WO2014060333A1 - Eloxiervorrichtung und eloxierverfahren für rohrkörper - Google Patents

Eloxiervorrichtung und eloxierverfahren für rohrkörper Download PDF

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WO2014060333A1
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anodizing
inner electrode
operating state
cover unit
tubular body
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PCT/EP2013/071386
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Peter Hans Brede
Frank Fischer
Ralf Horst Noatzke
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Noatzke Verwaltungs GmbH
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    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12—Shape or form

Definitions

  • the present invention relates to an anodizing device for anodizing at least one inner surface element of a metallic one
  • the anodic oxidation of aluminum is usually carried out to produce decorative surfaces, increase corrosion resistance or wear resistance, or create an adherent interface for subsequent coatings.
  • Electrooxidation can be generated.
  • the best known example of this is the formation of so-called anodized aluminum coatings.
  • the protective layer is not deposited on the workpiece, but by converting the uppermost metal layer, an oxide or an oxide hydrate formed. In order to ensure high corrosion protection by these layers, but are usually additional process steps to the actual anodization perform. Because of the process-related anodizing always pore-rich
  • Oxide layers are formed, these are in most cases by means of
  • the film formation processes are influenced by the choice of the
  • Electrolytes its concentration and temperature, current type (DC, AC), current density, voltage and duration of treatment. Strong influence also exercise temperature changes. The duration of the treatment is directly related to the layer thickness to be achieved. In the electrolyte sometimes additives are mixed, which act on the composition of the oxide layers. The basic material of the layer, however, always remains
  • Alumina By additions to the electrolyte, the properties of the layer can be changed.
  • Anodization can be carried out in solutions of various compositions, with the aid of direct or alternating current.
  • the most common are the DC sulfuric acid (GS) and DC sulfuric acid-oxalic acid (GSX) processes.
  • GS DC sulfuric acid
  • GSX DC sulfuric acid-oxalic acid
  • Typical bath temperatures are between 18 ° C and 30 ° C. It is known, especially wear-resistant
  • Aluminum surfaces can also be anodized in cooled acid baths at bath temperatures of -10 ° C to + 10 ° C.
  • the anodization is an exothermic reaction; i.e. it releases heat. It is important that the resulting heat from the to
  • Anodizing metal such as aluminum
  • the layer hardness of the anodized metal often aluminum, depending on the bath temperature, wherein the layer hardness increases with decreasing bath temperature. At temperatures in the range of less than 10 ° C are significantly increased
  • the present invention is an anodizing device for
  • the anodizing device comprises: an anodizing container for receiving an electrolyte, which in at least one operating state is in contact with the at least one surface element of the tubular body, and
  • Extending direction is substantially vertical, radial direction at least partially surrounded by the tubular body and is provided for connection to an electrical power source.
  • an "inner surface” of a metallic tubular body should be understood in this context, in particular a surface whose extended surface normal meets the metallic tubular body.
  • tubular body is to be understood as meaning, in particular, an elongate hollow body having a continuous wall which bounds at least one opening of the tubular body.
  • a "direction of extension" of a metallic tubular body is to be understood as meaning, in particular, a virtual line of points in the hollow space of the tubular body, with each point of the line leading to the continuous wall of the tubular body in at least one direction pair
  • directions of extension may also be formed by curved lines first point of the virtual line in the cavity and one along the virtual line furthest from that first point distant point in the cavity forms an extension length of the metallic tubular body.
  • the anodizing device has a covering unit provided for regulating a spatial distribution of an anodizing current, which in the operating state is at least partially continuous in the direction of extent and at least in the radial direction at least between the two
  • Inner electrode and the at least one inner surface element is arranged.
  • the covering unit should not comprise any lacquer layer comprising pores arranged on the inner electrode.
  • a lacquer layer is to be understood as meaning, in particular, a layer which contains an electrically insulating coating material, is arranged in liquid or powdery form on the inner electrode and obtains its final shape through a drying process.
  • a “cover unit” is to be understood as meaning, in particular, a component which provides access to the electrolyte
  • Inner electrode at least partially prevented by covering.
  • a particularly uniform anodization layer can thereby be achieved on the at least one inner surface of the metallic tubular body.
  • the cover unit has a dimension of at least 0.2 millimeters in the radial direction.
  • the dimension in the radial direction may advantageously be at least 0.25 millimeters and, particularly advantageously, at least 0.3 millimeters.
  • the cover unit consists at least partially of a dielectric. Under a "dielectric" in this specification
  • the spatial distribution of the anodizing current can be regulated in such a way that a uniform flow is achieved Anodization of the at least one inner surface element of the
  • the dielectric be at least partially porous.
  • a "porous dielectric” is to be understood as meaning in particular a dielectric which has interconnected cavities.
  • the cover unit is designed as a net-shaped
  • Tissue or knitted fabric Tissue or knitted fabric. Under a "tissue" is intended in
  • Thread systems includes. Under a "knitted fabric" should in this
  • Threads is made by stitching.
  • the spatial distribution of the anodizing stream can be defined particularly precisely by a suitable configuration of the parameters, which include thread strength, mesh size and other variables.
  • a gap size the two by the operating state of
  • Inner electrode juxtaposed threads of a fabric or formed by adjacently arranged, a stitch-forming threads of a knitted fabric or through openings of the mesh tube, at least five microns and not more than ten millimeters, advantageously at least ten microns and
  • cover unit and the inner electrode are materially interconnected.
  • cohesive should be understood in this context, in particular a compound by welding, soldering, gluing, vulcanization, molding or by a
  • a spatial distribution of the anodizing current can be set up permanently and regulated in a fixed manner over time if the covering unit and the inner electrode are connected to one another by a frictional connection, in particular a frictional connection resulting from elastic material properties.
  • the frictional connection for example by
  • the cover unit is arranged in the operating state substantially concentric with the inner electrode.
  • Anodizing be permanently established.
  • the cover unit has a plurality of Mandarin that allow passage of ions.
  • a "passage opening” is to be understood as meaning, in particular, an opening in the cover unit, which has a
  • the congestive body can also be partially or completely filled with a proton conductive material.
  • a desired spatial distribution of the anodizing current for producing a uniform anodization layer on the inner surface element of the metallic tubular body can be achieved.
  • Extension length is less than in a central region of the
  • Extension length occurring due to a finite electrical conductivity voltage loss, which could lead to an unfavorable, non-uniform anodizing current distribution, at least partially compensated.
  • an edge region in this context, in particular a region of a calculated from an opening of the tubular body to first
  • a “middle region” is to be understood as meaning, in particular, a region of a second third of the extension length calculated from the opening of the tubular body.
  • a mean opening width of the passage openings of the cover unit arranged in the operating state is lower in edge regions of the extension length than in a middle region of the extension length.
  • the cover unit consists essentially of a plastic or a combination of plastics selected from the group consisting of polyamides, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, and the group of plastics Polyurethanes and polyvinylidene fluoride is formed.
  • essentially is to be understood in this context in particular as at least 60%, preferably more than 70% and, more preferably, more than 80%.
  • the cover unit also completely, ie 100%, from one of these plastics or a combination of these Be formed plastics. This allows a cost-effective cover unit with high durability and resistance in an environment with
  • the inner electrode be provided electrochemical processes. Furthermore, it is proposed that the inner electrode be metallic
  • Round rod is designed as a metallic wire or a metallic band. Under a "metallic rod” in this context
  • a metallic object can be understood whose dimension in a first direction is at least five times as large as a dimension in a second direction perpendicular to the first direction, wherein the
  • Dimension in the second direction is greater than or equal to two millimeters, and having a cross-section in the form of an oval in a sectional plane perpendicular to the first direction, wherein circles and ellipses are to be regarded as special cases of an oval.
  • a "metallic wire” is to be understood as meaning, in particular, a metallic round rod whose dimension in a first direction is at least five times greater than in a second direction perpendicular to the first, with one dimension in the second direction being less than two Millimeters.
  • a "metallic band” is to be understood in this context in particular as a metallic object having a substantially trapezoidal cross-section which is constant in a direction perpendicular to the cross-sectional plane at least in continuous sections, a rectangle being considered a special case of a trapezoid. Under "im
  • Substantially trapezoidal is to be understood in this context that a deviation of the cross-sectional area of the band from the cross-sectional area of a trapezoid inscribed in the cross-sectional area of the band is less than 20%, more preferably less than 10% of the cross-sectional area of the band in the cross-sectional plane.
  • a "band" should also have a plurality of metallic ones
  • Individual wires which may form a braid or are fixed in their relative arrangement by a dielectric coating, which may also be formed as a cover unit include.
  • Tube body can be achieved.
  • the inner electrode is substantially made of a metal selected from a group consisting of steel, titanium or a titanium alloy, and aluminum or an aluminum alloy
  • Internal electrodes are provided with high durability and resistance in an environment with electrochemical processes.
  • the inner electrode has cross sections in planes which are arranged perpendicular to the extension direction and which, in the operating state, have a smaller extent in edge regions of the extension length
  • Inner electrode is substantially constant despite line losses occurring, whereby a uniform anodizing can be made possible.
  • Another object of the present invention is an anodizing process for anodizing at least one inner surface element of a metallic tubular body using an anodizing in the previously described manner or anodized, with which a particularly uniform anodization along the extension length of the metallic tubular body can be produced.
  • the metallic tubular body consists essentially of aluminum, whereby a tubular body can be produced with a particularly durable and resistant anodization.
  • Fig. 1 is a schematic overall view of an inventive
  • FIG. 2 shows a detailed view of the anodizing device according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a detailed view of a further embodiment of an anodizing device
  • FIG. 5 shows a detailed view of a further embodiment of an anodizing device
  • FIG. 6 shows a detailed view of a further embodiment of an anodising device
  • FIG. 4 shows a detailed view of a further embodiment of an anodizing device
  • FIG. 7 shows a detailed view of a further embodiment of an anodizing device.
  • Fig. 1 shows a schematic overall view of an inventive
  • the anodizing device is provided for anodizing at least one inner surface element 122 of a metallic tubular body 1 18 with an extension direction 124 and comprises an anodizing container 110 for receiving an electrolyte 16.
  • the electrolyte 1 16 comprises a 5% aqueous sulfuric acid solution, wherein the sulfuric acid in a known manner to increase the electrical
  • the electrolyte 1 16 is filled so high in an operating state in the anodizing container 1 10 that the tubular body 1 18 is completely surrounded by the electrolyte 1 16.
  • the anodizing device further has an inner electrode 26, which in the
  • the current source 1 12 is designed as a DC voltage source.
  • Inner electrode 26 is galvanically connected to the negative pole U. of the current source 1 12 and thus connected as a cathode. Electrically parallel to
  • Internal electrode 26 are connected to both sides of the tubular body 1 18 to lower the current density plate-shaped graphite electrode 1 14 arranged. At the cathode, hydrogen gas separates during operation of the anodizing device.
  • the metallic tubular body 1 18 consists of an alloy of aluminum, magnesium and silicon, wherein the proportion of aluminum is more than 99%, so that the tubular body 1 18 consists essentially of aluminum.
  • the tubular body 1 18 is formed as a straight, hollow circular cylinder whose an inner cavity 120 facing surface of the cylinder jacket surface forms an inner surface element 122 of the tubular body 1 18 (FIG. 2).
  • the electrolyte 1 16 is connected to the at least one surface element 122 of the
  • Tube body 1 18 thus in direct contact.
  • the metallic tubular body 1 18 is connected to the positive pole U +
  • DC voltage source galvanically connected and connected as an anode. Oxidation of the aluminum takes place at the anode during operation of the anodizing device.
  • the anodizing device has a covering unit 38 provided for regulating a spatial distribution of an anodizing current, which in the operating state in the direction of extent 124 is in a full Extension length is arranged continuously and in the radial direction between the inner electrode 26 and the at least one inner surface element 122.
  • Inner electrode 26 is shown in FIG. 2 in a sectional detail view of the anodizing device according to FIG. 1.
  • the along a central axis 134 of the hollow cylindrical tubular body 1 18 and on both sides projecting beyond this inner electrode 26 is formed as a cylindrical rod made of a titanium alloy, which is durable with respect to the described electrochemical load.
  • the cover unit 38 consists entirely of a porous dielectric, which is formed by a polyurethane (PU) foam and is adhesively bonded to the inner electrode 26 by an adhesive process during the curing of the PU foam.
  • the cover unit 38 is arranged coaxially to the inner electrode 26 in the operating state illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the interconnected open pores of the PU foam constitute a plurality of through openings 48 which allow passage of ions.
  • an average surface density of the through openings 48 of the cover unit 38 arranged in the operating state varies in the extension direction 124, namely, the mean surface density of the through openings 48 increases from a highest value in a central region 152 of the extension length of the cover unit 38 on both sides in the direction of edge regions 154 of the extension length of the cover 38 from.
  • the passage openings 48 allow access of the electrolyte 1 16 to the inner electrode 26, while the cover unit 38 prevents the access of the electrolyte 1 16 to the inner electrode 26 at locations without through opening 48.
  • the electrical resistance of the inner electrode 26 leads during the anodization to a voltage drop along the extension length, so that an electric field strength in the central region 152 of the extension length decreases, which would result in uniform surface density of the through holes 48, that there move the ions slower and a local - I -
  • Anodizing current density decreases. Due to the increase in the mean surface density of the through openings 48, this effect is compensated so that over the extension length a substantially uniform anodizing current density can be achieved.
  • the illustrated in Fig. 3 inner electrode 28 is formed as a rod and has a on the
  • FIG. 4 shows a further alternative embodiment of a cover unit 42.
  • the cover unit 42 is designed as a helix winding 56 around an inner electrode 28 according to FIG. 3.
  • the helix winding 56 is partially made of a dielectric and is of a PVC-covered metal wire 58 with a circular
  • Cross section formed in the operating state in engagement with a surface 336 of the inner electrode 28 is wound such that a distance between two successive in the direction of extension 324 turns in the central region 352 of the extension length is greater than in one of the edge regions 354 of the extension length. In the middle region 352 of the extension length, a larger anodizing current is thereby enabled than in the edge regions 354 of FIG.
  • a cover unit 44 is attached to the surface 436 of an alternatively designed inner electrode 30, which consists of polyamide and is formed as a knitted stocking.
  • the cover unit 44 is pulled in an operating state over the inner electrode 30, which is formed by a flat band of titanium with a rectangular cross-section and rounded edges.
  • the cover unit 44 is dimensioned relative to the inner electrode 30 such that it is held on the inner electrode 30 by the elastic material properties of the polyamide by adhesion.
  • a primer may be applied to the inner electrode 30 before coating.
  • Net hose made of polypropylene and connected to an inner electrode 26 according to FIG. 2 by adhesive bonding is shown in FIG. 6.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of an inner electrode 32.
  • the inner electrode 32 has in the direction perpendicular to the extension direction 624th
  • Edge regions 654 of the extension length have a smaller cross-sectional area than in the central region 652 of the extension length.
  • the cover unit 40 corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 3.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Eloxiervorrichtung zum Eloxieren zumindest eines innenliegenden Flächenelements (22) eines metallischen Rohrkörpers (18) mit einer Erstreckungsrichtung (24), umfassend: - einen Eloxierbehälter (10) zur Aufnahme eines Elektrolyten (16), der in zumindest einem Betriebszustand mit dem zumindest einen Flächenelement (22) des Rohrkörpers (18) in Kontakt steht, und - eine Innenelektrode (26; 28; 30; 32), die im Betriebszustand in einer zur Erstreckungsrichtung (24) im Wesentlichen senkrechten, radialen Richtung zumindest teilweise von dem Rohrkörper (18) umgeben und zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle (12) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Eloxiervorrichtung eine zur Regulierung einer räumlichen Verteilung eines Eloxierstroms vorgesehene Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) aufweist, die im Betriebszustand in der Erstreckungsrichtung (24) zumindest abschnittsweise durchgehend und in der radialen Richtung zwischen der Innenelektrode (26; 28; 30; 32) und dem zumindest einen innenliegenden Flächenelement (22) angeordnet ist.

Description

Beschreibung Titel
ELOXIERVORRICHTUNG UND ELOXIERVERFAHREN FÜR ROHRKÖRPER
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eloxiervorrichtung zum Eloxieren zumindest eines innenliegenden Flächenelements eines metallischen
Rohrkörpers mit einer Erstreckungsrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 .
Stand der Technik
Die Korrosionsbeständigkeit vieler, gemäß der elektrochemischen
Spannungsreihe als "unedel" einzustufender Metalle, beruht auf der
Schutzwirkung einer natürlich gebildeten Oxidschicht. Am bekanntesten ist die anodische Oxidation von Aluminium. Die anodische Oxidation von Aluminium wird üblicherweise zur Erzeugung dekorativer Oberflächen, zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit oder der Verschleißfestigkeit, oder zur Erzeugung einer anhaftenden Grenzfläche für nachfolgende Beschichtungen durchgeführt.
Bekanntermaßen weist Aluminium aufgrund einer sich sehr schnell an der Luft bildenden, dünnen Oxidschicht ein stumpfes, silbergraues Aussehen auf. Diese passivierende Oxidschicht macht reines Aluminium bei pH-Werten in einem Bereich von etwa 4 bis 9 sehr korrosionsbeständig. Üblicherweise erreicht diese Oxidschicht eine Dicke von etwa 50 nm. Wesentlich dickere, meist auch verschleißfestere Oxidschichten können nasschemisch durch anodische
Elektrooxidation erzeugt werden. Das bekannteste Beispiel dafür ist die Bildung sogenannter Eloxal-Schichten auf Aluminiumwerkstoffen. Beim Eloxal-Verfahren wird, im Gegensatz zu den galvanischen Überzugsverfahren, die Schutzschicht nicht auf dem Werkstück niedergeschlagen, sondern durch Umwandlung der obersten Metallschicht ein Oxid bzw. ein Oxidhydrat gebildet. Um einen hohen Korrosionsschutz durch diese Schichten zu gewährleisten, sind in der Regel aber zusätzliche Verfahrensschritte zu dem eigentlichen Eloxierverfahren durchzuführen. Da beim Eloxieren verfahrensbedingt immer porenreiche
Oxidschichten entstehen, werden diese in den meisten Fällen mittels
unterschiedlicher Verdichtungsverfahren nachbehandelt. Hierdurch wird dann die poröse Struktur der frisch anodisierten Schicht geschlossen, um so eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit zu erzielen. In den meisten Fällen wird eine zusätzliche Verdichtungsbehandlung mittels unterschiedlicher Versiegelungsoder Imprägnier-Verfahren durchgeführt, welche die poröse Struktur der frisch anodisierten Schicht versiegeln, um so eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, Pigmentierung und/oder Schmierfähigkeit, zwecks Verbesserung der
Verschleißfestigkeit, zur Verfügung zu stellen.
Die Schichtbildungsvorgänge werden beeinflusst durch die Wahl des
Elektrolyten, seine Konzentration und Temperatur, Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom), Stromdichte, Spannung und Dauer der Behandlung. Starken Einfluss üben auch Temperaturveränderungen aus. Die Dauer der Behandlung hängt direkt mit der zu erzielenden Schichtdicke zusammen. In den Elektrolyten werden manchmal Zusätze gemischt, welche auf die Zusammensetzung der Oxidschichten einwirken. Der Grundstoff der Schicht bleibt jedoch immer
Aluminiumoxid. Durch Zusätze zum Elektrolyten können die Eigenschaften der Schicht verändert werden.
Anodisiert werden kann in Lösungen unterschiedlichster Zusammensetzung, unter Zuhilfenahme von Gleich- bzw. Wechselstrom. Am gebräuchlichsten sind das Gleichstrom-Schwefelsäure-Verfahren (GS) und das Gleichstrom- Schwefelsäure-Oxalsäure-Verfahren (GSX). Typische Badtemperaturen liegen zwischen 18°C und 30°C. Es ist bekannt, besonders verschleißfeste
Aluminiumoberflächen auch in gekühlten Säurebädern bei Badtemperaturen von -10°C bis +10°C zu anodisieren.
Bei der Anodisierung handelt es sich um eine exotherme Reaktion; d.h. es wird Wärme frei. Wichtig ist, dass die entstehende Wärme von dem zu
anodisierenden Metall, beispielsweise Aluminium, ausreichend schnell abgeführt wird, damit das metallische Werkstück sich nicht erwärmt. Beispielsweise ist die Schichthärte des anodisierten Metalls, häufig Aluminium, von der Badtemperatur abhängig, wobei die Schichthärte mit sinkender Badtemperatur steigt. Bei Temperaturen im Bereich von weniger als 10°C sind deutlich gesteigerte
Schichthärten festzustellen. Es ist daher insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Eloxiervorrichtung bereitzustellen, die bei einer geeigneten Auslegung ein gleichmäßiges Eloxieren von metallischen Rohrkörpern erlaubt.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Eloxiervorrichtung zum
Eloxieren zumindest eines innenliegenden Flächenelements eines metallischen Rohrkörpers mit einer Erstreckungsrichtung. Die Eloxiervorrichtung umfasst: einen Eloxierbehälter zur Aufnahme einer Elektrolyten, der in zumindest einem Betriebszustand mit dem zumindest einen Flächenelement des Rohrkörpers in Kontakt steht, und
eine Innenelektrode, die im Betriebszustand in einer zur
Erstreckungsrichtung im Wesentlichen senkrechten, radialen Richtung zumindest teilweise von dem Rohrkörper umgeben und zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle vorgesehen ist.
Unter einer„innenliegenden Fläche" eines metallischen Rohrkörpers soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche verstanden werden, deren verlängerte Flächennormale den metallischen Rohrkörper trifft.
Unter einem "Rohrkörper" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein länglicher Hohlkörper mit einer durchgängigen Wandung verstanden werden, die zumindest eine Öffnung des Rohrkörpers berandet.
Unter einer„Erstreckungsrichtung" eines metallischen Rohrkörpers soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine virtuelle Linie aus Punkten im Hohlraum des Rohrkörpers verstanden werden, wobei jeder Punkt der Linie zur durchgängigen Wandung des Rohrkörpers in zumindest einem Richtungspaar mit
entgegengesetzten radialen Richtungen einen gleichen nächsten Abstand aufweist, und wobei unter einer„radialen Richtung" in diesem Zusammenhang insbesondere eine zur Erstreckungsrichtung senkrecht angeordnete Richtung verstanden werden soll. Insbesondere können Erstreckungsrichtungen auch von gebogenen Linien gebildet sein. Ein entlang der virtuellen Linie gemessener Abstand zwischen einem ersten Punkt der virtuellen Linie im Hohlraum und einem entlang der virtuellen Linie am weitesten von diesem ersten Punkt entfernten Punkt im Hohlraum bildet eine Erstreckungslänge des metallischen Rohrkörpers.
Es wird vorgeschlagen, dass die Eloxiervorrichtung eine zur Regulierung einer räumlichen Verteilung eines Eloxierstroms vorgesehene Abdeckeinheit aufweist, die im Betriebszustand in der Erstreckungsrichtung zumindest abschnittsweise durchgehend und in der radialen Richtung zumindest zwischen der
Innenelektrode und dem zumindest einen innenliegenden Flächenelement angeordnet ist.
Dabei soll die Abdeckeinheit keine auf der Innenelektrode angeordnete, Poren umfassende Lackschicht beinhalten. Unter einer„Lackschicht" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schicht verstanden werden, die ein elektrisch isolierendes Beschichtungsmaterial beinhaltet, in flüssiger oder pulverförmiger Form auf der Innenelektrode angeordnet wird und ihre endgültige Form durch einen Trocknungsprozess erhält.
Unter einer "Abdeckeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das einen Zugang des Elektrolyten zur
Innenelektrode durch ein Abdecken zumindest teilweise verhindert.
Bei einer geeigneten Auslegung kann dadurch eine besonders gleichmäßige Eloxierschicht an der zumindest einen innenliegenden Fläche des metallischen Rohrkörpers erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Abdeckeinheit in der radialen Richtung eine Abmessung von wenigstens 0,2 Millimeter auf. Insbesondere kann die Abmessung in der radialen Richtung vorteilhaft wenigstens 0,25 Millimeter und, besonders vorteilhaft, wenigstens 0,3 Millimeter betragen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Abdeckeinheit zumindest teilweise aus einem Dielektrikum besteht. Unter einem "Dielektrikum" soll in diesem
Zusammenhang insbesondere ein elektrisch nicht-leitendes Material,
insbesondere mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10"6 S/m, verstanden werden. Bei einer geeigneten Ausgestaltung kann die räumliche Verteilung des Eloxierstroms derart reguliert werden, dass eine gleichmäßige Eloxierschicht des zumindest eines innenliegenden Flächenelements des
metallischen Rohrkörpers erzielt wird.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Dielektrikum zumindest teilweise porös ist. Unter einem "porösen Dielektrikum" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Dielektrikum verstanden werden, das untereinander verbundene Hohlräume aufweist. Mittels einer derartigen Abdeckeinheit kann die räumliche Verteilung des Eloxierstroms in effektiver Weise und kostensparend zur Erzielung einer Eloxierschicht mit gleichmäßiger Dicke reguliert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abdeckeinheit als netzförmiges
Gewebe oder als Maschenware ausgebildet. Unter einem "Gewebe" soll in
diesem Zusammenhang insbesondere ein Flächengewebe verstanden werden, das zumindest zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnete
Fadensysteme umfasst. Unter einer "Maschenware" soll in diesem
Zusammenhang insbesondere eine Wirkware oder Strickware verstanden
werden, bei denen ein Flächengebilde aus einem Faden oder aus mehreren
Fäden durch Maschenbildung gefertigt ist.
