EP0222087A1 - Einrichtung für die Massengalvanisierung von schüttfähigem Gut - Google Patents

Einrichtung für die Massengalvanisierung von schüttfähigem Gut Download PDF

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EP0222087A1
EP0222087A1 EP86111907A EP86111907A EP0222087A1 EP 0222087 A1 EP0222087 A1 EP 0222087A1 EP 86111907 A EP86111907 A EP 86111907A EP 86111907 A EP86111907 A EP 86111907A EP 0222087 A1 EP0222087 A1 EP 0222087A1
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EP
European Patent Office
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goods
electrolyte
bath container
anode
carrier
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EP86111907A
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Siegfried Dr. Birkle
Johann Gehring
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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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
    • C25D17/16—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk
    • C25D17/22—Apparatus for electrolytic coating of small objects in bulk having open containers
    • C25D17/24—Oblique barrels

Definitions

  • the invention relates to a device for the mass electroplating of pourable material, in particular for the electrodeposition of aluminum from aprotic, oxygen and water-free, organoaluminum electrolytes a bath container for holding an electrolyte, - a goods tray which is immersed in the electrolyte and rotatable about its inclined axis, - At least one disk-shaped anode which is immersed in the electrolyte and at least largely aligned parallel to the bottom of the product carrier and with - At least one driver for the spreading of the pourable goods on the bottom of the goods carrier.
  • the electroplated goods In the case of bulk electroplating of bulk goods, the electroplated goods must be held together during the electroplating process so that each individual part has electrical contact. On the other hand, the electroplated material should be spread out as far as possible so that the metal can be deposited on the largest possible surface of the goods and the most uniform current density possible on all parts. These two requirements must be met by the goods container.
  • a further essential prerequisite for achieving perfect metal coatings with a uniform layer thickness is the sufficient mixing of the electroplated material during the electroplating. This mixing of the electroplating material is usually done by rotating the product container around a non-vertical one Axis brought about, whereby depending on the shape and wall friction, the individual parts are more or less conveyed upwards and then roll or slide down again.
  • the simplest container is the electroplating bell, a rotating pot that also serves as a bath container. Mixing of the electroplating material is achieved by rotating the bell, tilted against the vertical. Since the anode is hooked into the bell, the anode surface is usually too small in relation to the product surface even when using profiled special anodes. However, this then leads to low deposition rates and thus to an increase in the electroplating time and an increase in abrasion.
  • Galvanizing drums are also frequently used for mass electroplating, which, in contrast to the bell, only serve as a goods container and are arranged in a bath container.
  • the electroplating material is mixed by rotating the electroplating drums around a horizontal axis. Since the anodes are located outside the drum body, larger anode surfaces can be realized.
  • a perforation must be made in the jacket of the drum body for the passage of current between the anodes and the electroplated material.
  • the open cross-section of such a perforation available for the passage of current is of strength found and dimensioned so small with regard to the size of the electroplating material that there is a significant impairment of the passage of electricity.
  • a device of the type mentioned in which the goods carrying tray is provided with ribs in its interior, which promote a uniform distribution of the pourable goods on the bottom of the goods carrying tray.
  • the ribs take the pourable material with the rotation of the goods tray upwards, i. H. the degree of expansion based on the bottom of the product carrier is increased considerably by the ribs.
  • Both the product tray and a container for receiving the finished galvanized goods are pivoted about a common shaft mounted above the bath container in such a way that both containers can be brought into such a mutual position that the pourable material is emptied from the product carrier into the receiving container and this can be pivoted out of the electrolyte, while at the same time the goods tray is returned to the working position.
  • Aluminum deposited from aprotic, oxygen and water-free, organoaluminum electrolytes is characterized by its ductility, low pore density, corrosion resistance and anodizing ability. Since the entry of air through reaction with atmospheric oxygen and air humidity causes a considerable reduction in the conductivity and service life of these electrolytes, the electroplating must be carried out in an air-tight facility. This also applies to the loading and unloading of these air-tight facilities the entry of air can be prevented, import and export locks are also required, which are designed as gas locks, as liquid locks or as combined gas-liquid locks. When mass-aluminizing using aprotic, oxygen-free and water-free, aluminum-organic electrolytes, there is also the problem of preventing air from entering the electrolyte as far as possible.
  • a device for the galvanic deposition of aluminum from oxygen- and water-free, aluminum-organic electrolytes in which a galvanizing drum rotatable about its horizontal axis is arranged in a gas-tight sealable bath container.
  • the galvanized drum which is perforated, is surrounded by two anodes, which can be adjusted so that they form an opening for the bulk material to be emptied.
  • the electroplating drum is loaded by a transport device leading into the interior of the bath container via a lock, which ends above a closable opening in the electroplating drum, the opening and closing of the electroplating drum being carried out from the outside.
  • a drain container designed as an export lock is used, which is arranged below the bath container and communicates with it via a lockable, tubular connecting piece.
  • the object of the invention is to further improve the degree of spreading of the pourable material in relation to the bottom of the product carrier shell in a device of the type mentioned at the outset.
  • the device should also be designed so that it can be operated with a justifiable additional effort in the absence of air and can be used for mass aluminization using aprotic, oxygen and water-free, organoaluminum electrolytes.
  • the driver is formed by a spiral track.
  • a spiral track acts as a transport device which constantly conveys the pourable material from the lower areas of the goods carrying tray to the upper areas.
  • the spiral track also promoting the mixing of the goods to a large extent.
  • the web can be formed in a particularly simple manner by a profile introduced into the bottom of the goods carrier. With a profile that is sawtooth-shaped in cross section, it is then possible in particular to further improve the entrainment of the goods into the higher regions of the product carrying tray.
  • the bottom of the product carrier can also be perforated.
  • an additional anode can be arranged below the bottom and parallel to the bottom. As a result, the anode surface area is increased still further, so that particularly high deposition rates can be achieved.
  • a slide for the discharge of the goods is arranged in the peripheral wall of the product carrier. If this slide is opened in the lowest position of its orbit, the product carrying tray is emptied automatically.
  • the angle of inclination of the axis of the goods carrier shell to the horizontal is approximately 30 to 38 °.
  • the angle of inclination of the axis of the product carrier shell to the horizontal can be adjusted, a particularly good adaptation to the requirements of the respective electroplating material is made possible with regard to the spreading and mixing.
  • the angle of inclination of the axis can then preferably be adjusted via the inclined position of the entire bath container. This takes into account the fact that when the axis is adjusted, the parallel orientation of the anode to the bottom of the carrier pan is to be maintained.
  • the inclined position of the entire bath container can then be used to ensure a synchronous adjustment of the product support shell and anode in a particularly simple manner.
  • the bath container is expediently pivotably arranged on a frame.
  • the device according to the invention can be used with relatively little additional effort for mass aluminization using aprotic, oxygen and water-free, organoaluminum electrolytes. This is achieved in that the bath container can be closed gas-tight and that locks are provided for the introduction and discharge of the goods.
  • the bath container is then preferably provided with a lid arranged in the region of the anode, so that the anode is easily accessible when the lid is open and can be exchanged without problems if necessary.
  • FIG. 1 and 2 show a device for the mass aluminization of pourable material G in the partially broken top view or in longitudinal section.
  • an aprotic, oxygen- and water-free, aluminum-organic electrolyte In an arranged obliquely on a frame Ge and gas-tightly sealed with the aid of a lid D there is an aprotic, oxygen- and water-free, aluminum-organic electrolyte, the area above the electrolyte level Esp being covered with an inert gas, such as, for. B. nitrogen is applied.
  • the pourable material G to be aluminized which is, for example, screws, nuts, bolts, spacer bushings and the like, is conveyed via a 2 only indicated hatch Es and an adjoining inclined downpipe Fr are introduced into the bath container Bb and then falls onto the bottom B of a goods carrying tray, generally designated W, which is completely immersed in the electrolyte.
  • the goods carrier W has the shape of an extremely flat circular cylinder, the peripheral wall of which is designated Wa.
  • the goods carrying tray W When loading the goods carrying tray W with the goods to be electroplated and during the electroplating operation, the goods carrying tray W is rotated in the direction of arrow U about its axis Ac, which is inclined to the horizontal.
  • the corresponding drive shaft Aw of the product carrier Wl is firmly connected to the base B, is passed gas and liquid-tight through the wall of the bath container Bb and is mounted in a bearing housing Lg attached to the wall of the bathroom container Bb from the outside.
  • the drive assigned to the drive shaft Aw is not shown in the drawing.
  • FIG. 2 A disk-shaped anode A arranged at a short distance parallel to the bottom B and thus also to the spread material G is only indicated schematically in FIG. 2.
  • the insulated fastening of this anode A which consists of pure aluminum and is composed of several segments, in the bath container Bb does not appear from FIG. 2. However, it can be seen that the anode A can be easily replaced when the cover D is open.
  • the bath container Bb is arranged obliquely on a frame Ge, wherein the inclination can be changed by pivoting the entire bath container Bb.
  • the lower part of the bath container Bb is articulated to the frame Ge via an axis of rotation Da, while a pneumatically or hydraulically actuated adjusting cylinder Vz is articulated to the upper region of the bath container Bb via a first pivot point Dp1 and to the frame Ge via a second pivot point Dp2 is.
  • the slant can be adjusted via the adjusting cylinder Vz position of the container Bb and thus also the angle of inclination ⁇ of the axis Ac of the goods carrier W1 can be adjusted to the horizontal. Possibly. the angle of inclination ⁇ is also reduced when the goods carrying tray W is emptied.
  • Diameter of the goods tray W1 3.0 m
  • Bulk weight of goods G approx. 300 kg
  • Anodic current density 1.0 A / dm2
  • Cathodic current density 0.5 - 1.0 A / dm2
  • Angle of inclination ⁇ 30 - 38 °
  • Speed of goods tray W1 2 - 12 U / min
  • the speed and the angle of inclination ⁇ can be matched to the material G to be aluminized in such a way that the completely uniform spreading of the material G shown in FIG. 1 results.
  • This optimal spreading of the material G is also brought about by a driver, the mode of operation of which is explained with reference to FIG. 3.
  • Fig. 3 shows that the bottom B of the goods tray W is provided with a sawtooth-shaped profile in cross section, which forms a path Ba running in the form of a spiral.
  • This spiral path Ba forms an optimally acting driver, which in turn forms a conveying device by the rotation of the goods carrying tray W, which transports the goods G from the lower area into the upper area of the goods carrying tray W. In the upper area, the material G then slides over the inclined flanks of the sawtooth-shaped profile, which results in very good mixing.
  • an inclination angle .alpha. and a rotational speed can be set for each good G, at which the good G is spread almost completely over the entire bottom surface of the goods carrying tray W with very thorough mixing.
  • a perforation P can be made in the bottom B of the goods carrying tray W, through which the electrolyte exchange is further improved.
  • an additional anode ZA can then be arranged at a distance parallel to the bottom B, which, like the anode A likewise only indicated, consists of pure aluminum and is composed of several segments.
  • the perforation P and the additional anode ZA further improve the passage of current and bring about an additional increase in the deposition rates.
  • Multiple arrangements of goods trays W which can be rotated together are also conceivable, in which case the additional anode ZA then serves simultaneously as the main anode of the subsequent goods tray W.
  • a anode Ac axis Ao1, Ao2 shut-off device As export lock Aw drive shaft B floor Ba spiral path Bb bath container Be actuator D lid Because axis of rotation Dp1, Dp2 pivot point There import gate Esp electrolyte mirror For downpipe G pourable goods Ge frame Lg bearing housing P perforation Sch slide U arrow Vz adjusting cylinder W goods carrier Wa peripheral wall ZA additional anode ⁇ angle of inclination

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Abstract

Bei einer Enrichtung für die Massengalvanisierung von schüttfähigem Gut (G) mit einem Badbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten, einer in den Elektrolyten eintauchenden und um ihre geneigte Achse (Ac) drehbaren Warentragschale (W) und mindestens einer in den Elektrolyten eintauchenden und zumindest weitgehend parallel zum Boden der Warentragschale (W) ausgerichteten scheibenförmigen Anode (A) wird eine besonders gleichmäßige Ausbreitung des schüttfähigen Gutes (G) auf dem Boden der Warentragschale (W) durch einen als spiralförmig verlaufende Bahn (Ba) ausgebildeten Mitnehmer erreicht. Die vorzugsweise durch ein im Querschnitt sägezahnförmiges Profil gebildete Bahn (Ba) verbessert auch die Durchmischung des Gutes (G) in starkem Maße. Der Austrag des fertig galvanisierten Gutes (G) gestaltet sich besonders einfach, wenn in der peripheren Wand (Wa) der Warentragschale (W) mindestens ein Schieber (Sch) angeordnet ist. Durch die Anbringung von Ein- und Ausfuhrschleusen (Es, As) und einen gasdichten Badbehälter (Bb) kann die Einrichtung auch zur Massenaluminierung unter Verwendung aprotischer, sauerstoff- und wasserfreier, aluminiumorganischer Elektrolyte eingesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Massen­galvanisierung von schüttfähigem Gut, insbesondere zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elek­trolyten, mit
    - einem Badbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten,
    - einer in den Elektrolyten eintauchenden und um ihre geneigte Achse drehbaren Warentragschale,
    - mindestens einer in den Elektrolyten eintauchenden und zumindest weitgehend parallel zum Boden der Warentrag­schale ausgerichteten scheibenförmigen Anode und mit
    - mindestens einem Mitnehmer für die Ausbreitung des schüttfähigen Gutes auf dem Boden der Warentragschale.
