Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und Wasser- - freien aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einer nach außen abgeschlossenen und mit einem Schutzgas beaufschlagbaren Galvanisierwanne mit einem ringförmig geschlossenen Elektrolyttrog, einer innerhalb der Galvaniersierwanne angeordneten, um eine vertikale Drehachse drehbaren Kontaktier- und Haltevorrichtung mit in einer waagerechten Ebene umlaufenden Tragarmen für mit Transportstangen versehene Warenträger, mehreren innerhalb des Elektrolyttroges positionierbar angeordneten Anodenplatten, und je einer an der Galvanisierwanne angeordneten, eine Flüssigkeitsschleuse enthaltende Chargier- und Dechargierschleuse, wobei die die zu behandelnden Waren tragenden Warenträger mit Hilfe eines ersten endlosen Kettenförderers über die Chargierschleuse in den Galvanisiertrog befördert und dort selbsttätig an die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung abgegeben und nach der Behandlung der Waren mit Hilfe eines zweiten endlosen Kettenförderers selbsttätig von den Tragarmen der Kontaktier- und Haltevorrichtung abgenommen und über die Dechargierschleuse herausbefördert werden, wobei die Warenträger mit einer waagerechten Transportstange versehen sind, an der Mitnahmehaken der Kettenförderer angreifen, und wobei die Enden der Warenträger als Trag- und Kontaktierungszapfen ausgebildet sind, die mit entsprechend pfannenförmig ausgebildeten Aufnehmern der gabelförmig ausgebildeten Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung zusammenwirken.
Eine Vorrichtung dieser Art bildet Gegenstand der europäischen Veröffentlichung EP-A-0 953 676. Um ein Eindiffundieren von Sauerstoff und Wasserdampf in den Elektrolyten beim Einbringen der Warenträger und ein Ausschleppen des Elektrolyten bei der Entnahme der Warenträger zu verhindern, sind die Vor- und Hauptkammer der Chargier- und der Dechargierschleuse über je eine mit einem aprotischen Lösungsmittel gefüllte Flüssigkeitsschleuse miteinander verbunden. Eine einfache und wirtschaftliche Beladung der Galvanisierwanne wird mit Hilfe der endlosen Kettenförderer erreicht.
Eine Verschleppung des Elektrolyten bei der Entnahme der Warenträger aus dem Galvanisiertrog wird dadurch verhindert, daß zwischen dem Galvanisiertrog und der Flüssigkeitsschleuse der Dechargierschleuse eine Spülzone vorgesehen ist, in der die galvanisierte Ware und der Warenträger vom Elektrolyten gereinigt werden können.
Beim Gegenstand der europäischen Veröffentlichung EP-A 0 053 676 bestehen die Warenträger aus einer Art Rahmen, an welchen die zu aluminierenden Werkstücke mit Hilfe von elektrisch leitenden Haltedrähten befestigt sind. Der Rahmen selbst ist elektrisch leitend und steht über die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung mit dem negativen Pol einer Stromquelle in Verbindung. Die verschiedenen Tragarme können separat mit Strom versorgt werden, so daß für verschiedene Werkstücke verschiedene Abscheidungsbedingungen eingestellt werden können. Außerdem können die einzelnen Tragarme ohne Unterbrechungen gleichzeitig und taktweise beschickt bzw. entleert werden.
Die selbsttätige Übergabe bzw. Entnahme der Warenträger an die Tragarme der Kontaktier-und Haltevorrichtung erfolgt hierbei dadurch, daß die Warenträger mit einer Transportstange versehen sind, an die hakenförmige Mitnehmer der Kettenförderer angreifen und deren Enden als Trag- und Kontaktierungszapfen ausgebildet sind, die mit entsprechend pfannenförmig ausgebildeten Enden der gabelförmig ausgebildeten Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung zusammenwirken.
Bei Gestell-Galvanisieranlagen ist es notwendig, daß die verwendeten plattenförmigen Anoden von Zeit zu Zeit ergänzt werden, weil sie nur in einer begrenzten Dicke verwendet werden können. Das Auswechseln dieser verbrauchten Anoden stellt im allgemeinen kein besonderes Problem dar, weil durch die offene Form der Galvanikbäder diese leicht zugänglich sind.
