DE102009030332A1

DE102009030332A1 - Elektrodenhalterungsstruktur für eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102009030332A1
Application number: DE102009030332A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Hamamatsu-shi Asou; Seiya Hamamatsu-shi Kunioka; Hitoshi Hamamatsu-shi Muramatsu; Nobuyuki Hamamatsu-shi Suzuki; Akira Hamamatsu-shi Ishibashi; Makoto Hamamatsu-shi Kawai
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-02-11
Also published as: CN101613874A; JP5187023B2; US20090321253A1; CN101613874B; US8057647B2; JP2010007114A

Abstract

Eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung, in der sich eine Metallelektrode gegenüber einer Innenumfangsfläche eines Zylinders befindet, wobei die Elektrode und der Zylinder in einem Zustand mit Energie gespeist werden, in welchem Behandlungsflüssigkeit sich zwischen der Elektrode und der Zylinderinnenumfangsfläche befindet, um eine Vorgalvanisierung oder Galvanisierung an der Zylinderinnenumfangsfläche vorzunehmen. Die Metallelektrode ist lösbar an einer Metall-Elektrodenhalterung angebracht. Die Struktur enthält ein Kunstharz-Kuppelteil mit einem Gewindeabschnitt, welches in Eingriff mit einem an der Elektrodenhalterung ausgebildeten Gewindeabschnitt steht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung zum Vorgalvanisieren oder zum Galvanisieren einer zu behandelnden Werkstückoberfläche eines Werkstücks, insbesondere einer Zylinderinnenumfangsfläche eines Motorzylinders.
Beschreibung des Standes der Technik
In einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung zum Vorgalvanisieren oder zum Galvanisieren einer Zylinderinnenumfangsfläche eines Zylinders ist es notwendig, periodisch Wartungsarbeiten an einer Elektrode vorzunehmen, um sie zu reinigen oder mit einem neuen Belag zu versehen. Aus diesem Grund kann die Elektrode an einer Elektrodenhalterung angebracht und von ihr gelöst werden.
In einer Elektrodenhalterungsstruktur einer herkömmlichen Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 7-305198 (Patentveröffentlichung 1) sind gemäß 7 eine Elektrode 101 und eine Elektrodenhalterung 102 mit Gewindeabschnitten 103 bzw. 104 ausgestattet, die miteinander in Eingriff stehen. Außerdem zeigt die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 2006-2204 (Patentveröffentlichung 2) eine in 8 dargestellte Struktur, bei der ein Bolzen 105 eine Elektrodenhalterung 102 durchsetzt und in Gewindeeingriff mit einem Gewindeabschnitt 106 einer Elektrode 101 steht, so dass die Elektrode 101 an der Elektrodenhalterung 102 gehalten wird. In den 7 und 8 sind Zylinder 100 zu behandelnde Werkstücke.
Nach den in den Patentveröffentlichungen 1 und 2 beschriebenen Elektrodenhalterungen kann es jedoch, weil die Werkstoffe der Gewindeabschnitte (Gewindeabschnitte 103 und 104 oder Bolzen 105 und Gewindeabschnitt 106) beide aus Metall bestehen, zu einer Funkenbildung an den Gewindeabschnitten kommen, so dass es an diesem Gewindeabschnitt möglicherweise zu einem Haften-Bleiben kommt. Aus diesem Grund ist es dann schwierig, die Elektrode 101 zu lösen, so dass sich die Möglichkeit der Wartung der Elektrode 101 verschlechtert.
Diese Tendenz erweist sich besonders gravierend bei einer Rezirkulations-Galvanisiervorrichtung, in der eine zirkulierende Flüssigkeit zwischen der Elektrode 101 und einer Zylinderinnenumfangsfläche des Zylinders 100 zirkuliert, weil die Dichte des durch die Elektrode 101 und den Zylinder 100 fließenden Stroms größer ist als bei einer Tauch-Galvanisiervorrichtung.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht, und es ist ein Ziel der Erfindung, eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, Funkenbildung an dem Gewindeabschnitt zu vermeiden, an welchem eine Elektrode lösbar an einer Elektrodenhalterung angebracht ist, und die außerdem in der Lage ist, die Wartungsmöglichkeiten für die Elektrode zu verbessern.
Das oben angegebene Ziel sowie weitere Ziele der Erfindung lassen sich erreichen durch Schaffen einer Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung, welche umfasst:
eine Metallelektrode, die gegenüber einer zu behandelnden Werkstückoberfläche angeordnet ist, wobei die Elektrode und das zu behandelnde Werkstück in einem Zustand mit Energie gespeist werden, in welchem sich zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Werkstückoberfläche eine Behandlungsflüssigkeit befindet, und in diesem Zustand die Werkstückoberfläche vorgalvanisiert oder galvanisiert wird;
eine Elektrodenhalterung, an der die Elektrode lösbar angebracht ist; und
einen Kunstharz-Kuppelteil mit einem Gewindeabschnitt, der mit einem weiteren Gewindeabschnitt an der Elektrodenhalterung und/oder der Elektrode in Eingriff bringbar ist, um dadurch die Elektrode an der Elektrodenhalterung anzubringen.
Bei dem oben angegebenen Aspekt lassen sich die folgenden bevorzugten Ausführungsformen realisieren:
Es kann wünschenswert sein, dass entweder die Elektrode oder die Elektrodenhalterung aus einem konvexen Abschnitt gebildet ist, während die Elektrodenhalterung bzw. die Elektrode mit einem Gewindeabschnitt ausgestattet ist, das Kuppelteil mit einem Eingriffsabschnitt für den Eingriff mit dem konvexen Abschnitt ausgebildet ist, der Gewindeabschnitt des Kuppelteils in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt der Elektrode oder der Elektrodenhalterung steht, und der Eingriffsabschnitt des Kuppelteils über ein elastisches Element mit dem konvexen Abschnitt in Eingriff steht, um dadurch die Elektrode an der Elektrodenhalterung anzulagern.
Es kann wünschenswert sein, dass ein Energiezuführabschnitt der Elektrode und der Elektrodenhalterung eine flache Kontaktfläche der Elektrode und der Elektrodenhalterung umfasst.
Das Kuppelteil und die Elektrodenhalterung können den gleichen Außendurchmesser in einem Zustand haben, in welchem die Elektrode über das Kuppelteil an der Elektrodenhalterung befestigt ist.
Es kann außerdem wünschenswert sein, dass die Elektrode und auch die Elektrodenhalterung mit Gewindeabschnitten ausgebildet sind, und das Kuppelteil einen Gewindeabschnitt aufweist, der mit den Gewindeabschnitten sowohl der Elektrode als auch der Elektrodenhalterung in Eingriff steht.
Die Oberflächenbehandlungsvorrichtung kann eine Zirkulations-Oberflächenbehandlungsvorrichtung sein, in der die Behandlungsflüssigkeit zwischen der Elektrode und der Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks strömt und zirkuliert.
Die Oberflächenbehandlungsvorrichtung kann eine Tauch-Oberflächenbehandlungsvorrichtung sein, in der die Elektrode und das zu behandelnde Werkstück in einen mit Behandlungsflüssigkeit gefüllten Behandlungsflüssigkeitstank eingetaucht werden, und die Behandlungsflüssigkeit sich zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Werkstückoberfläche befindet.
Das zu behandelnde Werkstück kann ein Motorzylinder sein, wobei die zu behandelnde Oberfläche eine Zylinderinnenumfangsfläche des Zylinders sein kann.
Erfindungsgemäß sind die die Gewindeabschnitte, über die die Elektrode lösbar an der Elektrodenhalterung angebracht ist, bildenden Werkstoffe nicht Metalle, sondern bestehen aus einer Kombination aus Metall und Kunstharz. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Funkenbildung an den Gewindeabschnitten zu vermeiden, demzufolge ein Haften-Bleiben des Gewindeabschnitts vermieden werden kann und das Lösen der Elektrode sich einfach gestaltet. Damit lässt sich die Wartung erleichtern.
Die Besonderheit und weitere charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
1 eine seitliche Schnittansicht einer Galvanisiervorrichtung, in der eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
2 eine seitliche Schnittansicht einer Galvanisiervorrichtung, in der eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
3 eine seitliche Schnittansicht einer Galvanisiervorrichtung, in der eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
4 eine seitliche Schnittansicht einer Galvanisiervorrichtung, in der eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
5 eine seitliche Schnittansicht einer Galvanisiervorrichtung, in der eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
6 eine seitliche Schnittansicht einer Elektrode und einer Elektrodenhalterung gemäß 5;
7 eine seitliche Schnittansicht einer Struktur einer herkömmlichen Galvanisiervorrichtung; und
8 eine seitliche Schnittansicht einer Struktur einer weiteren herkömmlichen Galvanisiervorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Es sei angemerkt, dass die Begriffe ”oberer”, ”unterer”, ”rechts”, ”links” und dergleichen Begriffe sind, die hier in Bezug auf die zeichnerischen Darstellungen oder einen Gebrauchszustand einer Vorrichtung verwendet werden.
[Erste Ausführungsform (1)]
1 zeigt eine Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Eine Galvanisiervorrichtung 10 als Oberflächenbehandlungsvorrichtung ist eine Zirkulations- oder Umlauf-Galvanisiervorrichtung. In der Galvanisiervorrichtung 10 befindet sich gegenüber einer Zylinderinnenumfangsfläche 2 als zu behandelnder Oberfläche eines Zylinders 1 als zu behandelndes Werkstück eine Elektrode 11, es strömt und zirkuliert zwischen der Elektrode 11 und der Zylinderin nenumfangsfläche 2 eine Behandlungsflüssigkeit (eine Vorgalvanisier- oder Galvanisierflüssigkeit), und die Elektrode 11 und der Zylinder 1 werden in diesem Zustand mit Energie gespeist, um eine Vorgalvanisierung oder Galvanisierung oder eine Behandlung der Zylinderinnenumfangsfläche 2 vorzunehmen.
Die Galvanisiervorrichtung 10 enthält zusätzlich zu der Elektrode 11 eine Elektrodenhalterung 12, ein Kuppelteil 13, einen O-Ring 14 als elastisches Element, einen Befestigungskörper 15, ein unteres Einspannteil 16 und ein oberes Einspannteil 17. Man muss periodisch Wartungsarbeiten, beispielsweise Reinigungsarbeiten der Elektrode 11 vornehmen, um eine Oberflächenbelag oder eine spezielle Oberflächenbeschichtung zu erneuern. Aus diesem Grund besteht die Notwendigkeit, die Elektrode 11 abnehmbar an der Elektrodenhalterung 12 anzubringen.
Der Befestigungskörper 15 enthält und fixiert die Elektrodenhalterung 12, wobei das untere Einspannteil 16 sich auf einer oberen Stirnfläche des Befestigungskörpers 15 befindet. Das untere Einspannteil 16 enthält die Elektrode 11, an der oberen Stirnfläche des unteren Einspannteils 16 befindet sich eine untere Dichtung aus Silikonkautschuk. Der Zylinder 1 ist in dem unteren Einspannteil 16 über die untere Dichtung 18 platziert. Das obere Einspannteil 17 ist so aufgebaut, dass es von einem Luftzylinder vertikal bewegbar ist, wobei sich an einem unteren Ende des oberen Einspannteils 17 eine obere Dichtung 19 aus Silikonkautschuk befindet. Das obere Einspannteil 17 drückt den an dem unteren Einspannteil 16 platzierten Zylinder 1 in Richtung des unteren Einspannteils 16 und schließt den Zylinder 1 zwischen dem oberen Einspannteil 17 und dem unteren Einspannteil 16 ein.
Die Elektrodenhalterung 12 besteht aus Metall, beispielsweise SUS und Titan, und im Achsenbereich der Elektrodenhalterung 12 ist ein Innenströmungsweg für Behandlungsflüssigkeit, 20, gebildet, während sich an der oberen Mitte der Elektrodenhalterung 12 eine Anschlussbohrung 21 befindet. An dem oberen Außenumfang der Elektrodenhalterung 12 befindet sich ein Gewindeabschnitt 22, und eine obere Stirnfläche der Elektrodenhalterung 12 ist mit einer Ausnehmung 23 ausgestattet. Ein flächiger Abschnitt der Ausnehmung 23 bildet eine Kontaktfläche 24, die in Kontakt mit der Elektrode 11 tritt.
Die Elektrode 11 besteht aus Metall, beispielsweise SUS und Titan, und in der Mitte eines unteren Bereichs der Elektrode 11 ist ein Anschlussvorsprung 25 ausgebildet. Der Anschlussvorsprung 25 ist in die Anschlussbohrung 21 der Elektrodenhalterung 12 eingesetzt, um die Elektrode 11 in Bezug auf die Elektrodenhalterung 12 zu positionieren.
Im Achsenbereich der Elektrode 11 ist ein Innenströmungsweg für Behandlungsflüssigkeit, 26, gebildet, und dieser obere Strömungsweg 26 steht in Verbindung mit dem unteren Strömungsweg 20 für Behandlungsflüssigkeit der Elektrodenhalterung 12, um einen Innenströmungsweg 29 zu bilden.
Ein konvexer Abschnitt 27, der sich radial nach außen erstreckt, ist an einem unteren Ende des Außenumfangs der Elektrode 11 ausgebildet. Ein unteres Ende der Elektrode 11 mit dem konvexen Abschnitt 27 ist in der Ausnehmung 23 der Elektrodenhalterung 12 aufgenommen. Dabei bildet eine untere Stirnfläche der Elektrode 11 mit dem konvexen Abschnitt 27 eine Kontaktfläche 28, die in Berührung mit der Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12 tritt.
Das Kuppelteil 13 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, beispielsweise einem hitzebeständigen und spannungsfestem Kunstharz, beispielsweise UNI-LATE (registrierte Marke), und es ist ringförmig ausgebildet. Ein Gewindeabschnitt 30, der in Gewindeeingriff mit den Gewindeabschnitt 22 der Elektrodenhalterung 12 treten kann, ist an einem unteren Teil eines Innenumfangs des Kuppelteils 13 ausgebildet, und an einem oberen Bereich des Innenumfangs des Kuppelteils 13 ist ein Eingriffsabschnitt 31 ausgebildet. Der Eingriffsabschnitt 31 steht über einen O-Ring 14 mit einem konvexen Abschnitt 27 der Elektrode 11 in einem Zustand in Eingriff, in welchem der Gewindeabschnitt 30 in den Gewindeabschnitt 22 der Elektrodenhalterung 12 eingreift, wobei der Eingriffsabschnitt 31 den konvexen Abschnitt 27 über den O-Ring 14 in Richtung der Elektrodenhalterung 12 drückt. Folglich gelangt die Kontaktfläche 28 der Elektrode 11 unter Druck in Berührung mit der Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12, um dadurch einen Energiezuführabschnitt 32 zu bilden. Die Elektrode 11 ist lösbar mittels der Gewindeabschnitte 22 und 35 an der Elektrodenhalterung 12 angebracht.
Zwischen dem unteren Einspannteil 16, der Elektrode 11 und dem Kuppelteil 13 ist, wenn die Elektrode 11 an der Elektrodenhalterung 12 angebracht ist, ein mittlerer Außenströmungsweg 33 für Behandlungsflüssigkeit gebildet. Der mittlere Außenströmungsweg 33 steht in Verbindung mit dem unteren Außenströmungsweg 34 zwischen dem Befestigungskörper 15 und der Elektrodenhalterung 12, er steht außerdem in Verbindung mit dem oberen Außenströmungsweg 35, der zwischen der Elektrode 11 und dem sich zwischen dem unteren Einspannteil 16 und dem oberen Einspannteil 13 befindlichen Zylinder 1, wodurch ein Außenströmungsweg 36 gebildet wird.
Der Außenströmungsweg 36 und der Innenströmungsweg 29 stehen miteinander in Verbindung über einen Verbindungsströmungsweg 37 zwischen der Elektrode 11 und dem oberen Einspannteil 17, um dadurch einen Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg 38 zu bilden. Behandlungsflüssigkeit strömt in den Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg 38, und die Behandlungsflüssigkeit wird zwischen dem Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg 38 und einem nicht dargestellten Behandlungsflüssigkeitstank umgewälzt.
Die Elektrode 11 wird in der im folgenden beschriebenen Weise an der Elektrodenhalterung 12 angebracht.
Der Anschlussvorsprung 25 der Elektrode 11 wird in die Anschlussbohrung 21 der Elektrodenhalterung 12 in einen Zustand eingesetzt, in welchem das untere Einspannteil 16 von dem Befestigungskörper 15 gelöst ist, so dass die Achsen der Elektrode 11 und der Elektrodenhalterung 12 miteinander fluchten. Die Kontaktfläche 28 der Elektrode 11 wird in Berührung mit der Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12 gebracht.
Anschließend wird der O-Ring 14 in die Elektrode 11 an einer Stelle innerhalb des konvexen Abschnitts 27 der Elektrode 11 eingesetzt. Danach wird das Kuppelteil 13 an der Elektrode 11 angebracht, und der Gewindeabschnitt 30 des Kuppelteils 13 wird mit dem Gewindeabschnitt 23 der Elektrodenhalterung 12 verschraubt. In diesem Eingriffszustand wird der konvexe Abschnitt 27 der Elektrode 11 über den O-Ring aufgrund des Eingriffs des Eingriffsabschnitts 31 des Kuppelteils 13 in Richtung der Elektrodenhalterung 12 gedrückt, und die Kontaktfläche 28 der Elektrode 11 wird in Druckkontakt mit der Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12 gebracht. Auf diese Weise wird das Anbringen der Elektrode 11 vervollständigt.
Als nächstes wird der Zylinder 1 in der Galvanisiervorrichtung 10 auf die im folgenden beschriebene Weise positioniert.
Nachdem die Elektrode 11 an der Elektrodenhalterung 12 befestigt ist, wird das untere Einspannteil 16 an dem Befestigungskörper 15 angebracht, und der Zylinder 1 wird an der unteren Dichtung 18, die sich auf dem unteren Einspannteil 16 befindet, platziert. Das obere Einspannteil 17 wird durch Betätigung eines nicht dargestellten Luftzylinders abgesenkt, die obere Dichtung 19 an einer Unterseite des oberen Einspannteils 17 wird in Anlage an den Zylinder 1 gebracht, und der Zylinder 1 wird zwischen dem unteren Einspannteil 16 und dem oberen Einspannteil 17 über die untere Dichtung 18 bzw. die obere Dichtung 19 eingeschlossen, wodurch eine gute Abdichtung gewährleistet wird. Dabei befindet sich die Elektrode 11 an einer Stelle, in welcher sie in das untere Ein spannteil 16 und den Zylinder 1 eingeführt ist und der Zylinderinnenumfangsfläche 2 des Zylinders 1 gegenübersteht.
Im folgenden werden die Vorgalvanisier- und Galvanisierprozesse oder -behandlungen erläutert.
In einem Zustand, in welchem der Zylinder 1 in der Galvanisiervorrichtung 10 montiert ist, wird eine nicht dargestellte Pumpe in Gang gesetzt, um die Behandlungsflüssigkeit (das heißt die Vorgalvanisierflüssigkeit) in den Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg 38 (den Innenströmungsweg 29 und den Außenströmungsweg 36 der Behandlungsflüssigkeit) einzubringen, so dass die Flüssigkeit in dem Strömungsweg zirkuliert. Wenn die Zylinderbohrung 3 des Zylinders 1, welche von der Zylinderinnenumfangsfläche 2 umgeben ist, mit der Behandlungsflüssigkeit gefüllt ist, werden die Elektrode 11 und der Zylinder 1 von einer nicht dargestellten Stromversorgung mit Energie gespeist, so dass der Zylinder 1 einen positiven und die Elektrode 11 einen negativen Pol bildet. Die Zylinderinnenumfangsfläche 2 wird elektrolytisch im Zuge des Vorgalvanisierprozesses geätzt, so dass die Haftfähigkeit für die Galvanisierung verstärkt wird.
Bei dem Galvanisierprozess gelangt dieselbe Galvanisiervorrichtung 10 zum Einsatz wie bei dem Vorgalvanisierprozess. Der vorgalvanisierte Zylinder 1 wird an der Galvanisiervorrichtung 10 in der gleichen Weise montiert wie bei dem vorhergehenden Vorgalvanisierprozess, und anschließend erfolgt das Galvanisieren. Beim Galvanisieren werden allerdings die Elektrode 11 und der Zylinder 1 derart mit Energie gespeist, dass die Elektrode 11 zu einem positiven Pol und der Zylinder 1 zu einem negativen Pol wird. Durch diese Energiezufuhr wird die Zylinderinnenumfangsfläche 2 des Zylinders 1 galvanisiert. Der Zylinder 1 wird dann in einen Entfettungstank getaucht, in welchem vor dem Vorgalvanisiervorgang eine Chemikalie aufgenommen wurde, um Öl und Verunreinigungen, die sich an dem Zylinder 1 befinden, zu entfetten und zu entfernen.
In einem Versuch wurden einhundert Zylinder (Zylinder 1 mit dem galvanischen Überzug) durch Entfetten vorbereitet, um dann schlossen sich die Vorgalvanisierung und die Galvanisierung in der oben beschriebenen Weise an. Anschließend wurde die Elektrode 11 von der Elektrodenhalterung 12 gelöst, und es wurde überprüft, ob die Elektrode 11 an der Elektrodenhalterung 12 haftete.
Für dieses Experiment wurde gemäß 7 der gleiche Versuch durchgeführt wie bei der herkömmlichen Halterung, bei der eine Elektrode 101 und eine Elektrodenhalterung 102, die beide aus Metall bestanden, direkt miteinander in Gewindeeingriff über die Gewindeabschnitte 103 und 104 standen, und es wurde geprüft, ob die Elektrode 101 an der Elektrodenhalterung 102 haften blieb.
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, bestand die Elektrodenhalterungsstruktur bei diesem Experiment einerseits aus der Elektrodenhalterungsstruktur ”A” gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus 1, hingegen entsprach die Elektrodenhalterungsstruktur ”B” dem herkömmlichen Aufbau nach 7.
Bei der Elektrodenhalterungsstruktur ”B” sind die Werkstoffe für beide Gewindeabschnitte 103 (Außengewinde) an der Elektrode 101 und 104 (Innengewinde) an der Elektrodenhalterung 102 aus Metall (SUS oder Titan).

Andererseits bestanden bei der Elektrodenhalterungsstruktur ”A” das Material für den Gewindeabschnitt 22 (Außengewinde) an der Elektrodenhalterung 12 aus Metall (SUS oder Titan) und der Werkstoff für den Gewindeabschnitt 30 an dem Kuppelteil 13 aus Kunstharz (zum Beispiel UNILATE). [Tabelle 1]

Elektrodenhalterungsstruktur		Material des Gew	indeabschnitts	Bezugszeichen
Elektrodenhalterungsstruktur		Außengewinde	Innengewinde	Bezugszeichen
A	Struktur „A”	Metall (SUS, Titan)	Kunstharz (UNILATE)	Fig. 1
B	Struktur „B”	Metall (SUS, Titan)	Metall (SUS, Titan)	Fig. 7

(wobei: Struktur „A” bedeutet, dass eine Elektrode an der Elektrodenhalterung unter Verwendung eines Kunstharz-Koppelteils mit Gewindeabschnitt angebracht ist, und Struktur „B” eine Struktur bedeutet, bei der beide Gewindeabschnitte an der Elektrode und an der Elektrodenhalterung in Gewindeeingriff miteinander stehen, um die Elektrode an der Elektrodenhalterung zu befestigen).

Bei dem Entfettungsprozess handelt es sich bei der Chemikalie in dem Entfettungstank, in dem der Zylinder 1 eingetaucht wird, um MAXCLEEN NG30 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Kizai Corporation, die Flüssigkeitstemperatur der Chemikalie beträgt 50°C, die Eintauchzeit des Zylinders 1 beträgt 1,5 Minuten.
Bei dem elektrolytischen Ätzvorgang im Rahmen der Vorgalvanisierung handelt es sich bei der in dem Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg strömenden Behandlungsflüssigkeit um flüssige Phosphorsäure mit einer Flüssigkeitstemperatur von 85°C. Die Stromdichte an der Elektrode 11 und dem Zylinder 1 beträgt 70 A/dr², die Stromeinspeisezeit beträgt 1,5 Minuten.
Bei dem Galvanisierprozess handelt es sich bei der in den Behandlungsflüssigkeits-Strömungsweg 38 strömenden Flüssigkeit um flüssiges Nickelsulfat bei ei ner Flüssigkeitstemperatur von 65°C. Die in die Elektrode 11 und den Zylinder 1 eingespeiste Stromdichte beträgt 100 A/dm², die Stromeinspeisezeit beträgt 3 Minuten.
Nachdem einhundert Zylinder 1 verarbeitet waren, wurden die Elektroden 11 und 101 von der Elektrodenhalterung 12 bzw. 102 in der Galvanisiervorrichtung für die Vorgalvanisierung und der Galvanisiervorrichtung für den Galvanisiervorgang gelöst, und es wurde überprüft, ob es an den Gewindeabschnitten 22, 30, 103 und 104 und an anderen Stellen als den Gewindeabschnitten zu einem Haften-Bleiben gekommen war. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt.

Bei der Elektrodenhalterungsstruktur „A” ließ sich die Elektrode 11 nach der Vorgalvanisierung (elektrolytisches Ätzen) und der Galvanisierung ruckfrei lösen. Bei der Elektrodenhalterungsstruktur „B” wurden die Gewindeabschnitte 103 und 104 unter Kraft- und Zeitaufwand gelöst, und die Elektrode 101 wurde nach dem Vorgalvanisieren (dem elektrolytischen Ätzen) und nach dem Galvanisieren gelöst. In diesem Fall war es notwendig, an beiden Gewindeabschnitten 103 und 104 der Elektrode 101 und der Elektrodenhalterung 102 mit Hilfe von Gewindebohrern und Schneideisen Gewinde auszubilden. [Tabelle 2]

Elektrodenhalterungsstruktur	Haften beim elektrolytischen Ätzen		Haften beim Galvanisieren
Elektrodenhalterungsstruktur	Gewindeabschnitt	Anderer Bereich als Gewindeabschnitt	Gewindeabschnitt	Anderer Bereich als Gewindeabschnitt
A	Fehlt	Fehlt	Fehlt	Fehlt
B	Vorhanden	Fehlt	Vorhanden	Fehlt

Deshalb lassen sich mit der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Wirkungsweisen (1) bis (4) erzielen:

(1) Der Gewindeabschnitt 30 des Kunstharz-Kuppelteils 13 steht in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt 22 der Elektrodenhalterung 12, und die Elektrode 11 ist an der Elektrodenhalterung 12 befestigt. Aus diesem Grund sind die Werkstoffe der Gewindeabschnitte 22 und 30, über die die Elektrode 11 lösbar an der Elektrodenhalterung 12 angebracht ist, nicht in beiden Fällen Metalle, sondern es handelt sich um eine Kombination um Metall und Kunstharz. Damit ist es möglich, eine Funkenbildung an den Gewindeabschnitten 22 und 30 zu vermeiden, so dass im Ergebnis ein Haften-Bleiben der Gewindeabschnitte 22 und 30 vermieden werden kann. Die Elektrode 12 lässt sich leicht lösen, und die Wartungsfreundlichkeit der Elektrode 11 lässt sich verbessern. Da es möglich ist, eine Funkenbildung in den Gewindeabschnitten 22 und 30 zu vermeiden, lassen sich die Elektrode und der Zylinder 1 mit einem starken Strom beschicken, und die Verarbeitungszeit beim Vorgalvanisieren und beim Galvanisieren des Zylinders 1 lässt sich verkürzen.
(2) Der Gewindeabschnitt 30 des Kunstharz-Kuppelteils 13 steht in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt 22 der metallischen Elektrodenhalterung 12, der Eingriffsabschnitt 31 des Kuppelteils 13 steht mit dem konvexen Abschnitt 27 der Elektrode 11 über den O-Ring 14 in Eingriff und drückt gegen den konvexen Abschnitt 27, und die Elektrode 11 ist an der Elektrodenhalterung 12 befestigt. Da sich dazwischen der O-Ring 14 befindet, der einen Stoß absorbieren kann, lässt sich eine Beschädigung des Kuppelteils 13 vermeiden.
(3) Der O-Ring 14 befindet sich zwischen dem konvexen Abschnitt 27 der Elektrode 11 und dem Eingriffsabschnitt 31 des Kuppelteils 13, und der O-Ring 14 wird von der Behandlungsflüssigkeit, die während der Vorgalvanisierung oder der Galvanisierung (zum Beispiel 50°C oder darüber) erwärmt wird, expandiert. Selbst wenn daher die Kopplung zwischen den Gewindeabschnitten 22 und 30 der Elektrodenhalterung 12 und dem Kuppelteil 13, die verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, sich im Zuge der Vorgalvanisierung oder der Galvanisierung lockert, hebt sich diese Lockerung zwischen den Gewindeabschnitten 22 und 30 auf, weil die Ausdehnung des O-Rings 14 die Druckkraft, mit der die Elektrode entgegen die Elektrodenhalterung 12 gedrückt wird, zunimmt, und die Elektrode 11 sitzt fest an der Elektrodenhalterung 12. Gleichzeitig gelangen die Kontaktfläche 28 der Elektrode 11 und die Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12 miteinander in gleichförmige Berührung, so dass eine gleichmäßige Energiezufuhr erfolgen kann.
(4) Die Energiezuführabschnitt 32 zwischen der Elektrode 11 und der Elektrodenhalterung 12 wird gebildet durch den Druckkontakt zwischen der flachen Kontaktfläche 28 der Elektrode 11 und der flachen Kontaktfläche 24 der Elektrodenhalterung 12, der Gewindeabschnitt 22 der Elektrodenhalterung 12 ist an der Außenumfangsfläche der Elektrodenhalterung 12 gebildet, und es ist in dem Energiespeicherabschnitt 32 kein Durchgangsloch für den Gewindeabschnitt gebildet. Deshalb lässt sich die Kontaktflächengröße des Energiezuführabschnitts 22 vergrößern, und man erreicht eine hervorragende Energieeinspeisung. Selbst wenn es zu einem Haften an dem Energiezuspeiseabschnitt 32 aufgrund von Funkenbildung kommt, so entstehen solche Funken nur an einem anderen Bereich als an den Gewindeabschnitten 22 und 30, so dass die Elektrode 11 sich rechtwinklig zu der Elektrodenhalterung 12 bewegen kann, indem das Kuppelteil 13 gelockert wird. Hierdurch lässt sich die Elektrode 11 einfach lösen.

Bei dieser Ausführungsform wird die Elektrode 11 mit dem konvexen Abschnitt 27 ausgebildet, der mit dem Eingriffsabschnitt 31 des Kuppelteils 13 in Eingriff steht, und die Elektrodenhalterung 12 ist mit dem Gewindeabschnitt 22 ausgestattet, der in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt 30 des Kuppelteils 13 steht. Allerdings kann die Elektrodenhalterung 12 auch mit dem konvexen Abschnitt 27 ausgestattet werden, wohingegen die Elektrode 11 dann mit dem Gewindeabschnitt 22 versehen wird.
[Zweite Ausführungsform (2)]
2 zeigt eine Galvanisiervorrichtung, bei der eine zweite Ausführungsform der Elektrodenhalterungsstruktur der Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Bei der zweiten Ausführungsform sind Teilen oder Abschnitten, die jenen aus der ersten Ausführungsform entsprechen, gleiche Bezugszeichen verliehen, wobei eine wiederholte Erläuterung dieser Teile vereinfacht wird oder entfällt.
Eine Galvanisiervorrichtung 40 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Galvanisiervorrichtung 10 der ersten Ausführungsform im Aufbau eines Energiezuführabschnitts 41 der Elektrode 11 und der Elektrodenhalterung 12.
Eine konische Kontaktfläche 42 mit einem sich verjüngenden Abschnitt ist an einer oberen Endseite der Elektrodenhalterung 12 ausgebildet, und eine konische Kontaktfläche 43 mit einem sich verjüngenden Abschnitt befindet sich an einer unteren Endfläche der Elektrode 11. Diese Kontaktflächen 42 und 43 stehen miteinander in Berührung und bilden dadurch den Energiezuführabschnitt 41 der Elektrode 11 und der Elektrodenhalterung 12.
Dementsprechend lässt sich bei dieser Ausführungsform der folgende Effekt (5) zusätzlich zu den durch die erste Ausführungsform erreichten Wirkungsweisen (1) bis (4) erreichen:

(5) Weil der Energiezuführabschnitt 41 der Elektrode 11 und der Elektrodenhalterung 12 durch konische Kontaktflächen 43 und 42 der Elektrode 41 und der Elektrodenhalterung 12 gebildet wird, lassen sich die Flächengrößen der Kon taktflächen 43 und 42 erweitern, wobei die Achse der Elektrode 11 mit der Achse der Elektrodenhalterung 12 durch Befestigen des Kuppelteils 13 fluchtet.

[Dritte Ausführungsform (3)]
3 zeigt eine Galvanisiervorrichtung, bei der eine dritte Ausführungsform der Elektrodenhalterungsstruktur der Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet wird. Bei der dritten Ausführungsform sind gleichen Teilen und Abschnitten wie in der ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen verliehen, ihre wiederholte Erläuterung wird verkürzt oder entfällt.
Eine Galvanisiervorrichtung 50 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Galvanisiervorrichtung 10 der ersten Ausführungsform dadurch, dass Außendurchmesser einer Elektrode 51, eines Kuppelteils 52 und der Elektrodenhalterung 12 in einem Zustand, in welchem die Elektrode 51 mit Hilfe des Kuppelteils 52 an der Elektrodenhalterung 12 befestigt ist, gleich groß sind.
Durch diese Ausführungsform ist zusätzlich zu den Effekten (1) bis (4) der ersten Ausführungsform folgender Effekt (6) erzielt:

(6) In einem Zustand, in welchem die Elektrode 51 mit Hilfe des Kuppelteils 52 an der Elektrodenhalterung 12 befestigt ist, sind die Außendurchmesser der Elektrode 51, des Kuppelteils 52 und der Elektrodenhalterung 12 gleich groß. Deshalb gibt es keinerlei Abschnitt, der die Form der Strömung in dem Außenströmungsweg 36, durch den die Behandlungsflüssigkeit strömt, beeinträchtigt, so dass die Behandlungsflüssigkeit glatt in dem Außenströmungsweg 36 für die Behandlungsflüssigkeit strömen kann.

[Vierte Ausführungsform (4)]
4 zeigt eine Galvanisiervorrichtung, bei der eine vierte Ausführungsform der Elektrodenhalterungsstruktur der Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet wird. Bei der vierten Ausführungsform sind gleichen Teilen und Abschnitten wie bei der ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen verliehen, eine wiederholte Erläuterung dieser Teile wird vereinfacht oder entfällt.
Eine Galvanisiervorrichtung 60 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Galvanisiervorrichtung 50 der dritten Ausführungsform dadurch, dass sowohl die Elektrode 61 als auch die Elektrodenhalterung 12 mit Gewindeabschnitten ausgebildet sind und ein Kupplungsteil 62 mit Gewindeabschnitten ausgestattet ist, die mit dem Gewindeabschnitt der Elektrode 61 bzw. mit dem Gewindeabschnitt der Elektrodenhalterung 12 in Eingriff stehen.
Ein Gewindeabschnitt 63, der mit dem Gewindeabschnitt 22 der metallischen Elektrodenhalterung 12 in Eingriff bringbar ist, befindet sich an einem unteren Bereich eines Innenumfangs eines Kunstharz-Koppelteils 62. Ein Gewindeabschnitt 64 ist an einem oberen Teil des Innenumfangs des Koppelteils 62 ausgebildet, und der Gewindeabschnitt 64 kann in Eingriff gebracht werden mit einem Gewindeabschnitt 65 an einem unteren Bereich des Außenumfangs einer Metallelektrode 61. Die Gewindeabschnitte 22 und 63 und die Gewindeabschnitte 64 und 65 sind mit Gewinden versehen, die in die gleiche Richtung verlaufen.
Wenn die Elektrode 61 an der Elektrodenhalterung 12 angebracht wird, tritt der Gewindeabschnitt 63 des Kupplungsteils 62 in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt 22 der Elektrodenhalterung 12, und das Kuppelteil 62 wird an der Elektrodenhalterung 12 befestigt. Anschließend tritt der Gewindeabschnitt 65 der Elektrode 61 in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt 64 des Kuppelteils 62, wodurch die Elektrode 61 an dem Kuppelteil 62 befestigt wird. Damit wird die Elektrode 61 über das Kuppelteil 62 an der Elektrodenhalterung 12 befestigt. Deshalb wird bei dieser Ausführungsform der folgende Effekt (7) zusätzlich zu den Effekten (1) bis (4) und (6) der ersten und dritten Ausführungsform erreichbar:

(7) Die Elektrodenhalterung 12 und die Elektrode 61 sind mit den Gewindeabschnitten 22 bzw. 65 ausgestattet, und die Gewindeabschnitte 63 und 64, die mit den Gewindeabschnitten 62 bzw. 65 zusammenwirken, sind an dem Kuppelteil 62 ausgebildet. Deshalb ist es nicht notwendig, den O-Ring 14 anzubringen. Im Ergebnis lässt sich die Anbringung der Elektrode 61 vereinfachen.

[Fünfte Ausführungsform (5 und 6)]
5 zeigt eine Galvanisiervorrichtung, bei der eine fünfte Ausführungsform der Elektrodenhalterungsstruktur der Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet wird. Bei der fünften Ausführungsform sind gleichen Teilen und Abschnitten wie bei der ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen verliehen, und eine wiederholte Erläuterung wird vereinfacht oder entfällt.
Eine Galvanisiervorrichtung 70 der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Galvanisiervorrichtung 10 der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Galvanisiervorrichtung eine Tauchbad-Vorrichtung ist, bei der in einem Zustand, in welchem die Elektrode 11 der Zylinderinnenumfangsfläche 2 des Zylinders 1 gegenübersteht, der Zylinder 1 und die Elektrode 11 in einen mit einer Behandlungsflüssigkeit gefüllten Behandlungsflüssigkeitstank 71 eingetaucht werden, so dass die Behandlungsflüssigkeit sich zwischen der Elektrode 11 und der Zylinderinnenumfangsfläche 2 des Zylinders 1 befindet. In diesem Zustand wird Energie in die Elektrode 11 und den Zylinder 1 eingespeist, um eine Vorgalvanisierung oder eine Galvanisierung durchzuführen.
In diesem Fall steht der Gewindeabschnitt 30 des Kunstharz-Kuppelteils 13 in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt 22 der Metall-Elektrodenhalterung 12, der konvexe Abschnitt 27 der Elektrode 11 wird über den O-Ring 14 gegen die Elektrodenhalterung 12 gedrückt, und die Elektrode 11 ist lösbar an der Elektrodenhalterung 12 befestigt. Im Ergebnis werden die gleichen Effekte (1) bis (4) wie bei der ersten Ausführungsform erzielt.
Eine Befestigungsstruktur 72 in 5 dient zum Fixieren des Zylinders 1, eine Stromversorgungseinheit 21 dient zum Zuführen von Energie zu dem Zylinder 1 und der Elektrode 11.
Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass zahlreiche weitere Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch dann angewendet werden, wenn das zu behandelnde Werkstück ein mittig mit dem Zylinderkopf, der einen Zylinder und ein Kurbelgehäuse enthält, integrierter Zylinderkopf ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 7-305198 [0003]
- JP 2006-2204 [0003]

Claims

Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung, umfassend: eine Metallelektrode, die gegenüber einer zu behandelnden Werkstückoberfläche angeordnet ist, wobei die Elektrode und das zu behandelnde Werkstück in einem Zustand mit Energie gespeist werden, in welchem sich zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Werkstückoberfläche eine Behandlungsflüssigkeit befindet, und in diesem Zustand die Werkstückoberfläche vorgalvanisiert oder galvanisiert wird; eine Elektrodenhalterung, an der die Elektrode lösbar angebracht ist; und einen Kunstharz-Kuppelteil mit einem Gewindeabschnitt, der mit einem weiteren Gewindeabschnitt an der Elektrodenhalterung und/oder der Elektrode in Eingriff bringbar ist, um dadurch die Elektrode an der Elektrodenhalterung anzubringen.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der entweder die Elektrode oder die Elektrodenhalterung aus einem konvexen Abschnitt gebildet ist, während die Elektrodenhalterung bzw. die Elektrode mit einem Gewindeabschnitt ausgestattet ist, das Kuppelteil mit einem Eingriffsabschnitt für den Eingriff mit dem konvexen Abschnitt ausgebildet ist, der Gewindeabschnitt des Kuppelteils in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt der Elektrode oder der Elektrodenhalterung steht, und der Ein griffsabschnitt des Kuppelteils über ein elastisches Element mit dem konvexen Abschnitt in Eingriff steht, um dadurch die Elektrode an der Elektrodenhalterung anzulagern.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Energieeinspeiseabschnitt der Elektrode und der Elektrodenhalterung eine flache Kontaktfläche der Elektrode und der Elektrodenhalterung umfasst.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Energieeinspeiseabschnitt der Elektrode und der Elektrodenhalterung eine konische Kontaktfläche der Elektrode und der Elektrodenhalterung umfasst.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kuppelteil und die Elektrodenhalterung den gleichen Außendurchmesser in einem Zustand aufweisen, in welchem die Elektrode von dem Kuppelteil an der Elektrodenhalterung angebracht wird.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sowohl die Elektrode als auch die Elektrodenhalterung mit Gewindeabschnitten ausgebildet sind, und das Kuppelteil einen Gewindeabschnitt aufweist, der mit den Gewindeabschnitten sowohl der Elektrode als auch der Elektrodenhalterung in Eingriff steht.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Ansrpuch 1, bei der die Oberflächenbehandlungsvorrichtung eine Zirkulations-Oberflächenbehandlungsvorrichtung ist, in welcher die Behandlungsflüssigkeit zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Werkstückoberfläche strömt und zirkuliert.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Oberflächenbehandlungsvorrichtung eine Tauch-Oberflächenbehandlungsvorrichtung ist, in welcher die Elektrode und das zu behandelnde Werkstück in einen Behandlungsflüssigkeitstank eingetaucht werden, in welchem die Behandlungsflüssigkeit aufgenommen ist, und die Behandlungsflüssigkeit sich zwischen der Elektrode und der zu behandelnden Werkstückoberfläche befindet.
Elektrodenhalterungsstruktur einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zu behandelnde Werkstück ein Motorzylinder ist und die zu behandelnde Oberfläche eine Zylinderinnenumfangsfläche des Zylinders ist.