  • Beim Massengalvanisieren von schüttfähigem Gut muß das Galvanisiergut während der galvanischen Bearbeitung so zusammengehalten werden, daß jedes Einzelteil elek­trischen Kontakt hat. Andererseits soll das Galvanisier­gut so weit wie möglich ausgebreitet werden, damit die Metallabscheidung auf einer möglichst großen Warenober­fläche erfolgen kann und eine möglichst gleichmäßige Stromdichte auf allen Teilen gewährleistet ist. Diese beiden Forderungen müssen vom Warengefäß erfüllt werden. Eine weitere wesentliche Voraussetzung für die Erzielung einwandfreier Metallüberzüge mit einer gleichmäßigen Schichtdicke ist die ausreichende Durchmischung des Gal­vanisiergutes während der galvanischen Bearbeitung. Diese Durchmischung des Galvanisiergutes wird meist durch Drehen des Warengefäßes um eine nicht senkrechte Achse herbeigeführt, wobei je nach Form und Wandreibung die einzelnen Teile mehr oder weniger weit nach oben ge­fördert werden und dann wieder nach unten abrollen oder abgleiten. Trotz dieser Warenbewegung sollten jedoch ein dauernder elektrischer Kontakt und eine schonende Behan­dlung des Galvanisiergutes gewährleistet sein. Als weitere Erfordernisse für qualitativ hochwertige Metall­überzüge sind schließlich noch ein ausreichender Elek­trolytaustausch ein möglichst ungehinderter Stromdurch­gang zwischen Anoden und Galvanisiergut und ein aus­reichende Größe und Anodenoberfläche im Verhältnis zur Warenoberfläche zu nennen.
  • Das einfachste Warengefäß ist die Galvanisierglocke, ein drehbarer Topf, der zugleich als Badbehälter dient. Eine Durchmischung des Galvanisiergutes wird dadurch er­reicht, daß man die Glocke, gegen die Senkrechte ge­neigt, dreht. Da die Anode in die Glocke eingehängt wird ist die Anodenoberfläche selbst bei Benutzung von pro­filierten Spezialanoden im Verhältnis zur Warenoberfläche meist zu klein. Dies führt dann aber zu geringen Ab­scheideraten und somit zu einer Verlängerung der Gal­vanisierdauer und einer Erhöhung des Abriebs.
  • Für die Massengalvanisierung werden häufig auch Galvani­siertrommeln eingesetzt, die im Gegensatz zur Glocke nur als Warengefäß dienen und in einem Badbehälter angeord­net werden. Eine Durchmischung des Galvanisiergutes wird durch Drehen der Galvanisiertrommeln um eine waagrechte Achse bewirkt. Da sich die Anoden außerhalb des Trommel­körpers befinden, können größere Anodenoberflächen re­alisiert werden. Andererseits muß für den Stromdurchgang zwischen Anoden und Galvanisiergut in den Mantel des Trommelkörpers eine Perforation eingebracht werden. Der für den Stromdurchgang verfügbare offene Querschnitt einer derartigen Perforation ist jedoch aus Festigkeits­ gründen und im Hinblick auf die Größe des Galvanisier­gutes so gering bemessen, daß es zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Stromdurchgangs kommt. Dies führt dann aber auch hier wieder zu geringen Abscheideraten und somit zu einer Verlängerung der Galvanisierdauer und einer Erhöhung des Abriebs.
  • Aus der DE-C- 830 862 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher die Warentragschale in ihrem Innern mit Rippen versehen ist, welche eine gleichmäßige Verteilung des schüttfähigen Gutes auf dem Boden der Warentragschale begünstigen. Die Rippen nehmen das schüttfähige Gut bei einer Drehung der Warentrag­schale mit nach oben, d. h. der auf den Boden der Waren­tragschale bezogene Ausbreitungsgrad wird durch die Rip­pen erheblich gesteigert. Sowohl die Warentragschale als auch ein zur Aufnahme des fertig galvanisierten Gutes dienender Behälter sind um eine oberhalb des Badbehäl­ters gelagerte gemeinsame Welle derart schwenkbar ge­lagert, daß beide Behälter in eine solche gegenseitige Lage gebracht werden können, daß das schüttfähige Gut aus der Warentragschale in den Aufnahmebehälter entleert und dieser aus dem Elektrolyten herausgeschwenkt werden kann, während gleichzeitig die Warentragschale in die Arbeitsstellung zurückgeführt wird.
  • Aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminium­organischen Elektrolyten abgeschiedenes Aluminium zeich­net sich durch seine Duktilität, Porenarmut, Korrosions­festigkeit und Eloxierfähigkeit aus. Da der Zutritt von Luft durch Reaktion mit Luftsauerstoff und Luftfeuchtig­keit eine erhebliche Verringerung der Leitfähigkeit und Lebensdauer dieser Elektrolyten bewirkt, muß das Galvani­sieren in einer unter Luftabschluß arbeitenden Einrich­tung vorgenommen werden. Damit auch beim Be- und Entla­den dieser unter Luftabschluß arbeitenden Einrichtungen der Zutritt von Luft verhindert werden kann, sind außer­dem Ein- und Ausfuhrschleusen erforderlich, die als Gas­schleusen, als Flüssigkeitsschleusen oder als kombinier­te Gas-Flüssigkeits-Schleusen ausgebildet sind. Bei der Massenaluminierung unter Verwendung aprotischer, sauer­stoff- und wasserfreier, aluminiumorganischer Elektro­lyte kommt also zu den bereits erwähnten Schwierigkeiten zusätzlich noch das Problem hinzu, den Zutritt von Luft zum Elektrolyten möglichst weitgehend zu verhindern.
  • Aus der DE-PS 30 23 129 ist eine Einrichtung zum galva­nischen Abscheiden von Aluminium aus sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten bekannt, bei welcher eine um ihre waagerechte Achse drehbare Gal­vanisiertrommel in einem gasdicht verschließbaren Badbe­hälter angeordnet ist. Die mit einer Perforation verse­hene Galvanisiertrommel ist von zwei Anoden umgeben, die so verstellt werden können, daß sie eine Öffnung für das zu entleerende Schüttgut bilden. Das Beladen der Galvanisiertrommel erfolgt duch eine in das Innere des Badbehälters über eine Schleuse führende Transportein­richtung, die über einer verschließbaren Öffnung der Galvanisiertrommel endet, wobei das Öffnen und Schließen der Galvanisiertrommel von außen vorgenommen wird. Zum Entleeren der Galvanisiertrommel dient ein als Ausfuhr­schleuse ausgebildeter Ablaßbehälter, der unterhalb des Badbehälters angeordnet ist und mit diesem über ein ab­sperrbares, rohrförmiges Verbindungsstück in Verbindung steht.
  • Bei der bekannten Einrichtung zum galvanischen Abschei­den von Aluminium wurde das Problem den Zutritt von Luft zum Elektrolyten zu verhindern zufriedenstellend gelöst. Wie bei anderen Einrichtungen zum Trommelgalvanisieren kommt es jedoch auch hier zu einer Beeinträchtigung des Stromdurchgangs zwischen den außerhalb des Trommelkör­ pers angeordneten Anoden und dem sich im Inneren der Trommel befindlichen Galvanisiergut.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ein­richtung der eingangs genannten Art den auf den Boden der Warentragschale bezogenen Ausbreitungsgrad des schüttfä­higen Gutes noch weiter zu verbessern. Die Einrichtung sollte überdies so konzipiert sein, daß sie mit einem vertretbaren, zusätzlichen Aufwand unter Luftabschluß be­trieben und zur Massenaluminierung unter Verwendung apro­tischer, sauerstoff- und wasserfreier, aluminiumorgani­scher Elektrolyte eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mitnehmer durch eine spiralförmig verlaufende Bahn gebildet ist. Eine derartige spiralförmige Bahn wirkt als Transporteinrichtung, welche das schüttfähige Gut aus den tieferen Bereichen der Warentragschale ständig in die oberen Bereiche fördert. Hierdurch kann eine vollständig gleichmäßige Bedeckung des Bodens der Waren­tragschale mit schüttfähigem Gut erreicht werden, wobei die spiralförmige Bahn auch gleichzeitig die Durchmi­schung des Gutes in starkem Maße fördert. Die Bahn kann auf besonders einfache Weise durch ein in den Boden der Warentragschale eingebrachtes Profil gebildet wer­den. Mit einem im Querschnitt sägezahnförmigen Profil kann dann insbesondere die Mitnahme des Gutes in die höhergelegenen Bereiche der Warentragschale noch weiter verbessert werden.
