DE102021120556A1

DE102021120556A1 - Verfahren und Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand

Info

Publication number: DE102021120556A1
Application number: DE102021120556.5A
Authority: DE
Inventors: Ralf Senff-Wollenberg; Johann-Wilhelm Ansey
Original assignee: Standardkessel Baumgarte GmbH
Current assignee: Standardkessel Baumgarte GmbH
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-02-10
Also published as: EP4193007A1; WO2022033990A1

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand (FW), welche zumindest einen Wandteil (FW') aufweist, der aus mehreren in einer Längsrichtung (LR) nebeneinander verlaufenden Rohren (R1, R2, ..., R5) und jeweils zwischen benachbarten Rohren (R1, R2, ..., R5) angeordneten Verbindungsstegen (S1, S2, ..., S5) gebildet wird, bei dem die Flossenwand (FW) als Kathode (FW) in ein galvanisches Bad (1) eingebracht wird, in welchem sich in einem Abstand (aA-FW) von der Flossenwand (FW) eine Anode (20) befindet. Dabei wird zwischen der Flossenwand (FW) und der Anode (20) eine Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird die Anode (20) dabei an einer zur Flossenwand (FW) weisenden Oberfläche (20f) zumindest bereichsweise an die Form der zur Anode (20) weisenden Oberfläche (O) der Flossenwand (FW) angepasst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand (FW).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand.
Galvanisches bzw. galvanotechnisches Beschichten bzw. Überziehen, wie z. B. galvanotechnisches Vernickeln bezeichnet ein elektrochemisches Verfahren zur Erzeugung eines metallischen Überzugs auf einem vorzugsweise metallischen Werkstück mithilfe der Elektrolyse. Beim galvanischen Vernickeln nach DIN EN ISO 1456 werden die zu vernickelnden Gegenstände nach einer geeigneten Vorbehandlung in einen Nickelelektrolyten, wie z. B. ein sogenanntes galvanisches Bad eingetaucht und durch das Anlegen einer elektrischen Spannung scheidet sich auf der Oberfläche des Werkstücks ein Nickelüberzug ab. Insbesondere auf dem Gebiet von Dampferzeugern für (Müll-, Sondermüll- oder Biomasse-) Verbrennungsanlagen oder (Industrie-) Kraftwerke zur Verbrennung bzw. Entsorgung fester, flüssiger und/oder gasförmiger, ggf. schadstoffhaltiger Brennstoffe ist das betreffende Werkstück dabei typischerweise eine sogenannte Flossenwand bzw. Membranwand. Diese muss aufgrund der dort vorherrschen extremen Bedingungen (u. a. z. T. über 1200° C) und Anforderungen eines 24/7-Dauerbetriebs der Anlagen möglichst nachhaltig und langfristig gegen Korrosion geschützt sein.
Genauer gesagt wird in Fachkreisen unter einer solchen Flossenwand bzw. Membranwand eine aus (Metall-) Rohren gebaute Wand bzw. Verdampferheizfläche eines Wasserrohrkessels, wie z. B. eines Naturumlaufkessels, oder dergleichen verstanden, die beispielsweise einen Feuerraum bzw. eine Brennkammer des Kraftwerks oder der (Müll-) Verbrennungsanlage umgibt. Die Konstruktion der Flossenwand besteht aus parallel verlaufenden Rohren, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Rohren jeweils ein Metallsteg, die sogenannte „Flosse“ bzw. „Membran“, eingeschweißt ist. Dadurch wird die Wand rauchgasdicht und die Wärme des Rauchgases wird zum Rohr geleitet, welches innen zur Energieumwandlung wasserdurchströmt ist. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung der Flossenwand handelt es sich deshalb genau genommen nicht um eine ebene bzw. flache Wand, sondern vielmehr um eine sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckende Wand mit reliefartigen Strukturen. Gerade hierin liegen aber typischerweise die größten Herausforderungen beim Galvanisieren. Je scharfkantiger bzw. unebener die zu galvanisierende Fläche, desto schwieriger lässt sich die betreffende Fläche gleichmäßig galvanotechnisch mit einem, vorzugsweise dünnen, Metallüberzug, wie beispielsweise Nickel, überziehen bzw. beschichten. Bei einer ungleichmäßigen, d. h. nicht durchgehend gleichmäßig zur Anode beabstandeten, Oberfläche, kommt es aufgrund der Feldlinienausbildung zu einer unterschiedlich schnellen (inhomogenen) Abscheidung der Metallionen auf dem Werkstück. An diesem Problem wird derzeit auf sehr aufwändige Weise mittels sogenannter Masken gearbeitet, die die Abscheidungsmenge auf dem Werkstück lokal regulieren bzw. verändern. Weiterhin spielt auch die Werkstoffauswahl eine maßgebliche Rolle. Da dies hier bereits erfolgt ist, müssen die Möglichkeiten außen vorgelassen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand anzugeben, mit dem eine höhere Lebensdauer, eine gleichmäßigere Schichtdicke, Härte sowie Wärmeleitung der galvanisierten Flossenwand erreicht wird und zudem die Montage der galvanisierten Flossenwand erleichtert wird, ohne dabei die Expositionszeit im galvanischen Bad zur Regelung der Schichtdicke entsprechend verändern zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach Patentanspruch 8 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (konkret auch als „Überzieh- bzw. Beschichtungsverfahren“ zu bezeichnen, wie nachfolgend noch erläutert wird) wird wie üblich die Flossenwand als Kathode (Minuspol bzw. negativ geladene Elektrode) in ein galvanisches Bad eingebracht bzw. getaucht. Dabei befindet sich erfindungsgemäß in einem Abstand von der Flossenwand eine Anode.
Die Flossenwand bzw. Membranwand umfasst wie oben erwähnt zumindest einen Wandteil, der aus mehreren in einer Längsrichtung nebeneinander verlaufenden Rohren und jeweils zwischen benachbarten Rohren angeordneten Verbindungsstegen gebildet wird. Die Flossenwand kann dabei vorzugsweise aus Metall, insbesondere Eisen, ausgebildet sein. In diesem Fall können beispielsweise Metallstege bzw. Metall-Verbindungsstege zwischen Metallrohren eingeschweißt sein und so eine sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckende Flossenwand bilden.
Unter einem galvanischen bzw. elektrolytischen Bad wird in der betreffenden Disziplin, also der Galvanotechnik bzw. Galvanik, ein Behälter bezeichnet, in dem eine elektrochemische Abscheidung metallischer Niederschläge, also von Überzügen auf Substrate (Gegenstände) stattfindet. Es geht dabei üblicherweise darum einen metallischen Substratkörper mit einer weiteren metallischen Schicht zu beschichten bzw. zu bedecken, um diesen besser vor Korrosion zu schützen.
Wenn durch das galvanische Bad Strom geleitet wird, wandern bzw. strömen die sich an der Anode (Pluspol bzw. positiv geladene Elektrode) befindlichen Metallionen (Kationen), hier Nickel, zur Kathode bzw. zu dem zu beschichtenden Gegenstand, d. h. im Rahmen der Erfindung z. B. die Flossenwand. Mittels des elektrischen Stroms wird aus gelösten Metallionen durch Reduktion auf der Flossenwand abgelagertes Metall, z. B. Nickel erhalten. Je länger sich dabei der Gegenstand im Bad befindet und je höher der Strom ist, desto dicker wird die Metallschicht (z. B. Nickelschicht) auf dem Gegenstand. Dabei beeinflussen die Stromdichte und der Abstand zwischen Anode und Kathode die Härte und die Feinkörnigkeit des sich kolumnar abscheidenden Substrats, weshalb es vorteilhaft sein kann, je nach verwendetem galvanischen Verfahren, die Einstellungen so zu wählen, dass die Härte des Substrats einen Wert von ca. 240 - 280 HV 10 nicht übersteigt.
Weiterhin wird erfindungsgemäß zwischen der Flossenwand und der Anode eine Hilfsanodenanordnung angeordnet. Eine Hilfsanodenanordnung kann dabei zumindest eine Hilfsanode, vorzugsweise mehrere in Reihe angeordnete bzw. eine Gruppe von Hilfsanoden aufweisen. Unter einer „Hilfsanode“ bzw. „Hilfsanodenanordnung“ ist im Rahmen der Erfindung bei einer ersten Variante ein Leiter zu verstehen, der im galvanischen Bad eine Strecke mit geringem bzw. niedrigem elektrischen Widerstand darstellt, der dann aber nicht direkt mit einer Stromquelle des galvanischen Bads verbunden ist, sondern durch den Stromfluss durch die elektrolytische Flüssigkeit im galvanischen Bad bipolar aufgeladen wird und somit als lokaler „Stromfluss-Verdichter“ bzw. „Stromdichte-Erhöher“ fungiert, wie weiter unten noch erläutert wird.
Bei einer zweiten bevorzugten Variante kann eine Hilfsanode bzw. Hilfsanodenanordnung aber auch direkt oder indirekt elektrisch mit der Anode gekoppelt sein bzw. verbunden, d. h. kontaktiert sein.
Alternativ oder zusätzlich wird die Anode erfindungsgemäß an der zur Flossenwand weisenden Oberfläche zumindest bereichsweise an die Form der zur Anode weisenden Oberfläche der zu galvanisierenden Flossenwand angepasst.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand umfasst ein galvanisches Bad, beispielsweise mit Elektrolytlösung, welches ja bereits oben erläutert wurde.
Das galvanische Bad umfasst eine sich im Wesentlichen in einer Ebene bzw. Fläche erstreckende Anode, um die Flossenwand als sich ebenfalls im Wesentlichen in einer Ebene erstreckende, flächige Kathode an einer definierten Kathodenposition in einem Abstand von der Anode im galvanischen Bad anzuordnen.
Weiter umfasst die Vorrichtung eine Stromquelle bzw. Spannungsquelle, welche an einem Pol mit der Anode verbunden ist und an einem anderen Pol mit der Flossenwand (Kathode) verbindbar ist, um einen Stromfluss von der Anode zur Kathode zu erzeugen bzw. induzieren. Mit anderen Worten werden die beiden Komponenten bzw. Elektroden (Anodenwand und Flossenwand) durch Anlegen einer Gleichspannung polarisiert. Da sie sich in einer leitenden Flüssigkeit befinden, fließt wie erwähnt Strom zwischen Anode und Kathode, d. h. die positiven Kationen bzw. Metallionen bewegen sich zur Kathode, nehmen Elektronen auf und lagern sich als Metallschicht an der Kathode ab.
Ferner umfasst die Vorrichtung erfindungsgemäß eine Hilfsanodenanordnung, welche im bestimmungsgemäßen Betrieb zwischen einer im galvanischen Bad angeordneten Flossenwand und der Anode angeordnet ist. Nach einer ersten Variante kann die Hilfsanodenanordnung dabei beabstandet zur Anode, jedoch räumlich unmittelbar davor angeordnet sein.
Nach einer zweiten Variante kann die Hilfsanodenanordnung auch elektrisch mit der Anode verbunden bzw. gekoppelt sein. Hierzu kann die Hilfsanodenanordnung als eine Möglichkeit auch direkt an die Anode mechanisch gekoppelt, insbesondere angeschweißt, sein und dabei besonders bevorzugt sogenannte „Hilfsanoden-Flossen“ bilden, wie sie später noch genauer erläutert werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Anode erfindungsgemäß an einer zur bestimmungsgemäßen Kathodenposition der Flossenwand weisenden Oberfläche der Anode zumindest bereichsweise an die Form der im Betrieb zur Anode weisenden Oberfläche der zu galvanisierenden bzw. mithilfe der Elektrolyse mit einer Schicht aus Metall zu überziehenden Flossenwand angepasst. „Angepasst“ bezeichnet dabei im einfachsten Fall bereits eine sehr grobe Anpassung, d. h. es können beispielsweise Erhöhungen und/oder Vertiefungen in der Anodenoberfläche ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Anode im Bereich gegenüberliegend der Flossen bzw. Verbindungsstege einer Flossenwand stegförmig zur Flossenwand abstehende Anoden-Flossen aufweisen, welche z. B. angeschweißt oder ein Teil der Anode sein können. Diese sorgen für eine lokale Veränderung des elektrischen Felds bei der Galvanisierung im elektrolytischen Bad. Die genauere Ausgestaltung der Anoden-Flossen wird weiter unten noch erläutert.
Sofern - wie oben erwähnt - die Hilfsanode auch direkt mechanisch mit der Anode verbunden ist, z. B. an diese als ein Teil angeschweißt ist, kann dies auch als eine Gesamtanode gesehen werden, die in gewisser Weise auch in ihrer Form an die Oberfläche, der im Betrieb zur Anode weisenden Oberfläche der Flossenwand angepasst ist. D. h. der Übergang von der ersten Variante, bei der das elektrische Feld durch Hilfsanoden beeinflusst wird, zur zweiten Variante, bei der das elektrische Feld durch die Gestaltung der Oberfläche der Anode gestaltet wird, ist insoweit bei bestimmten Ausführungsvarianten fließend.
Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion des Gegenstands der Erfindung wird erreicht, dass die zu beschichtende Flossenwand bzw. zumindest der betreffende beschichtete Wandteil der Flossenwand gleichmäßig dick entlang der flächigen Erstreckung bzw. der Oberfläche beschichtet werden kann. Zum einen sorgt dies für eine gleichmäßige Wärmeleitungsfähigkeit der Flossenwand, wodurch sich der Wirkungsgrad des Verdampfers im Betrieb erhöht. Zum anderen wird damit eine gleichmäßige Härte der Flossenwand erzielt, die vorzugsweise unterhalb eines Wertes von 280 HV10 liegt, wodurch eine nachträgliche Verformbarkeit der Flossenwand sichergestellt werden kann. Insgesamt verlängert sich damit auch die Lebensdauer der Flossenwand, da die Flossenwand somit keine stärkeren bzw. schwächeren Bereiche (Schwachstellen) aufweist, die unterschiedlich stark korrodieren. Weiter wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, dass eine üblicherweise notwendige Nacharbeit der Flossenwand, z. B. an den Rändern etc. nach dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren auf ein möglichst kleines Maß reduziert wird. Das Verfahren ist zudem einfacher als die derzeit bekannten Methoden, da ohne Masken bzw. Abdeckungen alles in einem Arbeitsgang durchgeführt werden kann.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen und Ausführungsbeispielen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung wird wie bereits erwähnt eine Hilfsanodenanordnung verwendet. Zur Ausgestaltung der Hilfsanodenanordnung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten.
Vorzugsweise kann die Hilfsanodenanordnung zumindest eine Gruppe von stabförmigen, vorzugsweise länglichen, Hilfsanoden bzw. Hilfsanodenstäben umfassen. Diese Hilfsanodenstäbe bzw. Hilfsanoden können jeweils einem Verbindungssteg der Flossenwand zugeordnet werden und jeweils in einem Abstand vor dem jeweiligen Verbindungsteg, also mittig zwischen zwei Rohren, parallel zu einer Längserstreckung des Verbindungstegs verlaufen.
Grundsätzlich kann der Querschnitt eines Hilfsanodenstabs dabei beliebig, z. B. rund, eckig, oval, oder dergleichen gestaltet sein, wobei symmetrische Querschnitte bevorzugt sind. Dabei können Hilfsanodenstäbe mit symmetrischem Querschnitt dann vorzugsweise so angeordnet sein, dass in einem Zustand, in dem die Hilfsanodenstäbe an die Flossenwand gekoppelt sind, die durch den Querschnitt verlaufende zugehörige Symmetrieachse senkrecht zur Oberfläche des Verbindungsstegs mittig zwischen den Rohren der Flossenwand orientiert ist. Die Kontur des Querschnitts bestimmt dabei den Verlauf der elektrischen Feldlinien und damit die Abscheidungsmenge des Auftrags auf dem betreffenden Abschnitt der Flossenwand.
Für die Auswahl eines geeigneten Materials für eine Hilfsanode der Hilfsanodenanordnung gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Vorzugsweise kann eine Hilfsanode der Hilfsanodenanordnung zumindest eines der folgenden Materialien oder eine Legierung von verschiedenen dieser Materialien umfassen: platiniertes Titan, Titan, Nickel, Wolfram, Inconel, Incoloy, Zirkon, Zirkaloy.
Bevorzugt kann die Hilfsanodenanordnung gegenüber der oben bereits erwähnten Stromquelle elektrisch isoliert sein, also potentialfrei, d. h. nicht selbst stromführend. Wenn die Hilfsanoden der Hilfsanodenanordnung zwischen der Anode und der Kathode platziert werden, bilden sich im Querschnitt einer jeden Hilfsanode durch den Verlauf der elektrischen Feldlinien jeweils zwei Pole aus, nämlich ein Pluspol auf der zur Flossenwand weisenden Seite des Querschnitts durch die Hilfsanode und ein Minuspol auf der gegenüberliegenden, zur Anode bzw. Anodenwand weisenden Seite des Querschnitts durch die Hilfsanode. Demzufolge wird jede Hilfsanode bipolar polarisiert.
Grundsätzlich könnten die Hilfsanoden der Hilfsanodenanordnung einzeln positioniert bzw. gekoppelt werden, beispielsweise zur Einhaltung eines definierten Abstands an der Anode oder Kathode elektrisch isoliert gekoppelt sein.
Alternativ kann die Hilfsanodenanordnung wie erwähnt bevorzugt elektrisch mit der Anode verbunden sein, d. h. stromdurchflossen sein und räumlich unmittelbar davor angeordnet oder direkt angeschweißt bzw. als Teil, z. B. wie erwähnt als Hilfsanoden-Flosse ausgebildet sein. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es beim Galvanisieren eigentlich immer zur Gas- bzw. Dampfentwicklung kommt, für die üblicherweise eine Absaugung verwendet wird. Um den Grad der Gas- bzw. Dampfentwicklung jedoch möglichst zu reduzieren, kann vorzugsweise eine platinierte Hilfsanode aus Titan verwendet werden, welche elektrisch mit der Anode verbunden ist. Denn Versuche haben gezeigt, dass bei Verwendung einer mit der Anode elektrisch verbundenen Hilfsanode weniger Chlordämpfe entstanden sind als bei einer platinierten Hilfsanode, die elektrisch zur Anode isoliert ist.
Die Hilfsanodenanordnung kann, wie auch die Anode, so aufgebaut sein, dass sie sich teilweise auflöst, d. h. von ihr Nickelionen in das galvanische Bad in Lösung gehen, um sich an der Kathode abzuscheiden. Hierzu kann die Hilfsanodenanordnung beispielsweise aus Vollmaterial wie z. B. Reinnickel ausgebildet werden.
Alternativ kann die Hilfsanodenanordnung - wie die Anode - einen befüllbaren Gitter- bzw. Netzkörper aus Titan aufweisen, welcher mit Nickel, z. B. in Form von Nickelkugeln bzw. sogenannten „Nickelcoins“ gefüllt wird, wobei kontinuierlich Nickel nachgeführt werden kann, um den Gitter- bzw. Netzkörper ausreichend voll zu halten.
Alternativ kann die Hilfsanode aber auch nur aus Material bestehen, welches stehen bleibt, also z. B. - wie später noch beschrieben - Hilfsanoden-Flossen aus Titan umfassen.
Bevorzugt können die Hilfsanoden-Flossen mit Ausnahme der Flossenspitze mit einer nichtleitenden Beschichtung beschichtet sein, um den flächigen Einfluss der gesamten Flosse zu unterbinden bzw. einzuschränken.
Vorzugsweise kann zumindest eine Gruppe der Hilfsanoden der Hilfsanodenanordnung mechanisch miteinander, d. h. auch untereinander, gekoppelt werden. Besonders bevorzugt kann die Gruppe der Hilfsanoden der Hilfsanodenanordnung elektrisch isoliert gekoppelt werden, so dass jedenfalls kein direkter Stromfluss zwischen den Hilfsanoden sowie der Kathode und/oder der Anode besteht.
Für die Anbringung bzw. Befestigung der Hilfsanodenanordnung relativ zur Kathode gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Halterungseinrichtung umfassen, um die Hilfsanodenanordnung an das zu galvanisierende Bauteil bzw. Werkstück, hier also die Flossenwand zu koppeln. Besonders bevorzugt kann die Halterungseinrichtung dabei mechanisch aber elektrisch isoliert mit der zu galvanisierenden Flossenwand verbunden werden. Beispielsweise kann die Halterungseinrichtung auch ein nichtleitendes Material umfassen, z. B. Kunststoff. Zum Abtransport von Gasen, wie beispielsweise Wasserstoff, die üblicherweise beim Galvanisieren entstehen, kann im galvanischen Bad eine „Zwangsströmung“ erzeugt werden. Die Halterungseinrichtung kann dabei vorzugsweise so gestaltet sein, dass ein Schwingen der Hilfsanodenanordnung bei Baddurchströmung den Prozess des Galvanisierens nicht beeinträchtigt.
Um ein beispielsweise strömungsbedingtes Schwingen von Anode, Hilfsanoden und Flossenwand zu minimieren (und daraus resultierend möglicherweise ein Aneinandergeraten der Komponenten zu verhindern), ist es vorteilhaft die zwischen Anode und Flossenwand befindlichen stabförmigen Hilfsanoden (in Längsrichtung) unter Zugspannung zu halten. Während des Galvanisierungsprozesses können zudem lokale Temperaturunterschiede im galvanischen Bad dazu führen, dass sich die Flossenwand gegenüber den Hilfsanoden, insbesondere in Längsrichtung, unterschiedlich stark ausdehnt. Die Halterungseinrichtung kann daher vorzugsweise Spannelemente mit federnden Eigenschaften aufweisen, um insbesondere solche Temperaturdifferenzen und somit eine unterschiedliche Ausdehnung der Hilfsanoden relativ zur Flossenwand bzw. zur Halterungseinrichtung auszugleichen.
Zudem kann die Hilfsanodenanordnung besonders bevorzugt mit dieser Halterungseinrichtung (in einem gewünschten Abstand passend zu Anode angeordnet) in das galvanische Bad eingebracht, eingelassen bzw. getaucht werden.
Vorteilhafterweise kann dabei vorzugsweise ein Abstand (der Ebene) der Hilfsanodenanordnung zur (Ebene der) Flossenwand mittels der Halterungseinrichtung justiert werden. Hierfür kann die Halterungseinrichtung beispielsweise mit Schlitzen oder dergleichen zum regulierbaren bzw. einstellbaren Einführen der Hilfsanodenstäbe ausgebildet sein, wie weiter unten noch erläutert wird.
Vorzugsweise kann die Halterungseinrichtung zumindest ein Kopplungselement zur Kopplung mit der Flossenwand aufweisen. Dabei kann das Kopplungselement besonders bevorzugt einen Stopfen umfassen, welcher in ein Ende eines Rohrs der Flossenwand einsteckbar und dort festklemmbar bzw. im Rohr verspannbar ist. Dieser kann besonders bevorzugt zugleich das Rohr an diesem Ende dicht verschließen, so dass zumindest an diesem Ende des Rohres möglichst keine Flüssigkeit in das Rohr gelangt, sich also an der Rohrinnenseite des Rohres kein Material ablagern kann.
Vorzugsweise kann die Halterungseinrichtung zumindest zwei Kopplungselemente mit jeweils zumindest einem Stopfen bzw. Rohrstopfen umfassen. Dabei können jeweils zwei der Stopfen (aus der Praxis auch als Absperrscheiben oder Rohrverschlüsse bekannt) im bestimmungsgemäßen Einsatz so zueinander angeordnet sein, dass sie in gegenüberliegenden Enden desselben Rohrs einsteckbar sind. Dabei kann die Hilfsanodenanordnung so angeordnet sein, dass die stabförmigen Hilfsanoden in einer Längsrichtung des Rohres parallel zu dem Rohr verlaufend zwischen den beiden Kopplungselementen in einem definierten Abstand zur Flossenwand gehalten werden.
Vorzugsweise kann die Halterungseinrichtung Verstellelemente aufweisen, um den Abstand zwischen Hilfsanodenanordnung und Flossenwand verstellen bzw. einstellen zu können. Besonders bevorzugt kann die Halterungseinrichtung dazu geschlitzt ausgebildet sein, also Schlitzaussparungen für das zuvor beschriebene Kopplungselement umfassen, mittels derer die Hilfsanodenanordnung insgesamt in einer Richtung zu bzw. weg von der Flossenwand verschiebbar gelagert ist. Damit lässt sich der Abstand der Hilfsanodenanordnung bzw. einer Reihe/Gruppe von Hilfsanoden zur Flossenwand justieren, wie oben bereits erwähnt worden ist.
Vorzugsweise kann/können sich zumindest ein Rohr, besonders bevorzugt zumindest zwei, weiter bevorzugt drei, ganz besonders bevorzugt vier Rohre, (ohne direkte Verbindung zur Halterungseinrichtung) zwischen zwei weiteren Rohren, an denen die Flossenwand rohrendseitig mit den Stopfen der Halterungseinrichtung verbunden ist, befinden. Dabei kann die betreffende Anzahl an Rohren zwischen den beiden ober- und unterseitig an der Halterungseinrichtung gehaltenen seitlichen Rohren jeweils mit einem dicht abschließenden, vorzugsweise konisch zulaufenden, Blindstopfen, insbesondere ohne Verbindung zur Halterungseinrichtung, versehen sein. Damit kann dafür gesorgt werden, dass die jeweils zwei Enden der betreffenden Anzahl an Rohren bedarfsgerecht abgedichtet sind, so dass möglichst kein Material ins Innere der Rohre gelangt und sich dort ablagert bzw. das Innere der Rohre beschichtet.
Bei einer zweiten Variante der Erfindung kann vorzugsweise eine Kontur in einer Schnittebene der Anode, also senkrecht durch die Ebene der Anode sowie der Flossenwand, an einer zur Flossenwand weisenden Oberfläche im Wesentlichen an eine Kontur einer zur Anode weisenden Oberfläche der Flossenwand angepasst werden. Besonders bevorzugt kann die Kontur der Anode an einer zur Flossenwand weisenden Oberfläche im Bereich gegenüberliegend eines Verbindungsstegs der zur Anode weisenden Oberfläche der Flossenwand entsprechen.
Ein solche Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand ist auch unabhängig von der bereits erwähnten erfindungsgemäßen Idee, einer Hilfsanodenanordnung zwischen Flossenwand und Anode, vorteilhaft. Damit wird auch erreicht, dass die Abscheidung der Metallionen auf der Flossenwand gleichmäßiger erfolgt, d. h. insbesondere auch im Bereich der Innenecken am Übergang zwischen den Rohren und den Verbindungsstegen. Ebenso sind aber auch Kombinationen der beschriebenen Ideen möglich, um einen optimalen Auftrag des Überzugs zu erreichen.
Vorzugsweise können die oben bereits erwähnten Anoden-Flossen zwei voneinander beabstandete Stege umfassen, welche z. B. parallel nebeneinander im Wesentlichen senkrecht von der Anodenwand abstehend an der Anodenwand gegenüberliegend einer Flosse bzw. eines Verbindungsstegs der Flossenwand angeordnet sind. Gemeinsam bilden die Stege sozusagen einen Doppelsteg.
Besonders bevorzugt können die Anoden-Flossen mit Ausnahme der Flossenspitze mit einer nichtleitenden Beschichtung beschichtet sein, um den flächigen Einfluss der gesamten Flosse zu unterbinden bzw. einzuschränken.
Für den Neubau und die Instandsetzung von Dampferzeugern, insbesondere von Membranwänden für Dampferzeuger, kann die Erfindung, d. h. insbesondere die Halterungseinrichtung, die Hilfsanodenanordnung und/oder die Anodenwand, vorzugsweise so ausgebildet bzw. dimensioniert sein, dass zumindest die folgenden üblichen Abmessungen solcher Membranwände damit galvanisiert werden können:

Bevorzugt kann die Erfindung so ausgebildet sein, dass der Rohrdurchmesser bzw. die Wandstärke eines Rohrs 60,3 x 5,0 oder 5,6 mm, besonders bevorzugt 57,0 x 5,0 oder 5,6 mm betragen kann.

Vorzugsweise kann die Erfindung weiter so ausgebildet sein, dass die Wandstärke der Verbindungsstege 5 mm, besonders bevorzugt 6 mm messen kann.
Vorzugsweise kann die Erfindung darüber hinaus so ausgebildet sein, dass die Teilung, d. h. der mittlere Abstand zwischen den Mittelpunkten, zweier Rohre 90 mm, besonders bevorzugt 80 mm betragen kann.
Liefergrößen für Membranwände hinsichtlich Längs- und Quererstreckung sind zumindest in Deutschland derzeit bestimmt durch die sinnvollen Transportgrößen im Straßenverkehr. Dementsprechend können solche Membranwände für den Neueinbau - sofern sie wie üblich im Straßenverkehr transportiert werden - vorzugsweise in Abschnitten von höchstens 12 m Länge und 3,6 bis 5 m Breite und besonders bevorzugt von höchstens 6 m Länge und 0,9 m Breite konfektioniert sein. Auch hierfür kann die Erfindung allerdings vorzugsweise geeignet dimensioniert sein. Für die Instandsetzung bzw. den Austausch beschädigter Wandteile von Membranwänden können die Membranwände üblicherweise beschränkt durch die Transportgrößen in der jeweiligen Anlage vorzugweise in Abschnitten von höchstens 6 m Länge und 1,5 m Breite konfektioniert sein.
Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt Werkstücke mit den genannten Abmessungen galvanisieren zu können. Solche Membranwände können auf Wunsch des Kunden auch Sonderabmessungen aufweisen, die insbesondere auch größer ausgebildet sein können als die genannten Abmessungen. Auch für solche Sonderabmessungen kann die Erfindung vorzugsweise geeignet dimensionierbar sein.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich und lediglich als schematische Darstellung zu verstehen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit Blick in ein galvanisches Bad,
2 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Ausführungsbeispiels aus 1,
3 eine vergrößerte, perspektivische Seitenansicht eines Ausschnitts des Ausführungsbeispiels aus 1, mit um 90° gedrehter, waagrecht verlaufender Längserstreckungsrichtung der in das galvanische Bad eingetauchten Komponenten der Vorrichtung und der Flossenwand,
4 einen teilweisen Längsschnitt eines vergrößerten Ausschnitts durch die Vorrichtung gemäß 1, mit Fokus auf ein Kopplungselement einer Halteeinrichtung zwischen Flossenwand und Hilfsanode,
5 eine schematische Darstellung des Verlaufs der elektrischen Feldlinien zwischen einem Abschnitt einer Anodenwand und einer Flossenwand bei einer Galvanisierung gemäß dem Stand der Technik, in Aufsicht,
6 eine schematische Darstellung des Verlaufs der elektrischen Feldlinien zwischen der Anodenwand und einem Wandteil der Flossenwand bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Anordnung einer ersten Variante einer vorgelagerten Hilfsanode im Bereich zwischen zwei Rohren auf Höhe eines Verbindungsstegs der Rohre des Wandteils, in Aufsicht,
7 eine weitere schematische Darstellung gemäß 6, mit einer zweiten Variante der vorgelagerten Hilfsanode, in Aufsicht,
8 eine noch weitere schematische Darstellung gemäß 6, mit einer dritten Variante der vorgelagerten Hilfsanode, in Aufsicht,
9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer im Wesentlichen an die Flossenwand angepassten, relativ zu 5 veränderten Anodenwand, ebenfalls in Aufsicht,
10 einen Ausschnitt gemäß 2, diesmal allerdings mit elektrisch mit der Anode gekoppelten Hilfsanoden,
11 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit an die Anodenwand an einer zur Flossenwand weisenden Oberfläche mechanisch gekoppelten, stegförmig hervorstehenden Anoden-Flossen, in Aufsicht.

1 zeigt eine Gesamtansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand FW, mit Blick auf einen in einem galvanischen Bad 1 vollständig unterhalb einer Flüssigkeitsoberfläche F (bzw. Flüssigkeitspegel F) eingetauchten Wandteil FW' einer Flossenwand FW, der mittels einer hier nicht gezeigten Verbindung zum umgebenden galvanischen Bad 1 in Position gehalten wird.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Flüssigkeitspegel F im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise so gewählt sein kann, dass zumindest die Flossenwand FW bzw. hier ein Wandteil FW' der Flossenwand FW vollständig von der Flüssigkeit im galvanischen Bad 1 bedeckt ist.
Eine solche Flossenwand FW besteht aus sich in einer Längserstreckungsrichtung LR (bzw. kurz Längsrichtung LR) erstreckenden Rohren R₁, R₂, ..., R₅, die mittels mittig zwischen den Rohren R₁, R₂, ..., R₅ verlaufenden Flossen bzw. Verbindungsstegen S₁, S₂, ..., S₅ miteinander verschweißt sind.
Das hier im Grundriss rechteckige, quaderförmige galvanische Bad 1 umfasst umseitig vier Beckenwandungen 2 sowie einen entsprechend rechteckigen Beckenboden 3. Ein Beckenrand 4 verläuft ringsum entlang der oberen Kanten der Beckenwandungen 2 des galvanischen Bads 1. Auf diesem Beckenrand 4 kann beispielsweise ein Deckel bzw. eine Abdeckung aufliegen, was hier allerdings nicht gezeigt ist. Um hierzu beispielsweise eine bessere Auflagefläche für einen solchen Deckel für das galvanische Bad 1 zu bieten, ragt der Beckenrand 4 in den in 2 und 3 gezeigten Ausschnitten des galvanischen Bads 1 außenseitig an den Oberkanten der Beckenwandungen 2 über die Beckenwandungen 2 hinaus.
An diesem Beckenrand 4 sind hier entlang zumindest einer Beckenwandung 2 mehrere über den Beckenrand 4 greifende Haltebügel 21 eingehängt. Diese Haltebügel 21 halten eine sich in einer Ebene 20E (siehe 3) erstreckende, im galvanischen Bad 1 zumindest überwiegend eingetauchte Anodenwand 20 bzw. Anode 20 in einer Position parallel sowie in einem gewünschten Abstand zur Beckenwandung 2. Die Anode, auf bzw. in der sich vor dem Galvanisierungsprozess das Substrat (hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit vorzugsweise Nickel) befindet, kann - wie allgemein bekannt - beispielsweise korbförmig, siebförmig oder dergleichen mit Gitter oder als Lochrohr bzw. Siebrohr oder als Streckmetall ausgebildet sein. Die Anode bzw. Anodenwand kann also z. B. als ein sich in einer Ebene 20E erstreckender, sogenannter „Anodenkorb“ (z. B. aus Titan) ausgeführt sein, der das Substrat für die zu beschichtende Kathode führt bzw. beinhaltet. D. h. der Anodenkorb kann beispielsweise mit Nickel z. B. in Form von Nickelkugeln bzw. Nickel Pellets, „Nickelcoins“, Nickel Discs oder Nickel Crowns etc. gefüllt sein, welches Nickel dann durch die porige Oberfläche des Anodenkorbs hindurch ins galvanische Bad durch Oxidation in Lösung übergeht und sich von dort vereinfacht gesagt wiederum durch Reduktion an der Kathode abscheidet.
Zusätzlich kann in der Regel um die Anodenwand ein teilweise durchlässiger Anodensack, z. B. ein Textilsack aus Natur- oder Chemiefasern oder Ähnlichem herumgelegt bzw. gestülpt werden, um den bei der Galvanisierung an der Anodenwand entstehenden Anodenschlamm abzufangen bzw. zu filtern, welcher ansonsten zuweilen für eine Verunreinigung der galvanisch aufgebrachten Beschichtung auf der Flossenwand FW sorgt bzw. dafür verantwortlich ist.
Weiter in Richtung von dieser Beckenwandung 2 weg zur gegenüberliegenden Beckenwand 2, d. h. sozusagen in senkrechter Richtung zur Ebene 20E bzw. Abstandsrichtung (senkrecht zu den beiden anderen Richtungen LR, QR) nach innen, erstreckt sich die bereits erwähnte Flossenwand FW in einem gewünschten konstanten Abstand a_A-FW im Wesentlichen parallel zur Ebene 20E der Anodenwand 20 (siehe 3). Diese Position der Flossenwand FW (bzw. hier eines Wandteils FW' einer Flossenwand FW, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Beschichtungsverfahren hier z. B. vernickelt werden soll) wird im Folgenden als eine Kathodenposition P bzw. Flossenwandposition P definiert.
Der betreffende Wandteil FW' der Flossenwand FW besitzt eine Länge L und eine Breite B (hier beispielsweise bei fünf Rohren R₁, R₂, ..., R₅ mit den dazugehörigen Verbindungsstegen S₁, S₂, ..., S₅), deren bevorzugte Maße weiter oben bereits erläutert worden sind. Die Länge L bezeichnet in 1 und 2 die Abmessung des Wandteils FW' der Flossenwand FW in vertikaler Längserstreckungsrichtung LR, die Breite B entsprechend die Abmessung in horizontaler Quererstreckungsrichtung QR bzw. kurz Querrichtung QR.
An dieser Stelle sei im Rahmen der Erfindung darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf den hier gezeigten Wandteil FW' beschränkt ist. Der Wandteil könnte beispielsweise auch mit einem Verbindungssteg beginnen und mit einem Rohr abschließen oder beidseitig mit Verbindungsstegen bzw. beidseitig mit Rohren abschließen. Gleichermaßen ist zumindest auch die Länge der äußeren Verbindungsstege im Rahmen der Erfindung beliebig wählbar.
In 3 ist eine um 90° zum Beckenboden 3 des galvanischen Bads 1 gedrehte Anordnung der eingetauchten Komponenten der Vorrichtung gezeigt, so dass dort auch die Längsrichtung LR und die Querrichtung QR entsprechend gedreht sind. Bei dieser Orientierung ist auch eine Hilfsanodenanordnung 30, 30a, 30b, 30c sowie eine später noch erläuterte Halterungseinrichtung 40 bzw. ein Hilfsanodenrahmen 40 (hier in 3 nicht dargestellt) um 90° mitgedreht. Die Haltebügel 21 der Anodenwand 20 bleiben wie auch die zugehörige Anodenwand 20 weiterhin an der Oberkante der Beckenwandungen 2 am Beckenrand 4, da die Anodenwand 20 hierfür nicht gedreht wurde.
Die Hilfsanodenanordnung 30, 30a, 30b, 30c umfasst hier vier parallel zueinander angeordnete, stabförmige Hilfsanoden 30, 30a, 30b, 30c. In einem Abstand a_A-HA zur Anodenwand 20 verläuft die erwähnte Hilfsanodenanordnung 30, 30a, 30b, 30c, genauer gesagt die stabförmigen Hilfsanoden 30, 30a, 30b, 30c vertikal, parallel zur Längsrichtung LR des Wandteils FW' der Flossenwand FW, insbesondere der Rohre R₁, R₂, ..., R₅ des gezeigten Wandteils FW' der Flossenwand FW.
Die hier nicht mit einer Stromquelle verbundenen (Hilfsanoden-)Stäbe 30, 30a, 30b, 30c stellen im galvanischen Bad 1 eine Strecke mit geringem bzw. niedrigem elektrischen Widerstand dar und verhalten sich daher wie eine bipolare Anode, d. h. sie bilden an einer zur Anodenwand 20 weisenden Seite einen Minuspol und an einer zum Werkstück, hier der Flossenwand FW weisenden Seite einen Pluspol aus. Von dem so entstehenden Minuspol in einem reduzierten Abstand zur Flossenwand FW strömen die Kationen bzw. Metallionen dann gezielter geradlinig zum Wandteil FW' der Flossenwand FW und werden dort abgeschieden, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.
Die Hilfsanoden 30, 30a, 30b, 30c werden hierzu mittels der zuvor bereits genannten Halterungseinrichtung 40 bzw. des Hilfsanodenrahmens 40 und sogenannter Spannelemente 31 in Längsrichtung LR der Hilfsanoden 30, 30a, 30b, 30c gespannt, damit sie in einem möglichst fixen Abstand zum Wandteil FW' der Flossenwand FW gehalten werden und selbst möglichst wenig in sich schwingen (wobbeln). Dabei hält der Hilfsanodenrahmen 40 (welcher sich in 2 und 4 beispielhaft ohne Beschränkung der Allgemeinheit unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche F befindet) den Wandteil FW' der Flossenwand FW mithilfe von Kopplungselementen 45 (genauere Erläuterung folgt später) in der richtigen Höhe im galvanischen Bad 1. Diese Kopplungselemente 45 sind hierzu in zumindest einigen der Stirnseiten bzw. Rohrenden RE_1A, RE_1B, ..., RE_5A, RE_5B, vorzugsweise in den Rohrenden RE_1A, RE_1B, RE_4A, RE_4B, zumindest jedes vierten Rohres R₁, R₄ des Wandteils FW' angeordnet. In den Rohrenden RE_2A, RE_2B, RE_3A, RE_3B, RE_5A, RE_5B der übrigen Rohre R₂, R₃, R₅ können nämlich auch einfache Blindstopfen 45' ausreichen, um das jeweilige Rohrende RE_2A, RE_2B, RE_3A, RE_3B, RE_5A, RE_5B bedarfsgerecht abzudichten (damit keine Flüssigkeit ins Rohrinnere gelangt), wie beispielsweise anhand der beiden mittleren Rohre R₂, R₃ in 2 gezeigt ist. Diese Blindstopfen 45' fungieren als eine Art abdichtender „Korken“ ohne Haltefunktion.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass je nach Größe des Wandteils FW' der Flossenwand FW relativ zur Last - die eine bestimmte Anzahl solcher Kopplungselemente 45 als tragende Schnittstelle zum Hilfsanodenrahmen 40 tragen kann - vorzugsweise der Anteil an Rohren R₁, R₄, die mittels der Kopplungselemente 45 gehalten und abgedichtet werden, auch erhöht werden kann. Hierfür kann dann ein modifizierter Hilfsanodenrahmen 40 verwendet werden, der eine entsprechend erhöhte Anzahl an abstehenden Haltelaschen 40f mit Verstellelementen 43, hier als Schlitzaussparungen 43 bzw. Schlitze 43 ausgebildet (Erläuterung folgt ebenso später), aufweist, um die weiteren Kopplungselemente 45 ebenfalls aufzunehmen.
Um selbst die notwendige Stabilität zu bieten, besteht der zuvor beschriebene Hilfsanodenrahmen 40 aus zumindest zwei entlang der Querrichtung QR des Wandteils FW' der Flossenwand FW verlaufenden Leisten, die knapp oberhalb auf Höhe des (hier in 4 oberen) ersten Rohrendes RE_1A sowie knapp unterhalb des (hier in 4 unteren) zweiten Rohrendes RE_1B angeordnet sind. Diese Leisten sind zumindest endseitig über die Längsstreben 41 stabil miteinander verbunden bzw. verspannt, welche Längsstreben 41 beispielsweise in 1 zu sehen sind. Zur Versteifung können parallel zu den besagten Leisten weitere Querstreben 42 je nach Abmessung des Wandteils FW' der Flossenwand FW eingefügt sein. In 1 sind beispielsweise zwei solche Querstreben 42 angedeutet. Wie insbesondere in 4 besonders gut zu erkennen ist, sind diese dabei so ausgebildet, dass sie sehr dünn sind und die Hilfsanoden 30, 30a, 30b, 30c möglichst nur auf einer von der Flossenwand FW abgewandten Rückseite greifen, so dass sie den Prozess des Galvanisierens der Flossenwand FW nicht wesentlich stören, aber damit für zusätzliche Stabilität sorgen. Zudem sind sie aus einem geeigneten isolierenden Material gefertigt, welches die Feldlinien nicht signifikant beeinflusst.
Insbesondere in 1 ist weiterhin gezeigt, dass der Hilfsanodenrahmen 40 von den Leisten zur Flossenwand FW abstehende (bzw. sich fortsetzende) Haltelaschen 40f aufweist, in welchen, wie beispielsweise in 1 und 2 zu erkennen ist, Schlitzaussparungen 43 länglich in Abstandsrichtung (in der Breite geeignet für nachfolgend noch erwähnte Kopplungselemente 45, insbesondere Kopplungsstangen 46) ausgespart sind. Diese Schlitzaussparungen 43 dienen dabei dazu, Kopplungselemente 45, insbesondere Kopplungsstangen 46 der Kopplungselemente 45 derart zu lagern, dass der Abstand zwischen Hilfsanodenanordnung 30, 30a, 30b, 30c und Flossenwand FW eingestellt und fixiert werden kann. Zum Arretieren bzw. Verspannen in einem gewünschten fixen Abstand weisen die in den Schlitzaussparungen 43 gelagerten Kopplungselemente 45, insbesondere die Kopplungsstangen 46 der Kopplungselemente 45, sogenannte Spannhülsen 47 auf, welche in 2 vergrößert bzw. in 4 schematisch im Längsschnitt zu sehen sind. Die Spannhülsen 47 weisen hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit ein Innengewinde 47g auf, welches in einem zumindest teilweise entlang der Kopplungsstangen 46 ausgebildeten Außengewinde 46g der Kopplungsstangen 46 greift. Die Spannhülsen 47 könnten hier auch ohne ein Innengewinde 47g ausgebildet sein, d. h. rein kraftschlüssig an die Kopplungsstange 46 fixierbar sein, wie dies beispielsweise vom Prinzip her von Schnellspannern, Schnell- bzw. Federverschlüssen, Hantelschlössern bzw. -klemmen oder Stellringen u. Ä. zur Sicherung von Hantelscheiben an Hantelstangen bekannt ist.
Wie in 4 beispielhaft anhand eines Längsschnitts durch ein Rohr R₁ - in welchem Längsschnitt die Halterungseinrichtung 40 teilweise im Schnitt dargestellt ist und die Hilfsanodenanordnung 30, die Spannelemente 31 und die Querstreben 42 nicht längsgeschnitten dargestellt sind - zu sehen ist, erstrecken sich die zuvor erwähnten Kopplungsstangen 46 der Kopplungselemente 45 von oberhalb (bzw. unterhalb) des Hilfsanodenrahmens 40 durch die Schlitzaussparungen 43 in den Haltelaschen 40f hindurch bis in das erste obere Rohrende RE_1A (bzw. das zweite untere Rohrende RE_1B) des betreffenden Rohres R₁ hinein. In einem äußersten Teil der Rohrenden RE_1A, RE_1B ist jeweils ein erster, hohlzylinderförmiger abdichtender Pfropfen 48 angeordnet, der mittig eine Öffnung aufweist, durch welche die Kopplungsstange 46 verläuft. Innerhalb dieser Pfropfen 48 sind abwechselnd zwei Distanzringe 50 (z. B. aus Metall o. d.) und zwei Dichtringe 49 (z. B. aus Gummi o. d.) angeordnet. Die beiden Dichtringe 50 sind hier in einem „breitgedrückten“ bzw. -gepressten Zustand gezeigt, in dem sie hier das Rohr R₁ an der Rohrinnenseite doppelt abdichten. Radial innen um die Kopplungsstange 46 dichtet zudem der rohrinnere Dichtring 50 durch Anpressdruck (in Längsrichtung LR nach außen zum jeweiligen Rohrende RE_1A, RE_1B, d. h. von unten bzw. oben) gegen den Flansch der Kopplungsstange 46 ab, so dass auch keine Flüssigkeit innen an der Kopplungsstange 46 entlang eines zumindest teilweise vorhandenen Außengewindes 46g der Kopplungsstange 46 bzw. jenseits des Außengewindes 46g ins Rohrinnere durchsickern kann.
Der Anpressdruck kann dabei vorzugsweise, wie hier dargestellt, mittels Gegeneinander-Verspannen der Kopplungsstange 46 gegen den Pfropfen 48 bzw. den Hilfsanodenrahmen 40 erzeugt werden. Konkret wird der Flansch, der einen im Wesentlichen an den Innendurchmesser des Rohres R₁ angepassten Außendurchmesser aufweist, am rohrinneren Ende der Kopplungsstange 46 nach außen gegen die Dichtringe 49 bzw. Distanzringe 50 gezogen. Dabei werden die Dichtringe 49 mittels der Distanzringe 50 in Längsrichtung LR des Rohres R₁ zusammengepresst bzw. verkürzt und damit gleichzeitig in radialer Richtung verbreitert, so dass sie das Rohr R₁ (selbiges gilt für das vierte Rohr R₄ bzw. jedes Vielfache davon) an der Rohrinnenseite innen abdichten und zugleich auch bedarfsgerecht festhalten.
10 zeigt (Hilfsanoden-)Stäbe 30, 30a, 30b, 30c, die im Unterschied zur obigen Beschreibung mittels eines Verbindungsrahmens 60 mit der Anode 20 elektrisch verbunden bzw. kontaktiert sind und damit an die Flossenwand FW angepasste Anoden darstellen, welche sich folglich während der Galvanisierung „auflösen“. Um ein vollständiges Auflösen zu vermeiden, bestehen sie hier aus einem mit z. B. Nickelkugeln gefüllten Lochrohr bzw. Siebrohr aus Titan (nicht im Detail dargestellt), in welches kontinuierlich Nickelkugeln nachgeführt werden. Die (Hilfsanoden-)Stäbe 30, 30a, 30b, 30c könnten aber auch mit anders geformten, z. B. den oben bereits erwähnten, Nickelsubstraten gefüllt werden oder alternativ z. B. vollständig aus einem Vollmaterial-Rohr aus Reinnickel bestehen, welches sich mit der Zeit vollständig auflösen würde und daher typischerweise von Zeit zu Zeit erneuert wird, um gleichbleibende Resultate beim Galvanisieren einer Kathode zu erzielen.
Anhand der 5 bis 9 werden im Folgenden die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion des ersten Ausführungsbeispiels (6) mit weiteren leicht abgewandelten Varianten (7 und 8) sowie eines zweiten Ausführungsbeispiels (9) gegenüber dem Stand der Technik (5) schematisch erläutert.
5 zeigt hierzu zunächst grob schematisch in der Draufsicht eine Konstruktion gemäß dem Stand der Technik, in der zu sehen ist, wie bisher üblicherweise ein, einer Anodenwand 20 gegenüberliegender Wandteil FW' einer Flossenwand FW (als Kathode FW) galvanisiert wurde. Der Einfachheit halber besteht der Wandteil FW' ohne die Erfindung darauf zu beschränken (wie auch in folgenden Abbildungen) repräsentativ nur aus einem „n-ten“ Rohr R_n, welches über einen „n-ten“ Verbindungssteg S_n mit einem weiteren „n+1-ten“ Rohr R_n+1 verbunden bzw. verschweißt ist. In der dargestellten Betriebssituation fließt wie üblich zwischen der Anodenwand 20 und dem Wandteil FW' der Flossenwand FW durch die hier nicht dargestellte Flüssigkeit ein Strom. Dabei bilden sich durch das elektrische Feld E die hier schematisch angedeuteten elektrischen Feldlinien E aus, die den (Teilchen- bzw.) Ionenfluss bzw. Stromfluss von der Anodenwand 20 zum Wandteil FW' symbolisieren. Dieser Ionenfluss führt dazu, dass der Wandteil FW' der Flossenwand FW beschichtet wird, da sich die Teilchen dort ablagern.
Da die zur Anodenwand 20 weisende Oberfläche O des Wandteils FW', insbesondere des Rohres R_n, des Verbindungsstegs S_n sowie des weiteren Rohres R_n+1, der Flossenwand FW nicht exakt parallel in einem durchgehend konstanten Abstand a_A-FW zur Anodenwand 20 verläuft, verlängert sich die Wegstrecke und damit die Dichte der elektrischen Feldlinien E ausgehend von den beiden Rohrscheiteln (also den am weitesten hervorstehenden Punkten) der Rohre R_n, R_n+1 zusehend hin zur Mitte zum wiederum parallel zur Anodenwand 20 verlaufenden Verbindungssteg S_n.
Damit kommt es zum einen aufgrund der unterschiedlichen Stromdichte der elektrischen Feldlinien E bei gleicher Expositionsdauer zu unterschiedlichen Material-Niederschlägen (Abscheidung bzw. Ablagerung der Metallionen) auf dem Wandteil FW' der Flossenwand FW und somit zu unterschiedlichen Schichtdicken im Bereich der Rohre R_n, R_n+1 bzw. des Verbindungsstegs S_n. Zum anderen verlaufen die elektrischen Feldlinien E, die auf Höhe des Verbindungsstegs S_n von der Anodenwand 20 abgehen, leicht gekrümmt hin zum jeweiligen Rohr R_n, R_n+1, da das elektrische Feld E durch die hervorstehenden halbrunden Rohrprofile der Rohre R_n, R_n+1 entsprechend beeinflusst bzw. abgelenkt wird. Damit einhergehend werden mehr Metallionen auf den Rohren R_n, R_n+1 abgeschieden bzw. niedergeschlagen, als auf dem dazwischen befindlichen Verbindungssteg S_n. Wie sich anhand von Versuchen und praktischen Erfahrungen gezeigt hat, wirkt sich diese unterschiedliche Schichtdicke entsprechend auch auf die Härteverteilung, Wärmeleitungsfähigkeit sowie die Lebensdauer der Flossenwand FW im Betrieb aus.
Wie oben bereits beschrieben ist gemäß dem bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zwischen der Anodenwand 20 und dem Wandteil FW' der Flossenwand FW auf Höhe eines jeden Verbindungsstegs S_n eine Hilfsanode 30 positioniert (siehe 1 bis 4). In 6 ist als eine Variante dieser Hilfsanode 30 hierbei eine stabförmige Hilfsanode 30a mit rundem Querschnitt gezeigt. Dies sorgt zunächst einmal wie bereits oben erwähnt für eine verkürzte Wegstrecke der elektrischen Feldlinien E, da die Metallionen gebündelt bzw. vermehrt beginnend an der jeweiligen Position der Hilfsanode 30a (nach Erreichen der Hilfsanode 30a) zum Wandteil FW' der Flossenwand FW strömen bzw. fließen. Zudem verändert sich dabei auch die Stromdichte, wodurch die elektrischen Feldlinien E des elektrischen Felds E deutlich geradliniger und gleichmäßiger sowohl zu den beiden seitlichen Rohren R_n, R_n+1 als auch zum mittleren Verbindungssteg S_n verlaufen. Damit wird eine gleichmäßigere Abscheidung auf dem gesamten Wandteil FW' der Flossenwand FW erreicht.
Bei einer zweiten alternativen Variante des ersten Ausführungsbeispiels nach 7 ist eine weitere Hilfsanode 30b mit ovalem Querschnitt gezeigt. Diese Hilfsanode 30b ist dabei so angeordnet, dass die große Halbachse des elliptischen bzw. ovalen Querschnitts der Hilfsanode 30b senkrecht auf dem Verbindungssteg S_n bzw. der Querrichtung QR der Flossenwand FW steht. Die dabei senkrecht von einer kurzen Seite des Ovals der Hilfsanode 30b zum Wandteil FW' der Flossenwand FW abgehenden elektrischen Feldlinien E_b verlaufen aufgrund der gekrümmten Oberfläche ebenfalls leicht gekrümmt bzw. bogenförmig zum Wandteil FW' der Flossenwand FW. Die Form des Querschnitts der Hilfsanode 30b ist damit sehr grob betrachtet bereits leicht an die zur Anodenwand 20 weisende Oberfläche O des Wandteils FW' angelehnt, so dass dadurch eine gleichmäßigere Abscheidung bzw. Ablagerung der Metallionen auf dem Wandteil FW' der Flossenwand FW erfolgt, da die einander gegenüberliegenden Oberflächen in erster Näherung parallel zueinander verlaufen.
Um die einander gegenüberliegenden Oberflächen noch weiter aneinander anzupassen, weist die Hilfsanode 30c bei einer dritten alternativen Variante des ersten Ausführungsbeispiels nach 8 einen etwas in die Länge gezogenen Achteck-Querschnitt (bzw. Oktagon-Querschnitt) auf. Dabei ist zumindest die Kontur der zum Wandteil FW' der Flossenwand FW weisenden Seite (vorzugsweise beide Seiten symmetrisch, wie in 8 dargestellt) der Hilfsanode 30c, im Wesentlichen der Kontur bzw. der Oberfläche O des Wandteils FW' der Flossenwand FW angepasst. Wie hier in 8 gezeigt, verlaufen die beiden (zu den gebogenen Rohrwänden der Rohre R_n, R_n+1 weisenden) Kanten der Hilfsanode 30c, geradlinig, d. h. nur im Wesentlichen bzw. in erster Näherung parallel zu den gebogenen Rohrwänden der Rohre R_n, R_n+1. Vorzugsweise können diese beiden Kanten der Hilfsanode 30c konkav zwischen den Ecken ausgebildet sein, also bogenförmig dem Rohrverlauf parallel folgend, zu den gebogenen Rohrwänden der Rohre R_n, R_n+1 des Wandteils FW' der Flossenwand FW verlaufen.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 9 ist die erfindungsgemäße Konstruktion ohne eine Hilfsanode 30, 30a, 30b, 30c ausgestaltet. Hierbei ist die Anodenwand 20 selbst reliefartig ausgebildet, d. h. sie umfasst ein abschnittsweise positiv aus der Ebene 20E der Anodenwand 20 hervorstehendes Relief bzw. eine Kontur 20f. Dabei entspricht die zum Wandteil FW' der Flossenwand FW weisende Oberfläche 20f der Anodenwand 20 im Wesentlichen der zur Anodenwand 20 weisenden Oberfläche O des Wandteils FW', insbesondere des Rohres R_n, des Verbindungsstegs S_n sowie des weiteren Rohres R_n+1, der Flossenwand FW. Mit anderen Worten ließe sich die Oberfläche 20f (also das positive Relief) der Anodenwand 20 formschlüssig in die Oberfläche O (also das negative Relief) des Wandteils FW' der Flossenwand FW einfügen bzw. einschieben, wenn die beiden Wände 20, FW zusammengeschoben würden. Mittels der damit in einem gleichbleibenden Abstand a_A-FW zueinander verlaufenden Wände 20, FW bzw. Oberflächen 20f, O der Wände 20, FW ist die Wegstrecke der elektrischen Feldlinien E, E_d überall entlang des gemeinsamen, gegenüberliegenden Wandverlaufs gleich lang. Daraus ergeben sich entlang des hier gezeigten Wandverlaufs in Querrichtung QR des Wandteils FW' nahezu identische Schichtdicken. Selbiges gilt jedoch auch für den Wandverlauf in Längsrichtung LR des Wandteils FW' (siehe 1 nach unten bzw. in 9 in die Zeichenebene hinein).
Entgegen des dargestellten Ausführungsbeispiels sind im Rahmen der Erfindung die Abmessungen des Reliefs bzw. der Kontur 20f der Anodenwand 20, d. h. insbesondere deren Tiefe senkrecht zur Querrichtung QR, nicht auf die exakte Tiefe der Flossenwand FW, d. h. den Abstand vom Rohrscheitel zum Verbindungssteg S_n, beschränkt. Vielmehr kann es auch ausreichen die Anodenwand 20 mit einem kleiner skalierten Relief in gespiegelter Form der Flossenwand FW auszubilden.
Eine weitere mögliche Variante, wie die Oberfläche der Anodenwand 20 im Wesentlichen an den Wandteil FW' der Flossenwand FW angepasst sein kann, ist in 11 gezeigt. Dabei sind an die Anode 20 an einer zur Flossenwand FW weisenden Oberfläche zwei voneinander beabstandete senkrecht, stegförmig hervorstehende Anoden-Flossen 22 angebracht, hier z. B. angeschweißt. Die Anoden-Flossen 22 sind dabei jeweils so angeordnet, dass sie bei der galvanischen Vernickelung des Wandteils FW' der Flossenwand FW jeweils in einen mittigen Bereich zwischen benachbarte Rohre R_n, R_n+1 ragen. Die beiden Anoden-Flossen 22 können hier auch im Wesentlichen als ein Doppelsteg 22 gesehen werden, welcher sich dann als Ganzes betrachtet im Wesentlichen mittig gegenüber des Verbindungsstegs S_n zwischen den benachbarten Rohren R_n, R_n+1 befindet.
Mit den Anoden-Flossen 22 wird dabei wie oben bereits erwähnt, das elektrische Feld im galvanischen Bad B, insbesondere in den Bereichen stirnseitig der Anoden-Flossen 22 an den Innenecken zwischen einem Steg S_n und einem jeweiligen benachbarten Rohr R_n, R_n+1, derart beeinflusst, dass sich das Nickelsubstrat gleichmäßiger entlang des Wandteils FW' der Flossenwand FW auf der Flossenwand FW verteilt und abscheidet. Konkret wird dabei das elektrische Feld im galvanischen Bad B lokal im Bereich der Innenecken leicht verstärkt, so dass insgesamt betrachtet eine noch gleichmäßigere Beschichtung erzielt werden kann.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist auch eine Kombination der beschriebenen Ausführungsbeispiele, d. h. eine Konturanpassung der Anode bei zusätzlicher Nutzung einer Hilfsanodenanordnung, möglich. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
Bezugszeichenliste

1: Galvanisches Bad
2: Beckenwandungen
3: Beckenboden
4: Beckenrand
20: Anode / Anodenwand
20E: Ebene der Anodenwand
20f: zur Flossenwand weisende Oberfläche / Kontur der Anode
21: Anodenhaltebügel
22: Anoden-Flossen / Doppelsteg
30, 30a, 30b, 30c: Hilfsanodenanordnung / Hilfsanode(n)
31: Spannelement
40: Halterungseinrichtung / Hilfsanodenrahmen
40f: Haltelaschen
41: Längsstreben
42: Querstreben
43: Verstellelemente / Schlitzaussparungen / Schlitze
45: Kopplungselement
45': Blindstopfen
46: Kopplungsstange
46g: Außengewinde
47: Spannhülse
47g: Innengewinde
48: Pfropfen
49: Dichtringe
50: Distanzringe
60: Verbindungsrahmen Hilfsanode - Anode
aA-FW: Abstand Flossenwand - Anode / Anodenwand
aA-HA: Abstand Anode - Hilfsanode
B: Breite des Wandteils der Flossenwand
E, Ea, Eb, Ec, Ed: elektrisches Feld / elektrische Feldlinien
F: Flüssigkeitsoberfläche / Flüssigkeitspegel
FW: Flossenwand / Kathode
FW': Wandteil der Flossenwand
L: Länge / Höhe des Wandteils der Flossenwand
LR: Längsrichtung / Längserstreckung
O: Form der zur Anode weisenden Oberfläche der Flossenwand
P: Kathodenposition / Flossenwandposition
QR: Querrichtung / Quererstreckungsrichtung
R1, R2, ..., R5, Rn, Rn+1: Rohre
RE1A, RE2A, ..., RE5A: erste Rohrenden
RE1B, RE2B, ..., RE5B: zweite Rohrenden
S1, S2, ..., S5, Sn: Verbindungsstege

Claims

Verfahren zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand (FW), welche zumindest einen Wandteil (FW') aufweist, der aus mehreren in einer Längsrichtung (LR) nebeneinander verlaufenden Rohren (R₁, R₂, ..., R₅) und jeweils zwischen benachbarten Rohren (R₁, R₂, ..., R₅) angeordneten Verbindungsstegen (S₁, S₂, ..., S₅) gebildet wird, bei dem die Flossenwand (FW) als Kathode (FW) in ein galvanisches Bad (1) eingebracht wird, in welchem sich in einem Abstand (a_A-FW) von der Flossenwand (FW) eine Anode (20) befindet, wobei zwischen der Flossenwand (FW) und der Anode (20) eine Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) angeordnet wird, und/oder wobei die Anode (20) an einer zur Flossenwand (FW) weisenden Oberfläche (20f) zumindest bereichsweise an die Form der zur Anode (20) weisenden Oberfläche (O) der Flossenwand (FW) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) zumindest eine Gruppe von stabförmigen Hilfsanoden (30, 30a, 30b, 30c) umfasst, wobei diese Hilfsanoden (30, 30a, 30b, 30c) jeweils einem Verbindungsteg (S₁, S₂, ..., S₅) der Flossenwand (FW) zugeordnet werden, und jeweils in einem Abstand vor dem jeweiligen Verbindungsteg (S₁, S₂, ..., S₅) parallel zur Längsrichtung (LR) des Verbindungstegs (S₁, S₂, ..., S₅) verlaufen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) mittels einer Halterungseinrichtung (40) an die Flossenwand (FW) gekoppelt und mit dieser in das galvanische Bad (1) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Abstand der Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) zur Flossenwand (FW) mittels der Halterungseinrichtung (40) justiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Gruppe der Hilfsanoden (30, 30a, 30b, 30c) der Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) mechanisch miteinander gekoppelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Kontur (20f) in einer Schnittebene der Anode (20) an einer zur Flossenwand (FW) weisenden Oberfläche (20f), vorzugsweise im Bereich gegenüberliegend eines Verbindungsstegs (S₁, S₂, ..., S₅) der Flossenwand (FW), im Wesentlichen an eine Kontur (O) einer zur Anode (20) weisenden Oberfläche (O) der Flossenwand (FW) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei an die Anode (20) an einer zur Flossenwand (FW) weisenden Oberfläche, vorzugsweise senkrecht, stegförmig hervorstehende Anoden-Flossen (22) angebracht werden, wobei die Anoden-Flossen (22) besonders bevorzugt jeweils so angeordnet werden, dass sie bei der galvanischen Vernickelung einer Flossenwand (FW) jeweils in einen mittigen Bereich zwischen benachbarte Rohre (R₁, R₂, ..., R₅) ragen.
Vorrichtung zur galvanischen Vernickelung einer Flossenwand (FW), umfassend ein galvanisches Bad (1) mit einer sich im Wesentlichen in einer Ebene (20E) erstreckenden Anode (20), um die Flossenwand (FW) als Kathode (FW) an einer definierten Kathodenposition (P) in einem Abstand (a_A-FW) von der Anode (20) im galvanischen Bad (1) anzuordnen, und mit einer Stromquelle, welche an einem Pol mit der Anode (20) verbunden ist und an einem anderen Pol mit der Flossenwand (FW) verbindbar ist, um einen Stromfluss von der Anode (20) zur Kathode (FW) zu erzeugen, wobei - die Vorrichtung eine Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) umfasst, welche im bestimmungsgemäßen Betrieb zwischen einer im galvanischen Bad (1) angeordneten Flossenwand (FW) und der Anode (20) angeordnet ist, und/oder - die Anode (20) der Vorrichtung an einer zur bestimmungsgemäßen Kathodenposition (P) der Flossenwand (FW) weisenden Oberfläche (20f) der Anode (20) zumindest bereichsweise an die Form der im Betrieb zur Anode (20) weisenden Oberfläche (O) der zu galvanisierenden Flossenwand (FW) angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Hilfsanode (30, 30a, 30b, 30c) der Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) zumindest eines der folgenden Materialien oder eine Legierung von verschiedenen dieser Materialien umfasst: platiniertes Titan, Titan, Nickel, Wolfram, Inconel, Incoloy, Zirkon, Zirkaloy.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) gegenüber der Stromquelle elektrisch isoliert oder stromdurchflossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend eine Halterungseinrichtung (40) um die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) an die zu galvanisierende Flossenwand (FW) zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Halterungseinrichtung (40) zumindest ein Kopplungselement (45) zur Kopplung mit der Flossenwand (FW) aufweist, wobei das Kopplungselement (45) vorzugsweise einen Stopfen (45) umfasst, welcher in ein Ende (RE_1A, RE_1B, RE_2A, RE_2B, ..., RE_5A, RE_5B) eines Rohrs (R₁, R₂, ..., R₅) der Flossenwand (FW) einsteckbar und dort festklemmbar ist und dabei besonders bevorzugt das Rohr (R₁, R₂, ..., R₅) an diesem Ende (RE_1A, RE_1B, RE_2A, RE_2B, ..., RE_5A, RE_5B) dicht verschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Halterungseinrichtung (40) zumindest zwei Kopplungselemente (45) mit jeweils zumindest einem Stopfen (45) umfasst, wobei die Stopfen (45) im bestimmungsgemäßen Einsatz so zueinander angeordnet sind, dass sie in gegenüberliegenden Enden (RE_1A, RE_1B, RE_2A, RE_2B, ..., RE_5A, RE_5B) desselben Rohrs (R₁, R₂, ..., R₅) einsteckbar sind, wobei die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) so angeordnet ist, dass die stabförmigen Hilfsanoden (30, 30a, 340b, 30c) in einer Längsrichtung (LR) des Rohres (R₁, R₂, ..., R₅) parallel zu dem Rohr (R₁, R₂, ..., R₅) verlaufend zwischen den beiden Kopplungselementen (45) gehalten werden.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Halterungseinrichtung (40) Verstellelemente (43), vorzugsweise Schlitzaussparungen (43), für das Kopplungselement (45) umfasst, mittels derer die Hilfsanodenanordnung (30, 30a, 30b, 30c) insgesamt in einer Richtung zu bzw. weg von der Flossenwand (FW) verschiebbar gelagert ist.