DE2235178C2 - Elektrische Kontaktvorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich iuf eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Kupfer, zum Beispiel zur Herstellung von Metallbändern.

Es ist bereits die Verwendung von Maschinen für die Herstellung von elektrolytischem Kupfer in Plattenform bekannt, die im wesentlichen aus Transportbändern bestehen und in verschiedenartiger Weise bewegt werden. Diese Transportbänder dienen bei dem elektrolytischen Verfahren als Kathode und laufen durch ein Bad, welches in einem Bassin oder Trog enthalten ist, entlang dem Boden, an dem sich ein Anodenelement befindet, von dem die Metallionen abgegeben werden und sich an der Oberfläche des Transportbandes abscheiden, welches als Kathode dient.

Diese Maschinen bringen jedoch Probleme in bezug auf den elektrischen Kontakt mit sich, wobei der elektrische Kontakt sich in angrenzender Stellung zu dem Transportband befindet. Hierbei ist es unter Berücksichtigung der Bewegung des Transportbandes erforderlich, einen elektrischen Kontakt zwischen den sich bewegenden Teilen und den feststehenden Teilen sicherzustellen unter Berücksichtigung aller Probleme, die eine derartige Anordnung mit sich bringt. Verschiedene Nachteile sind in der Praxis festgestellt worden, wie z. B. Verschleih der Kontaktstellen, Spannungsabfall, stellenweise önliche Überhitzung des Trägerbandis. welches dessen Deformation und Abkürzung seiner Gebrauchsdauer verursacht Wenn der elektrische Kontakt eine Überhitzung bewirkt, sind lokale Anlaßstellen die Folge und diese verkürzen die Gebrauchsdauer des Transportbandes ganz beträchtlich.
Zusätzlich verursachen Funke und Abbrand durch das öffnen und Schließen elektrischer Kontakte die Alterung der Legierungszusammensetzung, so daß diese eine Ausfällung von Karbida· in den Zonen der Zündstellen verursachen. Diese Ausfällung von Karbiden bewirkt in rostfreiem Stahl eine sehr schnelle chemische Korrosion, welche nach sehr kurzer Zeit zur Durchlöcherung des Transportbandes führt Hierdurch tendiert inzwischen abgeschiedenes Material dazu, mit dieser Zone verbunden zu bleiben, so daß dieser Vorgang seine eigene Durchlöcherung und den Bruch zu dem Zeitpunkt bewirkt, in dem der Kathodenträger abgeräumt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Kupfer, in Form von Bändern oder Platten zur Verfugung zu stellen, wobei die Vorrichtung ein elektrisch leitendes endloses Transportband, welches um Rollen bewegbar und von dem ein Teil in einer eleklrolytisches Bad getaucht ist, aufweist.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit einer elektrischen Kontaktvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausbildungen dieser elektrischen Kontaktvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Vorteile der elektrischen Kontaktvorrichtung dieser Erfindung sind, daß ein Verschleiß der Kontaktstellen verhindert wird und die Brauchbarkeit des Transportbandes garantiert ist, außerdem wird ein Spannungsabfall zwischen den sich bewegenden und den feststehenden Teilen vermieden, jedoch wird Spannungsabfall vom Zentrum des Transportbandes gegen seine Kanten in einer solchen Weise erhalten, daß gleichförmige Schichtdicken der Metallplatten in der erforderlichen Weise erhalten werden.

F i g. 1 ist eine Schnittansicht eines Teiles, um elektrolytisches, abgeschiedenes Metall in Plattenform zu erhalten, an dem eine elektrische Kontaktvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie H-Il in der Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren ist die eleketrische Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung überall mit der Ziffer 1 bezeichnet, an einem Transport· band 2 aus Stahl angebracht, welches um Rollen 3 bewegt wird. Die Rollen 3 werden durch Achsen 4 gehalten, die an feststehenden Trägern 5 drehbar gehallen sind. An den seitlichen Kanten des Transportbandes 2 sind flexible Isoliermaterial-Außenzonen 6 angebracht.

Diese Außenzonen sind gegen Säuren widerstandsfähig und sind so angepaßt, um ein Versprühen der elektrischen Flüssigkeit 7 auf die Innenfläche des Transportbandes 2 zu verhindern. Die elektrolytische Flüssigkeit 7 ist in einem Tank 8 enthalten. Gemäß der Erfindung besteht der elektrische Kontakt 1 aus einem leitenden Trägerstück 9, welches in ein Quecksilberbad 10 eintaucht, welches in einer Kammer mit den Außenseilen 11 aus flexiblem und Isoliermaterial angeordnet ist. Diesen Außenseiten 11 befinden sich im Kontakt mit dem Innenseitenteil des Transportbandes 2. Das leitende Trägerslück 9 kann beispielsweise aus Kupfer mit Nikkei oder einer anderen Metall-Plattierung bestehen, die von Quecksilber nicht angegriffen wird. Zwischen dem

TrägerstOck 9 und dem Transportband 2 sind kleine Platten 12 aus einem reibungsarmen Isoliermaterial und von solcher Natur angeordnet (beispielsweise aus dem Kunststofftyp »Teflon«), daß diese von Quecksilber nicht angegriffen werden. Die Platten 12 haben die Aufgäbe, als Abstandshalter für die metallischen Trägerstücke 9 und für das Transportband 2 zu dienen und das Transportband 2 vor einer lokalen Überhitzung bzw. vor dem Abbrennen für den Fall eines direkten Kontaktes zu bewahren. Die Außenseiten 11 erstrecken sich vollständig über den inneren Umfang des Transportbandes 2. aber aus Gründen des Gewichtes ist das Quecksilberbad 10 auf die Bodenzone der Kammer begrenzt, die durch die Außenseiten 11 und durch die Innenfläche des Transportbandes 2 gebildet werden. Auf dem Boden des Tanks 8 sind Metallstücke 13 angeordnet, beispielsweise aus Kupfer, die elektrolytisch überzogen werden, entweder in Platten- oder Blechform 13a auf der Seite des Transportbandes 2, das in das Bad 7 eingetaucht ist In dem elektrochemischen Verfahren dienen die Trägerstücke 9 als Kathode, während die Funktionen der unauflöslichen Anode durch eine leitende Schicht 14 aus Blei wahrgenommen wird, auf der Kupferstücke 13 angeordnet sind. Das Trägerstück 9 und die leitende Schicht 14 sind miteinander durch Leitungen 15 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Elektrogenerator verbunden. Die Funktion der elektrischen Kontaktvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist einfach. Das Quecksilberbad 10 schließt den Stromkreis, der sich aus dem elektromotorische Kraft liefernden Generator, den Leitungen 15, dem Trägerstück 9, dum Transportband 2, dem elektrolytischen Bad 7, den Metallstücken 13 und der leitenden Schicht 14 aus Blei zusammensetzt. Während der Arbeitszeit der Vorrichtung verbleibt das Quecksilber im Quecksilberbad 10 dank seines hohen spezifischen Gewichts, wie auch seiner geringen adhäsiven Eigenschaft in der unteren Lage der Kammer, die durch die Außenseiten 11 und durch die Innenoberfläche des Transportbandes 2 gebildet wird, und folgt somit nicht der Bewegung des Transportbandes 2. In dieser Weise wird der elektrische Kontakt gewährleistet, denn das Trägerstück 9 verbleibt immer im Quecksilberbad 10 eingetaucht. Es ist in der Praxis bewiesen worden, daß die elektrische Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung die Nachteile vermeidet, die bei den gegenwärtigen Typen von elektrischen Kontakten des Gleit-Typs und dergleichen zwischen feststehenden und sich bewegenden Gliedern auftreten. Durch die Verwendung der elektrischen Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung treten all die Phänomene des Verschleißes und des Einreißens der Kontakte, Spannungsabfälle, Überhitzen und Abbrennen des Stahlträgerbandes und dergleichen nicht mehr auf, wie diese bei den üblichen Kontakten die Regel sind. Sehr wichtig ist, daß die elektrische Kontaktvorrichtung durch die Verwendung von Quecksilber gemäß der Erfindung eine elektrische Potentialverteilung auf der inneren Oberfläche des Transportbandes 2 mit einem hohen Gleichförmigkeitsgrad bewirkt. Es ist festgestellt worden, daß die metallischen Transportbänder Vorzugsweise aus gewalztem Stahl (nicht angelassen) mit hoher Bruchfestigkeit hergestellt werden sollen. Dies erfolgt aus dem Grund, um einen hohen Elastizitätsgrad zu erhalten, so daß das Transportband, wenn es sich um die Rollen dreht, nicht dazu neigt, die gekrümmte Form der Rollen zu behalten, sondern sich unverzüglich beim Verlassen der Rollen wieder gerade ausrichtet. Andererseits, wenn angelassene Bänder verwendet

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40 werden, die geringe Elastizität aufweisen, würde beim Drehen um die Rolle eine Tendenz zum Verbleiben in der gekrümmten Form verbleiben; sie würden dann durch die Spannung des Bandes auf den Rollen wieder gestreckt werden. In diesen Fällen jedoch würde das Band einer vollständigen Serie von transversalen Faltungen und Biegungen unterworfen, die bei jeder Umdrehung bewirkt werden, die eine größer und größer werdende Verformungsverhärtung auf jedem Band verursachen, welche unvermeidbar zum Bruch führen muß.

Es ist deshalb erforderlich, daß das Transportband diese Charakteristiken der Härte und Elastizität besitzt, die nur bei gewalztem Stahl im nicht angelassenen Zustand vorliegen. Dieser neue elektrische Kontaktvorrichtungstyp erlaubt somit, diese Charakteristiken gleichmäßig aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz hierzu würde bei anderen Kontakttypen eine Modifizierung eintreten, die durch die lokalen Überhitzungen das Anlassen des Stahles bewirken und somit eine gegensätzliche Wirkung hervorrufen.

Durch die neue elektrische Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, mit hohen Strömen zu arbeiten, da diese nicht mehr den Begrenzungen unterliegen, die dem Gleit-Typkontakt vorgeschrieben sind, dessen Arbeit gestört wird, wenn der Strom erhöht wird.

Ein großer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die Produktivität der Anlage erhöht wird, da die Produktion im Strom proportional ist. Durch die Verwendung der elektrischen Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung werden die bisherigen Beschränkungen in der Stromintensität und in der Produktion in der Anlage durch Vorrichtungen, die mit den üblichen Schleifkontakten arbeiten, jetzt überwunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung zur elektrolytischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Kupfer, in Form von Bändern oder Platten, wobei die Vorrichtung ein elektrisch leitendes endloses Transportband, welches um Rollen bewegbar ist und von dem ein Teil in ein elektrolytisches Bad getaucht ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein leitendes Trägerstück (9) in ein Quecksiiberbad (10) eintaucht, wobei das Trägerstück (9) mittels Leitung (15) mit einem Generator verbunden ist und zwischen dem Trägerstück (9) und dem Transportband (2) kleine Platten (12) als Abstandshalter angeordnet sind und das Quecksälberbad (10) in einer Kammer mit Außenseiten (11) angeordnet ist, wobei sich die Außenseiten (11) in Kontakt mit dem Innenseitentei! des Transportbandes (2) befinden.

2. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (2) aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.

3. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerstück (S) mit einer Nickelschicht überzogen ist.

4. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (12) aus reibungsarmem und elektrisch isolierendem synthetischem Material hergestellt sind.

5. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten (11) aus flexiblem und elektrisch isolierendem Material hergestellt sind.