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Vorrichtung zum Galvanisieren der Innenoberfläche von Rohren Zusatz
zur Anmeldung: B 47546 VI b/48 a-Auslegeschrift 1197 719 Gegenstand der Hauptpatentanmeldung
bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Galvanisieren der Innenoberfläche
von Rohren mit Innendurchmesser über etwa 3 mm im Durchlaufverfahren, bei welchem
die zur Aufnahme der verschiedenen, nacheinander zur Einwirkung gelangenden und
hierbei in ständiger Bewegung gehaltenen Behandlungsflüssigkeiten dienenden, kathodisch
geschalteten Rohre durch den das Elektrolyt-Bad enthaltenden Behälter hindurch kontinuierlich
über eine axial feststehende, teilweise isolierte Anode hinweggeführt werden und
welches sich dadurch kennzeichnet, daß die Rohre in etwa waagerechter Lage kontinuierlich
hintereinander über die sich hierbei auf die gesamte Länge der Galvanisierungseinrichtung
erstreckende Anode hinweg mehrere, die verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten enthaltende
Einzelbehälter durchlaufen, wobei die Behandlungsflüssigkeiten der einzelnen Badbehälter
während der Längsbewegung der Rohre mittels auf der Anode befestigter, gegenüber
dieser isolierter Sperrstopfen selbsttätig und fortlaufend nacheinander vom vorderen
Rohrende in das Rohrinnere angesaugt, durch dieses hindurchgedrückt und nach Freigabe
des hinteren Rohrendes wieder in den zugehörigen Badbehälter zurückgepumpt werden.
Hierdurch ergibt sich ein Verfahren, das außer dem Galvanisieren auch die Durchführung
sämtlicher diesem vor- und nachgeschalteten Behandlungsstufen (wie z. B. Entfetten,
Beizen, Spülen und Nachspülen) in einem einzigen kontinuierlichen Durchgang ermöglicht,
so daß die bei den bislang bekannten Verfahren unumgänglichen Rüstzeiten vermieden
werden. Das Verfahren nach dem Hauptpatent zeichnet sich gegenüber den bekannten
Verfahren ferner dadurch aus, daß es nicht an die Einhaltung bestimmter Rohrlängen
gebunden ist und auch auf solche Rohre angewendet werden kann, die einen sehr kleinen
Durchmesser aufweisen. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß
sich gegenüber den bekannten Verfahren trotz der kleinen Durchmesser der Rohre wesentlich
gleichmäßigere Metallüberzüge erzielen lassen. Infolge der durch die Sperrstopfen
während der Durchlaufbewegung der Rohre selbsttätig hervorgerufenen Saug- und Pumpwirkung
wird eine ständige Umflutung der zu behandelnden Rohrinnenflächen mittels der in
den jeweiligen Badbehältern befindlichen verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten
sichergestellt. Da die Behandlungsflüssigkeit am hinteren Ende jedes Badbehälters
wieder in diesen zurückgepumpt wird, kann eine Vermischung der verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten
weder innerhalb der Rohre noch außerhalb der Rohre eintreten.
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Gemäß einer zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeigneten
Vorrichtung erstreckt sich durch mehrere, jeweils mit Behandlungsflüssigkeit für
die Vorbehandlung, die Galvanisierung und die Nachbehandlung angefüllte, hintereinandergeschaltete
Badbehälter hindurch mindestens eine mit Stromkontaktgebern verbundene Anode, welche
im Bereich der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnung eines jeden Badbehälters
mit im Durchmesser dem Innendurchmesser der Rohre entsprechend bemessenen kolbenartigen
Sperrstopfen versehen ist. Hierbei sind die Rohre mindestens im Durchlaufbereich
des Elektrolyt-Behälters durch auf der Anode angeordnete und gegenüber der Rohrwand
isolierend wirkende Zentnerelemente geführt, welche parallel zur Anodenachse verlaufende
Durchströmkanäle besitzen. Die Anode selbst besteht hierbei aus einem sich über
die Länge der Einrichtung erstreckenden Drahtkern, der auf dem größeren Teil seiner
Länge mit einem elektrisch isolierenden überzug versehen und lediglich im Durchlaufbereich
des Elektrolyt-Behälters von elektrisch leitenden Oberflächenabschnitten aus dem
niederzuschlagenden überzugsmetall unterbrochen ist.
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Obwohl das Galvanisieren mittels der vorstehend beschriebenen, mit
Zentrierkegeln ausgerüsteten Anode im allgemeinen befriedigende Abscheidungsergebnisse
liefert, haben sich in zweifacher Hinsicht verbesserungsbedürftige Nachteile herausgestellt.
Bei dem einen Nachteil handelt es sich darum, daß es sich als äußerst umständlich
und zeitraubend erwiesen hat, die aus dem überzugsmetall bestehenden elektrisch
leitenden Abschnitte der Anode nach dem
Verbrauch zu erneuern. Der
andere Mangel liegt darin, daß durch die in verhältnismäßig kurzen Abständen auf
der Anode vorgesehenen, relativ großen Zentrierkegel das Ansaugen des Elektrolyten
in das Rohrinnere erschwert und in manchen Fällen sogar eine vollständige Anfüllung
des Rohrinnenraumes zwischen den beiden Sperrstopfen mit Elektrolyt infolge der
zu starken Beengung des Durchflusses verhindert wird, was namentlich bei Rohren
mit kleinerem Durchmesser zu ungleichmäßigen und unzureichenden Niederschlägen auf
der Rohrinnenwand führen kann.
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Die vorliegende Weiterbildung hat die Vermeidung dieser Nachteile
der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent zur Aufgabe und kennzeichnet sich dadurch,
daß der im Durchlaufbereich des Elektrolyt-Behälters befindliche Anodenabschnitt
mit den beiderseits angrenzenden, sich über den übrigen Teil der Vorrichtung erstreckenden,
außenseitig isolierten Anodenabschnitten auswechselbar verbunden und außenseitig
mit sich annähernd über die ganze Länge des Elektrolyt-Behälters erstreckenden isolierenden
Führungselementen versehen ist. Abgesehen davon, daß die leicht lösbare Einschaltung
der aus dem Überzugsmetall bestehenden, nicht isolierten Längenabschnitten der Anode
im Durchlaufbereich des Elektrolyt-Behälters deren Erneuerung vereinfacht und in
wesentlich kürzerer Zeit ermöglicht, wird durch die auf diesen Anodenabschnitten
gelagerten, sich im wesentlichen über die ganze Länge des Elektrolyt-Behälters erstreckenden
Führungselemente sowohl einerseits der Zutritt des Elektrolyten in den Rohrinnenraum
erleichtert als auch andererseits die einwandfreie Führung zwischen Rohr und Anode
verbessert.
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Um eine möglichst große freie Anodenoberfläche zu erhalten, ist es
zweckmäßig, die aus isolierendem Werkstoff bestehenden Führungselemente im Abstand
von der Anodenoberfläche zu halten, was vorzugsweise dadurch geschieht, daß die
Führungselemente an im Abstand auf der Anode angeordneten kurzen Distanzringen aus
Isolationsmaterial befestigt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente
aus über den Umfang des Anodenabschnittes verteilt und längsverlaufend angeordneten,
in Umfangsrichtung schmal bemessenen Kunststoffstäben oder -leisten gebildet. Die
Führungselemente können jedoch auch aus mindestens einer den Anodenabschnitt umgebenden
Kunststoffwendel bestehen, die mittels auf der Anode lösbar befestigter Verankerungskörper
aus Isolationsmaterial axial und verdrehungssicher festgelegt ist.
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Bei stationären Galvanisierungsanlagen ist es an sich bekannt, die
Anode gegenüber dem kathodisch geschalteten, innenseitig zu galvanisierenden Rohrkörper
durch Führungselemente aus Isolationsmaterial zu zentrieren und die Anode innerhalb
des Einflußbereiches des Elektrolyten aus dem niederzuschlagenden überzugsmetall
herzustellen. Demgegenüber wird die Erfindung lediglich in der Gesamtheit der beanspruchten
Merkmale gesehen, soweit diese auf die zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung
gemäß dem Hauptpatent gerichtet sind.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen Elektrolyt-Behälter mit Anode schematisch im Längsschnitt,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt
nach der Linie III-III der F i g. 1, F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Elektrolyt-Behälter
mit einer anderen Ausführungsform der Anode.
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In der Zeichnung ist der nur schematisch angedeutete Elektrolyt-Behälter
mit 1, dessen Rohreintrittsöffnung mit 2 und dessen Rohraustrittsöffnung mit 3 bezeichnet.
Durch die Rohrein- und Rohraustrittsöffnungen 2 bzw. 3 des Elektrolyt-Behälters
erstreckt sich eine axial feststehende Anode 4, über die ein innen sowie gegebenenfalls
auch außen mit einem galvanischen Überzug zu versehendes Stahlrohr 5 von z. B. 15
mm Durchmesser in Pfeilrichtung x geführt wird.
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Dem Elektrolyt-Behälter sind mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte
ähnlich ausgebildete Badbehälter mit den verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten
für die Vor- und Nachbehandlung vor-bzw. nachgeschaltet, die ebenfalls von der feststehenden
Anode 4 durchsetzt werden. Die Vorrichtungen für die Stromzuführung zu der Anode
4 und den kathodisch angeschlossenen Rohren 5 sowie die Antriebswalzen und Führungsrollen
für die Fortbewegung der Rohre bzw. deren Abstützung sind entsprechend dem Hauptpatent
ausgebildet und daher nicht näher dargestellt.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen besteht
die Anode 4 in den außerhalb des Elektrolyt-Behälters 1 befindlichen Längenabschnitten
4a aus einem starken Kupfer-oder Bronzedraht, der außer im Bereich der Kontaktgeber
mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten isolierenden Kunststoffüberzug, vorzugsweise
aus Polyvinylchlorid, versehen ist. Die außerhalb des Elektrolyt-Behälters liegenden
Anodenabschnitte 4 a enden in einem gewissen Abstand vor den mit den Ein-
und Austrittsöffnungen 2 bzw. 3 versehenen Stirnwänden des Elektrolyt Behälters
und sind mittels ihre freien Enden übergreifender Kupplungsmuffen oder -hülsen 7
leicht auswechselbar mit dem Anodenabschnitt 4 b verbunden, der den Elektrolyt-Behälter
auf ganzer Länge durchsetzt und beiderseits um ein gewisses Maß über die Stirnwände
des Elektrolyt-Behälters hervorragt. Der Anodenabschnitt 4 b ist durch einen Vollstab
aus dem elektrolytisch niederzuschlagenden Metall gebildet, das bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel aus einem 99,9o/oigen Elektrolytzink besteht.
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Die äußeren Enden der Zinkanode 4 b greifen in die Kupplungshülsen
7 ein und sind ebenso wie die freien Enden der Anodenabschnitte 4 a mit den Kupplungshülsen
7 durch diese radial durchsetzende Stifte 8 sowohl elektrisch leitend als auch gegen
Relativverschiebung und -verdrehung gesichert gekuppelt. Die Kupplungshülsen 7 sitzen
hierbei auf den freien Enden der Anodenabschnitte 4 a und 4 b im Gleitsitz auf.
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Die Zinkanode 4 b ist in einem der Länge des Elektrolyt-Behälters
entsprechenden Abstand mit kolbenartigen Sperrstopfen 9 ausgerüstet, die in ihrem
Durchmesser etwa entsprechend dem Innendurchmesser der zu galvanisierenden Rohre
5 bemessen sind. Die Sperrstopfen 9 bestehen aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff,
insbesondere einem Kunststoff, wie z. B. Polyvinylchlorid. Die Sperrstopfen
9
sind entgegen der Durchlaufrichtung x kreiskegelartig verjüngt und so angeordnet,
daß sie mit ihrem größten Durchmesser im Bereich der Rohreintrittsöffnung 2 bzw.
der Rohraustrittsöffnung 3 liegen. Die Sperrstopfen sind auf der Zinkanode 4 b durch
in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel gegen Längsverschiebung sowie -verdrehung
gesichert.
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Bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
auf der Zinkanode 4 b in etwa gleichmäßigen Abständen von beispielsweise 100 mm
Distanzringe oder -hülsen 10 angeordnet, die aus einem elektrischen isolierenden
sowie gegen den Elektrolyt beständigen Kunststoff bestehen, bei dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel aus Polyvinylchlorid. Die Distanzringe
10 sitzen am Umfang der Zinkanode 4 b fest auf. Am Umfang der Distanzringe
10 sind mehrere über den Umfang des Anodenabschnittes 4 b in gleichmäßigen Abständen
verteilt angeordnete Führungsleisten 11
befestigt, die gleichfalls aus Kunststoff
bestehen.
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Die Führungsleisten 11 erstrecken sich gleichfalls etwa über die gesamte
Länge des Elektrolyt-Behälters und sind durch die Distanzringe 10 im Abstand von
der Oberfläche des Anodenabschnittes 4 b gehalten. Durch die Sperrstopfen 9 ist
im allgemeinen sichergestellt, daß die Rohrinnenwandung nur unter ungünstigen Verhältnissen
an der Außenseite der Führungsleisten anliegt.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist der aus Zink bestehende
Anodenabschnitt 4 b nahezu auf dem gesamten, zwischen den Sperrstopfen 9 liegenden
Längenabschnitt von einer aus einem Kunststoffdraht bestehenden Wendel 12 umgeben,
dessen beide Enden am Umfang des Anodenabschnittes gegen Längsverschiebung und -verdrehung
gesichert befestigt sind. Hierzu dienen zwei in geringem Abstand von den Sperrstopfen
9 vorgesehene Verankerungskörper 13, die auf dem Anodenabschnitt durch diese radial
durchsetzende Stifte 14 gehalten sind. Mit diesen Verankerungskörpern 13 sind die
Enden der Kunststoffwendel 12 verschweißt.
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Sowohl zwischen der Kunststoffwendel 12 als auch zwischen dem Verankerungskörper
13 einerseits und der Innenwandung der Rohre 5 andererseits wird ein so großes radiales
Spiel vorgesehen, daß der Elektrolyt zwischen den Abstandselementen und der Rohrinnenwand
frei durchtreten kann.