DE1590995A1 - Kontrollschaltungen fuer anodische Behandlungen - Google Patents

Description

• Kontrollschaltungen für anodische Behandlungen Das Hauptpatent befaßt sich mit einer elektrischen Schaltung zur anodischen Behandlung eines metallischen Gegenstandes in einer elektrolytischen Anodisierungszelle, um den Widerstand des Gegenstandes auf einen gewünschten Wert zu bringen. Hierbei sind Einrichtungenzur Versorgung der Zelle mit dem Anodisierungsstrom-zur anodisehen Behandlung des Gegenstandes vorgesehen und Einrichtungen zum Prüfen des Widerstandes mit der Anodisierungs-Schaltung, die ihrerseits Anzeigeeinrichtungen enthält, die das Erreichen des gewünschten Widerstandswertes anzeigen. Bei der Herstellung von Dünnschicht-Widerständen wird ein dünner Film von Metall, wie etwa Tantal, auf einer dielektrischen Unterlage niedergeschlagen. Danach wird die gewünschte Gestalt des Widerstandes durch selektives Abdecken eines Teils des Metallfilms mit einem ätzbeständigen Material erzeugt und danach der Film geätzt, um seine unmaskierten Teile zu entfernen. Die Abmessungen des so gebildeten Widerstandskörpers bestimmen seinen Widerstandswert. Wegen der Schwierigkeiten., die bei der exakten Regelung der Filmabscheidung im gewünschten Grade zwecks Herstellung sehr genauer Widerstandskörper auftreten, hat man es wünschenswert gefunden, den Film so abzuscheiden, daß der erhaltene Widerstand nach dem Ätzen sich dem gewünschten Wert nähert, aber nicht ganz erreicht. .Der Widerstand wird dann durch ein Anodisierungsverfahren auf den gewünschten Wert gebracht. Die Anodisierung oxydiert den Film, vermindert dadurch seine wirksame Dicke und damit seine Querschnittsfläche. Dies ergibt natürlich ein Anwachsen des Filmwiderstandes. Eines der beim Anodisierungsverfahren auftretenden Probleme ist die Beendigung des Verfahrens, wenn der Widerstandskörper den gewünschten Wert erreicht hat. So bleibt bei vorzeitiger Beendigung des Verfahrens der Widerstand unter dem gewünschten Wert und umgekehrt wird der Widerstand größer als der Sollwert, wenn der Widerstandskörper überanodisiert, wird. Die exakte Beendigung verlangt indessen allgemein irgendeine Art der Widerstandsüberwachung. Dies wird andererseits durch den Fluß des Anodisierungsstroms durch den Widerstand erschwert, welcher natürlich bei jedem Versuch, den Widerstandswert des Widerstandskörpers während der anodischen Behandlung zu messen, in Rechnung gestellt werden muß.
• Eine elektrische Schaltung, die sich als sehr befriedigend bei der Bereitstellung neuer und verbesserter Schaltungen zur anodischen Behandlung eines Dünnschiclit-Widerstandes zwecks Erhöhung seines Widerstande;-Wertes auf den Sollwert erwiesen hat, ist in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung des Hauptpatents offenbart.
• Die vorliegende Erfindung verbessert die Ausführung des Hauptpatents insofern, als sie die Aufgabe des Hauptpatents in einfacherer Weise löst und dabei die Genaugikeit und Zuverlässigkeit der Anodisierungsschaltung noch verbessert. Gemäß vorliegender Erfindung wird ein anodisch zu behandelnder Gegenstand in einer elektrolytischen Anodisierungszelle als deren Anode eingesetzt und Einrichtungen vorgesehen, um eine Wechselstromquelle mit der Zelle derart zu verbinden., daß die Stromquelle während einer Halbwelle Anodiserungsstrom zur Zelle zwecks Anodisierung des Gegenstandes liefert und während der anderen Halbwelle den Meßstrom liefert, um den Widerstand des Gegenstandes zu messen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Einrichtungen vorgesehen, um die Stromquelle abwechseind an die Zelle und die Widerstandsmeßeinrichtung zu legen, die den Gegenstand messen soll, damit abwechselnd der Gegenstand anodisiert und sein Widerstandswert gemessen wird. Es sind Einrichtungen vorgesehen, die auf die Widerstandsmessung ansprechen, um die Amodisierung zu beenden, wenn der Gegenstand einen gewünschten Widerstandswert erreicht hai Eines der Probleme, die bei Schaltungen dieser Art auftreten, liegt in den Schalteffekten, die ein irrtümliches Arbeiten der Schaltung veranlassen können. Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfiddung, neue und verbesserte Kontrollschaltungen der Anodisierung mit abwechselndem Anodisieren und Messen vorzusehen, die das Problem der Schalteffekte beseitigen und damit die Genatigkeit der Anodisierung weiter verbessern. Entsprechend den vorerwähnten und weiteren Zielen kann eine Schaltung, die bestimmte Prinzipien der Erfindung betreffs Anodisierung eines Metall-Gegenstandes in einer elektrolytischen Anodisierungszelle verkörpert, eine Wechselstromquelle enthalten, die mit der Zelle so verbunden ist, daß während einer Halbwelle Anodisierungsstrom zur Zelle geliefert wird, um den Gegenstand anodisch zu behandeln und damit seinen Widerstand fortschreitend zu erhöhen und während der anderen Halbwelle den Meßstrom zum Gegenstand liefert, um seinen Widerstand zu messen. Es wird ferner ein Detektor vorgesehen, der auf den Spannungsabfall anspricht, der beim Durchgang des Meßstroms am Gegenstand*entsteht und mit dem Gegenstand so verbunden ist, daß er nur während der Halbwelle arbeitet, wenn der Meßstrom fließt, um festzustellen., wann der Gegenstand einen gewünschten Widerstandswert ei-reicht hat. Andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
• Fig. 1 zeigt schematisch eine Anodisierungssehaltung gemäß Erfindung. Fig. 2A bis 2C erläutert graphisch den Spannungsverlauf, der in der Schaltung der Fig. 1 auftreten kann, wobei die Wellenformen in der Höhe aus Gründen der Klarheit verzerrt sind.
• Fig. 3 ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1.
• Fig. 4 ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 3, die als kombinierte Ano*disierungs- und Meß-Apparatur verwendet wird. Fig. 5 ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 4, bei der Teile aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen sind.
• Die Fig. 1 zeigt nun eine erste Ausführungsform einer Schaltung zur Anodisierung eines Metallobjektes, wie etwa ein Dünnschicht-Widerstand 10, der auf einer dielektrischen Unterlage 11 angebracht ist und mit niedrigohmigen Zuführungen 12-12 an seinen Endpunkten versehen ist. Der Widerstand 10 ist als Anode einer elektrolytischen Anodisierungszelle 13 angeordnet., welche aus einem Behälter 14, einem geeigneten Elektrolyten 16 und einer Kathode 17 besteht. Der Widerstand 10 besteht typischerweise aus Tantal. Die Unterlage 11 kann Glas sein. Die niedrigohmigen Zuführungen 12-12 können aus aufeinanderfolgenden Schichten einer Chromnickel»Legierung, Kupfer und Gold bestehen. Der Elektrolyt 16 kann deionisiertes Wassel; --,-iit 01 01 % Essigsäure sein und die Kathode 17 kann aus Tantal sein.
• Um den Widerstandskörper 10 wirksam anodisch zu behandeln, ist es notwendig, die niedrigohmigen Zuführungen 12-12 vom Elektrolyten 16 abzudecken. Andernfalls würden die Zuführungen 12-12 einen Nebenschlußweg für den Anodisierungsstrom darstellen und damit die Anodisierung des Widerstandskörpers 10 ausschließen.
• Die Schaltung nach Fig. 1 zeigt eine Wheatstonelsche Brücke 18, deren 4 Zweige aus einem festen Widerstand 19, einem festen Widerstand 21, einem veränderlichen Widerstand 22 und dem Dünnschicht-Widerstand 10 bestehen. Eine Wechselstromquelle 23 wird über ein erstes Paar gegenüberliegender Anschlußpunkte 24-26 der Brücke 18 angelegt und ein Einweg-Durchlaß., etwa eine Diode 27, miteinem zweiten Paar gegenüberliegender Anschlußpunkte 28-29 der Brücke angelegt. Die Kathode 17 der Zelle 13 wird mit einer Seite der Stromquelle 23 über einen Einweg- Durchlaß, etwa eine Diode 31, einen Widerstand 32 und einen normalerweise offenen Kontakt 33 verbunden. Wie im einzelnen weiter unten auseinandergesetzt wird, liefert die Wechselstromquelle 23 infolge dieser Anordnung während einer Halbwelle Anodisierungsstrom an die Zelle 13 und während der anderen Halbwelle Meßstrom zur Brücke 18. Der Auslaß der Brücke 18 liegt an den Verbindungspunkten 28-29 und wird einem geeigneten Detektor 34 zugeführt. In diesem Fall enthält der Detektor 34 einen Verstärker 36 zur Verstärkung des sehr schwachen Signals, welches am Brückenauslaß 28-29 erscheint, wenn die Brücke 18 nahe am Gleichgewichts-Zustand ist. Ein geeignetes, auf Spannung ansprechendes Gerät wie etwa das Relais 37, ist mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden und schließt bei Stromzufuhr den Kontakt 33, um die Anodisierung zu gestatten und öffnet beim Abschalten den Kontakt 33, um die Anodisierung auszuschließen, wie weiter unten eingehend auseinandergelegt wird. Ein Kondensator 38 liegt parallel zur Spule des Relais 37. Außer der Regelung des Kontaktes 33 steuert das Relais 37 einen normalerweise offenen Kontakt 39 in einer Signalschaltung, die aus einer Signallampe 41 und der Wechselstromquelle 23 besteht. Die Arbeitsweise der Schaltung wird am besten an Hand der Wellenformen in Fig. 2A bis 2C in Verbindung mit der nachfolgenden Schilderung verstanden. Bezüglich der Arbeitsweise der Schaltung sieht man leicht, daß während derjenigen Halbwelle, wo die Verbindungsstelle 24 auf einem höheren Potential liegt als die Verbindungsstelle 26 (Fig. 2A), daß die Diode 31 in der Sperr-Richtung geschaltet ist und damit den Anodisierungsstrom daran hindert, durch die Zelle 13 zu fließen. Dementsprechend wird nur der Meßstrom von der Stromquelle 23 zur Brücke 18 geliefert. Die Werte der Brücken-Widerstände 19, 21 und 22 werden so ausgewählt, daß der Verbindungspunkt 28 ein niedrigeres Potential hat als Verbindungspunkt 29, wenn der Widerstand 10 unter seinem Sollwert ist und daß die Verbindungspunkte 28-29 auf gleichem Potential liegen, wenn der Widerstand 10 seinen Sollwert erreicht. Da der Widerstandswert des Widerstandskörpers 10 zu Beginn der Anodisierung kleiner ist als der Sollwert, liegt der Verbindungspunkt 28 während der ersten Halbwelle auf einem niedrigeren Potential als der Verbindungspunkt 29. Dementsprechend ist die Diode 27 in Sperr-Richtung geschaltet und gestattet es dem Ausgangs-Signal,also der negativen Halbwelle der Brücke 18 (Fig. 2B) zum Einlaß des Verstärkers 36 zu #elangen. Nach der Verstärkung gelangt dii#.s Signal an das Relais 37 und veranlaßt das Relais, sich zu betätigen und die Kontakte 33 und 39 zu schließen. Die Schließung des Kontaktes 33 öffnet einen Weg von der Kathode 17 zur Stromquelle 23, womit der Anodisierungskreis in Tätigkeit tritt, während die Schließung des Kontaktes 39 den Anzeigekreis mit Aufleuchten der Lampe 41 schließt. Während der nächsten Halbwelle hat der Verbindungspunkt 24 ein kleineres Potential als der Verbindungspunkt 26. Dies bewirkt, wie leicht ersichtlich, die Schaltung der Diode 31 in Durchlaßrichtung und gestattet damit dem Anodisierungsstrom, durch die Zelle 13 zu fließen. Als Ergebnis wird die Oberfläche des Widerstandskörpers 10 oxydiert; genauer gesagt, die Oberfläche des Wider-sta.iiciskörpers wird in Tantalpentoxyd verwandelt. Dementsprechend wird die wirksame Dicke der Tantalschicht vermindert bei einem gleichzeitigen Zuwachs des Widerstands. Der Widerstandswert des Widerstandskörpers 32 wird so gewählt, daß während einer Anodisierungs-Halbwelle das Potential des Verbindungspunktes 28 ständig zu einem höheren Wert als dem des Verbindungspunktes 29 strebt, wie in punktierten Linien in Fig. 2B sichtbar. Dementsprechend wird während einer Anodisierungs-Halbwelle die Diode 27 stets in Durchlaß-Richtung geschaltet. Dies ergibt, wie leicht ersichtlich, eine Kurzschließung des Brückenauslasses 28-29 und verhindert somit, daß ein Signal an den Verstärker 36 gelegt wird und damit auch an das Relais 37 während dieser Halbwelle. Das Relais 37 bleibt jedoch, wie aus Fig. 2C ersichtlich, unter Strom infolge der im Kondensator 38 während der vorhergehenden Halbwelle gespeicherten Spannung.
• Das fortlaufende Arbeitsspiel dauert an bis der Widerstand 10 während einer Anodisierungs-Halbwelle einen Widerstandswert erreicht, der dem vorbestimmten Gleichgewichtswert der Brücke 18 gleichkommt, worauf während der nächsten Meß-Halbwelle die Spannung aus Relais 37 unter diejenige fällt, die zu seiner Betätigung notwendig ist. Das Abschalten des Relais 37 öffnet die Kontakte 33 und 39 und schließt damit jede weitere Anodisierung aus unter Erlöschen der Lampe 41, um die Bedienung zu benachrichtigen, daß der Anodisierungs-Vorgang beendet ist. Die Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1. Diese Schaltung ist im wesentlichen identisch mit der Schaltung nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß an Stelle einer Diode 27 zum Kurzschließen des Auslasses 28-29 der Brücke 18 dieser Schaltkreis ein Quecksilber-Relais 42 verwendet, dessen Spule 43 mit der Wechselstromquelle 23 verbunden ist und daß ein Satz Kontakte 44-44 derselben mit dem Auslaß der Brücke verbunden ist. Wenn das Relais 43 abschaltet, werdendie Kontakte 44-44 vom Anker 46 erfaßt und schließen den Brückenauslaß 28-29 kurz. Umgekehrt gibt der Anker 46 die Kontakte 44-44 frei und beseitigt die Kurzschließung des Brückenauslasses 28-29, wenn das Relais 42 eingeschaltet wird. Der Vorteil der Verwendung eines Quecksilber-Relais 42 oder einer ähnlichen Vorrichtung liegt darin, daß die Kontakte 44-44 bei Berührung durch den Anker 46 praktisch eine ideale Kurzschließung der Brückenauslässe 28-29 darstellen und damit sicherstellen, daß kein Eingangssignal dem Verstärker 36 während der Anodisierung geliefert wird. Eine Diode hat auf der anderen Seite einen bestimmten Spannungsabfall, ebenso wie einebestimmte Schwellenspannung und stellt demgemäß, keinen idealen Kurzschluß der Brückenauslässe 28-29 dar, wenn die Brücke 18 sehr nahe am Gleichgewichtszustand ist. Es sollte natürlich klar sein, daß in dieser Schaltung der Verbindungspunkt 28 sowohl auf höherem als auch niedrigerem Potential sein kann als der Anschlußpunkt 29 während der Amodisierungs-Halbwelle, da die Kontakte 44-44 diese Punkte in jedem Fall kurzschließen.
• Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist praktisch die gleiche wie die Schaltung nach Fig. 1, indem die Spule 43 des Relais 42 mit der Wechselstromquelle 23 so verbunden wird, daß das Relaiswährend derjenigen Halbwelle eingeschaltet wird, in der Meßstrom zur Brücke 18 fließt und abgeschaltet wird während der Halbwelle, in der der Anodisierungsstrom zur Zelle 13 geleitet wird.
• In der Beschreibung der Schaltungen nach Fig. 1 und 3 wurde vorausgesetzt, daß der Widerstand 10 zu Beginn der Anodisierung unter seinem Sollwert liegt. Dies braucht jedoch nicht immer der Fall zu sein, da einige Widerstandskörper 10 unabsichtlich so gefertigt werden, daß ihre Widerstandswerte größer als die gewünschten Werte sind. Obwohl diese Widerstandskörper nicht anodisiert werden, wenn sie in den Anodisierungskreis geschaltet werden, ist es ratsam, Einrichtungen vorzusehen, die die Bedienung von der Tatsache in Kenntnis setzen, daß diese Widerstände über dem vorbestimmten Wert der Anodisierungssehaltung liegen. Es ist auch ratsam., daß diese Vorrichtungen nicht nur die Bedienung unterrichten, wenn ein Widerstand 10 größer ist als der vorbestimmte Wert, sondern auch, wenn er um einen unannehmbaren Betrag größer ist. Zu diesem Zweck wird die Schaltung der Fig. 3., wie in Fig. 4 gezeigt, abgewandelt uz.--' dient als kombinierte Anodisierungs- und Meß-Apparatur.
• Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß diese Schaltung zwei Wheatstonelsche Brücken 47 und 48 enthält. Die Brücke 47 wird von einem festen Widerstand 51, dem Dünnschichten-Widerstand 10, einem festen Widerstand 52 und einem veränderlieben Widerstand 53 gebildet. Die Widerstände der Brücke 47 werden so ausgewählt, daß die Brücke im Gleichgewicht ist, wenn der Widerstandswert des Widerstandskörpers 10 dem niedrigsten körpers geringer ist als dieser Wert, der Anschlußpunkt 54 im Potential höher liegt als der Anschlußpunkt 56.
• Die Brücke 48 wird durch den festen Widerstand 51, den Dünnschichten-Widerstand 10, einen festen Widerstand 57 und einen veränderlichen Widerstand 58 gebildet. Die Widerstandskörper der Brücke 48 werden folgendermaßen ausgewählt:wenn der Widerstand des Widerstandskörpers 10 dem höchsten annehmbaren Wert entspricht, ist die Brücke im Gl#ichgewicht,- wenn der Widerstand des Widerstandskörpers 10 kleiner ist als dieser Wert, so liegt der Anschlußpunkt 59 der Brücke 48 auf einem höheren Potential als der Anschlußpunkt 61; wenn der Widerstand des Widerstandskörpers 10 höher ist als dieser Wert, so liegt der Anschlußpunkt 59 auf einem niedrigeren Potential als der Anschlußpunkt 56.
• Eine Wechselstromqu elle 61 wird über die gemeinsamen Anschlußpunkte 62 und 63 der Brücken 47 und 48 angeschlossen, um während einer Halbwelle den Meßstrom und während der anderen Halbwelle den Anodisierungsstrom zur Zelle 13 zu liefern. Die Kathode 17 wird mit einer Seite der Wechselstromquelle 61 über eine Diode 64, einen strombegrenzenden Widerstand 66 und einen normalerweise offenen Kontakt 67 verbunden.
• Der Auslaß der Brücke 47 wird von den Anschlußpunkten 54 und 56 abgenommen und einem ersten Detektor 68 zugeführt, der einen Verstärker 69 und ein Relais 71 enthält, welches den Kontakt 67 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 72 steuert.
• Der Auslaß der Brücke 48 wird von den Anschlußpunkten 59 und 56 abgenommen und einem zweiten Detektor 73 zugeführt, der einen Verstärker 74 und ein Relais mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt 77 und einem normalerweise offenen Kontakt 78 enthält. Wie bei den früheren Ausführungsformen liegen Kondensatoren 79 und 81 parallel zu den Relais 71 und 7 6.
• Ein Signalkreis ist vorgesehen, der 3 Lampen 82, 83 und 84 enthält. Wie weiter unten im einzelnen auseinandergesetzt, sind die Lampen 82, 83 und 84 mit den Kontakten 72, 77 und 78 und der Wechselstromquelle 61 derart verbunden, daß die "Niedrig"-Lampe 82 aufleuchtet, wenn der Widerstand 10 kleiner ist als der niedrigste annehmbare Wert, die "Brauchbar"-Lampe 83 leuchtet auf, wenn der Widerstand den geringsten annehmbaren ,Wert erreicht oder einen größeren Anfangswert hat als der kleinste e annehmbare Wert' ., aber weniger als der höchste annehmbare Wert. Die "Iloch" -Lampe 84 leuchtet auf, wenn der Widerstandskörper einen Widerstandswert besitzt, der größer ist als der höchste annehmbare Wert.
• Die Spule 86 eines Quecksilber-Relais 87 ist mit der Wechselstromquelle 61 so verbunden, daß das Relais während der Anodisierungs-Halbwelle keinen Strom erhält und während der Meß-Halbwelle eingeschaltet wird. Beim Abschalteh ist der Anker 88 des Relais, welches mit dem Anschlußpunkt 56 verbunden ist, in Verbindung mit einem Satz von Kontakten 89-89. Die Kontakte 89-89 sind ihrerseits mit den Anschlußpunkten 54 und 59 verbunden. Demzufolge werden beim Stromloswerden des Relais 87 Kurzschlüsse zwischen die Auslässe beider Brücken 47 und 48 gelegt. Während der Meß-Halbwelle wechselt der Auslaß der Stromquelle 61 seine Polarität und veranlaßt damit das Einschalten des Relais 87. Das Einschalten des Relais 87 löst den Anker -88 von den Kontakten 89-89, wodurch die Kurzschlüsse zwischen den Auslässen der Brücken 47 und 48 beseitigt werden und diese Auslässe von den Detektoren 68 und 73 abgetastet werden können.
• Für die Arbeitsweise sei zuerst angenommen, daß der anodisch zu behandelnde Widerstand 10 einen Anfangswert unter dem kleinsten annehmbaren Wert besitzt. Während der- ersten Meß-Halbwelle (d. h. wenn der Anschlußpunkt 62 auf höherem Potential liegt als der Anschlußpunkt 63 und die Diode 64 den Anodisierungsstrom daran hindert, durch die Zelle 13 zu fließen) wird Relais 87 eingeschaltet und entfernt die Kurzschlüsse von den Auslässen der Brücken 47 und 48. Dies ermöglicht die Abgabe von Auslaß-Signalen der Brücken 47 und 48, die nach der Verstärkung an die Relais 71 und 76 gelangen.
• Da der Widerstand 10 kleiner ist als der vorbestimmte Gleichgewichtswert der Brücke 47, liegt der Anschlußpunkt 54 auf einem höheren Potential als der Anschlußppnkt 56. Die Verbindungen vom Verstärker 69 zum Relais 71 sind derart, daß die Abgabe eines Brücken-Signals dieser Polarität das Relais 71 zum Einschalten bringt. Das Einschalten des Relais 71 schließt den Kontakt 67, welcher seinerseits einen Stromweg von der Wechselstromquelle 61 zur Kathode 17 einrichtet und damit die Schaltung für die Anodisierungs-Ilalbwelle betriebsbereit macht. Die Schließung des Kontaktes 67 vervollständigt gleichfalls einen Schaltweg von der Wechselstromquelle 61 zu der "Niedrig"-Lampe 82 und läßt hierdurch die Lampe aufleuchten, um anzuzeigen, daß der Widerstand 10 unterhalb seines niedrigsten annehmbaren Wertes liegt.
• Da der Widerstand 10 gleichfalls kleiner ist als der vorbestimmte Gleichgewichtswert der Brücke 48, wird der Anschlußpunkt 59 wie der Anschlußpunkt 54 ein höheres Potential haben als der Anschlußpunkt 56. Indessen sind die Verbindungen vom Auslaß des Verstärkers 74 zum Relais 76 derart, daß. dies Signal nach der Verstärkung eine zum Einschalten des Relais 76 falsche Polarität zeigt, wodurch dies Relais ausgeschaltet bleibt. Es ist zu beachten, daß, das Auslaß-Signai der Brücke 48 stets von falscher Polarität ist, um das Relais 76 einzuschalten, solange der Widerstandswert des Widerstandskörpers 10 kleiner ist als der höchste annehmbare Wert.
• Während der nächsten Halbwelle hält der Kondensator 79 die Spannung am Relais 71 auf einem Wert, der hoch genug ist, um die Einschaltung des Relais aufrechtzuerhalten. Ferner ist während dieses Arbeitsspiels der Anschlußpunkt 63 auf höherem Potential als Anschlußpunkt 62, wodurch die Diode 64 in Durchlaßrichtung geschaltet ist und den Anodisierungsstrom durch die Zelle 13 fließen läßt. Da das Relais 87 während dieser Periode'abgeschaltet ist, überbrücken gleichzeitig die Kontakte 89-89 die Auslässe der Brücken 47 und 48 und verhindern jede Signal-Übermittlung zu den Relais 71 und 76.
• Der obige Vorgang wird während aufeinanderfolgender Halbwellen der Quelle 61 wiederholt, bis der Widerstandskörper 10 einen Wert erreicht, der dem niedrigsten annehmbaren Wert gleichkommt, d. h. dem vorbestimmten Gleichgewichtswert der Brücke 47. Dementsprechend wird während der nächsten Meß-Halbwelle die Brücke 47 ins Gleichgewicht gebracht, worauf kein Signal mehr an Relais 71 gelangt und das Relais abschaltet, den Kontakt 67 öffnet und den Kontakt 72 schließt. Das Öffnen des Kontaktes 67 öffnet den Stromkreis von der Stromquelle 61 zur Kathode 17 und zur "Niedrig"-Lampe 82, womit weitere Anodisierung ausgeschlossen und die "Niedrig" -Lampe gelöscht wird. Das Schließen des Kontaktes 72 schließt andererseits einen Stromkreis von der Quelle 61 durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 77 und dem Kontakt 72 zur "Brauchbar"-Lampe 83, worauf diese Lampe aufleuchtet und die Bedienung davon unterrichtet, daß die Anodisierung vollständig ist.
• Betrachtet man nun die Situation, in der der Widerstandswert des Widerstandskörpers 10 größer ist als sein geringster brauchbarer Wert, aber niedriger als der höchste brauchbare Wert, so sieht man leicht, daß während eines Meßspiels der Anschlußpunkt 54 auf niedrigerem Potential ist als der Anschlußpunkt 56 und daß der Anschlußpunkt 59 auf höherem P.,tential liegt als der Amschlußpunkt 56. Dementsprechend sind die von den Relais 71 und 76 von ihren diesbezüglichen Brücken-Auslässen erhaltenen Signale von falscher Polarität, um die Relais zu betätigen. Als Ergebnis wird sich der Kontakt 67 nicht schließen und es findet keine Anodisierung statt. Außerdem sieht man, daß beide Relais 71 und 76 abgeschaltet sind, daß eine stromführende Schaltung zur "Brauchbar"-Lampe 83 geschlossen wird, worauf diese Lampe aufleuchtet upd die Bedienung benachrichtigt., daß der Wert des Widerstands 10 innerhalb brauchbarer Grenzen liegt. Es ist auch zu beachten, daß die Bedienung wegen des fehlenden Aufleuchtens der "Niedrig"-Lampe 82 während dieses Arbeitsgangs'weiß., daß der Widerstandskörper 10 keine Anodisierung erfahren hat, sondern zu Beginn einen brauchbaren Wert hatte. Diese Information ist natürlich eine große Hilfe beider Bewertung von Herstellungs -Weisen und -Verfahren. Wenn der Widerstandskörper 10 anfänglich auf einem größeren Widerstandswert ist als sein höchster brauchbarer Wert, ist leicht zu ersehen, daß das während eines Meßspiels an das Relais 76 erteilte Signal von richtiger Polarität ist, um seine Einschaltung zu bewirken. Die Einschaltung des Relais 76 schließt den Kontakt 78 und läßt die "Hoch" -Lampe 84 aufleuchten. Dementsprechend ist die Bedienung davon unterrichtet, daß der Widerstand'10 nicht brauchbar ist und verworfen werden sollte. Wie im früheren Falle eines anfänglich brauchbaren Widerstandes wird das Relais 71 nicht eingeschaltet, wodurch keine Anodisierung stattfindet. Obwohl die in der Schaltung der Fig. 4 (oder Fig. 1 und 3) verwendeten Verstärker 69 und 74 entweder für Gleichstrom oder für Wechselstrom sein können, ist zu beachten, daß bei Verwendung von Wechselstrom-Verstärkern die Auslaßsignale der Brücken beim Durchlauf durch die Verstärker ihren Null-Bezug verlieren. Dementsprechend haben die Null-Teile der Signale, d. h. die Spannungen, die an die Verstärker ge - legt werden, wenn die Auslässe der Brücken 47 und 48 kurzgeschlossen sind, endliche Werte, die irrtümliches Einschalten oder Abschalten der Relais 71 und 76 veranlassen können. Dies Problem wird, wie in Fig. 5 gezeigt, leicht dadurch gelöst, daß man die gemeinsamen Enden der Relais 71 und 76 zu den vorher nicht benutzten Kontakten 91-91 des Relais 87 führt anstelle des direkten Anschlusses an den gemeinsamen Anschlußpunkt 56. Dementsprechend sind während einer Anodisierungs-Halbwelle, wenn der Anker 88 die Kontakte 89-89 zwecks Kurzschlußes der Auslässe der Brücken 47 und 48 erfaßt, die Kontakte 91-91 und damit die hiermit verbundenen Enden der Relais 71 und 76 offen, so daß kein Signal an die Relais gebracht werden kann, um ein irrtümliches Einschalten oder Ausschalten zu bewirken. Dagegen sind während der Meß-Halbwelle, wenn der Anker 88 die Kontakte 89-89 freigibt und die Kontakte 91-91 erfaßt, die gemeinsamen Enden der Relais 71 und 76 mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt 56 über die Kontakte 91-91 und den Anker 88 verbunden, wodurch die Relais in die Lage versetzt sind, Signale von ihren diesbezüglichen Verstärkern zu empfangen. Die vorangegangenen Erläuterungen beziehen sich auf die Beendigung der Anodisierung, wenn der Widerstandskörper 10 den vorbestimmten Wert einer Brücke erreicht hat, mit der er verbunden ist. Es sollte jedoch klar sein, daß der Fall, in dem der Widerstandskörper 10 exakt den gewünschten Nominalwert des Widerstandes während einer Anodisierungs-Halbwelle erreicht, selr selten eintritt. In den meisten Fällen wird der Widerstand entweder- einen Wert etwas unterhalb des gewünschten Nominalwertes oder einen etwas größeren Wert erreichen. Jeder dieser letzteren Fälle wird natürlich die Detektor-Relais zum Abschalten veranlassen. Wenn es jedoch wün sehenswert ist, daß die Widerstandskörper stets einen etwas größeren Wert haben als der gewünschte Nominalwert, wie beispielsweise in der Schaltung nach Fig. 4, können die Detektor-Relais vom polarisierten Typus sein, welche nur abschalten, wenn ein entgegengesetzter Strom durch ihre Spulen fließt. Da dies nur eintritt, wenn eine Brücke durch den Null- oder Gleichgewichts-Zustand geht, werden die Widerstände stets einen etwas Es ist noch zu beachten, daß einer der Vorteile der Verwendung von Wechselstrom zur Anodisierung darin liegt, daß Strom und Spannung in den Schaltkreisen beim Ende jeder Anodisierungs-Halbwelle und zu Beginn jeder Meß-Halbwelle Null ist, womit praktisch keine Schalteffekte auftreten können, die das exakte Arbeiten der Schaltungen beeinträchtigen.

Claims (2)

1. Patentansprüche ----------------- 1. Elektrische Sch altung zur anodischen Behandlung eines metallischen Gegenstandes in einer elektrolytischen Anodisierungszelle zwecks Anhebung des Widerstandes auf einen gewünschten Wert, bei der Einrichtungen vorgesehen sind, um Anodisierungsstrom zur Zelle-zwecks Anodisierung des Gegenstandes zu liefern und bei der Einrichtungen zur Messung des Widerstandes mit dem Anodisierungskreis verbunden sind und Anzeige-Einrichtungenenthalten zwecks Angabe, wann der Gegenstand den gewünschten Widerstandswert gemäß Hauptpatent ........ (Patentanmeldung gem. Antrag vorn 27. 8. 1965 - Akte E. A. La Chapelle 2 erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Anschluß einer Wechselstromquelle an die Zelle vorgesehen sind, so daß die Wechselstromquelle während einer Halbwelle Anodisierungsstrom an die Zelle zwecks Anodisierung des Gegenstandes liefert und die Quelle während der anderen Halbwelle Meßstrom an den Gegenstand zwecks Messung seines Widerstandes liefert.
2. 2. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor mit dem Anodisierungskreis verbunden ist, der auf den Spannungsabfall am Gegenstand anspricht, der sieh beim Durchgang des Meßstroms ergibt, um festzustellen, wann der Gegenstand den gewünschten Widerstandswert erreicht hat. 3. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Anschluß des Detektors an den Gegenstand vorgesehen ist, so'daf,; der Detektor nur während der Halbwelle arbeitsfähig ist, wenn Meßstrom durch den Gegenstand fließt. 4. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die dem Detektor anschließende Einrichtung ein mit der Wechselstromquelle synchronisiertes Relais enthält, derart daß das Relais den Detektor mit dem Gegenstand während der Halbwelle verbindet, wo die Wechselstromquelle Meßstrom dahin liefert und den Detektor vom Gegenstand während der Halbwelle abtrennt, wenn die Wechselstromquelle Anodisierungsstrom zur Zelle liefert. 5. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die den Wechselstrom anschließende Einrichtung ein Gerät mit nur einer Durchlaßrichtung enthält., das zwischen die Kathode der Zelle und die Stromquelle geschaltet wird, so daß der Strom durch die Zelle nur in einer Richtung fließen kann. 6. Elektrische Schaltung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor Einrichtungen zum automatischen Abschalten des A.nodisierungsvorgangs enthält, wenn der Gegenstand den gewünschten Widerstandswert erreicht hat. 7. Elektrische Schaltung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung ein Relais enthält mit einem in Serie zur Zelle liegenden Kontakt, welcher geschlossen ist, wenn das Relaisleingeschaltet ist, um die Anodisierung zu gestatten und offen ist, wenn das Relais abgeschaltet wird, um die Anodisierung auszuschließen und worin das Relais so lange eingeschaltet wird wie der Gegenstand unterhalb des gewünschten Widerstandswertes liegt und abgeschaltet wird, wenn der Gegenstand den gewünschten Widerstandswert erreicht hat. 8. Elektrische Schaltung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zwei Wheatstonelsche Brücken enthält, deren jede den Gegenstand als einen Zweig enthält und daß die erste Brücke so eingestellt wird, daß sie sich im Gleichgewicht befindet, wenn der Widerstand des Gegenstandes der unteren Grenze entspricht, und daß die zweite brücke so eingestellt ist., daß sie im Gleichgewichtszustand ist, wenn der Widerstand des Gegenstandes der oberen Grenze entspricht. 9. Elektrische Schaltung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß. die Schaltung zwei Detektoren enthält, die auf die Auslaßspannungen der ersten und zweiten Meßbrücke ansprechen, wenn der Meßstrom hindurchfließt. 10. Elektrische Schaltung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Vorrichtung zum gleichzeitigen Anschließen beider Detektoren an ihre diesbezüglichen Brückenauslässe während der Meßstrom-Halbwelle und zum gleichzeitigen Abtrennen der Detektoren von den Brückenauslässen während der Anodisierungs-Halbwelle., ferner gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die auf den ersten Detektor zur Durchführung der Anodisierung ansprechen, wenn und solange wie der Widerstand des Gegenstandes unter der unteren Grenze liegt sowie Vorrichtungen, die auf beide Detektoren ansprechen, um anzuzeigen, ob der Widerstand des Gegenstandes unter der unteren Grenze, zwischen der unteren und oberen Grenze oder über der oberen Grenze liegt. 11. Elektrische Schaltung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet., daß die Anzeige-Vorrichtung eine erste, zweite und dritte Lampe enthält die auf den Zustand der Detektor-Relais ansprechen und nur die erste Lampe aufleuchtet, wenn das erste Detektor-Relais eingeschaltet wird, die zweite Lampe nur aufleuchtet, wenn beide Detektor-Relais abgeschaltet werden und nur die dritte Lampe aufleuchtet, wenn das zweite Detektor-Relais eingeschaltet wird.