Anders ist es jedoch bei Galvanisieranlagen wie sie in der europäischen Veröffentlichung EP-A-0 053 676 oder in den deutschen Patentschriften 2 537 256 und 2 716 805 beschrieben sind, wo aprotische feuchtigkeits- und luftempfindliche Elektrolytsysteme verwendet werden. Diese Anlagen und Vorrichtungen müssen luftdicht verschlossen sein. In diesen Anlagen werden die Anoden bereits im Galvanisiertrog befestigt, bevor der Elektrolyt eingefüllt werden kann. Die Anoden können auch nicht ausgewechselt werden, solange die Anlage in Betrieb ist.
Die Erneuerung der Anodenplatten bei geschlossenen ringförmigen Galvanisieranlagen, insbesondere mit Al-organischen Komplexsalzelektrolyten wurde bisher so gehandhabt, daß man den Elektrolyten aus dem Galvanisiertrog entfernte und dann die Anodenplatten entweder nach Abheben des gesamten Deckelsystems oder über verschließbare Öffnungen im oberen Abschlußdeckel auswechselte. Diese Verfahrensweise ist jedoch besonders bei größeren Anlagen umständlich und zeitraubend, schon deswegen, weil sich durch den unvermeidlichen Lufteinbruch an den Innenwänden der Anlage störende Beläge bilden, welche nur mühsam entfernt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Möglichkeit zu schaffen, daß die Anodenplatten auch während des Betriebes ausgewechselt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anodenplatten ebenfalls mit waagerechten Transportstangen versehen sind und daß auf den oberen Abschlußdeckel des Elektrolyttroges eine Hebe- und Verschiebevorrichtung für die Anodenplatten aufsetzbar ist.
Die Anodenplatten werden also über die Chargierschleuse mit Hilfe der Kontaktier- und Haltevorrichtung in den Elektrolyttrog eingebracht und dann mit Hilfe der Hebe- und Verschiebevorrichtung von den Tragarmen der Kontaktier- und Haltevorrichtung abgenommen und in radialer Richtung entsprechend verstellt. Die verbrauchten Anodenplatten werden ebenso mit Hilfe der Hebe- und Verschiebevorrichtung aus ihrer Halterung entnommen und an die Tragarme der Kontaktier- und Haltevorrichtung übergeben. Mit Hilfe der Kontaktier- und Haltevorrichtung werden die verbrauchten Anodenplatten in die Dechargierschleuse gebracht, wo sie mit Hilfe des zweiten Kettenförderers nach vorherigem Absprühen des noch anhaftenden Elektrolyten mit Inertflüssigkeit nach außen geführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der in der europäischen Veröffentlichung EP-A-0 053 676 beschriebenen Galvanisiervorrichtung. Die Galvanisierwanne besteht aus einem kreisringförmigen und rotationssymmetrisch ausgebildeten Elektrolyttrog 1, einem oberen Abschlußdeckel 2, einer oberen Abschlußhaube 3 und einer unteren Abschlußhaube 4. Der Elektrolyttrog ist in eine ebenfalls kreisringförmig und rotationssymmetrisch ausgebildete Heizwanne 5 eingehängt, welche der Aufnahme eines Heizbades 6, beispielsweise eines Ölbades, dient. Die Beheizung des Heizbades 6 kann, wie im dargestellten Fall, über Heizpatronen 7 oder auch durch den Anschluß an eine Umlaufheizung vorgenommen werden. Der Elektrolyttrog 1 und die Heizwanne 5 sind zusammen in ein Gestell 8 eingehängt, welches der gesamten Vorrichtung die erforderliche statische Festigkeit verleiht. Der obere Abschlußdeckel 2 weist zwei um 90° versetzte innere Schleusenöffnungen 9, 10 auf, wie insbesondere Fig. zeigt. In Fig. 1 ist nur die innere Schleusenöffnung 9 im Abschlußdeckel 2 ersichtlich.
Wie Fig. 3 zeigt, sind am Ende des oberen Abschlußdeckels 2 verteilte Öffnungen durch abnehmbare Deckelsegmente 11 verschlossen. Durch die verschiedenen Höhen von Außenwand und Innenwand des Elektrolyttroges 1 entsteht in der Galvanisierwanne ein freier Raum zwischen dem oberen Abschlußdeckel 2 und der oberen Abschlußhaube 3 einerseits und der unteren Abschlußhaube 4 andererseits. Dieser freie Raum ist für die Unterbringung einer insgesamt mit 12 bezeichneten Kontaktier- und Haltevorrichtung vorgesehen. Die Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 besteht aus einem Rotor 121, welcher insgesamt 12 in gleichmäßiger Teilung angebrachte Tragarme 122 mit Aufnehmern 123 an den gabelförmigen Enden aufweist. Die in bezug auf den Elektrolyttrog 1 zentral angeordnete Welle 124 des Rotors 121 ist mit Hilfe von zwei gasdichten Flanschlagern 125 drehbar gelagert und nach unten hin auf ein mit dem Gestell 8 verbundenes Axiallager 126 abgestützt.
Der Antrieb des Rotors 121 erfolgt oberhalb der oberen Abschlußhaube 3 über Kegelräder 127 und 128 von einem Getriebemotor 129, welcher in explosionsgeschützter Bauart ausgeführt ist. Jeder der 12 Tragarme 122 besitzt einen separaten Kathodenanschluß 130, wobei in der Zeichnung lediglich der Kathodenanschluß für den in der Schnittebene der Fig. 1 liegenden Tragarm 122 dargestellt ist. Die Verbindung der Kathodenanschlüsse 130 mit den zugehörigen Aufnehmern 123 erfolgt über Kohlebürsten und Schleifringe, was in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.
Wie insbesondere aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind die freien Enden der Tragarme 122 gabelförmig ausgebildet und tragen an den Enden die Aufnehmer 123, in welche die entsprechend ausgebildeten Enden einer mit einem Warenträger 14 verbundenen Transportstange 141 eingehängt werden können. Die Warenträger 14 bestehen aus einer Art Rahmen, in welchem die zu aluminierenden Werkstücke befestigt sind. Die Werkstücke können somit durch die Drehbewegung der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 auf einer kreisförmigen Umlaufbahn durch einen in dem Elektrolyttrog 1 eingefüllten Elektrolyten 15 geführt werden. In gleichen Abständen zu der Umlaufbahn der Warenträger 14 sind in einem äußeren Ring äußere Anodenplatten 16 und in einem inneren Ring innere Anodenplatten 17 angeordnet. Wie näher aus Fig. 4 und 5 zu ersehen sind, sind die Anodenplatten 16 und 17 am oberen Ende mit zwei Haltebügeln 161 versehen, um sie in entsprechende Anodenaufhängungen 162 und 172 einhängen zu können. Die Anodenaufhängungen 162 und 172 sind entsprechend isoliert an der Innen- bzw. Außenwand des Elektrolyttroges 1 befestigt. Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stromzuführung zu den inneren und äußeren Anodenaufhängungen 162 und 172 erfolgt auf eine in der Galvanotechnik gebräuchliche Weise.
Zum Schutz des sauerstoff- und wasserfreien aluminiumorganischen Elektrolyten 15 wird die Galvanisierwanne mit einem trockenen Schutzgas beaufschlagt, welches beispielsweise durch einen in der oberen Abschlußhaube 3 angebrachten Stutzen 18 geführt und so dosiert wird, daß es stets unter einem leichten Überdruck steht. Auf diese Weise bildet die Galvanisierwanne einen nach außen hin abgeschlossenen, mit Schutzgas beaufschlagten Raum, welcher lediglich durch die beiden bereits früher erwähnten inneren Schleusenöffnungen 9 und--10 das Einbringen bzw. die Entnahme der Warenträger ermöglicht. Damit auch an diesen Stellen keine Umgebungsluft in die Galvanisierwanne eindringen kann, ist oberhalb der inneren Schleusenöffnung 9 ein schachtförmiger Kondensationsraum 19 vorgesehen, an dem eine Chargierschleuse 20 angeschlossen ist. In gleicher Weise ist auch die innere Schleusenöffnung 10 mit einem entsprechenden Kondensationsraum und einer Dechargierschleuse versehen, die praktisch der Chargierschleuse 20 entspricht.
