DE202006017090U1

DE202006017090U1 - Heated electropolishing device

Info

Publication number: DE202006017090U1
Application number: DE200620017090
Authority: DE
Original assignee: Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
Current assignee: Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: EP1930482B1; EP1930482A2; EP1930482A3

Abstract

Elektropoliergerät, umfassend
– einen Badbehälter (10) zur Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Badflüssigkeit (20), in welche zu polierende Objekte (30) eingetaucht werden,
– eine Polierstromquelle (40) mit einem ersten elektrischen Elektrodenanschluss (31) zum elektrischen Verbinden mit einem oder mehreren zu polierenden Objekten und einer mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Elektrode (11, 12, 13), und
– eine Heizung (60, 61, 70) zum Aufheizen des Bades,
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine Heizstromquelle (70) umfasst, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden (60, 61) einen Heizstromkreis (62, 63, 20) mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit (20) gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Radbehälter befindet.Electropolishing device, comprising
- A bath container (10) for receiving an electrically conductive bath liquid (20), in which objects to be polished (30) are immersed,
A polishing power source (40) having a first electrical electrode terminal (31) for electrically connecting to one or more objects to be polished and an electrode (11, 12, 13) electrically connected to the bath liquid, and
A heater (60, 61, 70) for heating the bath,
characterized in that the heater comprises a heating current source (70) which supplies power to a heating circuit (62, 63, 20) via two heating electrodes (60, 61) electrically connected to the bath liquid, the heating electrodes being arranged so that one part of the heating circuit is formed by at least a partial volume of the bath liquid (20) when the bath liquid is in the wheel container.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektropoliergerät, umfassend einen Radbehälter zur Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Badflüssigkeit, in welche zu polierende Objekte eingetaucht werden, eine Polierstromquelle mit einem ersten elektrischen Elektrodenanschluss zum elektrischen Verbinden mit einem oder mehreren zu polierenden Objekten und einer mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Elektrode, und eine Heizung zum Aufheizen des Bades.The The invention relates to an electropolishing device comprising a wheel container for Recording an electrically conductive bath liquid, into which objects to be polished are dipped, a polishing current source with a first electrical electrode connection to the electrical Connect to one or more objects to be polished and one with the bath liquid electrically connected electrode, and a heater for heating of the bath.

Solche Elektropoliergeräte werden in einer Reihe von Anwendungen dazu genutzt, Produkte aus einem elektrisch leitfähigen Material mittels einer sogenannten elektrolytischen Glänzbehandlung zu polieren. Zu diesem Zweck werden die Objekte elektrisch als Anode an eine Stromquelle angeschlossen und in ein galvanisches Bad eingetaucht. Das galvanische Bad kann beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure oder andere Säuren sowie Gemische dieser Säuren enthalten und ist elektrisch leitfähig. Das galvanische Bad ist elektrisch mit einer als Kathode geschalteten Elektrode verbunden. Diese Kathode kann durch eine Flächenelektrode, eine anders geformte Elektrode oder den Behälter für das galvanische Bad selbst dargestellt werden. Durch den Fluss eines Gleichstromes oder eines gepulsten Gleichstromes werden Rauhigkeitsspitzen der zu polierenden Objekte abgetragen und hierdurch der Poliervorgang bewirkt.Such Electric polisher are used in a number of applications to make products from one electrically conductive Material by means of a so-called electrolytic gloss treatment to polish. For this purpose, the objects become electrically anodes connected to a power source and immersed in a galvanic bath. The galvanic bath, for example, sulfuric acid, phosphoric acid or other acids as well as mixtures of these acids contained and is electrically conductive. The galvanic bath is electrically connected to a cathode connected as an electrode. This cathode can be replaced by a surface electrode, a differently shaped electrode or the container for the galvanic bath itself being represented. By the flow of a direct current or a Pulsed DC are roughness peaks of the polished Removed objects and thereby causes the polishing process.

Aus DE 32 10 315 02 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Glänzbehandlung bekannt, welches nach dem zuvor beschriebenen Prinzip arbeitet und bei dem der Badbehälter mit Kühlschlangen und einer Badheizung ausgestattet ist.Out DE 32 10 315 02 is a method of electrolytic Glänzbehandlung known which operates according to the principle described above and in which the bath container is equipped with cooling coils and a bath heater.

In der Ausgestaltung solcher Elektropoliergeräte mit einer Badheizung liegt eine Fortbildung, welche einen effizienteren und somit zeitlich verkürzten Poliervorgang ermöglicht. Aus DE 33 00 650 C2 ist es bekannt, ein Elektropolierverfahren mittels einer Elektrolytlösung mit einer Temperatur von 70 bis 80°C zu betreiben. Aus DE 44 01 896 ist ein weiteres Glänzgerät der eingangs genannten Art vorbekannt.In the embodiment of such electropolishing with a bath heating is a training, which allows a more efficient and thus temporally shortened polishing process. Out DE 33 00 650 C2 It is known to operate an electropolishing by means of an electrolyte solution having a temperature of 70 to 80 ° C. Out DE 44 01 896 is another gleaming device of the type mentioned previously known.

Aus EP 1 384 448 ist eine Vorrichtung zur galvanischen Abscheidung metallischer Dentalformteile bekannt, welche eine mit einer elektrischen Versorgungseinheit verbundene Anode und Kathode umfasst, die in ein mit einem Elektrolytbad gefülltes Becherglas getaucht sind. Dieses Elektrolytbad wird mittels eines Infrarotstrahlers aufgeheizt, um eine vorteilhafte, erhöhte Badtemperatur zu erreichen.Out EP 1 384 448 a device for the electrodeposition of metallic dental moldings is known, which comprises an anode connected to an electrical supply unit and cathode, which are immersed in a filled with an electrolyte bath beaker. This electrolyte bath is heated by means of an infrared radiator in order to achieve a favorable, elevated bath temperature.

Elektropoliergeräte nach dem Stand der Technik weisen eine Heizvorrichtung in Form eines in das Bad eingetauchten Heizelementes auf, das als Widerstandsheizelement ausgeführt ist. Zwar kann mit solchen Widerstandsheizelementen eine einmal erreichte erhöhte Badtemperatur konstant gehalten werden, ein wesentlicher Nachteil einer solchen Heizung besteht aber darin, dass der Aufheizvorgang des Polierbades von Raumtemperatur auf die Betriebstemperatur von typischerweise über 50°C sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, typischerweise zwei Stunden.Electropolishing equipment after The prior art has a heating device in the form of a in the bath immersed heating element, as a resistance heating element accomplished is. Although can be achieved once with such resistance heating increased Bath temperature are kept constant, a major drawback However, such a heater is that the heating of the Polishing bath from room temperature to the operating temperature of typically over 50 ° C very much Takes time, typically two hours.

Zwar kann der Heizvorgang mit solchen Widerstandsheizelementen optimiert werden, indem die Kontaktfläche zum Polierbad vergrößert wird, dies führt jedoch zu unerwünscht großen Abmessungen des Widerstandsheizelementes und folglich einer geringen Fassungskapazität für zu polierende Objekte des Polierbades.Though the heating process can be optimized with such resistance heating elements Be by the contact surface enlarged to the polishing bath, this leads to but too undesirable huge Dimensions of the resistance heating element and consequently a small Loading capacities for too polishing objects of the polishing bath.

Weiterhin kann die Aufheizleistung eines Widerstandsheizelementes verbessert werden, indem die Temperatur des Widerstandsheizelementes selbst erhöht wird. Diesem Optimierungsansatz sind jedoch Grenzen gesetzt, denn ab einer bestimmten Grenztemperatur des Widerstandsheizelementes finden in unmittelbarer Nähe zu der Oberfläche des Widerstandsheizelementes Zersetzungen und/oder Verdampfung des Polierbades in unerwünschtem Ausmaß statt.Farther can improve the heating performance of a resistance heating element be by the temperature of the resistance heating element itself elevated becomes. However, this optimization approach has its limits, because from a certain limit temperature of the resistance heating element find in the immediate vicinity to the surface of the resistance heating element decomposition and / or evaporation of the Polishing bath to an undesirable extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizung bereitzustellen, welche die vorgenannten Probleme verringert und vorzugsweise vermeidet.Of the Invention has for its object to provide a heating, which reduces the aforementioned problems and preferably avoids.

Erfindungsgemäß wird ein Elektropoliergerät der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei dem die Heizung eine Heizstromquelle umfasst, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundene Heizelektroden einen Heizstromkreis mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet.According to the invention is a Electropolishing device of provided in the aforementioned type, wherein the heating a Heater current source includes over two with the bath liquid electrically connected heating electrodes a heating circuit with electricity supplied, wherein the heating electrodes are arranged so that a Part of the heating circuit by at least a partial volume of the bath liquid is formed when the bath liquid is in the bath tank.

Die erfindungsgemäße Heizung vermeidet somit die Nachteile bekannter Badheizungen, indem das Polierbad selbst in einen Heizstromkreis eingebunden wird, welcher der Raderwärmung dient. Dies wird erreicht, indem jeder der zwei Ausgänge der Heizstromquelle mit jeweils einer Elektrode verbunden ist und diese beiden Elektroden beabstandet voneinander in das Polierbad eingetaucht sind. Eine an diese Elektroden angelegte Spannung wird somit einen Stromfluss durch das Polierbad bewirken, wodurch das zwischen den Elektroden liegende Badvolumen erwärmt wird. Mit der erfindungsgemäßen Heizung kann somit ohne die Notwendigkeit der Verwendung großer Heizelemente die Heizwirkung direkt auf ein großes Volumen des Polierbades aufgebracht werden.The heating according to the invention thus avoids the disadvantages of known bath heaters by the Polierbad itself is integrated into a heating circuit, which the wheel warming serves. This is achieved by connecting each of the two outputs of the heating current source is connected to one electrode and these two electrodes spaced from each other immersed in the polishing bath. One on this voltage applied to the electrodes thus becomes a current flow through the polishing bath, causing the between the electrodes heated bath volume heated becomes. With the heater according to the invention can thus without the need of using large heating elements the heating effect directly on a large volume of the polishing bath be applied.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Heizung ist insbesondere für Elektropoliergeräte geeignet, um hierdurch eine kurze Aufheizzeit des Polierbades von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur zu ermöglichen. Somit ist es nicht erforderlich, das Polierbad über längere Zeit auf Betriebstemperatur zu halten, sondern es kann nach jedem Poliervorgang wieder abkühlen, da die langen Aufheizzeiten bekannter Polierbäder auf wenige Minuten verkürzt werden. Das Prinzip der in dem erfindungsgemäßen Elektropoliergerät eingesetzten Heizung eignet sich daher prinzipiell auch für andere Geräte, in denen ein elektrisch leitfähiges Bad aufgeheizt werden muss, beispielsweise für Vorrichtungen zur galvanischen Abscheidung.The Principle of the heating according to the invention is especially for Electric polisher suitable to thereby a short heating time of the polishing bath of Room temperature to allow operating temperature. So it is not required, the polishing bath over longer Time to maintain operating temperature, but it can after each Cool the polishing process again, because the long heating times of known polishing baths are shortened to a few minutes. The principle of the used in the electropolishing according to the invention Heating is therefore suitable in principle for other devices in which an electrically conductive Bad must be heated, for example, for devices for electrodeposition.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Polierstromquelle eine Gleichstromquelle oder eine gepulste Gleichstromquelle. Dieser Fortbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der für die Elektropolitur erforderliche Effekt bei Gleichstrom besonders wirksam auftritt.According to one first preferred embodiment For example, the polishing current source is a DC source or a pulsed one DC power source. This training is based on the knowledge, that for the electropolishing required effect at DC especially effectively occurs.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 4kHz, vorzugsweise mehr als 15kHz, insbesondere mehr als 20kHz ist. Dieser Fortbildung liegt einerseits die Erkenntnis zugrunde, dass durch Heizen mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz oberhalb von 4kHz vermieden werden kann, dass sich Bestandteile der Heizelektroden in das Polierbad ablösen oder eine Zersetzung des Bades eintritt. Andererseits sind insbesondere Frequenzen oberhalb von 15kHz oder sogar oberhalb von 20kHz bevorzugt, da in diesen Frequenzbereich keine für das menschliche Gehör wahrnehmbare Schwingungen erzeugt werden und folglich eine akustische Belästigung vermieden wird.Farther For example, it is preferable that the heating power source is an AC power source with a frequency of more than 4kHz, preferably more than 15kHz, especially more than 20kHz. This training is on the one hand Understanding that by heating with an alternating current with a frequency above 4kHz can be avoided that replace components of the heating electrodes in the polishing or a decomposition of the bath occurs. On the other hand, in particular Frequencies above 15kHz or even above 20kHz preferred, because in this frequency range no perceptible to human hearing Vibrations are generated and consequently an acoustic annoyance is avoided.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind die zwei Heizelektroden jeweils benachbart zu einem Wandabschnitt des Radbehälters angeordnet und liegen sich in Bezug auf den Mittelpunkt des Badvolumens gegenüber. Dieser Fortbildung der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, dass die erfindungsgemäße Heizung insbesondere dann besonders wirksam ist, wenn ein möglichst großer Volumenanteil des Polierbades zwischen den beiden Heizelektroden so angeordnet ist, dass dieses große Volumen von dem die Aufheizung verursachenden Strom durchflossen wird. Grundsätzlich könnte die Anordnung der Heizelektroden zwar so gewählt werden, dass eine Zentralelektrode in der Mitte des Polierbades angeordnet wird und die Behälterwandung selbst als zweite Heizelektrode genutzt wird. Hierdurch würde zwar das gesamte Badvolumen vom Heizstrom durchflossen und folglich erwärmt, jedoch liegt die Zentralelektrode im Hinblick auf die Anordnung der zu polierenden Objekte ungünstig. Alterna tiv ist es daher in bestimmten Anwendungen auch vorteilhaft, zwei Wandabschnitte der Behälterwandung als Heizelektroden einzusetzen, wobei der gesamte Behälter so gestaltet ist, dass eine an diese beiden Wandabschnitte angelegte Spannung einen Stromfluss durch das Bad verursacht und anderweitige Stromflüsse, beispielsweise über die Behälterwandung selbst, verhindert. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, zwei separate Elektroden zu verwenden und diese in der Nähe der Behälterwandung anzuordnen, so dass zwischen den Elektroden und dem Behälterwandabschnitt ein möglichst geringes Badvolumen liegt und zwischen den beiden Elektroden ein möglichst großes Badvolumen angeordnet ist.According to one Another particularly preferred embodiment is the two heating electrodes each disposed adjacent to a wall portion of the wheel container and are opposite to the center of the bath volume. This training The invention is based on the principle that the heating of the invention is particularly effective, if possible greater Volume fraction of the polishing bath between the two heating electrodes arranged so that this large volume of which is the heating flowing through the stream. Basically, the arrangement of the heating electrodes Although so chosen be that a central electrode in the middle of the polishing bath is arranged and the container wall itself is used as a second heating electrode. This would indeed the entire bath volume flows through the heating current and thus heated, however is the central electrode with respect to the arrangement of the polishing objects unfavorable. Alterna tively, it is therefore also advantageous in certain applications, two wall sections of the container wall to use as heating electrodes, the entire container so is designed that a voltage applied to these two wall sections voltage causes a flow of current through the bath and other power flows, for example via the container itself, prevented. In particular, however, it is preferable to have two separate ones To use electrodes and to arrange them near the container wall, so that between the electrodes and the container wall portion as possible low bath volume is between the two electrodes preferably great Bath volume is arranged.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die zwei Heizelektroden so geformt sind, dass der maximale Abstand zwischen dem Wandabschnitt des Badbehälters und der jeweiligen Heizelektrode minimal ist. Durch eine entsprechend kongruent zu den Wandabschnitten gewählte Ausformung der Elektroden kann der Abstand zwischen Elektroden und Wandabschnitt an jeder Stelle minimal gestaltet werden und somit eine optimale Maximierung des Badvolumens zwischen den beiden Elektroden erzielt werden.there For example, it is particularly preferred if the two heating electrodes are shaped in this way are that the maximum distance between the wall section of the bath tank and the respective heating electrode is minimal. By a corresponding Congruent to the wall sections selected shaping of the electrodes can the distance between electrodes and wall section at each Be designed minimally and thus an optimal maximization the bath volume between the two electrodes can be achieved.

Weiterhin ist es insbesondere bevorzugt, wenn zumindest eine der zwei Heizelektroden flächig ausgebildet ist. Eine flächige Ausgestaltung der Heizelektroden ermöglicht einen gleichmäßigen Stromfluss durch die vom Heizstrom durchflossenen Badvolumenanteile, da der Widerstand in den Elektroden selbst wesentlich geringer ist als der Widerstand im Polierbad und somit durch entsprechende Anordnung der flächigen Elektroden ein großes Badvolumen in den Heizstromfluss einbezogen werden kann und zugleich erreicht werden kann, dass die Strompfade durch dieses Badvolumen für jeden Bereich etwa oder genau gleich lang sich zwischen beiden Elektroden erstrecken.Farther it is particularly preferred if at least one of the two heating electrodes formed flat is. A flat Design of the heating electrodes allows a uniform flow of current by the heat flow through the bath volume fractions, since the Resistance in the electrodes themselves is much lower than the resistance in the polishing bath and thus by appropriate arrangement the plane Electrodes a big one Bath volume can be included in the heating current flow and at the same time can be achieved that the current paths through this bath volume for each Range about or exactly the same length between both electrodes extend.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Poliergeräts umfasst eine an die Polierstromquelle angeschlossene Strommengenerfassungsvorrichtung, umfassend ein Strommessgerät und einen mit diesem gekoppelten Zeittaktgeber zur kumulierten Messung der elektrischen Energie.A further, particularly preferred embodiment of the polishing apparatus according to the invention comprises a current-detecting device connected to the polishing power source, comprising a current measuring device and a time clock coupled thereto for accumulated measurement the electrical energy.

Eine besondere Problematik im Zusammenhang mit Elektropoliergeräten der eingangs genannten Art ist die Überwachung der Qualität des Polierbades. Da über die Betriebsdauer eines Polierbades in dem Polierbad einerseits Zersetzungen und somit chemische Veränderungen stattfinden und andererseits Verdampfungen und somit Konzentrationsänderungen stattfinden, kann ein Polierbad nicht beliebig lang eingesetzt werden. Der zuvor beschriebenen Fortbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Qualität des Polierbades nicht alleine von seiner Einsatzzeit abhängig ist, sondern insbesondere von der Menge des Stroms, d.h. der über die Zeit integrierten Stromstärke bzw. der elektrischen Energiemenge abhängig ist. Erfindungsgemäß wird daher eine Strommengenerfassungsvorrichtung vorgesehen, welche diese Strommenge erfasst und folglich eine Aussage über einen Verschlechterungsgrad des Polierbades ermöglicht. Die erfindungsgemäße Fortbildung kann insbesondere dazu genutzt werden, die Verschlechterung eines frisch eingefüllten Polierbades zu beurteilen und bei einem bestimmten Verschlechterungsgrad bzw. einer bestimmten erfassten Strommenge das Bad auszutauschen und durch ein frisches Bad zu ersetzen.A particular problem in connection with electropolishing of the type mentioned is the monitoring of the quality of the polishing bath. Since on the one hand decomposition and thus chemical changes take place over the service life of a polishing bath in the polishing bath and on the other hand take place evaporations and thus changes in concentration, a polishing bath can not be used indefinitely. The training described above is based on the finding that the The quality of the polishing bath is not dependent solely on its operating time, but in particular on the amount of electricity, ie the over time integrated current or the amount of electrical energy is dependent. According to the invention, therefore, a current-generating device is provided which detects this amount of current and thus makes it possible to make a statement about a degree of deterioration of the polishing bath. The training according to the invention can be used, in particular, to assess the deterioration of a freshly filled polishing bath and to replace the bath at a certain degree of deterioration or a certain amount of electricity detected and to replace it with a fresh bath.

