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Selbsttätiges Handgerät zur elektrolytischen Behandlung für die metallographische
Prüfung von Metallgegenständen
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zum Polieren und Atzen von Metallgegenständen auf einer punktartigen Fläche, fur die Zwecke metallographischerPrüfungen.
Im Zusammenhang mit der Qualitätskontrolle von Metallgegenständen, z. B. von Maschinenbau- teilen, ist es eine alte Forderung der Industrie, diese Bauteile sowohl einzeln, als auch im einge- bauten Zustand einer zerstörungsfreien Struktur- prüfung unterwerfen zu können. Bekannterweise wird hiefür durch das auf einer punktartigen Fläche erfolgende elektrolytische Polieren bzw. Ätzen eine
Möglichkeit geboten. Das Wesen dieses Verfahrens ist, die Oberfläche des zu prüfenden Bauteiles, un- beschadet der Festigkeits-oder Konstruktions-, bzw.
Arbeitsrücksichten. lokal zu zerstören und nötigen- falls in einem verhältnismässig kleinem Umkreis abzuschleifen, was mit Hilfe von in der Industrie für ähnliche Zwecke auch sonst gebräuchlichen Werkzeugen in den meisten Fällen ohne besondere Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.
Hierauf folgt die zweifellos heikelste Phase des Vorbereitungsvorganges, das eigentliche Polieren.
Zu diesem Zwecke wurden verschiedenartige Punktpoliergeräte konstruiert, die für die nötige Bearbeitung der vorbereiteten Fläche auch etwa ohne Ausmontieren des Bauteiles geeignet sind. Das Ätzen selbst wird entweder durch bei den üblichen Strukturprüfungcn verwendete chemische Mittei oder aber mittels Elektrolvse bewirkt. Zur Durchführbarkeit dieser Vorgänge ist naturgemäss ein Gerat nötig, das geeignet ist, den Elektrolyten und den zur Elektrolyse nötigen Strom auf die zu prü- fende, etwa schwer zugängliche und unter Um-
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Bei den bekannten Anordnungen wird der Elektrolvt mit Hilfe eines als Handwerkzeug ausgebildeten sogenannten Polierkopfcs auf die zu polierende Oberfläche aufgebracht.
Der Polierkopf selbst bildet ein Elektrolytgefäss. dessen vorderes Ende eine Arbeitsspitze mit einer der zu behandelnden Oberfläche entsprechenden Abmessung aufweist, wobei das hintere Ende mit dem Niveaugefäss kommuniziert. Von letzterem strömt der Elektrolyt, unter Wirkung der Schwerkraft in den Polierkopf und durch denselben hindurch auf die zu behandelnde Oberfläche. Die Stromzuführung bsorgt ein vom hinteren Ende des Polierkopfes in die Arbeitsspitze hineinragender. deren vorderes Ende jedoch nicht erreichender Pol. Zwischen dem Pol und der mit dem Gegenpol verbundenen zu behandelnden Fläche schliesst sich der Stromkreis durch die sich im Polierkopf anhäufende und die Vorderseite des Poles überdeckende Elektrolytsäule hindurch.
Mit Rücksicht auf die Niveaugefässe hat sich die Verwendung derartiger Geräte schwerfällig ezeig'f. aus welchem Grunde man die Aufgabe derart zu losen versuchte, dass als Polierkopf Injektionsspritzen zur Verwendung gelangten, deren als Pol verwendete Nadel abgeschliffen wurde. wobei man zur Sicherung des Zwischenraumes zwischen Pol und Gegenpol. d. h. zur Sicherung des Anoden-Kathoden-Abstandes auf die Nadel ein Gasgehäuse aufgeschloben hat, welches die Nadel um einige Millimeter überragt hat.
Da aber zum Schutz des Glasgehäuses, hauptsächlich gegen mechanische Beanspruchungen, zwischen der Na-
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Einstel-Durchmesser der Nadel mit erheblicher Kraftentfaltung. auf die zu behandelnde Oberfläche an- hingen musste'. was. mit Rücksicht auf das auch sons@ heikle Glasgehäuse, die Behandlung der Spritze erheblich erschwert hat. Die Schwerfiil1ig- keit der Behandlung wurde noch dadurch gestei- gert. dass der Elektrolyt durch die klein bemessene Nadel hindurch praktisch nicht aufgesaugt werden kann. weswegen die Nadel bei jedem Füllen abzumontieren ist. was teils die Entfernung des Kabels, teils aber die des heiklen Glasoehäuses und den Wiedereinbau dieser Teile nötig machte.
Das Ziel der Erfindung ist in erster Linie ein Punktpolierhandgerät bzw. Polierkopf, bei welchem
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einen Druck ausüben, steigert sich die Elektrolyt- strömung noch weitergehend. Die Erfindung betrifft dementsprechend ein zur Behandlung von Metallgegenständen geeignetes, selbsttätiges Hand- gerät, welches ähnlich einem Teil der bekannten
Geräte ähnlicher Bestimmung ein Elektrolytgefäss, einen mit einem mit dem Elektrolytgefäss kommu- nizierenden Durchlass versehenen und der äusseren
Stromquelle anschliessbaren elektrischen Pol, wei- ters eine den Pol überragende, aus isolierendem Material hergestellte hohle Arbeitsspitze besitzt, bei welchem jedoch das Elektrolytgefäss,
der Pol und die Arbeitsspitze erfìndungsgemäss miteinander dichtend verbunden sind und einen lediglich gegen die Arbeitsspitze zu offenen Hohlraum bilden. Bei einer derartigen Anordnung ist es klar, dass eines- teils der Elektrolyt vom Polierkopf in keiner Lage desselben unbeabsichtigt herausfliessen kann, andernteils dass sich die im Laufe der Elektrolyse entstehenden Gasblasen im Elektrolytgefäss im Raume über der Elektrolytsäule anhäufen und dortselbst eine Druckerhöhung verursachen, wobei durch das Entweichen des Elektrolyts durch die Arbeitsspitze hindurch die Elektrolytströmung gesteigert wird.
Weitere Details des Erfindungsgegenstandes werden an Hand der Zeichnungen veranschaulicht, die den erfindungsgemässen Polierkopf im'Zusammenhang mit einigen Ausführungsbeispielen darstellen : Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Polierkopfes, Fig. 2 ein Schaltschema bezüglich der Verwendungsweise des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt eines Details eines anderen Ausführungsbeispieles,
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lass 11 versehenen elektrischen Pol, bzw. Elektrode 12, sowie eine den Pol 12 überragende, aus iso- lierendem Stoff hergestellte hohle Arbeitsspitze 13.
Erfindungsgemäss stehen das Elektrolytgefäss 10, der Pol 12 und die Arbeitsspitze 13 in dichtender
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zu offenen'Hohlraum 15. Zu diesem Zweck wird das Elektrolytgefäss 10 beim Ausführungsbeispiel durch einen, sich mit seinem offenen Ende 16 dem Pol 12 anschliessenden Sack 17 mit elastischer Wand gebildet. Die dichtende Verbindung zwischen dem Elektrolytgefäss 10 und dem Pol 12 wird dadurch erzielt, dass das sich verjüngende
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satz 18 des Pols 12 aufgeschoben ist.
Um einen dichtenden Anschluss des Poles 12 und der Arbeitsspitze 13 zu gewährleisten, umgibt der zylindrische hintere Teil 20 der sich an ihrem Vorderende ebenfalls verjüngenden Arbeitsspitze 13 passend den Vorderansatz 21 des Poles 12.
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das Elektrolytgefäss 10, sowie den Pol 12 durch einen aus elektrisch isolierendem Stoff hergestellten, als Schaft ausgebildeten Mantel zu umgeben.
In diesem Falle ist nämlich nicht nur das Elektro-
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Mantel 22 aus dem zylindrischen Mittelteil 23, sowie aus der diesem anschliessenden vorderen Haube 24 und hinteren Haube 25. Zwischen die Haube 25 und den Mittelteil 23 ist der mit Zuführung 26 versehene Polschuh 27 eingesetzt, welcher im Inneren des Mantels 22 elektrisch leitend mit dem Pol 12 verbunden ist. Die elektrische Verbindung wird zweckmässig durch den im Inneren des Mantels 22 angebrachten, aus leitendem
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welcher geeignet ist, den Mantel 22 gegen mechanische Inanspruchnahmen zumindest zum Teil zu entlasten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Halterkörper durch das der inneren Fläche des Mantels 22 angepasste Futter 28 gebildet, welches also nicht nur den den Polschuh 27 belastenden Druck aufnimmt, sondern den Mantel 22 auch gegen einen Querdruck entlastet.
Der Pol 12 besitzt im dargestellten Ausführungs-
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und der Verlängerung 21 die Hülle 29, welche unter Zwischenschaltung der Dichtung 30 zwischen den Halterkörper 28 und die Vorderkappe 24 eingepresst ist. Diese Anordnung sichert die Dichtung des Anschlusses zwischen Pol 12 und Arbeitsspitze 2 in einer gesteigerten Weise und es wird hiedurch.
gleichzeitig der von dem Anschrauben der Haube 24 herrührende Druck ebenfalls auf das
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Mantel 22 und der Mittelteil 2'3 gegen Längsund Querbeanspruchungen gleichsam entlastet sind.
Es ist zweckmässig, den erfindungsgemässen Polierkopf auch mit einer die Flüssigkeit durch die Arbeitsspitze 13 und den Pol 12 hindurch in das Elektrolytgefäss 10 aufsaugenden Anordnung zu versehen, da in diesem Falle weder die Verwen-
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dung eines besonderen Füllventiles, noch beim Füllen das Entfernen der Vorderkappe 24 und der Arbeitsspitze 13 nötig werden.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Aufsauganordnung durch den den Sack 17 elastisch verformenden und in der hinteren Haube 25 in Achsenrichtung verschiebbar gelagerten Druckknopf 31 gebildet, welcher unter Vermittlung der Plattenfeder 32 sich dem das Elektrolytgefäss 10 bildenden Sack mit elastischer Wand an-
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beim Abdrücken des Druckknopfes 31 in Pfeilrichtung der Sack 17 zusammengedrückt und die Luft aus demselben durch die Arbeitsspitze 13 herausgspress. wird. Beim Loslassen des Druckknopfes 31 nimmt der Sack 17 seine ursprüngliche Form an, wobei die Feder 32 den Druckknopf 31 in seine ursprüngliche Lage zurück-
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Unterdruck, unter dessen Einwirkung das die Arbeitsspitze 13 überflutende Medium, z. B.
Elektrolyt oder Spülflüssigkeit durch die Arbeitsspitze 13 und durch den Durchlass 11 des Poles 12 in den Hohlraum eindringt und denselben z. B. bis zum Niveau 34 auffüllt.
Die Benützungsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Polierkopfes ist die folgende :
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die isolierte Zuführung 26 des Polierkopfes zweckmässig mit dem negativen Pol der Stromquelle 35 verbunden, d. h.
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tive Pol der Stromquelle 35 wird mit Hilfe des Haftmagnets 36 dem zu prüfenden Bauteil angeschlossen und im gegebenen Falle mit der Kurbel- welle 37 in eine elektrisch leitende Verbindung gebracht, so dass das Prüfstück als Anode geschaltet ist. Die Kurbelwelle 37 kann naturgemäss auch in einmontiertem Zustand geprüft werden, was durch die in Fig. 2 mit fett gezogener Linie dargestellten Lager 38-39 angedeutet wird.
Das Prüfstück kann im Notfall geerdet werden, wie dies an
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Die Arbeitsspitze 13 des Polierkopfes wird in den zu verwendenden Elektrolyten getaucht und durch Eindrücken des Knopfes 31 in Richtung des Pfeiles 33 in den Hohlraum 15 der Elektrolyt aufgesaugt. Die Arbeitsspitze 13 wird hierauf an die in bekannter Weise vorbereitete und in der Figur verzerrt dargestellte Fläche 41 der Kurbelwelle 37
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26,35, 36,37 durch die Elektrolytsäule im Durchlass 11 als Belastungswiderstand geschlossen und die Elektrolyse setzt ein. Mittlerweile wird der Abstand der Kathode 12 und der Anode 37 durch den den Pol 12 überragenden Abschnitt der Arbeitsspitze 13 gesichert.
