DE1565306C3

DE1565306C3 - Verfahren zum elektrolytisch abtragenden Formen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1565306C3
Application number: DE1565306A
Authority: DE
Inventors: John E. Columbus Ohio Clifford; Kempes F. Detroit Mich. Trager
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1963-10-28
Filing date: 1964-10-21
Publication date: 1974-11-28
Also published as: ES305260A1; BE654865A; NL6411953A; DE1565306A1; US3271283A; CH418487A; DE1565306B2; SE308048B; AT261075B; GB1074749A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytisch abtragenden Formen einer dreidimensionalen Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstückes, auf das ein Werkzeug zubewegt wird, wobei in den Spalt zwischen Werkstück und Werkzeug ein Elektrolyt einströmt und das Werkzeug eine Schwingbewegung in Vorschubrichtung ausführt.
Eine für solche Verfahren geeignete Vorrichtung ist bekannt aus der belgischen Patentschrift 626541. Dabei veranlaßt man das Fließen eines stromleitenden Elektrolyten mit hoher Geschwindigkeit und vorzugsweise hohem Druck durch den Spalt zwischen Werkstück und Kathode. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß der Elektrolyt ständig fließt, was zu einem Flußgradienten des Elektrolyten, zu verschiedenen Temperaturgefällen und zu unterschiedlichen Ionen- und Gaskonzentrationen führen.

¹S Ein Bearbeitungsvorgang, bei dem die Vorteile der elektrochemischen Bearbeitung besonders ins Auge fallen, ist die dreidimensionale Formgebung eines Werkstückes. Eine solche Formgebung wird durch Elektroden-Werkzeuge erreicht, deren dreidimensionale Gestalt das »elektrochemische Spiegelbild« des Endproduktes ist. Dieses »elektrochemische Spiegelbild« wird mittels eines elektro-kathodisch gepolten Modells des fertigen Werkstückes in einem elektrochemischen Bearbeitungsgang hergestellt.

Wo feine, dreidimensionale Einzelheiten auf dem Werkstück hergestellt werden sollen, ist die Genauigkeit der Reproduktion um so höher, je kleiner die Spaltbreite zwischen Werkzeug und Werkstück ist. Eine genaue Reproduktion feiner Einzelheiten ist oft unmöglich, weil die Spaltbreite nach unten begrenzt ist, um Kurzschlüsse zu vermeiden, die aus der Anhäufung unaufgelöster fester Teilchen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück oder vom Kontakt zwischen den beiden herrühren.

Wenn der Elektrolyt durch eine Anzahl Einlasse im Werkzeug, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes stehen, in den Spalt gebracht wird, entstehen auf der bearbeiteten Oberfläche alsdann eine Anzahl von Erhebungen unabgetragenen Materials, die jedem Elektrolytzufuhrkanal in der Oberfläche des Werkzeugs entsprechen. Diese Unebenheiten auf der Oberfläche sind natürlich nicht erwünscht und können weitgehend vermieden werden, wenn das Werkzeug eine Schwingbewegung quer zur Vorschubrichtung ausführt (USA.-Patentschrift 3 058 895). Sie werden völlig vermieden, indem man ein Werkzeug verwendet, das keine durchlöcherte Oberfläche hat und indem man den Elektrolyt zwingt, im wesentlichen parallel zu den einander gegenüberstehenden Flächen des Werkzeuges und des Werkstückes zu fließen; ist jedoch der Weg, den der Elektrolyt nehmen muß, lang, so ändert sich der Betrag der Materialabtragung von der Stelle, an der der Elektrolyt eingeführt wird, bis zu der Stelle, an der der Elektrolyt austritt. Dies kommt von den verschiedenen Temperaturgefällen des Elektrolyts quer zu den einander gegenüberstehenden Flächen, der unterschiedlichen Ionen- und Gaskonzentration usw. Diese Erscheinungen erzeugen im allgemeinen Ungenauigkeiten in der Abmessung des fertigen Werkstückes, die dann stören, wenn feinere Einzelheiten vorliegen, wie z. B. künstlerische Gravierungen, die auf einem Werkzeug reproduziert werden sollen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, also ein Verfahren zum elektrolytisch abtragenden Formen einer dreidimensionalen Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstückes anzugeben sowie eine Einrich-

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tung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem dem Maschinengestell aufliegen. Wahlweise kann der

auch feine Einzelheiten mit äußerster Wiedergabege- Tisch auch in Längs- und Querrichtung und rotierend

nauigkeit reproduziert werden können. bewegt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht, ausgehend von Die Vorrichtung umfaßt außerdem eine Säule 16, dem Verfahren der eingangs genannten Art erfin- 5 die linear und senkrecht zum Maschinentisch durch dungsgemäß darin, daß der Bearbeitungsstrom perio- einen Vorschubmechanismus 18 bewegt werden kann, disch synchron zu den von dem Werkzeug ausgef uhr- der seinerseits in bekannter Weise als elektromechaten Schwingungen immer dann eingeschaltet wird, nischer oder hydraulischer Servomechanismus ausgewennder Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück bildet sein kann. Ein als Elektrode wirkendes Werkunter einen vorbestimmten Wert sinkt, und daß der ¹⁰ zeug 20 ist am Ende der Säule 16 befestigt, wobei Elektrolytfluß durch den Spalt synchron zu den Werk- eine Schwingvorrichtung 22 zwischen das Säulenende zeugschwingungen während der Phasen eingeschalte- und das Werkzeug geschaltet ist.
ten Bearbeitungsstromes unterbrochen wird. Es ist eine Stromversorgung 24 vorgesehen, deren

Eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfah- Klemmen 26 und 28 jeweils mit dem Werkstück 12 rens enthält erfindungsgemäß eine Schaltvorrichtung, »5 und dem Werkzeug 20^ verbunden sind,
um Werkzeug und Werkstück elektrisch mit der Eine Schaltvorrichtung 30 ist zwischen die Strom-Stromquelle zu verbinden, wenn das Werkzeug bei Versorgung 24 und das Werkzeug 20 geschaltet. Die seinen Schwingungen einen gegebenen Abstand zum Schaltvorrichtung 30 wird von einem Taktgeber, wie Werkstück unterschreitet, und eine weitere Vorrich- z. B. einen Frequenzgenerator 32 angesteuert, der tung (Ventil bzw. Schaltung mit Werkzeugkolben und ²⁰ ebenso in der Lage ist, die Arbeitsweise der Schwing-Auslaßleitung) um den Elektrolytzufluß in den Spalt vorrichtung 22 synchron mit dem Schließen und öffjeweils dann kurzzeitig zu unterbrechen, wenn das nen der Schaltvorrichtung 30 zu steuern. Die Schalt-Werkzeug einen bestimmten Abstand zum Werkstück vorrichtung 30 kann ein mechanisch betätigter oder unterschreitet. ein elektronischer Schalter sein.

Da gemäß der Erfindung der Zufluß des Elektroly- ²5 Mit einer Pumpe 36 wird aus einem Elektrolyttrog

ten in den Raum zwischen Werkzeugoberfläche und 34 der Elektrolyt unter Druck durch ein Filter 38 und _t.

Werkstückoberfläche im gleichen Augenblick unter- zum Spalt 40 zwischen dem Werkzeug 20 und dem

brochen wird, in welchem der elektrische Strom syn- Werkstück 12 durch eine Leitung 42 geschickt. Aus

chron zu den Schwingungen des Werkzeuges durch dem Spalt wird der Elektrolyt in den Tank 34 über

den Elektrolyten fließen kann, erreicht man, daß nur 3<> eine Leitung 44 zurückgeleitet,

der fließende elektrische Strom und die Form des In der Elektrolytleitung ist an geeigneter Stelle ein

Werkzeuges an dem Abtragvorgang beteiligt sind, Ventil 46 vorgesehen, das synchron sowohl mit der

nicht jedoch ein entsprechend unregelmäßiger Zufluß Schaltvorrichtung 30 als auch mit der Schwingvorrich-

des Elektrolyten selbst. tung 22 vom Frequenzgenerator 32 gesteuert werden

Weiterhin ist vorteilhaft, daß der Elektrolyt von der 35 kann. Das Ventil 46 ist jedoch bei manchen Arbeitsniedergehenden Werkzeugelektrode zum Zeitpunkt gangen nicht absolut notwendig, wie später noch gedes elektrischen Stromdurchflusses unter erheblichen zeigt wird.

Druck gesetzt wird, so daß in den verkürzten, für die Die elektrisch als Isolator wirkende Halterung 14

elektrische Stromzufuhr zur Verfügung stehenden hält das Werkstück 12 fest auf dem Maschinentisch

Zeitraum ein erhöhter Strom durchfließen kann, ohne 40 10 und enthält zugleich die Zu- und Abführung des

daß es zu einem Kochen und Gasen des Elektrolyten Elektrolyten für den Spalt 40. Das Werkzeug wird

kommt. passend im Oberteil der Halterung, etwa so wie ein

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge- Kolben, in einer Zylinderbohrung geführt,

genstand der Unteransprüche und in diesen niederge- Bevor die Vorrichtung nach Fig. 1 anfängt zu ar-

legt. Im folgenden werden Aufbau und Wirkungs- 45 beiten, erhält die Säule 16 der Maschine durch einen

weise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Vorschubmechanismus 18 einen Vorschub so lange,

Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt bis der sich ergebende Abstand zwischen der Oberflä-

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vor- ehe des Werkstückes zum Werkzeug nur noch gering-

richtung nach der Erfindung, fügig größer ist als die Amplitude der Schwingvorrich-

F i g. 2 eine vergrößerte geschnittene Seitenansicht 50 tung 22. Man läßt nun den Elektrolyten fließen, wobei

eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer das Ventil 46 geöffnet ist. Der Frequenzgenerator 32

Schwingvorrichtung für die Werkzeug-Elektrode, und der Hauptschalter der Stromversorgung 24 wer-

F i g. 3 eine ähnliche Ansicht wie F i g. 2, wobei je- den eingeschaltet. Der Vorschubmechanismus 18 wird

doch einige Bauelemente an anderen Stellen angeord- in Gang gesetzt, so daß das Werkzeug 20 auf das net sind, um die Wirkungsweise der Vorrichtung zu 55 Werkstück zu einer solchen Geschwindigkeit vorwärts

verdeutlichen, bewegt wird, wie Material von der Oberfläche des

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Vor- Werkstückes abgetragen wird.

richtung nach Fig. 1, bei dem eine hydraulische Der Frequenzgenerator 32 steuert das synchrone

Schwingvorrichtung verwendet wird, Arbeiten der Schwingvorrichtung 22, der elektrischen

Fig. 5 eine Darstellung der Spaltbreite zwischen 60 Schaltvorrichtung 30 und des Ventils 46. Beispiels-Werkzeug und Werkstück als Funktion der Zeit, weise wird bei einem typischen Arbeitsspiel der Erfin-

Fi g. 6 eine Darstellung der Spaltbreitenfunktion in dung, wenn die Schwingvorrichtung die aktive Ober-Vergleich mit der Spannungsänderung am Spalt. fläche des Werkzeuges 20 aus einer Stellung

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Vorrichtung nach der maximaler Spaltbreite G₁ (Fig. 5) in eine Stellung Erfindung einen Tisch 10, der ein elektrisch leitendes 65 kleinerer Spaltbreite G₃ bewegt, das Ventil 46 betä-

Werkstück 12 trägt, das in einer Halterung 14 aus tigt, wodurch der Elektrolytfluß durch den Spalt 40

elektrisch nichtleitendem Material gehalten wird. Der unterbrochen wird. Die Schaltvorrichtung 30 schließt,

Tisch kann direkt oder über einen Kreuzschlitten auf wodurch kurzzeitig das Werkstück und das Werkzeug

an die Stromversorgung 24 mit solcher Polarität angeschlossen wird, daß das Werkzeug als Kathode und das Werkstück als Anode wirkt. Gleichzeitig setzt das Werkzeug seinen Hub in Richtung auf die kleinste Spaltbreite G₂ fort und kehrt dann in eine Stellung zurück, die der Spaltbreite G₃ entspricht. Wenn die Spaltbreite G₃ erreicht hat, leitet der Frequenzgenerator 22 ein Signal an das Ventil 46, wodurch dieses geöffnet wird und der Elektrolyt wieder durch den Spalt 60 fließen kann und die im Elektrolyt entständenen Produkte elektrochemischer Auflösung wegspült. Dieses Signal des Frequenzgenerators verursacht gleichzeitig, daß die Schaltvorrichtung 30 öffnet, so daß während des Elektrolytflusses keine Elektrolyse stattfindet. Fig. 5 zeigt in Kurve 200 diese Änderun- *5 gen in der Spaltbreite und ein Beispiel für die Zeitspannen, während welcher der Strom bei aufeinanderfolgenden Schwingungen des Werkzeuges ein- oder ausgeschaltet ist.

Wenn das Fließen des Elektrolyten durch den Spalt unterbrochen wird, übt das Werkzeug, das noch bis zur kleinsten Spaltbreite G₂ bewegt wird, einen beträchtlichen Druck auf den Elektrolyten zwischen Werkzeug und Werkstück aus. Dieser hohe Druck des Elektrolyten verhindert, daß der Elektrolyt kocht, obwohl die Stromdichten den Betrag von etwa tausend Ampere pro Quadratzentimeter haben können.

Gleichfalls vorteilhaft ist die Pumpwirkung, die das schwingende Werkzeug ausübt und die das Ausspülen der Elektrolyseprodukte aus dem Spalt unterstützt. Etwaige Kurzschlüsse durch Teilchen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück werden automatisch unterbrochen, sobald das Werkzeug vom Werkstück wieder zurückgezogen wird.

Das Ventil 46 ist nicht unbedingt notwendig. Die Mündungen der Zuleitung 42 oder der Ableitung 44 können so angeordnet werden, daß das Werkzeug 20 beim Hin- und Hergehen in der Halterung die Leitungsöffnungen im geeigneten Augenblick abdeckt oder freigibt. Eine solche Anordnung kann man besonders dann treffen, wenn der Hub des Werkzeuges groß ist und das Werkzeug wenig in das Werkstück eindringt, d. h. das Niveau der höchsten bzw. tiefsten Stelle am Werkzeug nicht sehr verschieden ist. Ein typisches Beispiel dafür ist das Gravieren von Medaillen oder Münzen.

Spannungen zwischen 2 und 18 V und kurzzeitige Stromdichten von nur 0,78 A bis zu 780 A pro cm² eignen sich gut für Arbeiten gemäß der Erfindung. Das Werkzeug kann mit 1 bis 60 Hz bewegt werden, und sein Hub kann zwischen 0,0025 cm und 0,64 cm betragen.

Obwohl die Stromversorgung 24 üblicherweise eine Gleichstromversorgung ist, bei der das Werkstück an die positive und das Werkzeug an die negative Klemme angeschaltet ist, kann auch eine Wechselstromversorgung verwendet werden. In diesem Fall wird die Schwingvorrichtung 22 mit der Frequenz der Stromversorgung betrieben, und die Schaltvorrichtung 30 wird so gesteuert, daß das Ein- und Ausschalten des Bearbeitungsstromes im wesentlichen den Zeitraum umfaßt, in dem das Werkzeug das Ende des Hubes erreicht und die Sinusspannung am Werkzeug kathodisch mit Bezug auf das Werkstück ist.

Die Kurve 202 (Fig. 6a) gibt die Änderung des Spaltes zwischen Werkzeug und Werkstück als Funktion der Zeit wieder und die Kurve 204 (Fig. 6b) die Spannungsschwankung des Wechselstromes über dem Spalt als Funktion der Zeit, wobei der Zeitmaßstab der gleiche, wie in der Kurve 202 ist. Die Kurven 202 und 204 haben daher die gleiche Frequenz und sind in Phase. Wenn es z. B. erwünscht ist, den Strom durch den Spalt zu einer Zeit fließen zu lassen, die dem Teil AB der Kurve 202 entspricht, d. h., während einer Zeitspanne, zu der das Werkzeug von einer mittleren Spaltbreite in Richtung auf die kleinste Spaltbreite bewegt wird, so wird der elektrische Strom während der Zeitspanne CD der Spannungskurve 204 eingeschaltet, d. h. während die Spannung am Werkzeug von 0 auf ihr negatives Maximum geht. Daher wirkt das Werkzeug während der ganzen Zeit, zu der Strom durch den Elektrolyten in den Spalt fließen kann, in bezug auf das Werkstück als Kathode, und die Spannung am Werkzeug verläuft längs des Stückes CDEFGH des Spannungsverlaufes in Fig. 6b.

Legt man eine konstante negative Spannung gemäß Kurve 206 (Fig. 6c) an das Werkzeug an und läßt während der dem Teil AB der Kurve 202 entsprechenden Zeitraum Strom fließen, so ist die Spannung am Werkzeug pulsierend und verläuft im wesentlichen gemäß der Kurve JKLMNOPQ in Fig. 6c.

Wie schon erwähnt, kann die Schwingvorrichtung 22 (Fig. 1) irgendein Mechanismus sein, der in der Lage ist, das Werkzeug oszillierend zu bewegen. Die Schwingvorrichtung kann ein piezoelektrischer Kristall, ein Elektromagnet, eine mechanische oder hydraulische Vorrichtung sein.

F i g. 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung mit einer mechanischen Schwingvorrichtung und einem Werkstück 12, welches durch eine Halterung 14 auf dem Maschinentisch 10 festgehalten ist. Der Stempel 16 der Maschine ist mit einer Platte 50 versehen, die fest mit der Schwingvorrichtung 22 verbunden ist. Die Schwingvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 52 mit einem Stab 54, der in einer Bohrung 56 im Gehäuse gleiten kann. Der Stab ist mit einem Stift 58 versehen, der in einer Ausnehmung 60 des Gehäuses angeordnet ist und verhütet, daß sich der Stab im Gehäuse drehen kann. Der Stab 54 weist ein verbreitertes Ende 62 auf mit einer Oberfläche 64, die mit der Oberfläche des Nockens 66 in Wirkungsverbindung steht, der seinerseits auf einer Welle 68 sitzt. Diese kann durch geeignete Mittel gedreht werden, wie z. B. einen nicht gezeigten Elektromotor. Eine Schraubenfeder wird dazu benützt, die Oberfläche 64 des Stabes 62 an den Nocken 66 anzudrücken, und das andere Ende 72 des Stabes 54 ragt durch eine Durchgangsbohrung 74 im Gehäuse 52 und trägt das Werkzeug 20, das dort durch bekannte Mittel befestigt ist.

Das Gehäuse 22 ist von der Platte 50 durch eine Isolationsschicht 75 getrennt. Eine elektrische Kontaktstange 76 ist mit ihrem Ende 78 an der Platte 50 befestigt, und das andere Ende 80 wirkt mit einem zweiten federnden Kontaktstück 82 zusammen, das am Werkzeug 20 befestigt ist.

Elektrolyt wird zum Spalt 40 über eine Zuflußleitung 42 herangebracht, und eine Nebenschlußrückleitung 84 ist mit einem nicht gezeigten Elektrolytbehälter verbunden, und zwar über ein Sicherheitsventil 86. Mindestens ein Auslaß 88 ist dafür vorgesehen, den Elektrolyten über eine Röhre 44 wieder abfließen zu lassen.

Je eine elektrische Leitung 28 bzw. 26 verbindet die Platte 50 bzw. den Maschinentisch 10 mit der nicht gezeigten Spannungsquelle, wodurch auch das Werkstück 12 mit der Stromversorgung im Kontakt steht.

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Bevor die Vorrichtung betrieben wird, wird der Stempel 16 der Maschine so weit vorwärts bewegt, daß das Werkzeug 20 in die Halterung 14 eingeführt wird, wobei jedoch der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück so groß bleibt, daß sich beide nicht berühren, wenn das Werkzeug schwingt. Man läßt nun durch den Spalt 40 Elektrolyt fließen, und die Welle 68 des Motors wird eingeschaltet. Die Drehung der Welle 68 wirkt über den Nocken 66 auf den Stab 54 und bewegt damit auch das Werkzeug 20 hin und her. Wenn das Werkzeug 20 eine Stellung einnimmt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann der Elektrolyt durch den Spalt 40 fließen, und das Kontaktstück 80 berührt das Kontaktstück 82 nicht, d.h., es fließt kein Strom. Wenn die Welle 68 sich etwa um 180° gedreht hat, ¹S wobei der Nocken 66 eine in F i g. 3 dargestellte Stellung einnimmt, so würde das Werkzeug 20 so verschoben, daß der Auslaß 88 abgedeckt wird und durch die sich nunmehr berührenden Kontaktstücke 82 und 80 ein Stromkreis geschlossen wird. Der Durchfluß ^ao des Elektrolyten durch den Spalt 40 wird daher synchron mit dem Fließen von elektrischem Strom unterbrochen, und der Elektrolyt wird unter erheblichen Druck gesetzt, wodurch verhindert wird, daß sich Dampfblasen bilden, obwohl durch ihn sehr hohe ⁴S Ströme fließen. Durch den Druck wird auch die Größe der Wasserstoffbläschen verringert, die sich während der Elektrolyse bilden. Der Druckanstieg, der herrührt von der plötzlichen Unterbrechung des Elektrolytabflusses, und zwar zu einer Zeit, zu der das Werkzeug bei seiner Hubbewegung den Druck im Elektrolyten weiterhin vergrößert, wird von einem Sicherheitsventil 86 und einer Abflußröhre 84 aufgenommen, die den Elektrolyten wieder zum Behälter zurückfließen läßt. Das Ventil 86 kann so eingestellt werden, daß es bei einem bestimmten Druck des Elektrolyten öffnet.

Der Elektromotor, der die Welle 68 antreibt, ist das Äquivalent zum Frequenzgenerator 32 in Fig. 1, und seine Winkelgeschwindigkeit bestimmt die beim Arbeiten verwendete Frequenz und steuert und synchronisiert zugleich das Arbeiten der Schaltvorrichtung, den Elektrolytfluß und das Schwingen des Werkzeuges.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Werkzeug mittels hydraulischer Vorrichtungen in Schwingung versetzt wird. Die Schwingvorrichtung 22 umfaßt hier einen hydraulischen Zylinder 90, der eine Zylinderbohrung 92 aufweist, in welcher ein Kolben 94 gleiten kann. Der Kolben 94 steht in Wirkungsverbindung mit einem Stab 96, dessen eines Ende aus dem Zylinder 90 durch eine Durchgangsbohrung 100 herausragt, die mit einem Stopfen 102 versehen ist. Das Werkzeug 20 ist am Ende 98 der Kolbenstange 96 angebracht.

Der Kolben 94 unterteilt die Zylinderbohrung 92 in zwei Kammern 104 und 106, die mit einem Ventilgehäuse 108 durch Rohre 110 und 112 jeweils verbunden sind.

Eine Schieberanordnung 114, die mit Schiebern 116,118 und 120 versehen ist, kann in dem Ventilgehäuse 104 hin- und hergleiten. Die Röhre 110 führt in die ringförmige Kammer 122, und die Röhre 112 führt in die ringförmige Kammer 124. Die beiden Kammern 122 und 124 liegen zu beiden Seiten des Schiebers 118.

Eine über Röhren 132 und 134 unter Druck stehende Flüssigkeit 126 befindet sich in den Kammern 128 und 130, die sich hinter den Schiebern 116 und 120 jeweils befinden. Eine Rückflußleitung 136 führt zu einem Auslaß 138, der normalerweise durch den Schieber 118 verdeckt ist. Über die Leitung 136 wird Flüssigkeit abgegeben, nachdem sie sich zuerst durch die Pumpe 139 unter Druck setzen ließ und wird dann zum Druckbehälter 126 zurückgeschickt.

Ein Ende der Schieberanordnung bildet den Kern 142 einer Spule 140, deren Drähte 144 und 146 mit der Spulensteuerung 148 verbunden sind, die wiederum an die Klemmen 150 und 152 einer Wechselstromversorgung über die Leitungen 154 und 156 angeschlossen ist. Die Klemmen 150 und 152 sind an eine Stromversorgung 24 über eine Stromversörgungssteüerung 32 angeschlossen, die in der Lage ist, die Stromversorgung 24 ein- und auszuschalten und die auch die Spulensteuerung 148 steuert, so daß die Spule 140 synchron mit der Stromversorgung ein- und ausgeschaltet wird. Die Stromversorgung 24 ist über zwei Leitungen 26 und 28 mit dem Maschinentisch 10, damit auch mit dem Werkstück 12 und dem Werkzeug 20, verbunden.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 4 ist identisch mit der Vorrichtung nach den Fig. 1, 2 und 3.

Wenn die Stromversorgung 24 eine Wechselstromversorgung ist, so wird die Stromversorgungssteuerung 32 so eingestellt, daß sie die Spulensteuerung 148 synchron mit der Frequenz der Stromversorgungsspannung betätigt und die Phase der Spannung so einstellt, daß sich die kleinste Spaltbreite zusammen mit dem Stromfluß durch den Spalt 40 in der Richtung einstellt, daß das Werkzeug zur Kathode und das Werkstück zur Anode wird. Verwendet man eine Gleichstromversorgung, so wird die Stromversorgungssteuerung 32 so eingestellt, daß der Strom durch den Spalt zeitlich mit dem Auftreten von Schwingungen des Werkzeuges sich einstellt, die durch die Betätigungsfrequenz der Spule 140 bestimmt werden. Der Hub des Werkzeuges und seine Frequenz können auf geeignete Werte eingestellt werden, indem man die Betätigungsfrequenz der Stromversorgungssteuerung 32 geeignet einstellt, die äquivalent zu der Generatorfrequenz 32 der Fig. 1 ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 409 507/131

Claims

i ODO Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrolytisch abtragenden Formen einer dreidimensionalen Oberfläche eines elektrisch leitenden Werkstückes, auf das ein Werkzeug zubewegt wird, wobei in den Spalt zwischen Werkstück und Werkzeug ein Elektrolyt einströmt und das Werkzeug eine Schwingbewegung in Vorschubrichtung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsstrom periodisch synchron zu den von dem Werkzeug ausgeführten Schwingungen immer dann eingeschaltet wird, wenn der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück unter einen vorbestimmten Wert sinkt und daß der Elektrolytfluß durch den Spalt synchron zu den Werkzeugschwingungen während der Phasen eingeschalteten Bearbeitungsstromes unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Stromkreises zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt, wenn der Abstand zwischen Werkzeugstirnfläche und Werkstück sein Minimum erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub des Werkzeuges in an sich bekannter Weise im wesentlichen konstant gehalten wird und der Materialabnahme des Werkstückes entspricht.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem elektrisch leitenden Werkzeug, dessen Arbeitsfläche der zu bearbeitenden Fläche eines Werkstükkes entspricht und das durch eine Vorschubvorrichtung auf das Werkstück zu bewegbar ist, und mit einer Schwingvorrichtung zum Hin- und Herbewegen des Werkzeuges in Vorschubrichtung, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung (30; 76, 82) um Werkzeug (20) und Werkstück (12) elektrisch mit der Stromquelle (24) zu verbinden, wenn das Werkzeug (20) bei seinen Schwingungen einen gegebenen Abstand zum Werkstück unterschreitet und durch eine weitere Vorrichtung (Ventil 46 bzw. Schaltung mit Werkzeugkolben 20 und Auslaßleitung 88), um den Elektrolytzufluß in den Spalt jeweils dann kurzzeitig zu unterbrechen, wenn das Werkzeug einen bestimmten Abstand zum Werkstück unterschreitet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingvorrichtung in an sich bekannter Weise ein Piezokristall oder ein elektrischer Vibrator ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingvorrichtung eine Schwenkstange (68) ist, die in an sich bekannter Weise federnd gegen einen von einem Motor angetriebenen Exzenter (66) gedrückt ist und mit dem das Werkzeug in Wirkverbindung steht.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger ein Zylinderkolbenaggregat ist.