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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung
von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur elektrochemischen
Bearbeitung von Bauteilen.
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Um
Oberflächen von Werkstücken zu veredeln, ist es
zum Beispiel möglich, elektrochemische Schichten auf diese
aufzubringen. Hierzu werden die Werkstücke im Allgemeinen
in einer galvanischen Anlage in Bäder eingebracht. Im Bad
wird das Werkstück mit einer ersten Elektrode kontaktiert.
Weiterhin befindet sich im Bad eine zweite Elektrode. Durch Stromfluss
scheiden sich Metallionen auf der Oberfläche des Werkstücks
ab. Um das Werkstück vollständig beschichten zu
können, ist es insbesondere bei elektrochemisch aufgebrachten
Schichten erforderlich, das Werkstück vollständig
in das Bad einzutauchen oder bei nur teilweisem Eintauchen das Werkstück
nach einer definierten Beschichtungszeit umzudrehen und die vorher
nicht eingetauchten Teile einzutauchen.
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Wenn
hohe Anforderungen an die Schichtqualität und an die Toleranz
der Schichtdicke gestellt werden, so werden zum Beispiel Elektroden,
Hilfselektroden oder bauteilgerechte Abblendungen eingesetzt, um
die Qualität der Beschichtung zu erhöhen.
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Neben
der galvanischen Beschichtung ist es auch möglich, durch
elektrochemische Metallbearbeitung Material von einem Werkstück
abzutragen und auf diese Weise dem Werkstück ein vorgegebenes
Oberflächenprofil zu verleihen. Hierzu werden üblicherweise
Elektroden eingesetzt, die dem Negativprofil des zu erzeugenden
Profils entsprechen.
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Bei
galvanischen Prozessen mit hoher Anforderung an die Präzision
der Beschichtung werden im Allgemeinen zunächst ein oder
mehrere Bauteile auf einem Warenträger bzw. einem Gestell
positioniert. Dieser Warenträger wird in eine Blenden-
oder Elektrodenkonfiguration im Bad eingeführt. Um gegebenenfalls
Hinterschnitte oder nicht galvanikgerecht geform te Bereiche der
Bauteile mit dem elektrischen Feld erreichen zu können,
werden im Gestell benötigte Hilfselektroden bereitgehalten.
Um die Qualität der Beschichtung zu verbessern, kann eine
Einzelteilpositionierung der Teile im Bad erfolgen. Hierdurch wird die
Positioniergenauigkeit verbessert und die Qualität wesentlich
gesteigert. Bei sehr hohen Forderungen an die Positioniergenauigkeit
der Elektrode werden zum Beispiel Maschinen eingesetzt, mit denen eine
einzelne Elektrode mit Hilfe von präzisen Achsantrieben
gegen das Werkstück bewegt wird, um auf diese Weise abtragende
oder aufbauende Prozesse mit hoher lokaler Auflösung und
Präzision zu erreichen.
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Bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist es erforderlich,
die Bauteile in aggressiver Umgebung zu positionieren. Insbesondere bei
sehr hohen Anforderungen an die Positionierung muss jedes einzelne
Bauteil sehr exakt in eine Blenden/Elektrodenkonfiguration eingesetzt
werden. Zudem muss für jedes zu fertigende Bauteil ein
Antrieb zur Positionierung der Elektrode vorgehalten werden. Die
Positionierung der Elektrode funktioniert jedoch nur, wenn das Teil
korrekt ausgerichtet und fixiert ist. Da jedes Bauteil einzeln fixiert
werden muss, sind bei mehreren Bauteilen in einem Warenträger
die Bauteile alle mit ihren Toleranzen auf eine gemeinsame Bezugsebene
hin auszurichten. Gleichzeitig müssen alle Elektroden jeweils
einzeln passend zum Bauteil in Abhängigkeit von Bauteil-
und Elektrodentoleranz justiert werden. Wenn beispielsweise Sitzbereiche von
Ventilen galvanisch beschichtet werden sollen, an deren Dichtheit
sehr hohe Anforderungen gestellt werden, muss eine sehr präzise
Beschichtung und Beschichtungsstärke erzielt werden. Hierzu
ist es erforderlich, Elektroden mit einem Abstand von ca. 50 μm
zu positionieren. Dies ist insbesondere bei der großtechnischen
Fertigung mit einem sehr hohen Aufwand verbunden.
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Eine
Vorrichtung, um Elektroden an veränderliche Geometrie für
elektrochemische Behandlung an ein Bauteil anzupassen, ist beispielsweise aus
DE-A 10 2004 044 676 bekannt.
Hierbei werden Stabelektroden, die beweglich angeordnet sind, zunächst
durch Aufsetzen auf die Bauteiloberfläche ausgerichtet,
fixiert und anschließend von der Bauteiloberfläche
abgehoben. Auf diese Weise wird ein gleicher Abstand der Elektroden
von der Bauteiloberfläche erzielt. Diese Anordnung eignet
sich jedoch nur zur Anpassung der Elektroden an Einbauteil, eine größere
Anzahl an Bauteilen, die in einem Warenträger aufgenommen
sind, lässt sich mit dieser Anordnung nicht gleichmäßig
beschichten.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Eine
erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur elektrochemischen
Bearbeitung von Bauteilen umfasst einen Träger zur Aufnahme
des Bauteils sowie mindestens eine Elektrode zur elektrochemischen
Bearbeitung des Bauteils. Die mindestens eine Elektrode ist relativ
zum Bauteil positionierbar. Weiterhin sind Mittel umfasst, mit denen
die Elektrode nach dem Positionieren mit dem Träger zur
Aufnahme des Bauteils verbunden werden kann.
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Durch
die Mittel, mit denen die mindestens eine Elektrode nach dem Positionieren
mit dem Träger zur Aufnahme des Bauteils verbunden werden kann,
ist auch während der Beschichtung eine exakte Ausrichtung
der Elektroden in Bezug auf das zu bearbeitende Bauteil möglich.
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Insbesondere
zur Bearbeitung von Erzeugnissen, die in Großserien elektrochemisch
bearbeitet werden, ist es bevorzugt, dass der Träger als
Matrix mit mindestens zwei Aufnahmen für Bauteile ausgebildet
ist. Mehr bevorzugt ist es, dass der Träger als Matrix
mit mindestens 10 Aufnahmen für Bauteile ausgebildet ist
und insbesondere als Matrix mit mindestens 50 Aufnahmen für
Bauteile. Durch die Anzahl der Aufnahmen lassen sich mehrere Bauteile
in den Träger positionieren und gleichzeitig bearbeiten. Aufgrund
von Toleranzen an der Außenkontur ergeben sich im Allgemeinen
unterschiedliche Positionen der einzelnen in der Matrix aufgenommenen
Bauteile. Diese unterschiedlichen Positionen müssen durch eine
Anpassung der Elektroden ausgeglichen werden. Um diese Toleranzen
auszugleichen ist es daher bevorzugt, dass jedem Bauteil mindestens
eine Elektrode zugeordnet ist. Diese mindestens eine dem Bauteil
zugeordnete Elektrode lasst sich bezüglich des Bauteils
ausrichten. Durch die erfindungsgemäße Fixierung
der Elektroden mit dem Träger zur Aufnahme des Bauteiles
können Bauteil und Elektrode vor dem Einsetzen in das Bad
zur elektrochemischen Bearbeitung zueinander ausgerichtet werden.
Auf diese Weise lassen sich jeweils Träger mit Bauteilen und
Elektroden vorbereiten und die Einheiten anschließend der
elektrochemischen Bearbeitung zuführen. Ein Ausrichten
im Bad ist nicht erforderlich.
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Um
eine präzise Oberflächenbearbeitung zu erzielen,
ist es bevorzugt, dass die Elektroden als Negativform der zu bearbeitenden
Fläche ausgebildet sind. Hierdurch ist es möglich,
einen gleichmäßigen Abstand zwischen der Elektrode
und der zu bearbeitenden Fläche zu erzielen. Eine präzise
Bearbeitung der Oberfläche ist möglich.
