DE576889C - Vorrichtung zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zürn elektrolytischen Niederschlagen von Metallen.

Es sind bereits Vorrichtungen zum elektro-• 5 lytischen Niederschlagen von Metallen bekannt, bei denen das Metall auf einen oder mehrere sich in einem elektrolytischen Bad drehende Dorne niederschlägt, gegen deren jeden sich eine oder mehrere glättende Rollen ισ anlegen, die in Querrichtung parallel zur Dornachse hin und her bewegt werden. Die bisherigen Vorrichtungen dieser Art hatten beträchtliche Nachteile.

Trat nämlich irgendeine kleine Erhöhung -15 oder Rauhigkeit an der Fläche des Domes oder des bereits niedergeschlagenen Metalls auf, so bewirkte diese ein Anheben der glättenden Rolle über ihre ganze nicht unbeträchtliche Breite.

.so Wenn nun diese Erhöhung unter der Rolle hindurchgegangen war, so blieb, je nach der Geschwindigkeit des Domes und der Trägheit der Rolle ein kleiner Raum hinter der Erhöhung frei, über den die Rolle gewisseres maßen hinwegsprang, bis sie wieder mit dem niedergeschlagenen Metall in Berührung kam. Beim Wiederaufsetzen erfolgte sodann ein gewisser Stoß und ein Rückprall der Rolle. Dies wiederholte sich, und als Folge davon entstand eine Zitterwirkung, so daß die Oberfläche des Metalls hinter der kleinen Erhöhung rauh wurde, weil die glättende Wirkung der Rolle unterbrochen war.

Da ferner die Rolle von dem niedergeschlagenen Metall über ihre ganze Breite abgehoben wurde, so trat die schädliche Wirkung nicht nur unmittelbar hinter der kleinen Erhöhung auf, sondern auch seitlich, und zwar über eine Breite, die der ganzen Weglänge entsprach, auf der die Rolle immer wieder durch die Erhöhung angehoben wurde. Die Breite des rauhen Streifens ergab sich also als Summe der Breite der Erhöhung und der doppelten Breite der Rolle. Wenn auch die Erhöhung durch die Wirkung der Rolle allmählich flacher wurde, so war doch nicht zu vermeiden, daß eine Zeit lang die eigentliche glättende Wirkung der Rolle unterbrochen wurde.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Vorrichtungen bestand darin, daß die Rolle parallel zur Dornachse in beiden Richtungen arbeitend hin und her geführt wurde. Geschieht dies, so kann die glättende

Rolle nur über dem Querschnitt in der Mitte des Domes immer in gleichen Zeitabständen wirksam sein. Von der Mitte aus nähert sich die glättende Rolle dem einen Dornende und kehrt dann unmittelbar ihre Bewegung um, so daß also an einem Querschnitt des Domes in der Nähe eines seiner Enden einer Einwirkung der glättenden Rolle unmittelbar eine zweite folgt, während eine verhältnismäßig to lange Zeit vergeht, bis wieder eine zweimalige Einwirkung auf den in Frage kommenden Querschnitt eintritt. Innerhalb der Zeit zweier unmittelbar aufeinanderfolgender Einwirkungen kann oftenbar nur ein sehr dünner Metallfilm niedergeschlagen werden, wo hingegen in dem verhältnismäßig langen Zeitraum, der nun bis zur nächsten Einwirkung folgt, eine viel dickere Metallschicht niedergeschlagen werden kann, ao Die dickere Metallschicht wird somit durch die glättende Rolle, besonders bei langen Dornen, nicht hinreichend verdichtet und mit der vorher niedergeschlagenen Schicht vereinigt. Das niedergeschlagene Metall neigt as also dazu, sich an den Dornenden abzublättern. Diese Wirkung wird noch dadurch verstärkt, daß die Bewegung der Rolle in beiden Richtungen parallel, zur Dornachse stattfindet und dadurch die Metallkristalle in den Schichten in entgegengesetzten Richtungen gelagert werden.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen und ein Metall zu erzeugen, das durchaus gleichmäßig in seiner Zusammen-Setzung und von besonders hoher Güte ist.