  • Zur Verbesserung des Elektrolytaustausches kann der Boden der Warentragschale aber auch mit einer Perforation versehen werden. In diesem Fall kann außerdem unterhalb des Bodens eine mit Abstand parallel zum Boden ausge­richtete Zusatz-Anode angeordnet werden. Hierdurch wird die Anodenoberfläche noch weiter vergrößert, so daß be­sonders hohe Abscheideraten erzielt werden können.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Er­findung ist in der peripheren Wand der Warentragschale ein Schieber für den Austrag des Gutes angeordnet. Wird dieser Schieber in der tiefstgelegenen Stellung seiner Umlaufbahn geöffnet, so ergibt sich eine selbsttätige Entleerung der Warentragschale.
  • Für eine gute Durchmischung des Gutes hat es sich als besonders günstig herausgestellt, wenn der Neigungswin­kel der Achse der Warentragschale zur Waagerechten etwa 30 bis 38° beträgt.
  • Ist der Neigungswinkel der Achse der Warentragschale zur Waagerechten einstellbar, so wird im Hinblick auf die Ausbreitung und Durchmischung eine besonders gute Anpas­sung an die Erfordernisse des jeweiligen Galvanisiergutes ermöglicht. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel der Achse dann über die Schrägstellung des gesamten Badbehäl­ters einstellbar. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei einer Verstellung der Achse die paral­lele Ausrichtung der Anode zum Boden der Waentragschale aufrechterhalten werden soll. Über die Schrägstellung des gesamten Badbehälters kann dann auf besonders ein­fache Weise eine synchrone Verstellung von Warentrag­schale und Anode gewährleistet werden. Zur einfachen Veränderung seiner Schrägstellung ist der Badbehälter zweckmäßigerweise schwenkbar auf einem Gestell angeord­net.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung kann mit relativ ge­ringem zusätzlichen Aufwand für die Massenaluminierung unter Verwendung aprotischer, sauerstoff- und wasser­freier, aluminiumorganischer Elektrolyte eingesetzt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Badbehälter gasdicht verschließbar ist und daß für das Einbringen und Austragen des Gutes Schleusen vorgesehen sind. Der Badbehälter ist dann vorzugsweise mit einem im Bereich der Anode angeordneten Deckel versehen, so daß die Anode bei geöffneten Deckel leicht zugänglich ist und ggf. problemlos ausgetauscht werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ben.
  • Es zeigen in stark vereinfachter schematischer Darstel­lung:
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Einrichtung für die Massenaluminierung von schüttfähigem Gut, wobei die Warentragschale durch einen entsprechenden Querschnitt des Badbehälters sichtbar ist,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 darge­stellte Einrichtung und
    • Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des Bodens der Wa­rentragschale, in welchen durch ein im Quer­schnitt sägezahnförmiges Profil eine spiralförmig verlaufende Bahn als Mitnehmer gebildet ist.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung für die Massen­aluminierung von schüttfähigem Gut G in der teilweise aufgebrochenen Draufsicht bzw. im Längsschnitt. In einem auf einem Gestell Ge schräg angeordneten und mit Hilfe eines Deckels D gasdicht verschlossenen Badbehälter Bb befindet sich ein aprotischer, sauerstoff- und wasser­freier, aluminiumorganischer Elektrolyt, wobei der ober­halb des Elektrolytspiegels Esp liegende Bereich mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, beaufschlagt ist.
  • Das zu aluminierende schüttfähige Gut G, bei welchem es sich beispielsweise um Schrauben, Muttern, Bolzen, Ab­standsbuchsen und dergl. handelt, wird über eine in Fig. 2 nur angedeutete Einfuhrschleuse Es und ein sich daran anschließendes schräges Fallrohr Fr in den Badbehälter Bb eingebracht und fällt dann auf den Boden B einer ins­gesamt mit W bezeichneten und in den Elektrolyten voll­ständig eintauchenden Warentragschale. Die Warentrag­schale W besitzt die Form eines äußerst flachen Kreis­zylinders, dessen periphere Wand mit Wa bezeichnet ist.