Die während der Elektrolyse entstehenden Gasblasen gelangen durch den Teil 19 der Arbeitsspitze 13 und den Durchlass 11 des Pols 12 hindurch in das Elektrolytgefäss 10 und sammeln sich
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erhöht sich demzufolge und zieht das Ausströmen des Elektrolyts durch die Arbeitsspitze 13 auf die zu behandelnde Fläche 41 nach sich. Die Strömung des Elektrolyten geht also selbsttätig vor sich und es ist ein Eingreifen mit Hilfe des Druckknopfes 31 nur dann nötig, falls die Intensität der Strömung von irgendeinem Gesichtspunkt aus nicht ausreichend ist. Dies verursacht aber ebenfalls keine besondere Schwierigkeit, da doch die Bedienungperson den Knopf 31 mit dem Daumen drücken kann, ohne dass hiezu ihre andere Hand in Anspruch zu nehmen wäre.
Nach Beendigung der elektrolytischen Behandlung wird der Polierkopf von der Arbeitsfläche 41 entfernt, in welchem Falle sich einerseits der Stromkreis automatisch öffnet, und anderseits, wegen Entfallen der Gasblasenentwicklung, auch die Elektrolytströmung aufhört. Der ernndungsgemässe Polierkopf arbeitet also sowohl in Hinsicht auf das Schliessen und öffnen des Stromkreises, als auch hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Elektrolyt-
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wirkung des Elektrolyts zu befreien.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist zwischen den Sack 17 und den ringförmigen Ansatz 18 des Pols 12 eine aus korrosionsbeständigem Stoff hergestellte starre zylindrische Verlängerung 42 eingesetzt, um eine Berührung des Sackes 17 mit dem Elektrolyt zu verhindern. Wird nämlich nur soviel Elektrolyt aufgesaugt, wie in einer nicht allzu schrägen Lage des Polierkopfes auf der inneren Seite der Verlängerung 42 zurückbleibt, ent-
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Saugwirkung,bloss darauf zu achten, nach Gebrauch den zurückgebliebenen Elektrolyten durch Abdrücken des Knopfes 31 aus dem Hohlraum 15 zu entfernen. bevor noch der Polierkopf in eine waagrechte Lage gelang;.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterschei-
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tätigbaren Kolben 43 abgeschlossenen Zylinder 44 gebildet wird. Die Betätigung des Kolbens 43 von aussen wird durch die in der Haube 25 geführte
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sichert.
Zum Aufsaugen des Elektrolyten wird die Kolbenstange 45 zunächst in Richtung des Pfeiles 33 weitergeschoben, sodann die Arbeitsspitze 13 in den Elektrolyten getaucht, die Stange 33 wiederum zurückgeschoben, so dass in den hinter dem
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Kolben 43 entstehenden luftarmen Raum Elektrolyt eindringt.
Ansonst entspricht die Gebrauchsweise dieser Ausführungsform im wesentlichen der vorherigen.
Mit dem erfindungsgemässen Polierkopf kann man bei entsprechender Wahl der Stromdichte und der Spannung naturgemäss gleichfalls auch ein elektrolytisches Polieren und Atzen vornehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
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fläche, welches ein Elektrolytgefäss, einen mit einem mit dem Elektrolytgefäss kommunizierenden Durchlass versehenen und an eine äussere Stromquelle anschliessbaren elektrischen Pol, sowie eine den Pol überragende, aus elektrisch isolierendem Material hergestellte hohle Arbeitsspitze besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolytgefäss (10), der Pol (12) und die Arbeitsspitze (13) miteinander dichtend verbunden sind und einen lediglich
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bilden.