Die Erfindung besteht darin, daß jede glättende Rolle in eine Anzahl Scheiben unterteilt ist, von denen jede sich um ihre eigene Achse frei drehen und als Körper eine beschränkte Bewegung in der Umfangsrichtung des Domes und radial zu diesem ausführen kann. Die Vorrichtung besitzt dabei — und auch dies ist Teil der Erfindung — eine Einrichtung, die die Rolle am Ende ihrer in Anlage am Dorn bzw. dem Niederschlag ausgeführten Ouerbewegung aus der Anlagestellung abhebt, außer Anlage quer zurückbewegt und wieder zur Ausführung der Ouerbewegung in der Anlagestellung anlegt. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung gelingt es, ein Metall von außerordentlicher Reinheit, Dichte und Härte, z. B. im Fall von Kupfer eine Brinellhärte von 130 und mehr und eine Zerreißfestigkeit von kg pro Quadratmillimeter, zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, und zwar sind:

Abb. ι bis 3 Seitenansicht, Endansicht und Aufsicht einer Ausführung der Vorrichtung, die für die Ausfällung von Metall auf einen Dom von verhältnismäßig großem Durchmesser bestimmt ist, um das Abstreifen des Niederschlags in Form einer Platte zu erleichtern.

Abb. 4 und 5 zeigen im Querschnitt zwei Ausführungen von Anlegerollen bzw. ihren Teilscheiben.

Abb. 6 und 7 zeigen eine abgeänderte Ausführung der Vorrichtung, welche die hin und her gehende Querbewegung der Rollen bewirkt.

Abb. 8 und 9 zeigen einen Querschnitt und in schematischer Aufsicht eine Vorrichtung für die Herstellung von Röhren.

In Abb. ι bis 3 ist der Dorn 1 mittels.einer in Lagern getragenen Welle 3, deren Lager 4 mittels durch geeignete Gewindestutzen 6 geführte Schrauben 5 senkrecht verstellbar sind, innerhalb eines geeigneten Behälters o. dgl. 2 angeordnet, der vorzugsweise mit einer Bleifütterung versehen ist. Die Lager 4 sind zweckmäßig oben offen, um das Entfernen und Einsetzen des Domes 1 zu erleichtern. Mit Rücksicht darauf, daß der Strom dem Dorn durch die Lager zugeführt wird, sind diese mit Graphit öder einem anderen elektrisch leitenden Schmierstoff geschmiert und fernerhin mit Rücksicht auf den hindurchgehenden hohen Strom vorzugsweise wassergekühlt mittels Kanälen 7, die durch Röhren 8 mit einer geeigneten Wasser quelle verbunden sind. Um den Druck auf die Lager zu entlasten, kann der Dorn hohl und wasserdicht ausgeführt werden, so daß ein Teil des Gewichts durch Schwimmkraft in der Flüssigkeit aufgehoben wird, deren Spiegel zweckmäßig ungefähr wie in Abb. 2 angedeutet too liegt. Der Dom wird mittels einer Scheibe 9 oder einer äquivalenten Antriebsvorrichtung von einer Gegenwelle 10 aus gedreht, welche mittels eines Schneckengetriebes 11 ebenfalls dazu dient, um eine Nockenwelle 12, deren Zweck später beschrieben wird, anzutreiben. Die Anode 13, welche aus Kupferguß oder Blech oder, gemäß Abb. 2, aus einer Anzahl Kupferstangen besteht, umgibt in Bogenform den unteren Teil des die Kathode darstellenden Domes und wird in dieser Stellung durch Tragvorrichtungen o. dgl. 14 gestützt, die sich gegen den Rand des Behälters 2 legen. In unmittelbarer Nähe der Enden des Domes sind Hilfselektroden 15 vorgesehen, die vorzugsweise, wie in Abb. 2 dargestellt, von ungefähr halbkreisförmiger Gestalt sind und mit nach einwärts gerichteten Flanschen aus Blei oder einem anderen inerten Material versehen sind, die zwischen den Rand des Dornes und die Anode 13 eingreifen. Die Hilfselektroden 15 werden von Stangen o. dgl. 16

getragen, die an den Lagern 4 mittels Stellmuttern 17 befestigt sind.

Eine aus einem Satz Scheiben 18 gebildete Rolle legt sich gegen den Dorn an und wird von einer Spindel 19 getragen, die durch zwei Stangen 20 gestützt ist, welche um eine Stange 21 schwingen können, aber durch auf die Stange aufgesetzte Schultern 22 an Bewegung nach den Enden zu verhindert werden. Ein Wischer 23 wird ebenfalls zweckmäßig an die Spindel 18 lose angelenkt in derartiger Lage, daß derselbe mit dem Dorn in Eingriff kommt, unmittelbar bevor der letztere sich unter die Scheiben 18 bewegt. Dies hat den Zweck, irgendwelche Fremdkörper zu entfernen, die sich etwa in der Flüssigkeit befinden könnten. Die Stange 21 wird von Lagern 24 getragen, die von Trägern 25 gehalten werden, so daß die Stange in axialer . 20 Richtung frei beweglich ist, um die gewünschte Ouerbewegung der Rollen bzw. Scheiben 18 über den Dorn 1 zu bewirken. Um diese Bewegung hervorzurufen, wird der Nockenschaft 12 mit einem Schneckennocken 26 versehen, der mit einer Rolle 27 zusammenarbeitet, welche an einem bei 29 angelenkten Hebel 28 vorgesehen ist. Der Hebel 28 wird mittels eines Lenkers 30 mit der Stange 21 verbunden: Die Drehung des Nokkens 26 verursacht in dieser Weise Bewegung der Rollen bzw. Scheiben 18 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über den Dorn 1 in einer Richtung von links nach rechts mit Bezug auf Abb. i, und wenn das rechte Ende des Dornes erreicht worden ist, wird der Hebel 28 zusammen mit dem mit ihm verbundenen Element rasch nach links zurückgezogen unter der Wirkung eines Gewichts 31, das mittels einer über eine Scheibe 33 geführten Schnur

o. dgl. 32 mit der Stange 21 verbunden ist. übermäßige Schwingungen, die durch schnelle Bewegung des Hebels, der Stange und der Rollen entstehen, können durch die Anordnung eines geeigneten Federpuffers 34 verhütet werden. Um zu gewährleisten, daß bei der Rückbewegung die Rollen bzw. Scheiben 18 den Dorn 1 nicht berühren, werden dieselben ein zweites Mal gehoben, und zwar mittels einer Vorrichtung, bestehend aus einem zweiten Nocken 35, einem bei 37 angelenkten Hebel 36 und einem Lenker 38, welcher den vom Nocken 35 anzutreibenden Hebel 36 mit einem um die Stange 21 schwenkbaren Arm 41 verbindet. Arm 41 trägt eine Kippstange 40, die sich auf die obere Seite der hinteren Enden der Stangen 20 legt. Der Nocken 35 ist, wie dargestellt, von solcher Form, daß während einer kurzen Zeit seiner Drehung der Hebel 36 mit der Wirkung niedergedrückt wird, daß die Rollen bzw. Scheiben 18 von dem Dorn gehoben werden, wobei diese Bewegung so eingestellt ist, daß dieselbe synchron mit der Rück- und Querbewegung der Rollen bzw. Scheiben stattfindet.

Um den Scheiben 18 Freiheit nicht nur hinsichtlich der Drehung, sondern auch hinsichtlich Bewegung in der Umfangsrichtung des Dornes zu verleihen, können auch die Konstruktionen, die beispielsweise in Abb. 4 bzw. 5 gezeigt sind, angewendet werden. Mit Bezug auf Abb. 4 besitzt jede Rolle 18 eine zentrale Bohrung 43 mit einem' Durchmesser, der größer ist als derjenige der Spindel 19, wobei die Rollen vorzugsweise mittels Zwischenstücken 44 in Abstand voneinander gehalten werden.

Bei der Konstruktion gemäß Abb. S wird die Spindel 19 von einer darauf frei drehbaren Buchse 45 umgeben, und die innerhalb der Bohrung 43 befindlichen Zwischenräume in den Scheiben 18 und der Buchse sind mit .-Gummischwamm 46 ausgefüllt, wobei die gewünschte Bewegungsfreiheit der einzelnen Rollen ermöglicht ist.

In der alternativen· Ausführung der die Querbewegung verursachenden Vorrichtung gemäß Abb. 6 und 7 ist die Stange 21 stillstehend und die Stangen 20 gleitbar längs derselben angeordnet. Parallel mit der Stange 21 und beiderseits derselben sind Gewindespindeln 47 und 48 vorgesehen, die entweder in entgegengesetztem Sinne gedreht werden, wie unten beschrieben, oder mit zueinander versetzten Schraubengängen versehen sind. Die Stangen 20 sind mit Halbmuttern 49 und 50 versehen, die dazu dienen, abwechselnd mit den Spindeln 47 und 48 zusammenzuarbeiten, wobei das Zusammenwirken der einen oder der anderen Halbmutter mit der zugehörigen Spindel durch die Lage eines angelenkten Gewichts 51 bestimmt wird, welches innerhalb zwischen die Stangen 20 eingebauter Stifte 52 schwingt. Die Spindel 47 ist diejenige, welche die wirksame Querbewegung der Scheiben 18 verursacht, und die Spindel 48 diejenige für die Rückbewegung. Demgemäß ist es wünschenswert für die letztere, sich schneller als die Spindel 47 zu drehen. Die Spindel 48 kann von der Gegenwelle 10 oder von irgendeiner anderen in geeigneter tio Weise angeordneten Welle aus mittels einer über eine auf der Spindel 48 angeordnete Scheibe 54 geführte Kette oder Schnur angetrieben werden. Eine zweite auf dieser Spindel vorgesehene Scheibe 55 dient dazu, mittels einer Ouerschnur oder eines Riemens 56 die auf der Spindel 47 angeordnete Scheibe von größerem Durchmesser zu treiben. Um eine Umschaltung an den Enden der Vorwärts- und Rückwärtshübe zu bewerkstelligen, sind Nocken .58 vorgesehen, die mit dem das Gewicht 51 tragenden Arm zusammenwirken,

wobei das Gewicht 51 vom Eingriff mit einem der Stifte 52 zum Eingriff mit dem anderen Stift umgeworfen wird, so daß die Stangen 20 gekippt werden, um die in wirksamer Verbindung mit der einen der Schraubenspindeln stehende Halbmutter auszuschalten und die zweite Halbmutter mit der zugehörigen Spindel zusammenzubringen. Die Stangen 20 werden vorzugsweise mit einem Gegengewicht 59 versehen, so daß der von den Rollen bzw. Scheiben auf den Dorn 1 ausgeübte Druck gänzlich oder zu irgendeinem gewünschten Teil von dem Eigengewicht der Rollen bestimmt wird.

