DE1294164B

DE1294164B - Elektrodenhalter fuer eine Anzahl von austauschbaren Elektroden

Info

Publication number: DE1294164B
Application number: DEG38200A
Authority: DE
Inventors: Andrews James Dair
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-07-24
Filing date: 1963-07-16
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3314875A; SE310396B; GB976493A; CH429983A; FR1364403A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroden- einzeln oder zu mehreren bei exakter Reproduzierhalter für eine Anzahl von austauschbaren Elektro- barkeit der geometrischen Anordnung und des elekden, die zur elektroerosiven Bearbeitung von Werk- irischen Kontaktwiderstandes rasch auszuwechseln stücken vorgesehen sind. sind.

Auf dem Gebiet der elektroerosiv arbeitenden 5 Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Maschinen sind bereits Elektrodenhalter bekannt, in einen Elektrodenhalter gelöst, der einen in an sich die die Elektroden in austauschbarer Weise einge- bekannter Weise aus dielektrischem Material hergeschraubt sind. Weiterhin können bei elektroerosiv stellten Körper hat mit Öffnungen, die dem Querarbeitenden Maschinen zur Anpassung an bestimmte schnitt der Elektroden entsprechen und in denen Arbeitsbedingungen Vorrichtungen vorgesehen sein, io jeweils ein Anschlag und lösbare Halter für die Elekum die Relativlage von Elektroden und Werkstück troden vorgesehen sind, und mit einer alle Öffnungen einzustellen. Um den elektrischen Anschluß einer verbindenden Kammer, die in an sich bekannter Elektrode an eine Spannungsquelle in einwandfreier Weise mit einem flüssigen elektrischen Leiter, insbe-Weise herstellen zu können, wurde bereits ein flüssi- sondere Quecksilber, gefüllt ist und die elektrische ger elektrischer Leiter als Kontaktbrücke zu den 15 Verbindung der Elektroden mit dem gemeinsamen Elektroden verwendet. Für Einzelelektroden wurden Stromanschluß herstellt,
auch bereits Isolierkörper als Träger benutzt. Es kann zweckmäßig sein, daß in an sich bekannter

Eine wichtige Anwendung der elektroerosiven Be- Weise die Elektroden rohrförmig ausgebildet sind und

arbeitung umfaßt die Verwendung einer Gruppe von daß Einrichtungen vorgesehen sind, um einen Elek-Elektroden, von denen jede die Form eines langen ao trolyten in die rohrförmige Elektrode einzugeben.

Stabes mit kleinem Durchmesser oder eines langen Die Elektrodenhalterungen können federnde

Rohres mit kleinem Durchmesser hat. Wenn leitende O-Ringe sein, wobei wenigstens einer dieser Ringe

Rohre verwendet werden, wird im allgemeinen ein zwischen den Einführungsvorrichtungen des Elektro-

Elektrolyt durch das Rohr zu einer Stelle des Werk- lyten in die Elektrodenkammer und der Leiterzeuges hindurchgeleitet, an der die elektrische Be- as kammer angeordnet ist, um als Flüssigkeitsdichtung

arbeitung durchgeführt werden soll. Lange leitende den flüssigen Elektrolyten vom flüssigen elektrischen

Rohre mit kleinem Durchmesser werden beispiels- Leiter zu trennen, wobei wenigstens einer der anderen

weise zur elektroerosiven Bearbeitung bei der Ferti- Ringe zwischen der elektrischen Leiterkammer und

gung der Gasturbinenbeschaufelung verwendet, um einer Öffnung im Halter angeordnet ist, durch welche

Gruppen von engen, tiefen Bohrungen für den Durch- 30 eine austauschbare Elektrode eingeführt ist, um als

gang des Kühlmittels zu erzeugen. Die Genauigkeit Flüssigkeitsdichtung einen Austritt des flüssigen

der Anordnung der Elektroden zueinander, dieleichte elektrischen Leiters aus. der besagten. Leiterkammer

Austauschbarkeit von einzelnen Elektroden und die zu verhindern.

Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Stromdichte Der flüssige elektrische Leiter kann aus einem

zwischen jeder Elektrode und dem Werkstück sind 35 Metall bestehen, das unter Normalbedingungen schon

wichtige Bedingungen bei der Herstellung gleich- fest ist, dessen Schmelzpunkt jedoch so tief liegt, daß

förmiger Löcher in Gegenständen. es von der Betriebswärme oder einer Zusatzheizvor-

Bisher wurden Gruppen von langen Rohren mit richtung geschmolzen werden kann,
kleinen Durchmessern im allgemeinen in einem elek- In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungstrisch leitenden Grundkörper eingebettet, beispiels- 40 beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
weise in ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines wie Blei oder Blei-Zinn, wobei dieser Grundkörper Elektrodenhalters für zwei Elektroden und
verwendet wurde, um den rohrförmigen Elektroden Fig. 2 eine teilweise schematische perspektivische Strom zuzuführen. Bei anderen Ausführungsformen Schnittansicht eines Elektrodenhalters für eine Anwurden getrennte Leiter an jeder der Elektroden, 45 zahl von Elektroden in Betriebsstellung,
beispielsweise durch Lötung, befestigt, oder jedes Der in den F i g. 1 und 2 allgemein mit 10 bezeich-Rohr wurde in einer gesonderten, verhältnismäßig nete Elektrodenhalter weist Einstellvorrichtungen 12 teuren Halterung befestigt. Die Zurichtung einer auf. In F i g. 1 ist die Einstellvorrichtung als Y-förmi-Halterung oder einer Gruppe von Halterungen zur _ger Vorsprung ausgebildet, und in Fig. 2 ist die EinAnordnung einer derartigen Gruppe von Elektroden 50 stelleinrichtung eine vorspringende Schiene. Es kann war außerordentlich schwierig, insbesondere hinsieht- jedoch jede äußere Oberfläche des Halters, die mit lieh der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der anderen Teilen der Materialabhubvorrichtung zusam-Vielf achanordnung und des elektrischen Kontaktes. menwirkt, als Einstellmittel verwendet werden. Diese Unterschiede im Kontaktwiderstand beeinträchtigen Einrichtungen sind jedoch am Halter in einer vorbeaußerordentlich stark die Reproduzierbarkeit der 55 stimmten Lage gegenüber Anschlägen 14 angeordnet. Löcher dadurch, daß in Abhängigkeit vom Kontakt- Diese Anschläge 14 sind in Form eines Schulter- oder widerstand der einzelnen Elektroden bei einer ge- Nasenteils dargestellt, der in der Nähe der Elektrogebenen Vorschubgeschwindigkeit Bohrungen mit lyteneinlaßöffnung 16 angeordnet ist.
größeren oder kleineren Durchmessern erzeugt wer- Die Elektrodenkammer 18 weist Elektrohalterunden. Weiterhin war die Anbringung gesonderter 60 gen 20 auf, die von den Wandungen der Elektroden-Leitungen an jeder der vielen Elektroden eine zeit- kammer getragen werden und als Führung für eine raubende Arbeit und führte häufig zu einer Verände- Auswechselelektrode dienen. Bei einer Ausführungsrung des Leitwertes von Elektrode zu Elektrode, wo- form sind die Elektrodenhalterungen 20, die als bei diese Veränderungen vom Zustand der Elektrode, Führungen wirken, als eine Reihe von federnden von der Temperatur des Verbindungsmaterials usw. 65 O-Ringen ausgebildet, die im Haltergrundkörper 22 abhängig sind. eingebettet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

eine Anzahl von Elektroden so zu haltern, daß sie dung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist der Grund-

körper 22 elektrisch nicht leitend. Wie F i g. 2 zeigt, ist eine elektrische Leiterkammer 24 mit jeder Elektrodenkammer 18 verbunden. Diese elektrische Leiterkammer 24 weist eine elektrische Kontakteinrichtung, wie beispielsweise einen Draht 26, auf, der sich durch die Wandung des Grundkörpers 22 hindurch in die Kammer 24 hinein erstreckt, um eine elektrische Verbindung zwischen einer elektrischen Stromquelle und einem elektrischen Leiter zu bilden, der in der Kammer 24 angeordnet ist. Dieser Leiter in der Kammer 24 ist unter den Betriebsbedingungen des Elektrodenhalters flüssig. Auf diese Weise wird ein gleichförmiger und besser reproduzierbarer elektrischer Kontakt zwischen der elektrischen Stromquelle und einer jeden Elektrode sichergestellt, nachdem diese in die Elektrodenkammer eingesetzt ist. Quecksilber wurde mit großem Erfolg verwendet und wird bei dieser Ausführungsform bevorzugt. Es können jedoch auch andere elektrische Leiter verwendet werden, die während des Betriebs in einem flüssigen ao Zustand gehalten werden können. Beispielsweise können Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt während des Betriebs durch Hitze geschmolzen werden, die durch die Elektrodenwandungen von einem erhitzten Elektrolyten zugeführt wird, der durch die hohlen Elektroden hindurchgeleitet wird. Es können aber auch Heizdrähte oder Heizstäbe im Grundkörper 22 der Kammer 24 benachbart angeordnet sein, um einen elektrischen Leiter mit niedrigem Schmelzpunkt zu schmelzen. Im Halter kann eine öffnung 30 vorgesehen sein, durch welche der flüssige elektrische Leiter eingegeben und entnommen werden kann.

Der erfindungsgemäße Elektrodenhalter kann so eingerichtet sein, daß Löcher oder Bohrungen in verschiedenen Richtungen erzeugt werden, d. h. Bohrungen, die statt — wie dargestellt — parallel zueinander, winkelig zueinander verlaufen. Weiterhin können Bohrungen unterschiedlicher Tiefen hergestellt werden, und zwar abhängig von der relativen Anordnung der Elektroden, wie es beispielsweise bei den Elektroden 28 und 28 α gezeigt ist. Wenn ein elektrochemischer Vorgang verwendet wird, um Bohrungen in einem Werkstück 32, beispielsweise in einer Turbinenschaufel, zu erzeugen, wird der Elektrodenhalter 10 mittels seiner Einstellvorrichtungen 12 eingerichtet. Durch diese Einrichtung werden auch die Elektroden 28, 28 a, 28 b und 28 c eingerichtet. Die Einrichtungsteile 12 können von irgendeiner an sich bekannten Vorrichtung gehalten werden, die eine Bewegung gegenüber dem Werktisch 33 erzeugt. Eine derartige Vorrichtung ist schematisch durch die Verbindung 31 angedeutet. Diese Verbindung 31 kann eine Halterung an einem Stempel sein, der derart ausgebildet ist, daß er eine dreidimensionale Bewegung durchführen kann. Eine Stromquelle 35, beispielsweise ein Gleichstromgenerator oder ein Gleichrichter, wird an die Elektroden und das Werkstück angeschaltet, so daß negatives Potential über den Draht 26 an das Quecksilber in der Kammer angelegt und auf die Elektrode 28 übertragen wird. Gleichzeitig wird positives Potential an das Werkstück 32 angelegt und ein Elektrolyt zwischen die beiden Teile durch die hohle Elektrode 28 hindurch eingeführt.

Nachdem die Löcher oder Bohrungen mit der erforderlichen Tiefe hergestellt sind, werden Werkstück und Halter getrennt, und ein neues Werkstück kann gegenüber dem Elektrodenhalter und den Elektroden angeordnet werden. Wenn jedoch eine oder mehrere der Elektroden während des Betriebs beschädigt oder verbraucht wurden, erlaubt es der erfindungsgemäße Elektrodenhalter, diese Elektroden vom Halter abzuziehen und neue Austauschelektroden gleicher Länge und gleichen Durchmessers wie die Ursprungselektrode einzusetzen, und zwar bis ein Ende der Elektroden gegen den Anschlag 14 anschlägt. Die Austauschelektrode wird durch die Elektrodenhalterungen und -führungen 20 und den Anschlag 14 in einer Stellung gehalten, die exakt die gleiche ist wie die, welche die ursprüngliche Elektrode eingenommen hat.

Häufig ist der Elektrodendurchmesser so gering, daß es während des Austauschens nicht erforderlich ist, das Quecksilber aus der Kammer 24 zu entfernen, da es infolge seiner Oberflächenspannung nicht ausströmen kann, wenn die alte Elektrode abgezogen wird. Wenn ein elektrischer Leiter verwendet wird, der in der Kammer 24 leicht verfestigt werden kann, so kann der Elektrodenhalter gekühlt werden, um diesen Leiter vor dem Abziehen der Elektrode und dem Einsetzen der neuen Elektrode wenigstens teilweise zu verfestigen. Wenn die Elektroden groß sind, und wenn der elektrische Leiter, wie beispielsweise eine Flüssigkeit, beim Abziehen einer Elektrode aus der Kammer 24 auslaufen würde, so kann diese Leiterflüssigkeit durch die öffnung 30 abgezogen werden, und die Leiterflüssigkeit kann, nachdem die neue Elektrode eingesetzt ist, wieder eingegeben werden.

Es sei bemerkt, daß die Elektrodenhalterungen 20 nicht nur als Führung, sondern gleichzeitig auch als Dichtungsmittel dienen, die verhindern, daß der Elektrolyt in die Leiterkammer 24 fließt und sich mit dem elektrischen Leiter vermischt. Weiterhin können diese Halterungen 20 als Dichtungen verhindern, daß der flüssige elektrische Leiter aus der Kammer 24 herausfließt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrodenhalter für eine Anzahl von austauschbaren Elektroden, gekennzeichnet durch einen in an sich bekannter Weise aus dielektrischem Material hergestellten Körper mit öffnungen, die dem Querschnitt der Elektroden entsprechen und in denen jeweils ein Anschlag und lösbare Halter für die Elektroden vorgesehen sind, und mit einer alle öffnungen verbindenden Kammer, die in an sich bekannter Weise mit einem flüssigen elektrischen Leiter, insbesondere Quecksilber, gefüllt ist und die elektrische Verbindung der Elektroden mit dem gemeinsamen Stromanschluß herstellt.

2. Elektrodenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Elektroden rohrförmig sind und Einrichtungen vorgesehen sind, um einen Elektrolyten in die rohrförmige Elektrode einzugeben.

3. Elektrodenhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenhalterungen federnde O-Ringe sind, daß wenigstens einer dieser Ringe zwischen den Einführungseinrichtungen des Elektrolyten in die Elektrodenkammer und der Leiterkammer angeordnet ist, daß wenigstens einer der anderen Ringe zwischen der elektrischen Leiterkammer und einer Öffnung im Halter angeordnet ist, durch welche eine austauschbare Elektrode geführt ist.

4. Elektrodenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige elektrische Leiter aus einem Metall besteht, das unter Normalbedingungen schon fest ist, dessen Schmelzpunkt jedoch so tief liegt, daß es von der Betriebswärme oder einer Zusatzheizvorrichtung geschmolzen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen