DE2544380C3 - Verfahren zum Behändem, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche von rohr- oder stangenförmigen Metallkörpern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Behändem, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche von rohr- oder stangenförmigen Metallkörpern und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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- DE2544380C3 DE2544380C3 DE2544380A DE2544380A DE2544380C3 DE 2544380 C3 DE2544380 C3 DE 2544380C3 DE 2544380 A DE2544380 A DE 2544380A DE 2544380 A DE2544380 A DE 2544380A DE 2544380 C3 DE2544380 C3 DE 2544380C3
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche
von rohr- oder stangenförmigen Metallkörpern nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE-PS 548174 ist eint· Vorrichtung zum
Behandeln, insbesondere Ätzen der äußeren Oberfläche von rohr- oder stangenförmigen Metallkörpern
der eingangs genannten Art bekanntgeworden. Der verfahrensmäßige Behandlungsablauf für Rohre oder
Stangen als Behandlungsgut stellt sich hierbei so dar, daß das Behandlungsgut in einen Tank mit Behandlungslösung eingebracht wird, in dem das Behandlungsgut über in der vorderen und rückwärtigen Wand
des Tanks vorgesehene Durchgangsöffnungen durch den Tank hindurchbewegt wird, wobei der Füllstand
der Behandlungslösung im Tank so hoch gehalten wird, daß die Behandlungslösung das Behandlungsgut
vollständig bedeckt, und wobei die durch die Zwischenräume zwischen den Rändern der fluchtenden
Durchgangsöffnungen in den vorderen und rückwärtigen Wänden des Tanks und dem Behandlungsgut
austretende Behandlungslösung aufgefangen und in den Tank rückgeführt wird. Auch ist bei dieser Behandlungsweise bereits in Betracht gezogen worden,
mehrere Behandlungsstufen derart hintereinander zu schalten, daß das Behandlungsgut nacheinander durch
eine Vielzahl verschiedene Behandlungslösungen enthaltender Tanks durchgeführt wird. Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten, wenn gute Oberfiächenbeschaffenheiten mit einheitlichen glatten Oberflächen
erzielt werden sollen, ^a durch Behandlungslösungen
die zu behandelnden Oberflächen an allen Seiten ungleichmüßig und unterschiedlich umspült werden. Die
am Boden des Tanks vorgesshene Umwälzpumpe gestattet keine gleichmäßig gerichtete Strömung im Bereich des Behandlungsgutcs. Vielmehr ändert sich die
Strömungsintensität stark mit zunehmendem Abstand der Umwälzpumpe, was zur Folge hat, daß die behandelte Oberfläche des Behandlungsgutes ungleichmäßig ist. So entstehen beispielsweise an den behandelten Flächen des Behandlungsgutes, an denen die
Behandlungslösung lange Zeit verweilt oder stillsteht oder die von der Behandlungslösung intensiver als die
anderen bespült werden, Narben, Säureflecken, Rillen oder dergleichen. Zusätzlich bleibt das Behandlungsgut während seiner Behandlung im Tank in Ruhe, wodurch die Neigung zum Entstehen von uneinheitlichen
Oberflächenbereichen an dem Behandlungsgut weiter verstärkt wird.
Nach der am 5. April 1956 bekanntmachten
Deutschen Patentanmeldung D 14 K)') VI/4H d ist eine
Vorrichtung zur Obcillächenbchandlung von Stranggut bekannt. Die Behandlungslösung wird hierbei
über die aus einem Sammelbehälter kommende Rückführleitung an irgendeiner Stelle von oben, d. h.
in einer zur Durchschleusungsrichtung des Behandlungsgutcs senkrechten Richtung in den zur Behandlung bestimmten Tank eingeleitet. Hierdurch stellen
sich in dem Tank irgendwelche beliebigen Strömungsverhältnisse bei der Behandkj;;gslösung ein. Auf jeden
Fall ergibt sich kein gerichteter Behandlungslösungsstrom in dem Tank, so daß sich Unregelmäßigkeiten
an den behandelten Oberflächen des Behandlungsgutes ergeben. Auch bleibt das Behandlungsgut in dem
Tank wahrend der Behandlung in Ruhe oder zumindest drehfest. Im übrigen geht es hierbei hauptsächlich
um Maßnahmen, die einen Verlust an Behandlungslösung verhindern. Hierzu sind spezielle Dichtungen an
den Durchtrittsstellen für das Behandlungsgut in den Seitenwänden des Tanks zur Behandlung vorgesehen.
Die DE-OS 1546155 befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Bewegung stangenförmiger oder rohrförmiger Waren in Behandlungsbädern. Das stangenförmige oder rohrförmige Behandlungsgut wird hierbei während der Behandlung
ίο derart bewegt, daß ihm gleichzeitig mit einer hin- und
hergehenden Bewegung eine Drehbewegung um seine Längsachse erteilt wird. Das Behandlungsgut wird jedoch nicht in Richtung seiner Längsachse durch den
die Behandlungslösung enthaltenden Tank durchbe
wegt, sondern lediglich zur Vermeidung von Auflage
bzw. Kontaktstellen, die die Auflager, Kontaktschienen oder dergleichen auf dem Behandlungsgut abzeichnen würden, einer Drehbewegung um die Längsachse ausgesetzt.
Weiterhin wird bei einem generell bekannten Ätzverfahren für Metallrohre aus Zirkonium oder einer
Zirkonium-Legierung mit zweistufigem Verfahrensablauf zum Ätzen eine konzentrierte und eine schwache Säure verwendet. Bei diesem Ätzverfahren sind
hintereinander liegend ein Schwachsäuretank, ein Konzentratsäuretank, ein Neutralisationstank und ein
Spülwassertank angeordnet. Jedes einzelne zu behandelnde Metallrohr wird zuerst auf einer Balancevorrichtung angeordnet und dann zusammen mit der Ba-
H) ladevorrichtung von zwei Bedienungspersonen in
den Schwachsäuretank eingebracht, wobei eine weitere Bedienungsperson Anweisungen beim Einbringen gibt und die Eintauchzeit mißt. Während einer
Eintauchzeit von etwa 90 Sekunden wird das Metall-
r. rohr langsam gedreht. Nach Maßgabe von Anweisungen der dritten Bedienungsperson heben dann die beiden anderen Bedienungspersonen das Metallrohr aus
dem Tank. Gleichzeitig wird die im Innenraum des Metallrohres befindliche Säurelösung ausgetragen.
to Anschließend wird das Metallrohr einige Sekunden lang in den Tank mit der konzentrierten Säure gelegt
und etwa 30 Sekunden lang gedreht und hin- und herbewegt. Zur Beendigung dieses Verfahrensschrittes
wird das Metallrohr unmittelbar anschließend, d. h.
Vt ohne Unterbrechung in den Neutralisationstank von
den beiden ersten Bedienungspersonen gebracht und bleibt dort etwa zehn Sekunden lang. Die beiden Bedienungspersonen stehen hierbei neben dem Neutralisationstank. Zum Sauberspülen wird das Rohr an-
'ΊΙ schließend in einen Spülwassertank gelegt (die
Balancevorrichtungen wurden zuvor entfernt). Bei der Behandlung in dem Spülwassertank werden die
Rohre auf Abstandshaltern gelagert. Demzufolge sind wenigstens fünf Bedienungspersonen zur Durchfüh-
"<■> rung des Ätzverfahrens notwendig, was sehr aufwendig ist, zumal die Bedienungspersonen an rein manuelle Arbeiten gebunden sind. Nachteilig ist
weiterhin, daß große Mengen an Säuren und Neutralisationsflüssigkeiten benötigt werden und daß diese
Mi Behandlungsflüssigkeiten schnell unbrauchbar werden. Gleichzeitig ergeben sich bei dieser Durchführungsweise auch Sicherheitsprobleme, da bei der Behandlung Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure und
dergleichen zur Anwendung kommen. Die hierbei
tv. entstehenden Säuredämpfe oder auch die unvermeidlichen Säurespritzer sind für die Bedienungspersonen
gefährlich. Ein weiterer Nachteil liegt in der uneinheitlichen und niedrigen Fließgeschwindigkeit der
Säurelösung mit Bezug auf die Oberfläche des damit in Berührung stehenden Metallrohres. Insbesondere
ist auch kein kontinuierlicher Verfahrensablauf möglich, und die Sicherheitsprobleme sind nahezu unüberwindbar.
Auch ergeben sich Schwierigkeiten, wenn mehrere rohr- oder stangenförmige Metallkörper
gleichzeitig durch Eintauchen in einen Tank behandelt werden sollen, da zur Durchführung dieser
Arbeiten viele Arbeitsstunden erforderlich sind. Wenn die Metallkörper aus Titan oder einer Titan-Legierung
bestehen, ergeben sich ähnliche Schwierigkeiten, wie sie zuvor im Zusammenhang mit Metallkörpern
aus Zirkonium oder einer Zirkonium-Legierung angegeben sind. Auch sind die Behandlungsbedingungen
genauestens einzuhalten, da sich Narben, Säureflecken, Rillen oder uneinheitliche Bereiche auf
der endgültig behandelten Oberfläche ergeben, wenn die Ätzfliissigkeitslösung als Behandlungslösung stillsteht.
Treten im Arbeitsablauf irgendwelche Abweichungen auf, so bilden sich weiße Korrosionsflecke
auf der Oberfläche des Metallkörpers bei einer abschließenden Behandlung im Autoklaven. Jedoch
müssen die Metallrohre an ihren Oberflächen nach der Endbearbeitung so glatt wie möglich sein, damit
die Qualitätserfordernisse erfüllt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Überwindung dieser Schwierigkeiten und Nachteile ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche von rohr-
oder stangenförmigen Metallkörpern zu schaffen, damit die behandelten Metallkörper eine ausgezeichnete
und sehr gleichmäßige glatte Oberfläche erhalten, wobei die aufeinanderfolgenden Behandlungsstufen
(Ätzen, Neutralisieren, Abwaschen etc.) ohne zusätzlichen manuellen Eingriff und ohne größeren verfahrenstechnischen
und vorrichtungstechnischen Aufwand kontinuierlich in automatisierter Form und
wirtschaftlich durchgeführt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Hauptanspruch und durch die Vorrichtung
gemäß Anspruch 4 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind aus den übrigen Ansprüchen
ersichtlich.
So erreicht man, daß die zu behandelnde äußere Oberfläche des Metallkörpers von allen Seiten gleichmäßig
umspült wird. Hierdurch erhält der behandelte Metallkörper eine einheitlich glatte Oberflächenstruktur.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß mittels der Zwangsströmung der Behandlungslösung
die Durchflußgeschwindigkeit der Behandlungslösung relativ zur Oberfläche des Metallkörpers erhöht
wird und die Durchflußrichtung der Behandlungslösung gleich der Durchschleusungsrichtung der
Metallkörper durch den Tank ist. Die Anzahl der durch die Tanks durchgehenden Metallkörper kann
dadurch vergrößert werden, daß die Metallkörper parallel zueinander durch den Tank bzw. die Tanks
durchgeschleust werden, so daß die Ätzbehandlung unter denselben Bedingungen vorgenommen werden
kann. Da die Metallkörper unter ständigem Drehen um ihre Längsachse durch den Tank durchgeschleust
werden, kann sich beispielsweise an der Unterseite eines Metallkörpers bildendes Wasserstoffgas von der
Umfangsfläche des Metallkörpers nach oben bewegen. Hierdurch werden Flecken oder lokale Korrosionen
auf der Oberfläche des Metallkörpers vermieden. Da die Behandlungslösung zwangsläufig, aber gleichmäßig
entlang der äußeren Oberfläche des Metallkörpers in Durchschleusungsrichtung strömt, ergebet
sich sehr glatte und gleichmäßige spiegelnde Oberflä
chen; mikroskopische Flecken an der Oberfläche sin< nicht vorhanden.
In einer besonderen Ausführungsform wird ein< kontinuierliche Durchführung des mehrere Behänd
lungsstufen umfassenden Verfahrensablaufes er reicht. Ohne manuellen Eingriff werden hierbei di<
Metallkörper unter ständigem Drehen nacheinandei
in durch einzelne Tanks automatisch durchgeführt, die
verschiedene Behandlungslösungen enthalten. Somit lassen sich auch komplizierte Behandlungsvorgänge
in wirtschaftlicher Weise ausführen, wobei die einzelnen Behandlungsbedingungen in den verschiedenet
is Tanks angepaßt eingestellt werden können.
Um zu erreichen, daß an dem Metallkörper anhaftende Reste einer Behandiungsiösung die Wirkung ei
ner nachfolgenden Behandlungslösung nicht beeinträchtigen, können die Metallkörper nach einei
2" weiteren besonderen Ausführungsform zwischen der
einzelnen Tanks zum Entfernen der an der Oberfläche haftenden Behandlungslösung mit Wasser abgespült
werden.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens vorgese-
2i hene Vorrichtung ist einfach ausgelegt und gestattet
eine Behandlung von Metallkörpern unabhängig vor ihrer Länge. Auch werden keine Tragelemente zuir
Durchführen der Metallkörper durch das Behandlungsbad benötigt. Die Einstellungen zur Anpassung
an die Abmessungen der zu behandelnden Metallkörper können ohne Schwierigkeiten erfolgen. Der die
Behandlungslösung enthaltende Tank kann hierdurch kompakt gehalten werden, was eine bessere Ausnutzung
der Behandlungslösung zur Folge hat. Es lasser sich beispielsweise Behandlungslösungsmengen vor
V2 bis V6 im Vergleich zu üblichen Vorrichtungen einsparen.
Auch entfallen manuelle Handhabungen det zu behandelnden Gegenstände, so daß sich eine beträchtliche
Arbeitszeitersparnis ergibt, wodurch die Vorrichtung wirtschaftlich betrieben werden kann. Da
Bedienungspersonen nicht unmittelbar mit den zu behandelnden Metallkörpern in Berührung kommen,
ergeben sich auch keine Sicherheitsprobleme, so daß gegebenenfalls notwendige Sicherheitsvorkehrungen
entfallen können.
In einer besonderen Ausführungsform dieser Vorrichtung sind an den einzelnen Tanks Fördereinrichtungen
vor- und nachgeschaltet, die eine kontinuierliche Weiterbeförderung der zu behandelnden Gegen-
w stände von einem Tank zum anderen gestatten. Auch
werden bei einer solchen Vorrichtung mit mehreren hintereinander angeordneten Tanks keine zusätzlichen
Arbeitskräfte zur Handhabung der einzelnen zu behandelnden Metallkörper benötigt.
Mit Hilfe einer weiteren besonderen Ausführungsform dieser Vorrichtung wird erreicht, daß die verschiedenen
Behandlungslösungen nicht miteinander vermischt werden können, so daß die einzelnen Behandlungslösungen
besser ausgenutzt werden können.
bo Um den erforderlichen Füllstand in dem jeweiligen
Tank generell unverändert halten zu können, hat die Vorrichtung gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform
eine Rückführungseinrichtung mit einem Durchflußregulierventil, das einen geregelten
Rücklauf der Behandlungslösung zum Behandlungslösungsreservoir gewährleistet
Ferner kann durch die säulenförmige Ausbildung des Verschlußstopfens ein Körper mit geringem Strö-
20
mungswiderstand in das offene Ende eines Rohrs als Metallkörper eingesetzt werden. Durch diesen Verschlußstopfen
wird verhindert, daß die Behandlungslösung in den Rohrinnenraum eindringt.
Nach der Erfindung ist die Behandlung, insbesondere das Ätzen einer äußeren Oberfläche von rohr-
oder stangenförmigen Metallkörpern mit Behandlungslösungen möglich, die mit gleichförmiger und
auch erhöhter Geschwindigkeit fließen, wobei die einzelnen Behandlungsstufen kontinuierlich hintereinander
durchgeführt werden können und sich Behandlungsbedingungen ohne Schwierigkeiten einstellen
lassen, die lokale Erosionen und Narbenbildungen an der behandelten Oberfläche verhindern.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Ätzverfahrens,
Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach
Fig. 2,
Fig. 4 eine Längsschnittansicht durch die Vorrichtung
mit einem dreiwandigen Zylinderkörper,
Fig. S eine Schnittansicht längs der Linie H-II in
Fig. 4,
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, bei der ein Rohr (als zu behandelnder Metall·
körper) in entgegengesetzter Richtung zu den vorher« gehenden Vorrichtungen durchgeschleust wird,
Fig. 7 eine Längsschnittansicht durch einen Verschlußstopfen, der in das zu behandelnde Rohr eingesetzt
ist, und
Fig. 8 eine Ausführungsform eines Verschlußstopfens,
bei dem Schäden am offenen Ende des Rohres auftreten.
Nachstehend wird das Ätzen eines Metallrohres aus Zirkonium oder aus einer Zirkonium-Legierung als
Beispiel beschrieben. Die einzelnen Behandlungsstufen erläutern die Verwendung einer schwachen und
einer konzentrierten Säure, einer Neutralisierungsbehandlung und das Nachspülen mit Wasser.
Bei einem Rohr aus Zirkonium oder aus einer Zirkonium-Legierung werden zum Ätzen der äußeren
Oberfläche des Rohres Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure oder ähnliches verwendet. Bisher wurde das
Rohr zuerst in eine schwache Säurelösung eingetaucht, um die Oberflächenbeschaffenheit des Rohres
auszugleichen; danach wurde dieses Rohr zum Ätzen oder zum Verringern des Außendurchmessers auf den
gewünschten Wert in eine konzentrierte Säurelösung getaucht. Anschließend wurde das Rohr in eine Neutralisierungsflüssigkeit
getaucht, wodurch eine Säureerosion verhindert werden sollte. Zum Abschluß der Ätzbehandlung wurde das Rohr in Wasser nachgespült.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung nach der Erfindung sind hintereinander geschaltet ein Tank 1,
der in entsprechender Menge eine Säurelösung enthält, ein Tank 2, der in entsprechender Menge konzentrierte
Säurelösung enthält, und ein Tank 3 angeordnet, der in entsprechender Menge Neutralisationslösung
enthält. Ein als Rohr ausgebildeter Metallkörper 10 wird nun unter ständigem Drehen
durch die Tanks 1, 2 und 3 durchgeschleust, so daß die einzelnen Behandlungsstufen beim Ätzen, Neutralisieren
und Nachspülen mit Wasser fortlaufend ausgeführt werden. Hierzu weisen die Tanks 1, 2 und
43
30
55
60 3 Durchgangsöffnungen 18/, 18r, 19/, 19r, 20/ und
2Or an ihren vorderen und rückwärtigen Wänden auf. Durch diese wird der rohrförmige Metallkörper 10
durchgeschleust. Die Durchgangsöffnungen 18/, 18r, 19/, 19/·, 20/und 2Or sind fluchtend zueinander angeordnet.
Um den rohrförmigen Metallkörper 10 durch die betreffenden Durchgangsöffnungen unter
ständigem Drehen hindurchzuführen, d. h. einerseits das Rohr um seine eigene Achse zu drehen und andererseits
in Längsrichtung weiter zu bewegen, sind vor und nach den Tanks 1, 2 und 3 bzw. jeweils zwischen
benachbarten Tanks 1, 2 und 3 Fördereinrichtungen, wie z. B. Schnecken oder Spiralen vorgesehen, mit deren
Hilfe der rohrförmige Metallkörper 10 stetig rotierend durch die Tanks 1, 2 und 3 aufeinanderfolgend
durchgeschleust wird. Die Behandlungszeit im Tank 1 beläuft sich etwa auf neunzig Sekunden, im
Tank 2 auf etwa dreißig Sekunden und im Tank 3 auf etwa zehn Sekunden. Hieran schließ! sich das Nachspülen
mit Wasser an. Ein säulenförmiger Verschlußstopfen 22 wird in das offene Ende des rohrförmigen
Metallkörpers 10 eingesetzt, um dadurch das Eindringen von Behandlungslösung zu verhindern. Ein derartiger
säulenförmiger Verschlußstopfen 22 kann selbstverständlich bei der Behandlung eines stabförmigen
