DE19932523C1

DE19932523C1 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung

Info

Publication number: DE19932523C1
Application number: DE19932523A
Authority: DE
Inventors: Markku Vaeaerni; Dirk Bube; Rolf Jansen; Alois Mueller
Original assignee: Surtec Produkte und System fuer die Oberflaechenbehandlung GmbH; WMV Apparatebau GmbH and Co KG
Current assignee: Surtec International GmbH; WMV Apparatebau GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: FR2796400A1; FR2796400B1; CH694701A5; ES2170683B1; ES2170683A1

Abstract

Verfahren zur elektrochemischen Behandlung, insbesondere zum elektrochemischen Beschichten, von leitenden oder leitend gemachten Teilen in einem mit Elektrolytlösung befüllten Behälter, in dem zwei Elektroden (Anode; Kathode) angeordnet sind, die an einer Gleichspannungsquelle anliegen, wobei die zersetzungsprodukte des Wassers an den Elektroden, nämlich H¶2¶ und O¶2¶, aus der Elektrolytlösung getrennt abgezogen und einer H¶2¶/O¶2¶-Brennstoffzelle zur Entgasung des Elektrolyten und zur Energierückgewinnung zugeleitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Be handlung, insbesondere zum elektrochemischen Beschichten, von leitenden oder leitend gemachten Teilen in einem mit wäßriger Elektrolytlösung befüllten Behälter, in dem zwei Elektroden (Anode, Kathode) angeordnet sind, die an einer Gleichspannungs quelle anliegen. Hierbei stellt die elektrochemische d. h. also galvanische Beschichtung den Schwerpunkt der Anwendungsfälle dar. Es ist jedoch bei sinngemäßem Austausch von Anode und Kaho de im Behälter auch möglich, das Verfahren zur elektrochemischen Reinigung oder zur elektrochemischen Abtragung, z. B. zum Elek tropolieren. Ebenso ist das anodische/kathodische Tauchlackieren eingeschlossen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage zur elektrochemischen Behandlung, insbesondere zur elektrochemischen Beschichtung von leitenden oder leitend gemachten Teilen, umfas send einen mit Elektrolytlösung gefüllten Behälter, in dem zwei Elektroden (Anode, Kathode) angeordnet sind, die an einer Gleichspannungsquelle anliegen.

Metallische Teile oder Kunststoffteile, deren Oberfläche vor behandelt ist, um sie leitend zu machen, werden zu Zwecken des Korrosionsschutzes und teilweise auch aus dekorativen Gründen galvanisch beschichtet. Dabei kommen je nach Größe, Form und Anzahl der zu beschichtenden Teile bzw. des zu beschichtenden Gutes unterschiedliche Verfahrenstechniken zum Einsatz, die z. B. in "Galvanisches Verzinken", Eugen G. Leuze Verlag, D-7968 Saul gau (Württ.), 1982, S. 168-187, beschrieben sind.

Im Durchlaufverfahren werden Endlosbänder, -Rohre oder -Drähte mit 10 bis 300 m/min durch ein galvanisches Bad gezogen, bei dem ein Kontakt mit der Kathode über Rollen hergestellt wird. Je höher die Durchlaufgeschwindigkeit ist, um so höher ist die anwendbare Stromdichte. Bei einer Verzinkung lassen sich bis 200 A/dm² Stromdichte erzielen. Das Erzeugnis einer Beschichtung von 15 µm Dicke dauert hierbei 17 Sekunden.

Im Gestellverfahren werden Teile auf mit der Kathode elektrisch verbundene Gestelle gesteckt und in das galvanische Bad einge hängt. Die Stromdichte liegt hierbei für die Verzinkung bei 2 bis 4 A/dm². Zum Aufbau einer Beschichtung von 15 µm Dicke sind 20 bis 40 Minuten erforderlich. Das Gestellverfahren eignet sich für sehr große Teile, z. B. einige Meter lange Rohre ebenso wie für kleine Teile, z. B. wertvolle Drehteile. Da die Teile im allgemeinen manuell aufgesteckt werden müssen, kommt das Ge stellverfahren für Massenartikeln nicht in Frage.

Massenartikel, insbesondere sogenanntes Schüttgut wie Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben und dergleichen, werden im Trommel verfahren beschichtet. Die Teile werden in einer perforierten Kunststofftrommel in das galvanische Bad getaucht. Innerhalb der langsam rotierenden Kunststofftrommel befinden sich flexible isolierte Kabel, deren abisolierten Enden über die Teile strei chend den elektrischen Kontakt mit der Kathode herstellen. Die Stromdichte liegt bei der Verzinkung bei 0,5 bis 1,5 A/dm². Die Herstellung einer Beschichtung von 15 µm Dicke dauert zwischen 60 und 160 Minuten.

In Durchlauf-, Gestell- und Trommelanlagen erfolgt die elektro chemische Oberflächenbehandlung in offenen Bädern, die in der Regel zu mehreren aneinandergereiht erhebliche Badspiegelober flächen bilden. Hierbei entstehen Sprühnebel und Dämpfe, die eine Arbeitsplatzbelastung hervorrufen, daneben stellt das an der Kathode bei der Wasserzersetzung abgeschiedene H₂ ein Reizgas dar. Unter ungünstigen Umständen kann dieses mit dem an der Anode abgeschiedenen O₂ Knallgas bilden, das leicht entzündbar ist. Aus Arbeitsschutzgründen und aus Sicherheitsgründen sind daher bei diesen Anlagen erhebliche Aufwendungen zu machen, um eine intensive Absaugung der genannten Sprühnebel, Dämpfe und Gase sicherzustellen, die in den verschiedenen Verfahrensschrit ten entstehen. Selbst bei kleineren Anlagen sind bereits Abluft mengen in der Größenordnung von 5000 bis 10.000 m³/h zu bewälti gen, bei größeren Anlagen können Abluftmengen in der Größen ordnung von 100.000 bis 200.000 m³/h abzusaugen und zu behandeln sein. Die Abluft geht in einen Luftwäscher und wird danach ins Freie abgeführt. Entsprechende Mengen Frischluft müssen von außen zugeführt werden, so daß erhebliche Gebläseleistungen abgedeckt werden müssen. Angesaugte kalte Frischluft ist im Winter mit hohem Energieaufwand aufzuheizen; dies selbst für den Fall, daß Wärmetauscher eingesetzt werden, durch die warme Ab luft im Gegenstrom zur kalten Frischluft geleitet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Anlage der genannten Art bereitzustellen, mit dem die Energiebilanz bei der elektrochemischen Behandlung von Teilen verbessert wird. In bevorzugter Weise soll hierbei auch die Umweltbilanz günstiger als bei bekannten Verfahren und An lagen ausfallen.

Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, daß die wäßrige Elektrolytlösung den Behälter durchstömt und daß die Zersetzungsprodukte des Wassers an den Elektroden, nämlich H₂ und O₂ aus der wäßrigen Elekrolytlösung getrennt abgezogen und einer H₂/O₂-Brennstoffzelle zur Entgasung des Elektrolyten und zur Energierückgewinnung zugeleitet werden. Auf diese Weise kann der Energieanteil, der zur Zersetzung des Wassers aus der Elektrolytlösung aufgewendet wird, die an den Elektroden erfolgt, zu einem erheblichen Teil, bei besonderer Anpassung des Verfahrens fast vollständig zurückgewonnen werden.

Nach einer bevorzugten Verfahrungsführung ist vorgesehen, daß in einem Metallösereaktor dem Katholyten Metallionen unter Bildung von zusätzlichem H₂ zugeführt werden und zwar in einem Maße, das den bei der elektrochemischen Beschichtung entstandenen O₂-Über schuß vollkommen ausgleicht. Hiermit kann die Brennstoffzelle optimal betrieben werden. Bei dieser vollständigen Verbrennung kann ein Anteil von bis zu 30% der für die elektrochemische Behandlung eingesetzten Energie zurückgewonnen werden. Bei stei genden Energiepreisen stellt dies einen nennenswerten Vorteil dar, bei dem sich der notwendige Anlagenmehraufwand in vertret barer Zeit amortisiert. Aufgrund der Tatsache, daß das in der Brennstoffzelle mit dem ebenfalls entstandenen O₂ kaltverbrannte H₂ als Reizgas vollkommen ausgeschaltet wird, stellt sich zu gleich eine verbesserte Arbeitsplatzsituation dar. In dieser Ausführungsform ist es weiter möglich, die Elekrolytlösung in vollständig geschlossenem Kreislauf zu führen, d. h. die aus Brennstoffzelle autretenden Lösungsströme zusammenzuführen und dem Behälter erneut zuzuführen. Die Elektrolytlösung ist hierbei jeweils chemisch neu einzustellen, d. h. insbesondere ist ein Metallöseprozeß in den Kreislauf zu integrieren.

Sofern in einer besonders günstigen Ausgestaltung der geschlos sene Kreislauf unter Luftabschluß geführt wird, werden sowohl die Arbeitsplatzwerte nochmals verbessert als auch der erhebli che Anlagenaufwand zur Luftabsaugung und Luftwäsche größtenteils entbehrlich.

Im Behälter ist bevorzugt eine Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytlösung von zumindest 10 m/min aufrechtzuerhalten.

Hiermit werden hohe Stromdichten möglich, die zu kurzen Be schichtungszeiten führen. Die Stromdichte wird zumindest auf 4 A/dm² bei Zink-Elektrolytlösung und auf zumindest 10 A/dm² bei saurer Kupfer-Elektrolytlösung eingestellt. Im Behälter wird eine für den Prozeß günstige Temperatur in der Elektrolytlösung auf rechterhalten. Gegebenenfalls ist die Elektrolytlösung im ge schlossenen Kreislauf an geeigneter Stelle zu heizen oder rück zukühlen.

Die der Brennstoffzelle gesondert zuzuführenden Gase H₂ und O₂ werden in günstiger Weise in dem Behälter unmittelbar am Ort ihres Entstehens abgezogen, d. h. H₂ mit dem Katholytstrom nahe der Kathode und O₂ mit dem Anolytstrom nahe der Anode, so daß der Katholytstrom der Anodenkammer der Brennstoffzelle und der Ano lytstrom der Kathodenkammer der Brennstoffzelle ohne weitere Trennverfahren zugeleitet werden kann.

Um Mengengleichheit zwischen H₂ und O₂ herzustellen, so daß in der Brennstoffzelle eine vollständige kalte Verbrennung der beiden Komponenten erfolgen kann, werden in einem Metallösereak tor dem Katholytstrom Metallionen oder Metallionenkomplexe unter Bildung von zusätzlichem H₂ zugeführt.

Die aus den Kammern der Brennstoffzelle getrennt austretenden Lösungsströme werden hinter dieser zusammengeführt und insbeson dere nach Analyse und chemischer Neueinstellung in einem Aus gleichsbehälter dem Behälter als Elektrolytlösung erneut zu geführt.

In bevorzugter Weise wird der Behandlungsbehälter nach Abschluß der elektrochemischen Behandlung der Teile entleert und an den Teilen anhaftende Elektrolytlösung unter Fliehkrafteinwirkung von diesen abgeschleudert. Hieran kann sich ein Waschvorgang im Behälter selber anschließen, wobei im Anschluß daran an den Teilen anhaftendes Wasser ebenfalls unter Fliehkraftwirkung von diesen abgeschleudert wird. Außerordentlich günstig für eine gleichmäßige Beschichtung ist es, wenn die Teile während der elektrochemischen Behandlung ständig im Elektrolytlösungsstrom umgeschichtet werden.

Die Lösung für die eingangs genannte Aufgabe besteht weiterhin in einer Anlage zur elektrochemischen Behandlung, die gekenn zeichnet ist durch eine Zuleitung für Elektrolytlösung zum Be hälter und zwei jeweils nahe den Elektroden angeordnete separate Abzugsleitungen für Anolyt und Katholyt aus dem Behälter sowie durch eine H₂/O₂-Brennstoffzelle mit Zuleitungen zu einer Anoden kammer und einer Kathodenkammer, die mit den Abzugsleitungen für Katholyt bzw. Anolyt in Verbindung stehen. Mit den hiermit um rissenen Anlagenteilen, deren weitere bevorzugte Ausführung nachstehend noch erläutert wird, ist eine elektrochemische Be handlung möglich, die die bereits erläuterte Verbesserung der Energiebilanz und der Arbeitsplatzwerte möglich macht. Zur Dar stellung eines geschlossenen Elektrolytlösungskreislaufes wird vorgeschlagen, daß zwei separate Austrittsleitungen aus der Anodenkammer und Kathodenkammer der Brennstoffzelle zusammenge führt sind und mit der Zuleitung für Elektrolytlösung zum Behäl ter verbunden sind. Im Leitungskreislauf für Elektrolytlösung wird ein Metallösereaktor, insbesondere in der Leitung für Ka tholyt, hinter dem Behälter angeordnet. Zugleich wird vorzugs weise die Anode im Behälter aus inertem Metall ausgeführt.

In bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung wird in dem Behälter ein rotierbarer Korb vorgesehen, der die zu beschichtenden Teile aufnimmt und diese durch Drehen um eine insbesondere horizontale Achse während des Beschichtungsvorganges ständig umschichtet. Dies ermöglicht eine Steigerung der Stromdichte bei Vermeidung von Unregelmäßigkeiten im Beschichtungsauftrag.

In weiterhin günstiger Ausgestaltung ist der rotierbare Korb innerhalb des Behälters oder zusammen mit diesem aus einer hori zontalen Achslage in eine senkrechte Achslage schwenkbar. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Teile im Korb ohne jegliches Umladen zunächst während der Behandlung umzuschichten und an schließend bei vorherigem Abpumpen der Elektrolytlösung aus dem Behälter zu zentrifugieren. Hiermit wird ein Austrag von Elek trolytlösung mit den Teilen, die später aus dem Behälter entnom men werden müssen, reduziert.

Zur weiteren Minderung eines derartigen Austrags können im ro tierenden Korb innerhalb des Behälters anschließend noch Waschvorgänge stattfinden, wobei Waschflüssigkeit in den Behäl ter eingelassen, abgepumpt und anschließend die Teile mit dem Korb zentrifugiert werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den weiteren Unter ansprüchen benannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Die höchste wirtschaftliche Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt voraus sichtlich auf dem Gebiet des Verzinkens, auf das im weiteren Bezug genommen wird. Eine Anlage zum Verzinken gemäß der Erfin dung soll die Durchlaufzeiten verkürzen, Energie und Platz spa ren, Umfüllvorgänge für die Teile verringern und Abwasser- und Abfallanfall minimieren und insbesondere die Arbeitsplatzbela stung mit Reizgasen reduzieren.

Eine Behandlungszelle ist hierbei ein schwenkbarer galvanischer Behälter, in dem die Teile in einem horizontal rotierenden Korb bei hohen Stromdichten elektrolytisch beschichtet werden. Um die hohen Stromdichten realisieren zu können, müssen die Teile und die Anode von der Elektrolytlösung mit hoher Geschwindigkeit durchströmt bzw. angeströmt werden. Der sich an den kathodisch geschalteten Teilen entwickelnde Wasserstoff und der sich an der Anode entwickelnde Sauerstoff wird mit dem jeweiligen Elektro lytlösungsstrom abgeführt.

Der Katholytstrom enthält fein verteiltes Wasserstoffgas und ist hinsichtlich Zink abgereichert. Zur Aufstockung des Zinkgehaltes wird der Katholytstrom durch einen Zinklösereaktor geleitet, in dem metallisches Zink unter zusätzlicher Wasserstoffentwicklung zugeführt wird. Von dort wird der Katholytstrom in den Anoden raum der H₂/O₂-Brennstoffzelle geleitet, wo der gasförmige Was serstoff unter Oxidation aufgelöst wird. Der Anolytstrom wird direkt in die Kathodenkammer der H₂/O₂-Brennstoffzelle geleitete, wo der gasförmige Sauerstoff unter Reduktion aufgelöst wird. Die beiden aus der Brennstoffzelle abströmenden gasfreien bzw. gas armen Elektrolytlösungsströme werden zusammengeführt und in die Beschichtungszelle zurückgeleitet, so daß das Flüssigkeitssystem geschlossen ist. Nach dem Ende eines Beschichtungsvorganges bzw. nach der Beschichtungsphase wird die Beschichtungszelle um 90° in eine Position mit vertikaler Korbachse geschwenkt. Die Elek trolytlösung wird abgepumpt und verbleibende Reste werden von den Teilen durch Antreiben des Korbes mit erhöhter Drehgeschwin digkeit in der Größenordnung von 300 min^-1 abgeschleudert. In Nachbehandlungsschritten kann Wasser oder andere Behandlungs medien in die Beschichtungszelle eingeleitet und wieder abge pumpt werden, wobei gegebenenfalls die Teile mit horizontaler Achse umgewälzt werden können. Danach erfolgt bei in jedem Fall wiederum vertikaler Achse des Korbes ein Abschleudern mit erhöh ter Geschwindigkeit. Danach werden die Teile aus der Beschich tungszelle ausgeschleust, indem bei vertikaler Korbachse dieser aus dem Behälter der Beschichtungszelle ausgehoben wird.