Die Chargierschleuse 20 besteht aus einem im Grundriß rechteckigen Behälter 201, in welchem sich ein aprotisches Lösungsmittel 21 befindet. Durch eine in das Lösungsmittel 21 eintauchende Trennwand 202 ist der Behälter 201 in eine Vorkammer 203 und eine Hauptkammer 204 unterteilt, wobei letztere in den Kondensationsraum 19 übergeht. Das Lösungsmittel 21 und die in dieses eintauchende Trennwand 202 bilden somit eine Flüssigkeitsschleuse 205, die ein Eindringen von Luft und Feuchtigkeit in die Galvanisierwanne unmöglich macht. Die Vorkammer 203 weist eine vakuumdicht verschließbare Eingabeöffnung 206 für die Warenträger auf. Diese sind mit Hilfe einer endlosen Transportkette 22 von der Vorkammer 203 über die Flüssigkeitsschleuse 205 in die Hauptkammer 204 und von dort über den Kondensationsraum 19 in die Galvanisierwanne einbringbar. Wie insbesondere aus Fig. 2 besser zu entnehmen ist, sind durch in den Seitenwänden des Behälters 201 angeordnete Rollen 221 zwei parallel zueinander angeordnete Transportketten 22 vorgesehen, die von einem Getriebemotor 222 und einem Vorgelege 223 gemeinsam über eine Welle 224 antreibbar sind. Zwischen den Transportketten 22 sind Querträger 225 angeordnet, die mit Mitnahmehaken 226 die Transportstangen 141 der Warenträger 14 selbsttätig erfassen und mit ihren als Trag- und Kontaktierzapfen 142 ausgebildeten Enden in die Aufnehmer 123 der Tragarme 122 abzulegen vermögen.
Zum Beschicken der Galvanisierwanne mit Warenträgern 14 wird die Eingabeöffnung 206 unter gleichzeitiger Flutung der Vorkammer 203 mit Inertgas und somit Verdrängung der in diesem Raum befindlichen Luft geöffnet, ein mit der zu galvanisierenden Ware an die Mitnahmehaken 226 gehängt und die Eingabeöffnung 206 wiederum verschlossen. Anschließend wird die Transporteinrichtung in Gang gesetzt, wobei der Warenträger 14 durch die Flüssigkeitsschleuse 205 hindurchgeführt und über die Hauptkammer 204 an die Aufnehmer 123 der Tragarme 122 abgegeben wird. Hierbei lösen sich die Mitnehmerhaken 226 selbsttätig von der Transportstange 141.
Die Entnahme der Warenträger 14 geht in gleicher Weise vor sich, nur daß sich die Transportketten in entgegengesetzter Richtung bewegen. Die Mitnahmehaken 226 ergreifen dann selbsttätig die Transportstange 141 der Warenträger 14.
Der Kondensationsraum 19 ist bei einer Dechargierschleuse mit Sprühdüsen 191 ausgestattet, zum Absprühen der galvanisierten Waren und der Warenträger mit einem mit dem Elektrolyten verträglichen Lösungsmittel.
Gemäß der Erfindung sind nun die Anodenplatten 16 und 17 genauso wie die Warenträger 14 mit entsprechenden Transportstangen 163 versehen. Die Transportstange 163 steht über ein Transportkreuz 164 mit der Anodenplatte 16 durch eine Schraubverbindung 165 in Verbindung, wie Fig. 4 und 5 zeigen. Am oberen Ende des Transportkreuzes 164 ist eine Gewindebohrung 166 vorgesehen für eine Kupplungsstange 241 einer Hebe- und Verschiebevorrichtung 24, die oberhalb eines Deckelsegments 11 aufsetzbar ist. Die Kupplungsstange 241 greift durch einen Radialschlitz 111 des Deckelsegments 11. Dieser ist so lang, daß die Anodenplatten 16 sowohl in die äußere als auch in die innere Anodenaufhängung 162 bzw. 172 mit Hilfe der Haltebügel 161 eingehängt werden kann.
Wie die Warenträger 14 werden auch die Anodenplatten 16 und 17 nach Öffnen der mit Inertgas gefluteten Vorkammer 203 über die Eingabeöffnung 206 mit ihrer Transportstange 163 an die Mitnahmehaken 226 der Transportkette 22 angehängt. Anschließend wird die Eingabeöffnung 206 wiederum verschlossen. Danach wird die Transportkette 22 in Bewegung gesetzt, wobei dann die Anodenplatte 16 durch die Flüssigkeitsschleuse 205 hindurchgeführt wird und über die Hauptkammer 204 sowie den Kondensationsstutzen 19 in den Galvanisiertrog 1 geführt und dort an die Aufnehmer 123 der Kontaktier- und Haltevorrichtung 12 abgegeben wird. Selbstverständlich muß zuvor der entsprechende Tragarm 122 von einem Warenträger befreit sein und die zu ersetzende Anodenplatte zuvor entfernt werden. Sobald die Anodenplatte 16 an die Aufnahme 123 abgegeben ist, wird der Rotor 121 in Bewegung gesetzt und der die auszuwechselnde Anodenplatte tragende Tragarm in die entsprechende Ablageposition bewegt. Normalerweise ist der Radialschlitz 111 im Deckelsegment 11 durch eine Art Deckel 23 verschlossen. Neben diesen Deckel wird eine Grundplatte 242 der Hebe- und Verschiebevorrichtung 24 aufgesetzt, wobei die Grundplatte 242 unter gleichzeitigem Wegschieben des Deckels in die in Fig. 4 und 5 dargestellte Position gefahren wird, in der die Kupplungsstange 241 sich über dem Schlitz 111 befindet. Die Kupplungsstange 241 ist in einer Gewindehülse 243 axial verschiebbar angeordnet, welche in einem an einem Schieber 244 der Grundplatte 242 befestigten Rohrstutzen 245 geführt und mit Hilfe einer sich stirnseitig auf das Ende des Rohrstutzens 245 abstützenden Gewindemutter 246 axial bewegbar ist. Die Gewindemutter 246 ist mit einer Handhabe 247 versehen. Am Ende der Kupplungsstange 241 ist ein gerändelter Kopf 248 vorgesehen, mit dem die Kupplungsstange 241 in die Gewindebohrung 166 des Transportkreuzes 164 eingeschraubt werden kann. Wird die Gewindemutter 246 durch Drehen der Handhabe 247 so bewegt, daß sich die Gewindehülse 243 hochschraubt, so wird beim An= stoßen des oberen Endes der Gewindehülse 243 an dem gerändelten Kopf 248 die Kupplungsstange 241 mit der daran hängenden Anodenplatte 16 angehoben. Das Anheben erfolgt hierbei so weit, daß die Transportstange 163 der Anodenplatte 16 auf den Aufnehmern 123 herausgehoben wird. Danach wird durch Drehen einer Spindel 249 mit Hilfe einer Kurbel 250 der Schieber 244 der Grundplatte 242 beispielsweise in Pfeilrichtung so weit nach außen bewegt, daß die Transportstange 163 mit der Anodenplatte 16 abgesenkt und anschließend nach außen bewegt werden kann, so daß nach weiterem Senken der Kupplungsstange 241 die Anodenplatte 16 mit ihrem Bügel 161 in die Anodenaufhängung 162 eingehängt werden kann. Danach wird die Hebe- und Verschiebevorrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei die Kupplungsstange 241 aus dem Längsschlitz 111 herausgezogen wird, so daß durch Verschieben der Grundplatte 242 durch Nachschieben der Abdeckplatte 23 der Radialschlitz 111 wieder verschlossen wird.
Der freiwerdende Tragarm 122 kann daraufhin in die nächste Stellung gefahren werden, um eine weitere auszutauschende Anodenplatte 16 oder 17 in gleicher Weise wie zuvor beschrieben herauszuheben und in die Aufnehmer 123 abzulegen, wonach der Tragarm 122 unter die innere Schleusenöffnung 10 der Dechargierschleuse gefahren wird, wobei durch Ingangsetzen der Transportkette der Dechargiervorrichtung der jeweilige Tragarm 122 selbsttätig entladen und die jeweilige Anodenplatte über die Dechargierschleuse herausgeführt wird.
Das Auswechseln der unter den inneren Schleusenöffnungen 9 und 10 angeordneten Anodenplatten 16 und 17 erfolgt bis auf die Verwendung längerer Kupplungsstangen in gleicher Weise wie zuvor beschrieben. Zum Auswechseln dieser Anodenplatten 16 und 17 können auch zwei entsprechend lange Kupplungsstangen verwendet werden, die dann zu beiden Seiten der Kettenförderer 22 angeordnet sind, wobei zumindest eine die Förderketten verbindende Stange eine Kröpfung aufweist.