DE10007799C1 - Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienender Träger und Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken - Google Patents
Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienender Träger und Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von WerkstückenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienende Träger und ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken. Die erfindungsgemäßen Träger bestehen aus mindestens drei parallel zueinander angeordneten, langgestreckten elektrischen Stromleitern, wobei ein erster Stromleiter derart ausgebildet ist, daß die Werkstücke oder Gegenelektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechanischen Befestigung direkt oder über Halterungen an diesem angebracht werden können, jeweils ein zweiter bis n-ter Stromleiter vorgesehen ist, wobei der zweite Stromleiter mit dem ersten Stromleiter, der dritte Stromleiter mit dem zweiten Stromleiter usw. über jeweils mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindung derart verbunden ist, daß zwischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Stromleiter einerseits und Verbindungen zwischen dem (n-1)-ten und dem n-ten Stromleiter andererseits bestehende elektrische Widerstände gleich groß sind und der n-te Stromleiter mit dem (n-1)-ten Stromleiter über eine elektrisch leitfähige Verbindung etwa in der Mitte des (n-1)-ten Stromleiters verbunden ist und elektrische Stromzuführungen von einer Stromquelle an mindestens einem Ende des n-ten Stromleiters vorgesehen sind.
Description
Die Erfindung betrifft zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden
Werkstücken oder Gegenelektroden dienende Träger und ein Verfahren zur
elektrolytischen Behandlung von Werkstücken.
Elektrolytisch zu behandelnde Werkstücke, beispielsweise Leiterplatten, werden
zusammen mit geeigneten Gegenelektroden mit einer Behandlungsflüssigkeit in
Kontakt gebracht. Für das elektrolytische Metallisieren (Galvanisieren) werden
Anoden als Gegenelektroden eingesetzt. Bei der herkömmlichen elektrolyti
schen Behandlung werden die Werkstücke und Gegenelektroden in ein Bad
der Behandlungsflüssigkeit eingetaucht und ein elektrischer Stromfluß durch die
Werkstücke und die Gegenelektroden erzeugt. In den meisten Fällen werden
den Werkstücken auf jeder Seite je eine Gegenelektrode gegenüber angeord
net, um beide Werkstückseiten behandeln zu können.
Die Werkstücke und die Gegenelektroden werden hierzu an geeigneten Trä
gern befestigt. Während die Gegenelektroden in einem Bad stationär angeord
net sind, werden die Werkstücke an langgestreckten Warenträgern lösbar an
gebracht und mit Transporteinrichtungen von Bad zu Bad in die einzelnen Be
handlungsstationen transportiert. Beim Galvanisieren werden die Werkstücke
während der Elektrolyse kathodisch und die Gegenelektroden anodisch polari
siert. Beim elektrolytischen Ätzen, Reinigen, Aufrauhen und bei sonstigen ano
dischen Prozessen (beispielsweise bei elektrophoretischen Verfahren) werden
die Werkstücke dagegen anodisch und die Gegenelektroden kathodisch polari
siert. Nachfolgend wird stellvertretend ausschließlich der Fall des Galvanisierens
beschrieben. Die Erfindung bezieht sich jedoch auch auf die Fälle, bei
denen die Werkstücke anodisch und die Gegenelektroden kathodisch oder
beim Reverse-Puls-Plating beide abwechselnd anodisch und kathodisch polari
siert werden.
Üblicherweise müssen elektrolytisch abgeschiedene Metallschichten auf Werk
stücken sehr gleichmäßig dick aufgetragen werden. Meist werden viele einzelne
Werkstücke an einem Warenträger befestigt. Um eine gleichmäßige Beschich
tung zu erreichen, müssen alle Werkstücke im wesentlichen denselben physika
lischen und chemischen Bedingungen bei der Behandlung ausgesetzt werden.
Dabei ist ein ganz wesentlicher Faktor die örtlich wirksame Stromdichte, da sich
diese proportional zur Menge des abgeschiedenen Metalls verhält. Das bedeu
tet, daß im wesentlichen dieselbe Stromdichte an allen an einem Warenträger
befestigten Werkstücken eingestellt werden muß. Hierzu muß dieselbe Zell
spannung an allen Werkstücken anliegen, d. h. die zwischen den Oberflächen
der einzelnen Werkstücke und der den Werkstücken im Behandlungsbad ge
genüberliegenden Anoden gemessene Spannung muß für jedes Werkstück
gleich groß sein.
In Produktionsanlagen, beispielsweise zur Behandlung von Leiterplatten, über
brücken die Warenträger und Anodenträger die relativ langen Behandlungs
zellen und weisen daher üblicherweise Längen von mehreren Metern auf. Die
Breite des sogenannten Galvanofensters (Projektion der Leiterplatten, die
neben- und teilweise zusätzlich übereinander an an den Warenträgern befestig
ten Gestellen angebracht sind) ist somit sehr groß. Durch gleichzeitiges Galva
nisieren einer Vielzahl von Leiterplatten ist es möglich, eine hohe Produktivität
einer Anlage zu erreichen. Der gesamte Galvanisierstrom an einem Waren
träger muß in derartigen Anlagen auf sehr hohe Werte eingestellt werden, um
eine hohe Stromdichte an den Leiterplatten und damit kurze Galvanisierzeiten
zu erreichen. Insbesondere bei sehr großen Anlagen, bei denen auch lange
Warenträger mit sehr vielen daran angebrachten Leiterplatten verwendet wer
den, ist der erforderliche Strom sehr groß.
Galvanofenster weisen eine Breite von bis zu 8 m und eine Höhe von bis zu
1,5 m auf. Die Leiterplatten werden in diesen Anlagen sehr dicht zueinander
benachbart angeordnet. Die erforderliche Stromdichte an den Leiterplatten be
trägt beispielsweise 5 A/dm2. Werden mit einer derartigen Anlage Leiterplatten
vollflächig elektrolytisch mit Gleichstrom verkupfert, so fließt an jeder Leiter
plattenseite ein Strom von 80 dm . 15 dm . 5 A/dm2 = 6000 A. Da üblicherweise
beide Leiterplattenseiten gleichzeitig behandelt werden, fließt in diesem Fall ein
Strom von etwa 12.000 A. (In dieser Rechnung ist noch nicht berücksichtigt,
daß die in den Leiterplatten vorhandenen Durchgangsbohrungen eine zusätzli
che Fläche aufweisen.) Bei einem derartig hohen Strom tritt innerhalb des Wa
renträgers bereits ein nicht zu vernachlässigender Spannungsabfall auf, der für
die in der Nähe des Ortes für die Stromzuleitung in den Warenträger befestigten
Leiterplatten gering ist und entfernt von diesem Ort recht große Werte anneh
men kann (beispielsweise einige 100 mV), so daß sich sehr unterschiedliche
Zellspannungen für die einzelnen Leiterplatten einstellen. Auch an den den
Leiterplatten gegenüberliegend angeordneten Anoden macht sich ein nicht ver
nachlässigbarer Spannungsabfall bemerkbar, der durch den hohen Strom durch
den Anodenträger entsteht. Daher ist die genannte Zielsetzung einer sehr
gleichmäßigen Galvanisierung nur sehr unvollkommen erreichbar.
Bei Anwendung der Reverse-Puls-Technik (bipolare Strompulsform) fließen
noch größere Ströme als zuvor angegeben. In diesem Fall wird der Strom wäh
rend der Behandlung alternierend kathodisch und anodisch geschaltet. Um ein
vorgegebenes Galvanisierergebnis zu erreichen, muß die effektive kathodische
Stromstärke gegenüber der Nennstromstärke weiter erhöht werden. Typischer
weise wird während etwa 85% der Zeit galvanisiert und während etwa 15%
der Zeit wieder entmetallisiert. Soll dieselbe Metallmenge wie bei einer Gleich
strombehandlung abgeschieden werden, so muß die Stromstärke während der
Galvanisierpulsphase um den Betrag erhöht werden, der während der Entme
tallisierphase fließt. Anstelle einer Stromstärke im vorstehend beschriebenen
Beispiel von 6000 A bzw. 12.000 A (Gleichstromanwendung) muß in diesem
Fall eine Stromstärke von 6900 A bzw. 13.800 A eingestellt werden.
In EP 0 619 846 B1 ist beschrieben, daß durch den Spannungsabfall am Wa
renträger zusätzlich einzelne partielle elektrolytische Zellen zwischen den jewei
ligen Rändern benachbarter Leiterplatten dadurch gebildet werden, daß ein
Spannungsabfall zwischen den Befestigungsstellen der Leiterplatten entsteht.
Von den sich gegenüberliegenden und durch einen Abstand getrennten Kanten
bereichen zweier benachbarter Leiterplatten wirken die einen wie eine örtliche
Anode und die anderen wie eine örtliche Kathode mit einer Zellenspannung.
Dies führt dazu, daß die partiell kathodisch polarisierten Kantenbereiche stärker
metallisiert werden als die benachbarten partiell anodisch polarisierten Kanten
bereiche. Bei Messungen wurden auf Grund dieses Effektes Schichtdickendiffe
renzen von 20% und mehr ermittelt.
In der Vergangenheit wurde versucht, diese Nachteile durch folgende Maßnah
men zu vermeiden:
In EP 0 610 846 B1 ist beschrieben worden, daß der Spannungsabfall an den
Kathodenschienen (Warenträgern) und Tragstäben der die Leiterplatten halten
den Gestelle sowie an den Anodenträgern durch Verringerung des Gesamt
stromes, durch Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Metalls der Schie
nen und der Gestelltragstäbe und/oder eine Vergrößerung der Querschnitte der
Schienen und Gestelltragstäbe verringert werden kann. Allerdings wurde auch
darauf hingewiesen, daß bei Verringerung der Stromdichte die Galvanisierzei
ten verlängert werden müssen, so daß diese Maßnahme der Wirtschaftlichkeit
einer Galvanisieranlage entgegensteht. Eine Verbesserung der elektrischen
Leitfähigkeit der Materialien könnte durch den Einsatz von Kupfer anstelle des
üblicherweise verwendeten Edelstahls erreicht werden. Doch neigt Kupfer in
galvanotechnischen Anlagen zu starker Korrosion, so daß sich sowohl an den
Anoden- als auch Leiterplattenkontaktierungen zusätzliche und unkontrollierte
Spannungsabfälle einstellen. Edelstahl, der allerdings eine etwa 40 mal gerin
gere elektrische Leitfähigkeit aufweist, wird daher bevorzugt. Eine Vergröße
rung des Querschnittes der stromführenden Konstruktionselemente ist generell
und insbesondere bei Edelstahl wegen des hohen spezifischen Gewichtes nicht
in beliebigem Umfange möglich. Außerdem würden dadurch sehr hohe Mate
rialkosten entstehen. Eine weitere Maßnahme zur Behebung der genannten
Nachteile kann nach Angaben in dieser Druckschrift grundsätzlich auch darin
gesehen werden, den Strom in die Waren- und Anodenschienen von beiden
Enden her einzuspeisen. Dies reduziert zwar die Spannungsabfälle an den
Schienen auf die Hälfte, bringt aber gleichzeitig neue Unsicherheiten mit sich,
da der Strom an den Kontaktstellen in die Schienen an das Galvanisiergut über
lösbare Kontakte eingespeist wird. Durch Verschmutzungen und Korrosion bil
den sich an diesen Kontaktstellen elektrische Widerstände, deren Höhe unter
schiedlich ist. Über Kontaktstellen mit einem geringeren Widerstand fließt somit
ein größerer Strom, so daß dieser Kontakt wegen Überhitzung gegebenenfalls
völlig ausfallen kann. Außerdem besteht bei einem Versagen eines der beiden
lösbaren Kontakte eine akute Brandgefahr der Kabel von der Stromquelle zum
Bad durch Leiterquerschnittsüberlastung auf der noch intakten Kontaktseite.
Wegen dieser Gefahr werden die Stromleiter üblicherweise für den Gleichrich
ternennstrom dimensioniert, obwohl im störungsfreien Betrieb nur 50% des
Nennstromes auf jeder Seite fließen. Nachteilig sind in diesem Fall aber die
aufzuwendenden Kosten und der Platzbedarf für diese Auslegung der Stromlei
ter.
Wegen dieser Nachteile wird in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, den
Strom in den Warenträger von der einen Seite her und in die Anodenträger von
der anderen Seite her einzuspeisen und den Stromeinspeisungsort zumindest
in die Kathodenschiene und/oder die kathodischen Gestelltragstäbe während
der elektrolytischen Behandlung der Leiterplatten zumindest einmal zu wech
seln. Dadurch werden insbesondere große Schichtdickenunterschiede in den
Randbereichen von benachbarten Leiterplatten vermieden, ohne daß nachteili
ge Aufwendungen zur Verringerung des Spannungsabfalles in der Kathoden
schiene oder den Gestelltragstäben vorgenommen werden müssen.
Eine weitere Lösung der vorgenannten Probleme wird in DE 29 51 708 C2 vor
geschlagen. Die dort offenbarte Vorrichtung dient zur automatischen Regelung
von Teilstromstärken eines Gleichrichters für ein galvanisches Bad, wobei die
Regelung sowohl Kathodenströme als auch Anodenströme und auch die gleich
zeitige Regelung beider betreffen kann. Hierzu enthält die Regelung für jeden
Teilstromkreis einen Meßwiderstand, der sich in einem aus den Teilstromkreisen
beliebig ausgewählten Referenzstromkreis befindet und mit jedem der übri
gen Meßwiderstände über Differenzverstärker gepaart ist. Die Ausgänge der
Differenzverstärker sind mit den Basen von Regeltransistoren verbunden, die
sich in allen Teilstromkreisen befinden mit Ausnahme des Referenzstromkrei
ses, wobei aber der Referenzstromkreis einen Vorwiderstand enthält, der den
gleichen Widerstandswert aufweist wie die Regeltransistoren in der Mitte des
Regelbereiches. Die Stromstärken an den einzelnen Werkstücken werden in
diesem Fall jeweils von einem Regelstromkreis individuell geregelt. Mit dieser
automatischen Regelung werden unterschiedliche Stromdichten an den ein
zelnen Werkstücken weitgehend verhindert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist
allerdings der erhebliche gerätetechnische Aufwand zu Realisierung der ein
zelnen Stromkreise und der Regelungsschaltungen.
Eine andere Lösung zur Angleichung der Teilströme zur Verbesserung der
Schichtdickenverteilung wird in EP 0 308 636 B1 beschrieben. Hierzu werden
passive, nicht einstellbare Vorwiderstände in Serie zu den technologisch be
dingten elektrolytischen Widerständen der Teilstromkreise des elektrolytischen
Gesamtstromkreises eingebracht, wobei in der so gebildeten Serienschaltung
die Größe der Teilströme von den Vorwiderständen bestimmt wird. Diese Lö
sung ist zwar kostengünstiger als die in DE 29 51 708 C2 beschriebene Schal
tung. Allerdings ist die nicht vollständige Gleichheit der Teilströme insbesondere
dann nicht akzeptabel, wenn die durch die Vorwiderstände verursachte zusätzli
che Verlustleistung gering gehalten wird. Andernfalls entsteht eine sehr hohe
Verlustleistung an den Vorwiderständen, so daß sich der Energieverbrauch
entsprechend erhöht.
In DE 40 41 598 C1 ist eine weitere Lösung zur Angleichung der Zellspannun
gen für jedes Teil am Warenträger beschrieben. In der dort offenbarten Anord
nung mit zwei Anodenschienen und einer Kathodenschiene wird die Kathoden
schiene an einer Seite des Badbehälters mit den Stromzuführungen in Kontakt
gebracht und die Anodenschienen an der anderen Seite des Badbehälters.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, die Querschnitte der beiden Anodenschienen
gleich groß zu wählen und das Verhältnis des Querschnitts der Kathodenschie
ne zum Querschnitt jeder einzelnen Anodenschiene zumindest wie 1,7 : 1,0
oder größer einzustellen. Auch diese Lösung ist aus den oben angegebenen
Gründen nachteilig.
Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Problemen (Spannungsabfall am Wa
renträger und an den Anodenträgern) stellt sich bei Anwendung der Pulstech
nik, bei der der Strom an den Leiterplatten sehr schnell ein- und aus- oder um
gepolt wird, ein weiteres Problem ein: Es wird gefordert, daß ein sehr schneller
Stromanstieg erreicht wird. Üblicherweise werden Stromanstiegszeiten von
maximal 100 µs pro 1000 A gefordert. In Tauchbadanlagen betragen die Puls
amplituden bis zu 7000 A für einen Anodenträger. Am Warenträger stellen sich
bei den üblichen Konfigurationen mit beidseitig zu den Leiterplatten angeordne
ten Anoden daher Pulsamplituden von bis zu 14.000 A ein. Überwiegend wird
eine Pulsanstiegszeit von weniger als 0,25 ms angestrebt. Auch wenn die In
duktivitäten der Stromzuführungen, Warenträger und Anodenträger absolut
gering sind, besitzen sie für derartig hohe Stromänderungsgeschwindigkeiten
eine deutlich wirksame Induktivität L. Die Zeitkonstante τ (Tau) für einen induk
tiv wirkenden Stromkreis ergibt sich aus
τ = L/R,
wobei R und L die ohmschen und induktiven Widerstände des Gesamtstrom
kreises sind. Kleine Zeitkonstanten τ für den Stromanstieg erfordern kleine in
duktive Widerstände.
Zur Erläuterung der Verhältnisse in einer mit Pulstechnik betriebenen Galvani
sieranlage wird auf Fig. 1 verwiesen. In dieser Darstellung sind im oberen Teil
der Warenträger 70 und sechs an dem Warenträger befestigte Leiterplatten mit
den Bezugsziffern 101, 102, 103, 104, 105 und 106 schematisch dargestellt.
Die Leiterplatten werden über Kontakt-/Befestigungsstellen 12 mit Strom ver
sorgt. Der Warenträger ist auf Warenträgeraufnahmen 25 und 26 aufgesetzt,
die auf dem (nicht dargestellten) Rand des die Behandlungsflüssigkeit enthal
tenden Behälters angebracht sind. Der Warenträger wird über die Warenträgeraufnahme
26 mit Strom I versorgt. Die zu den einzelnen Leiterplatten 101 bis
106 fließenden Ströme I1, I2, I3, I4, I5 und I6 sind ebenfalls angezeigt.
Im unteren Teil von Fig. 1 ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für diese An
ordnung wiedergegeben. Jedem Teilabschnitt auf dem Warenträger, der vom
Galvanisierstrom zu einer bestimmten Leiterplatte 10i, durchflossen wird, ent
spricht ein zusätzliches ohmsches Widerstandsinkrement Ri und ein induktives
Widerstandsinkrement Li. Zusätzlich ist für alle Leiterplatten der gemeinsame
ohmsche Widerstand Rz und der induktive Widerstand Lz der Stromzuleitung
außerhalb des eigentlichen Galvanisierbereiches wirksam.
Die ohmschen Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 und die induktiven Wider
stände L1, L2, L3, L4, L5 und L6 in den einzelnen Warenträgerabschnitten addie
ren sich. Für die Leiterplatte 106 sind beispielsweise alle ohmschen Widerstän
de R1 bis R6 und alle Induktivitäten L1 bis L6 wirksam, während sich auf die
Stromanstiegszeit an der Leiterplatte 101 nur der ohmsche Widerstand R1 und
der induktive Widerstand L1 im Bereich des Warenträgers bis zur Kontaktierung
dieser Leiterplatte auswirkt. In der Praxis wird bei einer derartigen Einspeisung
von Pulsstrom in den Warenträger daher eine deutlich höhere Stromanstiegs
zeit an den Leiterplatten beobachtet, die vom Ort für die Stromzuleitung entfernt
angeordnet sind, als bei denen, die nahe am Ort für die Stromzuleitung kontak
tiert sind. Je nach Konfiguration des Warenträgers und Anordnung der Leiter
platten wird eine Erhöhung um den Faktor bis zu 3 festgestellt.
Die sich für die einzelnen Leiterplatten ergebenden Unterschiede sind sehr
nachteilig, da das Galvanisierergebnis wesentlich von der Pulsform des Galva
nisierstromes abhängt. Da in der gezeigten Anordnung unterschiedliche Zeit
konstanten τ für die Leiterplatten erhalten werden, ergeben sich für die Galvani
sierergebnisse daher erhebliche Schwankungen, die möglichst zu vermeiden
sind. Außerdem sollen die Pulsflanken beim Galvanisieren möglichst steil ver
laufen.
Um die Unterschiede der Galvanisierergebnisse auszugleichen und die Strom
anstiegszeiten möglichst gering zu halten, wird der Pulsstrom daher vorzugs
weise von beiden Warenträgeraufnahmen 25 und 26 her eingespeist. Damit
halbieren sich die Unterschiede, die durch die ohmschen und induktiven Wider
stände Ri und Li im Warenträger entstehen. Nachteilig ist indes, daß sich die
mit der beidseitigen Stromeinspeisung verbundenen Probleme einstellen, die
weiter oben beschrieben worden sind. Das sind insbesondere der erhöhte Auf
wand und Platzbedarf für die stärkeren Stromzuführkabel oder - falls keine ver
stärkten Kabel eingesetzt werden - die erhöhte Brandgefahr im Falle eines De
fektes oder einer stärkeren Erhöhung des Widerstandes an einem der Kontakte
am Ort für die Stromzuleitung zum Warenträger, ferner der zusätzliche Aufwand
für die Kabelführung vom Pulsgleichrichtergerät zur entgegengesetzten Seite
des Badbehälters. Außerdem werden die üblicherweise doppelt dicken Strom
zuführungen auch an jeder Kathodenseite gleich lang bis zum Pulsgenerator
verlegt, um eine weitere Vergleichmäßigung der ohmschen und induktiven Wi
derstände zum einen und zum anderen Ort für die Stromzuleitung zum Waren
träger zu erreichen. Auch mit dieser Maßnahme entstehen erhebliche Kosten.
Die vorstehenden Ausführungen zu den Nachteilen der bekannten Anlagen
betreffen sowohl die sich aus den ohmschen und induktiven Widerständen an
den Warenträgern ergebenden Nachteile. In gleicher Weise sind auch an den
Anodenschienen ohmsche und induktive Widerstände wirksam, so daß sich die
Höhe der sich für die Galvanisierung der einzelnen Leiterplatten wirksamen
individuellen Widerstände und deren unterschiedliche Werte für die einzelnen
Leiterplatten gegenüber der vorstehenden Betrachtung noch erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die Nachtei
le der bekannten Anlagen und Verfahren zu vermeiden und insbesondere ge
eignete Mittel zu finden, um eine möglichst gleichmäßige elektrolytische Be
handlung der Werkstücke zu erreichen. Diese Mittel sollen auch gewährleisten,
daß die Behandlung nicht nur bei Anwendung von Gleichstrom sondern auch
bei Anwendung von Pulsverfahren zu einer geringen Schwankungsbreite der
Behandlungsergebnisse führt. Bei Anwendung von Pulsverfahren soll für die in
allen Werkstücken fließenden Pulsströme eine sehr kleine und gleich große
Zeitkonstante τ wirken, beispielsweise in einem Bereich von unter τ = 1 ms.
Gelöst wird dieses Problem durch geeignete zur Stromzuführung zu den elek
trolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienende Trä
ger nach Anspruch 1, eine Kombination dieser Träger mit weiteren Trägern
nach Anspruch 13 sowie das Verfahren nach Anspruch 14. Bevorzugte Aus
führungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäßen Träger bestehen aus mindestens drei parallel zuein
ander angeordneten, langgestreckten elektrischen Stromleitern, bei dem
- a) ein erster Stromleiter derart ausgebildet ist, daß die Werkstücke oder Gegenelektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechanischen Befestigung direkt oder über Halterungen an diesem angebracht werden können,
- b) jeweils ein zweiter bis n-ter Stromleiter vorgesehen ist, wobei der
zweite Stromleiter mit dem ersten Stromleiter, der dritte Stromleiter mit
dem zweiten Stromleiter usw. über jeweils mindestens eine elektrisch
leitfähige Verbindung derart verbunden ist, daß
- a) zwischen Verbindungen zwischen dem ersten und dem zweiten Stromleiter einerseits und Verbindungen zwischen dem (n-1)-ten und dem n-ten Stromleiter andererseits bestehende elektrische Übergangswiderstände gleich groß sind und
- b) der n-te Stromleiter mit dem (n-1)-ten Stromleiter über eine elektrisch leitfähige Verbindung etwa in der Mitte des (n-1)-ten Stromleiters verbunden ist und
- c) elektrische Stromzuführungen von einer Stromquelle an mindestens einem Ende des n-ten Stromleiters vorgesehen sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Träger wird eine größtmögliche Flankensteilheit
der Strompulse bei Pulsbetrieb erreicht, da der Anteil parasitärer Induktivitäten
auf einen sehr kleinen Wert reduziert wird.
Ebenso wichtig wie die Flankensteilheit ist bei Pulsbetrieb die gleichmäßige
Pulsform und Pulsamplitude an jedem Ort des Trägers und damit an jedem
Werkstück. Dies wird mit der gewählten Trägerkonstruktion mit einer mittigen
Einspeisung des Stromes vom n-ten in den (n-1)-ten Stromleiter und vorzugs
weise beidseitige Einspeisung vom zweiten in den ersten Stromleiter durch die
Schaffung symmetrischer Verhältnisse für den Stromlauf im Träger erreicht,
wobei gleichzeitig eine beidseitige Einspeisung des Stromes von der Stromquel
le über Kontaktstellen in den Träger vermieden wird, und es werden die mit der
einseitigen Einspeisung verbundenen Vorteile genutzt:
- - Geringer Aufwand und damit geringe Kosten bei der Bereitstellung der Stromzuführungskabel,
- - Keine Probleme bei der Überwachung der elektrischen Kontaktierung an den Aufnahmestellen für den Warenträger am Behälterrand; eine Er höhung des Übergangswiderstandes durch Korrosion oder Verschmut zung dieser Kontakte kann durch den Anstieg der anliegenden Span nung detektiert werden; die Kabelbrandgefahr kann somit vermieden werden; eine Querschnittsüberlastung der stromzuführenden Kabel kann nicht auftreten.
Mit der Einstellung symmetrischer Verhältnisse für den Stromlauf im Träger
stellen sich automatisch annähernd gleich große Zellspannungen und annä
hend gleichförmige Pulse an allen Werkstücken ein, da die ohmschen Leitungs
widerstände und die Induktivitäten der Leiterabschnitte in den Stromleitern
durch gegenläufige Mitteneinspeisung kompensiert werden. Durch diese Maß
nahme sind die Pulsform und die Pulsamplitude an allen Stellen nahezu gleich.
Außerdem erlaubt diese Anordnung bei Anwendung der Pulstechnik ein Ver
drillen der Hochstromkabel zur Kompensation der Leitungsinduktivität bis an die
Hochstromkontakte sowohl des Trägers für die Werkstücke als auch des Trä
gers für die Gegenelektroden. In der Praxis beträgt der Abstand der Orte für die
Stromzuleitung in den Warenträger und die korrespondierenden Gegenelek
trodenträger üblicherweise etwa 250 mm. Bei einem herkömmlichen Aufbau der
Träger mit beidseitiger Einspeisung würde sich dieser Abstand mindestens auf
die Trägerlänge vergrößern, d. h. auf mehrere Meter.
Bei Anwendung der Pulstechnik können die beschriebenen mittig angeordneten
Verbindungen zwischen den benachbarten Stromleitern vom Ort der Strom
zuleitung für den gesamten Träger auch etwas wegversetzt werden, beispiels
weise um 25%, bezogen auf die Gesamtlänge des Trägers. Damit wird eine
optimale Gleichheit der Pulsform an allen Werkstücken erreicht. Bei Gleich
strombetrieb ist dieser Mittenversatz nicht erforderlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform können im Träger drei parallel zuein
ander angeordnete, langgestreckte elektrische Stromleiter vorgesehen sein,
wobei der zweite Stromleiter mit dem ersten Stromleiter über elektrisch leitfähi
ge Verbindungen etwa an den jeweiligen beiden Enden des ersten Stromleiters
und der dritte Stromleiter mit dem zweiten Stromleiter über eine elektrisch leit
fähige Verbindung etwa in der Mitte des zweiten Stromleiters verbunden ist.
Elektrische Stromzuführungen sind in diesem Fall an mindestens einen Ende
des dritten Stromleiters vorgesehen. Diese elektrischen Verbindungen besitzen
unvermeidbare Übergangswiderstände, die aus Gründen der Symmetrie gleich
groß sein sollen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht der Träger ausschließ
lich aus einem ersten und einem zweiten elektrischen Stromleiter, wobei die
beiden Stromleiter parallel zueinander angeordnet und langgestreckt sind. Der
erste Stromleiter ist dabei derart ausgebildet, daß die Werkstücke oder Gegen
elektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechanischen Befestigung
direkt oder über Halterungen an diesem angebracht werden können. Der zweite
Stromleiter ist mit dem ersten Stromleiter über elektrisch leitfähige Verbindun
gen etwa in der Mitte des ersten Stromleiters verbunden. Elektrische Strom
zuführungen von der Stromquelle sind an mindestens einem Ende des zweiten
Stromleiters vorgesehen.
Die Stromleiter sind vorzugsweise als Stromschienen aus elektrisch leitfähigem
Material ausgebildet und bestehen insbesondere aus Metall. Dadurch wird eine
stabile Konstruktion für die Halterung der üblicherweise sehr schweren Werk
stücke und Gegenelektroden an den Trägern und insbesondere ein geringer
Leitungswiderstand in den Stromleitern der Träger durch einen großen Leitungsquerschnitt
erreicht. Selbstverständlich können einzelne Stromleiter auch
in Form von Kabeln ausgebildet sein, insbesondere der n-te Stromleiter, ins
besondere dann, wenn der Träger für die Gegenelektrode vorgesehen ist. In
diesem Falle kann ein Festanschluß vor der Stromquelle mittels Kabel etwa in
der Mitte des benachbarten Trägers gebildet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erfindungsgemä
ße Träger eine erste, eine zweite und eine dritte Stromschiene. In diesem Fall
ist die erste Stromschiene derart ausgebildet, daß die Werkstücke oder Gegen
elektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechanischen Befestigung
direkt oder über die Halterungen an dieser angebracht werden können. Die
zweite Stromschiene wird mit der ersten über elektrisch leitfähige Verbindungen
etwa an den jeweiligen Enden der ersten und zweiten Stromschiene verbunden
und die dritte Stromschiene mit der zweiten über eine elektrisch leitfähige Ver
bindung etwa in der Mitte der zweiten Stromschiene. Insbesondere die dritte
Schiene kann gegebenenfalls auch durch ein Kabel ersetzt werden, vorzugs
weise, wenn der Träger zur Halterung der Gegenelektroden eingesetzt wird. In
diesem Falle wird das Kabel vorzugsweise mit einem seiner Enden an der Ver
bindung zur zweiten Schiene befestigt. Falls der dritte Stromleiter eine Schiene
ist, wird die elektrische Verbindung zwischen dieser und der zweiten Schiene in
etwa der Mitte der dritten Schiene gebildet. An mindestens einem Ende der
dritten Stromschiene sind elektrische Stromzuführungen von einer Stromquelle
vorgesehen. Zur Erhöhung der Stabilität der Träger können neben den elek
trisch leitfähigen Verbindungen auch elektrisch nichtleitende (isolierende) Ver
bindungen vorgesehen sein.
Durch diese sehr einfache Anordnung mit drei Stromschienen werden der wirk
same ohmsche und induktive Widerstand im Träger auf ein Minimum reduziert,
so daß die Flankensteilheit und Amplituden der Pulse in den Werkstücken opti
mal kleine Unterschiede aufweisen.
Der Träger kann auch aus mindestens zwei Stromleitern aufgebaut sein: Die
zweite Stromschiene ist dann mit der ersten Stromschiene über elektrisch leit
fähige Verbindungen etwa in der Mitte der ersten und der zweiten Stromschiene
verbunden. Elektrische Stromzuführungen von der Stromquelle sind in diesem
Fall an mindestens einem Ende der zweiten Stromschiene vorgesehen.
Mit diesem weiteren erfindungsgemäßen Aufbau des Trägers wird ebenfalls
eine symmetrische Stromverteilung im Träger ermöglicht, so daß sich weitge
hend gleichmäßige Verhältnisse an allen Werkstücken einstellen.
Eine besonders preisgünstige Ausführungsform der Erfindung kann dann ge
nutzt werden, wenn die Anoden fest im Bad verbleiben können. Dies ist bei
spielsweise bei Verwendung von unlöslichen Anoden gegeben oder wenn das
Anodenmaterial automatisch über entsprechende Zuführungseinrichtungen in
Titankörbe eingefüllt wird. Bei dieser Variante können die von der Stromquelle
kommenden Kabel oder Schienen direkt etwa in der Mitte der Anodenschienen
angeschraubt werden.
Die Stromschienen der Träger sind vorzugsweise in Form von Flachprofilen
ausgebildet, die in den Bereichen außerhalb der leitfähigen Verbindungen durch
elektrische Isolation voneinander getrennt sind, an denen keine Verbindungen
vorgesehen sind. Die elektrischen Verbindungen können in diesem Fall durch
ein Fügeverfahren gebildet sein. Mit diesem Aufbau können die erfindungsge
mäßen Träger sehr einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Aufein
anderlegen von Flachprofilen und dazwischenliegenden Isolierschichten, bei
spielsweise aus Kunststoff. Die Kunststoffschichten sind vorzugsweise sehr
dünn, beispielsweise 2 mm, um die Wirkung parasitärer Induktivitäten zu mini
mieren. Die einzelnen Schienen werden beispielsweise durch ein Schweiß-,
Reibschweiß- oder Lötverfahren oder durch Schrauben oder Nieten miteinander
verbunden, wobei an diesen Stellen die elektrischen Verbindungen entstehen.
In einer alternativen Ausführungsform können die Stromschienen auch durch
Formschnitt aus einem elektrisch leitfähigen Materialstück gebildet sein, bei
spielsweise durch Wasserstrahlschneiden.
Vorzugsweise weisen die zwei bzw. drei Stromschienen eines Trägers im we
sentlichen die gleiche Länge auf und sind mit korrespondierenden Seitenflächen
dicht aneinanderliegend angeordnet. Die n-te Stromschiene kann insbesondere
derart ausgebildet sein, daß sie zur mechanischen Fixierung des Trägers an
einem Badbehälter dient und deshalb etwas länger ausgeführt werden kann als
die übrigen Schienen. Beispielsweise können Auflage- und elektrische Kontak
tierflächen an dieser Stromschiene vorgesehen sein, die zu entsprechenden
Aufnahmepunkten auf dem Wannenrand eines Behälters korrespondieren, auf
den der Warenträger aufgesetzt oder an dem der Gegenelektrodenträger be
festigt wird.
Zum Einsatz in elektrolytischen Behandlungsstationen können die erfindungs
gemäßen Träger zur Halterung und elektrischen Kontaktierung der Werkstücke
und ein herkömmlicher Gegenelektrodenhalter eingesetzt werden. Alternativ
kann ein erfindungsgemäßer Träger auch zur Halterung und elektrischen Kon
taktierung der Gegenelektroden und ein herkömmlicher Warenträger zur Halte
rung und elektrischen Kontaktierung der Werkstücke verwendet werden. Be
sonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Kombination von mindestens
einem ersten erfindungsgemäßen Träger, bestehend aus drei Stromleitern, mit
mindestens einem zweiten Träger, wobei der zweite Träger aus mindestens
zwei Stromleitern besteht, von denen
- a) mindestens ein erster Stromleiter derart ausgebildet ist, daß die Werk stücke oder Gegenelektroden zur elektrischen Stromzuführung und me chanischen Befestigung direkt oder über Halterungen an diesem ange bracht werden können,
- b) mindestens ein zweiter Stromleiter mit dem mindestens einen ersten Stromleiter über eine elektrisch leitfähige Verbindung etwa in der Mitte des mindestens einen ersten und zweiten Stromleiters verbunden ist und
- c) elektrische Stromzuführungen von der Stromquelle an mindestens einem Ende des zweiten Stromleiters vorgesehen sind.
Mit der zuletzt genannten Ausführungsform wird eine besonders günstige An
ordnung erreicht: Indem der Strom in dem ersten Träger von den Enden her in
die zweite bzw. dritte Schiene eingespeist wird, an der die Werkstücke oder
Gegenelektroden befestigt und elektrisch kontaktiert sind, und in dem zweiten
Träger von der Mitte her, wird eine weitere Vergleichmäßigung erreicht, indem
die z. T. unterschiedliche Länge der Strompfade, bezogen auf die Befestigungs
stellen für das Behandlungsgut und die Gegenelektroden noch weitergehend
kompensiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werk
stücken umfaßt folgende Verfahrensschritte:
- a) Die Werkstücke werden an einem ersten erfindungsgemäßen Träger, vorzugsweise aus drei Stromschienen bestehend, befestigt.
- b) Die Gegenelektroden werden an mindestens einem zweiten erfin dungsgemäßen Träger, vorzugsweise aus zwei Stromschienen beste hend, befestigt.
- c) Die Träger für die Werkstücke und die Träger für die Gegenelektroden werden auf dem Wannenrand eines Behälters für eine Behandlungsflüs sigkeit aufgesetzt.
- d) Dabei werden die Werkstücke und die Gegenelektroden in eine Be handlungsflüssigkeit eingetaucht.
- e) Von einer Stromquelle erzeugter elektrischer Strom, vorzugsweise elektrisch pulsierender Strom, wird über elektrische Stromzuführungen an den Trägern zu den Werkstücken und den Gegenelektroden geleitet.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachfolgend beschriebenen
Figuren verwiesen. Es zeigen:
Fig. 2a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
zweilagigen Trägers für die Werkstücke und die Anoden in
Seitensicht;
Fig. 2b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
dreilagigen Trägers für die Werkstücke und die Anoden in
Seitensicht;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Spannungs- und Induk
tivitätsverhältnisse an einer Trägeranordnung nach dem
Stand der Technik;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Spannungs- und Induk
tivitätsverhältnisse an einer erfindungsgemäßen Träger
anordnung;
Fig. 4a eine schematische Darstellung einer Hälfte eines dreilagi
gen Trägers;
Fig. 4b eine schematische Darstellung einer Hälfte eines zweilagi
gen Trägers;
Fig. 5a eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
dreilagigen Trägers:
Fig. 5b eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
zweilagigen Trägers:
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform für
einen dreilagigen Träger in Draufsicht;
Fig. 7 eine Darstellung einer Ausführungsform für die elektrischen
Verbindungen 13 und 14 an dem in Fig. 6 dargestellten
Träger in Draufsicht (geschnitten);
Fig. 8 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform für die
elektrischen Verbindungen 13 und 14 an dem in Fig. 6 dar
gestellten Träger von der Stirnseite her gesehen;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform für
einen zweilagigen Träger in Draufsicht;
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Befestigung von Ge
stellstäben für die Werkstücke an dem in Fig. 9 dargestell
ten Träger von der Stirnseite her gesehen;
Fig. 11 eine Darstellung der Befestigung von Gestellstäben für die
Werkstücke an einem zweilagigen Träger von der Stirnseite
her gesehen;
Fig. 12 eine Darstellung einer Befestigung von Anodenkörben an
einem zweilagigen Träger von der Stirnseite her gesehen;
Fig. 13 eine Darstellung einer Befestigung von Anodenkörben an
einem zweilagigen Träger von der Stirnseite her gesehen.
In Fig. 2a und Fig. 2b sind zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäßen
Trägern in Seitensicht dargestellt. Beispielsweise kann der dreilagige Träger 1
(Fig. 2b) zur Befestigung von und zur elektrischen Stromzuführung zu Werk
stücken und der Träger 2 (Fig. 2a) zur Befestigung von und zur elektrischen
Stromzuführung zu Anoden dienen. Selbstverständlich können die Träger auch
bei der anodischen Behandlung von Werkstücken eingesetzt werden, so daß in
diesem Fall der Träger 2 zur Befestigung von und zur elektrischen Stromzufüh
rung zu Kathoden dient. Weiterhin kann der dreilagige Träger auch zur Aufnah
me der Gegenelektroden und der zweilagige Träger zur Aufnahme der Werk
stücke verwendet werden. Die beiden Träger werden in einer elektrolytischen
Zelle miteinander kombiniert und dort einander gegenüberliegend angeordnet.
In diesem Fall ist zur beidseitigen Behandlung der Werkstücke dem Träger 1
auch an der dem Träger 2 abgewandten Seite des Trägers 1 ein zweiter Träger
2 zugeordnet. Die beiden einzelnen Träger können in der elektrolytischen Zelle
auch mit herkömmlichen Trägern oder mit anderen erfindungsgemäßen Trägern
kombiniert werden.
Der zweilagige Träger 2 weist eine Stromschiene 3 und eine Stromschiene 4
auf, die übereinander angeordnet sind. Die Stromschienen 3 und 4 bestehen
beispielsweise aus Kupfer oder aus Edelstahl, gegebenenfalls mit einer Kupfer
seele, und sind als Flachprofile, beispielsweise mit einem Querschnitt von
100 mm × 20 mm, ausgebildet.
Die Stromschiene 3 des Trägers 2 dient zur mechanischen Befestigung der
Anoden über Anodenaufhängungen 60 an den Befestigungsstellen 5. Über die
Befestigungsstellen wird auch der elektrische Strom zu den Anoden geführt.
Die Schiene 3 ist mit der Schiene 4 über die Verbindung 6 derart verbunden,
daß an dieser Stelle eine elektrisch leitfähige Verbindung gebildet wird. Ein
Querschnitt durch die Schienenanordnung ist in Fig. 12 wiedergegeben. Der
Träger 2 kann beispielsweise durch Übereinanderlegen von zwei Flachprofilen
aus Metall mit dazwischen angeordneten Kunststoffstreifen zur elektrischen
Isolierung der Schienen gegeneinander und Verschrauben der Schienen an der
elektrischen Verbindung hergestellt werden. Zur Erhöhung der mechanischen
Festigkeit können weitere Verschraubungen vorhanden sein, die gegen die
Schienen 3 und 4 elektrisch isoliert sind, um keine weiteren Kontaktstellen her
zustellen.
Die Schiene 4 ist über einen externen elektrischen Stromleiter mit einer exter
nen Stromversorgung (beides nicht dargestellt) verbunden. Hierzu wird ein elek
trischer Kontakt zu dem externen Stromleiter an der Stelle 7 an einem Ende der
Schiene 4 hergestellt, an der der Träger 2 auch auf der Warenträgeraufnahme
29 am Behälterrand aufsitzt. Der Träger sitzt am anderen Ende ebenfalls auf
einer Trägeraufnahme 30 auf dem Behälterrand 80 auf. Der elektrische Kontakt
kann beispielsweise durch eine Verschraubung des zur Stromzuführung ver
wendeten Kabels mit der Schiene an dieser Stelle 7 gebildet werden. Für den
Fall, daß der Träger in der Anlage transportiert werden muß, werden Einwei
sungen für den Träger am Behälterrand eingesetzt, auf die der Träger aufge
setzt werden kann.
Im praktischen Betrieb fließt der elektrische Strom I zunächst über den Bereich
8 der Schiene 4 bis zur Verbindung 6, von dort über die Verbindung zur Schie
ne 3 und von dieser zu den elektrischen Kontaktier- und Befestigungsstellen 5
für die Anoden. Indem die Verbindung 6 etwa in der Mitte der Schiene 3 an
geordnet ist, ergibt sich für die Anoden eine ungefähr symmetrische Verteilung
der einzelnen Zellspannungen. Die im äußeren Bereich an den Befestigungs
stellen 5' und 5" befestigten Anoden erfahren hierbei natürlich einen größeren
Spannungsabfall durch den Stromfluß in der Schiene 3 als die etwa in der Mitte
der Schiene in der Nähe der Befestigungsstelle 5''' befestigten Anoden. Der
Spannungsabfall ist jedoch für die beiden an den Befestigungsstellen 5' und 5"
befestigten Anoden gleich. Außerdem ist der Unterschied der Spannungsabfälle
zwischen den an den Befestigungsstellen 5' und 5" befestigten und den an der
Befestigungsstelle 5''' befestigten Anoden relativ klein (halb so groß wie bei
Trägern nach dem Stand der Technik). Dadurch ergeben sich an den Anoden
sehr gleichmmäßige Verhältnisse. Insbesondere in Kombination mit dem zweiten
Träger gemäß Fig. 2b stellen sich gleiche elektrische Bedingungen an allen
Werkstücken ein.
Wird der Träger 2 bei Anwendung eines Pulsstromverfahrens eingesetzt, so
wirken Induktivitäten in den einzelnen Stromleitern. Die den Induktivitäten ent
sprechenden induktiven Widerstände verhalten sich ebenso wie die ohmsche
Widerstände (Addition von in Reihe geschalteten induktiven Widerständen).
Daher gilt die obige Betrachtung auch für die induktiven Widerstände.
Der in Fig. 2b gezeigte dreilagige Träger 1 besteht aus der Schiene 9, der
Schiene 10 und der Schiene 11, die übereinander angeordnet sind. Die Schiene
9 dient zur mechanischen Befestigung der Werkstücke über Gestellstäbe an
den Befestigungsstellen 12. Außerdem wird den Werkstücken über diese Be
festigungsstellen elektrischer Strom zugeführt. Die Schiene 9 ist mit der Schie
ne 10 über an den Enden der beiden Schienen gelegene elektrische Verbindun
gen 13 und 14 verbunden. Die weitere Schiene 11 ist zu den beiden Schienen 9
und 10 parallel angeordnet und mit der Schiene 10 an der etwa mittig gelege
nen Verbindung 15 verbunden.
Auch die Schienen 9, 10 und 11 des Trägers 1 bestehen aus Kupfer oder Edel
stahl und können als Flachprofile ausgebildet sein. Zur Herstellung dieses Trä
gers können die einzelnen Schienen mit Isolierlagen, beispielsweise aus Kunst
stoffstreifen zwischen den Schienen, zunächst aufeinander gestapelt und die
drei Schienen anschließend an den Verbindungen 13, 14 und 15 derart mitein
ander verbunden werden, daß elektrische Verbindungen an diesen Stellen ge
bildet werden. Hierzu können die Schienen wiederum durch Schrauben, aber
auch durch Nieten, Schweißen oder Löten miteinander verbunden werden. In
einer alternativen Verfahrensweise kann der Träger auch aus einem monoli
thischen Metallstück durch Formschneiden hergestellt werden. Beispielsweise
können die Zwischenräume zwischen den Schienen durch Wasserstrahlschnei
den gebildet werden, so daß der Träger aus dem Stück herstellbar ist.
Im Betrieb wird Strom über externe Stromleiter an der Stelle 16 in die Schiene
11 geleitet, an der der Träger 1 auch auf der Warenträgeraufnahme 25 am Be
hälterrand 80 aufsitzt. Der Träger sitzt am anderen Ende ebenfalls auf einer
Trägeraufnahme 26 auf dem Behälterrand auf. Der Strom fließt über den Be
reich 17 der Schiene 11 zur elektrischen Verbindung 15 und von dort in die
Schiene 10. Dann kann der Strom über beide Bereiche 33' und 33" zu den Ver
bindungen 13 und 14 fließen und von dort in die Schiene 9.
Durch diese spezielle Stromführung werden die in der Nähe der Befestigungs
stellen 12' und 12" gelegenen Werkstücke gleich behandelt, da der Spannungs
abfall von der Stromquelle bis zu diesen Stellen gleich ist. Der Spannungsabfall
in der Schiene 9 ist dagegen für die Befestigungsstelle 12''' etwa in der Mitte
der Schiene 9 etwas größer als der Spannungsabfall bis zu den Stellen 12' und
12". Dieser Unterschied ist jedoch relativ klein.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der zweilagige Träger
2 mit dem dreilagigen Träger 1 kombiniert wird. In der Schiene 9 des dreilagi
gen Trägers 1 (Fig. 2b, Stromzuführung zum Behandlungsgut) verläuft der
Spannungsabfall in der Schiene von der Außenkante nach innen, also gegen
über der Schiene 3 im zweilagigen Träger 2 (Fig. 2a) um 180° gedreht. Es fin
det eine nahezu vollständige Kompensation der ohmschen und induktiven Wi
derstände statt. In diesem Fall werden die Zellspannungen an den einzelnen
Werkstücken in optimaler Weise vergleichmäßigt.
Zur weiteren Erläuterung der vorteilhaften Vergleichmäßigung der Zellspannun
gen an den Werkstücken bei einer derartigen Kombination eines zweilagigen
mit einem dreilagigen Träger wird auf die Fig. 3, 4, 4a und 4b verwiesen:
In Fig. 3 sind die Zellspannungen an einer Trägerkombination mit herkömm
lichen Trägern in einer elektrolytischen Zelle schematisch dargestellt. Einem
kathodisch polarisierten Warenträger 70 sind beidseitig je ein Anodenträger 71'
und 71" gegenüberliegend angeordnet. In dieser dem Stand der Technik zu
zurechnenden Anordnung werden aus den eingangs erläuterten Gründen vorzugsweise
jeweils beide Enden des Warenträgers und der Anodenträger mit der
Stromquelle verbunden. Dies wird in der Darstellung durch die Pfeile mit der
Angabe I bzw. I/2 symbolisiert. Jeweils die Hälfte des Betrages des Stromes
durch den Warenträger fließt durch die Anodenträger. Für die Abschätzung der
Spannungsabfälle in den Trägern wird eine Spannung an den Trägerenden von
U = 2,0 V angenommen. Für den Spannungsabfall über eine Hälfte eines Trä
gers ergibt sich beispielsweise ein Wert von etwa ΔU = 100 mV, wenn gleich
zeitig der ohmsche Widerstand des Warenträgers pro Längeneinheit halb so
groß ist wie der ohmsche Widerstand der Anodenträger pro Längeneinheit.
Damit beträgt die Zellenspannung an an den Enden des Warenträgers ange
brachten Werkstücken U = 2,0 V und an in der Mitte des Warenträgers ange
brachten Werkstücken nur U = 1,8 V. Diese Differenz führt zu erheblichen Un
terschieden an den Werkstücken beim elektrolytischen Behandeln.
Wird ferner angenommen, daß die Induktivität L der Träger bei typischen An
wendungen ΔL = 0,2 µH auf einem der halben Trägerlänge entsprechenden
Abschnitt beträgt, so beträgt die Induktivität eines Stromkreises, der durch ein
etwa in der Mitte des Warenträgers befestigtes Werkstück geschlossen wird, in
den Trägern ΔL ≈ 0,4 µH. Der entsprechende Wert für etwa an den Enden des
Warenträgers befestigte Werkstücke geht gegen Null. Durch diese Unterschie
de werden die Pulsanstiegs- und -abkling-Zeitkonstanten erheblich beeinflußt.
Daher entstehen auch aus diesem Grunde nicht zu vernachlässigende Schwan
kungen der Verfahrensparameter für die Werkstücke an einem Träger.
Bei einer erfindungsgemäßen Kombination eines zweilagigen Trägers 2 mit
zwei dreilagigen Trägern 1' und 1" ergeben sich die in Fig. 4 dargestellten Ver
hältnisse:
Auch in diesem Fall werden zwei Halbzellen gebildet, allerdings mit einem drei
lagigen Anodenträger 1', einem zweilagigen Warenträger 2 und einem weiteren
dreilagigen Anodenträger 1". Die ohmschen Widerstände in den Anodenträgern
und dem Warenträger sind im Verhältnis zum Betrag des durchfließenden Stro
mes beispielsweise wiederum derart bemessen, daß der Spannungsabfall über
einen halblangen Abschnitt eines Trägers ΔU = 0,1 V beträgt, wobei allerdings
ein größerer Spannungsabfall (ΔU = ca. 0,15 V) in der zweiten Stromschiene
der dreilagigen Träger entsteht. An die Träger wird eine Spannung in Höhe von
U = 2,15 V angelegt, um den Spannungsabfall in der zweiten Schiene des drei
lagigen Trägers so zu kompensieren, daß die zum Stand der Technik gemäß
Fig. 3 vergleichbare Zellspannung in Höhe von 1,9 V wirksam wird.
Aus der Darstellung ist leicht entnehmbar, daß den etwa in der Mitte des Wa
renträgers 2 bei M befestigten Werkstücken eine Zellspannung in Höhe von
U = 1,9 V aufgeprägt wird. Dasselbe gilt für die etwa an den Enden des Waren
trägers bei E' und E" befestigten Werkstücke.
Für die Induktivität gilt im wesentlichen dasselbe. Zur Berechnung der Induktivi
täten wird auf Fig. 4a und Fig. 4b verwiesen, in denen die Induktivitäten für
einzelne Schienenbereiche angegeben sind.
In Fig. 4a ist die eine Hälfte eines dreilagigen Trägers, bestehend aus drei
Schienen 9, 10 und 11 schematisch dargestellt. Durch Spiegelung an einer
senkrecht zur Längsrichtung der drei Schienen am oberen Knick A' liegenden
Ebene ergibt sich der gesamte Träger. Der Strom wird am einen Ende in die
dritte Schiene 11 eingespeist (dargestellt durch den Pfeil an der Stelle, bezeich
net mit A). Es wird angenommen, daß die Induktivitäten für die Abschnitte AB,
AB' bzw. AA' die Beträge von LAB ≈ 0,25 µH, LAB' ≈ 0,18 µH bzw. LAA' ≈ 0,09 µH
annehmen.
In Fig. 4b ist die eine Hälfte eines zweilagigen Trägers, bestehend aus den
zwei Schienen 3 und 4 schematisch dargestellt. Durch Spiegelung an einer
senkrecht zur Längsrichtung der zwei Schienen am oberen Knick A' liegenden
Ebene ergibt sich der gesamte Träger. Der Strom wird am einen Ende in die
zweite Schiene 4 eingespeist (dargestellt durch den Pfeil an der Stelle, bezeich
net mit A). Es wird angenommen, daß die Induktivitäten für die Abschnitte AB
bzw. AA' die Beträge von LAB ≈ 0,15 µH bzw. LAA' ≈ 0,075 µH annehmen.
Für die Kombination des dreilagigen Trägers mit dem zweilagigen Träger ge
mäß Fig. 4 ergeben sich somit für an verschiedenen Orten befestigte Werk
stücke die folgenden Werte für die Induktivitäten bei Anschluß der Stromquelle
bei M:
Für bei M befestigte Werkstücke:
L1 ≈ (0,15 + 0) µH = 0,15 µH
Für bei E' befestigte Werkstücke:
L2 ≈ (0,075 + 0,2) µH = 0,275 µH
Für bei E" befestigte Werkstücke:
L3 ≈ (0,075 + 0,2) µH = 0,275 µH.
Wird die Stromquelle dagegen bei E' an die Träger angeschlossen, so ergeben
sich für die Induktivität der jeweiligen Stromkreise die folgenden Werte:
Für bei M befestigte Werkstücke:
L1 ≈ (0,25 + 0,075) µH = 0,325 µH
Für bei E' befestigte Werkstücke:
L2 ≈ (0,18 + 0,15) µH = 0,33 µH
Für bei E" befestigte Werkstücke:
L3 ≈ (0,09 + 0,075 + 0,075 + 0,2) µH = 0,44 µH.
Die maximale Differenz der wirksamen Induktivitäten bei einer Stromeinspei
sung bei M beträgt demnach ΔL ≈ 0,125 µH und die maximale Differenz bei
einer Stromeinspeisung bei E' ΔL ≈ 0,115 µH.
Während sich also bei Verwendung herkömmlicher Träger für die Werkstücke
und die Anoden eine Differenz der Induktivitäten für etwa in der Mitte der Wa
renträger gegenüber etwa an den Enden der Warenträger befestigte Werkstüc
ke von ΔL ≈ 0,4 µH einstellt, bildet sich bei Verwendung der erfindungsgemä
ßen Träger lediglich eine Differenz von ΔL ≈ 0,125 µH bzw. ΔL ≈ 0,115 µH aus.
Diese geringere Differenz führt zu deutlich geringeren Unterschieden der
Pulsanstiegs- und abkling-Zeitkonstanten an den einzelnen Werkstücken, so
daß gleichmäßigere Ergebnisse beim Galvanisieren erhalten werden, wenn die
erfindungsgemäßen Träger eingesetzt werden.
In Fig. 5a und Fig. 5b sind in perspektivischer Darstellung Ausführungsformen
eines dreilagigen Trägers 1 (Fig. 5a) und eines zweilagigen Trägers 2 (Fig. 5b)
wiedergegeben. Der dreilagige Träger in Fig. 5a, beispielsweise ein Waren
träger, besteht aus den drei Schienen 9, 10 und 11, beispielsweise aus Edel
stahl bestehenden Flachschienen. Die Schiene 9 dient zur Befestigung der
Werkstücke. Hierzu sind geeignete Befestigungsstellen 12 vorgesehen. Die
Schienen sind untereinander über Verbindungen 13, 14 und 15 miteinander
elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung 15 ist vorzugsweise in der
Mitte der Schienen 10 und 11 angeordnet. Diese Verbindung kann aber auch zu
dem dem Stromzuleitungsort 16 abgewandten Ende der beiden Schienen hin
verschoben sein, beispielsweise um 25%, bezogen auf die Gesamtlänge der
Schiene 10. Abgesehen von den elektrischen Verbindungen sind die Schienen
gegeneinander isoliert. In den Zwischenräumen 21, 22' und 22" kann hierzu
eine Kunststoffisolierschicht eingebettet sein. Mittels elektrisch isolierender Fü
geverfahren kann der Träger mechanisch weiter stabilisiert werden.
Die Schiene 11 des dreilagigen Trägers 1 ist in einer bevorzugten Ausführungs
form länger als die beiden anderen Schienen 9 und 10 ausgebildet und steht
daher an den Enden über. Die überstehenden Enden 23 und 24 dienen zum
Absetzen des Trägers beispielsweise auf den Rand eines Behandlungsbehäl
ters auf Trägeraufnahmestellen 25, 26. An einer dieser Stellen (Stromeinspei
sungsort 16) ist auch eine elektrische Kontaktierung zur externen Stromquelle
vorgesehen, so daß der Stromfluß beim Absetzen des Warenträgers auf den
Behälterrand einsetzt.
Der zweilagige Träger 2 in Fig. 5b, beispielsweise ein Anodenträger, besteht
aus den Schienen 3 und 4. An der Schiene 3 sind in diesem Fall die Anodenhal
ter befestigt, die die Anoden tragen. Die entsprechenden Befestigungsstellen
sind mit der Bezugsziffer 5 bezeichnet. Auch in diesem Fall bestehen die bei
den Schienen vorzugsweise aus flachprofilförmigem Kupfer oder Edelstahl. Die
beiden Schienen sind etwa in der Mitte miteinander elektrisch verbunden. Zwi
schen den beiden Schienen sind im übrigen Zwischenräume 34' und 34" vor
gesehen, in denen beispielsweise durch eine Kunststoffolie gebildete Isolier
schichten vorgesehen sein können.
Die Schiene 4 weist eine größere Länge auf als die Schiene 3 und steht an den
Enden über. Die überstehenden Enden 27 und 28 dienen zur Befestigung des
Trägers 2 auf einem Behälterrand. Zur elektrischen Kontaktierung dient eine der
mit den Bezugsziffern 29, 30 bezeichneten Trägeraufnahmestellen.
Die beiden Träger 1 und 2 in Fig. 5a und Fig. 5b können in der gezeigten Aus
richtung auf einen Behälterrand aufgesetzt werden. In diesem Fall sind die für
die Befestigung und elektrische Kontaktierung der Werkstücke und Anoden
dienenden Schienen 3 und 9 oberhalb der verlängerten Schienen 4 und 11 an
geordnet. Die Träger können auch in umgekehrter Ausrichtung verwendet wer
den, wobei die die Werkstücke und Anoden tragenden Schienen nach unten
hängen.
Eine alternative Ausführungsform für einen dreilagigen Träger 1 ist in Fig. 6 in
Draufsicht wiedergegeben. In diesem Fall ist die Schiene 11, die zur Auflage
des Trägers auf einem Behälterrand dient, in der Mitte der beiden anderen
Schienen 9 und 10 angeordnet. Dadurch wird die Anordnung im Schwerpunkt in
einfacher Weise ausbalanciert. Die zwischen den Schienen 9 und 10 gebildeten
Verbindungen 13 und 14 überbrücken elektrisch isoliert die Schiene 11. Der
Strom wird an der mit dem Pfeil bezeichneten Stelle (I) in die Schiene 11 einge
speist. Die übrigen Bezugsziffern in Fig. 6 entsprechen den in Fig. 5a und
Fig. 5b angegebenen Bezugsziffern.
Zur Realisierung der die Schiene 11 überspannenden Verbindungen 13 und 14
zwischen den Schienen 9 und 10 ist beispielsweise die in Fig. 7 dargestellte
Detaillösung geeignet. Diese Darstellung gibt die Verbindungen 13 und 14 in
einem Ausschnitt wieder. In Fig. 7 sind Teile der Schienen 9, 10 und 11 zu er
kennen. Die Schiene 11 wird von den Schienen 9 und 10 flankiert. Eine
Schraubverbindung dient als elektrische Verbindung zwischen den Schienen 9
und 10. Damit diese elektrische Verbindung keinen elektrischen Kontakt mit der
Schiene 11 erhält, ist die Schraubverbindung elektrisch isoliert in der Schiene
11 angebracht. Hierzu dienen beispielsweise eine elektrisch leitfähige Distanz
buchse 31 und eine elektrisch isolierende Distanzhülse 32. Derartige Schraub
verbindungen sind an den Enden der Schienen 9 und 10 vorgesehen. An jedem
Ende können auch mehrere Schraubverbindungen angebracht sein.
In einer anderen Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist ein Querschnitt durch einen
dreilagigen Träger 1, bestehend aus drei Schienen 9, 10 und 11, von der Stirn
seite gesehen, wiedergegeben. Die Schiene 9 dient wiederum zur Befestigung
der Werkstücke oder Anoden. Im vorliegenden Fall sind die Gestellstäbe 50 für
Werkstücke erkennbar. Der Schiene 9 gegenüberliegend und zu dieser parallel
angeordnet ist die Schiene 10. Beide Schienen sind ausschließlich an deren
Enden mit in Form von elektrisch leitfähigen Laschen ausgebildeten elek
trischen Verbindungen 13 und 14 verbunden. Eine weitere elektrische Verbin
dung 15 geht von der Schiene 10 zur Schiene 11 aus, die sich zwischen den
Schienen 9 und 10 befindet. Der Träger kann auf dem Rand eines Behälters mit
der Schiene 11 aufliegen (siehe Pfeil). Über die Auflage wird gleichzeitig Strom
zugeführt.
In Fig. 9 ist eine Ausführungsform für einen zweilagigen ausbalancierten Wa
renträger 2 in Draufsicht dargestellt. Die Schiene 3 ist derart lang ausgebildet,
daß sie die gesamte Breite einer elektrolytischen Zelle überbrücken kann. Diese
Schiene kann an den Enden auf den Rand des Behandlungsbehälters aufge
setzt werden. Der elektrische Strom I wird an der Stelle 7 in diese Schiene ein
gespeist. Zwei weitere Schienen 4' und 4", die lediglich eine in sich versetzte
zweite Schiene darstellen, sind mit der ersten Schiene 3 über die Verbindung 6
elektrisch verbunden. Hierzu dient in diesem Fall beispielsweise eine Schraub
verbindung, die auch die nötige mechanische Stabilität ergibt. An den Schienen
4' und 4" können die Werkstücke über die Befestigungsstellen 5 angebracht
werden. Weitere elektrisch isolierte Verbindungen der Schienen können zur
Erhöhung der mechanischen Stabilität angebracht werden.
Durch den seitlichen Versatz der beiden Schienen 4' und 4" gegenüber der
mittleren Schiene 3 wird der Träger ausbalanciert. Die Werkstücke können hier
zu beispielsweise in der in Fig. 10 gezeigten Weise an den Schienen 4' und 4"
befestigt sein. In Fig. 10 ist die Anordnung von Fig. 9 von Seite gesehen wie
dergegeben. Die an den Befestigungsstellen angebrachten Gestellstäbe 50 für
die Werkstücke sind jeweils zur Mitte hin gekröpft, so daß die Werkstücke un
terhalb des Trägers 2 im Schwerpunkt hängen.
In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform eines zweilagigen Warenträgers 2,
von der Stirnseite gesehen, dargestellt. Die auf dem Behälterrand aufliegende
Schiene 3 ist mit der Schiene 4 derart über eine Verbindung 6 in der Mitte ver
bunden, daß letztere unterhalb der Schiene 3 hängt. An der Schiene 4 sind
wiederum die Gestellstäbe 50 für Werkstücke befestigt. Dadurch wird ebenfalls
eine ausbalancierte Anordnung ermöglicht.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform für einen zweilagigen Anodenträger
2 mit den Schienen 3 und 4, von der Stirnseite gesehen, dargestellt. Die beiden
Schienen sind in der Mitte über die elektrisch leitfähige Verbindung 6 verbun
den. Die Schiene 4 ist auf dem Behälterrand auf den Aufnahmen 29 und 30
befestigt. Die Anodenaufhängungen 60 liegen auf der Oberseite der Schiene 3
auf. Die Anoden bzw. Anodenkörbe 200 sind an den Anodenaufhängungen
befestigt.
In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform für einen zweilagigen Anodenträger
2 mit den Schienen 3 und 4, von der Stirnseite gesehen, dargestellt. Die Be
zugsziffern entsprechen im übrigen den in Fig. 12 angegebenen. Im Unter
schied zu der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform ist die Schiene 3 ober
halb der Schiene 4 angeordnet.
