DE2538584A1

DE2538584A1 - Verfahren und vorrichtung zum stufenweisen elektrolytischen behandeln einer grossen metallflaeche

Info

Publication number: DE2538584A1
Application number: DE19752538584
Authority: DE
Inventors: John F Dipl Ing Jumer
Original assignee: Jumer john F dipl-Ing
Current assignee: Jumer john F dipl-Ing
Priority date: 1974-09-19
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CA1051370A; JPS5154035A; JPS5939519B2; US4001094A; FR2285178B1; DE2538584C2; FR2285178A1; GB1496916A; NL7511011A; BE832873A; US4082638A

Description

Dipl. Ing. H. Wm !·. -cm, u.r.l P!;ys. Dr, K. Fincke Dipl. Ing. F. Α.. V.':i ^l- .w.i.. C ;:l. Ch ;m. B. Huber

8 München Sj, UVjIiLUaBe 22

JOHN F. JUMER

16 West 131 Timber Trails Drive

Oak Brook, Illinois 60521

USA

Verfahren und Vorrichtung zum stufenweisen elektrolytischen Behandeln einer großen Metallfläche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stufenweisen elektrolytxschen Behandeln einer großen Metallfläche mit einer relativ kleinen Elektrolytmenge. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Vorfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung der Innenflächen von großen zylindrischen Behältern, in welchen eine in der Behälterachse drehbar gelagerte Welle angeordnet ist oder angeordnet v/erden kann. Bei der elektrolytischen Behandlung kann es sich um ein elektrolytisches Polieren oder ein elektrolytisches Plattieren handeln.

Zylindrische Behälter oder Reaktoren, die ein Fassungsvermö-

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gen von mehreren tausend Litern oder mehr besitzen, werden vorzugsweise im eingebauten Zustand repariert und gewartet. Obwohl es bekannt ist, daß solche Arbeiten häufig mit besserem Wirkungsgrad durchgeführt werden können, wenn der Behälter zur Reparaturwerkstatt geschafft werden könnte oder wenn die Stellung des Behälters an dessen Einsatzort verändert werden könnte (z.B. wenn der Behälter auf die Seite gelegt werden könnte), lassen die Abmessungen, das Gewicht und die schwierige Handhabung des Behälters eine vorübergehende Ortsveränderung des Behälters nicht zu. Wenn Arbeiten innerhalb des Behälters durchgeführt werden sollen, dann wird die Durchführung der Wartung oder einer Reparatur durch eine in der Behälterachse drehbar gelagerte Welle zusätzlich behindert. Häufig ist die Welle in einem Behälter ziemlich fest montiert, so daß es Schwierigkeiten bereitet, sie aus dem Behälter herauszunehmen ohne den Behälter selbst zu verlagern, so daß es wegen dieser Schwierigkeiten notwendig ist, sich mit dem Vorhandensein der Welle abzufinden.

Das elektrolytische Polieren oder elektrolytische Plattieren der Innenfläche großer Behälter kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bequem und wirtschaftlich durchgeführt werden. Die Unterschiede zwischen dem elektrolytischen Polieren und dem elektrolytischen Plattieren sind an sich bekannt und erfordern eine Änderung dar chemischen Zusammensetzung des Elektrolyten, der Strömungsrichtung des elektrischen Stromes und eine Umkehrung des Anoden-Kathoden-Verhältnisses der benutzten Anode bzw. Kathode. Kurz gesagt, werden sowohl bei dem elektrolytischen Polieren als auch bei dem elektrolytischen Plattieren Metallionen von einer Anode durch den Elektrolyten auf die Kathode übertragen und lagern sich dort an. Bei dem elektrolytischen

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Polieren ist die zu polierende Oberfläche die Anode. Umgekehrt ist bei dem elektrolytischen Plattieren die zu plattierende Oberfläche die Kathode, während die Anode gewöhnlich aus demjenigen Metall besteht, das auf der Oberfläche der Kathode abgesetzt werden soll. Die nachfolgenden Ausführungen betreffen hauptsächlich eines dieser Verfahren, nämlich das elektrolytische Polieren, und es wird auf das elektrolytische Plattieren nur eingegangen, wenn sich das Verfahren oder das Ergebnis von dem elektrolytischen Polierverfahren unterscheidet.

Es ist oft erwünscht, daß die Innenfläche eines Behälters eine hochpolierte Oberfläche aufweist oder daß die Innenfläche des Behälters mit einem Werkstoff plattiert ist, der bestimmte Eigenschaften aufweist. Ein besonders weichtiges Anwendungsbeispiel hierfür ist ein Behälter, der zur Aufnahme eines Gemisches dient, das sich an den seitlichen Flächen eines unpolierten Behälters festsetzen würde. Bei der Verwendung eines Behälters mit einer polierten Oberfläche würde dieses Problem nicht auftreten, da das Gemisch an der polierten Oberfläche nicht haften bleiben würde. Da darüber hinaus eine polierte Fläche leichter zu reinigen und reinzuhalten ist und außerdem eine hohe Korrosionsbeständigkeit besitzt, werden Behälter mit derartigen Innenflächen in vielen Industriezweigen bevorzugt, bei welchen diese Eigenschaften wesentlich sind, insbesondere in der chemischen Industrie, der Nahrungsmittel-, Getränke-, Arzneimittel- und pharmazeutischen Industrie. In vielen Fällen nimmt die Güte der Politur oder die Stärke der Plattierung im Laufe der Zeit mit dem Gebrauch des Behälters ab, so daß es notwendig wird, die Innenfläche eines solchen Behälters in längeren oder kürzeren Zeitperioden erneut zu polieren oder zu £>lattieren.

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Zum herkömmlichen Polieren einer Oberfläche werden bisher mechanische Einrichtungen verwendet. Obwohl nicht weit verbreitet, ist insbesondere das elektrolytische Polieren zum Polieren der Innenfläche eines Behälters geeignet, wobei bei diesem elektrolytischen Polieren ähnlich wie bei dem elektrolytischen Plattieren eine Kathode und ein Elektrolyt oder ein elektrolytisches Bad verwendet v/erden. Wenn der Behälter jedoch groß ist, ist es erwünscht, dia Innenfläche des Behälters stufenweise zu polieren, so daß es (1) nicht notwendig ist, den Behälter ganz mit einem Elektrolyten zu füllen wobei Probleme hinsichtlich des großen Volumens des Bades auftreten würden (z.B. das Gewicht, die Handhabung der großen Flüssigkeitsmenge und die Kosten des Elektrolyten) und so daß es (2) nicht notwendig ist, die gesamte Innenfläche auf einmal zu polieren oder zu plattieren, wobei in diesem Fall Probleme hinsichtlich der benötigten großen elektrischen Energie auftreten würden.

In den US-PS 2 861 937 und 3 682 799 sind bereits Verfahren zum elektrolytischen Polieren der Innenfläche von großen Behältern beschrieben. Unter Verwendung dieser Verfahren kann die Innenfläche eines Behälters poliert werden, ohne daß ein großes Elektrolytvolumen erforderlich ist, so daß die vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden. Obwohl diese Verfahren Vorteile hinsichtlich des Polierens beweglicher Behälter aufweisen, sind sie jedoch nicht vorteilhaft bei fest installierten Behältern einzusetzen. Die Probleme, die bei der elektrolytischen Behandlung der Innenfläche eines Behälters auftreten, der stationär bleiben muß, sind deshalb bis heute nicht gelöst worden.

Die Erfindung ist deshalb darauf gerichtet, ein Verfahren und

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eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem b.zw. welcher die Innenfläche eines großen stationären Behälters an Ort und Stelle sowohl bequem als auch wirtschaftlich elektrolytisch behandelt werden kann. Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, eine Vorrichtung zu schaffen, mit v/elcher große Metalloberflächen stufenweise elektrolytisch behandelbar sind. Bei der Behandlung einer großen Metalloberfläche soll aus den vorbeschriebenen Gründen nur eine kleine Elektrolytmenge Verwendung finden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Behandlungskammer mit einer offenen Seite gegen einen Abschnitt der Matallflache gelegt wird, so daß dieser Abschnitt der Metallfläche zeitweilig eine Wand der Behandlungskammer bildet, und wobei in der Kammer in der Nähe der Metallfläche eine parallel zur Metallfläche ausgerichtete, ungeerdete Elektrode angeordnet wird, daß in die Behandlungskammer ein Elektrolyt engefüllt und in der Behandlungskammer gehalten wird, daß die ungeerdete Elektrode zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung der Metallfläche mit Strom gespeist wird, daß die Behandlungskammer auf der Metallfläche in eine Position verschoben wird, an welcher wenigstens ein Teil des die Wand der Behandlungskainmer bildenden Flächenabschnittes noch unbehandelt ist, und daß diese Behandlung an verschiedenen Oberflächenabschnitten wiederholt wird, bis die ganze Metallfläche elektrolytisch behandelt ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dient zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Behandlungskainmer vorgesehen ist, mittels welcher durch ein Verschieben auf der Metallfläche nacheinander Abschnitte der elektrolytisch zu behandelnden Metallflache maskierbar sind, wobei die ßehand-

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lungskammer eine erste offene Fläche aufweist, an welcher der sich in der Behändlungskammer befindliche Elektrolyt den Abschnitt der Metallfläche berührt, daß an den Rändern der ersten offenen Fläche der Behandlungskammer eine Dichtung vorgesehen ist, welche den Elektrolytenverlust innerhalb der gegen die Metallfläche anliegenden Behändlungskanuner wesentlich verringert, und daß in der Behandlungskammer eine ungeerdete Elektrode vorgesehen ist, die annähernd parallel und in einem gleichmäßigen Abstand zu dem Abschnitt der zu behandelnden Metallfläche angeordnet ist, wenn sich die Vorrichtung in ihrer Betriebsstellung befindet.

Durch die Erfindung werden in vorteilhafter Weise ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung zum stufenweisen elektrolytischen Polieren oder Plattieren sowohl flacher als auch gekrümmter großer stationärer Flächen vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind außerdem vorteilhaft bei Behältern anv/endbar, die mit einer drehbar gelagerten Welle ausgestattet sind, welche die Durchführung von Arbeiten bisher behinderte.

Die elektrolytische Behandlung erfolgt derart, daß auf der Innenfläche des mit einem Rührkörper oder einer drehbar gelagerten Welle ausgestatteten Behälters nacheinander elektrolytisch behandelte Streifen oder Bänder erzeugt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 eine senkrechten Längsschnitt durch einen großen zylindrischen Behälter, wobei bestimmte Teile in

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einer Seitenansicht gezeigt sind und.wobei in dem Behälter eine Rotorwelle angeordnet ist, die einen Rührkörper trägt sowie ein Paar Behandlungskammern zur elektrolytischen Behandlung der Behälterinnenflache;

Fig.2 eine Horizontalschnittansicht entlang der Linie 2-2 nach Fig.1;

Fig.3 eine perspektivische Ansicht einer kastenförmigen Behandlungskammer von hinten und von oben, wobei die Behändlungskammer in der Fig.1 dargestellt ist und zur stufenweisen elcktrolytischen Behandlung einer großen vertikalen Fläche dient;

Fig.4 eine senkrechte Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nach Fig.3;

Fig.5 eine perspektivische Teilansicht der Innenfläche eines großen Behälters mit einem schrägen Boden in einer Blicklrichtung schräg von oben, wobei eine abgewandelte Behandlungskammer zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung einer großen Fläche eines solchen Behälters gezeigt ist;

Fig.6 eins perspektivische Teilansicht einer Behandlungskammer zur elektrolytischen Behandlung der Oberfläche der Seitenwand und eines Teiles des gewölbten oberen Bodens eines großen zylindrischen Behälters,'mit Blickrichtung von oben und von hinten;

Fig.7 eine perspektivische Teilansicht einer Behandlungskammer zur elektrolytischen Behandlung eines Teiles

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des gewölbten Bodens eines großen zylindrischen Behälters, mit Blickrichtung von der Seite und von oben;

Fig.8 eine perspektivische Teilansicht einer Behandlungskairaner zur elektrolytischen Behandlung eines Teiles einer großen flachen, horizontalen Fläche, -mit Blickrichtung von der Seite und von oben;

Fig.9 eine perspektivische Schnittansicht der Innenseite eines großen zylindrischen Behälters mit einer darin angeordneten Behändlungskammer zur elektrolytischen Behandlung einer in dem Behälter vorgesehenen Aussparung;

Fig.10 eine perspektivische Schnittansicht der Innenseite eines großen zylindrischen Behälters mit einer darin angeordneten Behandlungskammer zur elektrolytischen Behandlung eines in dem Behälter angeordneten vorstehenden Profilteiles;

Fig.11 eine senkrechte Längsschnittansicht durch einen großen zylindrischen Behälter, der einen in dem Boden gelagerten Rührkörper und eine kurze Rotorwelle auf v/eist, wobei die zur elektrolytischen Behandlung dienenden Behandlungskammern auf einem zusätzlichen Wellenabschnitt gelagert sind, der an dem oberen Ende der Rotorwelle befestigt ist und im oberen Teil des Behälters mittels einer sternförmigen Abstützung gehalten wird, und

Fig.12 eine Detailschnittansicht entlang der Linie 12-12 nach Fig.1.

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In den Fig.1 und 2 ist ein großer zylindrischer Behälter 5 dargestellt. Der Behälter kann z.B. eine Höhe von 7,62 m (25 feet) und einen Durchmesser von 2,44 rn (8 feet) aufweisen. Der Behälter ist mit einer drehbar gelagerten Welle 6 ausgestattet, auf welcher ein oder mehrere Rührkörper 7 gelagert sind. Die Welle ö kann z.B. von der Oberseite des Behälters aus durch irgendeinen geeigneten Antrieb 6Λ bekannter Art angetrieben werden. Der Behälter 5 wird im Bereich seines oberen Endes vom Fußboden 8 abgestützt und ist mit Zugangsstutzen oder Mannlöchern 10 und ähnlichen flanschartigen Öffnung 10a ausgestattet, die an einem oder beiden Enden des Behälters vorgesehen sind. Es werden gegenüberliegend angeordnete, kastenförmige Behandlungskammern oder Elektrolyt-Behälter 12-12 verwendet, die relativ kleine Mengen eines Elektrolyten 16 aufnehmen, welcher mit bestimmten Abschnitten 14 bzw. 14a der elektrolytisch zu behandelnden Oberfläche des Behälters in Berührung kommt. Eine Pumpe 15 saugt den Elektrolyten 16 aus einem unter dem Boden des Behälters 5 angeordneten, tragbaren Reservoir 9 durch einen Rücklaufschlauch 17 an und versorgt die Behandlungskammern 12-12 über Einlaufschläuche 18-18 mit dem Elektrolyten 16. Bei dem dargestellten /iusführungsbeisDxel ist die untere flanschartige öffnung 10a nicht verschlossen, so daß der Elektrolyt 16 aus dem Behälter 5 in das Reservoir 9 zurückfließen kann, um von dort wieder in Umlauf gebracht zu werden. Die elektrolytischen Flüssigkeiten sind für die Behandlung optimal temperiert. Falls in der Zeichnung nicht dargestellte Heiz- oder Kühleinrichtungen in der Wand des Behälters 5 vorgesehen sind, so können diese Einrichtungen dafür sorgen, daß der Elektrolyt auf einer gewünschten Temperatur gehalten wird. Ansonsten könnte irgendeine außerhalb angeordnete geeignete Heiz- und Kühleinrichtung 19 vorgesehen sein, die in Form von Rohrschlangen 19a o.dgl. zur übertragung der Wärme oder der Kälte am

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Reservoir 9 befestigt sein kann und für einen richtig temperierten Zustand des Elektrolyten sorgt. Die Förderleistung der Pumpe 15 ist derart bemessen, daß jeder Behandlungskammer eine genügend große Menge des Elektrolyten 16 zugeleitet wird, so daß (1) die während der elektrolytischen Behandlung entstehenden Gasblasen 21 entfernt werden und (2) jede Behandlungskammer im wesentlichen immer mit dem Elektrolyten gefüllt ist. Die Gasblasen entstehen sowohl beim elektrolytischen Polieren als auch beim elektrolytischen Plattieren. Die Gasblasen 21 (siehe Fig.4) und der gegebenenfalls zu jeder Behandlungskammer geförderte überschüssige Elektrolyt können an der Oberseite über den Rand der Behandlungskammern 12-12 strömen und werden zum Reservoir 9 zurückgeleitet, so daß der Elektrolyt zur erneuten Verwendung wieder zur Verfügung steht. Das Saugende des RücklaufSchlauches kann auch in jede Behandlungskammer 12, einmünden, so daß der Elektrolyt 1G wieder in Umlauf gebracht wird, ohne daß er über den oberen Rand der Behandlungskammer strömt. Jede Behandlungskammer 12 oder jeder Behälter 12 wird zeitweise von einem auf der Welle 6 gelagerten ausschiebbaren Arm 26 getragen, der die Kammer gegen die Behälterwand drückt. Jeder Arm 26 ist an einem ringförmigen Klemmflansch 27 befestigt, der seinerseits lösbar auf der Welle 6 befestigt ist. Der Arm 26 ist gegenüber dem Klemmflan.sch 27 verschiebbar, so daß die Behandlungskammer 12 gegen die Innenfläche der Behälterwand 11 unter Druck anlegbar ist. Dar Arm 26 kann in geeigneter Weise federbelastet sein, ein verstellbares Gewinde aufweisen oder in anderer Weise an dem Klemmflansch 27 befestigt sein, so daß eine nach außen gerichtete Druckkraft auf die Behandlungskammer ausgeübt werden kann. Wenn die Kammern 12-12 mit einem geeigneten Elektrolyten gefüllt und mit Strom versorgt werden, dann wird jeder Abschnitt

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14-14a der Oberfläche 11 elektrolytisch poliert. Wenn die Stromrichtung umgekehrt wird und ein geeigneter Elektrolyt verwendet wird, dann wird die Oberfläche 11 des Behälters durch jede Kammer 12 elektrolytisch plattiert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Welle 6 langsam um 180° oder um einen größeren Winkel gedreht, v/ährend das elektrolytische Polieren oder elektrolytische Plattieren stattfindet, so daß ein umlaufender Streifen 30 der Fläche 11 elektrolytisch behandelt ist. Andererseits kann dieser umlaufende Streifen 30 auf der Fläche 11 auch durch eine stufenweise Behandlung hergestellt werden, wie dies in der Fig.2 dargestellt ist, indem zunächst die Abschnitte 14-14a elektrolytisch poliert v/erden und dann die Welle 6 gedreht vrird, so daß neue noch nicht polierte Abschnitte 28-28a der Oberfläche 11 mit dem sich in den Behandlungskammern 12-12 befindlichen Elektrolyten 16 in Berührung gebracht und poliert werden. Dieses Verfahren kann so lange wiederholt werden, bis auf der Oberfläche 11 ein Streifen 30 elektrolytisch poliert ist. Wenn der Streifen 30 durch das eine oder andere vorbeschriebane Verfahren elektrolytisch poliert ist, dann wird die Vorrichtung durch ein Lösen des Klemmflansches 27 auf der Welle 6 verschoben, und die Behandlungskammer 12-12 werden in senkrechter Richtung bewegt, so daß sie mit einem nocht unpolierten Oberflächenbereich in Berührung kommen, woraufhin das vorbeschriebene Verfahren wiederholt wird. Eine kleine Überschneidung des oberen und unteren Randes der Bänder ist erwünscht. Das Elektroplattieren kann in gleicher Weise durchgeführt werden. Selbstverständlich können die elektrolytisch behandelten Streifen an der Innenseite eines Behälters gemäß der Erfindung auch durch die Verwendung einer, zweier oder mehrerer Behandlungskammern hergestellt werden. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel finden

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zwei Behandlungskammer 12-12 Verwendung, weil sie(a) die auf die Welle 6 ausgeübte Belastung im Gleichgewicht halten und (b) einen Streifen doppelt so schnell herstellen als wenn eine Kammer verwendet werden würde. Die beiden Kammern 12-12 können in senkrechter Richtung zueinander versetzt sein, um gleichzeitig zwei Streifen herzustellen. Wenn ferner nur eine Kammer verwendet wird, dann wird eine zweite Kammer vorzugsweise durch ein Gegengewicht ersetzt.

Die Konstruktion einer Behandlungskammer soll nun in Verbindung mit den Fig.3 und 4 ausführlicher beschrieben werden. Die Behandlungskammer 12 ist vorzugsweise aus einem nichtleitenden, plattenförmigen --laterial hergestellt, wie z.B. aus Gummi, Kunststoff, Holz o.dgl., obwohl auch elektrisch leitende Materialien verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie eine nichtleitende Innenfläche aufweisen. Solche nichtleitenden Platten sind leicht auf eine bestimmte Größe zurechtzuschneiden und können am Arbeitsplatz schnell zusammengesetzt werden, falls eine gleichmäßig ausgebildete Kammer benötigt wird. Die dargestellte Behandlungskammer 12 dient zur Behandlung senkrechter oder nahezu senkrechter Oberflächen, ist kastenförmig konstruiert und besitzt im wesentlichen rechteckige Seitenwünde 31-31, zwischen denen eine Rückwand 32 befestigt ist. An den Seitenwänden und der Rückwand ist ein Boden 3 3 befestigt, der einen geraden oder gekrümmten vorderen Rand 3 4 aufweisen kann, welcher vorzugsweise bis an die zu behandelnde Fläche heranreicht. Eine an den Seitenwänden und der Rückwand befestigte obere Wand 35 kann in der Breite W etwas verkürzt ausgeführt sein oder sie kann auch ganz weggelassen sein, so daß eine öffnung gebildet wird, durch welche die Blasen 21 oder überschüssiger Elektrolyt 16 aus der Behändlungskam-

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mer austreten können. Auslaßanschlüsse 31a können wahlweise offen oder geschlossen oder mit dem Rücklaufschlauch 17 verbunden sein_r so daß dadurch die Höhe des sich in der Behandlungskanuner befindlichen Elektrolyten und damit die Breite des elektrolytisch behandelten Streifens 30 festgelegt wird. In der Behandlungskanuner 12 ist eine Elektrode 36 angeordnet, die annähernd parallel zu der zu behandelnden Oberfläche ausgerichtet ist und mit dem Leiter 37 an einen geeigneten Pol oder Anschluß einer Gleichstromquelle angeschlossen ist. Bei dem elektrolytischen Polieren ist die Elektrode 36 eine Kathode und bei dem elektrolytischen Plattieren eine Anode.

Die Elektrode 36 kann von einem massiven, perforierten oder gitterförmigen Blech gebildet sein. Wie dies aus den Fig.3 und 4 zu entnehmen ist, ist die Elektrode 36 massiv ausgebildet und in der .Mitte der Behänd lungs kammer zwischen der Rückwand 32 und der zu behandelnden Fläche angeordnet, so daß für den durch den Einlaßanschluß 40 zuströmenden Elektrolyten ΐ6 eine Leitwand gebildet wird. Die wandartige Elektrode 36 bewirkt, daß der Elektrolyt 16 zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Fläche schnell nach oben strömt, so daß sich auf der Behälterwand 11 und der Elektrode während der elektrolytischen Behandlung ausbildende Gasblasen 21 entfernt werden. Die Elektrode 36 kann ebensogut neben der Rückwand 32 der Behändlungskammsr 12 angeordnet sein oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle der Behandlungskammer. Durch die Anordnung der Elektrode 36 kann ferner die Notwendigkeit, eine obere Wand 35 vorzusehen, entfallen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Behandlungskammer 12 am Arm 26 mit Hilfe eines auf der Rückseite 32 der Behandlungskammer angeordneten Halters 41 befestigt.

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Die vorderen Ränder 42-42 der Seitenwände 31—31 bzw. 34 des Bodens 33 bilden den Rand einer offenen Fläche der Behandlungskammer 12. Diese vorderen Ränder schließen das elektrolytisch zu behandelnde Segment 14 der Behälteroberfläche 11 ab, wenn die Behandlungskammer 12 auf die Behälterv/and 11 aufgesetzt wird. Eine in den Fig.3, 4 und 12 gezeigte Dichtung 43 ist an der Behandlungskammer 12 befestigt und läuft im wesentlichen ohne Unterbrechung an den die offene Fläche der Behandlungskammer begrenzenden Rändern entlang. Die Dichtung 43 bildet eine flexible Gleitdichtung, welche den Zwischenraum zwischen den vorderen Rändern 42-42 bzw. 34 und der elektrolytisch zu behandelnden Oberfläche 11 abdichtet, damit der Elektrolyt 16 in der Behandlungskammer 12 bleibt. Die augenblicklich behandelte Oberfläche 11 der Behälterwand bildet daher eine Wand der Kammer 12, so daß der Elektrolyt innerhalb der Kammer aufgenommen werden kann. Obwohl jede geeignete Dichtung verwendet werden kann, wird eine wirksame Dichtung bevorzugt, die von einer dünnen Gummiv/ischleiste gebildet und an der Innenseite des jeweiligen vorderen Randes befestigt ist und sich nach innen verformt, um unter Druck gegen die Oberfläche 11 des Behälters anzuliegen. Die Dichtung 43 weist eine robuste, starke, jedoch biegsame zweite Dichtungsleiste 46 auf, die an der Außenseite jedes vorderen Randes befestigt ist und deren Innenteil 47 von einem v/eichen Schaumgummi gebildet wird, während die äußere Schicht 48 aus einem härteren Gummi besteht, welcher während der elektrolytischen Behandlung gegen die Oberfläche 11 des Behälters 5 anliegt. Die Dichtung 43 kann an der Behändlungekammer 12 mittels Schrauben 49 und Muttern 50 oder mittels irgendeiner anderen geeigneten Einrichtung befestigt sein.

In der Fig.5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, mit welchem die Innenfläche eines kon-

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zentrisch um eine Achse ausgebildeten Behälters behandelt wird, dessen Gestalt nicht ausschließlich zylindrisch ist. In diesem Fall ist der untere Teil oder der Boden 75 des Behälters kegelstuOfförmig ausgebildet, während die darüberliegende Seitenwand 76 eine zylindrische Form aufweist. Die Behandlungskammer 77 besitzt Seitenwände 78 und 80, an deren vorderen Rändern Dichtungen 7 8a und 80a vorgesehen sind, deren Form an die Form der Flächen 75 bzw. 76 angepaßt sind. Die Elektrode 81 ist ebenso ausgebildet, wobei ihr unterer Rand 82 in einem genügend großen Abstand von dem Kammerboden entfernt ist, so daß die Elektrode 81 als Leitwand für die durch den Flüssigkeitseinlaß 84 eintretende Flüssigkeit dient. Die Behandlungskammer 77 wird mittels eines ausschiebbaren Armes 26 an der nicht dargestellten drehbar gelagerten Welle gehalten, und die elektrolytische Behandlung des Behälters wird in der bereits beschriebenen Weise ausgeführt.

Die Fig.6 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem sowohl bestimmte Teile der zylindrischen Seitenwand 85 als auch ein Teil des gewölbten oberen Endes 86 des Behälters elektrolytisch behandelt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Elektrode 87 von einem Schirm oder einem perforierten Blech gebildet, und der Einlaß 88 für den Elektrolyten ist im Boden 90 anstatt in der Rückwand 91 der Behandlungskammer 92 angeordnet. Wie zu erkennen ist, kann der größte Teil der Innenfläche eines oben geschlossenen Behälters elektrolytisch behandelt werden, solange (1) die Oberfläche nicht vollständig horizontal verläuft und (2) ein genügend großer Abstand zwischen dem oberen Ende der Behandlungskammer und der höchsten Stelle der zu behandelnden Fläche vorhanden ist, so daß die Gasblasen aus der Kammer entweichen können. Es sei erwähnt, daß das obere Ende eines Behälters nicht poliert oder plattiert werden muß. Bei vielen

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Behältern, insbesondere bei den Behältern, -in denen Rührkörpar vorgesehen sind, wird aus praktischen Erwägungen nur eine bestimmte Menge eingefüllt, so daß der Inhalt das obere Ende des Behälters nicht erreicht.

In der Fig.7 ist eine Behandlungskammer 93 dargestellt, die zur elektrolytischen Behandlung eines Teiles der Bodenfläche 9 4 eines Rshlilters dient. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Drahtgitterelektrode 95 vorgesehen, und der Elektrolyt 16 wird durch zwei Einlasse 96 und 97 in die Behandlungskammer 93 eingefüllt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Behandlungskammer an ihrer Oberseite vollständig offen im Gegensatz zu den in den Fig.3 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen, bei denen die Oberseite der Behandlungskammer nur teilweise offen ist. Ferner ist bei dieser Behandlungskammer die der Behälterwand zugewandte Öffnung 100 am Boden der Kammer 93 anstatt an der Seite wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbaispielen angeordnet. Der Boden eines z.B. in der Fig.7 dargestellten befestigten Behälters kann ferner auch durch die Verwendung einer nicht dargestellten gekrümmten Elektrode elektrolytisch behandelt v/erden, welche dicht über dem gekrümmten Boden des Behälters liegt und an der Welle 6 befestigt ist, wie dies in der US-PS 3 682 beschrieben ist.

Die Fig.8 zeigt ferner eine Behandlungskammer 98 mit einer vollständig offenen Oberseite, einer Drahtgitterelektrode 101 und einer am Boden angeordneten, der Behälterwand zugewandten öffnung 102. Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel wird zur elektrolytischen Behandlung einer ebenen, horizontalen Fläche 103 verwendet, die z.B. ein Teil des Behälters bilden kann. Selbstverständlich kann dieses Ausführungsbei-

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spiel auch zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung von Blechen oder Platten dienen.

Es ergeben sich überhaupt keine Probleme, wenn eine zylindrische Fläche 11 in gleichmäßigen Abschnitten 14 elektrolytisch behandelt wird, wie dies beispielsweise in der Fig.2 gezeigt ist. Die Fig.9 und 10 zeigen jedoch ein Verfahren, das zur elektrolytischen Behandlung von bestimmten ungleichmäßigen Profilierungen einer Behälterwand 116 geeignet ist. Die verwendete Behandlungskammer 110 sollte während der elektrolytischen Behandlung die gesamte Profilierung überdecken, so daß kein Austreten des Elektrolyten durch irgendeinen Spalt in der Berührungsebene zwischen der Profilierung und der Behändlungskammer ermöglicht wird. Die Verwendung von leicht formbaren Kunststoffplatten ermöglicht die Konstruktion einer einstückig ausgebildeten Behändlungskammer an der Arbeitsstelle. Wie die Fig.9 erkennen läßt, ist die Behandlungskammer 110 in gleichmäßigem Abstand über einen Zugangsstutzen oder ein Mannloch 111 gesetzt, welches sich in der Seitenwand 115 eines Behälters 116 befindet, bevor der Elektrolyt durch das Rohr 18 eingefüllt wird. Die Elektrode 118 besteht aus einem Drahtgitter und kann in einfacher Weise in Form eines Rohres ausgebildet sein, so daß die Elektrodenoberfläche parallel zur Mannlochfläche 111 verläuft. Außerdem ist der außenliegende Teil des Mannloches 111 durch eine Haube oder einen Deckel verschlossen, so daß ein Austreten des Elektrolyten verhindert wird. Das Mannloch 111 wird dann in der vorbeschriebenen Weise elektrolytisch behandelt, ohne daß die Behandlungskammer 110 bewegt zu werden braucht.

Bei dem in der Fig.10 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein von der Fläche 115 in den Behälter hineinragender Flansch

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in genau der gleichen Weise elektrolytisch ,behandelt wie das Mannloch. Die Behandlungskammer 110 umgreift den gesamten vorstehenden Flansch 113, so daß eine entsprechende Dichtung zwischen der Kammer und der Seitenwand 115 des Behälters geschaffen wird. Dann wird der Elektrolyt durch das Rohr 18 in die Eehandlungskammer eingefüllt. Die Kathode 119, die ebenfalls in geeigneter Weise ausgebildet und mit zu den Flanschschenkeln parallelen Teilen ausgestattet ist, wird für die elektrolytische Behandlung der Flanschflächen elektrisch aufgeladen. Nachdem der Flansch 113 oder das Mannloch 111 behandelt worden sind, werden der Elektrolyt abgelassen, die Kammer 110 von der profilierten Fläche entfernt und die elektrolytische Behandlung der übrigen gleichmäßigen Teile der Behälterwand fortgesetzt.

In der Fig.11 ist ein weiterer großer zylindrischer Behälter 120 dargestellt. Der Behälter entspricht insoweit dem in der Fig.1 gezeigten und beschriebenen Behälter 5 als er zylindrisch ausgebildet ist, von dem Boden 121 getragen wird und mit Mannlöchern 122 sowie mit am oberen und unteren Ende angeordneten Flanschöffnungen 122a ausgestattet ist. Jedoch besitzt der Behälter 120 ein durch seinen Boden eingeführtes Antriebssystem 123. Der Antrieb 124 für den Rührkörper kann dem Antrieb 6a gemäß Fig.1 entsprechen. Um den Rührkörper 125 in eine dem Rührkörper 7 im Behälter 5 entsprechende Position zu bringen, steht eine viel kürzere in einem Halter 117 drehbar gelagerte Welle 126 mit dem Antrieb im Eingriff, wobei der Halter 117 an der unteren Flanschöffnung 122a befestigt ist. Um die Behandlungskammern 127-127 in dem Behälter 120 gemäß der in der Fig.1 gezeigten Art zu lagern, ist am oberen Ende der Welle 126 mittels einer geeigneten Verbindungsmuffe 131 eine Wellenverlängerung 130 befestigt. Die Wellenverlängerung 130 wird am oberen Ende

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Behälters 120 an einer festen Stelle mittels einer sternförmigen Abstützung 132 getragen, die von einer auf der Welle gelagerten Nabe 133 gebildet ist, an welcher mehrere sich an den Wänden des Behälters abstützende Arme 134 befestigt sind, die die Abstützung in ihrer Position arretieren. Alternativ dazu kann an der Oberseite der oberen Flanschöffnung 122a eine Lagerscheibe 135 befestigt sein, in welcher die durch die Lagerscheibe 135 hindurchgreifende Welle 130 gelagert ist. Die elektrolvtische Flüssigkeit wird bei diesem Ausführungsbeisniel von der Rücklaufleitung 17 für den Elektrolyten am Boden des Behälters 120 aufgenommen, da die untere Flanschöffnung 122a von dam plattenförmigen Halter 117 verschlossen wird und die Verwendung eines unter dem Behälter angeordneten Reservoirs nicht möglich ist. Die Kammern 127 können nun auf der Wellenverlängerung 130 montiert werden, damit dar Behälter in der im Zusammenhang mit der Fig.1 beschriebenen Weise elektrolytisch behandelt werden kann.

Wenn in dem Behälter 120 keine dauernd vorhandene Welle vorgesehen ist, dann kann sich die Wellenverlängerung 130 durch den ganzen Behälter hindurch erstrecken und wird in diesem mittels sternförmiger Abstützungen oder anderer Abstützungen an gegenüberliegenden Behälterenden gelagert.

Obwohl die dargestellten Ausführungsbsispiele nur mit einem oder zwei Einlassen für den Elektrolyten ausgestattet sind, können selbstverständlich mehr Flüssigkeitseinlässe verwendet werden, ebenso wie die Wahl der Elektroden weder auf eine plattenförmige oder eine gitterartige Elektrode begrenzt ist, sondern es können auch eine perforierte Elektrode, eine Kombination aus diesen Elektrodentypen oder andere Elektroden ebensogut Verwendung finden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum stufenweisen elektrolytischen Behandeln einer Metallfläche mit einer relativ kleinen Elektrolytmenge , dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine Behandlungskammer (12, 77, 93, 110, 127) mit einer offenen Seite gegen einen /vbschnitt (14, 14a) der Metallfläche gelegt wird, so daß dieser Abschnitt der MetalIflache zeitweilig eine Wand der Behandlungskammer bildet, und wobei in der Kammer in der Nähe der Metallfläche eine parallel zur Metallfläche ausgerichtete, ungeerdete Eletrode (36, 87, 95, 101, 118,119) angeordnet v/ird, daß

b) in die Behandlungskammer ein Elektrolyt (16) eingefüllt und in der Behandlungskammer gehalten v/ird, daß

c) die ungeerdete Elektrode zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung der Metallfläche mit Strom gespeist wird, daß

d) die Behandlungskammer auf der Metallfläche in eine Position verschoben wird, an welcher wenigstens ein Teil des die Wand der Behandlungskammer bildenden Flächenabschnittes noch unbehandelt ist, und daß

e) diese Behandlung an verschiedenen Oberflächenabschnitten wiederholt wird, bis die ganze Metallfläche elektrolytisch behandelt ist.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß

a) in der Behandlungskammer (12, 77, 98, 110, 127) eine Strömung erzeugt wird, welche die während der elektrolytischen Behandlung entstehenden Gasblasen mitreißt, und daß

b) der von der Behandlungskammer abgeleitete Elektrolyt wieder aufgefangen und wieder in Umlauf gebracht wird.

3. Verfahren zum elektrolytischen Behandeln der Innenfläche einer großen, konzentrisch zu seiner Längsachse gebauten Behälters unter Verwendung einer relativ kleinen, in Umlauf gehaltenen Elektrolytmenge, dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine Behandlungskammer (12, 77, 93, 110, 127) lösbar an dem Ende eines ausschiebbaren Armes (26) befestigt wird, der mit seinem anderen Ende an einer in der Längsachse des Behälters (5, 120) drehbar gelagerten Welle (6, 126) befestigt ist, und daß dann eine die eina offene Seite der Behandlungskammer umschließende Dichtung (43) gegen einen Abschnitt (14, 14a) der Innenfläche des Behälters angelegt wird, so daß dieser Abschnitt der Innenfläche zeitweilig eine Wand der Behänd lungskammer bildet und eine in der Behandlungskammer angeordnete ungeerdete Elektrode (36, 87, 95, 101, 118, 119) annähernd parallel zur Innenfläche des Behälters angeordnet ist, daß

b) in die Behandlungskammer ein Elektrolyt (16) eingefüllt und in der Behandlungskammer gehalten wird, daß

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c) die ungeerdete Elektrode zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung der Behälterinnenflache mit Strom gespeist wird, daß

d) die Behandlungskammer seitlich entlang der Innenfläche des Behälters bis zu einer Stelle gedreht wird, an welcher wenigstens ein Teil des die Wand der Behandlungskammer bildenden Flächenabschnittes noch unbehandelt ist, und daß

e) diese Behandlung an verschiedenen seitlichen Oberflächenabschnitten wiederholt wird, bis ein auf der Innenfläche des Behälters entlanglaufender Streifen (30) elektrolytisch behandelt ist, daß

f) der ausschiebbare Arm mit der daran befestigten Behandlungskammer dann senkrecht entlang der Welle verschoben und lösbar arretiert wird, wenn die offene Seite der Behandlungskammer wenigstens einen Teil eines unterschiedlichen, auf der Innenfläche des Behälters entlanglaufenden und noch nicht behandelten Streifens überdeckt, und daß

g) diese Behandlung wiederholt wird, bis die Innenfläche des Behälters elektrolytisch behandelt ist.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeich net, daß die Elektrode (36, 87, 95, 101, 118, 119) beim Füllen der Behandlungskammer (12, 77, 98, 110, 12) mit dem Elektrolyten (16) laufend mit Strom gespeist wird und daß die Behandlungskammer im wesentlichen gleichmäßig entlang dem auf der Innenfläche des Behälters entlanglaufenden Streifen gedreht wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeich η e t , daß die Elektrode (36, 87, 95, 101, 118, 119) mit Strom gesneist wird, wenn sich die Behändlungskammer zur stufenweisen elektrolytischen Behandlung an mehreren entlang dem Streifen auf der Innenfläche des Behälters angeordneten stationären Positionen befindet.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeich net, daß die Elektrode (3G, 87, 95, 101, 118, 119) v/ährend der elektrolytischen Behandlung von einer negativ aufgeladenen Anode gebildet wird und winzige Metallteilchen von der Elektrode durch den Elektrolyten (16) zur Metalloberfläche des Behälters wandern, um sich dort in Form einer Beschichtung abzulagern.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Elektrode (36, 87, 95, 101, 118, 119) während der elektrolytischen Behandlung von einer positiv aufgeladenen Kathode gebildet wird und winzige Metallteilchen von dem Metallflächenabschnitt des Behälters durch den Elektrolyten (16) wandern und sich auf der Elektrode absetzen, so daß an dem Abschnitt eine hochglanzpolierte Oberfläche ausgebildet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Behandlungskammer (12, 77, 98, 110, 127) vorgesehen ist, mittels v/elcher durch ein Verschieben auf der Metallflache nacheinander Abschnitte (14, 14a) der elektrolytisch zu behandelnden Metallfläche maskierbar

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sind, wobei die Behandlungskammer eine erste offene Fläche aufweist, an v/elcher der sich in der Behandlungskammer befindliche Elektrolyt (16) den Abschnitt der Metallfläche berührt, daß

b) an den Rändern der ersten offenen Fläche der Behandlungskammer eine Dichtung (43) vorgesehen ist, welche den Elektrolytenverlust innerhalb der gegen die Metallfläche anliegenden Behandlungskammer wesentlich verringert, und daß

c) in der Behandlungskammer eine ungeerdete Elektrode (36, 87, 95, 101, 118, 119) vorgesehen ist, die annähernd parallel und in einem gleichmäßigen Abstand zu dem Abschnitt der zu behandelnden Hetallflache angeordnet ist, wenn sich die Vorrichtung in ihrer Betriebsstellung befindet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Einrichtung (15, 17, 18, 20) vorgesehen ist, die eine kontrollierte Zuführung des Elektrolyten in die Behandlungskammer ermöglicht, und daß

b) eine Einrichtung (36) vorgesehen ist, mittels welcher der Elektrolyt innerhalb der Behandlungskammer in eine bestimmte Strömungsrichtung geleitet wird, so daß die sich während der elektrolytischen Behandlung ausbildenden Gasblasen entfernt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß

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a) die Behandlungskammer in ihrem oberen Bereich wenigstens teilweise offen ist, so daß der Elektrolyt die Behandlungskammer überströmen und die sich während der elektrolytischen Behandlung ausbildenden Gasblasen aus der Behandlungskammer entweichen können, und daß

b) eine Einrichtung (9, 15, 17, 18) vorgesehen ist, welche dia Leckverluste und den überströmenden Elektrolyten auffängt und in die Behandlungskammer zurückleitet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlungskammer von einem kastenförmigen Behälter gebildet ist, dessen Wände (31, 32, 33) aus leicht zurechtzuschneidenden, zu formenden und sicher und dicht zu verbindenden Platten bestehen, so daß die Abmessungen und die Randausbildung der offenen KammerSeite an die Abmessungen und Form und an die Form aller Konstruktionsteile einer elektrolytisch zu behandelnden Metallfläche anpaßbar.ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlungskammer (12, 77, 98, 110, 127) eine zweite offene Fläche aufweist, die an der Oberseite der Behandlungskammer liegt, wenn sich diese in ihrer Betriebsstellung befindet, und durch welche das überströmen des Elektrolyten

(16) und das Entweichen der Gasblasen aus der Behandlungskammer ermöglicht wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode perforiert ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (12, 77, 98, 110, 127) an einem Ende eines ausschiebbaren Armes (26) befestigt ist, der mit Keinem anderen Ende an einer in der senkrechten Längsachse eines aufrecht stehenden, zylindrischen Behälters (5, 120) drehbar gelagerten Welle (6) befestigt ist, so daß die Behändlungnkammer zum elektrolytischen Behandeln des Behälters an dessen Innenfläche entlangbewegbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß eine an dem anderen Ende des ausschiebbaren Armes (26) befestigbare Wolle (130) vorgesehen ist, die auf der Längsachse des Behälters drehfest gelagert ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Welle (130) an ihrem einen Ende eine Verbindungsmuffe (131) aufweist, mit welchem die Welle an einem in dem Behälter drehbar gelagerten Rührkörper (125) lösbar befestigbar ist.

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