DE2832518A1

DE2832518A1 - Verfahren zum emaillieren der innenflaechen eines metallischen hohlkoerpers sowie elektrode zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2832518A1
Application number: DE19782832518
Authority: DE
Inventors: Alain Gernez
Original assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Current assignee: Compagnie Europeenne pour lEquipement Menager SA
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1979-02-15
Also published as: FR2399492A1; FR2399492B1; GB2002034B; SU828980A3; CH632015A5; ES472264A1; JPS5448837A; US4163703A; SE7808187L; IT7826166A0; GB2002034A; IT1112292B

Description

VERFAHREN ZUM EMAILLIEREN DER INNENFLÄCHEN

EINES METALLISCHEN HOHLKÖRPERS SOWIE ELEKTRODE ZUR DURCHFÜHRUNG DIESES VERFAHRENS

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Emaillieren der Innenflächen eines metallischen Hohlkörpers mittels Elektrophorese, mit Hilfe einer in den Hohlkörper einführbaren, dehnbaren und an eine Steomquelle anschließbaren Elektrode. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Elektrode zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Elektrophorese nutzt man das Prinzip des durch elektrischen Strom bewirkten Transports von Eaailpartikeln, die sich in Wasser in Suspension befinden, zwischen einer Kathode und dem als Anode dienenden, zu emaillierenden Werkstück. Dieser Transport erfolgt vorzugsweise entlang der elektrischen Feldlinien. In Innenwinkeln des Werkstücks sind die Feldlinien jedoch nur wenig dicht, so daß es notwendig ist, die Kathode so nahe wie möglich an den Mittelpunkt des Krümmungsradius im Winkel anzuordnen.

Daher führen bekannte Verfahren zu -einer ungenügenden Beschichtung der Bereiche von Innenwinkeln, was besonders stört, da in diesen Bereichen chemische Angriffe besonders häufig auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Emaillierverfahren anzugeben, das eine hinreichende Beschichtungsstärke auch in Innenwinkeln von Hohlkörpern sicherstellt, selbst wenn die Krümmungsradien sehr klein sind.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dehnbare Elektrode rohrförmig ist, von einem flüssigen oder gasförmigen Stoff durchströmt wird, im wesentlichen entlang von Innenwinkeln des Hohlkörpers verläuft und mithilfe eines mechanischen Betätigungssystems in unmittelbare Nähe dieser Innenwinkel gebracht wird.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Elektrode zur Durchführung dieses Verfahrens wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode im Innern eines zu emaillierenden Hohlkörpers während des Betriebs.

Fig. 2 zeigt vergrößert einen Ausschnitt aus einem dehnbaren Elektrodenelement.aus Fig. 1.

Fig. 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Elektrode in Betriebsstellung bzw. während der Einführungsphase im Aufriß.

Fig. 5 zeigt schließlich eine Variante zu Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen metallischen Hohlkörper 2, dessen Innenfläche emiill&ert werden soll. Dieser Hohlkörper soll beispielsweise später als.Backofen eines Heddes oder als Trog einer Waschmaschine dienen und befindet sich in einem nicht dargestellten Elektrophoresebad. Der Hohlkörper 2 bildtet die Anode und eine Elektrodenstruktur bestehend aus mehreren Elementen, die im Inneren des Hohlkörpers angeordnet ist, bildet die Kathode, Zu diesen Elementen zählen ortsfeste Kathodenelemente 4, die der Einfachheit halber in Fig. 1 nicht gezeichnet sind, jedoch in

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Fig. 3 und 4 zu sehen sind, und die so angeordnet sind, daS die ebenen Seitenflächen des Hohlkörpers durch sie emailliert werden. Weiter gehören dazu dehnbare Elektrodenelemente 5, die entlang von Innenkanten des Hohlkörpers zwischen starren aber beweglichen Elektrodenelementen 6 ausgespannt sind, Öie starren Elektrodenelemente 6 liegen ebenfalls entlang von Innenkanten des Hohlkörpers, und zwar senkrecht zu den Kanten, denen die dehnbaren Elektrodenelemente 5 zugeordnet sind. Die starren, bewaglichen Elektrodenelemente 6 stützen sich über Iaolierstücke 8 an den Innenwänden des Hohlkörpers 2 ab.

Alle Kathodenelemente sind rohrförmig und werden von einem flüssigen oder gasförmigen Stoff durchströmt, mit dem der sich an der Kathode bildende Wasserstoff sowie in der Nähe der Kathode gebildeten chemischen Verbindungen mit großem basische« pH-Wert abgeleitet werden. Diese Verbindungen würden sonst die Emailmasse beeinträchtigen.

Zum leichteren Einführen der Elektrode in den Hohlkörper dient ein Betatigungssystem 9, das die beweglichen Elektrodenelemente 5 und 6 ein- und ausfahren kann. Das Betätigungssystem 9 ist über auf Zug und Druck belastbare Gummiarme 10 mit den starren Elektroden 6 verbunden.

Pig. 2 zeigt vergröBert den Aufbau eines dehnbaren Elektrodenelements 5 mit der Rohrstruktur 7. Innen befindet sich eine Feder 12 aus rostfreiem Stahl, die den mechanischen Halt für ein flaches Kupferband 13 mit U-förmigem Querschnitt liefert, welches den Windungen der Feder 12 folgt, die Feder umgibt und den elektrischen Strom leitete Diese Struktur wird

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von einer Stoffmembran 14 umgeben, die als Elektrodialysefilter wirkt und auf die Feder genäht oder gespannt ist. Die Membran besteht aus Acrylharzfasern und die Durchlässigkeit des Gewebes kann überall,wo die Wirkung der Kathode unerwünscht ist, durch einen Klebefilm oder ein lichtempfindliches PEodukt unterdrückt werden. Die Feder 12 hat die Aufgabe, die rohrförmige Struktur 7 richtungsstabil zu halten und die Membran zu führen, so daß diese ihre filternden Eigenschaften bewahrt.

Mithilfe des Betätigungssystems 9 kann die rohrförmige Struktur 7 verlängert oder verkürzt werden, wobei in jeder Stellung die Membran wirksam geführt wird und eine optimale Leitung des elektrischen Stroms gewährleistet sind. Außerdem ist stets ein enger Kontakt zwischen dem leitenden Band und der Filtermembran sichergestellt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel für das Betätigungssystem 9. Es enthält elastische Ballons 15, die auf einer an den ortsfesten Kathodenelement angeschraubten isolierenden Platte 17 angeordnet sind. Wenn die Ballons 15 aufgeblasen werden, ziehen sie ein Gehäuse 16, dem die Riemen 10 zugeordnet sind, auseinander. Jeweils zwei solche Riemen 10, die zwei Gehäuse·»teile 16 halten, sind miteinander und mit einem isolierenden Stützstück 19 verbunden, das auf je einem der beweglichen starren Elektrodenelemente 6 befestigt ist. Das Stützetück ist nach außen von einem isolierenden Auflagestück umgeben, das die Trennung zwischen der Kathode und der Innenwand des Hohlkörpers 2 sichert. Beim Aufblasen der Ballons heben die Auflagen 8 von der Wand des Hohlkörpers 2 ab, wie es Fig. 4 zeigt. Wird die Luft dagegen abgelassen, dann ergibt

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sich die Stellung nach Fig. 3, in der die mobilen Elektrodenelemente 6 und 5 sich den Wänden des Hohlkörpers annähern. Durch die Verwendung von aufblasbaren Ballons ergibt sich eine sanfte Steuerung das Betätigungsmechanismus, die von der Emailmasse nicht angegriffen wird. Die Bewegung der Elektroden erfolgt gleichmäßig an allen vier Innenkanten. Aufgrund des Betätigungssystems läßt sich die Elektrode durch verhältnismäßig enge Öffnungen in den Hohlkörper einführen und paßt sich ohne Justierung in gewissen Grenzen unterschiedlichen Dimensionen des Hohlkörpers an.

Fig. 5 zeigt eine Variante zu Fig. 2, mit der der Ausdehnungskoeffizient der dehnbaren Elektrode vergrößert werden kann. Anstatt eine einzige Feder zu verwenden -wie in Fig. 2, setzt man hier zwei Federn 20 und 21 mit entgegengesetzter Spiralsteigung einander stirnseitig gegenüber. Die beiden Federn sind je mit dem Metallband 22 und 23 wie in der erst^ genannten Ausführungsform umgeben. Die sich an den Stirnseiten berührenden Endwindungen werden in eincMetallröhrchen eingeführt, das dann gequetscht wird, so daß eine elektrische und mechanische Verbindung der beiden Federn gesichöEfcL ist. Schließlich wird über das Ganze eine Membran 14 übergespannt.

In dieser Ausführungsform kann der Zentralbereich der Elektrode bei Zug- oder Druckbeanspruchung um sich selbst rotieren und ermöglicht damit eine größere maximale Dehnung als mit einer einzigen Feder.

Das Emaillierverfahren besteht nun darin, daß suerstc die Kathode in den Hohlkörper eingeführt wird und dann mithilfe

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des Betätigungssystems an die Wände des Körpers angenähert wird (die Auflagen 8 liegen an den Wänden an), worauf der Strom eingeschaltet wird. Gegen Ende des Emailliervorgangs zieht kurz vor dem Abschalten des Stroms das Betatigungssystem die beweglichen Kathoden wieder von den Wänden ab. Vorzugsweise sind die einzelnen Elektrodenelemente gegeneinander elektrisch isoliert, so daß in einer ersten Phase des Emailliervorgangs alle Elektrodenelemente mit Strom versorgt werden, während in einer zweiten Ptee Strom nur noch in den den Innenkanten zugeordneten beweglichen Elektrodenelementen 5 und 6 fließt. Während dieser zweiten Phase kann das Zurückziehen der Elektroden erfolgen, so daß während des Zurückziehens die durch die Auflagen 8 vorher abgedeckten Bereich emailliert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die durchgehende Eaaillierung eines Hohlkörpers,selbst an den Stellen, an denen die Elektrode sich auf dem Werstück abstützt. Da die Konzentration der elektrischen Feldlinien nach dem Abheben der Elektrodenelemente im Bereich der vorher von den Auflagen 8 abgedeckten Wandteile aufgrund des geringen elektrischen Widerstands dieser Teile sehr hoch ist, erfolgt dort die Emaillierung sehr schnell.

Das Betätigungssystem 9 besitzt keine mechanisch anfälligen Teile wie Scharniere, die sich im Betrieb blockieren könnten.

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß es sich für eine Automatisierung gut eignet, da

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nur geringe Genauigkeitsanforderungen zwischen dem Werkstück und der Kathodenstruktur bestehen. Auch lassen sich durch die die Kathoden umgebende Membran ionisierte chemische Verbindungen per Elektrodialyse abführen. Das gleiche gilt für den an der Kathode gebildeten Wasserstoff, der Spuren im Email hinterlassen könnte.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 - Verfahren zum Emaillieren der Innenfläche eines metallischen Hohlkörpers mittels Elektrophorese, mithilfe einer in den Hohlkörper einführbaren, dehnbaren, an eine Stromquelle anschließbaren Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare Elektrode rohrförmig ist, von einem flüssigen oder gasförmigen Stoff durchströmt wird, im wesentlichen entlang von Innenwinkeln des Hohlkörpers verläuft und mithilfe eines mechanischen Betätigungssystems in unmittelbare Nähe dieser Innenwinkel gebracht wird.

2 - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da« gegen Ende des Emailliervorgangs die dehnbare Elektrode mithilfe des mechanischen Betätigungssystems aus der unmittelbaren Nähe der Innenwinkel zurückgezogen wird, ehe nach einiger Zeit der Strom in der Elektrode abgeschaltet wird.

ORIGINAL fN8PECTS> 909 8 07/080 0 OFwaiwu.

3 - Elektrode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare Elektrode (7) zwischen starren, aber beweglichen Elektrodenelementen (6) ausgespannt ist, die von dem Betätigungssystem (9,10) in Richtung auf die Innenwinkel des Hohlkörpers verschiebbar sind.

4 - Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie von innen nach außen eine Feder aus"rostfreiem Stahl, ein in U-Form die Windungen der Feder umgebendes Band aus elektrisch leitfähigem Metall und eine gewebte Membran umfaßt, die die Elektrode umgibt und die Elektrodialyse zwischen dem inneren und dem Äußeren der Elektrode ermöglicht.

5 - Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungssystem (9,10) eine aufblasbare Struktur (15) aufweist.

6 - Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbare Struktur mehrere Ballons enthält.

7 - Elektrode nach einem der Ansprüche 4 bis 6„ dadurch gekennzeichnet, daß vier dehnbare Elektrodenelemente vorgesehen sind, die an ihren Enden an vier starren aber beweglichen Elektrodenelementen (4) angehängt sind«

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8 - Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Betätigungssystem (9) über Arme (10) an die vier starren Elektrodenelemente so angeschlossen ist, daß letztere bei Betätigung eine zueinander parallele Translationsbewegung ausführen.

9 - Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Federn aus nicht rostendem Stahl entgegengesetzter Spiralsteigung (20,21) je mit einem Band (22,23) aus elektrisch leitendem Metall umgeben, stirnseitig anexnandergelegt und mittels eines gequetschten Metallröhrchens (24) miteinander verbunden sind, und daß die beiden Federn von einer gemeinsamen Stoffmembran (14) umgeben sind.

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