In praktischer Ausführung kann der Korb einen Innendurchmesser von 250 mm haben, wobei seine Hohlnabe, aus der der Katholyt abgezogen wird, einen Durchmesser von 100 mm haben kann. Die Höhe des Korbes kann 300 mm betragen. Hieraus ergibt sich ein Volumen von ca. 12 l, das bis zu einem Drittel mit Teilen ge füllt werden kann. Handelt es sich beispielsweise bei den Teilen um metrische Schrauben M8 × 25, so ergibt sich daraus ein Schütt gewicht von 4 kg/l und eine spezifische Oberfläche von 12 dm²/kg. Eine Füllmenge von 4 l dieser Schraubensorte hat demnach eine Oberfläche von ca. 200 dm². Um eine Stromdichte von 10 A/dm² zu realisieren, ist hierfür eine Gleichrichterkapazität von mindestens 2000 A erforderlich. Bei einer Steigerung der Char gengröße auf 100 bis 200 kg wären Kapazitäten von 12.000 bis 24.000 A analog erforderlich.

Bei einer Stromdichte von 10 A/dm² ergibt sich eine Beschich tungsdauer von nur 4 bis 6 Minuten. Aufgrund der hohen Literbe lastung, d. h. dem Verhältnis von Strommenge zu Elektrolytvolu men, stellt sich eine erhöhte Elektrolyttemperatur ein. Dies kommt der Abscheidungsrate und der Stromausbeute entgegen. Hier bei ist darauf zu achten, daß die Additive, die bei der Ein stellung der Elektrolytlösung zum Einsatz kommen, bei diesen Temperaturen in gewünschter Weise funktionieren. Gegebenenfalls muß der Elektrolyt gekühlt werden.

Für die hohe Abscheidungsrate ist eine extrem gute Elektrolyt konvektion in der Nähe der Teileoberfläche ein wesentlicher Faktor. Diese wird durch die Umschichtung der Teile durch die Umwälzung im Korb sowie weitgehend gleichmäßige Einstellung der Zuströmungs- und Abströmungsverhältnisse in der Beschichtungs zelle sichergestellt.

Als inerte Anode kommt eine katalytisch beschichtete Anode zum Einsatz, um möglichst hohe anodische Stromdichten zu gewähr leisten. Die Anode ist halbschalenförmig und perforiert und wird mit hoher Strömungsgeschwindigkeit vom Elektrolyten von innen nach außen im Behälter durchströmt.

In einem Zinklösereaktor wird metallisches Zink in der alka lischen Elektrolytlösung in Kontakt mit einem katalytisch be schichteten Material unter Wasserstoffentwicklung aufgelöst. Dieser Verfahrensschritt wird zur Ergänzung des in der Beschich tungszelle verbrauchten Zinks genutzt. Der hierfür vorgesehene Zinklösereaktor ist nach außen luftdicht abgeschlossen. Der Reaktor wird vom Katholyten durchströmt, der als Teilstrom aus dem Inneren des Korbes nach dem Vorbeiströmen an den kathodisch geschalteten Teilen abgezogen wird. Der Katholyt ist dadurch von Zink abgereichert und mit Wasserstoffgas angereichert. Im Zink lösereaktor wird das Zink nachgeliefert und der Wasserstoff gehalt zusätzlich erhöht. Der Katholyt wird von dort in die Brennstoffzelle geleitet. Im kontinuierlichen Betrieb entsteht an der Kathode der Beschichtungszelle und im Zinklösereaktor zusammengenommen zu jedem Zeitpunkt die doppelte Menge Wasser stoff, wie jeweils Sauerstoff an der Anode der Beschichtungs zelle. Das H₂/O₂-Verhältnis entspricht damit den Erfordernissen zur vollständigen rückstandsfreien kalten Reaktion in der H₂/O₂- Brennstoffzelle zu Wasser (H₂O).

Eine H₂/O₂-Brennstoffzelle ist als Platten- und Rahmenzelle zu realisieren. Auf diese Weise läßt sich die Brennstoffzelle der Kapazität entsprechend in der Größe leicht anpassen. Die Anoden und Kathoden bestehen aus katalytisch beschichtetem Material. Der Zelleninnenraum wird von einer Ionenaustauschermembran ge teilt; diese bildet hierdurch die (kathodisch geschaltete) Ka thodenkammer und die (anodisch geschaltete) Anodenkammer.

Aufgrund der hohen Literbelastung, d. h. dem Verhältnis Strom menge zu Elektrolytvolumen, erfolgen rapide Veränderungen in der Elektrolytlösung, die vorzugsweise mittels einer vollautomati schen Prozeßsteuerung, die die Überwachung und Regelung aller wichtigen Elektrolytparameter kontrolliert und einregelt, ausge glichen werden. Abgesehen von den konventionell zu erfassenden und zu regelnden bzw. zu steuernden Größen Temperatur, Druck, Spannung, Strom sind dies im einzelnen

Die Behandlungszelle (Zinkbeschichtungszelle) wird vorzugsweise in eine Gesamtanlage von Behandlungsmaschinen integriert, deren Einzelmaschinen beispielsweise folgende Behandlungsschritte ausüben können:
Entölen
Entfetten
Beizen
elektrolytisches Reinigen
elektrolytisches Beschichten
Chromitieren; Blau-, Gelb- oder Schwarzchromatieren
Versiegeln
wobei die als viertes und fünftes genannten Schritte mit einer erfindungsgemäßen Behandlungszelle erfolgen. Hierbei soll der aushebbare Korb der erfindungsgemäßen Behandlungszelle passend zum Einsetzen in alle anderen Einzelmaschinen der Gesamtanlage sein.

Wenn nach jedem Behandlungsvorgang die Teile in der jeweiligen Maschinen gespült und durch Zentrifugieren getrocknet werden, wird die Verschleppung zwischen den Behandlungsvorgängen sehr niedrig sein. Der Abwasser- und Schlammabfall verringert sich erheblich.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dar gestellt und wird nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schema einer Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt ein konkret ausgeführtes Schema einer Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in konkreter konstruktiver Ausgestaltung.

Fig. 4 zeigt eine Gesamtanlage zur Behandlung, in die eine erfindungsgemäße Vorrichtung integriert ist.

In Fig. 1 ist eine Schemadarstellung einer Anlage zum elektro chemischen Beschichten gezeigt, in der eine zentrale Beschich tungszelle 10, die einen geschlossenen Behälter 11 umfaßt, mit einem Metallösereaktor 12, einer H₂/O₂-Brennstoffzelle 13 und einem Ausgleichsbehälter 14 mit einer angeschlossenen automati schen Badkontrolle und -regelung 70 in einem geschlossenem Elek trolytkreislauf verbunden ist und weiterhin mit der H₂/O₂-Brenn stoffzelle 13 und einem Gleichrichter 15 als Gleichspannungs quelle elektrisch verbunden ist. Die Einzelheiten werden nach folgend erläutert. In dem Behälter 11 der Beschichtungszelle 10 ist ein mit horizontaler Achse ausgebildeter Korb 16 angeordnet. Die zentrale Nabe des Korbes 16 bildet die Kathode 17; diese ist über eine elektrische Leitung 18 mit dem Minus-Pol 19 des Gleichrichters 15 verbunden. Innerhalb des Behälters 11 unter halb der Kathode 17 ist eine Anode 20 angeordnet, die gegenüber dem Behälter 11 isoliert ist und die über eine elektrische Lei tung 21 mit dem Plus-Pol 22 der Brennsstoffzelle 13 verbunden ist. Weiterhin ist der Minus-Pol 23 der Brennstoffzelle 13 über eine elektrische Leitung 24 umittelbar mit dem Plus-Pol 25 des Gleichrichters 15 verbunden. Hiermit sind der Gleichrichter 15 und die Brennstoffzelle 13 im Verhältnis zur Beschichtungszelle 10 elektrisch in Reihe geschaltet. In der Brennstoffzelle 13 sind von einer Membran 26 getrennt eine Kathodenkammer 27 und eine Anodenkammer 28 ausgebildet. Der Elektrolytkreislauf geht vom Ausgleichsbehälter 14 aus, von dem aus eine Zuführleitung 31 richtig eingestellten Elektrolyten dem Behälter 11 zuführt. Die im Zentrifugenkorb 16 enthaltene Ware (Teile) wird elektroche misch beschichtet, wobei sich das Wasser der Elektrolytlösung an den Elektroden zersetzt; hierbei entsteht an der Kathode 17 H₂- haltiger Katholyt, der in der Nähe der Kathode, insbesondere aus dem Innenraum der Nabe über eine Abzugsleitung 32 abgezogen und dem Metallösereaktor 12 zugeführt wird. In dem Metallöseraktor 12 wird Beschichtungsmetall im Elektrolyten gelöst, wobei zu sätzliches H₂ frei wird, das vom Katholyten mitgenommen wird. Nahe der Anode 20 im Behälter 11 wird über eine Abzugsleitung 33 für Anolyt O₂-haltiger Anolyt abgezogen. Der Anolyt wird der Kathodenkammer 27 der Brenstoffzelle 13 unmittelbar zugeführt. Der Katholyt wird über eine Leitung 34 vom Metallöserreaktor 12 der Anodenkammer 28 der Brennstoffzelle 13 zugeführt. In der Brennstoffzelle findet die kalte Verbrennung von H₂ und O₂ zu Wasser statt. Die zwei Austrittsleitungen 35 aus der Kathoden kammer und 36 aus der Anodenkammer werden zu einer gemeinsamen Leitung 37 zusammengeführt, die zum Ausgleichsbehälter 14 führt, wo die Elektrolytflüssigkeit chemisch exakt eingestellt wird. Hiermit entsteht ein geschlossener Elektrolytkreislauf vom Aus gleichsbehälter 14 über den geschlossenen Behälter 11 sowie die Brennstoffzelle 13, wobei ein Teilstrom (Katholyt) zwischen ge schlossenem Behälter 11 und Brennstoffzelle 13 über den Metall lösereaktor 12 geführt wird.

In Fig. 2 ist eine ausgeführte Anlage zum elektrochemischen Beschichten nach Fig. 1 ebenfalls schematisch, jedoch mit grö ßerer Anzahl von Details dargestellt. Als Grundkomponenten sind ebenfalls die Behandlungszelle 10 mit dem geschlossenen Behälter 11, dem Korb 16 mit als Hohlnabe ausgeführter Kathode 17, sowie der Anode 20, weiterhin der Metallösereaktor 12, die Brennstoff zelle 13 und der Ausgleichsbehälter 14 sowie der Gleichrichter 15 erkennbar. Einzelheiten zur Behandlungszelle 10 werden anhand einer weiteren Darstellung noch näher erläutert. Durch einen Motor ist ein drehender Antrieb des Korbes 16 darstellbar. In der Abzugsleitung 32 für den Katholyten ist eine Pumpe 42 dargestellt. Hinter dieser Pumpe zweigt von der Leitung 32, die zum Metalllösereaktor 12 führt, eine Kurzschlußleitung 38 ab, die unmittelbar unter Umgehung des Zinklösereaktors in die Zu führleitung 34 zur Brenstoffzelle 13 führt. Absperrventile 43, 45, 47 sowie Rückschlagventile 44, 46 dienen der Umsteuerung. Dies bedeutet, daß der Metallösereaktor 12 mit den darin dar gestellten Metallelementen 48 nur zeitweise aktiviert, d. h. vom Elektrolyten durchströmt wird. In der Abzugsleitung 33 von der Anode 20 ist ebenfalls eine Pumpe 57 vorgesehen, weiterhin ein Absperrventil 58 und ein Rückschlagventil 59, die dem Absperren des geschlossenen Behälters 11 dienen. In der Brennstoffzelle 13 sind die Kathode 22 und die Anode 23 sowie die Membran 26 einge zeichnet. Der Minus-Pol 19 des Gleichrichters 15 ist unmittelbar mit der Kathode 17 der Behandlungszelle 10 verbunden, d. h. die elektrische Leitung 18 ist nicht unterbrochen, während die elek trische Leitung 24 unmittelbar mit der Anode 23 der Brennstoff zelle 13 verbunden ist und die Leitung 21 zur Anode 20 der Be handlungszelle 10 mit der Kathode 22 der Brennstoffzelle 13 verbunden ist. Über eine Kurzschlußleitung 41 kann die Bren nstoffzelle 13 überbrückt werden. In der Leitung 24 liegt ein Unterbrecherschalter 52, in der Leitung 21 liegt ein Unterbre cherschalter 53 und in der Kurzschlußleitung 41 ein Unterbre cherschalter 51, die eine In-Reihe-Schaltung der Brennstoffzelle 13 mit der Gleichspannungsquelle 15 ermöglichen. Die aus der Brennstoffzelle 13 austretenden Leitungen 35, 36 für den Elek trolyten werden auch hier zur gemeinsamen Zuführleitung 37 zu sammengeführt, die zum Ausgleichsbehälter 14 des Behandlungs bades führt. In der vom Ausgleichsbehälter 14 ausgehenden Zu führleitung 31 für den Elektrolyten ist eine Pumpe 55 und ein Absperrventil 56 vorgesehen. In dieser Weise ist der Elektrolyt kreislauf in gleicher Weise geschlossen wie vorher beschrieben. An den Leitungen 31, 32, und 33, sind jeweils mit "PI" bezeich nete Druckfühler dargestellt. Eine Frischwasserquelle 61 kann über eine mit einem Absperrventil 62 versehene Leitung 63 zur Auffüllung des Ausgleichsbehälters 14 dienen. Eine Kühlmittel quelle 64 führt über eine mit einem Absperrventil 6 versehene Kühlschlange 66 Kühlmittel durch den Ausgleichsbehälter 14. Aus dem Ausgleichsbehälter 14 führt eine Ablaufleitung 67 mit einem Absperrventil 68, die in einen Kanal 69 einmündet. Der oben ge schlossene Ausgleichsbehälter 14 hat einen Absaugstutzen 71. Am Ausgleichsbehälter 14 ist weiterhin eine Heizquelle 72 dar gestellt, die eine Heizspirale 73 beheizt. Am Ausgleichsbehälter 14 ist weiterhin ein mit "TC" bezeichneter Temperaturregler 74 und ein mit "LC" bezeichneter Niveauregler 75 gezeigt. Weiterhin ist eine Umlaufschleife 76 vorgesehen, in der eine Pumpe 77, ein Filter 78 sowie ein Absperrventil 79 angeordnet sind. Die auto matische Badkontrolle und Regelung 70 ist über Leitungen 39, 40 an den Ausgleichsbehälter angeschlossen. Die Strömungsrichtung in den Leitungen ist jeweils durch Pfeile angedeutet.

In Fig. 3 ist die Behandlungszelle 10 mit dem Behälter 11 im Detail und vergrößert gezeigt. Der Korb 16 und die als Hohlnabe 80 ausgeführte Kathode sind hier mit weiteren Einzelheiten er kennbar. Der Korb hat einen Boden 81, einen Deckel 82 und einen Ringmantel 83. Die Hohlnabe 80 hat einen Innenraum 84 und ist mit radialen Durchbrechungen 85 versehen, durch die Elektrolyt flüssigkeit von außen nach innen eintreten kann, die über einen Hohlzapfen 86 abgepumpt wird. Unterhalb des Korbes 16 ist ein Zuführrohr 88 dargestellt, das Durchbrechungen 108 hat und mit der Zuführleitung für Elektrolytflüssigkeit verbunden ist. Aus diesem Zuführrohr 88 kann Elektrolytflüssigkeit über die axiale Länge des Behälters 11 verteilt gleichmäßig unter dem Korb 16 austreten. Mehrere parallele Zuführrohre 88 können über eine Halbzylinderschale verteilt an die Formgebung des Korbes 16 mit gleichmäßigem Abstand angepaßt sein. Die Elektrolytflüssigkeit strömt nach oben über den mit Durchbrechungen 87 versehenen Ringmantel 83 zur Kathode 17 und nach unten zur Anode 20. Die Anode 20 ist vorzugsweise halbzylinderschalenförmig unterhalb des Korbes 16 bis etwa zur Mittelachse reichend ausgeführt und weist Durchbrechungen 90 auf. Radial außerhalb Behälters 11 ist ein Sammelrohr 89 gezeigt, über das durch die Anode hindurch geströmte Elektrolytflüssigkeit über Einzelstutzen 111 aus dem Behälter 11 abgeführt wird. Mehrere Sammelrohre 89 können über die untere Hälfte des Behälters verteilt parallel zueinander angeordnet sein.

In einem massiven Bodenteil 91 des Behälters 11 sind Lagermittel 92 und Dichtungen 93 vorgesehen, in denen ein Lagerzapfen 94 gelagert ist. In dem Lagerzapfen 94 ist ein Leiterzapfen 95 eingesetzt, an dem ein Schleifring 96 größeren Durchmessers angesetzt ist. Auf dem Lagerzapfen 94 aufgesetzt und mit diesem und dem Leiterzapfen 95 verschraubt sitzt ein Tellerrad 97 für einen Antrieb des Zapfens 94. Der Wellenzapfen 94 hat einen Flansch 98 im Inneren des Gehäuses 11, an dem ein Korbhalteboden 99 mit Einführklauen 100 angeschraubt ist. Die entgegengesetzte Stirnseite des Behälters 11 ist durch ein ringförmiges Deckel blech 101 abgeschlossen, das einen Ringflansch 102 trägt, in dessen nach innen offenem U-förmigen Querschnitt ein Druck schlauch 103 einliegt. In Anlage mit dem Ringflansch 102 ist ein Deckel 104 einzusetzen, gegen den sich der Druckschlauch 103 bei Druckaufgabe abdichtend anlegen kann. Der Deckel 104 trägt eine Lagerhülse 105 mit Lagermitteln 106 und Dichtungsmitteln 107. In diesen ist der Hohlzapfen 86 gelagert und abgedichtet. Der Hohl zapfen 86 hat einen Flansch 109, an dem sich innen aufgeschobene Tellerfedern 110 abstützen. Im inneren Ende des Hohlzapfens 108 ist der Deckel 82 zentriert aufgesetzt, der mittels eines Ring flanches 112 verliersicher am Flansch 109 gehalten ist und sich über die Tellerfedern 110 an diesem abstützt. Außen am Deckel 82 sind Enführklauen 113 angeordnet. Der Korb 16 ist aufgebaut aus der Hohlnabe 80 mit einem Innenraum 84, der zum Deckel 82 hin offen ist. An der Hohlnabe 80 ist über einen Ringflansch 114 der Boden 81 angeschraubt. Der Boden 81 trägt den Ringmantel 83, der vom Deckel 82 verschlossen ist. Der Innenraum 84 ist zum Deckel 82 hin offen. Im Boden der Hohlnabe 80 ist eine konische Aus nehmung 116, in die die konische Spitze des Lagerzapfens 95 reibschlüssig eingreift. Die Hohlnabe 80 ist über eine O-Ring dichtung 115 gegenüber der Welle 94 abgedichtet. In der Hohlnabe 80 sind die radialen Durchbrechungen 85 erkennbar, im Ringmantel 83 die radialen Durchbrechungen 87. Der Innenraum 84 ist über den Hohlzapfen 86 mit der Umgebung verbunden, über den Hohlzap fen 86 kann der Katholyt aus dem Innenraum abgesaugt werden. Unterhalb des Korbes 16 ist ein parallel zur Achse verlaufendes Zuführrohr 88 vorgesehen, das durch den Boden 91 aus dem Gehäuse 11 heraus-geführt ist. Es ist mit einer Vielzahl von Bohrungen 108 in seiner Mantelfläche versehen und dient der Zuführung von Elektrolytlösung von außen ins Gehäuse 11. Nochmals unterhalb dieses Rohres 88 ist die Anode 20 eingezeichnet, die sich zwi schen Boden 91 und Deckel 101 erstreckt und die halbschalenför migzylindrisch um den Korb 16 herumgeführt ist. Nahe der Anode 20 sind eine Mehrzahl von radialen Rohrstutzen 111 durch den Mantel des Gehäuses 11 geführt, die alle in einem horizontal liegenden Sammlerrohr 89 münden, über das Elektrolytflüssigkeit (Anolyt) aus dem Gehäuse 11 abgezogen werden kann.

In Fig. 4 ist eine Gesamtanlage zum Oberflächenbeschichten in Draufsicht (Aufstellplan) gezeigt, die aus mehreren Einzelma schinen bestehen, in die ein mit zu beschichtenden Teilen be schickter Korb 16 eingesetzt werden kann. Von links nach rechts sind eine Beladestation 151 zum Beschicken eines einzelnen Kor bes, eine Entfettungsmaschine 152, eine Ultraschallvorbehand lungsmaschine 153, eine elektrochemische Behandlungsmaschine 154, umfassend eine Beschichtungszelle 10, eine Passivierungs maschine 155 und eine Trockenzentrifuge 156 sowie schließlich eine Entleerstation 157 gezeigt. In Unterschriften ist jeweils der Typ der Maschine, in weiteren Schritt-feldern die einzelne Behandlungschritte erläutert. In der Beladestation 151 ist ein Korb 16 gezeigt, der mit Ware befüllt werden kann und dann in die gestrichelt dargestellte Position gebracht werden kann, von wo aus über sämtliche Maschinen verfahrbare Hub- und Transport mittel erfassen und in die einzelnen Maschinen einstellen kön nen. Zur Entfettungsstation 152 werden an den Teilen nachein ander ein Reinigungsvorgang mit Reinigerflüssigkeit und zwei Spülvorgänge mit Spülwasser durchgeführt. In der Ultraschallvor behandlungsstation werden unter gleichzeitigem Betreiben einer Ultraschallvorrichtung ein Reinigungsvorgang mit Reinigerflüs sigkeit sowie zwei Spülvorgänge mit Spülwasser durchgeführt. In der Behandlungszelle werden an den Teilen ein Beschichtungs schritt mit Elektrolytflüssigkeit und zwei Spülvorgänge mit Spülwasser durchgeführt. In Nachbarschaft zu der Station sind eine Brennstoffzelle und ein Metallösebehälter symbolisch ge zeigt.

In der Passivierungsmaschine werden nacheiander die Behandlungs schritte des Aktivierens, des Passivierens und daran anschlie ßend zwei Spülvorgänge durgeführt.

In der Trockenzentrifuge wird anhaftende Flüssigkeit abge schleudert; dies kann auch in den vier vorher angesprochenen Maschinen nach dem letzten Spülvorgang stattfinden.

Die Entleerungsstation ist ein offener Trichter, in den die Teile aus dem aus der Trockenzentrifuge ausgehobenen Korb abge kippt werden können, wobei diese in darunter stehenden Trans portkisten fallen können.

Bezugszeichenliste

10

Beschichtungszelle/Behandlungszelle

11

Behälter

12

Metallösereaktor

13

H₂

/O₂

-Brennstoff zelle

14

Behandlungsbad

15

Gleichstromquelle

16

Korb

17

Kathode Beschichtungszelle

18

elektrische Leitung

19

Minus-Pol Gleichstrom

20

Anode Beschichtungszelle

21

elektrische Leitung

22

Kathode Brennstoffzelle

23

Anode Brennstoffzelle

24

elektrische Leitung

25

Plus-Pol Gleichstrom

26

Membran

27

Kathodenkammer

28

Anodenkammer

31

Zuführleitung

32

Abzugsleitung

33

Abzugsleitung

34

Leitung

35

Leitung

36

Leitung

37

Leitung

38

Kurzschlußleitung

39

Leitung

40

Leitung

41

Kurzschlußleitung

42

Pumpe

43

Absperrventil

44

Rückschlagventil

45

Absperrventil

46

Rückschlagventil

47

Sperrventil

48

Zinkelemente

51

Schalter

52

Schalter

53

Schalter

55

Pumpe

56

Absperrventil

57

Pumpe

58

Absperrventil

59

Rückschlagventil

61

Frischwasserquelle

62

Absperrventil

63

Leitung

64

Kühlmittelquelle

65

Absperrventil

66

Kühlschlange

67

Ablauf

68

Absperrventil

69

Kanal

70

Badkontrolle

71

Absaugstutzen

72

Heizquelle

73

Heizspirale

74

Temperaturregler

75

Niveauregler

76

Umlaufschleife

77

Pumpe

78

Filter

79

Absperrventil

80

Hohlnabe

81

Boden

82

Deckel

83

Ringmantel

84

Innenraum

85

Durchbrechungen

86

Hohlzapfen

87

Durchbrechungen

88

Zuführrohr

89

Sammelrohr

90

Durchbrechungen (

20

)

91

Bodenteil

92

Lagermittel

93

Dichtungen

94

Lagerzapfen/Wellenzapfen!

95

Leiterzapfen

96

Schleifring

97

Tellerrad

98

Flansch

99

Korbhalteboden

100

Einführklauen

101

Deckelblech

102

Ringflansch

103

Druckschlauch

104

Deckel

105

Lagerhülse

106

Lagermittel

107

Dichtungsmittel

108

Durchbrechungen (

88

)

109

Flansch

110

Tellerfedern

111

Stutzen (

89

)

112

Ringflansch

113

Einführklauen

114

Ringflansch

115

O-Ringdichtung

116

Ausnehmung

151

Beladestation

152

Entfettungsmaschine

153

Ultraschall-Behandlungsmaschine

154

elektrochemische Behandlungsmaschine

155

Passivierungsmaschine

156

Trockenzentrifuge

157

Entleerstation

Claims

1. Verfahren zur elektrochemischen Behandlung, insbesondere zum elektrochemischen Beschichten, von leitenden oder lei tend gemachten Teilen in einem mit wäßriger Elektrolyt lösung befüllten Behälter, in dem zwei Elektroden (Anode; Kathode) angeordnet sind, die an einer Gleichspannungs quelle anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzungsprodukte des Wassers an den Elektroden, nämlich H₂ und O₂, aus der wäßrigen Elekrolytlösung getrennt abgezogen und einer H₂/O₂-Brennstoffzelle zur Entgasung des Elektrolyten und zur Energierückgewinnung zugeleitet wer den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung im Kreislauf durch den Behälter und die H₂/O₂-Brennstoffzelle geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kreislaufs ein Metallöseprozess in der Elektrolytlösung vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf unter Luftabschluß geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter eine Strömungsgeschwindigkeit der Elek trolytlösung von zumindest 1 m/min, insbesondere von größer gleich 10 m/min aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Zink-Elektrolytlösung eine Strom dichte von mindestens 4 A/dm², insbesondere von mehr als 10 A/dm² eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichet, daß bei Verwendung von saurer Kupfer-Elektrolytlösung eine Stromdichte von zumindest 10 A/dm², insbesondere von mehr als 25 A/dm² eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß H₂ mit dem Katholytstrom nahe der Kathode aus dem Be hälter abgezogen wird und daß O₂ mit dem Anolytstrom nahe der Anode aus dem Behälter abgezogen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholytstrom der Anodenkammer der H₂/O₂-Brennstoff zelle und der Anolytstrom der Kathodenkammer der H₂/O₂- Brennstoffzelle zugeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Metallösereaktor dem Katholytstrom Metallionen oder Metallionenkomplexe unter Bildung von zusäzlichem H₂ zugeführt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Kammern der H₂/O₂-Brennstoffzelle austreten den Lösungsströme hinter dieser zusammengeführt werden und als Elektrolytlösung dem Behälter erneut zugeführt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der elektrochemischen Behandlung der Teile der Behälter entleert wird und an den Teilen anhaf tende Elektrolytlösung unter Fliehkrafteinwirkung von die sen abgeschleudert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das Abschleudern dem Behälter Wasser zu Spülzwecken zugeführt wird und der Behälter nach dem Spülen entleert wird und an den Teilen anhaftendes Wasser unter Fliehkrafteinwirkung von diesen abgeschleudert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile während der elektrochemischem Behandlung innerhalb des Behälters umgeschichtet werden.

15. Anlage zur elektrochemischen Behandlung, insbesondere zur elektrochemischen Beschichtung von leitenden oder lei tend gemachten Teilen, umfassend einen mit Elektrolytlösung gefüllten Behälter (11), in dem zwei Elektroden (Anode 20, Kathode 17) angeordnet sind, die an einer Gleichspannungs quelle anliegen, gekennzeichnet durch eine Zuleitung (31) für Elektrolytlösung zum Behälter (11) und zwei jeweils nahe den Elektroden (20, 17) angeordnete separate Abzugsleitungen (33, 32) für Anolyt und Katholyt aus dem Behälter (11) sowie durch eine H₂/O₂-Brennstoffzelle (13) mit Zuleitungen zu einer Anodenkammer (28) und einer Kathodenkammer (27), die mit den Abzugsleitungen für Katho lyt bzw. Anolyt in Verbindung stehen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei separate Austrittsleitungen (35, 36) aus der Ano denkammer und der Kathodenkammer der Brennstoffzelle (13) zusammengeführt sind und mit der Zuleitung (31) für Elek trolytlösung zum Behälter (11) verbunden sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungskreislauf für Elektrolytlösung, ins besondere in der Leitung (32) für Katholyt hinter dem Be hälter (11) ein Metallösereaktor (12) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (20) im Behälter (11) inert ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (11) ein rotierbarer Korb (16) vorgesehen ist, der die Teile aufnimmt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) mit dem rotierbaren Korb (16) eine Achse hat, die um 90° aus einer horizontalen Achslage in eine senkrechte Achslage schwenkbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungkreislauf für Elektrolytlösung, insbesondere hinter der Brennstoffzelle (13), ein Ausgleichsbehälter (14) mit Analyse- und Stoffzugabeeinheiten (70) zur che mischen Einstellung der Elektrolytlösung vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle (13) mit der Gleichspannungsquelle (15) elektrisch in Reihe geschaltet ist.