bekannten Vorrichtung
der Fall ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, däß unterschiedliche
Beschichtungszeiten für verschiedene Beschichtungsvorgänge ganz einfach durch entsprechende
Bemessung des jeweiligen -Flüssigkeitspegels in der jeweiligen Zelle bestimmt werden
können.
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Die Erfindung erstreckt sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, das durch eine Zelle bzw.
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mehrere übereinander angeordnete Zellen gekennzeichnet ist, wobei
in dem jeweiligen Boden der Zellen eine mit einer Dichtung versehene Uffnung zur
Durchführung des Gegenstandes vorgesehen ist, und wobei unterhalb einer jeweiligen
Zelle ein Auffangbehålter angeordnet ist, dessen
Boden eine mit
den oeffnungen der Zelle fluchtende Durchführung hat.
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Der Gegenstand wird von unten vertikal nach oben durch alle Zellen
geführt, dabei streift die jeweilige Dichtung die Flüssigkeit von der vorhergehenden
Zelle ab.
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Diese Flüssigkeit läuft in den darunterliegenden Auffangbehalter.
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Die Geschwindigkeit des Gegenstandes kann hierbei auch so gewahlt
werden, daß die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft nur in sehr geringer Menge
als dünner Film mitgeführt wird. Die erforderliche Beschichtungszeit wird hierbei
über den Badflüssigkeitspegel eingestellt.
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Gegenüber der bekannten Vorrichtung hat die erfindungsgemäße Vorrichtung
den weiteren Vorteil, daß für sämtliche Beschichtungsverfahren einheitliche Behälter
verwendet werden können, bei der die Durchlaufzeit durch die jeweilige Flüssigkeit
bzw. die Beschichtungszeit ganz einfach durch den Flüssigkeitspegel eingestellt
werden kann.
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Beim Stand der Technik dagegen sind jeweils unterschiedlich lange
Behälter, doh. eine austauschbare Behältersammlung bzw. Elektroden erforderlich
Die Dichtung für die Zellen kann vorzugsweise aus einem Dichtring bestehen, dessen
Querschnitt dem Querschitt des Gegenstandes entspricht und der den Gegenstand mit
einem Spalt umgibt und in einer Halterung lose gelagert ist.
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Eine derartige Dichtung gewährleistet eine berührungsfreie Abdichtung
des jeweiligen Zellenbodens an der Durchführöffnung.
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Durch die lose Anordnung des Dichtungsringes und den geringen Spalt
zwischen Ring dem Gegenstand ist erreicht, daß keine Berührung zwischen dem Ring
und dem Gegenstand stattfindet, und daß der Ring eventuelle transversale Bewegungen
des- Gegenstandes mitmacht. Ein aufgrund der Kohåsionskrafte am Gegenstand haftender
Flüssigkeitsfilm wird durch den Spalt zwischen dem Dichtungsring und dem Gegenstand
mitgeführt. Dieser Flüssigkeitsfilm dient als Schutzfilm gegen eine gegenståndliche
Berührung.
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Etwaige durch den Druckunterschied durch den Spalt an der Dichtung
durchgedrückte Flüssigkeit wird von dem unterhalb der Zelle angeordneten Auffangbehalter
aufgefangen.
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Der jeweilige Auffangbehälter kann in einer fertigungstechnisch einfachen
Art im Bereich der Durchführung für den Gegenstand trichterförmig ausgebildet sein.
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Der zentrische Trichter sorgt für die Innenwand des Auffangbehälters,
so daß hier keine zusätzlichen Dichtungen erforderlich sind.
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Es ist aber auch möglich, die Auffangbehälter ebenfalls mit Dichtungen
auszurüsten, wo-mit die Rückführung der Flüssigkeit -aus einen Zelle -verstarkt
wird.
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Ebenso ist es möglich, geschlossene Zellen vorzusehen und beim Zellenausgang
ebenfalls eine Dichtung anzuordnen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Es zeigen Fig. 1 das Ausführungsbeispiel und Fig. 2 einen Ausschnitt
aus Fig. 1.
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In Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit Flüssigkeitszellen 10 bis 13 dargestellt,
die senkrecht übereinander ange-.
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ordnet sind. Unterhalb jeder Zelle 10 bis 13 ist ein Auffangbehälter
14 bis 17 angeordnet. Die Zellen 10 bis 13 sowie die Auffangbehälter 14 bis 17 sind
mit fluchten-den Uffnungen 18 bis 22 bzw. Durchführungen versehen, durch die der
zu beschichtende Gegenstand 23, beispielsweise ein Rohr, verti-kal von unten nach
oben mit einer konstanten Geschwindigkeit durchgeführt wird.
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In der ersten Zelle 13 wird eine Reinigung des zu beschichtenden Rohres
23 vorgenommen. Danach gelangt das Rohr in eine erste Abscheidungszelle 12, in der
eine dafür erforderliche Anode 27 und eine entsprechende Badflüssigkeit 28 enthalten
ist. Für Absorberrohre entspricht diese Beschichtung z.B.- einer Vernickelung.
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Die vernickelte Schicht wird anschließend in der Zelle 11 mit einer
Absorberschicht versehen. Hierfür enthalt die Zelle 11 ebenfalls eine Anode 29 und
eine entsprechende Badflüssigkeit 30.
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Der Pegel 25 der ersten Badflüssigkeit 28 und der Pegel 26 der zweiten
Badflüssigkeit 30 werden so gewählt, daß bei einer entsprechenden Vorwärtsbewegungs-Geschwindigkeit
des Gegenstandes 23 die für den jeweiligen Abscheidungsvoryang erforderliche Beschichtungsdauer
erreicht wird.
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Schließlich führt der Gegenstand durch eine Spülzelle 10.
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Am Ausgang der Beschichtungsanlage können Führungsroll-en 32 vorgesehen
werden. Es ist aber auch möglich, die Führung durch eine starre Fesselung an der
unteren Seite des Gegenstandes 23 zu erreichten. Beim Eintritt in die jeweilige
Zelle führt das Rohr 23 durch Dichtungen, die in Fig. 2 näher dargestellt ist.
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Die Dichtung 18' besteht aus einem Dichtungsring 40 aus einem gleitfähigen
Material, wie z.B. das mit dem Warenzeichen Teflon bekannte PTFE, der lose bzw.
schwimmend in einer zweiteiligen Halterung gelagert ist. Die Halte rung besteht
aus einer ersten, im Boden 13' der Zelle 13 verankerten Halteru-ngshälfte 41 und
eine auf die erste Hälfte aufgepresste oder aufgeschraubte zweite Halterungshälfte
42. Die beiden Halterungshälften 41 und 42 schließen einen Raum 43 ein, in dem der
Dichtungsring 40 liegt. Der Dichtungsring 40 ist mit einem Innendurchmesser ausgestaltet,
der um etwa 1 mm oder darunter größer ist als der Durchmesser des Gegenstandes 23.
Hierdurch verbleibt ein Spalt 44, der in Verbindung mit einem am Gegenstand 23 anhaftenden
Flüssigkeitsfilm sicherstellt, daß kein Kontakt zwischen dem Dic-htungsring 40 und
dem Gegenstand 23 stattfindet.
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Es ist nicht notwendig, alle Behälter mit einer derartigen Dichtung
auszurüsten. Es reicht aus, wenn die Dichtungen, durch die bereits beschichtete
Gegenstandsteile durchge führt werden müssen, mit einer Dichtung 18' ausgerüstet
sind.
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Für die Dichtungen, z.B 21i und 22', die vor den Beschichtungsstufen
liegen, können gewöhnliche, elastische und mit dem Gegenstand 23 in Kontakt stehende
Dichtungen verwendet werden, die gleichzeitig als Halterung bzw Führung des Gegenstandes
23 dienen können.
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Die Zellen 10 bis 13 können entweder nur im Boden mit Dichtungen versehen
werden. Es ist aber auch Inöglichj im Deckel eine Dichtung 19' vorzusehen, wie z4B
bei den Zellen 10 bis 12 angedeutet ist.
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Die Auffangbehälter können entweder, wie bei den Behälte-rn 14 und
15 dargestellt ist, im Mittelbereich des Bodens trichterförmig 45 mit ausreichend
großer Uffnung für die Durchführung ausg-ebildet sein. Es ist aber möglich, einen
oder mehrere Auffangbehälter, wie z.B. 16, mit einer Dichtung 21' zu versehen, die
entweder als eine konventionelle Dichtung oder gemäß Dichtung 18' ausgeführt ist.
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Die Zu- bzw. Abführungen der Flüssigkeiten, sowie die elektrischen
Zuleitungen für die Elektroden sind der Obersich; halber nicht in der Zeichnung
dargestellt.
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