DE2656640A1

DE2656640A1 - Einrichtung zum elektrolytischen markieren von metallischen teilen

Info

Publication number: DE2656640A1
Application number: DE19762656640
Authority: DE
Inventors: Gilbert Boulanger; Georges Duret
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1975-12-16
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1977-06-23
Also published as: CH606511A5; US4132618A; GB1558089A; SE429349B; ES454323A1; DE2656640C2; FR2335628B1; IT1066845B; SE7614122L; BE849178A; FR2335628A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wkickmann, Dii^.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Veickmann, Dipl

8 MÜNCHEN 86, DEN

B.5789.3 MdT Postfach 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE 29, rue de la Federation, 75015 Paris/Frankreich

Einrichtung zum elektrolytischen Markieren von metallischen Teilen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum elektrolytischen Markieren von metallischen Teilen, vorzugsweise metallischen Rohren, und zwar insbesondere von solchen metallischen Rohren, die als Hüllrohre für Kernbrennelemente dienen.

In der Kernbrennstoffindustrie erfordert die Forschung nach den geeignetsten Materialien die Markierung einer großen Anzahl von metallischen Rohren, und zwar zum Zeitpunkt ihrer Herstellung, damit die spätere Identifizierung dieser Rohre während Experimenten und Prüfungen erleichtert wird, aufgrund deren ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von unterschiedlichen Herstellungsnormen definiert werden.

Diese Markierung wird derzeit durch Numerieren der Hülsen der Brennelemente durchgeführt, wobei die Numerierung direkt oder in binär codierter Form erfolgen kann, und sie hat auf diese Weise eine Modifizierung des Oberflächenzustands des Hüllrohrs entsprechend dem Umriß der aufzubringenden Nummer zur Folge.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei der Auswahl eines Verfahrens ,das es ermöglicht, eine Nummer auf das Hüllrohr zu schreiben, ist es erforderlich, gewisse Forderungen zu berücksichtigen, die einerseits von der späteren Art und Weise der Identifizierung dieser Nummer und andererseits von Behandlungen und Vorgängen, die durch die Kontrollprüfungen, denen die Rohre unterworfen v/erden, bedingt sind.

Was die Art und Weise der Identifizierung der Nummer anbetrifft, so setzt diese eine ausreichende Modifizierung des Zustands der Oberfläche des Rohrs voraus, die ausreicht, damit die Nummer gelesen werden kann, sei es mit dem bloßen Auge, wenn sie in direkter Form aufgebracht worden ist, sei es mit einem Lesekopf, wenn sie in binär codierter Form aufgebracht ist. Trotzdem dürfen die mechanischen Eigenschaften des Rohrs durch eine solche Modifizierung seines Oberflächenzustands nicht verändert werden; diese Modifizierung muß darüberhinaus während der gesamten Dauer der Prüfungen erhaltenbleiben, und sie darf die Ergebnisse dieser Prüfungen nicht stören. So können die Verfahren, die auf der Anwendung von farbigen Anstrichen oder magnetischen Anstrichen beruhen, nicht geeignet sein, da die aufgebrachte Nummer im Falle von farbigen Anstrichen während eines Reinigungsvorgangs verschwinden kann, und da im Falle von magnetischen Anstrichen die Gefahr besteht, daß das Signal, das sie erzeugen können, während Kontrolluntersuchungen durch einen magnetischen Vorgang gestört oder zum Verschwinden gebracht wird. Andererseits ist die Auswahl eines geeigneten Verfahrens zum Markieren von metallischen Rohren ebenso durch die Möglichkeiten der Automatisierung der Einrichtung bedingt, welche zur Durchführung dieses Verfahrens dient, und zwar wegen der großen Anzahl von zu markierenden Rohren.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Einrichtung zum Markieren von metallischen Rohren mit binär codierten Zei-

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chen bekannt. Diese Einrichtung, die in der FR-PS 2 148 859 der■Anmelderin beschrieben ist, ermöglicht es, durch Mikrosandstrahlung eine sehr leichte Veränderung der Oberfläche des zu markierenden metallischen Rohrs gemäß einer Konfiguration in Ringen zu erzielen.

Man verwirklicht diese Ringe, indem man über das in Rotation befindliche Rohr parallele und äquidistante Strahlen von abrasivem Sand richtet, wobei jeder dieser Strahlen einer der Zahlen O oder 1 im Binärcode entspricht, in welchem die Nummer aufgebracht wird, und vor seinem Auftreffen auf das Rohr abgelenkt oder nicht abgelenkt wird, jenachdem, ob er die Ziffer 0 oder die Ziffer 1 repräsentieren soll.

Mit der Erfindung soll eine Einrichtung zum Markieren von metallischen Rohren geschaffen werden, mit der ein elektrochemisches Verfahren verwirklicht wird, das es ermöglicht, hinsichtlich der Reinheit bzw. Eindeutigkeit der Ringe wesentlich bessere Ergebnisse zu erzielen, als sie mit dem vorerwähnten Verfahren erzielt werden können.

Dieses elektrochemische Verfahren besteht darin, den Oberflächenzustand des Rohrs gemäß der Linie der aufzutragenden Nummern lokal durch eine elektrochemische Behandlung zu modifizieren, und dieses Verfahren ermöglicht es, einen sehr guten Kontrast zwischen den angegriffenen und den nichtangegriffenen Zonen zu erzielen. Auf diese Weise wird die spätere Identifizierung des numerierten Rohres erleichtert, ohne daß seine mechanischen Eigenschaften überhaupt geändert werden, und auf diese Weise wird eine Beschriftung bzw. Numerierung erzielt, die mit den nachfolgenden Vorgängen und Behandlungen, denen diese Rohre unterworfen werden, verträglich ist.

Die elektrolytische Behandlung eines metallischen Teils erfolgt in einer elektrolytischen Zelle, die mit einem

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geeigneten Elektrolyt gefüllt und mit einer Anode sowie einer Kathode versehen ist, welche mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, wobei das zu behandelnde metallische Teil eine der Elektroden bildet. Mittels elektrischen Stromflusses zwischen der Anode und der Kathode der elektrolytischen Zelle wird eine elektrolytische Behandlung des metallischen Teils durchgeführt, und am Ende des Vorgangs erhält man eine Schwärzung der Oberfläche dieses Teils.

Man sieht insbesondere die Durchführung dieser Behandlung über gewisse ausgewählte Bereiche des metallischen Rohrs in der Weise vor, daß das Aufbringen bzw. Einschreiben der Nummer auf der Oberfläche des Rohrs sichergestellt wird, sei es in direkter Weise oder sei es in binär codierter oder anderer Form.

Zu diesem Zweck zeichnet sich die erfindungsgemäße Einrichtung zum elektrolytischen Markieren eines metallischen Rohrs dadurch aus, daß sie wenigstens zwei zylindrische Teile aufweist, die längs paralleler, horizontaler Achsen angeordnet sind und um ihre jeweilige Achse angetrieben werden können, wobei diese Teile jeweils durch das metallische Rohr und durch wenigstens einen Zylinder, der mit elektrisch leitfähigen Teilen bzw. Bereichen versehen ist, gebildet werden, und wobei sich ferner dieser Zylinder in Tangentialberührung mit dem Rohr befindet und mit einem mit Elektrolyt gefüllten Behälter in der V/eise verbunden ist, daß durch die Drehung dieses Zylinders die Zuführung des Elektrolyten zur Berührungsfläche zwischen dem Zylinder und dem Rohr sichergestellt wird; wobei die Einrichtung außerdem eine Drehantriebsvorrichtung für wenigstens eines dieser Teile und eine elektrische Stromquelle aufweist, sowie eine Verbindungsvorrichtung, durch welche die elektrische Stromquelle einerseits mit dem metallischen Rohr und andererseits mit wenigstens einem der leitfähigen Teile des Zylinders verbunden ist.

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•J.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zylinder teilweise in den Behälter eingetaucht.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zylinder oberhalb des Niveaus des in dem Behälter befindlichen Elektrolyten angeordnet, und die Einrichtung weist wenigstens drei zylindrische Teile auf, wobei das dritte Teil von einer Elektrolytspeisetrommel gebildet wird, die teilweise in den Behälter eingetaucht ist, und v/ob ei sich der erwähnte Zylinder einerseits mit dem Rohr und andererseits mit der Trommel in Tangentialberührung befindet.

Dank der sinnvollen Anordnung der zylindrischen Teile dieser Einrichtung wird das Aufbringen eines elektrolytischen Films auf die Berührungsfläche zwischen dem Zylinder und dem Rohr durch Rotation des Zylinders oder der Trommel und des Zylinders sichergestellt. Man kann auf diese Weise die elektrolytische Behandlung des metallischen Rohrs so durchführen, daß sie ausschließlich auf den Teilen des Rohrs erfolgt, die sich in Berührung mit den leitenden Teilen des Zylinders befinden, und zwar durch elektrischen Stromdurchgang zwischen dem Rohr und den leitenden Teilen des Zylinders, die jeweils eine der Elektroden der Einrichtung bilden.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einrichtung so ausgebildet, daß damit metallische Rohre in binär codierter Form markiert werden können, und in diesem Falle weist der Zylinder einen Kern aus isolierendem Material auf, auf dem Rollen aufgereiht sind, die die leitfähigen Teile bilden und sich in Tangentialberührung mit dem Rohr oder mit dem Rohr und der Trommel befinden, sofern die Einrichtung eine Elektrolytzuführungstrommel aufweist.

Aufgrund dieser Anordnung ist es durch Drehantrieb der zylindrischen Teile der Einrichtung und durch elektrischen

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Stromdurchgang zwischen dem Rohr und vorbestimmten Rollen des Zylinders möglich, auf der Oberfläche des Rohres Ringe auszubilden, welche jeweils eine der Ziffern des Binärsystems darstellen.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung so ausgebildet, daß sie eine Markierung der metallischen Rohre in Klarschrift bzw. mit direkt lesbaren Zeichen ermöglicht, wozu die Einrichtung Bänder aus elektrisch isolierendem Material aufweist, von denen jedes vorher mit einem bestimmten Motiv bzw. Zeichen perforiert worden ist, das beispielsweise eine der Ziffern der aufzubringenden Nummer repräsentiert; und wobei ferner jedes dieser Bänder zwischen dem metallischen Rohr und jedem der leitfähigen Teilen des Zylinders in der Weise angeordnet ist, daß es die Berührungsfläche zwischen dem Rohr und jedem der leitfähigen Teile auf den Umriß bzw. die Linie des Motivs bzw. Zeichens beschränkt.

Vorteilhafterweise weist jedes Band aus isolierendem Material mehrere, aufeinanderfolgende Ziffern auf, und die Einrichtung umfaßt eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, jedes dieser Bänder zwischen dem Rohr und dem Zylinder in der Weise hindurchlaufen zu lassen, daß jede dieser Ziffern die Berührungsfläche aufeinanderfolgend beschränkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 8 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Markierungseinrichtung zur binär codierten Markierung von metallischen Rohren, die drei zylindische Teile aufweist;

Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht der Einrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht einer der Rollen 15b des Zylinders 15 der Fig. 1;

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Fig. 4, 5 und 6 Vertikalschnittansichten von Einrichtungen, die jeweils zwei bzw. vier bzw. fünf zylindrische Teile aufweisen;

Fig. 7 eine Vertikalschnittansicht einer Markierungseinrichtung zur Markierung von metallischen Rohren in Klarschrift, wobei diese Einrichtung drei zylindrische Teile aufweist; und

Fig. 8 eine Ansicht eines Bandes aus isolierendem Material, das mit aufzutragenden bzw. in das Material einzuschreibenden Ziffern perforiert ist.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Behälter 1 in Quaderform dargestellt ist, der mit einer elektrolytischen Flüssigkeit 3 gefüllt ist, in die ein zylindrisches Teil 5 teilweise eingetaucht ist, das eine Trommel zur Zuführung von Elektrolyt der Einrichtung bildet. Die Trommel 5 ist horizontal im Inneren des Behälters vorgesehen, und sie weist eine axiale Welle 5a auf, über die sie in Drehung versetzt wird.

Die Welle 5a ist mit einem Motor 9 verbunden, der außerhalb des Behälters 1 angeordnet ist, und sie kann durch den Motor 9 gedreht werden. Das zu markierende, metallische Rohr 13 ist parallel zur Achse der Zuführungstrommel 5 angeordnet, und zwar oberhalb· des Niveaus des Elektrolyten 3» der sich in dem Behälter 1 befindet; und das metallische Rohr 13 wird von Rollen 12 gehalten bzw. gestützt, die auf Trägern 11 montiert sind, welche ihrerseits von der vorderen Wand des Behälters 1 gehalten werden, wobei die Rollen 12 eine freie Drehung des Rohrs 13 um seine Achse ermöglichen.

Ein Zylinder 15, der parallel zur Achse der Trommel 5 angeordnet ist, ist auf bzw. an den seitlichen, gegenüberliegenden Wänden des Behälters 1 montiert. Dieser Zylinder 15 kann sich frei um seine Achse drehen, und er ist oberhalb des

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Niveaus des in dem Behälter 1 enthaltenen Elektrolyten.3 angeordnet, wobei er sich einerseits mit dem metallischen Rohr und andererseits mit der Elektrolytzuführungstrommel 5 in Tangentialberührung befindet. Das zu markierende,metallische Rohr 13 wird mittels der Unterlage- bzw. Andrückrollen 17, die seine Anlage an der Oberfläche des Zylinders 15 sicherstellen, in Tangentialberührung mit letzterem Zylinder gehalten; das metallische Rohr wird andererseits mittels eines einstellbaren Anschlags 19, der fest mit einer der Seitenwände des Behälters 1 verbunden ist, in Längsrichtung an Ort und Stelle gehalten.

Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der nähere Einzelheiten des Aufbaus der Zuführungstrommel 5 und des Zylinders 15 sowie der Art und Weise der Zuführung des elektrischen Stroms zu der Einrichtung dargestellt sind. Die Elektro Iy tzuführungs trommel 5 weist eine 'Welle 5a auf, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist. Auf dieser Welle 5a sind leitende Rollen 5b montiert, die in gleichen Abständen über die Länge der Welle 5a verteilt sind. Diese Rollen 5b sind teilweise in die elektrolytische Flüssigkeit eingetaucht, während sich die Welle 5a oberhalb des Niveaus dieser Flüssigkeit 3 befindet. Der Zylinder 15 selbst weist ebenfalls einen Kern aus elektrisch isolierendem Material 15a auf, auf dem Rollen 15b angebracht sind, die dazu bestimmt sind, die elektrisch leitfähigen Teile des Zylinders 15 zu bilden und die in gleichen Abständen über die Länge des Kerns 15a verteilt sind; jede der Rollen 15b befindet sich in Tangentialberührung mit dem metallischen Rohr 13, und gleichzeitig befindet sich jede dieser Rollen in Tangentialberührung mit einer der Rollen 5b der Elektrolytzuführungstrommel 5.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der kleineren Rollen 15b und der größeren Rollen 5b so, daß jede Rolle 15b einer Rolle 5b entspricht. Hinsichtlich anderer

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Ausfuhrungsformen kann man, insbesondere was die Abmessungen und die Verteilung der Rollen 5b auf der Welle 5a betrifft, sagen, daß sich jede Rolle 15b in Tangentialberuhrung mit einer Rolle 5b befindet. Man kann Rollen 15b auswählen, die unterschiedliche Dicken bzw. Größen haben, damit man das gleiche Rohr mit Ringen unterschiedlicher Breiten markieren kann.

Die Einrichtung wird mittels eines elektrischen Generators 20 mit elektrischem Wechselstrom versorgt, wobei dieser Generator einerseits mit dem metallischen Rohr 13 und andererseits in Parallelschaltung mit jeder der Rollen 15b des Zylinders 15 über Schleifkontakte 23 verbunden ist; die Stromversorgungsleitungen, die den elektrischen Generator 20 mit jeder der Rollen 15b verbinden, sind mit Unterbrechern ausgerüstet, deren Schließen von einem Steuerpult 27 aus gesteuert werden kann, und zwar mittels eines Logiksystems 29, das es ermöglicht, eine wahlweise elektrische Versorgung jeder der Rollen 15b durchzuführen.

Vorzugsweise sind, wie man aus Fig. 3 erkennt, die Röllchen 15b aus einer zusammengesetzten Struktur, und sie weisen zwei Backen 151 und 152 aus elektrisch isolierendem Material, z.B. aus Bakelit oder einem sonstigen Kunststoff, auf, zwischen die eine metallische Scheibe 153 eingefügt ist, z.B. aus nichtrostendem Stahl, und diese metallische Scheibe hat einen etwas kleineren Durchmesser als die Backen 151 und 152, und zwar derart, daß eine Ausnehmung bzw. Nut 154 sehr kleiner Tiefe, z.B. in der Größenordnung von 0,3 mm, ausgespart bleibt, die durch Kapillarwirkung ein ausreichendes Elektrolytvolumen zurückhält.

Bei diesem Aufbau der Röllchen wird die elektrische Stromversorgung jedes der Röllchen 15b durch Schleifkontakte 25 sichergestellt, die auf den Scheiben 153 schleifen.

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Gemäß einem abgewandelten Ausführungst>eispiel. können die Röllchen 15b einen mittigen Teil aus Filz oder aus Nylon oder einem anderen saugfähigen Material aufweisen, das mit dem Elektrolyten imprägniert werden kann, wobei dieser mittige Teil beiderseitig von einer metallischen Backe umgeben ist.

Wenn man die Anordnung der Röllchen 15b und der Rollen 5b, wie sie in Pig. 2 dargestellt ist, anwendet, dann kann es vorteilhaft sein, die elektrische Isolation zwischen zwei benachbarten Röllchen 15b dadurch zu verbessern, daß man den mit Elektrolyt gefüllten Behälter 1 durch Scheidewände oder in sonstiger Weise in benachbarte Abteilungen unterteilt, die voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die Anzahl dieser Abteilungen gleich der Anzahl der Rollen 5b ist. Auf diese Weise ist jede Rolle 5b teilweise in ein Elektrolytvolumen eingetaucht, das von dem Elektrolyten der benachbarten Abteilungen, in denen die benachbarten Rollen 5b eingetaucht sind, elektrisch isoliert ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende. Der Behälter 1 ist mit einem geeigneten Elektrolyten gefüllt, man bringt das zu markierende metallische Rohr 13 an Ort und Stelle auf die Rollen 11, nachdem man vorher die Position des Anschlags 19 eingestellt hat. Wenn das zu markierende, metallische Rohr aus rostfreiem Stahl besteht, wendet man vorteilhafterweise als Elektrolyten eine Mischung aus Salpeter-, Phosphor- und Fluorwasserstoffsäure an, die gepuffert ist, oder eine Verdünnung von Oxalsäure, die nahezu neutralisiert ist.

Man gibt dann auf dem Steuerpult 27 die Hummer ein, die man auf dem metallischen Rohr 13 aufbringen will. Dank eines Logiksystems 29 werden die Unterbrecher 25 automatisch in Abhängigkeit von der eingegebenen Nummer eingestellt, und zwar in der Weise, daß sie diejenigen Rollen 15b, die den

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Ziffern 1 oder den Ziffern 0 der Nummer, die in binär codierter Form aufgebracht werden soll,entsprechen,mit Strom versorgen oder nicht mit Strom versorgen, wobei jedes der Röllchen 15b eine Ziffer der aufzubringenden Nummer repräsentiert und entweder mit elektrischem Strom versorgt wird oder nicht, wenn sie die eine oder andere der Ziffern des Binärcodes repräsentiert, so daß die Gesamtheit der Röllchen die Aufeinanderfolge der Ziffern darstellen kann, die zusammen die jeweilige Nummer in binär codierter Form bilden.

Durch Anschalten des Motors 9 wird die Zuführungstrommel 5 in dem durch den Pfeil F1 in Fig. 1 angedeuteten Sinn gedreht. Aufgrund ihres Kontakts mit dem Zylinder 15 überträgt die Trommel 5 einen Drehantrieb auf den Zylinder 15, so daß er sich im entgegengesetzten Sinn dreht, wie in Fig. 1 durch den Pfeil F2 angedeutet ist, und das metallische Rohr 13 erhält ebenfalls einen Drehantrieb im Sinne des Pfeils F3.

Aufgrund der reziproken Bewegung der Zuführungstrommel 5 und des Zylinders 15 lädt sich die äußere Oberfläche der Rollen 5b, die teilweise in die Elektrolytflüssigkeit 3 eingetaucht ist, nach Maßgabe der Elektrolyflüssigkeit auf, und die Rollen 5b übertragen diese Elektrolytflüssigkeit auf die entsprechenden Röllchen 15b, mit denen sie sich in Tangentialberührung befinden, so' daß sie auf diese Weise Elektrolytflüssigkeit, die aus dem Behälter kommt, auf die Röllchen 15b aufbringen, die während ihres Umlaufs mit elektrolytischer Flüssigkeit beladen werden. Als Ergebnis dieses Vorgangs werden die Berührungsflächen zwischen dem metallischen Rohr 13 und den Röllchen 15b ebenfalls mit Elektrolytflüssigkeit versorgt, und der Übergang von elektrischem Strom zwischen dem metallischen Rohr 13 und den Röllchen 15b, die vorher mit dem Generator 20 verbunden worden sind, führt zu einer elektrolytischen Behandlung der Bereiche des metallischen Rohrs 13, das sich in Berührung mit den Röllchen 15b befindet, die mit elek-

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trischem Strom gespeist werden. Aufgrund der Eigenrotation des metallischen Rohrs 13 erfolgt diese Behandlung über den gesamten Umfang des Rohrs, und man erhält auf diese Weise geschwärzte Ringe auf der Oberfläche des Rohrs.

Diese Ringe symbolisieren eine der Ziffern des Binärsystems, nämlich die Ziffer 1 oder die Ziffer O, wobei die jeweils andere Ziffer durch den Zustand der Oberfläche des Rohrs symbolisiert wird, die keiner elektrolytischen Behandlung ausgesetzt worden ist. Nimmt man an, daß die Ringe die Ziffern 1 des Binärsystems repräsentieren, dann zeigt ihre jeweilige Stelle auf der Oberfläche des Rohrs die Position jeder der Ziffern 1 an, aus denen die aufgebrachte Nummer zusammengesetzt ist, und die Stellen der Oberfläche des Rohrs, die den Röllchen 15b entsprechen, welche nicht mit elektrischem Strom versorgt worden sind, zeigen die Positionen der Ziffern 0 dieser gleichen Nummer an.'

Vorteilhafterweise stets das erste und das letzte Röllchen der Einrichtung mit elektrischem Strom in der Weise versorgt, daß an jedem Ende ein Ring auf dem Rohr aufgebracht wird, wobei diese beiden Ringe als Festlegungs- bzw. Merkzeichen für die optische Leseeinrichtung während der Identifizierung der Nummer, die zwischen den beiden äußeren Ringen aufgebracht worden ist, dienen.

Es wurden gute Ergebnisse mit dieser Markierungsapparatur bei der Markierung von Rohren aus rostfreiem Stahl erzielt, wobei die oben erwähnten Elektrolyten verwendet wurden und eine Wechselstromquelle mit einer Spannung von 8 V und einer Stromstärke von 1,2 A angewandt wurde.

Die erzielten Ringe weisen einen besseren Kontrast als die Ringe auf, wie sie durch Sandstrahlen erhalten worden sind, und sie aufgebrachte Nummer kann leicht identifziert

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v;erden, z.B. mit Hilfe einer Le se einrichtung, wie sie in der FR-PS 2 148 859 der Anmelderin beschrieben ist.

Es sei nun auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen, in denen andere Abwandlungen der Einrichtung dargestellt sind, und zwar insbesondere hinsichtlich der Anzahl und der Anordnung der zylindrischen Teile, die durch das metallische Rohr, durch den Zylinder und/oder durch die Elektrolytzuführungstrommel gebildet werden.

In allen diesen Abwandlungen sind die verschiedenen metallischen Teile gemäß parallelen, horizontalen Achsen angeordnet, und sie können um ihre jeweilige Achse angetrieben werden.

Es sei zunächst auf die Fig. 4 Bezug genommen, wonach die Einrichtung zwei zylindrische Teile aufweist, von denen das eine das zu markierende, metallische Rohr 13 ist, während das andere der teilweise in den mit Elektrolyten gefüllten Behälter 1 eingetauchte Zylinder 15 ist, der sich in Tangentialberührung mit dem metallischen Rohr 13 befindet.

In dieser Einrichtung hat der Zylinder 15, der mit elektrisch leitenden Teilen versehen ist, die Funktion der Elektrode, jedoch stellt er ebenfalls durch Rotation die Aufbringung eines Elektrolytfilms auf der Berührungsfläche zwischen dem Zylinder 15 und dem metallischen Rohr 13 sicher.

Wenn die elektrisch leitfähigen Teile des Zylinders 15 von Röllchen gebildet werden, dann kann es ebenfalls vorteilhaft sein, den Behälter 1 durch Zwischenwände oder in anderer Weise in Abteilungen zu unterteilen, die elektrisch voneinander isoliert sind, und zwar in der Weise, daß jede Abteilung einem einzigen Röllchen entspricht, das teilweise in den Elektrolyten eingetaucht ist, den diese Abteilung ent-

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hält, wobei jedes Röllchen elektrisch besser von benachbarten Röllchen isoliert ist.

Die Einrichtung nach Fig. 5 v/eist vier zylindrische Teile auf, die im einzelnen von dem metallischen Rohr 13, zwei Zylindern 15 und 15' sowie einer Elektrolytversorgungstrommel 5 gebildet ist, die teilweise in den mit Elektrolyt gefüllten Behälter 1 eingetaucht ist. Jeder der beiden Zylinder 15 und 15' befindet sich einerseits mit dem metallischen Rohr 13 und andererseits mit der Zuführungstrommel 5 in Tangentialberührung.

Die Zylinder 15 und 15' sind jeder mit jeweiligen elektrisch leitfähigen Teilen versehen, die vorteilhafterweise wie im Falle der Fig. 1 von Röllchen gebildet v/erden, und die Röllchen der Zylinder 15 und 15' sind in der Weise jeweils über die Oberfläche der Zylinder verteilt, daß sie in Axialrichtung des metallischen Rohrs 13 gegeneinander versetzt sind, damit jedes Röllchen der Zylinder 15 und 15' einzeln einen geschwärzten Ring auf die Oberfläche des metallischen Rohrs 13 aufbringen kann.

Aufgrund dieser Anordnung jedes der Röllchen der Zylinder 15 und 15' ist es in vorteilhafter Weise möglich, sehr dicht beieinanderliegende Ringe auf dem metallischen Rohr 13 zu erzeugen.

Die Einrichtung nach Fig. 6 weist fünf zylindrische Teile auf, die im einzelnen von dem mat allischen Rohr 13, einem ersten Zylinder 15, einem zweiten Zylinder 15', einer ersten Trommel 5 und einer zweiten Trommel 5¹ gebildet werden. Die beiden Trommeln 5 und 5' sind teilweise in den mit Elektrolyten gefüllten Behälter 1 eingetaucht, und sie sind mit einer geeigneten Vorrichtung versehen, wie z.B. mit einem Riemen 6, damit ihre Drehbewegungen synchronisiert sind.

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Der Zylinder 15 ist einerseits mit dem metallischen Rohr 13 und andererseits mit der Trommel 5 in Tangentialberührung. Der Zylinder 15' ist einerseits mit dem metallischen Rohr 13 und andererseits mit der Trommel 5¹ in Tangentialberührung.

Wie im Fall der Fig. 5 ist jeder der Zylinder 15 und 15' mit elektrisch leitfähigen Teilen versehen, die vorteilhafterweise von Röllchen gebildet werden, und diese Röllchen sind jeweils über die Zylinder 15 und 15' in der Weise verteilt, daß sie in Axialrichtung des metallischen Rohrs 13 gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise kann man in gleicher "bzw. identischer Weise sehr eng aneinander anliegende bzw. benachbarte Ringe auf der Oberfläche des metallischen Rohrs 13 herstellen.

Das Funktionsprinzip aller dieser Einrichtungen ist identisch mit dem FunktiCxisprinzip, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert worden ist; es sei kurz daran erinnert, daß im Falle jeder Figur der elektrische Stromgenerator bzw. die elektrische Stromquelle mit dem metal~ lischen Rohr 13 und mit leitenden Teilen der Zylinder 15 verbunden ist. Dadurch, daß man wenigstens eines der metallischen Teile dieser Einrichtungen rotationsmäßig antreibt, wird ein Drehantrieb der anderen Teile der Einrichtung sichergestellt, und zwar in den Drehrichtungen, die in jeder der Figuren durch Pfeile angedeutet sind, wodurch, wie bereits früher dargelegt wurde, ein Elektrolytfilm auf die Berührungsflächen zwischen dem metallischen Rohr 13 und den Zylindern 15 aufgebracht wird. In gleicher Weise wird durch elektrischen Stromübergang zwischen dem in Drehung befindlichen, metallischen Rohr 13 und den leitfähigen Teilen des oder der Zylinder(s) 15 bewirkt, daß geschwärzte Ringe auf der Oberfläche des metallischen Rohrs 13 erzeugt werden.

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Es sei nun auf die Fig. 7 Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung dargestellt ist, das analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist, sich jedoch in mehr spezieller Weise dazu eignet, die metallischen Rohre mit Klarschriftmarkierungen zu versehen. Bei dieser Art der Ausführungsform weist die Einrichtung zusätzlich Bänder 30 aus elektrisch isolierendem Material auf, wobei jedes dieser Bänder zwischen einem Röllchen 15b des Zylinders 15 und dem zu markierenden metallischen Rohr 13 angeordnet ist.

Diese Bänder 30, von denen eines in Fig. 8 dargestellt ist, sind vorher mit Zifferneinheiten 31 perforiert worden, und zwar z.B. mit Hilfe eines elektromagnetisch angetriebenen Hammers bzw. Stanzwerkzeugs. Sie sind außerdem mit Löchern 31b versehen, die ihre Aufhängung bzw. Anbringung auf einer geeigneten Haltevorrichtung erleichtern. Jedes Band 30 ist in einer geschlossenen Schleife senkrecht zur Achse des metallischen Rohrs 13 angeordnet, und es wird durch zwei Antriebsrollen 32 und 34 gehalten, die sich um ihre jeweiligen Achsen 33 und 35 drehen können und die zu beiden Seiten des metallischen Rohrs 13 angeordnet sind.

Die Rolle 32 ist mit Spitzen bzw. Vorsprüngen 36 versehen, die den Löchern 31b des Bandes 30 entsprechen, so daß auf diese Weise die Mitnahme bzw. die Ankopplung des Bandes 30 an der Rolle 32 erreicht und dessen Führung während der Drehung der Rollen 32 und 34 sichergestellt wird.

Das Haltesystem für das zu markierende, metallische Rohr 13 ist infolgedessen abgewandelt worden, um es zu ermöglichen, die Bänder 30 zwischen das metallische Rohr 13 und die Röllchen 15b an Ort und Stelle zu bringen.

Zu diesem Zweck ist jede Seitenwand des Behälters 1 mit einer Vertikalbacke 38 versehen, die in gestrichelten Li-

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nien dargestellt und an dieser Seitenwand auf dem Niveau der Achse 35 &^er Rolle 34 befestigt ist, wobei jede Backe 38 frei um diese Achse 35 schwenkbar ist. Die beiden Backen 38 halten die obere Horizontalachse 33, auf der die Rollen 32 montiert sind, sowie die untere Horizontalachse 35, auf der die Rollen 34 montiert sind. Eine Halteeinrichtung 40 für das metallische Rohr 13 ist horizontal zwischen diesen beiden Achsen angeordnet, indem diese Halteeinrichtung an jedem Ende mit einer der Backen 38 verbunden ist.

In dieser Ausführungsform weist der Zylinder 15 ebenfalls einen Kern aus isolierendem Material auf, auf dem leitende Röllchen 15b angebracht sind, wobei jedes dieser leitenden Röllchen 15b gegenüber einem Band 30 aus isolierendem Material liegt und eine Breite hat, die höchstens gleich derjenigen der Bänder aus isolierendem Material ist. Auf diese Weise ist die Anzahl der Rollen 32 oder der entsprechenden Rollen 34 gleich der Anzahl von Röllchen 15b, und sie sind jeweils über die Achsen 33 und 35 in identischer Weise wie die Röllchen 15b verteilt, so daß jedes Röllchen 15b in Berührung mit einem Band 30 aus isolierendem Material ist.

Die Anzahl von Röllchen 15b ist gleich der Anzahl der Ziffern, welche die aufzubringende Nummer bilden, z.B. ist diese Anzahl gleich 5, wenn die Apparatur dazu dienen soll, 99 999 Rohre einzeln festzulegen bzw. zu markieren.

Die Art und Weise der elektrischen Versorgung der Einrichtung ist analog zu derjenigen der Einrichtung nach Fig. 2, aber es sind keine Unterbrecher 25 in den Leitungen erforderlich, die jedes der Röllchen 15b mit der elektrischen Stromversorgungsquelle 20 verbinden, weil alle Röllchen während des Markierens der Rohre mit elektrischem Strom gespeist werden.

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Die Funktionsweise der Einrichtung ist folgende. Zunächst verschwenkt man den Aufbau, der von den beiden Backen 38, dem Träger 40 für die zu markierenden Rohre und den Halteachsen der Antriebsrollen 32 und 34 für die Bänder 30 aus isolierendem Material gebildet wird, nach dem Äußeren des Behälters 1 zu in der Weise, daß der Kontakt zwischen den Bändern 30 und den Röllchen 15b des Zylinders 15 aufgehoben wird.

Man placiert dann das zu markierende, metallische Rohr 13 auf dem Träger 40 und stellt die Position jedes der Bänder 30 ein, indem man die Rollen 32 in der Weise betätigt, daß die auf das metallische Rohr 13 aufzubringenden Ziffern auf die Berührungsbereiche zwischen dem metallischen Rohr 13 und jedem der Bänder 30 zentriert werden.

Daraufhin wird der Motor 9 eingeschaltet, so daß er die Elektrolyzuführungstrommel 5 und den Zylinder 15 dreht. V/ie vorstehend schon angedeutet, wird durch diese Drehung der Trommel 5"und des Zylinders 15 die Zuführung bzw. Aufbringung von Elektrolyflüssigkeit auf die Oberfläche der Röllchen 15b sichergestellt, und diese letzteren werden entsprechend mit Elektrolytflüssigkeit imprägniert. Wenn ihre Oberfläche genügend imprägniert ist, dann schaltet man den Motor 9 aus, und man verschwenkt den Aufbau der beiden Backen 38 im der Weise, daß man das metallische Rohr 13 in Berührung mit den Röllchen 15b wieder herstellt, wobei sich die Bänder 30 aus isolierendem Material zwischen den Röllchen 15b und dem metallischen Rohr 13 befinden. In diesem Augenblick verbindet man die Röllchen 15b und das metallische Rohr 13, das die Anode bildet, mit dem Generator für den elektrischen Strom bzw. mit der elektrischen Stromquelle. Der Übergang des elektrischen Stroms zwischen dem metallischen Rohr 13 und jedem der Röllchen 15b erzeugt eine elektrolytische Behandlung des metallischen Rohrs 13 auf denjenigen Teilen dieses Rohrs, die sich in Berührung mit der von Elektrolytflüssigkeit imprägnierten Oberfläche der Röllchen 15b befinden, und zwar über

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den Verlauf der Perforation jedes der Bänder 30 aus isolierendem Material, welche die aufzubringende Ziffer repräsentiert. Am Ende des Vorgangs wird der Durchgang des elektrischen Stroms unterbrochen, und danach kann man den Aufbau der beiden Backen 38 in der Weise verschwenken, daß das metallische Rohr 13,auf dessen Oberfläche die gewünschte Nummer aufgebracht ist, herausgenommen werden kann.

Die Apparatur kann zusätzlich ein System aufweisen, das es ermöglicht, den Vorschub jedes der Bänder 30 aus isolierendem Material in der Weise automatisch einzustellen, daß sie für die Markierung des nächsten Rohres richtig angeordnet sind, so daß auf diesem letzteren die Nummer des folgenden Rohrs, die um eine Einheit erhöht ist, aufgebracht wird.

Mit dieser Apparatur zur Markierung von fünf Ziffern wurden auf Rohren aus rostfreiem Stahl gute Ergebnisse mit Hilfe der oben erwähnten Elektrolyten und unter Verwendung eines Gleichstromgenerators bzw. einer Gleichstromquelle erzielt,wobei letztere eine Spannung in der Größenordnung von 10 V hatte, und zwar bei einer Stromstärke von 0,8 A.