oder stangenförmigen Metallkörpers entfallen. Waschwasserduschen 8 sind an entsprechenden Stellen
derart angeordnet, daß die äußere Oberfläche des rohrförmigen Metallkörpers 10 unmittelbar nach dem
Verlassen eines Tanks 1, 2 oder 3 abgewaschen wird. Hierdurch werden die noch eventuell an der Oberfläche
des rohrförmigen Metaltkörpers 10 anhaftenden Reste der Behandlungslösung entfernt. Die in den
Tanks 1, 2 und 3 enthaltenen Behandlungslösungen werden durch eine Pumpe (nicht dargestellt) über eine
Lösungszuführungsleitung 7 mit jeweils einem Durchflußregelventil 6 aus den Behandlungslösungsreservoirs
T1, T1 und T} zugeführt. Hierbei wird die
Durchschleusungsgeschwindigkeit des rohrförmigen Metallkörpers 10 durch dessen Tauchzeit im Tank 2
bestimmt, die ihrerseits von der gewünschten Verminderung des Außendurchmessers des rohrförmigen
Metallkörpers 10 abhängig ist, was durch die Behandlung mit der konzentrierten Säurelösung in dem
Tank 2 erreicht wird. Wenn die Tauchzeit in dem die konzentrierte Säurelösung enthaltenden Tank 2 auf
dreißig Sekunden festgelegt ist (vom Grad der Verminderung des Außendurchmessers des rohrförmigen
Metallgegenstandes 10 am Ende der Behandlung in diesem Tank 2 abhängig), ist der rohrförmige Metallkörper
10 in dreißig Sekunden durch den Tank 2 durchzuschleusen. Hieraus läßt sich die Fördergeschwindigkeit
der Fördereinrichtung, wie z. B. der Förderschnecken 21, bestimmen. Nach Verschließen
der offenen Enden des rohrförmigen Metallkörpers mit dem Verschlußstopfen 22 wird der Metallkörper
10 auf die Förderschnecke 21 gelegt, um unter ständigem Drehen in den ersten Tank 1 eingeschleust zu
werden. Der Tank 1 ist mit einer schwachen Säurelösung gefüllt, die die Oberflächenstruktur des rohrförmigen
Metallkörpers 10 während des Durchgangs durch den Tank 1 ausgleicht. Unmittelbar daran anschließend
wird der rohrförmige Metallkörper 10 mittels der Wasserduschen 8 mit Wasser nachgespült.
Dann tritt der rohrfönnige Metallkörper 10 in den zweiten Tank 2 ein, in welchem sein Außendurchmesser
auf das gewünschte Maß nach Maßgabe der Säurekonzentration der Säurelösuhg in dem Tank 2 ver-
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mindert wird. Anschließend wird der rohrförmige Metallkörper 10 wiederum mittels Wasserduschen 8
mit Wasser nachgespült, um die an der Oberfläche des Metallkörpers 10 haften gebliebene konzentrierte
Säure abzuspülen. Dann wird der rohrförmige Metall- r>
körper 10 in den Tank 3 eingeführt. Dieser enthält eine neutralisierende Lösung, die das Ätzen vollständig zum Stoppen bringt und eine Säureerosion verhindert. Nach Durchlauf des Tanks 3 wird der rohrförmige Metallkörper 10 in einen mit Wasser gefüllten ">
Spültank (nicht dargestellt) eingelegt. Auf diese Weise durchläuft der rohrförmige Metallkörper 10 kontinuierlich, jedoch aufeinander folgend die einzelnen Behandlungsstufen der Ätzbehandlung. Bei dieser Arbeitsweise fließen die einzelnen Lösungen in den
Tanks über Zwischenräume zwischen dem Rohr und den Durchgangsöffnungen 18/, 18r, 19/, 19r, 20/und
2Gr ab. Die Lösungen werden jeweils in den den Tanks 1, 2 und 3 zugeordneten Lösungsauffangschalen 1', 2', 3' an der vorderen und rückseitigen Wand
eines jeden Tanks 1, 2, 3 wieder aufgefangen und in die zugeordneten Behandlungslösungsreservoirs T1,
T2 und T3 zurückgeleitet, so daß sich diese Lösungen
weder miteinander noch nach dem Austritt aus den Tanks 1, 2, 3 mit dem Waschwasser vermischen, das
zum Spülen des rohrförmigen MetaUkörpers 10 bestimmt ist. Die Verweilzeiten in den einzelnen
Tanks 1,2 und 3 können verschieden sein. Zur Vermeidung von Schwierigkeiten, wenn die Durchschleusungsgeschwindigkeiten des Metallkörpers 10 durch iu
die einzelnen Tanks 1, 2, 3 variieren, aber die Länge der Tanks gleichbleibt, werden die Längen der einzelnen Tanks 1, 2 und 3 derart gewählt, daß die Länge
eines jeden Tanks durch die Eintauchzeit des rohrförmigen Metallkörpers 10 in diesen Tank und seine r>
Durchschleusungsgeschwindigkeit durch den jeweiligen Tank bestimmt ist.
Gemäß Fig. 4 und 5 sind zwei Dreifachzylinderkörper 30 vorgesehen, von denen jeder aus einem äußeren Zylinder 25, einem mittleren Zylinder 26 und
einem inneren Zylinder 27 besteht. Die Zylinder 25, 26 und 27 sind jeweils koaxial zu der gemeinsamen
Achse der Durchgangsöffnungen 18/, 18r, 19/, 19r, 20/ und 2Or angeordnet, die jeweils paarweise gegenüber liegen. Eine Lösungskammer 32 ist zwischen dem 4
äußeren Zylinder 25 und dem mittleren Zylinder 26 vorgesehen, wobei eine unter Druck stehende Lösung
durch die Zuführungsleitung 24 über die Leitungen 28,29 in jeweils eine der Lösungskammern 32 eingespeist wird, aus der die Lösung über die in der Wand
des mittleren Zylinders 26 vorgesehenen Verbindungsöffnungen 16a in den dufch die Wand des mittleren Zylinders 26 gebildeten Längskanal 33 fließt.
Darin fließt die Lösung mit gleichförmiger Geschwindigkeit, bezöget; auf die Unifangsrichtung des Zylin- «
ders 26, im Zwangsumlauf in Bewegungsrichtung c des rohrförmigen MetaUkörpers 10. Der innere Zylinder 27 erstreckt sich nach hinten bis hinter die Verbindurigsöffnung 26a, so daß die über die Verbindungsöffnung 26a in den Längskanal 33 eintretende Lösung bo
keine Turbulenz erzeugt, sondern daß sich eine ausgerichtete Strömung bildet. Somit fließt die Losung
zwangsläufig in der Richtung, in der der rohrförmige Metallkörper 10, ausgehend von der vorderen Durchgangsöffnung 18/, 19/, 20/, in die Losungskammer
32 eingeschleust wird. Die Menge der nach hinten in Richtung des (mit gebrochenen Linien eingetragenen)
Pfeiles B fließenden Lösung beträgt etwa 10% der
zugeführten Lösung. Der Innendurchmesser des inneren Zylinders 27 soll etwa 1,4mal so groß wie der des
rohrförmigen MetaUkörpers 10 sein, so daß die nach hinten strömende Lösungsmenge beschränkt bleibt.
Die Querschnitte von Lösungskammer 32, Verbindungsöffnung 26a und Längskanal 33 sind derart gewählt, daß beim Durchgang der Lösung ein Druckabfall erzeugt wird. Entsprechend der Druckdifferenz
zwischen dem in der Lösungskammer 32 und in dem Längskanal 33 herrschendem Druck fließen etwa 90%
der Behandlungslösung in Richtung des Pfeiles, wobei eine gleichförmige Strömung um die gesamte Umfangsfläche des rohrförmigen MetaUkörpers 10 entsteht.
Gemäß Fig. 2 und 3 sind die Tanks 1, 2 und 3 in Reihen hintereinander angeordnet und ihre Durchgangsöffnungen 18/, 18r, 19/, 19r, 20/und 2Or sind
fluchtend. Außerdem ist eine Einrichtung zum rotierenden Durchführen des zu behandelnden rohrförmigen MetaUkörpers 10 vorgesehen, die Förderschnekken 4 und Klemmwalzen 5 hat, die den zu behandelnden rohrförmigen Metallkörper 10 unter Führung
drehen. Bei dieser Ausführungsform können zwei rohrförmige Metallkörper 10 gleichzeitig unter gleichen Bedingungen behandelt werden. Falls die
Tauchzeiten in den einzelnen Tanks 1, 2, 3 verschieden sind, wird die Länge der Tanks 1, 2, 3 jeweils
in Abhängigkeit von dem Produkt aus der Tauchzeit in diesem Tank und der Durchschleusungsgeschwindigkeit des rohrförmigen Metallkörpers 10 gewählt,
so daß der unter ständigem Drehen durch die Tanks 1, 2, 3 durchgeführte rohrförmige Metallkörper 10 beliebig lange eingetaucht werden kann. Wenn die
Tauchzeiten gleich sind, ist auch die Länge der Tanks gleich. Ferner sind Lösungszuführungsleitungen 7 mit
zugehörigen Durchflußregulierventilen 6 für die jeweiligen Tanks 1,2,3 vorgesehen. Zwischen den einzelnen Tanks 1,2,3 sind jeweils Wasserduschen 8 angeordnet.
Gemäß Fig. 4 und S weist bei dem Dreifachzylinderkörper 30 (bestehend aus einem äußeren Zylinder
25, einem mittleren Zylinder 26 und einem inneren Zylinder 27 für jeden Tank 1,2, 3 mit der koaxialen
Anordnung und Ausrichtung der Zylinder 25,26,27) der mittlere Zylinder 26 eine beträchtliche Länge auf
und hat eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 26a an seinem vorderen Ende, die in einem vorgegebenen
Abstand zueinander liegen. Der äußere Zylinder 25 umschließt den vorderen Endbereich des mittleren
Zylinders 26. An den vorderen und rückwärtigen Enden des äußeren Zylinders 25 sind in die zwischen
dem äußeren Zylinder 25 und dem mittleren Zylinder 26 vorhandenen Zwischenräume Abschlußteile 31a
eingesetzt. Hierdurch wird zwischen diesen beiden Zylindern 25 und 26 eine Lösungskammer 32 gebildet. Der innere Zylinder 27 wird von dem Abschlußteil 31a getragen und erstreckt sich über die Verbindungsöffnungen 26a in Verlängerung der Durchschleusungsrichtung des rohrförmigen Metallkörpers
10 hinaus, so daß sich ein Längskanal zwischen dem inneren Zylinder 27 und dem mittleren Zylinder 26
bildet. Der Längskanal 33 hat an seiner hinteren Seite einen Eingang. Die Lösungskammer 32 ist über die
Verbindungsöffnungen 26a mit dem Längskanal 33 verbunden. Die Lösungszuführungsöffnungen 28a
sind in der Wand des äußeren Zylinders 25 vorgesehen, über die die Behandlungslösung in die Lösungskammer 32 strömen kann. Die/Leitungen 28, 29-der
Lösungszuführungsleitung 24 sind mit den Lösungszuführungsöffnungen 28a verbunden. Die Lösungszuführungsöffnungen 28a sind hierbei im rückwärtigen Endbereich des äußeren Zylinders 25 vorgesehen,
um einen Druckausgleich in der Lösungskammer 32 zu erzielen.
