Vorrichtung zum Einbringen
von Längsnuten
in
metallische Verkatücka
durch elektrochemischen Werkatoffabtrag
Die Anmeldung
bezieht sich auf ein elektrochemisches Bearbeitungsverfahren,
welches vielfach auch als Kontur-Elysieren bezeichnet
wird, Wie an sich
bekannt,
wird zu.diesem
Zweck dem
zu bearbeitenden Werkstück
eine Elektrode aus elektrisch leiten-
dem Werkstoff in geringem Abstand
gegenübergestellt und beide
derart mit einer Gleichstromquelle verbunden,
daß das Werkstück
als Anode (+) und
die Werkzeugelektrode als
Kathode.(-
ge-
schaltet sind.
Wie weiterhin bekannt,
erfolgt nun
ein elektro-
chemischer Werkstoffabtrag
am Werkstück, wenn
bei eingeschalte-
ter Gleichstromquelle der geringe
Spalt zwischen Werkstück und
Elektrode von einem flüssigen Elektrolyten
durchflossonwird,
Zur
Konzentration des elektrochemischen Abtragen
auf
die gewünschten
Oberflächenteile des Werkstückes
ist es weiterhin
bekannt,
die
Oberflächen der Werkzeugelektrode, ausgenommen
die den zu be-
arbeitenden Werkstückflächen gegenüberlieg*jnden
Elektroden-
flächen mit einem elektrisch
nicht leitenden Werkstoff
zu über-
ziehen,
Die elektrochemische Metallabtragung
ist bereits für
verachie-
dene
abtragende Bearbeitungsverfahren,
insbesondere
zur Her-
stellung von Bohrungen
oder Vertiefungen
oder zum Entgraten
mechanisch bearbeiteter Werkstücke, bekanntgeworden,
und es sind
hierfür geeignete Vorrichtungen vorgeschlagen worden,
Das Verfahren
der alektroohemisohen Metallbearbeitung
ist aber
auch geeignet,
die mechanische Bearbeitung
von Werkstücken
in fort-
schrittlicher
Weise zu ersetzen oder zu ergänzen,
beispIelsweise
bei der Formgebung von ggf. harten
metallischen Werkstücken.
Die mechanische Formgebung
von Werkstücken ist mit-
unter mit
großen
Schwierigkeiten und
hohen Kosten verbunden,
insbesondere
dann, wenn die Werkstücke an für spangebende
Werk-
zeuge schwer
zugänglichen
Stellen bearbeitet werden sollen.
Hier ist das Verfahren der
elektrochemischen Metallbearbeitung geeignet,
eine Lücke zu schläeßenr
Zu den spangebend
oft nicht einfach durchzuführenden Arbeite::.
gehört auch das Einbringen von Längsnuten in die Oberfläche,
vorzugsweise
die Innenflächen
metallischer Werkstücke, Nach-
teilig
bei einer derartigen
Bearbeitung
ist die Gratausbildun
an den auslaufenden Nutenkanten,
die durch einen zusätzlichen
Arbeitsgang
entfernt werden muß.
Außerdem wird oft gefordert,
daß die eingebrachte Nut nicht scharfkantig
in die Werkstück-
innenfläche
übergeht, Die Verrundung
dieser scharfen
Bearbeitungskanten
stellt ebenfalls
eine zusätzliche Bearbeitungsauf-
gabe
dar, Eine
Vorrichtung anzugeben, die derartige Nachteile
nicht aufweist
und mit welcher insbesondere in der Serien-
fertigung durch elektrochemischen
Metallabtrag Längsnuten
in
metallische Werkstücke eingebracht werden
können,
hat sich die
vorliegende Anmeldung
zur Aufgabe gestellt,
Sie
betrifft eine Vorrichtung
zum Einbringen von Längsnuten
in
Werkstücke
aus elektrisch leitendem
Werkstoff durch elektro-
chemischen
Werkstoffabtrag mit
einer dem zu bearbeitenden Werk-
stüok anglpaßten
elektrisch leitenden Elektrode, deren Ober-
fläche mit Ausnahme der den
elektrochemisch zu bearbeitenden
gegenüberliegenden Oberflächenabschnitten
mit einem elektrisch
isolierenden Überzug
versehen ist,
Das
erfindungsgemäße Kennzeichen
ist eine becherartige Kappe
aus elektrisch
isolierendem Werkstoff,
die selbstdichtend und
einen Kanal
oder
Sammelraum
für den Elektrolyt
bildend auf eine
Stirnseite von
Werkstück und/oder Werkzeugelektrode aufgesetzt
ist.
Nach
der
weiteren Ausgestaltung der Erfindung
ist entweder
die Kappo
mit einem Elektrolytanachluß
oder die Werkzeugale.lztrodG
mit einer Längsbohrung
und einem Elektrolytan-
sohluß
versehen.
Es
ist besonders vorteilhaft, die elektrisch
isolierende
Schicht der
Werkzeugelektrode an den den einzuarbeitenden
Längsnuten gegenüberliegenden
Flächen
mit Gegennuten
zu ver-
sehen, Beim Einbringen von Längsnuten
durch elektrolytischen
Verkstoffabtrag"unter
geänderten Bedingungen,
d,h,
dickeren
Isolationsschichten, anderageartetem Elektrolyt, veränderter
Spannung und dgl. kann es zweckmäßig sein,
die Werkzeugelektrode
den im Werkstück einzuarbeitenden Längenut®n gegenüber
mit
aus der
Oberfläche herausragenden Stegen zu verugh®n, Anhand
der beigefügten
Abbildungen 1 bis 7
soll die Erfindung
nachstehend genauer beschrieben
werden.
| Abb, 1 zeigt die Seitenansicht - im Schnitt -
der nouon Vor- |
| richtung in einer Ausführung zum Einbringen von
Längs- |
| nuten auf einer Inuonfläche eines Hohlzylinders, |
| Abb, 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß
Abb. 1a |
| Abb, 3 gibt einen Schnitt durch den mit gerade verlaufenden |
| _ Längsnuten versehenen Hohlzylinder wieder. |
| Abb, 4 zeigt einen wie in Abb, 3 geformten Zylinder,
jedoch |
| mit schräg verlaufenden Längsrauten versehen, In |
| Abb, 5 und 6 ist die unterschiedlich mögliche Gestalt
der |
| Werkzeugelektrode aufgezeigt und |
| Abb, 7 zeigt in Seitenansicht - geschnitten -
eine andere Aus- |
| gestaltung der neuen Vorrichtung, nämlich zum Einbrin.. |
| gen von Längsnuten auf der Außenfläche eines Hohl- |
In Abb.
1 ist die Erfindung für
die Bearbeitung
eines
metallischen Hohlzylinders 1 gestaltet, Dieser Hohlzylinder
soll
auf seiner Innenfläche
beispielsweise mit vier grad-
linig verlaufenden
Längsnuten
2 versehen werden,
wie dies in
Abb,
1 durch die striohlinierten
Geraden 3 angedeutet, deut-
licher aber aus Abb,
2 zu ersehen ist,
In das Innere
des
Hohlzylinders ist die-an
dessen Innenradius
gut angepaßte
Werkzeugelektrode 4 eingesetzt, Diese ist mit einer zentralen
Längsbohrung
5 versehen und mit Ausnahme der den elektro-
chemisch zu bearbeitenden
Oberflächenabschnitten gegenüberliegenden
Oberfläche mit einer elektrisch isolierenden
Überzugsschicht
6 versehen, Die untere Stirnfläche von Werk-
stück 1 und Werkzeugelektrode
4 ist überdeckt von der becherartigen Kappe 7
aus elektrisch isolierendem
Werkstoff, welche
einem Sammelraum 8
für den Elektrolyt bildet und
mit den
Flächen 9 den Sammelraum
abdichtend auf der Stirnfläohe
des
Werkstückes 1 aufliegt,
Werkstick und Werkzeugelektrode sind
in der bezeichneten
Weise an eine Gleichstromquelle 1o
angeschlossen,
Während der
elektrochemischen Bearbeitung wird der Werkzeugelektrode 4
über
den Elektrolytanschluß
11 eine Elektrolyt zugeführt,
der
Bohrung
5 und
den Sammelraum
8 in Richtung der Pfeile 12
durchströmt
und anschließend
unter hohem Druck durch die
Spalts 13 hindurchtritt.
Die elektrisch isolierende Überzugssohicht
6 soll so bemessen sein, daß
zwischen ihr und der
Werkstückinnenwandung
kein Elektrolyt oder keine
nennenswerte Elektrolytmonge hindurchtritt,
Das Aussehen der fertig bearbeiteten
Hohlzylinder,
in den
wie erwünscht -
geradlinig verlaufende
Längsnuten
durch
elektrochemischen Abtrag
eingebracht sind, ist aus
Abb,
3
orsichtlich,.Mit
der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß
Abb,l
lassen sich aber nicht nur gradlinig verlaufende
Längsnuten
in
einen Hohlzylinder einbringen, sondern es können
genauso-
gut geneigt
verlaufende Längsnuten -
etwa wie die in Abb,
4
gezeigten -
eingebracht worden,
sofern die Werkzeugelektrode
in erforderlicher
Weise vorbereitet
ist,
Aus Abb5
wird deutlich,
in welcher Weise die Elektrode 4
an seinen den elektrochemisch
zu bearbeitenden gegenüber-
liegenden Oberflächenabschnitten
beschaffen sein soll, und
zwar werden gegenüber
den in das Werkstück
einzuarbeitenden
Nuten in die elektrisch isolierende Beschichtung
6 in der
dargestellten Weise Gegennuten
14 eingebracht. Diese bilden
Kanäle,
die vom Elektrolyten durchströmt werden. Die Breite
der Gegennuten
14 wird vornehmlich bestimmt durch
die Breite.
der einzuarbeitenden
Nuten 2, Je nach Art den verwendeten
Elektrolyten kann
die in das
Werkstück eingearbeitete
Nut
scharfkantig
oder verrundet
gestaltet werden,
Ist beispielsweise aus Festigkeitsgründen
die Aufbringung
einer dickeren Isolationsschicht
auf die Elektrode
erforder-
lach, so kann die elektrochemische Abtragung
besser ablaufen,
wenn
die den elektrochemisch zu bearbeitenden gegenüberliegenden
Oberflächenabschnitte
durchlaufende Stege 15 -
wie in
Abb,
6 -
aufweisen.
Eine
Vorrichtung
zum Einbringen von Lännganuten
auf der Außenfläohe
eines Hohlzylinders kann ebenfalls nach dem Prinzip
der Erfindung
aufgebaut werden, wie aus Abb,
7 deutlich wird,
Das Werkstück
sei wiederum ein Hohlzylinder, in dessen Außen-
fläche -
wie durch die strichlierte
Gerade 17 angedeutet -Längsnuten
elektrochemisch eingebracht
werden sollen, Dazu
wird eine
das Werkstück
16 umfassende, in entsprechender. Weise
präparierte
Werkzeugelektrode
18 verwendet.
Bei dem vorliegenden Anwendungsbeispiel
ist die becherartige,
mit einem Kanal
19 versehene Kappe
20 auf die obere
Stirn-
fläohe
von Verkstüok
und Warkzeugelekerode
aufgesetzt.
Der
Elektrolyte
wird beispielsweise durch den EektrolytanaahluD
21 in
-den Kaital.
19 eingefüllt und
strömt von dort
entsprechend
der Pfeile 23 durch
die Spalte
22, Zur Durchführung
der alektroahenisah abtragenden Bearbeitung sind Verks@tüak
16
und
Werkzeugelektrode
18 in. der aus Abb.
7 ersi.ahtl .ohm Valse
mit der Glsiohstromquelle 24 verbundene