Durch eine Ausbildung als netzförmiges Gewebe oder als Maschenware kann die räumliche Verteilung des Eloxierstroms durch eine geeignete Ausgestaltung der Parameter, die Fadenstärke, Maschengröße und andere Variablen beinhalten, besonders genau definiert werden.
Bevorzugt beträgt eine Lückengröße, die durch zwei im Betriebszustand der
Innenelektrode nebeneinander angeordnete Fäden eines Gewebes oder durch benachbart angeordnete, eine Masche bildende Fäden einer Maschenware oder durch Öffnungen des Netzschlauchs gebildet ist, mindestens fünf Mikrometer und höchstens zehn Millimeter, vorteilhaft mindestens zehn Mikrometer und
höchstens zehn Millimeter, und, besonders vorteilhaft, mindestens
50 Mikrometer und höchstens zehn Millimeter. Wenn die Abdeckeinheit als
extrudierter Netzschlauch ausgebildet ist, kann die räumliche Verteilung des
Eloxierstroms sehr präzise definiert und in kostensparender Weise ausgeführt werden. Mit besonderem Vorteil sind die Abdeckeinheit und die Innenelektrode stoffschlüssig miteinander verbunden. Unter "stoffschlüssig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die durch Schweißen, Löten, Kleben, Vulkanisieren, Anspritzen oder durch ein
gleichwertiges, dem Fachmann geläufiges Verfahren hergestellt ist. Dadurch kann eine Eloxiervorrichtung bereitgestellt werden, bei der die räumliche
Verteilung des Eloxierstroms dauerhaft eingerichtet und zeitlich unveränderlich reguliert ist. Alternativ kann eine räumliche Verteilung des Eloxierstroms dauerhaft eingerichtet und zeitlich unveränderlich reguliert sein, wenn die Abdeckeinheit und die Innenelektrode durch einen Kraftschluss, insbesondere einen aus elastischen Materialeigenschaften resultierenden Kraftschluss, miteinander verbunden sind. Vorteilhaft kann der Kraftschluss beispielsweise durch
Aufschrumpfen der Abdeckeinheit auf die Innenelektrode hergestellt sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Abdeckeinheit im Betriebszustand im Wesentlichen konzentrisch zur Innenelektrode angeordnet ist. Dadurch kann bei geeigneter Ausgestaltung eine räumlich symmetrische Verteilung des
Eloxierstroms dauerhaft eingerichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abdeckeinheit eine Mehrzahl von Durchgangsoffnungen auf, die einen Durchgang von Ionen ermöglichen. Unter einer "Durchgangsöffnung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Öffnung in der Abdeckeinheit verstanden werden, die einen
Zugang des Elektrolyten zur Innenelektrode ermöglicht. Durchgangsoffnungen können geradlinig oder verzweigt ausgestaltet sein; insbesondere sollen
Porenöffnungen zu den Durchgangsoffnungen zählen. Die Durchgangsoffnungen können auch teilweise oder vollständig mit einem protonenleitfähigen Material gefüllt sein. Durch eine geeignete Ausgestaltung der Durchgangsoffnungen kann eine gewünschte räumliche Verteilung des Eloxierstroms zur Herstellung einer gleichmäßigen Eloxierschicht an dem innenliegenden Flächenelement des metallischen Rohrkörpers erzielt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass eine mittlere Flächendichte der
Durchgangsoffnungen der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit in der Erstreckungsrichtung variiert. Unter einer "mittleren Flächendichte" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine über eine zusammenhängende Fläche von mindestens 5 mm2 gemittelte Anzahl von Durchgangsöffnungen verstanden werden. Durch Variation der Flächendichte der Durchgangsöffnungen in der Erstreckungsrichtung kann bei geeigneter Auslegung eine gleichmäßige Verteilung des Eloxierstroms zur Herstellung einer gleichmäßigen Eloxierschicht erreicht werden.
Wenn die mittlere Flächendichte der Durchgangsöffnungen der im
Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit in Randbereichen der
Erstreckungslänge geringer ist als in einem mittleren Bereich der
Erstreckungslänge, kann ein aufgrund einer endlichen elektrischen Leitfähigkeit auftretender Spannungsverlust, der zu einer ungünstigen, ungleichmäßigen Eloxierstromverteilung führen könnte, zumindest teilweise kompensiert werden. Dabei soll unter einem "Randbereich" in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich eines von einer Öffnung des Rohrkörpers an gerechneten ersten
Drittels der Erstreckungslänge verstanden werden. Unter einem "mittleren Bereich" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich eines von der Öffnung des Rohrkörpers an gerechneten zweiten Drittels der Erstreckungslänge verstanden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine mittlere Öffnungsweite der Durchgangsöffnungen der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit in Randbereichen der Erstreckungslänge geringer ist als in einem mittleren Bereich der Erstreckungslänge. Mit einer solchen Anordnung können ebenfalls aufgrund einer endlichen elektrischen Leitfähigkeit auftretende Spannungsverluste mit der
Folge einer ungünstigen, ungleichmäßigen Eloxierstromverteilung zumindest teilweise kompensiert werden.
Mit Vorteil besteht die Abdeckeinheit im Wesentlichen aus einem Kunststoff oder aus einer Kombination von Kunststoffen, der oder die aus einer Gruppe ausgewählt ist oder sind, die von den Kunststoffen der Gruppe der Polyamide, von Polyethylen, von Polypropylen, von Polyvinylchlorid, von der Gruppe der Polyurethane und von Polyvinylidenfluorid gebildet ist. Unter "im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere als zu mindestens zu 60%, bevorzugt zu mehr als 70% und, besonders bevorzugt, zu mehr als 80% verstanden werden. Insbesondere kann die Abdeckeinheit auch vollständig, d.h. zu 100%, aus einem dieser Kunststoffe oder aus einer Kombination dieser Kunststoffe gebildet sein. Dadurch kann eine kostengünstige Abdeckeinheit mit hoher Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit in einem Umfeld mit
elektrochemischen Prozessen bereitgestellt werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Innenelektrode als metallischer
Rundstab, als metallischer Draht oder als metallisches Band ausgebildet ist. Unter einem "metallischen Rundstab" soll in diesem Zusammenhang
insbesondere ein metallisches Objekt verstanden werden, dessen Abmessung in einer ersten Richtung mindestens fünf Mal so groß ist wie eine Abmessung in einer zweiten, zur ersten senkrecht angeordneten Richtung, wobei die
Abmessung in der zweiten Richtung größer oder gleich zwei Millimeter ist, und das in einer Schnittebene senkrecht zur ersten Richtung einen Querschnitt in Form eines Ovals aufweist, wobei Kreise und Ellipsen als Spezialfälle eines Ovals zu betrachten sind.
Unter einem "metallischen Draht" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein metallischer Rundstab verstanden werden, dessen Abmessung in einer ersten Richtung mindestens fünf Mal so groß ist wie in einer zweiten, zur ersten senkrecht angeordneten Richtung, wobei eine Abmessung in der zweiten Richtung weniger als zwei Millimeter beträgt.
Unter einem "metallischen Band" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein metallisches Objekt verstanden werden, das einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der in einer Richtung senkrecht zur Querschnittsebene zumindest in zusammenhängenden Abschnitten konstant ist, wobei ein Rechteck als Spezialfall eines Trapezes zu betrachten ist. Unter "im
Wesentlichen trapezförmig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung der Querschnittsfläche des Bandes von der Querschnittsfläche eines in die Querschnittsfläche des Bandes einbeschriebenen Trapezes geringer ist als 20%, besonders bevorzugt geringer als 10% der Querschnittsfläche des Bandes in der Querschnittsebene.
Insbesondere soll ein„Band" auch eine Mehrzahl von metallischen
Einzeldrähten, die ein Geflecht bilden können oder durch einen dielektrischen Überzug, der auch als Abdeckeinheit ausgebildet sein kann, in ihrer relativen Anordnung fixiert sind, umfassen.
Durch eine geeignete Ausgestaltung der Innenelektrode kann eine gewünschte räumliche Verteilung des Eloxierstroms zur Herstellung einer gleichmäßigen Eloxierschicht an dem innenliegenden Flächenelement des metallischen
Rohrkörpers erreicht werden.
Wenn die Innenelektrode im Wesentlichen aus einem Metall besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die von Stahl, von Titan oder einer Titanlegierung, und von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist, können
Innenelektroden mit hoher Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit in einem Umfeld mit elektrochemischen Prozessen bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besitzt die Innenelektrode in senkrecht zur Erstreckungsrichtung angeordneten Ebenen Querschnitte, die im Betriebszustand in Randbereichen der Erstreckungslänge eine geringere
Querschnittsfläche aufweisen als in einem mittleren Bereich der
Erstreckungslänge. Dadurch können aufgrund einer endlichen elektrischen Leitfähigkeit auftretende Spannungsverluste, die zu einer ungünstigen, ungleichmäßigen Eloxierstromverteilung führen könnte, zumindest teilweise kompensiert werden. Bei einer geeigneten Gestaltung kann erreicht werden, dass eine elektrische Feldstärke entlang der Erstreckungsrichtung der
Innenelektrode trotz auftretender Leitungsverluste im Wesentlichen konstant ist, wodurch ein gleichmäßiges Eloxieren ermöglicht werden kann.
Eine besonders einfache Realisierung derartiger Innenelektroden kann erreicht werden, wenn die Querschnitte im Wesentlichen ovalförmig ausgebildet sind. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Eloxierverfahren zum Eloxieren zumindest eines innenliegenden Flächenelements eines metallischen Rohrkörpers unter Verwendung einer in der vorhergehend beschriebenen Weise aus- oder weitergebildeten Eloxiervorrichtungen, mit der eine entlang der Erstreckungslänge des metallischen Rohrkörpers besonders gleichmäßige Eloxierschicht erzeugt werden kann.
Mit besonderem Vorteil besteht der metallische Rohrkörper im Wesentlichen aus Aluminium, wodurch ein Rohrkörper mit einer besonders haltbaren und widerstandsfähigen Eloxierschicht hergestellt werden kann.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in
Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen
Eloxiervorrichtung,
Fig. 2 eine Detailansicht der Eloxiervorrichtung gemäß der Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Eloxiervorrichtung, Fig. 4 eine Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Eloxiervorrichtung, Fig. 5 eine Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Eloxiervorrichtung, Fig. 6 eine Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Eloxiervorrichtung, und
Fig. 7 eine Detailansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Eloxiervorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Diese Beschreibung enthält mehrere Ausgestaltungen der Erfindung. Die einzelnen Ausführungsbeispiele weisen Merkmale auf, deren Funktion in jedem Ausführungsbeispiel identisch oder grundlegend identisch ist. Diese Merkmale werden durch Bezugszeichen gekennzeichnet, die aus einer Nummer der Variante und der Nummer des allen Ausführungsbeispielen gemeinsamen Merkmals bestehen und somit eine einzige Zahl bilden. Eine Beschreibung der Funktion eines Merkmals eines Ausführungsbeispiels kann daher auch in einer Beschreibung eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele enthalten sein.
Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen
Eloxiervorrichtung. Die Eloxiervorrichtung ist zum Eloxieren zumindest eines innenliegenden Flächenelements 122 eines metallischen Rohrkörpers 1 18 mit einer Erstreckungsrichtung 124 vorgesehen und umfasst einen Eloxierbehälter 1 10 zur Aufnahme eines Elektrolyten 1 16. Der Elektrolyt 1 16 umfasst eine 5%-ige, wässerige Schwefelsäurelösung, wobei die Schwefelsäure in bekannter Weise zur Erhöhung der elektrischen
Leitfähigkeit des Wassers dient. Der Elektrolyt 1 16 ist in einem Betriebszustand im Eloxierbehälter 1 10 so hoch eingefüllt, dass der Rohrkörper 1 18 vollständig vom Elektrolyten 1 16 umgeben ist.
Die Eloxiervorrichtung weist ferner eine Innenelektrode 26 auf, die im
Betriebszustand in einer zur Erstreckungsrichtung 124 im Wesentlichen senkrechten, radialen Richtung zumindest teilweise von dem Rohrkörper 1 18 umgeben und zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle 1 12 vorgesehen ist.
Die Stromquelle 1 12 ist als Gleichspannungsquelle ausgebildet. Die
Innenelektrode 26 ist mit dem Minuspol U. der Stromquelle 1 12 galvanisch verbunden und somit als Kathode geschaltet. Elektrisch parallel zur
Innenelektrode 26 geschaltet sind zu beiden Seiten des Rohrkörpers 1 18 zur Erniedrigung der Stromdichte plattenförmige Graphitelektroden 1 14 angeordnet. An der Kathode scheidet sich während eines Betriebs der Eloxiervorrichtung Wasserstoffgas ab.
Der metallische Rohrkörper 1 18 besteht aus einer Legierung aus Aluminium, Magnesium und Silizium, wobei der Anteil an Aluminium mehr als 99% beträgt, so dass der Rohrkörper 1 18 im Wesentlichen aus Aluminium besteht. Der Rohrkörper 1 18 ist als gerader, hohler Kreiszylinder ausgebildet, dessen einem umschlossenen Hohlraum 120 zugewandte Oberfläche der Zylindermantelfläche ein innenliegendes Flächenelement 122 des Rohrkörpers 1 18 bildet (Fig. 2). Der Elektrolyt 1 16 steht mit dem zumindest einen Flächenelement 122 des
Rohrkörpers 1 18 somit in direktem Kontakt.
Der metallische Rohrkörper 1 18 ist mit dem Pluspol U+ der
Gleichspannungsquelle galvanisch verbunden und als Anode geschaltet. An der Anode findet während des Betriebs der Eloxiervorrichtung eine Oxidation des Aluminiums statt.
Ferner weist die Eloxiervorrichtung eine zur Regulierung einer räumlichen Verteilung eines Eloxierstroms vorgesehene Abdeckeinheit 38 auf, die im Betriebszustand in der Erstreckungsrichtung 124 in einer vollen Erstreckungslänge durchgehend und in der radialen Richtung zwischen der Innenelektrode 26 und dem zumindest einen innenliegenden Flächenelement 122 angeordnet ist.
Die Anordnung des Rohrkörpers 1 18, der Abdeckeinheit 38 und der
Innenelektrode 26 ist in der Fig. 2 in einer geschnittenen Detailansicht der Eloxiervorrichtung gemäß der Fig. 1 dargestellt.
Die entlang einer Mittelachse 134 des hohlzylinderformigen Rohrkörpers 1 18 und zu beiden Seiten über diesen hinausragend angeordnete Innenelektrode 26 ist als zylindrischer Rundstab aus einer Titanlegierung ausgebildet, die hinsichtlich der beschriebenen elektrochemischen Belastung langlebig ist.
Die Abdeckeinheit 38 besteht vollständig aus einem porösen Dielelektrikum, das von einem Polyurethan (PU)-Schaum gebildet und durch einen Klebevorgang während des Aushärtens des PU-Schaums stoffschlüssig mit der Innenelektrode 26 verbunden ist. Die Abdeckeinheit 38 ist in dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Betriebszustand koaxial zur Innenelektrode 26 angeordnet.
Die miteinander in Verbindung stehenden offenen Poren des PU-Schaums stellen eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 48 dar, die einen Durchgang von Ionen ermöglichen. Wie in der Detailansicht der Fig. 2 angedeutet, variiert eine mittlere Flächendichte der Durchgangsöffnungen 48 der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit 38 in der Erstreckungsrichtung 124, und zwar nimmt die mittlere Flächendichte der Durchgangsöffnungen 48 von einem höchsten Wert in einem mittleren Bereich 152 der Erstreckungslänge der Abdeckeinheit 38 zu beiden Seiten hin in Richtung auf Randbereiche 154 der Erstreckungslänge der Abdeckeinheit 38 ab. Die Durchgangsöffnungen 48 ermöglichen einen Zugang des Elektrolyten 1 16 zur Innenelektrode 26, während die Abdeckeinheit 38 an Stellen ohne Durchgangsöffnung 48 den Zugang des Elektrolyten 1 16 an die Innenelektrode 26 verhindert.
Der elektrische Widerstand der Innenelektrode 26 führt während des Eloxierens zu einem Spannungsabfall entlang der Erstreckungslänge, so dass eine elektrische Feldstärke im mittleren Bereich 152 der Erstreckungslänge abnimmt, was bei gleichmäßiger Flächendichte der Durchgangsöffnungen 48 zur Folge hätte, dass sich dort die Ionen langsamer bewegen und eine lokale — I —
Eloxierstromdichte abnimmt. Aufgrund des Anstiegs der mittleren Flächendichte der Durchgangsöffnungen 48 wird dieser Effekt kompensiert, so dass über die Erstreckungslänge eine im Wesentlichen gleichmäßige Eloxierstromdichte erreichbar ist.
Derselbe Effekt lässt sich mit der in Fig. 3 gezeigten Abdeckeinheit 40 erreichen. Bei dieser Abdeckeinheit 40 ist eine mittlere Öffnungsweite der
Durchgangsöffnungen 50 der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit 40 in Randbereichen 254 der Erstreckungslänge geringer ist als in einem mittleren Bereich 252 der Erstreckungslänge. Die in der Fig. 3 dargestellte Innenelektrode 28 ist als Stab ausgebildet und weist einen über die
Erstreckungslänge gleichförmigen, ovalen Querschnitt auf.
Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung einer Abdeckeinheit 42. Die Abdeckeinheit 42 ist als Helixwicklung 56 um eine Innenelektrode 28 gemäß der Fig. 3 ausgebildet. Die Helixwicklung 56 besteht teilweise aus einem Dielektrikum und ist von einem PVC-ummantelten Metalldraht 58 mit kreisförmigem
Querschnitt gebildet, der im Betriebszustand in Anlage mit einer Oberfläche 336 der Innenelektrode 28 derart gewunden ist, dass ein Abstand zweier in der Erstreckungsrichtung 324 aufeinanderfolgender Windungen im mittleren Bereich 352 der Erstreckungslänge größer ist als in einem der Randbereiche 354 der Erstreckungslänge. Im mittleren Bereich 352 der Erstreckungslänge ist dadurch ein größerer Eloxierstrom ermöglicht als in den Randbereichen 354 der
Erstreckungslänge, wodurch wie zuvor beschrieben eine über die
Erstreckungslänge im Wesentlichen gleichmäßige Eloxierstromdichte erreichbar ist. An Kontaktstellen der Helixwicklung 56 mit der Innenelektrode 28 ist der PVC-Mantel des Metalldrahts 58 stoffschlüssig durch Kleben mit der
Innenelektrode 28 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist an der Oberfläche 436 einer alternativ ausgestalteten Innenelektrode 30 eine Abdeckeinheit 44 angebracht, die aus Polyamid besteht und als gewirkter Strumpf ausgebildet ist. Die Abdeckeinheit 44 ist in einem Betriebszustand über die Innenelektrode 30 gezogen, die von einem flachen Band aus Titan mit rechteckförmigem Querschnitt und abgerundeten Kanten gebildet wird. Die Abdeckeinheit 44 ist relativ zur Innenelektrode 30 derart dimensioniert, dass sie auf der Innenelektrode 30 durch die elastischen Materialeigenschaften des Polyamids durch Kraftschluss gehalten wird. Zur weiteren Stabilisierung kann vor einem Überziehen ein Haftvermittler auf die Innenelektrode 30 aufgetragen sein.
Eine weitere Ausgestaltung einer Abdeckeinheit 46, die als extrudierter
Netzschlauch aus Polypropylen ausgebildet und mit einer Innenelektrode 26 gemäß der Fig. 2 durch Aufkleben stoffschlüssig verbunden ist, zeigt Fig. 6.
In der Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung einer Innenelektrode 32 gezeigt. Die Innenelektrode 32 besitzt in senkrecht zur Erstreckungsrichtung 624
angeordneten Ebenen kreisrunde Querschnitte, die im Betriebszustand in den
Randbereichen 654 der Erstreckungslange eine geringere Querschnittsfläche aufweisen als im mittleren Bereich 652 der Erstreckungslänge. Die Abdeckeinheit 40 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3.
, c
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Bezugszeichenliste
10 Eloxierbehälter
12 Stromquelle
14 Graphitelektrode
16 Elektrolyt
18 Rohrkörper
20 Hohlraum
22 Flächenelement
24 Erstreckungsrichtung
26 Innenelektrode
28 Innenelektrode
30 Innenelektrode
32 Innenelektrode
34 Mittelachse
36 Oberfläche
38 Abdeckeinheit
40 Abdeckeinheit
42 Abdeckeinheit
44 Abdeckeinheit
46 Abdeckeinheit
48 Durchgangsöffnung
50 Durchgangsöffnung
52 mittlerer Bereich
54 Randbereich
56 Helixwicklung
58 Metalldraht
U- Minuspol
U+ Pluspol

Claims

Ansprüche
1 . Eloxiervorrichtung zum Eloxieren zumindest eines innenliegenden
Flächenelements (22) eines metallischen Rohrkörpers (18) mit einer Erstreckungsnchtung (24), umfassend:
einen Eloxierbehälter (10) zur Aufnahme eines Elektrolyten (16), der in zumindest einem Betriebszustand mit dem zumindest einen
Flächenelement (22) des Rohrkörpers (18) in Kontakt steht, und eine Innenelektrode (26; 28; 30; 32), die im Betriebszustand in einer zur Erstreckungsnchtung (24) im Wesentlichen senkrechten, radialen Richtung zumindest teilweise von dem Rohrkörper (18) umgeben und zum Anschluss an eine elektrische Stromquelle (12) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch
eine zur Regulierung einer räumlichen Verteilung eines Eloxierstroms vorgesehene Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46), die im Betriebszustand in der Erstreckungsnchtung (24) zumindest abschnittsweise durchgehend und in der radialen Richtung zwischen der Innenelektrode (26; 28; 30; 32) und dem zumindest einen innenliegenden Flächenelement (22) angeordnet ist.
2. Eloxiervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Abdeckeinheit in der radialen Richtung eine Abmessung von wenigstens 0,2 Millimeter aufweist.
3. Eloxiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) zumindest teilweise aus einem Dielektrikum besteht.
4. Eloxiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Dielektrikum zumindest teilweise porös ist.
5. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) als netzförmiges Gewebe oder als Maschenware ausgebildet ist.
6. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) als extrudierter Netzschlauch ausgebildet ist.
7. Eloxiervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lückengröße, die durch zwei im Betriebszustand der Innenelektrode nebeneinander angeordnete Fäden eines Gewebes oder durch benachbart angeordnete, eine Masche bildende Fäden einer Maschenware oder durch Öffnungen des Netzschlauchs gebildet ist, mindestens fünf Mikrometer und höchstens zehn Millimeter beträgt.
8. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) und die Innenelektrode (26; 28; 30; 32) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) im
Betriebszustand im Wesentlichen konzentrisch zur Innenelektrode (26; 28; 30; 32) angeordnet ist.
10. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (48; 50) aufweist, die einen Durchgang von Ionen ermöglichen.
1 1 . Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Flächendichte der
Durchgangsöffnungen (48; 50) der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) in der Erstreckungsrichtung (24) derart variiert, dass die mittlere Flächendichte der Durchgangsöffnungen (48; 50) in Randbereichen (54) einer Erstreckungslänge geringer ist als in einem mittleren Bereich (52) der Erstreckungslänge.
12. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Öffnungsweite der Durchgangsöffnungen (48; 50) der im Betriebszustand angeordneten Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) in Randbereichen (54) der Erstreckungslänge geringer ist als in einem mittleren (52) Bereich der Erstreckungslänge.
13. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinheit (38; 40; 42; 44; 46) im Wesentl ichen aus einem Ku nststoff besteht, der aus ei ner Gru ppe ausgewählt ist, die von den Kunststoffen der Gruppe der Polyamide, von Polyethylen, von Polypropylen, von Polyvinylchlorid, von der Gruppe der Polyurethane und von Polyvinylidenfluorid gebildet ist.
14. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (26; 28; 30; 32) als metallischer Rundstab, als metallischer Draht oder als metallisches Band ausgebildet ist.
15. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (26; 28; 30; 32) im Wesentlichen aus einem Metall besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die von Stahl, von Titan oder einer Titanlegierung, und von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.
16. Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (26; 28; 30; 32) in senkrecht zur Erstreckungsrichtung angeordneten Ebenen Querschnitte besitzt, die im Betriebszustand in Randbereichen (54) der Erstreckungslänge eine geringere Querschnittsfläche aufweisen als in einem mittleren Bereich (52) der Erstreckungslänge.
17. Eloxiervorrichtung zumindest nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte im Wesentlichen ovalförmig ausgebildet sind.
18. Eloxierverfa h ren zu m E l oxi e ren zu m i n d est ei n es i n n en l i eg en d en Flächenelements (22) eines metallischen Rohrkörpers (18), dadurch gekennzeich net, dass eine Eloxiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.
19. Eloxierverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Rohrkörper (18) im Wesentlichen aus Aluminium besteht.
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