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum elektrolytischen Markieren eines metallischen Rohrs, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei zylindrische Teile (13,15) aufweist, die gemäß parallelen, horizontalen Achsen angeordnet sind und um ihre jeweilige Achse gedreht werden können, wobei diese Teile jeweils durch das metallische Rohr (13) und durch wenigstens einen Zylinder (15), der mit elektrisch leitfähigen Teilen versehen ist, gebildet werden, und wobei weiterhin dieser Zylinder in Tangentialberührung mit dem Rohr und in Verbindung mit einem mit Elektrolyt (3) gefüllten Behälter (1) in der Weise ist, daß durch die Drehung dieses Zylinders die Zuführung des Elektrolyten zur Berührungsfläche zwischen dem Zylinder und dem Rohr sichergestellt werden kann, und wobei außerdem die Einrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung (9) zum Rotationsantrieb wenigstens eines der Teile, einen elektrischen Stromgenerator bzw. eine elektrische Stromquelle (20) und eine Vorrichtung zum Verbinden dieses elektrischen Stromgenerators bzw. dieser elektrischen Stromquelle einerseits mit dem metallischen Rohr (13) und andererseits mit wenigstens einem der elektrisch leitfähigen Teile des Zylinders(15) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (15) teilweise in den Behälter (1) eingetaucht ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (15) oberhalb des Niveaus des in dem Behälter (1) enthaltenen Elektrolyten (3) angeordnet ist und daß die Einrichtung wenigstens drei zylindrische Teile aufweist, wobei das dritte Teil von einer Elektrolytzuführungstrommel (5) gebildet ist, die teilweise in den Behälter (1) eingetaucht ist, und wobei sich ferner der Zylinder (15) einerseits

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mit dem Rohr (13) und andererseits mit der Trommel (5) in Tangentialberührung befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie vier zylindrische Teile aufweist, die jeweils von dem metallischen Rohr (13), von der Elektrolytzuführungstrommel (5) und von zwei Zylindern (15,15')- gebildet sind, wobei jeder der Zylinder jeweils mit elektrisch leitfähigen Teilen versehen ist und sich einerseits mit dem Rohr (13) und andererseits mit der Trommel (5) in Tangentialberührung befindet, und wobei weiterhin die elektrisch leitfähigen Teile jedes der beiden Zylinder jeweils über deren Oberfläche in der Weise verteilt sind, daß sie in Bezug aufeinander in der Achsrichtung des Rohrs 13 versetzt bzw. verschoben sind.

5· Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie fünf zylindrische Teile aufweist, die jeweils von dem metallischen Rohr (13), von zwei Elektrolytzuführungstrommeln (5, 5') und von zwei Zylindern (15,15') gebildet werden, wobei jeder der letzteren mit jeweiligen elektrisch leitfähigen Teilen versehen ist und sich der erste Zylinder (15) einerseits mit dem Rohr (13) und andererseits mit der ersten Trommel (5) in Tangentialberührung befindet, während sich der zweite Zylinder (15') einerseits mit dem Rohr (13) und andererseits mit der zweiten Trommel (5') in Tangentialberührung befindet, und wobei außerdem die leitfähigen Teile jedes der beiden Zylinder jeweils auf ihrer Oberfläche in der Weise verteilt sind, daß sie in Bezug aufeinander in Richtung der Achse des Rohrs 13 versetzt bzw. verschoben sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (15) einen Kern (15a) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, auf dem Röllchen (15) angebracht sind, die dazu dienen, die leitfähigen Teilen zu bilden,und die sich in Tangentialberührung mit dem Rohr (13) befinden.

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7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (15,15') einen Kern (15a) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, auf dem Röllchen (15b) angebracht sind, die dazu dienen, die elektrisch leitfähigen Teile zu bilden, wobei sich diese Röllchen einerseits mit der Trommel (5,5') und andererseits mit dem Rohr (13) in Tangentialbenahrung befinden.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (5,5') eine Welle (5a) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, auf der Rollen (5b) angebracht sind, die über die Länge dieser Welle in der Weise verteilt sind, daß jeder elektrisch leitende Teil des Zylinders (15,15') in Tangentialberührung mit einer der Rollen (5b) ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Rollen (5b) teilweise in den mit Elektrolyten (3) gefüllten Behälter (1) eingetaucht sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bänder (30) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, von denen jedes vorher mit wenigstens einem vorbestimmten Motiv (31a) perforiert ist, wobei jedes der Bänder zwischen das metallische Rohr (13) und je einen der leitfähigen Teile des Zylinders (15) in der Weise eingefügt ist, daß es die Berührungsfläche zwischen dem Rohr (13) und dem jeweiligen leitenden Teil auf den Bereich des Motivs beschränkt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Band (30) aus isolierendem Material mehrere aufeinanderfolgende Motive (31a) aufweist, und daß die Einrichtung eine Vorrichtung zum Vorbeiziehen bzw. Durchziehen jedes dieser Bänder zwischen dem Rohr (13) und dem Zylinder (15) in

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der Weise, daß jedes dieser Motive aufeinanderfolgend die Berührungsfläche beschränken kann, aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Motiv (31a) eine Ziffer des Dezimalsystems darstellt.

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