  • Bei der Beladung der Warentragschale W mit dem zu gal­vanisierenden Gut und beim Galvanisierbetrieb wird die Warentragschale W in Richtung des Pfeiles U um ihre zur Waagerechten geneigte Achse Ac gedreht. Die entspre­chende Antriebswelle Aw der Warentragschale Wl ist mit dem Boden B fest verbunden, durch die Wandung des Bad­behälters Bb gas- und flüssigkeitsdicht hindurchgeführt und in einem von außen an der Wandung des Badbehälters Bb angebrachtes Lagergehäuse Lg gelagert. Der der An­triebswelle Aw zugeordnete Antrieb ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
  • Eine in geringem Abstand parallel zum Boden B und damit auch zum ausgebreiteten Gut G angeordnete scheibenför­mige Anode A ist in Fig. 2 lediglich rein schematisch an­gedeutet. Die isolierte Befestigung dieser aus Reinalu­minium bestehenden und aus mehreren Segmenten zusammen­gesetzten Anode A im Badbehälter Bb geht aus Fig. 2 nicht hervor. Es ist jedoch erkennbar, daß die Anode A bei geöffnetem Deckel D leicht ausgewechselt werden kann.
  • Während der galvanischen Aluminiumabscheidung wird die Warentragschale W in Richtung des Pfeils U um ihre ge­neigte Achse Ac gedreht, wobei das Gut G gleichzeitig durchmischt wird. Aufgrund des unbehinderten Durchgangs des Galvanisierstroms zwischen der Anode A und der Waren­oberfläche können hohe Abscheideraten erzielt werden, so daß das Gut G bereits nach einer relativ kurzen Verweil­zeit wieder ausgetragen werden kann. Hierzu wird über ein im unteren Bereich der Warentragschale W am Badbe­hälter Bb befestigtes pneumatisches oder hydraulisches Betätigungselement Be ein in der peripheren Wand Wa an­geordneter Schieber Sch hochgezogen. Auf diese Weise wird die Warentragschale auf einfache Weise rasch ent­leert. Das Gut G gelangt dann in den unteren trichter­förmig ausgebildeten Bereich des Badbehälters Bb, an welchen sich ein erstes Absperrorgan Ao1, ein als Aus­fuhrschleuse As wirkender Ablaßbehälter und ein zwei­tes Absperrorgan Ao2 anschließen. Das Ausbringen des Gutes G umfaßt dann folgende Schritte:
    • a) Öffnen des Absperrorgans Ao1, so daß das Gut G und ein Teil des Elektrolyten in die Ausfuhrschleuse As eintreten.
    • b) Schließen des Absperrorgans Ao1.
    • c) Elektrolyten aus Ausfuhrschleuse As in den Badbehäl­ter Bb zurückpumpen.
    • d) Ausfuhrschleuse As zum Spülen des Gutes G aus einem Vorratsbehälter mit Toluol füllen.
    • e) Toluol in Vorratsbehälter zurückpumpen.
    • f) Absperrorgan Ao2 zum Entleeren der Austragsschleuse As öffnen.
  • Der Badbehälter Bb ist auf einem Gestell Ge schräg ange­ordnet, wobei die Schrägstellung durch Verschwenken des gesamten Badbehälters Bb verändert werden kann. Hierzu ist der Badbehälter Bb in seinem unteren Bereich über eine Drehachse Da an das Gestell Ge angelenkt, während ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Verstell­zylinder Vz über einen ersten Drehpunkt Dp1 an den obe­ren Bereich des Badbehälters Bb und über einen zweiten Drehpunkt Dp2 an das Gestell Ge angelenkt ist. Auf diese Weise kann über den Verstellzylinder Vz die Schräg­ stellung des Bedbehälters Bb und damit auch der Neigungs­winkel α der Achse Ac der Warentragschale W1 zur Waage­rechten eingestellt werden. Ggf. wird auch beim Entlee­ren der Warentragschale W der Neigungswinkel α ver­ringert.
  • Für die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Einrichtung können folgende Abmessungen und Betriebs­werke genannt werden:
  • Durchmesser der Warentragschale W1: 3,0 m
    Schüttgewicht des Gutes G: ca. 300 kg
    Anodische Stromdichte: 1,0 A/dm²
    Kathodische Stomdichte: 0,5 - 1,0 A/dm²
    Neigungswinkel α : 30 - 38°
    Drehzahl der Warentragschale W1: 2 - 12 U/min
  • Die Drehzahl und der Neigungswinkel α können dabei so auf das jeweils zu aluminierende Gut G abgestimmt werden, daß sich die in Fig. 1 dargestellte vollständig gleich­mäßige Ausbreitung des Gutes G ergibt. Diese optimale Ausbreitung des Gutes G wird auch durch einen Mitnehmer bewirkt, dessen Wirkungsweise anhand der Fig. 3 erläutert wird.
  • Fig. 3 zeigt, daß der Boden B der Warentragschale W mit einem im Querschnitt sägezahnförmigen Profil versehen ist, welches eine in Form einer Spirale verlaufende Bahn Ba bildet. Diese spiralförmige Bahn Ba bildet einen opti­mal wirkenden Mitnehmer, der durch die Drehung der Waren­tragschale W seinerseits eine Fördereinrichtung bildet, die das Gut G aus dem unteren Bereich in den oberen Bereich der Warentragschale W transportiert. Im oberen Bereich rutscht das Gut G dann über die geneigten Flan­ken des sägezahnförmigen Profils ab, wordurch sich eine sehr gute Durchmischung ergibt. Anhand von Versuchen konnte festgestellt werden, daß für jedes Gut G ein Nei­gungswinkel α und eine Drehzahl eingestellt werden kön­nen, bei welchen das Gut G bei sehr starker Durchmischung nahezu vollständig über die gesamte Bodenfläche der Wa­rentragschale W ausgebreitet wird.
  • Im unteren Bereich der Fig. 3 ist angedeutet, daß in dem Boden B der Warentragschale W eine Perforation P einge­bracht werden kann, durch welche der Elektrolytaustausch weiter verbessert wird. Ferner ist angedeutet, daß dann im Abstand parallel zum Boden B eine Zusatz-Anode ZA angeordnet werden kann, die wie die ebenfalls nur ange­deutete Anode A aus Reinaluminium besteht und aus mehre­ren Segmenten zusammengesetzt ist. Durch die Perforation P und die Zusatz-Anode ZA wird der Stromdurchgang weiter verbessert und eine zusätzliche Steigerung der Abscheide­raten bewirkt. Es sind auch Mehrfachanordnungen gemein­sam drehbarer Warentragschalen W denkbar, wobei hier dann die Zusatz-Anode ZA gleichzeitig als Hauptanode der nachfolgenden Warentragschale W dient.
    • Bezugszeichenliste
  • A Anode
    Ac Achse
    Ao1, Ao2 Absperrorgan
    As Ausfuhrschleuse
    Aw Antriebswelle
    B Boden
    Ba spiralförmige Bahn Bb Badbehälter Be Betätigungselement D Deckel
    Da Drehachse
    Dp1, Dp2 Drehpunkt
    Es Einfuhrschleuse
    Esp Elektrolytspiegel
    Fr Fallrohr
    G schüttfähiges Gut
    Ge Gestell
    Lg Lagergehäuse
    P Perforation
    Sch Schieber
    U Pfeil
    Vz Verstellzylinder
    W Warentragschale
    Wa periphere Wand
    ZA Zusatz-Anode
    α Neigungswinkel

Claims (12)

1. Einrichtung für die Massengalvanisierung von schütt­fähigem Gut, insbesondere zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasser­freien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit
- einem Badbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten,
- einer in den Elektrolyten eintauchenden und um ihre geneigte Achse drehbaren Warentragschale,
- mindestens einer in den Elektrolyten eintauchenden und zumindest weitgehend parallel zum Boden der Wa­rentragschale ausgerichteten scheibenförmigen Anode und mit
- mindestens einem Mitnehmer für die Ausbreitung des schüttfähigen Gutes auf dem Boden der Warentrag­schale, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer durch eine spiralförmig verlau­fende Bahn (Ba) gebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bahn (Ba) durch ein in den Boden (B) der Warentragschale (W) eingebrachtes Profil gebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekenn­zeichnet durch ein im Querschnitt sägezahn­förmiges Profil.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (B) der Warentragschale (W) mit einer Perfo­ration (P) versehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß unterhalb des Bodens (B) eine mit Abstand parallel zum Boden (B) ausgerichtete Zusatz-Anode (ZA) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der peripheren Wand (Wa) der Warentragschale (W) min­destens ein Schieber (Sch) für den Austrag des Gutes (G) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der Achse (Ac) der Warentragschale (W) zur Waagerechten etwa 30 bis 38° beträgt.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Niegungswinkel (α) der Achse (Ac) der Warentragschale (W) zur Waagerechten einstellbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der Achse (Ac) über die Schrägstellung des gesamten Bad­behälters (Bb) einstellbar ist.
10.Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Badbehälter (Bb) schwenk­bar auf einem Gestell (Ge) angeordnet ist.
11.Einrichtung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Badbehälter (Bb) gasdicht verschließbar ist und daß für das Einbringen und Austragen des Gutes (G) Schleusen (Es, As) vorgesehen sind.
12.Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Badbehälter (Bb) mit einem im Bereich der Anode (A) angeordneten Deckel (D) versehen ist.
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