DE2434444A1

DE2434444A1 - Katode zur anodischen oxydation von innenflaechen

Info

Publication number: DE2434444A1
Application number: DE19742434444
Authority: DE
Inventors: Raimund Koeppe; Gerhard Luley; Guenter Schneiderheinze; Kurt Dipl Ing Werner
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1973-08-07
Filing date: 1974-07-17
Publication date: 1975-03-06
Also published as: ATA595774A; FR2240305A1; SE7410084L; DD105256A1

Description

VEB Kombinat Luft- und 24 3 A 444

Kältetechnik

808 Dresden, Königsbrücker

Landstraße 159

Katode zur anodischen Oxydation von Innenflächen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Katode zur Erzeugung einer anodischen Oxidschicht auf den Innenflächen von Hohlkörpern beliebiger Art und Form aus Aluminium oder dessen Legierungen, insbesondere gerader und/oder gebogener Rohre größerer Länge und relativ kleiner lichter Weite zur Verwendung in wasserführenden rvärmeaustauschern. Einerseits ist an sich im allgemeinen die Erzeugung einer anodischen Oxidschicht auf der Außenfläche eines Körpers beliebiger Art und Form aus Aluminium und dessen Legierungen bereits hinreichend bekannt. Bekannt ist auch im besonderen die anodische Oberflächenbehandlung der Innenflächen von mehr oder

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weniger großen geschlossenen Behältern mit relativ kleinen Einlaßöffnungen, "bei denen die Elektrolyt- und Katodenzuführung außerhalb des Bades erfolgt. Andererseits ist der Einsatz derart geschlitzter Körper in starkem Maße beschränkt, da die gegen Korrosion anodisch behandelten Körper mit einer wirksamen Schutzschicht vorwiegend nur auf der Außenfläche versehen sind. Diss trifft insbesondere auf Bohre zu, da Rohre aus Aluminium in wasserführenden Anlagen, wie z. B. 7/är me aus tauscher, aus Gründen mangelnder Korrosionsbeständigkeit der Innenflächen keine bzw. wenig Berücksichtigung finden, es sei denn unter Einsatz von Inhibitoren in geschlossenen Wasserkreisläufen. Auch ist die anodische Oxydation auf den Innenflächen von Rohren bekannt. Die Erzeugung einer vfirksamen anodischen Schutzschicht auf den Innenflächen ist aber von dein Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Rohres abhängig, d. h., daß eine im Verhältnis zur Länge des Rohres große lichte 7eite vorhanden sein muß, damit die Katode im Rohrinneren aufgenommen werden kann. Die auf der Außenfläche erzielte aber auf der Innenfläche der Rohre nicht wirksam gewordene anodische Oxydation, insbesondere bei langen, geraden oder gebogenen Rohren, ist ein aus dem bekannten Verfahren mit der dazugehörigen Einrichtung zur Erzeugung einer anodischen Oxidschicht bedingter Nachteil in der Art, daß bei guter Stromverteilung sich zwar überall annähernd'gleichmäßig und gleich dick eine Oxidschicht bildet, d. h. es werden auch Hohlräume, oder wie im vorliegenden Falle die Rohrinnenwände oxydiert, aber nur soweit

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sie dem zugeführten Elektrolyt zugänglich sind und von der Stromwirkung erreicht werden können₀ In den "bekannten Eloxalbadausführungen wird der Hohlraum eines Körpers zwar von der Badflüösigkeit erfaßt, nicht aber von der Strornwirlung der bekannten platten- oder stangenförmigen Katode, da diese auf Grund der Stabilität unbeweglich ist und damit nicht in die schv/er zugänglichen Hohlräume eingeführt werden kanne Die Bildung einer anodischen Oxidschicht auf der Oberfläche eines Körpers ist aber von dem Zusammenwirken beider Elemente zueinander abhängig, d. h. daß sowohl der zugeführte Elektrolyt als auch der Strom.auf die zu anodisierenden Flächen in unmittelbarer Umgebung einwirken muß. Bedingt dadurch werden bei langen oder gebogenen Rohren mit geringer lichter .Υ/θite nur die Randzonen der Innenflächen an den Öffnungsstellen der Rohre von der anodischen Oxydation erfaßt, und diese auch nur unzureichend. Die Rohrinnenwände weisen somit keinen Korrosionsschutz auf und sind für wasserführende Rohrleitungen nicht geeignet, da sie keine ausreichende Lebensdauer besitzen. Das bedeutet wiederum, daß die mit derartigen Rohren bestückten Aggregate vorzeitig ausfallen, was wiederum den Stillstand von gesamten Anlagen zur Folge hat. Unerwünschte Stillstandszeiten der Anlagen, erhöhte Unterhaltungskosten und relativ oft erforderlicher Austausch der defekten Aggregate lassen den Einsatz von wasserführenden Wärmeaustauschern in den verschiedensten Kostruktionsausführungen aus Stahl, Messing, Sondermessing oder Kupfer für zweckmäßiger erscheinen«,

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Nachteilig bei diesen Ausführungen aus Schwermetallen ist aber das relativ groi3e Gewicht und die hohen Kosten der Aggregate. Zur Verminderung der vorgenannten Nachteile und Mangel, insbesondere zur anodischen Behandlung der Innenfläche gerader oder gebogener Rohre, ist bekannt, die Katode aus einem flexiblen leiter zu gestalten, vorzugsweise aus Draht, der von einer perforierten Isolierungshülle umgeben ist. Nachteilig bei dieser Ausführung ist die perforierte Isolierung der Katode, da diese Katode eine ungleichmäßige und damit unsaubere Oxidschicht erzeugt. An den perforierten Durchbrüchen der Umhüllung entwickelt sich eine normale anodische Oxidschicht, dagegen ist die Y/lrkung der Katode an den isolierten und damit abgeschirmten Stellen stark reduziert, so daß die Innenflächen der Rohre eine unterschiedlich entwickelte und ungleichmäßig dicke Oxidschicht aufweist und somit keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit besitzt.

Zweck der Erfindung ist es, die vorgesohilderten Mangel und Nachteile zu beseitigen, insbesondere durch eine gleichmäßig wirksame anodische Innenbehandlung der Rohre bzv/. sonstiger Hohlkörper aus Aluminium oder dessen Legierungen korrosionsbeständig und damit für wasserführende Anlagen einsatzfähig zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Katode zu schaffen, die eine korrosionsbeständige gleichmäßige anodische Oxidschicht im Inneren von Hohlkörpern beliebiger Art und Form aus Aluminium oder dessen

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Legierungen, insbesondere gerader und/oder gebogener Rohre größerer Länge und kleiner lichter '.Teite zur Verwendung in wasserführenden Anlagen, v.'ie zum Beispiel Wärmeaustauscher, erzeugt=, dabei die Katode so gestaltet ist, daß sie sowohl innerhalb als auch außerhalb eines Eloxalbades einzusetzen ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Katode aus einem flexiblen Stromleiter, vorzugsweise aus Draht, und einem flexiblen Abstandshalter, die wendelförmig zusammen gefaßt sind, besteht. Die Spitze der Katode ist von einer Kappe umgeben. Das Ende der Katode ist mit einem Stromanschlußstuck verbunden, das mit 'einem Aufsatzkopf versehen ist. Der Abstandshalter ist aus einem Gtrang und kann beliebige ■Querschnittsform besitzen, wobei der Abstandshalter aus einem den elektrischen Strom nicht leitendem Material besteht, vorzugsweise aus Plaste Hin weiteres Merkmal der Erfindung ist der aus einem Gehäuse bestehende Aufsatzkopf» Zur Aufnahme der Katode und dem zu anodisierenden Rohr ist in dem Gehäuse des Aufsatzkopfes eine Bohrung angebracht, die mit einer weiteren Bohrung Verbindung hat* In dieser zweiten Bohrung ist für die Zuführung der Elektrolytlösung ein Rohr eingesetzt» Das anodisch zu behandelnde Rohr ist in dem Aufsatzkopf mit einer Üb3rwurfmutter gehaltert, in der eine elastische Dichtung eingesetzt ist. Der Aufsatzkopf ist zur Isolation aus einem dan Strom nicht leitendem Material, vorzugsweise au3 Plast.

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Katode gestattet einen universellen Einsatz, d. h. sowohl zur anodi-

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sollen Oxydation von langen Rohren mit relativ engem Querschnitt als auoh für lange, enge und gebogene Rohre sowie nur Rohrbogen. Die aus einem oder auoh mehreren Stromleitern mit dem Abstandshalter v/sndelfcrmig zusammengefaßte Katode ist damit so gestaltet, daß sie für jede Art und Form von Hohlkörpern verv/endungsfähig ist, d₀ h₀ also £tuch für Behälter mit kleinen öffnungen, da die Katode nicht nur relativ klein im Querschnitt gehalten werden kann, sondern auch so flexibel ist, daß sie nahezu jede Krümmung einnimmt, wobei d~r Abstandshalter ein Berühi-en der Katode mit dem zu anodisierenden Gegenstand ausschließt, dabei aber eine gleichmäßige Stromverteilung garantiert, somit eine überall gleichmäßige und gleich dicke Oxidschicht gebildet wird« Die Katode mit dem Aufsatzkopf gewährleistet auch die anodische Oxydation außerhalb des Eloxalbades, v/as insbesondere bei Rohren von Wichtigkeit ist, da der Aufsatzkopf die Elektrolytzuführung in das Rohrinnere ermöglicht.

Die Erfindung soll nachstehend an Band eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht der Katode mit dem Stromansohlußstück in einem Rohr,

Figo 2: die Katode mit dem Aufsatzkopf im Schnitt,

Figo 3: eine Draufsicht der Katode mit zwei Stromleitern,

Fig. 4: eine Ansicht der Katodenspitze mit Kappe im Schnitt.

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Die Katode 2 in der Figur 1 ist mit einem Stromleiter 3 ausgestattet, der von einem Abstandshalter 4 v/endelförmig umgeben ist. Sowohl der Stromleiter 3 als auch der Abstandshalter 4 enden in einem Stromanschlußstück 5, das im Ausführungsbeispiel als Gewindebolzen mit einem Bund versehen ausgebildet isto Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die Katode ebenso mit zwei oder mehreren Stromleitern ausgerüstet sein, je nach den zu behandelnden Arbeitsstücken. In diesem Falle sind die einzelnen Stromleiter 3 mit dem Abstandshalter 4 als Wendel zusammengefaßt. Zur Verhinderung einer Berührung der Katodenspitze mit dem zu anodisierenden Werkstück, insbesondere bei Rohrbogen, ist diese mit einer Kappe 14, Fig. 4, umgeben, die vorzugsweise aus Plast besteht bzw_o aus einem anderen den Strom nicht leitendem Material.

Diese vorstehend beschriebene Katode 2 ist für das Innenanodisieren von Rohren 1 bestimmt, die gleichzeitig Aufnahme in ein Eloxalbad finden, in dem der Elektrolyt das Rohr 1 gleichmäßig umspült. Die flexible Gestaltung und der geringe Durchmesser der Katode 2 gewährleistet das Anodisieren der Innenflächen von Rohren größerer Länge mit relativ geringer lichter Weite mit und ohne Bogen, wobei der Abstandshalter 4 und die Kappe Ί4 ein Berühren der Katode 2 mit dem Rohr 1 unmöglich macht, somit sich im Rohr i gleichmäßig und überall gleich dick eine Oxidschicht bildet.

Zum Anodisieren der Innenflächen von Rohren, die eine Überlange aufweisen und damit nicht in ein Bad auf-

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genommen werden können, erhält die Katode 2 einen Aufsatzkopf 6. Das Gehäuse 7 in Figo 2 weist eine Bohrung 13 auf, die zur Aufnahme des Rohres 1 dient, nach dem die Katode 2 mit dem Stromanschlußstück 5 in das Gehäuse 7 mit einer Sechskantmutter 11 befestigt ist. Gegen Verdrehung der Katode 2 ist das Stromansohlußstück 5 mit einem Arretierstift 1o im Gehäuse 7 gesichert. Das Rohr 1 v/ird von einer Überwurfmutter 12 im Gehäuse 7 festgehalten. Zum Verschließen ist eine Dichtung 9 zwischen Rohr 1 und Überwurfmutter 12 eingesetzt.

Die Bohrung 13 hat mit einer zweiten Bohrung 15 Verbindung, die ein Rohr 8 aufnimmt. Der Aufsatzkopf 7 ermöglicht das Anodisieren der Rohrinnenflächen außerhalb eines Eloxalbades, wobei die Elektrolytzuführung über das Rohr 8 durch die Bohrung 15 in die Bohrung 13 zur Innenfläche des zu anodisierenden Rohres 1 erfolgt. Durch Zwischenschaltung einer in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe wird der Elektrolyt zwangsumspült und gewährleistet somit eine einwandfreie Oberflächenbehandlung von Rohrinnenflachen auch außerhalb eines Eloxalbades.

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Claims

Patentansprüche

1· Katode zur Erzeugung einer anodischen Oxydschicht ,· auf den Innenflächen von Hohlkörpern beliebiger Art und Form aus Aluminium oder dessen Legierungen, insbesondere gerader und/oder gebogener Rohre größerer Länge mit kleiner lichter "Jeite zur Verwendung als wasserführende Rohrleitungen, vorzugsweise in Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Katode (2) aus einem Stromleiter (3) und einem Abstandshalter (4) gebildet und flexibel in der Art gehalten ist, daß der Stromleiter (3) und der Abstandshalter (4) zusammen gefaßt sind, vorzugsweise wendelförmig, wobei die Spitze dsr Katode (2) von einer Kappe (14) umgeben und das Snde der Katode (2) in einem Stromanschlußstück (5) gehaltert ist, das mit einem Aufsatzkopf (6) verbunden ist.

2. Katode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (4) aus einem Strang beliebiger Querschnittsform bestehto

3. Katode nach Anspruch Λ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (4) aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material, vorzugsweise aus Plast, besteht»

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Katode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-κet, daß d.ir Aufsatskopf (5) aus einem Gehäuse (?) "bsstelrt, das zur Aufnahme der Katode (2) und dsui zu an od icier enden Bohr (1) eine Bohrung (13) aufweist, die mit einer Bohrung (15) Verbindung hat, in der ein Rohr (8) für die Slektroljtzuführung eingesetzt ist, \v0l3ei das in dar - Eohrung (13) eingeführte Rohr (1) mit einer Überwurfmutter (12) gehaltert und die Eohrung (13) in der Überwurfmutter- (12) mit einor elastischen Dichtung (9) abgeschlossen ist,,

5. Katode nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatzkopf aus einem den Strom nicht leitendem Material "besteht, vorzugswsir-G aus Plast,

Hiez"zu 1 Blatt Zeichnungen -

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BAD ORIGINAL