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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolierungselement, das auf den Randabschnitt einer Elektrodenplatte montiert ist, die während der elektrolytischen Raffination von Kupfer oder dergleichen verwendet wird, ein Befestigungsverfahren und ein Entfernungsverfahren hierfür, sowie eine Spannbefestigungsvorrichtung für ein Randisolierungselement.
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Technischer Hintergrund
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Bei einem Prozess zur elektrolytischen Raffination eines Metalls wie Kupfer oder dergleichen und insbesondere bei einem Langzeitprozess zur elektrolytischen Raffination und elektrolytischen Probeentnahme wird eine Elektrodenplatte als Kathode verwendet, die aus einem Metall wie aus rostfreiem Stahl oder dergleichen hergestellt ist. Diese Kathode wird zusammen mit einer Anode, die aus Blisterkupfer oder Blasenkupfer oder dergleichen hergestellt ist, in einen elektrolytischen Trog eingesetzt, und eine Elektrolytlösung wird in den Trog eingefüllt. Eine Elektrolyse wird durchgeführt, so dass Metall ausfällt und sich auf beiden Seiten der Elektrodenplatte galvanisch abscheidet. Dies wird abgelöst, um ein veredeltes Produkt in Plattenform zu erhalten (im Folgenden wird diese ausgefällte und galvanisch abgeschiedene Substanz galvanisch abgeschiedenes Kathodenmaterial genannt).
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8 und 9 sind Figuren, die Beispiele der Elektrodenplatte zeigen. Bei diesen Elektrodenplatten 1 sind Randisolierungselemente 2 an den Umfangsrandabschnitten der Elektrodenplatten montiert, um zu verhindern, dass das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterial, das auf beiden Seiten der Elektrodenplatte 1 galvanisch abgeschieden ist, mit den Randabschnitten der Elektrodenplatte 1 verbunden wird, und um es darüber hinaus zu vereinfachen, das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterial abzulösen und um ferner zu gewährleisten, dass es nicht mit beiden Kathoden in Berührung kommt.
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Als dieser Typ eines Randisolierungselements 2 wurden z. B. Randisolierungselemente vorgeschlagen, wie sie in 10 und 11 gezeigt sind. Dieser Typ eines Randisolierungselements 12 ist ein Typ, bei dem eine Aufnahme-Nut 13 und ein Klemmbackenabschnitt 14 zur Befestigung der Elektrodenplatte in dessen Spitzenabschnitt so ausgebildet sind, dass sie sich entlang der Längsrichtung des Randisolierungselements 12 erstrecken.
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Bei der Anbringung dieses Typs eines Randisolierungselements 12 an die Elektrodenplatte 1 wird der Randabschnitt der Elektrodenplatte 1 in die Aufnahme-Nut 13 eingefügt und an zehn oder mehreren Stellen mit runden Stiften 15 befestigt. Jetzt wird das Randisolierungselement 12 an der Elektrodenplatte 1 befestigt, indem das Randisolierungselement 12 unter Verwendung von Einsatzlöchern befestigt wird, die schon zuvor an vorbestimmten Positionen in dem Randisolierungselement 12 und dem Randabschnitt der Elektrodenplatte 1 ausgebildet wurden, indem die Elektrodenplatte 1 so eingepasst wird, dass die Einsatzlöcher übereinanderliegen, indem die runden Stifte 15 in diese Einsatzlöcher eingesetzt werden, und indem die Kopfabschnitte der runden Stifte 15 verschmolzen werden.
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Dieser Typ eines Randisolierungselements 12 und runder Stifte 15 kann aus einem gebräuchlichen Harz wie Venylchlorid, Polypropylen oder dergleichen hergestellt werden.
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Darüber hinaus wird, um jede Lücke zwischen der Elektrodenplatte 1 und dem Randisolierungselement 12 aufzufüllen, das durch Verformung oder thermische Ausdehnung oder dergleichen des Harzes hervorgerufen wird, aus dem das Randisolierungselement 12 besteht, und um den fest sitzenden Abschnitt des Randisolierungselements 12 gegenüber der Elektrodenplatte 1 zu verschließen, Wachs 16 über diesen Abschnitt gegossen und ausgehärtet, so dass gewährleistet ist, dass keine Elektrolytlösung in diesen fest sitzenden Abschnitt eindringen kann.
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Dieser Typ des Randisolierungselements 12 weist jedoch die folgenden Problems auf.
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Erstens ist die für jeden Prozess erforderliche Arbeit entsprechend schwierig geworden, und das Lösen und Aushärten des Randisolierungselements 12 an der Elektrodenplatte 1 ist mühsam geworden, da es notwendig ist, jedes Mal den Wachsabschnitt 16 zu bilden, wenn das Randisolierungselement 12 an der Elektrodenplatte 1 befestigt wird.
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Zweitens kam es manchmal vor, dass sich die Qualität des veredelten Materials, das bei dem elektrolytischen Raffinationsprozess gewonnen wird, dadurch verschlechtert, dass sich etwas von dem Wachs 16 in unerwünschter Weise an das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterial anlagert oder mit ihm mischt.
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Drittens ist die Qualität des sicheren Eingriffs zwischen dem Randisolierungselement 12 und der Elektrodenplatte 1 schlecht, da der Wärmeverformungskoeffizient des Harzes, aus dem das Randisolierungselement 12 gebildet ist, groß ist, und es ist erforderlich, eine grolle Anzahl von Stellen oben beschrieben mit den runden Stiften 15 wie zu befestigen, so dass die Arbeit schwierig wird und zudem übermäßige Kosten entstehen.
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Viertens ist das Entfernen der runden Stifte 15 von dem Randisolierungselement 12 mühsam gewesen, da die Kopfabschnitte der runden Stifte 15 an das Randisolierungselement 12 angeschmolzen sind. Darüber hinaus ist es nicht möglich gewesen, das Randisolierungselement 12 wieder zu verwenden, nachdem die runden Stifte 15 entfernt wurden.
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Fünftens kam es manchmal vor, dass die runden Stifte 15 durch Stöße beim Ablösen des galvanisch abgeschiedenen Kathodenmaterials von der Elektrodenplatte 1 von dem Randisolierungselement 12 abbrachen.
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Sechstens kam es manchmal vor, dass die Elektrolytlösung von der Lücke der Stifteinsatzlöcher des Randisolierungselements 12 und der Elektrodenplatte 1 her eindrangen, und das galvanisch abgeschiedenes Material, das sich auf der Elektrodenplatte 1 angesammelt hatte, ein Versagen des Randisolierungselements 12 und der runden Stifte 15 verursachte.
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Auf diese Weise ist bei einem Randisolierungselement 12 des Standes der Technik nicht nur der Prozess des Anpassens und Entfernens der Elektrodenplatte mühsam, sondern auch die Qualität des sicheren Eingreifens an der Elektrodenplatte war unzureichend. Selbst bei einem Befestigungsverfahren, um dies zu ergänzen, mit anderen Worten, selbst bei einer Befestigung ebenfalls mit Stiften, ist es notwendig, diese in einer graßen Anzahl zu bilden, und darüber hinaus ist die Arbeit kompliziert, und ferner bestanden Probleme bei den Isolierungseigenschaften solcher Abschnitte. Darüber hinaus wurden die Stoffempfindlichkeits-Eigenschaften verschlechtert. Ferner bestand das Problem, dass die Qualität des veredelten Produkts durch die Verwendung des Wachses 16 in unerwünschter Weise verschlechtert wurde.
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In der
US 1,470,883 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, ist ein Randisolierungselement für einen Randabschnitt einer Elektrodenplatte offenbart, das einen stabförmigen Hauptkörper und eine Spannbefestigungsvorrichtung umfasst, wobei der Hauptkörper eine Aufnahme-Nut und einen Klemmbackenabschnitt zur Befestigung der Elektrodenplatte aufweist, eine Mehrzahl von Stifteinsatzlöchern auf der Seitenfläche des Klemmbackenabschnitts ausgebildet ist und die Spannbefestigungsvorrichtung lösbar in das Stifteinsatzloch aufgenommen ist.
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In der
DE 43 12 798 A1 ist eine Kantenschutzvorrichtung für eine elektrolytische Elektrode beschrieben, wobei die dort genannten konstruktiven Einzelheiten für das Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreich sein können.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die Probleme zu lösen, und es ist ihre Aufgabe, mit einem Randisolierungselement einer Elektrodenplatte, die in einem elektrolytischen Raffinationsprozess verwendet wird:
- 1. sein Entfernen von und Anpassen an die Elektrodenplatte zu erleichtern;
- 2. zu ermöglichen, sein sicheres Eingreifen an der Elektrodenplatte zu erleichtern, um den Randabschnitt der Elektrodenplatte vollständig isolieren zu können und diese Qualität eines sicheren Eingreifens über einen fangen Zeitraum aufrechterhalten zu können;
- 3. die Stärke der Stoßempflindlichkeits-Eigenschaften und dergleichen zu verbessern;
- 4. die Arbeit des Ablösens des galvanisch abgeschiedenen Kathodenmaterials von der Elektrodenplatte während des elektrolytischen Raffinationsprozesses zu erleichtern; und
- 5. ein Hineinmischen des von dem Randisolierungselement erzeugten Materials in das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterials auszuschließen, um ein veredeltes Material mit guter Produktqualität zu erhalten.
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Um die oben genannten Probleme zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung ein Randisolierungselement vor, das während des Prozesses der elektrolytischen Raffination eines Metalls an einem Randabschnitt einer Elektrodenplatte befestigt ist. Dieses Randisolierungselement umfasst einen stabförmigen Hauptkörper, eine Spannbefestigungsvorrichtung, die aus einem Stift und einem Stopper besteht, und einen Haltestab. An einem Spitzenabschnitt des stabförmigen Hauptkörpers sind eine Aufnahme-Nut und ein Klemmbackenabschnitt für einen festen Sitz der Elektrodenplatte so ausgebildet, dass sie sich entlang der Längsrichtung des Hauptkörpers erstrecken. An einem Basisendabschnitt des Hauptkörpers ist eine Eingriffs-Nut zum Anbringen des Haltestabes so ausgebildet, dass sie sich entlang der Längsrichtung des Hauptkörpers erstreckt. Eine Mehrzahl von Stifteinsatzlöchern ist auf der Seitenfläche des Klemmbackenabschnitts ausgebildet. Die Spannbefestigungsvorrichtung ist lösbar in das Stifteinsatzloch aufgenommen, und der Haltestab ist lösbar in der Eingriffs-Nut angebracht. Der Stopper umfasst: einen ringförmigen Befestigungsabschnitt, der in dem Stifteinsatzloch des Isolierungselements befestigt werden kann, ein Einsatzloch, das derart ausgebildet ist, dass sich sein Durchmesser von diesem Befestigungsabschnitt zum anderen Ende hin verringert, und eine geschlitzte Buchse, die an der Seitenwandfläche des Abschnitts des Einsatzloches mit sich verringerndem Durchmesser angeordnet ist und in der ein Schlitz in ihrer Längsrichtung ausgebildet ist, wobei die geschlitzte Buchse eine Struktur aufweisen kann, bei der durch Einsetzen des Stifts in die geschlitzte Buchse die geschlitzte Buchse aufgeweitet wird.
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Was diesen Typ eines Randisolierungselements betrifft, so kann er leicht von der Elektrodenplatte entfernt oder an der Elektrodenplatte befestigt werden, und es ist möglich, den sicheren Eingriffszustand zwischen dem Randisolierungselement und der Elektrodenplatte zu verbessern, und es ist möglich, die Qualität der Isolierung des Elektrodenplattenrandabschnitts zu erhöhen.
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Ferner kann der Stift einen Hauptkörper, einen Griffabschnitt, der an einem Anfangsendabschnitt des Hauptkörpers ausgebildet ist, und einen oder mehrere Keilabschnitte aufweisen, die an Seitenflächen des Hauptkörpers ausgebildet sind.
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Darüber hinaus kann die geschlitzte Buchse einen geneigten Abschnitt aufweisen, der bezüglich der Einsetzrichtung des Stifts einen Neigungswinkel von 3° bis 45° einschließt.
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Mit Hilfe diesen Typs einer Spannbefestigungsvorrichtung, die aus einem Stift und einem Stopper besteht, ist es somit möglich, das Randisolierungselement stabil an der Elektrodenplatte zu befestigen, da der Stift stärker an dem Stopper befestigt ist und schwer zu entfernen ist, und der Stopper ist in sicherem Eingriff mit der Elektrodenplatte.
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Ferner kann der Hauptkörper des Randisolierungselements und der Spannbefestigungsvorrichtung aus Harz hergestellt sein, wobei der Stopper aus einem Elastomer hergestellt ist, dessen Elastizität höher als die des Harzes ist, das für den Hauptkörper und den Stift verwendet wird, Indem auf diese Weise ein Harz für die Spannbefestigungsvorrichtung verwendet wird, und ein Elastomer verwendet wird, dessen Elastizität für den Stopper hoch ist, ist es möglich, die Qualität eines sicheren Eingriffs zwischen dem Stopper und dem Stift und die Qualität des sicheren Eingriffs zwischen dem Stopper und der Elektrodenplatte zu verbessern, und es ist möglich, das Randisolierungselement stabil an der Elektrodenplatte zu befestigen. Da es überdies möglich ist, eine Abweichung zwischen der Elektrodenplatte und dem Randisolierungselement aufzunehmen, die durch Belastungen verursacht wird, die auftreten, wenn das Randisolierungselement befestigt wird oder wenn galvanisch abgeschiedenes Kathodenmaterial oder dergleichen abgelöst wird, oder eine Abweichung zwischen zwei Elementen aufzunehmen, die durch den Stopper aufgrund von Unterschieden in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Elektrodenplatte und dem Randisolierungselement verursacht wird, wenn die Temperatur während der Elektrolyse hoch ist, ist es demzufolge möglich, den sicheren gemeinsamen Eingriff des Randisolierungselements und der Elektrodenplatte über einen langen Zeitraum zu gewährleisten.
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Darüber hinaus kann wenigstens entweder der Hauptkörper, die Spannbefestigungsvorrichtung, die aus dem Stift und dem Stopper besteht, oder der Haltestab aus einem Metallkern bestehen, der von einem Harz eingeschlossen ist.
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Darüber hinaus kann der Haltestab ein kreiszylindrischer Körper mit einer kreisförmigen Querschnittsform sein, oder ein elliptisch-zylindrischer Körper mit einer elliptischen Querschnittform sein.
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Darüber hinaus kann ein Versiegelungselement auf die Oberfläche der Aufnahme-Nut aufgeklebt sein. Darüber hinaus kann auf der Oberfläche der Aufnahme-Nut eine Klebeschicht angeordnet sein.
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Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung ein Befestigungsverfahren für ein Randisolierungselement vor, um ein Randisolierungselement an einem Randabschnitt einer Elektrodenplatte zu befestigen. Dieses Befestigungsverfahren umfasst: einen Prozess zur Bildung einer Mehrzahl von Stifteinsatzlöchern an vorbestimmten Stellen des Elektrodenplattenrandabschnitts, einen Prozess zur Einpassung der Elektrodenplatte in die Aufnahme-Nut des Randisolierungselements, so dass die Stifteinsatzlöcher dieses Elektrodenplattenrandabschnitts über die Stifteinsatzlöcher des oben beschriebenen Randisolierungselements liegen, einen Prozess für einen festen Sitz der Elektrodenplatte in die Aufnahme-Nut, wobei die Nut dadurch verschmälert wird, dass der Haltestab in der Eingriffs-Nut des Randisolierungselements angebracht wird, so dass die Eingriffs-Nut aufgeweitet wird, einen Prozess zum Einführen des Stoppers in das Stifteinsatzloch des Randisolierungselements, und ein Prozess zum Einsetzen des Stifts in das Stifteinsatzloch des Randisolierungselements und des Stifteinsatzloches der Elektrodenplatte, Befestigen dieses Stifts durch den Stopper und Befestigen des Randisolierungselements an der Elektrodenplatte. Darüber hinaus wird bei diesem Befestigungsverfahren für ein Rand isolierungselement als Stopper ein Stopper verwendet, der einen ringförmigen Befestigungsabschnitt, der in dem Stifteinsatzloch des Isolierungselements befestigt ist, ein Einsatzloch, das so ausgebildet ist, dass sich der Durchmesser von diesem Befestigungsabschnitt zum anderen Endes hin verringert, und eine geschlitzte Buchse umfasst, die an der Seitenwandfläche des Abschnitts des Einsatzloches mit sich verringerndem Durchmesser angeordnet und mit einem Schlitz versehen ist, der in seiner Längsrichtung ausgebildet ist, und es enthält ferner einen Prozess zum Einsetzen des Stifts in den Stopper und zum Aufweiten der geschlitzten Buchse des Stoppers in der Umfangsrichtung, um die geschlitzte Buchse sicher mit der Elektrodenplatte in Eingriff zu bringen.
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Durch diese Art des Befestigungsverfahrens für ein Randisolierungselement an einer Elektrodenplatte ist die Befestigung des Randisolierungselements an der Elektrodenplatte einfach, und es ist möglich, die Qualität des sicheren Eingriffs zwischen dem Randisolierungselement und der Elektrodenplatte zu verbessern. Darüber hinaus wird die Ablösung des galvanisch abgeschiedenen Kathodenmaterials von der Kathodenplatte noch leichter, da dem galvanisch abgeschiedenen Kathodenmaterial keine Verunreinigungen beigemengt werden, weil kein Wachs verwendet wird.
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Das Randisolierungselement 20 umfasst einen zylindrisch geformten (stabförmigen) Hauptkörper 22, eine Spannbefestigungsvorrichtung, die aus einem Stift 30 und einem Stopper 40 besteht, und einen Haltestab 26.
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Eine Aufnahme-Nut 23 und ein Klemmbackenabschnitt 24 zur Halterung der Elektrodenplatte 1 sind an dem Spitzenabschnitt 22A des Hauptkörpers 22 so ausgebildet, dass sie sich entlang der Längsrichtung des Hauptkörpers 22 erstrecken. Die Aufnahme-Nut 23 ist vorgesehen, um die Elektrodenplatte 1 an dem Hauptkörper 22 zu montieren, und sie Ist so ausgebildet, dass die Querschnittsform durch den Klemmbackenabschnitt 24 verändert wird. Wenn die Elektrodenplatte 1 in der Aufnahme-Nut sitzt, beträgt die geöffnete Querschnittsfläche der Aufnahme-Nut 23 wünschenswerter Weise von 5% bis 20% der gesamten Querschnittsfläche des Hauptkörpers 22 und idealer Weise von 15% bis 20%.
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Die Nutweite der Aufnahme-Nut 23 kann so angepasst werden, dass der Klemmbackenabschnitt 24 fest an die Elektrodenplatte 1 anliegt, die in der Aufnahme-Nut 23 sitzt, oder so, dass sie entfernt werden kann.
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Auf der anderen Seite ist eine Eingriffs-Nut 25, in der der Haltestab 26 angebracht Ist, in einem Basisendabschnitt 22B des Hauptkörpers 22 so ausgebildet, dass er sich in Längsrichtung des Hauptkörpers 22 erstreckt. Der Haltestab 26 ist in dieser Eingriffs-Nut 25 so angebracht, dass er daraus entfernt und wieder darin angebracht werden kann, und ist so ausgebildet, dass die Querschnittsfläche der Eingriffs-Nut 25 durch Anbringen des Haltestabs 26 aufgeweitet wird.
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Die Querschnittsform des Haltestabs 26 ist, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ein kreiszylindrisch geformter Körper von runder Form, der einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als der der Eingriffs-Nut 25 ist. Seine Querschnittsform kann auch ein elliptisch-zylindrisch geformter Körper 26a sein, der eine elliptische Form aufweist, wie es in 12 und 13 gezeigt ist. Der Haltestab 26 oder 26a kann durch Greifen und Drehen seiner Rotationsstruktur aus der Eingriffs-Nut 25 entfernt oder mit der Eingriffs-Nut 25 in Eingriff gebracht werden.
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Der Hauptkörper 22 ist so ausgebildet, dass die Nutweite der Aufnahme-Nut 23 durch die Kraft eingestellt wird, die durch Anbringen des Haltestabs 26 in die Eingriffs-Nut 25 auf die Eingriffs-Nut 25 übertragen wird, und die auf den Klemmbackenabschnitt 24 übertragen wird.
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Darüber hinaus ist der Hauptkörper 22 so ausgebildet, dass der Raum zwischen der Seitenfläche 22C und der Seitenfläche 22D, die sich zwischen der Aufnahme-Nut 23 und der Eingriffs-Nut 25 erstrecken, von dem Basisendabschnitt 22B in Richtung des Spitzenabschnitts 22A verkleinert.
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Ferner ist ein Stifteinsatzloch 27 (27a, 27b, 27c) in dem Klemmbackenabschnitt 24 von der Seitenfläche 22C in Richtung der Seitenfläche 22D ausgebildet. Eine Spannbefestigungsvorrichtung zur Befestigung der Elektrodenplatte 1 an dem Hauptkörper 22, die aus einem Stift 30 und einem Stopper 40 besteht, ist derart in das Stifteinsatzloch 27 eingeführt, dass sie entfernbar und wieder anbringbar ist.
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3A und 3B sind Figuren, die ein Beispiel des Stoppers 40 zeigen. 3B ist eine Draufsicht, betrachtet aus der zu der Richtung, aus der der Stift eingeführt wird, entgegengesetzten Richtung, während 3A eine Seitenansicht ist, betrachtet von dem in 3B gezeigten Querschnitt A-A';
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Der Stopper 40 ist ein röhrenförmig geformtes Element, das einen ringförmigen Befestigungsabschnitt 41 umfasst, der in dem Stifteinsatzloch 27 befestigt werden kann, ein Einsatzloch 43, das entlang des axialen, mittleren Abschnitts des Stoppers 40 vorgesehen ist, um im Durchmesser in Richtung von dem Befestigungsabschnitt 41 zu dem anderen Ende davon abzunehmen, und eine geschlitzte Buchse 42, die in der Seitenwandfläche des Abschnitts des Einsatzlochs 43 mit sich verringerndem Durchmesser vorgesehen ist, und die mit Schlitzen in der Längsrichtung ausgebildet ist. Die geschlitzte Buchse 42 ist ausgebildet, um sich durch den Stift 30, der in das Einsatzloch 43 eingefügt wird, in radialer Richtung zur Außenseite zu öffnen.
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Der Durchmesser der geschlitzten Buchse 42, der in der Seitenwandfläche des Abschnitts des Einsatzloches 43 mit sich verringerndem Durchmesser vorgesehen ist, ist wünschenswerterweise gleich oder größer als 1/2 des Durchmessers des Einsatzloches 43 in dem Befestigungsabschnitt 41, und beträgt idealerweise das 1/2 bis 1-fache davon. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die geschlitzte Buchse 42 so ausgebildet ist, dass sie einen geneigten Abschnitt aufweist, dessen Neigungswinkel ☐ bezüglich der Richtung, in der der Stift 30 eingesetzt wird, von 3° bis 45° beträgt. Durch das Vorsehen dieses geneigten Abschnitts, so dass der Neigungswinkelbereich gegeben ist, wird zum einen das Einsetzen und die Herausnahme des Stifts 30 leichtgängig, und zum anderen ist es möglich, den Stift 30 sicher zu befestigen.
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Die geschlitzte Buchse 40 ist so gestaltet, dass sie, wie es in 2 gezeigt ist, in das Einsatzloch 27 passt, das in dem Klemmbackenabschnitt 24 des Hauptkörpers 22 ausgebildet ist, wobei der Befestigungsabschnitt 41 sicher mit dem dritten Einsatzloch 27c in Eingriff ist, während die geschlitzte Buchse 42 in einem Abschnitt der Elektrodenplatte 1 mit einem ersten Einsatzloch 1a aufgenommen ist.
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Der Stift 30 ist ein Element, das einen Stifthauptkörper 31 und einen Griffabschnitt 32 ausweist, der so ausgebildet ist, dass er einen Durchmesser hat, der größer als der dieses Stifthauptkörpers 31 ist. Die Grundkonstruktion dieses Typs von Stift 30 wird als kreiszylinderförmig angenommen, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, es kann jedoch als Alternative beispielsweise eine Konstruktion wie die, die in 4 oder 5 gezeigt ist, erwogen werden.
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Bei dem in 4 gezeigten Stift 130 ist am Anfangsendabschnitt des Hauptkörpers 131 ein Griffabschnitt 132 ausgebildet, und auf der Seitenfläche des Endabschnitts des Hauptkörpers 131, auf der Seite dieses Griffabschnitts 133, ist eine Mehrzahl von Keilabschnitten 133 (im gezeigten Fall drei) ausgebildet. Im Gegensatz dazu ist der Spitzenabschnitt 134 des Stifts 130, am anderen Endabschnitt des Hauptkörpers 131 glatt ausgebildet, so dass er keine Ecken aufweist, und ist darüber hinaus so ausgebildet, dass er einen Durchmesser hat, der größer als der des Hauptkörpers 131 ist. Weiterhin ist ein kreiskegelförmiges Loch (ein sogenanntes Stanzloch) 135 im mittleren Abschnitt des Griffabschnitts 132 ausgebildet.
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Bei dem in 5 gezeigten Stift 230 ist auf gleiche Weise wie es in 4 gezeigt ist am Anfangsendabschnitt des Hauptkörpers 231 ein Griffabschnitt 232 ausgebildet, und eine Mehrzahl von Keilabschnitten 233 (im gezeigten Fall drei) sind an der Seitenfläche des Endabschnitts des Hauptkörpers 231, auf der Seite des Griffabschnitts 233 angeordnet. Darüber hinaus ist ein Stanzloch 235 im mittleren Abschnitt dieses Griffabschnitts 232 ausgebildet. Außerdem weist dieser Stift 230 einen keilförmigen Spitzenabschnitt 234 auf. Bei diesem Spitzenabschnitt 234 ist der Durchmesser der Grenzfläche zwischen dem Hauptkörper 231 und dem Spitzenabschnitt 234 etwas größer ausgelegt als der Durchmesser des Hauptkörpers 231, und darüber hinaus verringert sich der Durchmesser von der Grenzfläche in Richtung des Spitzenabschnitts, so dass der Durchmesser am Spitzenabschnitt eine Größe annimmt, die kleiner als der Durchmesser des Hauptkörpers 231 ist.
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6 ist eine Figur, die den Zustand zeigt, nachdem der in 4 gezeigte Stift in den Stopper 40 der in 3 gezeigten Konstruktion eingesetzt wurde. Weiterhin ist 7 eine Figur, die den Zustand zeigt, nachdem der in 5 gezeigte Stift 230 in den Stopper 40 eingesetzt wurde.
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Wie in 6 oder 7 gezeigt ist, wird die geschlitzte Buchse 42 des Stoppers 40 beim Einsetzen des Stifts 130 oder 230 in das Einsatzloch 43 des Stoppers 40 so eingestellt, dass sie in Umfangsrichtung gedrückt und aufgeweitet wird. Und durch die Rückstellkraft von der geschlitzten Buchse 40 ist der Stift 130 oder 230 in dem Einsatzloch 43 des Stoppers 40 sicher in Eingriff und sicher befestigt. Ferner ist es durch den Griffabschnitt 132 oder 232 zum einen möglich, den Stift 130 oder 230 in dem Stopper 40 zu halten, und zum anderen ist es möglich, zu gewährleisten, dass keine Elektrolytlösung ins Innere des Stoppers 40 eindringt.
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Ferner kann sich der Stift 130 oder 230 aufgrund des Vorsehens des Keilabschnitts 133 oder 233 schlechter selbst aus dem Stopper 40 lösen. Zudem ist das Einführen des Stifts 30 aufgrund der Tatsache, dass der Spitzenabschnitt des Stifts so glatt wie der in 4 gezeigte Spitzenabschnitt 134 ist, oder so keilförmig wie der in 5 gezeigte Spitzenabschnitt 234 ist, leicht. Weiterhin wird der Spitzenabschnitt 134 oder 234, aufgrund der Tatsache, dass der Durchmesser des Spitzenabschnitts 134 oder 234 an der Grenzfläche zwischen dem Stifthauptkörper 131 oder 232 und dem Spitzenabschnitt 134 oder 234 größer als der Durchmesser des Stifthauptkörpers 131 oder 231 ist, in dem Stopper 40 gehalten, und der Stift 130 oder 230 kann sich schwerer selbst lösen.
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Das Stifteinsatzloch 27, das, wie es in 1 gezeigt ist, in der Seitenfläche des Klemmbackenabschnitts 24 des Randisolierungselements 20 ausgebildet ist, ist so ausgebildet, dass es die Spannbefestigungsvorrichtung aufnimmt, die aus dem Stift 30 und dem Stopper 40 besteht. Das Stifteinsatzloch 27 besteht aus einem ersten Einsatzloch 27a, dessen Lochdurchmesser gleich dimensioniert ist wie der des Griffabschnitts 32 des Stifts 30, einem zweiten Einsatzloch 27b, dessen Durchmesser gleich dimensioniert ist wie der des Hauptkörpers des Stifts 30, und einem dritten Einsatzloch 27c, dessen Durchmesser gleich dimensioniert ist wie der des Befestigungsabschnitts 41 des Stoppers 40. Das erste Einsatzloch 27a und das dritte Einsatzloch 27c sind in der Seitenfläche des Klemmbackenabschnitts 24, auf der Seite, in die der Stift 30 anfangs eingesetzt wird, angeordnet, und das zweite Einsatzloch 27b ist in dem anderen Klemmbackenabschnitt 24 angeordnet, um sich nur zur Aufnahme-Nut 23 hin zu öffnen.
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Der Stopper 40 ist in das dritte Einsatzloch 27c eingesetzt, und ist so ausgebildet, dass der Griffabschnitt 32 des Stifts 30 an der Grenzfläche zwischen dem ersten Stifteinsatzloch 27a und dem dritten Stifteinsatzloch 27c festgelegt ist.
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Es ist wünschenswert, dass dieses Randisolierungselement 20 (einschließlich dem Hauptkörper 22, dem Stift 30 und dem Stopper 40) als seine Hauptkomponente ein Polyphenylenäther-artiges Harz oder einen Spezialkunststoff oder dergleichen, oder, um genau zu sein, Polyphenylenäther oder hoch schlagfestes Polystyrol-Harz aufweist.
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Darüber hinaus ist es zur weiteren Verbesserung der Stoßfestigkeits-Eigenschaften des Randisolierungselements 20 und zur weiteren Erhöhung der mechanischen Festigkeit gegenüber äußeren Belastungen ebenfalls möglich, für wenigstens entweder den Hauptkörper 22, den Stift 30, den Stopper 40 oder den Haltestab 26, die das Randisolierungselement 20 bilden, eine Struktur zu verwenden, bei der ein Metallkern, der aus rostfreiem Stahl oder Titan oder dergleichen besteht, mit einem der oben beschriebenen Harze überzogen ist. Zum diesem Zeitpunkt saute der Metallkern vollständig mit Harz überzogen sein, so dass seine Oberfläche nicht mit der Elektrolytlösung in Berührung kommen kann. Das Verhältnis des Metallkerns, der in dem Randisolierungselement 20 enthalten ist, bezüglich der Gesamtmasse des Randisolierungselements 20, beträgt wünschenswerterweise zwischen 40 und 90 Gewichtsprozent, und idealerweise zwischen 70 und 90 Gewichtsprozent. Liegt das Verhältnis des Metallkerns unter 40 Gewichtsprozent, so besteht die Gefahr, dass die Festigkeit des Metalls nicht ausreichend ist, während die Festigkeit des Oberflächenschicht des Harzes, mit dem der Metallkern überzogen ist, unzureichend sein kann, wenn das Verhältnis größer als 90 Gewichtsprozent ist.
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Wenn dieser Harztyp verwendet wird, ist es möglich, eine Einheit bereitzustellen, die sich durch Säurefestigkeit, Wärmebeständigkeit und Festigkeit auszeichnet. Wenn auf diese Weise dem Randisolierungselement eine ausgezeichnete Säurefestigkeit verliehen wird, wird es nicht von der Elektrolytlösung angegriffen, und es kann über einen langen Zeitraum verwendet werden. Weiterhin wird die Form des Randisolierungselements 20 nicht stark deformiert, wenn ihm eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit verliehen wird, selbst wenn die Temperatur der Elektrolytlösung während der Elektrolyse auf 40°C bis 50°C über die Umgebungstemperatur ansteigt, so dass es möglich ist, ein hohes Maß an sicherem Eingriff mit der Elektrodenplatte 1 beizubehalten. Da ferner das Randisolierungselements 20 eine ausgezeichnete Festigkeit aufweist, wird es selbst durch Stoßkräfte nicht zerstört, die es während des Ablösungsprozesses von galvanisch abgeschiedenen Kathodenmaterial oder durch mechanischen Belastungen oder dergleichen erfährt, die während der Einpassung oder während des Transportes auftreten. Des Weiteren können die Klammbackenabschnitte 24 des Randisolierungselements 20 und so weiter mit gleichmäßig guter Maßhaltigkeit hergestellt werden, da das Harz eine ausgezeichnete Extrusionsformbarkeit aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, die Stoßfestigkeitseigenschaften des Randisolierungselements 20 und die mechanische Festigkeit gegenüber äußeren Belastungen zu erhöhen, indem ein Metallkern im Inneren eines Harzes eingeschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Oberfläche des Metallkerns vollständig mit Harz bedeckt, so dass es vollständig von der Elektrolytlösung getrennt ist.
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Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass ein Elastomer als Stopper 40 verwendet wird, das eine höhere Elastizität als das Harz hat, welches für den Hauptkörper 22 und den Stift 30 (130, 230) verwendet wird. Als konkrete Beispiele des Elastomers kann Polyester-artiges Harz, Polyolefin-artiges Harz, Styrol-artiges Harz, Biphenylchloridartiges Harz, mit Fluor versetztes Harz oder dergleichen vorgeschlagen werden.
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Durch Herstellung des Stoppers 40 unter Verwendung eines solchen Elastomertyps ist es möglich, den Stopper 40 mit dem Stift 30 (130, 230) sicher in Eingriff zu bringen, wenn der Stift 30 (130, 230) befestigt wird, und das Lösen des Stiftes 30 (130, 230) aus dem Stifteinsatzloch 27 zu erschweren. Ferner ist es möglich, den Stopper 40 sicher in das Stifteinsatzloch 1a der Elektrodenplatte 1 in Eingriff zu bringen, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Elektrolytlösung in diesen Abschnitt eindringt. Ferner wird zwischen dem Randisolierungselement 20 und der Elektrodenplatte 1 kein Spalt erzeugt, da es möglich ist, eine Abweichung zwischen den Befestigungsabschnitten aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungsraten des Randisolierungselements 20 und der Elektrodenplatte 1 und dergleichen durch diesen Stopper 40 aufzunehmen.
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Weiterhin ist es möglich, wie es in 14 und 15 gezeigt ist, ein Versiegelungselement 44 an der Oberfläche der Aufnahme-Nut 23 anzubringen. Durch das Vorsehen des Versiegelungselements zwischen der Aufnahme-Nut 23 und der Elektrodenplatte 1 ist es möglich, den sicheren Eingriff zwischen dem Randabschnitt des lsolierungselements 20 und der Elektrodenplatte 1 zu erhöhen, und es ist möglich, einen Kontakt zwischen der Elektrolytlösung und der Elektrodenplatte 1 zu vermeiden. Als Versiegelungselement 44 kann Klebeband verwendet werden. Als Klebeband kann eine Grundsubstanz verwendet werden, deren Hauptbestandteil ein Polyesterharz, ein Polypropylenharz, ein flourisiertes Harz oder dergleichen ist, mit einem Klebemittel, das ein Kompositharz wie ein Acrylharz oder eine Art Gummi oder dergleichen enthält und das auf seiner einen Oberfläche aufgetragen ist.
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Darüber hinaus ist es möglich, außerdem eine Klebeschicht 45 vorzusehen, die dadurch hergestellt wird, dass eine klebende Substanz zwischen dem Versiegelungselement 44 und der Elektrodenplatte 1 aufgetragen wird. Dadurch ist es möglich, die Sicherheit des Eingriffs zwischen dem Versiegelungselement 44 und der Elektrodenplatte 1 zu erhöhen, und es ist möglich, einen Kontakt zwischen der Elektrolytlösung und der Elektrodenplatte 1 zu vermeiden. Als Klebemittel kann ein Acryl-artiges Klebemittel, ein Epoxid-artiges Klebemittel, ein Olefin-artiges Klebemittel oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann die Klebeschicht 45 zwischen dem Versiegelungselement 44 und der Oberfläche der Aufnahme-Nut 23 vorgesehen sein. Ferner kann die Klebeschicht 45 auf beiden Seiten des Versiegelungselements 44 vorgesehen sein, wodurch die Aufnahme-Nut 45 und die Elektrodenplatte 1 fester miteinander verbunden werden können. Der Hauptkörper 22 des Randisolierungselements 20 kann durch Strangpressen hergestellt werden.
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Der Stift 30 und der Stopper 40 können durch Spritzgießen hergestellt werden. Darüber hinaus kann das oben beschriebene Stifteinsatzloch 27 günstig durch mechanisches Bohren hergestellt werden, nachdem das Randisolierungselement 20 hergestellt wurde.
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Nachfolgend ist ein Befestigungsverfahren für das Randisolierungselement 20 beschrieben, um diesen Typ eines Randisolierungselements 20 an der Elektrodenplatte 1 zu befestigen.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird ein Stifteinsatzloch 1a im Voraus im Randabschnitt der Elektrodenplatte 1 ausgebildet. Um dieses Stifteinsatzloch 1a über das Stifteinsatzloch des Randisolierungselements 20 zu legen, wird die Elektrodenplatte 1 in die Aufnahme-Nut 23 des Randisolierungselements 20 eingeschoben. Übrigens sorgt der Klemmbackenabschnitt 24 des Hauptkörpers 22 für einen festen Sitz der Elektrodenplatte 1, indem der Haltestab 26 in der Eingriffs-Nut 25 des Hauptkörpers 22 angebracht wird, so dass die Eingriffs-Nut 25 geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, die Elektrodenplatte 1 einen festeren Sitz zu verleihen, indem das Versiegelungselement 44 oder die Klebeschicht 45, die auf der Oberfläche der Aufnahme-Nut 23 vorgesehen ist, sicher mit der Elektrodenplatte 1 in Eingriff zu bringen.
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Als nächstes wird der Stopper 40 in das Stifteinsatzloch 27 eingefügt, das in dem Klemmbackenabschnitt 24 angeordnet ist. Durch Einsetzen des Stifts 30 in das Stifteinsatzloch 27, den Stopper 40 und das Stifteinsatzloch 1a der Elektrodenplatte 1, ist dieser Stift 30 mit dem Stopper 40 festgeklemmt.
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Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, das Innere des Stifteinsatzloches 27 dadurch abzuschließen, dass auf den Kopfabschnitt des Stifts 30, mit anderen Worten auf den Griffabschnitt 32, ein Abdeckungsmaterial 29 wie etwa ein durch Wärme aushärtender Klebstoff oder eine Silizium-Abdichtmasse oder dergleichen aufgetragen wird. Dadurch ist es möglich, noch stärker den Eintritt der Elektrolytlösung zu vermeiden, und es ist möglich, das Maß der Isolierung des Inneren zu erhöhen.
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Darüber hinaus ist es wünschenswert, zu gewährleisten, dass der Lochdurchmesser des Stifteinsatzloches 1a der Elektrodenplatte 1 ein etwas größerer Durchmesser als der äußere Durchmesser des Stoppers 40 ist, so dass der Stopper 40 sicher in Eingriff ist, wenn der Stift 30 eingesetzt ist.
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Wenn dieses Befestigungsverfahren angewendet wird, sitzt zum einen der Stift 30 fest, und zum anderen tritt keine Elektrolytlösung in den fest sitzenden Abschnitt (die Aufnahme-Nut 23) der Elektrodenplatte 1 ein, da die geschlitzte Buchse 41 des Stoppers 40 durch das Einsetzen des Stifts 30 in Richtung des äußeren Umfangs aufgeweitet und somit sicher mit der Elektrodenplatte 1 in Eingriff gebracht ist, so dass es möglich ist, die Isolierungseigenschaften dieses fest sitzenden Abschnitts zu verbessern.
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Weiterhin ist die Weite der Aufnahme-Nut 23 durch Anbringen des Haltestabes 26 in die Eingriffs-Nut 25 verkleinert, und die Elektrodenplatte 1 hat durch den Klemmbackenabschnitt 24 einen festen Sitz, und darüber hinaus ist es möglich, die Sicherheit des Eingriffs zwischen der Elektrodenplatte 1 und dem Randisolierungselement 20 zu erhöhen, da das Randisolierungselement 20 durch die Spannbefestigungsvorrichtung an der Elektrodenplatte 1 befestigt ist, die aus dem Stift 30 und dem Stopper gebildet ist, und es ist nicht erforderlich, den Eintritt der Elektrolytlösung in die Aufnahme-Nut 23 durch die Anwendung einer Methode zu verhindern, wie sie im Stand der Technik erläutert ist.
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Da ferner zum einen das Randisolierungselement 20 mit Hilfe des Stifts 30 an der Elektrodenplatte 1 befestigt ist, und zum anderen das Randisolierungselement 20 durch den Stopper 40 sicher mit der Elektrodenplatte 1 in Eingriff ist, ist es aufgrund der Spannbefestigungsvorrichtung möglich, das Befestigungsvermögen gegenüber dem Stand der Technik stark zu verbessern, und es ist zudem möglich, den Einpassabschnitt für die Spannbefestigungsvorrichtung an dem Randisolierungselement 20 auf weniger als im Stand der Technik zu reduzieren (zum Beispiel kann der Einpassabschnitt für die Spannbefestigungsvorrichtung an dem Randisolierungselement 20 auf etwa 1/3 des Wertes verringert werde, der im Stand der Technik vorliegt). Darüber hinaus welcht der Stift 30 während seines Sitzes oder aufgrund eines Stoßes oder dergleichen, wenn das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterial von der Elektrodenplatte entfernt wird, nicht von dem Stopper 40 ab.
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Ferner ist es nicht notwendig, den Stift 30 an dem Randisolierungselement 20 durch Verschmelzen zu befestigen, da der Stift 30 durch den Stopper 40 befestigt ist, so dass die Arbeit, den Stift 30 einzupassen, leicht ist.
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Nachfolgend wird ein Entfernungsverfahren für das Randisolierungselement 20 erläutert.
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Das Randisolierungselement 20 kann leicht von der Elektrodenplatte 1 entfernt werden, indem der Haltestab 26 aus der Eingriffs-Nut 25 entfernt und der Stift 30 herausgenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, durch Ausüben einer Druckkraft auf den gestanzten Abschnitt, der in dem Griffabschnitt 32 des Stifts 30 ausgebildet ist, den Griffabschnitt 32 durch Abschleifen zu entfernen, so dass es möglich ist, den Stopper 40 einfach aus dem Stifteinsatzloch 27 zu entfernen.
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Da auf diese Weise die Stifte 40 [sic] nicht durch Verschmelzen in dem Randisolierungselement 20 befestigt sind, ist es möglich, die Stifte 30 leicht zu entfernen, und das Randisolierungselement 20 wird nicht beschädigt, wenn diese Stifte 30 entfernt werden. Demzufolge ist die Produktlebensdauer des Randisolierungselements 20 lang, da es einfach durch Austausch der Stifte 30 wiederverwendet werden kann.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Bei dem Randisolierungselement der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Qualität des sicheren Eingriffs mit der Elektrodenplatte zu erhöhen, und es ist möglich, den Randabschnitt der Elektrodenplatte perfekt zu isolieren, und darüber hinaus ist es möglich, diese sichere Eingriffsqualität über einen langen Zeitraum aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus ist ein wiederholter Gebrauch möglich, da der Prozess des Entfernens von und des Befestigens an der Elektrodenplatte leicht ist. Des Weiteren sind die Stoßfestigkeitseigenschaften und dergleichen ausgezeichnet, und der Ablösungsprozess des galvanisch abgetragenen Elektrodenmaterials kann leicht ausgeführt werden.
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Da außerdem bei dem Befestigungsverfahren für das Randisolierungselement der vorliegenden Erfindung kein Wachs verwendet wird, ist es demzufolge möglich, mit einer erhöhten Qualität an sicherem Eingriff zwischen der Elektrodenplatte und dem Randisolierungselement zu befestigen, und es ist möglich, die Qualität der Isolierung des Elektrodenplatten-Randabschnitts zu verbessern. Daher findet bei dem elektrolytischen Raffinationsprozess keine Beimischung des Materials durch das Randisolierungselement in das galvanisch abgeschiedene Kathodenmaterial statt, so dass es möglich ist, ein raffiniertes Material guter Produktqualität zu erhalten.
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Da es ferner durch das Entfernungsverfahren für das Randisolierungselement der vorliegenden Erfindung möglich ist, das Randisolierungselement leicht von der Elektrodenplatte zu entfernen und keine Beschädigung des Randisolierungselements auftritt, wird es demzufolge möglich, das Randisolierungselement wieder zu verwenden.
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Aufgrund der Spannbefestigungsvorrichtung für das Randisolierungselement der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Randisolierungselement sicher an der Elektrodenplatte zu befestigen. Darüber hinaus ist es leicht, das Randisolierungselement anzubringen und zu entfernen.