Die vorstehend beschriebenen Träger dienen zur Halterung und elektrischen
Kontaktierung von Anoden bzw. als Kathoden geschalteten Gegenelektroden
und zur Halterung und elektrischen Kontaktierung von Werkstücken. Insbesondere
sind die Träger und deren Kombinationen zum Einsatz in der Leiterplatten
technik geeignet. Hierzu werden die Leiterplatten in bekannter Weise direkt
oder an Gestellen und die Gestelle an den erfindungsgemäßen Warenträgern
befestigt. Die Warenträger werden zusammen mit den Gestellen und den Lei
terplatten nach einem vorgegebenen Behandlungsmuster zu den einzelnen
Behandlungsstationen geführt und auf den Rändern der jeweiligen Behand
lungsbehälter abgesetzt. Dabei tauchen die Gestelle mit den Leiterplatten in die
Behandlungsflüssigkeit ein. Zur elektrolytischen Behandlung der Platten wird
beim Absetzen der Warenträger ein elektrischer Kontakt an den Warenträger
aufnahmen am Behälterrand geschlossen. Die Anodenträger sind ebenfalls am
Behälterrand befestigt und zur Stromzuführung fest oder wie ein Warenträger
über Kontakte mit den Stromzuleitungen verbunden.
1
,
1
',
1
" Dreilagiger Träger
2
Zweilagiger Träger
3
,
4
,
4
',
4
" Schienen des zweilagigen Trägers
2
5
,
5
',
5
",
5
''' Befestigungsstellen am zweilagigen Träger
2
6
Elektrische Verbindung am zweilagigen Träger
2
7
Stromeinspeisungsort am zweilagigen Träger
2
8
Stromdurchflossener Bereich in der Schiene
4
9
,
10
,
11
Schienen des dreilagigen Trägers
1
9
',
9
" Schienen eines vierlagigen Trägers
12
,
12
',
12
",
12
''' Befestigungsstellen am dreilagigen Träger
1
13
,
14
,
15
Elektrische Verbindungen am dreilagigen Träger
1
16
Stromeinspeisungsort am drei(vier)lagigen Träger
1
17
Stromdurchflossener Bereich in der Schiene
11
18
',
18
" Schienen eines vierlagigen Trägers
19
Schiene eines vierlagigen Trägers
20
Schiene eines vierlagigen Trägers
21
Zwischenraum zwischen den Schienen
9
und
10
22
',
22
" Zwischenraum zwischen den Schienen
10
und
11
23
,
24
Überstehende Enden am dreilagigen Träger
2
25
,
26
Trägeraufnahmen am Behälterrand
80
27
,
28
Überstehende Enden am zweilagigen Träger
1
29
,
30
Trägeraufnahmen am Behälterrand
80
31
Distanzbuchse
32
Distanzhülse
33
',
33
" Stromdurchflossener Bereich der Schiene
11
34
',
34
" Zwischenräume zwischen den Schienen
3
und
4
50
Gestellstäbe für die Werkstücke
60
Anodenaufhängungen
70
herkömmlicher Warenträger
71
',
71
" herkömmlicher Gegenelektrodenträger
80
Behälterrand
101
,
102
,
103
,
104
,
105
,
106
Leiterplatten
200
Anoden, Anodenkörbe
Claims (15)
1. Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder
Gegenelektroden dienender Träger zur Behandlung der Werkstücke in Tauch
bädern, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus mindestens drei parallel
zueinander angeordneten, langgestreckten elektrischen Stromleitern (9-11)
besteht, wobei
- a) ein erster Stromleiter (9) derart ausgebildet ist, daß die Werkstücke oder Gegenelektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechani schen Befestigung direkt oder über Halterungen an diesem angebracht werden können,
- b) jeweils ein zweiter (10) bis n-ter (11) Stromleiter vorgesehen ist, wobei
der zweite Stromleiter (10) mit dem ersten Stromleiter (9), der dritte
Stromleiter (11) mit dem zweiten Stromleiter (10) usw. über jeweils min
destens eine elektrisch leitfähige Verbindung (13-15) derart verbunden
ist, daß
- a) zwischen Verbindungen (13, 14) zwischen dem ersten (9) und dem zweiten (10) Stromleiter einerseits und Verbindungen (15) zwischen dem (n-1)-ten (10) und dem n-ten (11) Stromleiter ande rerseits bestehende elektrische Übergangswiderstände gleich groß sind und
- b) der n-te Stromleiter (11) mit dem (n-1)-ten Stromleiter (10) über eine elektrisch leitfähige Verbindung (15) etwa in der Mitte des (n-1)-ten Stromleiters (10) verbunden ist und
- c) elektrische Stromzuführungen von einer Stromquelle an mindestens einem Ende (16) des n-ten Stromleiters (11) vorgesehen sind.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Stromleiter
(9-11) vorgesehen sind, wobei der zweite Stromleiter (10) mit dem ersten
Stromleiter (9) über elektrisch leitfähige Verbindungen (13, 14) etwa an den jeweiligen
beiden Enden des ersten (9) und des zweiten (10) Stromleiters verbun
den ist, der dritte Stromleiter (11) mit dem zweiten Stromleiter (10) über eine
elektrisch leitfähige Verbindung (15) etwa in der Mitte des zweiten Stromleiters
(10) verbunden ist und elektrische Stromzuführungen an mindestens einem
Ende (16) des dritten Stromleiters (11) vorgesehen sind.
3. Träger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger aus zwei parallel zueinander angeordneten, langgestreckten elek
trischen Stromleitern (3, 4) besteht, wobei
- a) der erste Stromleiter (3) derart ausgebildet ist, daß die Werkstücke oder Gegenelektroden zur elektrischen Stromzuführung und mechani schen Befestigung direkt oder über Halterungen an diesem angebracht werden können,
- b) der zweite Stromleiter (4) mit dem ersten Stromleiter (3) über elek trisch leitfähige Verbindungen (6) etwa in der Mitte des ersten Stromlei ters (3) verbunden ist,
- c) kein dritter Stromleiter vorgesehen ist und
- d) elektrische Stromzuführungen von der Stromquelle an mindestens einem Ende (7) des zweiten Stromleiters (4) vorgesehen sind.
4. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromleiter (3, 4, 9-11) als Stromschienen aus elektrisch leitfähigem Ma
terial ausgebildet sind.
5. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen
(3, 4, 9-11) aus Metall bestehen.
6. Träger nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste (9), eine zweite (10) und eine dritte (11) Stromschiene vorgesehen
sind.
7. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromschienen (3, 4, 9-11) in Form von Flachprofilen ausgebildet sind, die in den
Bereichen (21, 22', 22", 34', 34") durch elektrische Isolationsschichten vonein
ander getrennt sind, in denen keine elektrischen Verbindungen (6, 13-15) zwi
schen den Stromschienen vorgesehen sind.
8. Träger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ver
bindungen (6, 13-15) durch ein Fügeverfahren gebildet sind.
9. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromschienen (3, 4, 9-11) durch Formschnitt aus einem elektrisch leitfähigen
Materialstück gebildet sind.
10. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromschienen (3, 4, 9-11) im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen und mit
korrespondierenden Seitenflächen dicht aneinanderliegend angeordnet sind.
11. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die n-te Stromschiene (11) derart ausgebildet ist, daß sie zur mechanischen
Fixierung des Trägers an einem Badbehälter dienen kann.
12. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich zu den elektrischen Verbindungen (6, 13-15) zwischen den Schienen
(3, 4, 9-11) weitere elektrisch isolierende Verbindungen vorgesehen sind, mit
denen die mechanische Belastbarkeit des Trägers erhöht wird.
13. Kombination mindestens eines ersten Trägers nach einem der Ansprüche 1
und 2 mit mindestens einem zweiten Träger nach Anspruch 3 in einer elektroly
tischen Zelle.
14. Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken, bei dem
- a) die Werkstücke an einem ersten Träger nach einem der Ansprüche 1 und 2 befestigt werden,
- b) die Gegenelektroden an mindestens einem zweiten Träger nach An spruch 3 befestigt werden,
- c) die Träger für die Werkstücke und die Träger für die Gegenelektroden auf dem Wannenrand eines Behälters für eine Behandlungsflüssigkeit aufgesetzt werden und dabei
- d) die Werkstücke und die Gegenelektroden in die Behandlungsflüssig keit eingetaucht werden und
- e) von einer Stromquelle erzeugter elektrischer Strom über elektrische Stromzuführungen an den Trägern zu den Werkstücken und den Gegen elektroden geleitet wird,
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch pul
sierender Strom zu den Werkstücken und den Gegenelektroden geleitet wird.
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TW089120242A TW589409B (en) | 1999-10-12 | 2000-09-29 | Carrier serving to supply current to workpieces to be treated electrolytically or counter-electrodes and method for the electrolytic treatment of workpieces |
HK03103092A HK1050918A1 (en) | 1999-10-12 | 2003-04-30 | Carrier serving for supplying current to workpieces and a method for electrolytically treating workpieces |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19950324 | 1999-10-12 | ||
DE10007799A DE10007799C1 (de) | 1999-10-12 | 2000-02-15 | Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienender Träger und Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10007799C1 true DE10007799C1 (de) | 2001-06-07 |
Family
ID=7926157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10007799A Expired - Lifetime DE10007799C1 (de) | 1999-10-12 | 2000-02-15 | Zur Stromzuführung zu elektrolytisch zu behandelnden Werkstücken oder Gegenelektroden dienender Träger und Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Werkstücken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10007799C1 (de) |
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- 2000-02-15 DE DE10007799A patent/DE10007799C1/de not_active Expired - Lifetime
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