DE2263680A1 - Galvanisiervorrichtung zum gleichzeitigen, gleichmaessigen galvanisieren der innenflaechen von ringfoermigen koerpern - Google Patents

Description

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TOYO KOGYO CO., LTD. Fuehu-cho, Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Galvanisiervorrichtung zum gleichzeitigen, gleichmäßigen Galvanisieren der Innenflächen von ringförmigen Körpern

Die Erfindung betrifft die Galvanisiertechnik, insbesondere eine Galvanisiex'vorriehtung zum gleichzeitigen, gleichmäßigen Galvanisieren der Innenflächen von mehreren ringförmigen Körpern, z.B. der Zylinder von Verbrennungsmotoren. _.. . . . _ _ .... . ..... .

In einer üblichen Galvanisiervorrichtung zum gleichmäßigen Galvanisieren der Innenflächen von mehreren ringförmigen Körpern ist es üblich, die ringförmigen Körper mit zwischen ihnen angeordneten, dichtenden Zwischenlagen übereinanderzustapeln. In den Bohrungen der ringförmigen Körper wird eine Anode angeordnet, deren Außenumfang in gleichmäßigem Abstand von den Innenflächen der ringförmigen Körper angeordnet ist, so daß zwischen der Anode und den genannten Innenflächen ein Elektrolytkanal vorhanden ist. Jeder der ringförmigen Körper wird durch einen Zuleitungsdraht mit dem Minuspol einer Stromquelle elektrisch verbunden. Ein Elektrolyt wird gezwungen, in dem Elektrolytkanal vertikal aufwärts zu strömen, so daß die Innenflächen galvanisiert werden. Danach strömt der

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Elektrolyt über die obere Fläche des von den ringförmigen Körpern gebildeten Stapels über, worauf der Elektrolyt zurückgewonnen werden kanrii

Einer der Nachteile der üblichen Vorrichtung ist darauf zurückzuführen, daß die zu galvanisierenden Körper auf demselben Potential gehalten werden, so daß die zwischen der Anode und jedem der ringförmigen Körper fließenden Wirkströme nicht gleich stark sind, weil sich beim Galvanisieren Gase bilden, so daß die elektrische Leitfähigkeit des strömenden Elektrolyten längs der vertikalen Achse des von den ringförmigen Körpern gebildeten Stapels nicht konstant ist. Infolgedessen ist die auf den Innenflächen der ringförmigen Körper durch Galvanisieren gebildete Schicht nicht gleichmäßig dick, sondern auf dem jeweils oberen ringförmigen Körper dicker als auf dem darunter angeordneten ringförmigen Körper. Da die durch Galvanisieren gebildete Schicht möglichst dünn sein soll, ist die auf dem unteren ringförmigen Körper durch Galvanisieren gebildete Schicht zu dick. Infolgedessen wird zum Galvanisieren auch mehr Zeit benötigt, bo daß die Produktivität herabgesetzt wird. Außerdem ist ein unangenehmes Nachschleifen erforderlich. Ferner bedingt die zu große Dicke der durch Galvanisieren gebildeten Schicht einen zusätzlichen Verbrauch des Überzugsmaterials, wie Chrom, und daher höhere Produktionskosten.

Es wurde bereits angegeben, daß der Elektrolyt so geführt wird, daß er über die obere Fläche des von den ringförmigen Körpern gebildeten Stapels überströmt und dann in einen Elektrolytbehälter gelangt. Die obere Fläche des von den ringförmigen Körpern gebildeten Stapels ist mit einer Kappe abgedeckt, die mit Anschlüssen für ein Abflußrohr oder dergleichen versehen sein muß. Dadurch wird die Konstruktion komplizierter. Ferner führt die Abdichtung

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zwischen der Kappe und- dem Abflußrohr zu Schwierigkeiten, weil die Kappe abnehmbar auf der oberen Fläche des jeweiligen Stapels montiert sein muß, damit der von den ringförmigen Körpern gebildete Stapel in die Vorrichtung eingesetzt werden kann. Bei ungenügender Abdichtung kann Elektrolyt und/oder können entwickelte Gase austreten, so daß eine Brand- oder Verunreinigungsgefahr besteht.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer verbesserten Galvanisiervorrichtung, die von den vorstehenden Nachteilen frei ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Galvanisiervorrichtung zum gleichzeitigen, gleichmäßigen Galvanisieren der Innenflächen" mehrerer ringförmiger Körper.

In der Galvanisiervorrichtung gemäß der Erfindung ist eine stehende Anode in miteinander fluchtenden Bohrungen der ringförmigen Körper so angeordnet, daß der Außenumfang der Anode in gleichmäßigem Abstand von den Innenflächen der ringförmigen Körper angeordnet ist, so daß zwischen der Anode und den genannten Innenflächen ein Elektrolytkanal vorhanden ist, wobei zwischen einer Kathode und den ringförmigen Körpern je eine Einstelleinrichtung elektrisch zwischengeschaltet ist, die dazu dient, die zwischen der Anode und jedem der ringförmigen Körper fließenden, elektrischen Wirkströme auf eine einheitliche Stromstärke einzustellen, selbst wenn die elektrische Leitfähigkeit des strömenden Elektrolyten infolge der Entwicklung von Gasen in dem Elektrolyten längs der Achse der miteinander fluchtenden Bohrungen unterschiedlich ist.

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Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt eine Galvanisiervorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 die Vorrichtung teilweise im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Galvanisiervorrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung dient zum gleichzeitigen, gleichmäßigen Galvanisieren mehrerer ringförmiger Körper 11, z.B. von' Zylindern "von Verbrennungsmotoren. ^ '""" - - ■ ■ " _" Die ringförmigen Körper 11, deren Innenflächen 12 galvanisiert werden sollen, werden zusammen mit elektrisch isolierenden Zwischenlagen 13 so übereinandergestapelt, daß ihre Bohrungen miteinander fluchten. Die Zwischenlagen 13 sind daher jeweils zwischen zwei einander benachbarten, ringförmigen Körpern 11 angeordnet, so daß die ringförmigen Körper 11 elektrisch voneinander isoliert und hermetisch dicht gegeneinander abgedichtet sind. Die ringöförmigen Körper uä[n die Zwischenlagen bilden daher zusammen einen stehenden rohrförmigen Körper (ohne Bezugszeichen). Dieser rohrförmige Körper ruht auf einer Grundplatte H, mit der er durch langgestreckte Bolzen 15, die an den Ecken der Grundplatte H befestigt sind, zu einem starren Block verbunden ist. Auf der oberen Fläche des rohrförmigen Körpers sind eine ringförmige Kopfscheibe 16 und eine Dichtung 17 montiert, die miteinander fluchtende Bohrungen besitzen, durch die sich die Bolzen 15 aufwärts erstrecken. Die Bolzen 15 sind an ihren oberen Enden mit einem Gewinde

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versehen, auf die entsprechende Hänger 18 mit einem Innengewinde aufgeschraubt werden, nachdem auf die Dichtung 17 eine Kappe 19 aufgesetzt und mit ihrem Randflansch an den Bolzen 15 befestigt worden ist. Die Kappe 19 ist daher mittels der Kopfscheibe 16 und der Dichtung 17 hermetisch dicht auf der oberen Fläche des rohrförmigen Körpers montiert, so daß sie mit diesem und der Grundplatte 14 starr verbunden ist.

In dem rohrförmigen Körper ist in der Nähe seines Außenumfanges eine Kathode 22 angeordnet, die oben einen Fortsatz 21 besitzt. Die Kathode 22 hat einen vorherbestimmten Eigenwiderstand, wie nachstehend erläutert wird, und ist mit den ringförmigen Körpern 11 durch je eine Befestigungsschraube 23 elektrisch verbunden. Die Befestigungsschrauben 23 können an jeder beliebigen Stelle relativ zu den ringförmigen Körpern 11, sollen jedoch in gleichen Abständen voneinander angeordnet sein.

Gemäß Fig. 2 sind in entsprechenden -Bohrungen in der Grundplatte 14 und der Kopf scheibe 16" zwei !Führungsrohre 24 eingesetzt. Auf der oberen Fläche des Tragkörper 25 der Vorrichtung sind zwei Führungsstangen 26 verankert, die in die Führungsrohre 24 eingesetzt werden, wenn der zusammengesetzte Block auf den Tragkörper 25 montiert werden soll. Zu diesem Zweck werden dann in der dargestellten Weise noch vier an dem Tragkörper 25 montierte Arme 27 festgelegt.

Ein Handrad 28 dient zum Andrücken des Fortsatzes 21 der Kathode 22 an eine Kathodenplatte 29 zwecks Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Kathode 22 und der Kathodenplatte 29. Diese Kathodenplatte 22 ist mit dem Minuspol einer nicht gezeigten Stromquelle elektrisch verbunden, so daß ein. Minuspotential an den ringförmigen Körpern 11 liegt.

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In den miteinander fluchtenden Bohrungen 12
des rohrförmigen Körpers ist eine stehende Anode 31 angeordnet, die auf dem Tragkörper 25 der Vorrichtung derart montiert ist, daß sie sich durch die Bohrung 16a der Kopfsdheibe 16 in den Hohlraum der Kappe 19 erstreckt. Die
Anode 31 besteht aus einem hochleitfähigen Material und
ist durch eine Anodenplatte 33 mit dem Pluspol der Stromquelle elektrisch verbunden. Der Außenumfang der Anode
ist in gleichmäßigem Abstand von den Innenflächen 12 des rohrförmigen Körpers abgeordnet, so daß zwischen der Anode und den genannten Innenflächen ein Elektrolytkanal 35 vorhanden ist, durch den ein Elektrolyt zu strömen gezwungen wird. Die Außenfläche der Anode 31 kann vorzugsweise mit einem Überzug 34 aus einem geeigneten Material versehen
sein, das eine hohe Leitfähigkeit und eine genügende Beständigkeit gegenüber dem Angriff des strömenden Elektrolyten besitzt. Ein für diesen Zweck geeignetes Material
ist z.B. Blei.

Die Anode 31 ist nicht massiv, sondern in ihrem Innern mit einem weiteren Elektrolytkanal 36 versehen,
der von einem Elektrolytrohr 37 gebildet wird, das gegenüber dem Angriff des Elektrolyten genügend beständig ist. Dieses Elektrolytrohr 37 erstreckt sich mit seinem oberen Ende in den Hohlraum der Kappe 19, so daß dieser Hohlraum eine Strömungsverbindung zwischen den Elektrolytkanälen
35 und 36 herstellt. An seinem unteren Ende steht das
Elektrolytrohr 37 durch ein Abflußrohr 38 mit einem nicht gezeigten Elektrolytbehälter in Verbindung.

In der Anode 31 ist ferner ein Kanal 39 für
Reinigungsmittel und Luft vorhanden. Dieser Kanal 39 dient zur Zuführung eines Reinigungsmittels oder von Luft zu dem Hohlraum der Kappe 19 und zu den beiden Elektrolytkanälen 35 ud\n 36. Nach vollständiger Durchführung des Galvanisier-

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Vorganges wird das Reinigungsmittel eingeleitet, das jetzt den Hohlraum und die Kanäle 35 und 36 reinigt. Die eingeleitete Luft dient teilweise zum Verdünnen von in dem Hohlraum verbliebenen Gasen und teilweise zum Spülen des Hohlraums und der Kanäle. Der Kanal 39 ist mit einer düsenförmigen Austrittsöffnung 43 versehen, die in den Hohlraum mündet. Mit dem unteren Ende des Kanals 39 ist ein Umschalt- oder Zweiwegschieber 4-1 verbunden, der den Kanal 39 wahlweise über ein Zweigrohr 42a mit einer Reinigurigsmittelquelle oder über ein Zweigrohr 42b mit einer Druckluftquelle verbindet. In einer abgeänderten Ausführungsform kann man anstelle des hier gezeigten Kanals 39 zwei nicht gezeigte Rohre vorsehen, von denen das eine zum Einleiten von Reinigungsmittel und das andere zum Einleiten von Luft dient. In diesen Fall kann der Umschaltschieber 41 entfallen.

Durch ein Elektrolytzuleitungsrohr 44 und eine in dem Tragkörper 25 der Vorrichtung ausgebildete Elektrolyteintrittsöfi'nung 25a wird dem Elektrolytkanal 35 ein Elektrolyt zugeführt. Das Elektrolytzuleitungsrohr 44 ist in der üblichen Weise mit einem nicht gezeigten Ventil versehen, das die Zuführung des Elektrolyten in den Kanal 35 gestattet oder sperrt. Es ist ein die Eintrittsöffnung 25a umgehendes Abflußrohr 45 für Elektrolyt und Reinigungsmittel vorgesehen, das mit einem Umschalt- oder Zweiwegschieber 46 versehen ist. Mit Hilfe dieses Umschaltschiebers 46 wird ein in demiKanal 35 und der Eintrittsöffnung 25a verbliebener Elektrolyt und/oder ein dort verbliebenes Reinigungsmittel wahlweise durch die Zweigrohre 45a und 45b abfließen gelassen.

Wenn die Ano_de 31 mit demjpluspol der Stromquelle elektrisch verbunden ist, wird der zusammengesetzte Block mit den übereinandergestapelten und zu galvanisierenden,

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ringförmigen Körpern 11 an dem Tragkörper 25 der Vorrichtung befestigt. Dann wird durch manuelle Betätigung des Handrades 28 der Fortsatz 21 der Kathode 22 mit der Kathodenplatte 29 elektrisch verbunden. Ferner wird das in dem Elektrolytzuleitungsrohr 44 angeordnete Ventil geöffnet und werden die beiden Umschaltschieber 46 und 41 geschlossen. Jetzt wird über das Zuleitungsrohr 44 und die Eintrittsöffnung 25a ein Elektrolyt in den Elektrolytkanal 35 gepumpt, der dadurch mit dem einströmenden Elektrolyten gefüllt wird. Zwischen den ringförmigen Körpern 11 und der auf der Anode 31 vorgesehenen Bleischicht 34 beginnt jetzt ein elektrischer Strom zu fließen, so daß die Innenflächen 12 der ringförmigen Körper 11 galvanisiert werden. Dabei werden in dem Kanal 35 Oase in Form von sehr kleinen Bläschen gebildet, die der strömende Elektrolyt in dem Kanal 35 mitführt. Da der Elektrolyt hier äufwärtsströmt, nimmt seine elektrische Leitfähigkeit nach oben infolge des zunehmenden Gasgehaltes ab, so daß für den oberen ringförmigen Körper 11 eine höhere Badspannung erforderlich ist. Diese Schwierigkeit wird in der erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung 10 dadurch vermieden, daß an den jeweils oberen ringförmigen Körpern 11 ein höheres negatives Potential angelegt wird. Die zwischen der Anode 31 und jedem der ringförmigen Körper 11 fließenden elektrischen Wirkströme werden daher auf gleiche Stromstärke eingestellt, d.h., daß die Veränderung der elektrischen leitfähigkeit des Elektrolyten in dem Kanal 35 längs der Achse des rohrförmigen Körpers entsprechend kompensiert wird. Wie bereits angedeutet wurde, hat die Kathode 22 einen beträchtlichen, vorherbestimmten Eigenwiderstand und ist das an jeden der ringförmigen Körper 11 angelegte negative Potential niedriger als das an den darüberliegenden ringförmigen Körper 11 angelegte Potential, und zwar um einen Betrag, der von dem Abstand zwischen den beiden einander benachbarten Befestigungsschrauben 23

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abhängig ist. Wenn daher der Eigenwiderstand der Kathode 22 zweckmäßig gewählt ist, kompensiert der Abfall des negativen Potentials zwischen einander benachbarten ringförmigen Körpern 11 die auf den abnehmenden Gehalt des Elektrolyten an entwickelten Gasen zurückzuführende Zunahme der Leitfähigkeit des Elektrolyten, der die Innenflächen 12 dieser beiden ringförmigen Körper benetzt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, hat die auf den Innenflächen 12 der ringförmigen Körper 11 gebildete Schicht längs der Achse dea rohrförmigen Körpers überall dieselbe Dicke.

Nach der vollständigen -^rollführung des Galvanisiervorganges wird das Ventil in dem Elektrolytzuleitungsrohr 44 geschlossen und der Umschaltschieber 46 in dem Abflußrohr 45 so umgestellt, daß er eine Verbindung mit dem Zweigrohr 45b herstellt. Danach wird der Umschaltschieber 41 in dem Rohr 39 so umgestellt, daß er eine Verbindung mit dem Zweigrohr 42b herstellt, durch das jetzt frische Druckluft eingeleitet wird. Diese spült den Kanal 36, den Hohlraum in der Kappe 19 und den Kanal 35 und fördert in dem Kanal 35 verbliebene Elektrolyten über die Rohre 45 und 45b in den nicht gezeigten Elektrolytbehälter.

Nach dem Entfernen des Elektrolyten aus dem Kanal 35 wird der Schieber 41 so umgestellt, daß er über das Rohr 42a eine Verbindung mit dem nicht gezeigten Reinigungsmittelbehälter herstellt. Gleichzeitig wird der Schieber 46 so umgestellt, daß er gemäß i'ig. 1 eine Verbindung über das Rohr 45a mit dem Reinigungsmittelbehälter herstellt. Danach wird ein Reinigungsmittel in das Rohr gepumpt und durch die Düse 43 in den Hohlraum der Kappe eingeleitet. Das so eingeleitete Reinigungsmittel strömt

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in dem Kanal 35 abwärts und reinigt dabei die galvanisierten Innenflächen 12 der ringförmigen Körper 11, worauf es wieder in den Reinigungsmittelbehälter zurückkehrt.

Da unabhängig von der allmählichen Zunahme des Gehaitc an entwickelten Gasen die durch den strömenden Elektrolyten fließenden elektrischen Ströme an allen Stellen des Kanals 35 gleich stark sind, haben die durch die Galvanisierung auf den ringförmigen Körpern gebildeten Schichten überall dieselbe Dicke. Die galvanisierten Innenflächen 12 der ringförmigen Körper brauchen zum Herstellen von gleich dicken Überzügen nicht nachgeschliffen oder poliert zu werden, wie dies bei Verwendung der üblichen Galvanisiervorrichtung erforderlich ist. Das Galvanisieren kann in viel kürzerer Zeit durchgeführt werden, und der Verbrauch des Überzugsmaterials wird beträchtlich herabgesetzt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung besteht darin, daß das Abflußrohr in der Anode und die Austrittsöffnung in dem Tragkörper der Vorrichtung ausgebildet ist, so daß die Kappe hermetisch dicht auf dem Stapel montiert bleibt, der von den zu galvanisierenden, ringförmigen Körpern gebildet wird. In der erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung ist daher an der Kappe kein Anschluß oder Schlauch für den Abfluß des in den Kanälen der Vorrichtung verbliebenen Elektrolyten erforderlich. Infolgedessen können in der Vorrichtung entwickelte, schädliche Gase, die u.U. eine Brandgefahr bedingen könnten, nicht frei austreten. Die Vorrichtung selbst kann sehr kompakt ausgebildet werden, so daß sie im Betrieb auf einfache Weise bedient werden kann.

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Claims (2)

Pat entansprüehe:

1. Galvanisiervorrichtung zum gleichzeitigen, gleichmäßigen Galvanisieren der Innenflächen von mehreren ringförmigen Körpern, gekennzeichnet durch mehrere Zwischenlagen, die zwischen je zwei einander benachbarten ringförmigen Körpern angeordnet sind, diese elektrisch voneinander isolieren und hermetisch gegeneinander abdichten, so daß ein stehender rohrförmiger Körper vorhanden ist, in dem die ringförmigen Körper und die Zwischenlagen so übereinandergestapelt sind, daß ihre Bohrungen miteinander fluchten, durch eine stehende Anode, die in den miteinander fluchtenden Bohrungen des rohrförmigen Körpers angeordnet und deren Außenumfang in gleichmäßigem Abstand von den Innenwandungen der miteinander fluchtenden Bohrungen angeordnet ist, so daß zwischen der Anode und den Innenwandungen ein erster Elektrolytkanal vorhanden ist, in dem ein Elektrolyt vertikal zu strömen gezwungen wird, durch eine in dem rohrförmigen Körper in der Nähe seines Außenumfanges angeordnete Kathode zum Anlegen eines negativen Potentials an die ringförmigen Körper und durch Einstellmittel, die zwischen der Kathode und je einem der ringförmigen Körper elektrisch zwischengeschaltet sind und dazu dienen, die elektrischen Wirkströme, die zwischen der Anode und jedem der ringförmigen Körper fließen, auf dieselbe Stromstärke einzustellen, selbst wenn infolge der Entwicklung von Gasen in dem strömenden Elektrolyten dessen elektrische Leitfähigkeit längs der Achse des rohrförmigen Körpers unterschiedlich ist.

2. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen

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mehrere Befestigungsschrauben aufweisen, mit denen die Kathode an je einem der ringförmigen Körper befestigt ist und die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein von dem Eigenwiderstand der Kathode abhängiger Potentialabfall vorhanden ist.

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