Wenn nach Fig. 6 der Dreifachzylinderkörper 30 am rückwärtigen Ende der Tanks 1, 2, 3 angeordnet
ist, strömt die Lösung in Gegenrichtung zu der Durchschleusungsrichtung des rohrförmigen Metallkörpers
JO, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der Behandlungslösung relativ zum Metallkörper 10 höher
ist. Wenn der rohrförmige Metallkörper 10 auch nur geringfügig gebogen ist, führt er entsprechend dem
Druck im Längskanal 33 eine Schwingungsbewegung aus, so daß die Spitze des rohrförmigen Metailkörpers
iö an der Stirnwand des inneren Zylinders 27 anstoßen kann. Da an der Frontseite zwischen der Seitenwand der Tanks 1,2 und 3 und dem inneren Zylinder
27 keine Leiteinrichtungen vorgesehen sind, kann der rohrförmige Metallkörper 10 durch dieses Schwingen
und Verbiegen beschädigt werden.
Bei dem säulenförmigen Verschlußstopfen gemäß Fig. 7 ist der Außendurchmesser so groß wie der Außendurchmesser des rohrförmigen Metallkörpers 10,
so daß diese beiden Teile eine Verbindungsfläche mit einer durchgehenden bündigen Oberfläche bilden.
Der Verschlußstopfen 22 hat an seinem hinteren säu-
lenförmigen Körper 23 O-Ringe 31, womit der Verschlußstopfen 22 unter Bildung einer dicht abschließenden Verbindung in das offene Ende des
rohrförmigen Metallkörpers 10 eingesetzt werden kann. Außerdem soll die Länge / des Verschlußstopfens 22, gemessen vom offenen Ende des rohrförmigen Metallkörpers 10, größer als 70 mm sein. Ferner
weist der Verschlußstopfen 22 ein konisches Kopfteil auf, so daß sich eine gleichmäßige Strömung längs der
Außenfläche des Verschlußstopfens 22 bildet. Wird hingegen ein Verschlußstopfen 22' nach Fig. K verwendet, bildet sich eine turbulente Strömung am
Kopfteil des Verschlußstopfens 22' aus, welcher über eine Länge /' einen konischen Bereich 36 auf der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Metallkörpers 10
erzeugt, der das Aussehen hat, als ob ein starkes Ätzen speziell an dieser Steiie vorgenommen worden wäre.
Der konische Bereich 36 beträgt etwa siebzig Millimeter, gemessen vom offenen Ende des rohrförmigen
Metallkörpers 10.
Die nach der Erfindung erzielten Vorteile, insbesondere hinsichtlich des kontinuierlich und automatisiert durchgeführten Verfahrens, zeigen sich u. a.
bei Untersuchungen mit Mikroskop und mit einem piezoelektrischen Rauhigkeitsmeßgerät, wobei man
findet, daß so behandelte Metallkörper wesentliche Verbesserungen der Oberflächenbeschaffenheit
haben.
Claims (11)
1. Verfahren zum Behandeln, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche von rohr- oder stan-
genförmigen Metallkörpern, wie Stäben, Stangen, Rohren oder Hohlzylindern in einer in einem Tank
enthaltenen Behandlungslösung, indem diese Metallkörper über in der vorderen und rückwärtigen
Wand dieses Tanks vorgesehene Durchgangsöff- ι ο nungen durch den Tank hindurchbewegt werden,
wobei der Füllstand der Behandlungslösung im Tank so hoch gehalten wird, daß die Behandlungslösung den Metallkörper vollständig bedeckt und
die durch die Zwischenräume zwischen den Rän- ir.
dem der fluchtenden Durchgangsöffnungen in den vorderen und rückwärtigen Wänden des Tanks
und dem Metallkörper austretende Behandlungsiösung aufgefangen und in den Tank rückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Me- jii
tallkörper(lO) unter an sich bekanntem ständigen Drehen durch den Tank (1,2, 3) hindurchgeführt
und dabei gleichzeitig von einer zur äußeren Oberfläche der Metallkörper (10) in ihrer Durchschleusungsrichtung ausgerichteten, nicht turbu- r.
lenten Behandlungslösung-Zwangsströmung beaufschlagt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (10) unter
ständigem Drehen und kontinuierlich nacheinan- in der durch eine Vielzahl von verschiedene Behandlungslösungen enthaltende und fluchtend zueinander angeordnete Durchgangsöffnungen (18,19,
20) aufweisende Tanks (1, 2, 3) hindurchbewegt werden. π
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (10) zwischen
den einzelnen Tanks (1,2, 3) zum Entfernen der an ihrer Oberfläche haftenden Behandlungslösung
zusätzlich noch mit Wasser (8) bespült werden, m
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorstehenden Ansprüchen, bestehend aus mindestens einem eine Behandlungslösung enthaltenden Tank, der an seiner vorderen
und rückwärtigen Wand in Höhe, vorzugsweise <n
knapp unterhalb des Behandlungslösungs-Niveaus fluchtend angeordnete Durchgangsöffnungen für die zu behandelnden Metallkörper aufweist, aus einem Auffangbehälter für die aus den
Zwischenräumen zwischen den Rändern der v, Durchgangsöffnungen und dem Metallkörper
austretende Behandlungsiösung, einer Einrichtung zum Rückführen der aufgefangenen Behandlungslösung in den Tank sowie aus einer Einrichtung zum Zwangsumwälzen der Behandlungslö- ■-,·■
sung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Einrichtungen (4) zum rotierenden Hindurchführen der zu behandelnden Metallkörper
(10) durch die Durchgangsöffnungen (18/, 18r) aufweist. „„
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach den Tanks (1, 2,
3) Fördereinrichtungen zum rotierenden Hindurchschleusen der Metallkörper (10) vorgesehen
sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gegebenenfalls in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter für die aus
den Durchgangsöffnungen (18,19,20) des jeweiligen Tanks (1,2, 3) austretende Behandlungslösung in Form einer unterhalb jeder Durchgangsöffnung an der Vorder- und Rückwand eines jeden
Tanks (1, 2, 3) angeordneten Lösungsauffangschale (!', 2', 3') ausgestaltet ist, die über eine
Rückführungseinrichtung mit dem betreffenden Behandlungslösungsreservoir(r„ T2, T3) in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungseinrichtung
ein Durchflußregulierventil (6) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erreichens einer Zwangsströmung der Behandlungslösung in der Durchschleuserichtung der Metallkörper (10) in jedem der Tanks (1, 2, 3) ein
Dreifachzylinderkörper (30) angeordnet ist, der aus einem äußeren, einem mittleren und einem
inneren Zylinder (25,26, 27) besteht und in welchem
a) eine Lösungskam.uer (32), die vom äußeren
Zylinder (25) und einem Teil des mittleren Zylinders (26) und den zwischen dem äußeren und dem mittleren Zylinder im Bereich
der äußeren Enden des äußeren Zylinders (25) angeordneten Abschlußteilen (31a) gebildet ist;
b) ein Längskanal (33) zwischen dem mittleren Zylinder (26) und dem inneren Zylinder
(27), der an seinem vorderen Ende verschlossen und an seinem rückwärtigen Ende offen ist;
c) eine Verbindungsöffnung (26a), die im mittleren Zylinder (26) im Bereich seines vorderen Endes angeordnet ist und die Lösungskammer (32) mit dem Längskanal (33)
verbindet; und
d) eine Lösungszuführungsöffnung (28a), die in der Wand des äußeren Zylinders (25) zum
Einführen der Behandlungslösung in die Lösungskammer (32) angeordnet ist, vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Inneren Zylinders (27) höchstens l,4mal so groß ist
wie der Außondurchmesser des zu behandelnden Metallkörper (10).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines jeden der Tanks (1, 2, 3) durch das Produkt
der gewünschten Tauchzeit und der Durchschleusegeschwindigkeit des Metallkörpers (10) bestimmt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zu behandelnden Rohr (10) in die offenen Enden
dieses Rohrs (10) einsetzbare säulenförmige Verschlußstopfen (22) mit geringem Strömungswiderstand vorgesehen sind, wobei jeder dieser Verschlußstopfen (22) einen hinteren säulenförmigen
Körper (23), dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen so groß ist wie der innere Durchmesser
des Rohre (10), einen mittleren säulenförmigen Körper, dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen so groß ist wie .der äußere Durchmesser des
Rohrs (10), sowie ein konisches Kopfteil aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP49114872A JPS5141638A (en) | 1974-10-05 | 1974-10-05 | Renzokugaimensanaraihoho |
JP13674774A JPS5160638A (en) | 1974-11-25 | 1974-11-25 | Gaimensanaraiho narabini sonosochi |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2544380A1 DE2544380A1 (de) | 1976-04-08 |
DE2544380B2 DE2544380B2 (de) | 1979-12-06 |
DE2544380C3 true DE2544380C3 (de) | 1980-08-14 |
Family
ID=26453524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2544380A Expired DE2544380C3 (de) | 1974-10-05 | 1975-10-03 | Verfahren zum Behändem, insbesondere Ätzen, der äußeren Oberfläche von rohr- oder stangenförmigen Metallkörpern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2544380C3 (de) |
SE (1) | SE431661B (de) |
-
1975
- 1975-10-02 SE SE7511071A patent/SE431661B/xx unknown
- 1975-10-03 DE DE2544380A patent/DE2544380C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE431661B (sv) | 1984-02-20 |
DE2544380B2 (de) | 1979-12-06 |
DE2544380A1 (de) | 1976-04-08 |
SE7511071L (sv) | 1976-04-05 |
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