Bei der Vorrichtung gemäß Abb. 8 und 9 werden zwei Dorne benutzt, die je einen entsprechenden Satz Anlegescheiben 18 besitzen, die von einem gemeinsamen Rahmen 60 getragen werden, welcher auf einer Stange 21 ' ?.o liegt und so eingerichtet ist, daß er mittels einer Kippstange 40 bei der Rückbewegung, wie bei obigem Beispiel, gekippt werden kann. Da jedoch bei der Herstellung von Röhren die Länge der Dorne-i möglicherweise sehr groß ist, ist es möglich, daß eine Durchbie- j gung infolge des durch die Scheiben 18 ausgeübten Druckes leicht entstehen könnte. Infolgedessen ist ein weiterer Satz Anlegerollen 61 auf der unteren Seite des Domes vorgesehen, um eine gewisse Stütze zu gewährleisten. Der Rollensatz 61 wird mittels einer Stange 62 getragen, die so eingerichtet ist, daß sie senkrecht durch den Rahmen 60 gleiten kann, und ist mit einer Flügelmutter o. dgl. versehen, wobei der nach aufwärts gerichtete Druck einer die Stange 62 und die Rollen 61 stützenden Feder 64 eingestellt werden kann. Um bei der Rückbewegung die Rollen 18 von den zugehörigen Dornen durch die Kippbewegung des Rahmens 60 zu heben, ist es offenbar nötig, daß die Rollen 61 außer Eingriff mit den Dornen 1 herunterbewegt werden, und dies wird automatisch erreicht mittels einer Schulter 65, die auf der Stange 62 angeordnet und mit einer geneigten Fläche 66 versehen ist, die dazu dient, mit einer entsprechend geformten Fläche der Hülse 67 zusammenzuarbeiten, welche Hülse lose auf der Stange 62 sitzt und sich in solcher Weise gegen einen festen Ansatz 68 legt, daß eine Drehung seitens der Hülse 67 sich, in einem Niederdrücken der Rollen 61 auswirkt. Die Hülse 67 ist mit einer nach außen ragenden Stange 69 versehen, welche bei dem Vorwärts- oder Rückwärtshub der Rollen 18 und eine Lage relativ zum Rahmen 60 einnimmt, die in ausgezogenen Linien in Abb, 9 dargestellt ist. Gegen Ende des Arbeitshubes legt sich die Stange 69 jedoch gegen einen Stift 70, und dadurch wird, mit Rücksicht auf die weitere Querbewegung des Rahmens 60, die Stange 69 gehalten und in die in gestrichelten Linien gezeigte Stellung gebracht, wodurch die Hülse 67 gedreht und die Rollen niedergedrückt werden. Die Kippstange kippt dann den Rahmen 60, und die Umkehrvorrichtung wird dann wirksam, um die Rückbewegung herbeizuführen, worauf die Stange 69 gegen Ende dieses Hubes gegen einen zweiten nicht gezeigten Stift anläuft, welcher dieselbe in die in ausgezogenenLinien gezeigte Anfangsstellung zurückbringt, wobei die Feder 64 die Rollen 61 in Eingriff mit den Dornen 1 im gleichen Moment hebt wie die Kippstange 40 betätigt wird, um die Scheiben 18 gegen die Dorne drücken zu lassen. Während die Vorrichtung, insbesondere in ihrer Anwendung auf die Herstellung von Blech, Röhren, Band oder Draht aus Kupfer, beschrieben worden ist, ist die Erfindung ebenfalls zur Anwendung beim Niederschlag von anderen Metallen, wie z. B. Zink, Nickel, Kobalt oder Silber, geeignet, unabhängig davon, ob dieselben aus ihren Erzen oder anderen Verbindungen, wie oben beschrieben, oder durch Übertragung von einer aus dem betreffenden Metall bestehenden Anode hergestellt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen auf einem oder mehreren sich in einem elektrolytischen Bad' drehenden Dornen, gegen deren jeden sich eine oder mehrere glättende Rollen anlegen, die in Querrichtung parallel zur Dornachse bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle in eine Anzahl Scheiben unterteilt ist, von denen jede sich um ihre eigene Achse frei drehen und als Körper eine beschränkte Bewegung in der Umfangsrichtung des Domes und radial zu diesem ausführen kann.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorhanden ist, die die Rollen am Ende ihrer in Anlage am Dorn bzw. dem Niederschlag ausgeführten Querbewegung aus der Anlagestellung abhebt, außer Anlage quer zurückbewegt und wieder zur Ausführung der Querbewegung in der Anlagestellung anlegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zusamrnengesetzte Rolle bildenden Scheiben auf einer gemeinsamen Spindel angeordnet sind, die durch eine Bohrung in jeder Scheibe hindurchgeht, deren Durchmesser beträchtlich größer ist als der der Spindel.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zu-

   sammengesetzte-Rolle bildenden Scheiben auf einer von einer Buchse umgebenen Spindel frei drehbar angeordnet sind, wobei Spindel und Buchse durch eine Bohrung in jeder Scheibe hindurchgehen, deren Durchmesser beträchtlich größer ist als der Außendurchmesser der Buchse, und der freie Raum mit einem nachgiebigen Stoff, z. B. Schwammgummi, ausgefüllt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen