DE603910C

DE603910C - Verfahren zur galvanischen Herstellung von Metallniederschlaegen

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Publication number: DE603910C
Application number: DEK130820D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-07-16
Filing date: 1933-07-16
Publication date: 1934-10-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ■zur galvanischen Herstellung von Metallniederschlägen, ζ. Β. Silber-, Gold-, Nickel-, Chromusw. Niederschlägen, aus einem Elektrolyten üblicher Zusammensetzung.

Zweck der Erfindung ist, eine Erhöhung der Stromdichte gegenüber den bisher gebräuchlichen Höchstwerten und damit kürzere Arbeitszeiten als bisher zu ermöglichen, ohne daß die Güte des Niederschlages leidet, ja sogar bessere Niederschläge mit höherer Stromdichte und ohne Stromverluste herzustellen.

Das gleiche Ziel wird bei einem bekannten Verfahren angestrebt, bei dem der Galvanisierungsstrom abwechselnd ein- und wieder ausgeschaltet wird, so daß in den Ausschaltzeiten die in den Einschaltzeiten durch Polarisation der Elektroden entstandene, den weiteren Stromdurchgang hindernde Spannungsdifferenz zwiao sehen den Elektroden sich durch das Bad hindurch in gewissem Maße ausgleichen kann. Diesem Ausgleich leistet das Bad jedoch einen beträchtlichen Widerstand, so daß er nur langsam und asymptotisch verläuft. Dies hat zur Folge, daß der Ausgleich nicht rasch genug und in praktisch in Betracht kommenden Zeiten nur sehr unvollständig vor sich geht, so daß beim Wiedereinschalten noch ein beträchtliches, den Stromdurchgang unter Energieverlusten hinderndes, durch die Polarisation der Elektroden bedingtes Potential besteht. Das Ziel der Erfindung wird daher auf diesem Wege nicht erreicht.

Den Mängeln dieses bekannten Verfahrens wird bei einem anderen bekannten Verfahren dadurch Rechnung getragen, daß der Arbeitsstrom abwechselnd in der einen und in umgekehrter Richtung durch das Bad geschickt wird. Bei der Stromumkehr wird zwar die bei der Galvanisierung gebildete störende Polarisation rückgängig gemacht, aber nur durch Aufwand von Strom ohne Nutzleistung, so daß dies Verfahren beträchtliche Verluste im Betrieb mit sich bringt. Außerdem ist zu seiner Durchführung ein kostspieliger, mechanisch anzutreibender Stromwender erforderlich.

Die Erfindung macht von dem erstgenannten bekannten Verfahren, den Arbeitsstrom abwechselnd aus- und wieder einzuschalten, unter Vermeidung der Nachteile beider genannten Verfahren Gebrauch und sieht zu diesem Zwecke vor, daß in den Zwischenzeiten, in den der Arbeitsstrom abgeschaltet ist, das durch Polarisation gebildete Potential durch Kurzschließen von Anode und Kathode der Galvanisierungszelle zu selbsttätigem Ausgleich gebracht wird. Dieser Ausgleich kann demgemäß zum Unterschied gegenüber den bekannten Verfahren sehr rasch und ohne Zeit- und Stromverluste vor sich gehen.

Die Erfindung ermöglicht, eine wesentlich höhere Stromdichte als üblich, etwa die 6- bis 8fache Stromdichte, zu verwenden, die sonst bei einem Bad gleicher Zusammensetzung für die Herstellung eines entsprechenden Niederschlages zur Vermeidung bekannter Übelstände höchstens

verwendbar ist. Durch diese Erhöhung der Stromdichte wird nicht nur der Zeitverlust, der durch die Arbeitspausen bzw. die Abschaltperioden des Arbeitsstromes entsteht, ausgeglichen, sondern überdies die Gesamtzeit, die zur Herstellung eines Niederschlages bestimmter Dicke auf einem bestimmten Gegenstand in einer bestimmt gebauten Zelle notwendig ist, ganz beträchtlich herabgesetzt, wie noch an ίο einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden soll. Darüber hinaus ist der gemäß der Erfindung hergestellte Niederschlag nicht nur vollkommen porenfrei, sondern sogar von feinerer Struktur als ein nach bekannter Weise mit stetigem Arbeitsstrom und geringerer Stromdichte hergestellter Niederschlag und besitzt ein besonders glänzendes Aussehen. Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die auf die galvanische Herstellung des Niederschlages folgenden Arbeitsgänge zum Teil eingespart werden können und doch Hochglanz des mit Niederschlag versehenen Gegenstandes erzielt wird. Z. B. macht das Verfahren gemäß der Erfindung bei der Versilberung das Kratzen des Gegen-Standes vor dem Oxydieren oder Polieren überflüssig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Aus- und Einschalten bzw. das Kurzschließen in regelmäßigen Zeitabständen selbsttätig vorzugsweise von elektrischen oder elektromagnetischen Schaltvorrichtungen bewirkt. Dies kann erfolgen, indem eine Schaltvorrichtung das Ausschalten bzw. das Einschalten des Arbeitsstromes im gleichen Zeitpunkt vornimmt, in dem 'eine andere die Kurzschlußverbindung herstellt bzw. unterbricht. Statt dessen kann auch der Einfachheit halber ein und dieselbe Schaltvorrichtung den Arbeitsstrom aus bzw. einschalten und gleichzeitig die Kurzschlußverbindung herstellen bzw. unterbrechen.

Als Schaltvorrichtungen können z. B. handelsübliche Quecksilberschaltröhren oder sonstige Unterbrecher dienen, von denen einer im Arbeits-Stromkreis und gegebenenfalls ein anderer in der Kurzschlußleitung liegt. Die Steuerspulen für die Quecksilberschaltröhren 0. dgl. sind gemäß der Erfindung vorzugsweise in Blinkschaltung parallel zu dem Leitungsstück geschaltet, das die den Arbeitsstromkreis unterbrechende Schaltröhre enthält. Dieses Leitungsstück kann außerdem einen regelbaren elektrischen Widerstand enthalten, der so gewählt wird, daß er das Arbeiten der Steuerspulen ohne Störung gewährleistet, und der zur Einregelung der Arbeitsstromstärke dienen kann.

Bei der bevorzugten Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung stehen die Ausschaltzeiten des Arbeitsstromkreises zu den .60 Einschaltzeiten im Verhältnis 1:1 und besitzen z. B. eine Dauer von je etwa ¹J₁ Sekunde. | Um eine gleichmäßige Stromabnahme zu erzielen, werden die Galvanisierungszellen gemäß der Erfindung vorzugsweise paarweise so geschaltet und ihre Arbeitsperioden so zeitlich gegeneinander versetzt, daß eine Zelle gerade dann eingeschaltet ist, wenn eine andere von derselben Stromquelle gespeiste Zelle ausgeschaltet bzw. kurzgeschlossen ist.

In der Zeichnung ist ein Schaltbild für eine beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wiedergegeben, und zwar sind zwei von der gleichen Stromquelle gespeiste Zellen dargestellt, von denen die eine in die Arbeitsstellung eingeschaltet, die andere dagegen bei unterbrochenem Arbeitsstrom kurzgeschlossen ist.

Die Stromquelle 1 ist durch eine Batterie gebildet, die selbstverständlich durch eine gleichwertige Gleichstromquelle, z. B. eine Dynamo, ersetzt werden kann. Die Zufuhr des Arbeitsstromes zur Kathode 2, 2' bzw. zur Anode 3, 3' der zugehörigen Zelle erfolgt durch die Leitungen 4 und 5 bzw. 4', 5'. In die Leitung 5 bzw. 5' ist vor der Anode 3 bzw. 3' eine Schaltröhre 6 bzw. 6' und ein Regelwiderstand 7 bzw. 7' eingeschaltet.

Parallel zu dem die Teile 6 und 7 bzw. 6' und 7' enthaltenden Leitungsstück liegen je zwei Steuerspulen 8, 9 bzw. 8', 9'. Die Spulen 8 und 8' sind den Schaltröhrcn 6 bzw. 6' zugeordnet und bewerkstelligen deren Steuerung. Die Spulen 9 und 9' bewirken entsprechend die Steuerung von Schaltröhren 10 bzw. 10', die in einer Leitung 11 bzw. 11' angeordnet sind, welche Kathode mit Anode verbinden kann.

Bei der gemäß der Zeichnung gerade arbeitenden Zelle 12 ist der Schalter 6 geschlossen, jedoch die Kurzschlußleitung 11 durch den Schalter 10 unterbrochen. Während der Arbeitsperiode der Zelle 12 ist der Arbeitsstrom für die zweite Zelle 12' durch den Schalter 6' unterbrochen, und gleichzeitig sind deren Elektroden bei geschlossenem Schalter 10' durch die Kurzschlußleitung 11' miteinander verbunden. Da sich in der vorhergegangenen Arbeitsperiode der Zelle 12' Wasserstoff an der Kathode angesammelt und diese auf ein höheres Potential als die Anode aufgeladen haben wird, fließt nun durch die Leitung 11' ein Polarisationsstrom, der Potentialausgleich mit sich bringt und die Zelle 12' für die nächste Arbeitsperiode bereitmacht, in der sie ihre Rolle mit der Zelle 12 vertauscht.

Die Zusammensetzung des Elektrolyten kann irgendeine bekannte Zusammensetzung sein und die üblichen Zuschläge zur Erzielung eines möglichst dichten und "porenfreien Niederschlages besitzen. Zum gleichen Zweck kann der Elektrolyt in bekannter Weise durch Rühren o, dgl. in Bewegung gebracht, von gereinigter Luft durchströmt und beheizt werden, um

Wasserstoffbildung und Bildung eines körnigen Niederschlages hintanzuhalten.

Die Dauer jeder Arbeitsperiode und ihr Verhältnis zur Ruheperiode jedes Bades kann auf Grund von Versuchen je nach dem gewünschten Niederschlag durch entsprechende Einregelung der Schaltvorrichtung eingestellt werden.

Bei einer praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Versilberung

ίο von Eßbestecken, die mit einer Silberauflage von ioo g handelsüblicher Art (also je 50 g auf ein Dutzend Löffel und Gabel des Eßbestecks) versehen werden, dauert die Herstellung dieses Niederschlages (bei 2 Vund 120 Amp.) 3 Stunden,

»5 während sie nach dem bekannten Verfahren mit konstantem, stetigem Arbeitsstrom für die Herstellung des gleichen Niederschlages 6 Stunden dauert, was den Vorteil der Erfindung handgreiflich macht. Außerdem ist der erzielte Niederschlag glänzender als bei dem bekannten Verfahren, so daß, wie bereits erwähnt, das übliche Kratzen erspart wird.

Als Schaltvorrichtungen können irgendwelche bekannten elektrischen oder elektromagnetischen Apparate Verwendung finden, die nach Ablauf der gewünschten Zeitspanne selbsttätig den zugeordneten Schalter einlegen bzw. ausrücken, wenn sie vom Strom durchflossen sind, und die zweckmäßig nach Wunsch einstellbar sind.

Die zu diesem Zweck bei der gezeichneten Schaltung vorgesehenen handelsüblichen Quecksilberschaltröhren 6, 10 bzw. 6', 10' arbeiten in der Weise, daß sie einschalten, sobald die zugeordnete Steuerspule 8, 9 bzw. 8', 9' erregt ist, und bei stromloser Spule selbsttätig ausschalten. Dadurch, daß die zwei Spulen ein und derselben Zelle verschieden dimensioniert werden, wie in der Zeichnung angedeutet ist, wird eine sogenannte Blinkschaltung geschaffen, bei der die Erregung einer Spule der anderen in Phase nacheilt, so daß auch der Einschaltvorgang der einen Röhre später als bei der anderen erfolgt. Durch geeignete Wahl oder Einregelung der Spulen erreicht man auf diese Weise, daß gerade eine Röhre einschaltet, wenn die andere ausschaltet.

Statt dessen! können bei der gleichen Zelle handelsübliche Schaltvorrichtungen verschiedener Bauart verwendet werden, von denen die eine bei stromdurchflossener Steuerspule o. dgl. einschaltet und die andere im gleichen Zustande ausschaltet; ihre Steuerspulen sind dann gleichfalls in der gezeichneten Weise parallel geschaltet. Ferner kann bei entsprechender Schaltung der Polarisationsstrom zur Steuerung einer Schaltvorrichtung herangezogen werden. Auch Uhrwerke können zur Bewirkung der regel

mäßigen Stromstöße bzw. Schaltvorgänge benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur galvanischen Herstellung von Metallniederschlägen, bei* dem der Arbeitsstrom abwechselnd aus- und wieder ein- ⁶S geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenzeiten, in denen der Arbeitsstrom abgeschaltet ist, das durch Polarisation gebildete Potential durch Kurzschließen von Anode und Kathode der Galvanisierungszelle zu selbsttätigem Ausgleich gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschließen in regelmäßigen Zeitabständen selbsttätig, vorzugsweise von elektrischen oder elektromagnetischen Schaltvorrichtungen (8, 9, 8', 9'), bewirkt wird.

3/ Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalt-Vorrichtung (9, 10 bzw. 9' 10') die Kurzschlußverbindung (11, 11') im gleichen Zeitpunkt herstellt bzw. unterbricht, in der eine andere das Ausschalten bzw. das Einschalten des Arbeitsstromes bewirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe Schaltvorrichtung den Arbeitsstrom aus- bzw. einschaltet und gleichzeitig die Kurzschlußverbindung (11, 11') herstellt bzw. unterbricht.

5. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspulen (8, 9 bzw. 8', 9') für die Schaltvorrichtungen parallel zu dem den Arbeitsstromkreis unterbrechenden Schalter (6 bzw. 6') der Schaltvorrichtung (6, 8 bzw. 6', 8') geschaltet sind.

6. Weitere Ausführung der Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltvorrichtungen. Quecksilberschaltröhren (6,10 bzw. 6', 10') gleicher Bauart mit in Blinkschaltung zugeordneten Steuerspulen (8, 9 bzw. 8', 9') verschiedener Größe verwendet werden.

7. Weitere Ausführung der Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung, die den zugeordneten Schalter (6 bzw. 6') bei stromdurchflossener Steuerspule (8 bzw. 8') öffnet,

' und eine Schaltvorrichtung, die den zugeordneten Schalter (10 bzw. 10') bei stromdurchflossener Steuerspule (9 bzw. 9') schließt (und umgekehrt), verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen