DE1300422B

DE1300422B - Verfahren zum elektrolytischen Entgraten eines Werkstueckes

Info

Publication number: DE1300422B
Application number: DEA52397A
Authority: DE
Inventors: Williams Lynn A
Original assignee: Anocut Engineering Co
Current assignee: Anocut Engineering Co
Priority date: 1958-11-10
Filing date: 1959-11-02
Publication date: 1969-07-31
Also published as: DE1496717A1; CH448667A; CH397899A; FR1241349A; US3276987A; DE1237713B; NL132982C; GB943101A; NL244597A; NL6811466A; NL125592C

Description

1 2

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum mige Vertiefung zur Aufnahme der Schraubenfeder

elektrolytischen Entgraten eines Werkstückes, bei od. dgl. aufweist, die an ihrem Grund in Verbindung

welchem ein Werkzeug mit einer leitfähigen Arbeits- steht mit dem Elektrolytzuflußrohr, und daß eine

fläche in einen festen Abstand zum Werkstück ge- gegen den Körper isolierte und mit dem anderen Pol

bracht, ein Elektrolyt dazwischen eingeleitet wird 5 der Stromquelle verbundene, absenkbare, kegelför-

und das Werkzeug als Kathode sowie das Werkstück mige Elektrode die Öffnung der becherförmigen Ver-

als Anode in einen Stromkreis geschaltet werden. tiefung bis auf einen Spalt verschließt, der die Strö-

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum mung des Elektrolyten durch die becherförmige Ver-

Entfernen des Grates an Schraubenfedern oder der- tiefung so stark drosselt, daß sich in ihrem Inneren

gleichen Werkstücken, bei dem der Elektrolyt in io ein erheblicher Druck aufbaut,

einem geschlossenen Kreislauf durch den vollständig Vorzugsweise kann der Kegel an der Stirnfläche

offenen, abstandshalterfreien Arbeitsspalt mit so einer Schraubspindel angeordnet sein,

hohem Druck gepumpt wird, daß eine funken- und In die becherförmige Vertiefung kann seitlich von

lichtbogenfreie Abtragung erfolgt. außen eine mit ihrer Spitze zwischen die Gänge der

Es ist seit langem bekannt, daß Metalle und 15 Schraubenfeder eingreifende Arretierungsschraube

Metalloide durch elektrolytische Einwirkung in eindrehbar sein.

Stromkreisen abgetragen werden können, in denen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im

das aus Metall oder Metalloid bestehende Werkstück folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert,

die Anode ist. Unter dem Ausdruck »Metalloid« sol- Die Abbildung zeigt einen Vertikalschnitt durch

len hier diejenigen elektrisch leitenden Materialien so eine erfindungsgemäße Anordnung zum Entgraten

verstanden werden, die bei ihrer Einschaltung als der Enden von Schraubendruckfedern ähnlichen

Anode in eine elektrolytische Zelle sich wie Metall Gegenständen. Nach dem Flachschleifen der Enden

verhalten, also auch metallähnlich wirkende Mate- von Schraubendruckfedern, wie sie beispielsweise als

rialien, wie beispielsweise Wolframcarbid, zum Un- Ventilfedern für Brennkraftmaschinen verwendet

terschied von leitenden Nichtmetalloiden, wie Koh- 35 werden, verbleibt stets ein Grat, der besonders auf

lenstoff. der Innenseite der Feder verhältnismäßig teuer zu

Das genannte Prinzip der elektrolytischen Abtra- entfernen ist. Die in der Abbildung dargestellte Vor-

gung ist industriell verwendet worden, um eine feh- richtung ermöglicht ein leichtes Entfernen in folgen-

lerhafte Plattierung od. dgl. zu entfernen, und zwar der Weise. Der Unterteil 455 des Gestelles hat meh-

wird dieses Arbeiten als »Abstreifen« bezeichnet. 30 rere mit Gewinde versehene Sockel 457, von denen

Das Prinzip ist auch zum elektrolytischen Polieren jeder über einen Durchlaß 459 mit einem den Elek-

verwendet worden. Beim elektrolytischen Polieren trolyten zuführenden Schlauch 461 verbunden ist.

von Zahnrädern wurden auch die Kanten in gewis- Der Unterteil 455 ist auch mit der positiven

sem Maß entgratet. Klemme 463 des Netzes verbunden. In jedem Sockel

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum 35 457 ist ein Werkstückhalter 465 eingeschraubt, des-

elektrolytischen Fräsen, Profilieren und Schleifen sen Vertiefung oder Ausbohrung 467 eine zu entgra-

unter Verwendung der Elektrolyse in Verbindung mit tende Feder 469 aufnimmt. Diese Feder wird in der

einer metallgebundenen, Schleifmittel tragenden, sich dargestellten Ausführungsform von einer kegeligen

bewegenden Elektrode bekannt. Dieses Verfahren Klemmschraube 471 in ihrer Stellung gehalten, in der

und diese Vorrichtung haben weitgehende industrielle 40 das untere Ende der Feder am Boden der Ausboh-

Verbreitung gefunden. rung 467 anliegt, während sich das obere Ende der

Die Erfindung unterscheidet sieh demgegenüber Feder etwas unterhalb der oberen Seite der Ausboh-

dadurch, daß Elektroden ohne Schleifmittel verwen- rung 467 befindet. Eine kegelige Elektrode 473 ist mit

det werden, die nur eine Zustell- bzw. Vorschub- ihrem zugespitzten Ende in das obere Ende der Fe-

" bewegung ausführen. 45 der 469 eingesetzt, berührt jedoch nicht die Feder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diese in einen Träger 475 eingeschraubte Elektrode

Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrolytischen ist mit der negativen Klemme 477 des Netzes verbun-

Entgraten mit wesentlich höherer Abtragsleistung und den. Die Elektrode 473 muß natürlich von dem

Geschwindigkeit zu schaffen. Werkstückhalter 465 isoliert sein. Zu diesem Zweck

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- 5° besteht der Träger 475 aus Isoliermaterial und ist am

kennzeichnet, daß zwischen dem Werkzeug und Unterteil 455 mit einem Gelenk 479 angelenkt. Auf

dem Grat oder der Rippe auf dem Werkstück ein diese Weise kann die Gruppe der Elektroden 473 und

enger Spalt gebildet wird und daß durch den Spalt ihr Träger 475 auf dem Gelenk 479 nach hinten ge-

der Elektrolyt mit hoher Geschwindigkeit und unter dreht werden, so daß die Federn aus den Ausboh-

beträchtlichem Druck, d. h. nicht wesentlich weniger 55 rungen 467 herausgenommen und durch eine neue

als 1,7 kp/cm², gepumpt und kurzzeitig ein Strom Gruppe von fertigzustellenden Federn ersetzt werden

hoher Dichte unter niedriger Spannung geleitet wird. können. Dann werden die Elektroden 473 in die dar-

Es wurde bereits ein Verfahren zur Hohlraumbil- gestellte Stellung gedreht, so daß sie sich nahe den dung vorgeschlagen, wobei zwischen einer Elektrode oberen Enden befinden. Der Elektrolyt wird durch und einem Werkstück ein enger Spalt gebildet wird, 60 den Spalt zwischen dem Werkstück 469 und dem dem ein Strom hoher Dichte unter niedriger Span- Werkzeug 473 mit einer hohen Geschwindigkeit und nung und durch die Elektrode ein Elektrolyt unter unter beträchtlichem Druck, d. h. nicht wesentlich beträchtlichem Druck zugeführt wird. Dieses Ver- weniger als 1,7 kg/cm², gepumpt. Die angelegte Spanfahren hat sich als zufriedenstellend erwiesen. nung ist vorzugsweise nicht viel höher als 15 Volt,

Die Erfindung wendet diese Technik zum Ent- 65 und die Stromdichte ist vorzugsweise nicht geringer

graten ohne Hohlraumbildung im Werkstück an. als 15,5 Ampere je Quadratzentimeter. Wenn dieser

Dies wird dadurch erreicht, daß ein mit einem Pol Vorgang nur für eine kurze Zeit ausgeführt wird,

der Stromquelle verbundener Körper eine becherför- wird der an den oberen Enden der Federn 469 be-

findliche Grat entfernt, so daß der Feder ein glattes Profil gegeben wird, ohne eine merkbare Materialmenge vom Hauptabschnitt der Federn abzutragen.

Bei den hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können verschiedene Elektrolyte verwendet werden. Einige Werkstoffe sprechen günstig auf Säurelösungen von 5 bis 25% der starken Säuren, wie Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, an. Andere Materialien, beispielsweise Sintercarbide, z. B. Wolframcarbid, Titancarbid usw., sprechen besser auf Ätzlösungen an, beispielsweise auf eine 20%ige Lösung von Ätzkali, der 5°/o Natriumwolf ramat zugesetzt ist.

Wenn keine übermäßigen Verluste an Abtraggeschwindigkeiten auftreten, werden vorzugsweise neutrale oder nahezu neutrale Salzlösungen verwendet, da diese Lösungen leichter und sicherer zu handhaben sind. Eine Lösung dieser Art, die gute, vielseitige Verwendbarkeit hat und gute Abtragsgeschwindigkeiten aufweist, ergibt sich dann, wenn zu 56,781 (15 Gallonen) Wasser folgende Bestandteile zugesetzt werden:

Chlorkalium 13,6 kg

Kalisalpeter 4,5 kg

Zitronsaures Kali 4,5 kg

Kali- und Natriumtartrat 4,5 kg

Diese der Elektrode bei einer Temperatur zwischen 50 und 65° C zugeführte Lösung hat gute Abtragsgeschwindigkeiten bei vielen Stahlsorten, einschließlich rostfreiem Stahl, und auch bei vielen Stahllegierungen auf Nickel-, Kobalt- oder Eisengrundlage und die zu diesen drei Stoffen noch Legierungsstoffe enthalten, beispielsweise Stoffe wie Chrom, Molybdän, Wolfram, Titan, Niobium usw.

Erfahrungsgemäß ist ein Kennzeichen für das gute Arbeiten eines Elektrolyten darin zu sehen, daß die bei der elektrolytischen Zersetzung gebildeten Metallsalze leicht löslich sind. Beispielsweise kann Aluminium in diesem Verfahren mit vielen Elektrolyten, die bei anderen Materialien verwendbar sind, nicht gut bearbeitet werden, da die anodische Wirkung Aluminiumsalze bildet, die nicht leicht oder überhaupt nicht löslich sind und die einen anodischen Film auf dem Werkstück bilden. Jedoch ergibt eine einfache 5%ige oder lO°/oige Lösung aus Essigsäure gute Ergebnisse, weil die entstandenen verhältnismäßig komplexen Aluminiumsalze so löslich sind, daß sie aus dem Arbeitsspalt leicht ausgewaschen werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrolytischen Entgraten, bei welchem ein Werkzeug mit einer leitfähigen Arbeitsfläche in einen festen Abstand zum Werkstück gebracht, ein Elektrolyt dazwischen eingeleitet wird und das Werkzeug als Kathode sowie das Werkstück als Anode in einen Stromkreis geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkzeug (473) und dem Grat oder der Rippe auf dem Werkstück (469) ein enger Spalt gebildet wird und daß durch den Spalt der Elektrolyt mit hoher Geschwindigkeit und unter beträchtlichem Druck, d. h. nicht wesentlich weniger als 1,7 kg/cm², gepumpt und kurzzeitig ein Strom hoher Dichte unter niedriger Spannung geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung nicht viel höher als 15 Volt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte vorzugsweise nicht weniger als 15,5 Ampere je Quadratzentimeter ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Entfernen des Grates an Schraubenfedern oder ähnlichen Werkstücken, bei dem der Elektrolyt in einem geschlossenen Kreislauf durch den vollständig offenen abstandshalterfreien Arbeitsspalt mit so hohem Druck gepumpt wird, daß eine funken- und lichtbogenfreie Abtragung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Pol der Stromquelle verbundener Körper (465) eine becherförmige Vertiefung (467) zur Aufnahme der Schraubenfeder (469) od. dgl. aufweist, die an ihrem Grund in Verbindung steht mit dem Elektrolytzuflußrohr (461), und daß eine gegen den Körper (465) isolierte und mit dem anderen Pol (477) der Stromquelle verbundene, absenkbare, kegelförmige Elektrode (473) die Öffnung der becherförmigen Vertiefung (467) bis auf einen Spalt verschließt, der die Strömung des Elektrolyten durch die becherförmige Vertiefung so stark drosselt, daß sich in ihrem Inneren ein erheblicher Druck aufbaut.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (473) an der Stirnfläche einer Schraubspindel angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die becherförmige Vertiefung (467) seitlich von außen eine mit ihrer Spitze zwischen die Gänge der Schraubenfeder (469) eingreifende Arretierungsschraube (471) eindrehbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen