DE1916915A1

DE1916915A1 - Einrichtung zum Elysiersenken

Info

Publication number: DE1916915A1
Application number: DE19691916915
Authority: DE
Inventors: Malang Dipl-Ing Siegfried
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1969-04-02
Filing date: 1969-04-02
Publication date: 1970-11-19
Also published as: GB1281117A; BE748415A; FR2038177A1; NL7004668A

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 20. März I969

KERNBORSCHUNG MBH * PTA 69/I6 Gb/sz

Einrichtung zum Elysiersenken

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Elysiersenken, bei d.er Elektrode und Werkstück unter Einhaltung eines schmalen Spaltes gegeneinander bewegt werden, wobei durch den Spalt ein flüssiger Elektrolyt hindurchgepreßt wird.

Das Elysiersenken wird mit Vorteil überall da angewendet, wo die normalen mechanischen Bearbeitungsmethoden auf Schwierigkeiten stoßen oder überhaupt nicht eingesetzt werden können. Sein Prinzip, einige Ausführungsbeispiele und eine Reihe von Anwendungsgebieten sind u.a. in der Zeitschrift! "Betriebs-Journal", Jg. 1, (1967), Heft 1, Seite 3 bis 5 beschrieben.

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Allerdings sind die erzielbaren Einsenkgesehwindiglceiten relativ gering, so daß z.B. für das Einbringen von langen, schmalen Nuten oder Schlitzen im Vergleich zu mechanischen Verfahren lange Bearbeitungszeiten erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Einrichtung zum Elysiersenken zu schaffen, die wesentlich höhere Vorschubge-• schwindigkeiten erlaubt. Insbesondere sollen damit Längsnuten geringen Querschnitts in den Außen- oder Innenmantel von langen und dünnen Rohren eingebracht werden. Derartige Rohre werden in φ der Kerntechnik häufig als Hülle für die Kernbrennstoffe benötigt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Arbeitsfläche der.Elektrode entlang ihrer gesamten Ausdehnung mit der Bewegungsrichtung einen Winkel©£<90° einschließt. Dadurch kann die Vorschubgeschwindigkeit in Vergleich zu den bisher bekannten Elektroden ca. um den Paktor ί-gfSjv) erhöht werden» Um die Meßgenauigkeit des entstehenden Einsenkprofils gu erhöhen, nimmt vorteilhafterweise der WinkelOf entgegen der Bewegungsrichtung, stufenförmig oder kontinuierlich zu.

Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, da13 die £ Vorschubgeschwindigkeit nicht nur von der maximal erreichbaren Stromdichte begrenzt wird, sondern auch von demjenigen Bereich bzw. derjenigen Stelle der Arbeitsfläche der Elektrode, an der der Quotient/fi-^iein Minimum aufweist, wobei P. die Arbeitsfläche und F_Q der senkrecht auf der Vorschubriehtung stehende Profilquersehnitt bedeuten. ' . ■

Die Erfindung ist daher besonders zum Erweitern von Bohrungen und zum Einsenken von Nuten geeignet, da hier dieser Quotient entlang der gesamteil Arbeitsfläche stets wesentlich größer als I gehalten werden kann. Hierzu kann die Elektrode z.B. aus einem

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kegel stumpfförmigen, sich in Bewegungsrichtung verjüngenden Grun.-ikörper aus einem Isoliermaterial, z.B. Kunststoff, bestehen, Huf dessen Oberfläche das Kathodenmaterial in Form einer dünnen Metallschicht aufgebracht, z.B. aufgedampft, ist. Will man mit dieser Elektrode z.B. Innennuten in ein Rohr einsenken, so ist die Metallschicht durch entsprechende Längsausnehmunßen, deren Tiefe dem Innendurchmesser des Rohres entspricht, unterbrochen. Die Längsausnehinungen bestimmen den gegenseitigen Abstand bzw. das Querprofil, der Winkel Of und die Länge der verbleibenden metallbeschichteten Arbeitsflächen der Elektrode die Tiefe der entstehenden Nuten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Die Figur.1 zeigt schematisch eine Einrichtung zum Herstellen

von Innenrippen In "einem Rohr, die Figur 2 einen Querschnitt durch das Rohr entlang der Linie II - II von Figur 1.

Das zu bearbeitende Rohr 1 ist in einer Halteeinrichtung 2 eingespannt. Die Elektrode 3 weist einen Schaft 4 auf, der von einer Vorschubeinheit 5 in Pfeilrichtung A angetrieben wird. Der flüssige Elektrolyt durchströmt das Rohr 1 in Pfeilrichtung B und wird dabei durch den Spalt 6 zwischen der Rohrinnenwand 7 und der Elektrode 3 hindurchgepreßt. Legt man zwischen dem Rohr 1 als Anode und der Elektrode 3 als Kathode eine Gleichspannung an, so fließt ein elektrischer Strom, der die Materialabtragung an dem Rohr 1 entlang dem Spalt 6 bewirkt.

Die Arbeitsfläche 8 der Elektrode 3 schließt mit der in Achsrichtung des Rohres 1 verlaufenden Vorschubrichtung (Pfeil A) des Elektrodenschaftes 4 einen Winkel o( ein, der entgegen der Vorschubrichtung zunimmt, aber stets kleiner als 90° bleibt.

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Die Elektrode 3 besteht im vorliegenden Fall aus einem kegelstumpfförmigen Grundkörper aus einem Kunststoff, auf dessen Stirn- und Mantelflächen eine dünne Metallschicht aufgebracht ist, die mit-dem .Schaft 4 direkt oder z.B. über einen inneren. Zentrierstift 9 leitend verbunden ist. Die Metallschicht ist durch eingearbeitete Rillen 10 unterbrochen, so daß Rippen entstehen, die die verbleibende, als Arbeitsfläche dienende Metallschicht tragen. Das Profil dieser Rippen bestimmt die Form der eingesenkten Nuten 20 (Figur 2).

Werden die Rippen. z.B. in Vorschubrichtung schmaler, so entstehen hinterschnittene Nuten, deren Breite in Richtung des Rohrhalbmessers zunimmt. Zur Herstellung von wendelförmig verlaufenden Nuten ist es auch möglich, der Vorschubbewegung der Elektrode eine Drehung zu überlagern. In diesem Fall sind die , Rillen 10 schräg zur Rohrachse entsprechend der gewünschten Steigung der Nuten 20 in den Konus einzuarbeiten.

Um eine gute Führung der Elektrode zu erzielen, können der Schaft 4 oder auch an diesem bzw. an der Elektrode !befestigte Scheiben 11 den Innendurchmesser der Bohrung des Rohres 1 aufweisen.

Mit der erfindungsgemäSen Elektrode können bei einem Öffnungsverhältnis des Konus von ca. 1 s 30 bis 1 : 40 Vorschubgeschwindigkeiten von weit über 100 mm/min erzielt werden. Dieses Verhältnis wird bei vorgegebener Nutentiefe nur von dem Druckverlust des Elektrolyten und dem Volumen des sich darin bildenden Wasserstoffs begrenzt. Um das Volumen des Wasserstoffgases klein zu halten, ist es daher vorteilhaft, die Einrichtung stich auf der Spaltausströmseite unter erhöhtem Druck zu halten.

Nach demselben Prinzip können selbstverständlich in entsprechender Weise auch Außennuten in ein Rohr eingearbeitet werden. Man kann die Elektrode auch aus einem metallischen Grundkörper herstellen und diejenigen Flächen, die nicht als Arbeitsflächen dienen sollen, elektrisch isolieren, z.B. im Falle eines Aluminiumkörpers eloxierer,. 0 0 9 8 4 7/0267

BAD ORfGfNAL

Claims

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 20. März I969 KERNFORSCHUNG MBH PTA 69/I6 Gb/sz Patentansprüche; ' · '

1. Einrichtung zum Elysiersenken, bei der Elektrode und Werkstück unter Einhaltung eines schmalen Spaltes gegeneinander bewegt werden, wobei durch den Spalt ein flüssiger Elektrolyt hindurchgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (8) der Elektrode (J>) entlang ihrer gesamten Ausdehnung mit der Vorschubrichtung (A) einen Winkel ·< 90 einschließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Winkel entgegen der Vorschubrichtung zunimmt. "

j5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) mit in Bewegungsrichtung sich verjüngendem Ende z.B. kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch j5* zum Herstellen von Nuten, insbesondere von Innennuten in einem Rohr, dadurch gekennseichnet, daß die Elektrode (j5) aus einem Grundkörper aus Isoliermaterial» z.B. Kunststoff* besteht, auf dessen Oberfläche eine dünne Metallschicht aufgebracht ist, wobei die Metallschicht durch ; in den Grundkörper eingearbeitete fUllem (ΪΟ) unterbrochen f ' ist, deren Breite dem gegenseitigen Abstand der einzusenkenden Nuten (20) und deren Tiefe dem!Innendurchmesser des Rohres entspricht.

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