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Da
sich durch galvanische Abscheidung bei der galvanischen Beschichtung
oder durch Abtragen von Material bei der elektrochemischen Bearbeitung der
Abstand zwischen der Bauteiloberfläche und einer fest positionierten
Elektrode ändert, ändert sich damit auch die Spannung
und die so zu erzielende Präzision der Oberflächenbearbeitung.
Eine exakte Oberflächenbearbeitung kann dadurch gewährleistet werden,
dass Mittel zum Nachjustieren der Elektroden während der
elektrochemischen Bearbeitung umfasst sind, um eine durch Beschichtung
oder Abtrag entstehende Änderung des Abstandes zwischen Elektrode
und Bauteil ausgleichen zu können. Mit diesen Mitteln zum
Nachjustieren des Abstandes kann ein weitgehend konstant bleibender
Abstand zwischen Elektrode und Bauteil gewährleistet werden
und damit eine gleichmäßige und präzise
Oberflächenbearbeitung.
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Die
Verbindung der Elektroden mit dem Träger erlaubt es, alle
Elektroden gemeinsam nachzujustieren. Hierdurch können
auf einfache Weise auch mehrer Bauteile gleichzeitig bearbeitet
werden, wobei jeweils eine präzise und maßgenaue
Oberflächenbearbeitung erzielt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur elektrochemischen
Bearbeitung von Bauteilen umfasst folgende Schritte:
- (a) Positionieren mindestens eines Bauteils in einem Träger,
- (b) Positionieren mindestens einer Elektrode relativ zum Bauteil
und Fixieren der mindestens einen Elektrode in einem Elektrodenhalter,
- (c) Verbinden des Elektrodenhalters mit dem Träger,
in dem das Bauteil positioniert ist,
- (d) Positionieren des Trägers mit dem darin positionierten
Bauteil und dem daran befestigten Elektrodenhalter in einem Elektrolytbad
zur elektrochemischen Bearbeitung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, gleichzeitig
mehrere Bauteile elektrochemisch zu bearbeiten, wobei eine gute
Maßhaltigkeit erzielt wird.
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Durch
das Verbinden des Elektrodenhalters mit dem Träger, in
dem das Bauteil positioniert ist, wird eine maßhaltige
Positionierung zwischen Bauteil und Elektrode erzielt, wobei ohne
Verändern der Position der Elektroden auch ein Transport
der Einheit aus Träger und Elektrodenhalter mit Elektrode
möglich ist. Auf diese Weise können die Elektroden
auch außerhalb des Bades zur elektrochemischen Bearbeitung
positioniert werden.
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Um
mehrere gleiche Bauteile in gleicher Qualität elektrochemisch
zu bearbeiten, werden durch das Positionieren der Elektroden relativ
zum Bauteil zunächst alle Elektroden auf eine Bezugsebene
ausgerichtet. Auf diese Weise ist es möglich, während
der elektrochemischen Bearbeitung die Elektroden gemeinsam zu verschieben
und so eine gleichmäßige Bearbeitung zu erzielen,
da der Abstand zwischen Elektrode und Bauteil jeweils konstant gehalten
wird.
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Um
mehrere Bauteile gleichzeitig zu bearbeiten, werden in dem Träger
mindestens zwei gleiche Bauteile positioniert. Bevorzugt ist der
Träger so ausgestaltet, dass mindestens 10 gleiche Bauteile
positioniert werden, insbesondere derart, dass mindestens 50 gleiche
Bauteile positioniert werden.
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Um
die mindestens eine Elektrode relativ zum Bauteil zu positionieren,
wird die mindestens eine Elektrode vorzugsweise gegen das mindestens eine
Bauteil verschoben, bis diese am Bauteil anschlägt oder
ein definierter Spalt zwischen Elektrode und Bauteil eingestellt
ist. Ein definierter Spalt lässt sich zum Beispiel durch
ein Fluidpolster einstellen. Hierzu ist es zum Beispiel möglich,
in der Elektrode Austrittsöffnungen für ein Fluid
vorzusehen und ein Fluid unter einem vorgegebenen Druck durch die Elektrode
zu pressen. Zwischen der Elektrode und dem Bauteil baut sich ein
Fluidpolster auf, durch das der Abstand zwischen Elektrode und Bauteil
bestimmt wird. Als Fluid eignet sich dabei jede beliebige Flüssigkeit
oder jedes beliebige Gas, die gegen die Werkstoffe der Elektrode
und des Bauteils inert sind. Bevorzugt für das Fluidpolster
wird Luft eingesetzt.
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Eine
maßhaltige Beschichtung wird dadurch erzielt, dass während
der elektrochemischen Bearbeitung der Elektrodenhalter so verschoben
wird, dass der Abstand der mindestens einen Elektrode zum Bauteil
im Wesentlichen konstant bleibt. Insbesondere bei gleichzeitiger
Bearbeitung von mehreren identischen Bauteilen lasst sich durch
das Verschieben des Elektrodenhalters ein gleichmäßiges
Verschieben aller in dem Elektrodenhalter positionierten Elektroden
erzielen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglichen es, alle zu bearbeitenden Bauteile
außerhalb des Fluidbereiches, das heißt außerhalb
des Bades zur elektrochemischen Bearbeitung im Trockenen einzeln
passgenau zueinander zu positionieren und zu fixieren. Die einzelnen
Bauteile werden vorzugsweise einzeln im Träger aufgenommen
und kontaktiert. Hierzu wird bei mehreren zu bearbeitenden Bauteilen
eine Multikontaktkassette als Träger eingesetzt. Die Multikontaktkassette
kann als Warenträger durch die Vorrichtung zur elektrochemischen
Bearbeitung transportiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist eine solche Multikontaktkassette
eine Schnellwechselkupplung auf, um diese auf einfache Weise an
einen Bearbeitungskopf zu koppeln. Auf diese Weise lassen sich zunächst
die einzelnen Multikontaktkassetten bestücken und anschließend
an den Bearbeitungskopf koppeln, bearbeiten und nach der Bearbeitung
auf einfache Weise wieder entfernen, um die Bauteile zu entnehmen.
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Weiterhin
ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch
möglich, eine einzelne Anströmung durch getrennte
Fluidführung im Kassettenschacht zu realisieren. Hierbei
werden die einzelnen Aufnahmen für die Bauteile elektrisch
gegeneinander isoliert. Hierdurch lassen sich die spezifischen Abscheidebedingungen
an die jeweilige Position anpassen.
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Auch
lässt sich eine Einzelbestromung einzelner Zellen mit der
damit verbundenen Prozesskontrolle realisieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
dreidimensionale Schnittdarstellung eines Trägers und eines
zu bearbeitenden Bauteils,
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2 eine
dreidimensionale Schnittdarstellung einer Elektrode mit Elektrodenhalter,
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3 eine
dreidimensionale Schnittdarstellung eines Trägers mit darin
aufgenommenem Bauteil und dazu positionierter Elektrode.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines Trägers
und eines zu bearbeitenden Bauteils gezeigt.
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Ein
Träger 1 umfasst eine Aufnahme 3 für
ein zu bearbeitendes Bauteil 5. In der hier dargestellten Ausführungsform
ist das zu bearbeitende Bauteil 5 ein unteres Gehäuseteil
für einen Kraftstoffinjektor. Dieses umfasst einen Ventilsitz 7,
der mit einem hier nicht dargestellten Ventilglied verschlossen
werden kann. Da in einem Kraftstoffinjektor sehr hohe Drücke anliegen,
ist es erforderlich, den Ventilsitz sehr präzise zu bearbeiten,
um die notwendige Dichtheit zu erzielen.
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Da
das zu bearbeitende Bauteil 5 in der hier dargestellten
Ausführungsform rotationssymmetrisch ist, ist die Aufnahme 3 ebenfalls
rotationssymmetrisch als Bohrung ausgebildet. Das Bauteil 5 wird
zur Bearbeitung in die Aufnahme 3 eingesetzt. Die Aufnahme 3 ist
vorzugsweise so ausgebildet, dass das Bauteil 5 passgenau
bis an einen vorgegebenen Anschlag in den Träger 1 eingesetzt
werden kann. Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann die zu bearbeitende
Fläche in unterschiedlicher Höhe in Bezug auf den
Träger 1 positioniert sein.
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Die
Aufnahme 3 ist in der hier dargestellten Ausführungsform
von einer Abstandshülse 9 umgeben. Die Abstandshülse 9 legt
den Abstand zwischen dem Träger 1 und einer in 1 nicht
dargestellten Aufnahme für eine zur Bearbeitung erforderliche Elektrode
fest. Die Abstandshülse 9 ist vorzugsweise aus
einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere
einer Keramik gefertigt.
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Um
eine große Anzahl an Bauteilen 5 gleichzeitig
bearbeiten zu können, ist es bevorzugt, in einer Matrix
mehrere der in 1 dargestellten Träger
miteinander zu einer Multikontaktkassette zu verbinden. Hierzu kann
zum Beispiel eine plattenförmige Struktur vorgesehen sein,
in die die Aufnahmen 3 in gleichmäßigem
Abstand eingebracht sind. Die einzelnen Aufnahmen 3 werden
dann jeweils von einer Abstandshülse 9 umschlossen.
Der Abstand der Aufnahmen 3 wird so gewählt, dass
eine anschließende Bearbeitung durch Platzierung in einem
Bad zur elektrochemischen Bearbeitung möglich ist. Je dichter die
einzelnen Aufnahmen 3 zueinander positioniert sind, umso
mehr Bauteile 5 können auf gleicher Fläche
zur Bearbeitung positioniert werden.
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In 2 ist
eine dreidimensionale Schnittdarstellung einer Elektrode mit Elektrodenhalter
gezeigt.
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Eine
Elektrode 11 ist in einem Elektrodenhalter 13 geführt.
Im Elektrodenhalter 13 lässt sich die Elektrode 11 in
der hier dargestellten Ausführungsform in vertikaler Richtung
verschieben. Auf diese Weise kann die Elektrode 11 nach
Montage in einem definierten Abstand zum Bauteil 5 positioniert
werden. Die Elektrode 11 ist mit einer Kontaktiereinrichtung 15 verbunden. Über
die Kontaktiereinrichtung 15 kann die Elektrode 11 zum
Beispiel zur galvanischen Beschichtung des Bauteils 5 kathodisch
geschaltet werden. Alternativ ist es auch möglich, wenn vom
Bauteil 5 Material durch elektrochemische Bearbeitung abgetragen
werden soll, die Elektrode 11 über die Kontaktiereinrichtung 15 anodisch
zu schalten.
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Der
Elektrodenhalter 13 umfasst in der hier dargestellten Ausführungsform
weiterhin eine Klemmvorrichtung 17, mit der die Elektrode 11 im Elektrodenhalter 13 an
einer vorgegebenen Position fixiert werden kann. Die Klemmvorrichtung 17 umfasst
in der hier dargestellten Ausführungsform eine Klemmschelle 19,
die auf einer Hülse 21 am Elektrodenhalter 13 in
vertikaler Richtung verschiebbar ist. Die Klemmschelle 19 weist
eine konische Durchmesserverengung 23 auf, in der mindestens
eine Kugel 25 positioniert ist. Die Kugel 25 liegt
dabei auf einer oberen Stirnfläche 27 der Hülse
und der konischen Durchmesserverengung 23 der Klemmschelle 19 auf.
Durch Verschieben der Klemmschelle 19 in Richtung des Elektrodenhalters 13 wird
die mindestens eine Kugel 25 gegen die Kontaktiereinrichtung 15 der Elektrode 11 gedrückt
und so die Elektrode 11 an ihrer Position durch Klemmung
fixiert.
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Die
Klemmvorrichtung 17 umfasst weiterhin ein Federelement 29.
Das Federelement 29 ist in der hier dargestellten Ausführungsform
als Tellerfeder ausgebildet. Die Tellerfeder dient dabei insbesondere als
Kraftspeicher für den Transport der Multikontaktkassette.
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Um
zu vermeiden, dass bei der elektrochemischen Bearbeitung Elektrolytlösung über
den Elektrodenhalter 13 austreten kann, ist in der Führung 31 für
die Elektrode 11 ein Dichtelement 33, vorzugsweise
ein O-Ring aufgenommen. Das Dichtelement umschließt dabei
in der hier dargestellten Ausführungsform die Kontaktiereinrichtung 15 und
dichtet so einen unterhalb des Elektrodenhalters 13 angeordneten
Bereich, in dem sich Elektrolytlösung befindet, gegen die
Umgebung ab.
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Um
die Elektrode 11 in einem definierten Abstand zur zu bearbeitenden
Oberfläche zu positionieren, ist die Elektrode 11 in
der hier dargestellten Ausführungsform als Hohlkörper
mit einer Bohrung 35 ausgeführt. Die Bohrung 35 endet
in einer Düse 37, durch die ein durch die Bohrung 35 strömendes
Fluid austreten kann.
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Um
die Oberfläche des Bauteils 5 elektrochemisch
zu bearbeiten, wird die Elektrode 11 im Bauteil 5 positioniert.
In der hier dargestellten Ausführungsform wird die Elektrode 11 in
eine Innenbohrung 39 des als unteres Gehäuseelement
eines Kraftstoffeinspritzventils ausgebildeten Bauteils 5 positioniert.
Die Elektrode 11 weist dabei im Wesentlichen die negative
Form der zu beschichtenden Oberfläche auf. Auf diese Weise
wird ein gleichmäßiger Abstand zwischen der zu
bearbeitenden Oberfläche 39 des Bauteils 5 und
der Elektrode 11 erzielt.
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Nach
dem Einsetzen der Elektrode 11 in das Bauteil 5 wird
die Elektrode 11 in einem definierten Abstand zur zu bearbeitenden
Oberfläche positioniert. In der hier dargestellten Ausführungsform
ist die zu bearbeitende Oberfläche der Ventilsitz 7.
Die Positionierung der Elektrode 11 kann zum Beispiel dadurch
erfolgen, dass die Elektrode in das Bauteil eingesetzt wird, bis
diese an der zu bearbeitenden Fläche, das heißt
dem Ventilsitz 7, anliegt. Anschließend wird die
Elektrode angehoben, um einen definierten Abstand zwischen der zu
bearbeitenden Fläche 7 und der Elektrode 11 einzustellen.
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Alternativ
ist es auch möglich, zum Beispiel durch die Bohrung 35 in
der Elektrode 11 ein Fluid zuleiten, das über
die Düse 37 austritt. Bei einem definierten Druck
des Fluids in der Bohrung 35 stellt sich aufgrund des Drucks
ein vorgegebener Abstand zwischen der Elektrode 11 und
der zu bearbeitenden Oberfläche am Bauteil 5 ein.
Als Fluid eignet sich zum Beispiel Druckluft. Es ist aber auch jedes
beliebige andere Gas oder jede beliebige andere Flüssigkeit
verwendbar, die durch die Bohrung 35 und die Düse 37 geleitet
wird. Das Spaltmaß zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche
am Bauteil 5 und der Elektrode 11 ergibt sich
durch ein Gleichgewicht zwischen der Druckkraft aufgrund des Druckes
des durch die Bohrung 35 strömenden Fluids und
der Einfügekraft der Elektrode 11.
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Sobald
der vorgegebene Abstand zwischen der Elektrode 11 und dem
zu bearbeitenden Bauteil 5 eingestellt ist, wird die Elektrode
an dieser Position fixiert. In der hier dargestellten Ausführungsform
erfolgt das Fixieren der Elektrode durch Klemmen. Zum Klemmen eignet
sich zum Beispiel die in 3 dargestellte Klemmvorrichtung 17,
die als Schnellspannfutter ausgeführt ist. Es ist aber
auch jede beliebige andere, dem Fachmann geeignete Vorrichtung zum Fixieren
der Elektrode 11 verwendbar.
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Bevor
die Elektrode 11 zum Bauteil 5 hin ausgerichtet
wird, wird der Elektrodenhalter 13 mit dem Träger 1 verbunden.
Der richtige Abstand zwischen Elektrodenhalter 13 und Träger 1 wird
durch die Abstandshülse 9 eingestellt. Der Elektrodenhalter 13 wird
hierzu auf der Abstandshülse 9 positioniert. Das
Verbinden von Elektrodenhalter 13 und Träger 1 kann
durch jede beliebige, dem Fachmann bekannte Weise erfolgen. So ist
es zum Beispiel möglich, Klemmbacken oder andere Klemmvorrichtungen
vorzusehen, mit denen der Träger 1 und der Elektrodenhalter 13 miteinander
verbunden werden.
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Nach
dem Positionieren der Elektroden 11 im Bauteil 5 und
dem Fixieren der Elektroden 11 kann die so erzeugte Einheit
aus Träger 1, Bauteil 5, Elektrode 11 und
Elektrodenhalter 13 in den Prozessbereich zur elektrochemischen
Bearbeitung gefahren werden. Die Einheit aus Bauteil 5,
Träger 1, Elektrodenhalter 13 und Elektrode 11 wird
dann in einem Bad zur elektrochemischen Bearbeitung positioniert. Gleichzeitig
erfolgt eine elektrische Kontaktie rung, um die elektrochemische
Bearbeitung durchführen zu können. Die Kontaktierung
erfolgt zum Beispiel durch Schnellkupplungen, um eine einfache Verbindung
mit dem Bad und den notwendigen elektrischen Vorrichtung zu erzielen.
So lasst sich zum Beispiel der Träger 1 auf ein
Bad aufsetzen, so dass das durch den Träger 1 hindurchragende
zu bearbeitende Bauteil in der Elektrolytlösung positioniert
wird. Auf die Kontaktiereinrichtung 15 wird ein Bearbeitungskopf
aufgesetzt, über den die Kontaktiereinrichtung 15 elektrisch
kontaktiert wird. Da bei der elektrochemischen Bearbeitung Material
abgetragen oder Material aufgebracht wird, ändert sich
der Abstand zwischen der Elektrode 11 und der zu bearbeitenden Oberfläche
am Bauteil 5. Eine maßgenaue Bearbeitung erfordert
jedoch auch einen sehr präzisen Abstand zwischen der Elektrode 11 und
der zu bearbeitenden Oberfläche am Bauteil 5.
Um den Abstand zwischen Elektrode 11 und zu beschichtende
Oberfläche am Bauteil 5 konstant zu halten, ist
es in einer bevorzugten Ausführungsform möglich,
die Elektroden gleichmäßig zu bewegen.
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Wenn
ein Träger 1 mit mehreren Aufnahmen 3 für
mehrere Bauteile 5 eingesetzt wird, so wird auch ein Elektrodenhalter 13 mit
mehreren Aufnahmen für Elektroden 11 verwendet.
Auf diese Weise lässt sich jedem Bauteil 5 eine
Elektrode 11 zuordnen. Da die Elektroden 11 alle
in einem definierten Abstand zur zu bearbeitenden Oberfläche
am Bauteil 5 positioniert wurden, ist es mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung möglich, über einen einzigen Antrieb
alle Elektroden 11 gleichzeitig zu bewegen, um den durch Beschichtung
oder elektrochemische Bearbeitung sich ändernden Abstand
auszugleichen. Durch die Verwendung nur eines Antriebs können
alle Elektroden 11 synchron verstellt werden.
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Da
der Abstand der Elektroden 11 zur zu bearbeitenden Oberfläche
am Bauteil 5 in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eingestellt wird, treten Fehler, die bei herkömmlichen
Verfahren durch Bearbeitungstoleranzen auftreten können,
nicht auf. Die Bearbeitungstoleranzen werden durch die Positionierung
im Bauteil ausgeglichen.
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Auch
die gleichzeitige Bearbeitung unterschiedlicher Bauteile ist mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich,
wenn der Träger 1 entsprechend ausgebildet ist,
da die Elektroden 11 jeweils erst nach Einbringen des zu
bearbeitenden Bauteils 5 in den Träger 1 zum
Bauteil 5 ausgerichtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004044676
A [0007]