Die erfindungsgemäße Strommengenerfassungsvorrichtung kann insbesondere dadurch fortgebildet werden, indem sie umfasst: einen Strommengenspeicher zur Speicherung der kumulierten Strommenge, eine Rückstelleinrichtung, insbesondere einen manuellen Rückstellschalter, zur Nullstellung der im Strommengenspeicher gespeicherten Strommenge, eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der im Speicher gespeicherten Strommenge mit einer vorbestimmten Maximalstrommenge und eine mit der Vergleichsvorrichtung gekoppelte Signalvorrichtung die ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, wenn die im Speicher gespeicherte Strommenge die vorbestimmte Maximalstrommenge erreicht oder überschreitet. Diese Fortbildung ermöglicht es, eine weitestgehend automatisierte Badüberwachung durchzuführen, indem bei Einfüllung eines Frischbades eine Nullstellung einer gespeicherten Strommenge erfolgt, diese Strommenge kontinuierlich in Abhängigkeit der zeitlich fließenden Ströme erhöht und gespeichert wird und der gespeicherte Strommengenwert mit einem vorbestimmten Maximalwert verglichen wird, um zu ermitteln, ob der Maximalwert bereits erreicht oder sogar überschritten wurde und dann ein Signal zum Austausch des Polier bades gegeben wird. Der hierzu eingesetzte Strommengenspeicher erfasst dabei die kumulierte Strommenge und muss so ausgebildet sein, diese Strommenge auch nach Aus- und Einschalten des Poliergeräts wieder im Speicher vermerkt zu haben.The Flow detection device according to the invention can be developed in particular by comprising: an electricity storage system for storing the cumulative amount of electricity, a reset device, in particular a manual reset switch, to reset the amount of electricity stored in the electricity storage, a comparison device for comparing the stored in the memory Amount of current with a predetermined maximum amount of current and one with the comparison device coupled signaling device which is an optical or audible signal when stored in memory Amount of electricity reaches or exceeds the predetermined maximum amount of current. This training allows to perform a largely automated bath monitoring by at filling a fresh bath, a zero position of a stored amount of electricity takes place, this amount of current continuously increased and stored in dependence on the temporally flowing currents and the stored current value with a predetermined Maximum value is compared to determine if the maximum value already reached or even exceeded was and then given a signal to exchange the polishing bades becomes. The electricity storage system used for this purpose captures the accumulated amount of electricity and must be so trained, this amount of electricity too after switching off and on the polishing device again noted in the memory to have.

Die Vergleichsvorrichtung kann beispielsweise in einer optischen Vergleichsanzeige bestehen, vorzugsweise aber in einem in ein elektrisches Bauteil integrierten Komparator, der zwei Eingangssignale miteinander vergleicht und einen Differenzwert als Ausgangssignal ausgibt, was bevorzugt numerisch, d.h. per Software in einem Mikroprozessor ausgeführt wird.The Comparative device can, for example, in a visual comparison display exist, but preferably in one in an electrical component integrated comparator, which compares two input signals and outputs a difference value as an output signal, which is preferable numerically, i. executed by software in a microprocessor.

Es ist weiterhin dabei bevorzugt, wenn die Signalvorrichtung ein zu der im Speicher gespeicherten Strommenge oder zu der Differenz zwischen der im Speicher gespeicherten Strommenge und der vorbestimmten Maximalstrommenge korrespondierendes Signal ausgibt. Auf diese Weise wird dem Benutzer des erfindungsgemäßen Elektropoliergeräts eine Abschätzung der Qualität des Polierbades und der noch verbleibenden Einsatzzeit gegeben. Die Anzeige kann beispielsweise in einer auf Grundlage eines geschätzten, durchschnittlichen Stromwertes berechneten Restlaufzeit oder einem exakt berechneten Reststrommengenwert bestehen. In einer vereinfachten Ausführungsform kann auch eine Warnleuchte vorgesehen werden, um auf ein verbrauchtes Bad hinzuweisen.It is further preferred, when the signaling device to one the amount of electricity stored in memory or the difference between the amount of current stored in the memory and the predetermined maximum amount of current outputs corresponding signal. This way the user will of the electropolishing device according to the invention an estimate of quality the polishing bath and the remaining use time given. For example, the ad may be in one based on an estimated average Current value calculated residual maturity or a precisely calculated Residual flow value exist. In a simplified embodiment Also, a warning light can be provided to turn to a used Bad to point.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Heizstromquelle mit einer Steuerungs-/Regelungsvorrichtung gekoppelt ist, die mit einem Wärmesensor zur Erfassung der Temperatur des Polierbades gekoppelt ist und ausgebildet ist, um den Heizstrom so zu steuern oder regeln, dass eine vorbestimmte Badtemperatur eingestellt und gehalten wird. Mit dieser Fortbildung wird ermöglicht, die Badtemperatur in einem idealen Temperaturbereich oder auf einem idealen Temperaturwert zu halten und auf diesen Wert nach Inbetriebnahme des Elektropoliergerätes von Raumtemperatur ausgehend zu erhitzen. Der Wärmesensor kann dabei beispielsweise unmittelbar als in das Bad eingetauchter Wärmesensor oder als ein an der Badwandung und entsprechend fehlerkorrigierter Wärmesensor ausgeführt sein.Farther it is preferred if the Heizstromquelle with a control / regulating device coupled with a thermal sensor is coupled to the detection of the temperature of the polishing bath and formed is to control the heating current or regulate that a predetermined Bath temperature is set and maintained. With this training is enabled the bath temperature in an ideal temperature range or on one ideal temperature value and to keep this value after commissioning of the electropolishing device to be heated from room temperature. The heat sensor can for example directly as immersed in the bath heat sensor or as at the Badwandung and be executed according to error-corrected heat sensor.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zumindest eine Heizelektrode und eine Polierelektrode durch eine einzige Elektrode ausgebildet sind. Durch diese Fortbildung kann eine Elektrode des erfindungsgemäßen Elektropoliergeräts eingespart werden.Farther it is preferred if at least one heating electrode and a polishing electrode are formed by a single electrode. Through this training can save an electrode of the electropolishing according to the invention become.

Schließlich ist es bevorzugt, das erfindungsgemäße Elektropoliergerät fortzubilden durch eine Rührvorrichtung zum Umwälzen des Polierbades. Diese Rührvorrichtung kann beispielsweise als Magnetrührer oder Umwälzpumpe ausgeführt sein und dient im Wesentlichen dazu, Temperaturgradienten im Polierbad, die beispielsweise durch lokale Erwärmungsvorgänge verursacht sein können, oder Konzentrationsunterschiede im Polierbad, die beispielsweise durch lokale Verdampfungsvorgänge verursacht werden können, auszugleichen, indem die Badvolumenanteile fortlaufend durchmischt werden.Finally is it prefers to train the electropolishing device according to the invention by a stirring device to circulate of the polishing bath. This stirring device can be used, for example, as a magnetic stirrer or circulation pump accomplished and serves essentially to temperature gradients in the polishing bath, which may be caused by local heating processes, for example, or Concentration differences in the polishing bath, for example, by local evaporation processes can be caused to balance by the bath volume continuously mixed become.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Heizvorrichtung für ein elektrisch leitfähiges Bad, umfassend eine Heizstromquelle, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden einen Heizstromkreis mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet.One Another aspect of the invention is a heating device for an electric conductive Bath, comprising a heating current source, the two with the bath liquid electrically connected heating electrodes a heating circuit with power supplied, wherein the heating electrodes are arranged so that a Part of the heating circuit by at least a partial volume of the bath liquid is formed when the bath liquid is in the bath tank.

Das erfindungsgemäße Elektropoliergerät arbeitet vorzugsweise nach einem Verfahren zum Elektropolieren mit den Schritten: Aufheizen eines elektrisch leitfähigen Elektropolierbades auf eine vorbestimmte Temperatur, Eintauchen eines oder mehrerer zu polierender Gegenstände ins das Elektropolierbad, Anlegen einer Spannung zwischen dem zu polierenden Gegenstand bzw. den zu polierenden Gegenständen und einer mit dem Elektropolierbad verbundenen Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des Elektropolierbades erfolgt, indem an zwei in das Elektropolierbad eingetauchte Elektroden eine Wechselspannung angelegt wird.The electropolishing device according to the invention preferably operates according to a method for electropolishing with the following steps: heating an electrically conductive electropolishing bath to a predetermined temperature, immersing one or more objects to be polished in the electropolishing bath, applying a voltage between the object to be polished or the objects to be polished and one with the Electro-polishing connected counter-electrode, characterized in that the heating of the electropolishing takes place by an alternating voltage is applied to two electrodes immersed in the electropolishing.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Figur erläutert.A preferred embodiment The invention will be explained with reference to FIG.

Die Figur zeigt einen Badbehälter 10, in dem ein Polierbad 20 eingefüllt ist. In das Polierbad 20 ist ein zu polierender Gegenstand 30 eingetaucht und wird mittels einer elektrisch leitenden Haltestange 31 an einer geräteseitigen Montageplatte 32 gehalten. An die Haltestange 31 ist elektrisch leitend eine Stromleitung 32 angeschlossen, die mit einem Pol einer Polierstromquelle 40 verbunden ist. Der andere Pol der Polierstromquelle 40 ist über eine Verbindungsleitung 34 mit der Bodenwandung 11 des Polierbadbehälters 10 elektrisch verbunden.The figure shows a bath tank 10 in which a polishing bath 20 is filled. In the polishing bath 20 is an object to be polished 30 immersed and is by means of an electrically conductive support rod 31 on a device-side mounting plate 32 held. To the handrail 31 is electrically conductive a power line 32 connected to one pole of a polishing power source 40 connected is. The other pole of the polishing power source 40 is via a connection line 34 with the bottom wall 11 of the polishing bath container 10 electrically connected.

Durch diese Anordnung kann zwischen dem zu polierenden Gegenstand 30 als erster Elektrode und der Behälterwandung 11, 12, 13 des Behälters 10 als zweite Elektrode eine Spannung angelegt werden, die einen Stromfluss durch das Polierbad 20 verursacht, der eine galvanische Politur durch elektrolytische Auslösung von atomaren oder molekularen Bestandteilen aus der Oberfläche des zu polierenden Gegenstands 30 bewirkt.By this arrangement, between the object to be polished 30 as the first electrode and the container wall 11 . 12 . 13 of the container 10 As a second electrode, a voltage can be applied which causes a current flow through the polishing bath 20 which causes a galvanic polishing by electrolytic release of atomic or molecular components from the surface of the object to be polished 30 causes.

In die Stromleitung 34 ist eine Strommengenerfassungsvorrichtung 50 eingeschaltet, welche ein Amperemeter 51 und eine Zeituhr 52 umfasst. Amperemeter 51 und Zeituhr 52 sind so miteinander gekoppelt, dass eine über die Zeit integrierte Strommenge in der Strommengenerfassungsvorrichtung berechnet wird und in einem Speicher abgelegt wird. Der so errechnete Strom wird innerhalb der Strommengenerfassungsvorrichtung 50 mit einem eingespeicherten Maximalwert verglichen und die Differenz zwischen dem formulierten Strommengenwert und dem Maximalwert wird auf einem Display 54 wiedergegeben. Zusätzlich weist eine Warnleuchte (55) auf ein verbrauchtes Bad hin.In the power line 34 is a current generation device 50 turned on, which is an ammeter 51 and a timer 52 includes. ammeter 51 and time clock 52 are coupled together such that a time-integrated amount of current in the current collection device is calculated and stored in memory. The calculated current becomes within the current generator 50 compared with a stored maximum value and the difference between the formulated current value and the maximum value is displayed 54 played. In addition, a warning light ( 55 ) down to a used bathroom.

Der kumulierte Strommengenwert wird in einem Speicher innerhalb der Strommengenerfassungsvorrichtung gespeichert. Der gespeicherte Wert kann – vorzugsweise über einen Resetknopf 53 – auf Null gesetzt werden.The accumulated current value is stored in a memory within the current generator. The stored value can - preferably via a reset button 53 - be set to zero.

An den beiden Seitenwänden 12 und 13 des Badbehälters 10 sind jeweils eine Flächenelektrode 60, 61 in das Polierbad 20 eingetaucht. Die Flächenelektroden 60, 61 erstrecken sich über die gesamte Seitenwand 12, 13 des Badbehälters 10 und liegen sich gegenüber. Auf diese Weise ist zwischen den Elektroden 60, 61 ein großer Teil des Badvolumens des Polierbads 20 angeordnet.On the two side walls 12 and 13 of the bath tank 10 each are a surface electrode 60 . 61 in the polishing bath 20 immersed. The surface electrodes 60 . 61 extend over the entire side wall 12 . 13 of the bath tank 10 and face each other. This way is between the electrodes 60 . 61 a large part of the bath volume of the polishing bath 20 arranged.

Die Elektroden 60, 61 sind über elektrische Leitungen 62, 63 mit einer Heizstromquelle 70 verbunden, die einen Wechselstrom mit einer Wechselstromfrequenz von 15kHz erzeugt.The electrodes 60 . 61 are via electrical lines 62 . 63 with a heating current source 70 connected, which generates an alternating current with an AC frequency of 15kHz.

An der Bodenwand 11 des Behälters 10 ist ein Wärmesensor 80 angeordnet, der über eine elektrische Leitung 81 mit einer zentralen Steuer-/Regelungseinheit 100 verbunden ist.At the bottom wall 11 of the container 10 is a heat sensor 80 arranged, via an electrical line 81 with a central control unit 100 connected is.

Die zentrale Steuer-/Regelungseinheit 100 umfasst ein Stellrad 101, an dem ein Sollwert für die Badtemperatur eingestellt werden kann. Weiterhin umfasst die Steuer-/Regelungseinheit 100 ein Display 102, auf dem die vom Temperatursensor 80 erfasste Ist-Temperatur des Polierbades 20 angezeigt wird. In Abhängigkeit der Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur regelt die Steuer-/Regelungseinheit 100 über eine Regelungsleitung 71 die von der Heizstromquelle 70 erzeugte Heizstromstärke.The central control unit 100 includes a thumbwheel 101 at which a setpoint for the bath temperature can be set. Furthermore, the control unit comprises 100 a display 102 on which the from the temperature sensor 80 detected actual temperature of the polishing bath 20 is shown. Depending on the difference between the setpoint and actual temperature, the control unit regulates 100 via a control line 71 that of the heating current source 70 generated heating current.

Die Steuer-/Regelungseinheit 100 steuert des Weiteren über eine Steuerleitung 41 die Stromstärke der Polierstromquelle 40.The control unit 100 furthermore controls via a control line 41 the amperage of the polishing power source 40 ,

Die Steuer-/Regelungseinheit 100 ist des Weiteren über eine Steuerleitung 91 mit einem Magnetrührer 90 verbunden, der einen magnetischen Rührstab 92 und einen Elektromotor 93 mit einem Mitnehmer für den Rührstab 92 umfasst.The control unit 100 is also via a control line 91 with a magnetic stirrer 90 connected to a magnetic stir bar 92 and an electric motor 93 with a driver for the stir bar 92 includes.

Das erfindungsgemäße Poliergerät arbeitet vorzugsweise nach dem folgenden Verfahren:
Zuerst wird nach Inbetriebnahme des Poliergeräts das Polierbad erwärmt, indem die Heizstromquelle 70 einen Strom über die Elektroden 60, 61 durch das Polierbad 20 fließen lässt. Während es gesamten Aufwärmvorgangs ist der Magnetrührer 90 in Betrieb. Kontinuierlich wird die Badtemperatur mittels des Temperatursensors 80 gemessen und in der Steuer-/Regelungseinheit 100 mit dem eingestellten Soll-Wert verglichen. Sobald eine Idealtemperatur, die für typische Polierbäder zwischen 40°C und 50°C liegt, erreicht ist, wird die Stromstärke der Heizstromquelle 70 reduziert, um nur noch lediglich so viel Strom fließen zu lassen, der für die Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich ist, der Strom im zeitlichen Mittel reduziert wird.The polishing apparatus according to the invention preferably operates according to the following method:
First, after the polishing machine has been put into operation, the polishing bath is heated by the heating current source 70 a current across the electrodes 60 . 61 through the polishing bath 20 flow. During the whole warm-up process is the magnetic stirrer 90 in operation. The bath temperature is continuously increased by means of the temperature sensor 80 measured and in the control unit 100 compared with the set target value. As soon as an ideal temperature, which is between 40 ° C and 50 ° C for typical polishing baths, is reached, the current intensity of the heating current source is reached 70 reduced to flow only so much current required to maintain the temperature, the current is reduced in the time average.

Entweder nach Erreichen der Soll-Temperatur des Polierbades oder bereits vor Beginn des Aufheizvorgangs wird das zu polierende Objekt an dem Stab 31 befestigt und in das Polierbad 20 abgesenkt. Die Steuer-/Regelungsvorrichtung 100 steuert die Polierstromquelle 40 an, die daraufhin einen Polierstrom an die Behälterwandung als erste Elektrode und das zu polierende Objekt 30 als zweite Elektrode anlegt. Der zwischen Behälterwandung und zu polierendem Objekt fließende Strom wird über das Amperemeter 51 gemessen und über die von der Uhr 52 erfasste Zeit integriert. Der so berechnete Strommengenwert wird zu einem gespeicherten bisherigen Strommengenwert hinzuaddiert und diese Summe von einem vorbestimmten Maximalwert abgezogen und die verbleibende Restlaufstrommenge bis zum erforderlichen Austausch des Polierbads 20 auf dem Display 54 angezeigt. Alternativ kann auf eine Anzeige der verbleibenden Rotlaufstrommenge verzichtet werden und stattdessen durch eine Warnlampe der erforderliche Austausch des Polierbades signalisiert werden, wenn die Restlaufzeit null ist.Either after reaching the desired temperature of the polishing bath or already before the start of the up Heating process is the object to be polished on the rod 31 attached and in the polishing bath 20 lowered. The control device 100 controls the polishing power source 40 then, a polishing current to the container wall as the first electrode and the object to be polished 30 as a second electrode applies. The current flowing between the container wall and the object to be polished is passed through the ammeter 51 measured and over by the clock 52 recorded time integrated. The current net value thus calculated is added to a stored previous current net value and this sum subtracted from a predetermined maximum value and the remaining amount of residual current until the required replacement of the polishing bath 20 on the display 54 displayed. Alternatively, it is possible to dispense with an indication of the remaining amount of red-flow current and, instead, to signal the required replacement of the polishing bath by a warning lamp if the remaining running time is zero.

Nachdem die gewünschte Oberflächenglätte des zu polierenden Objekts erreicht wurde, wird das Objekt aus dem Bad entnommen und vom Stab 31 abmontiert.After the desired surface smoothness of the object to be polished has been achieved, the object is removed from the bath and removed from the bar 31 dismounted.

Claims

Electropolishing device, comprising - a bath container ( 10 ) for receiving an electrically conductive bath liquid ( 20 ) into which objects to be polished ( 30 ), - a polishing power source ( 40 ) with a first electrical electrode connection ( 31 ) for electrically connecting with one or more objects to be polished and an electrode electrically connected to the bath liquid ( 11 . 12 . 13 ), and - a heater ( 60 . 61 . 70 ) for heating the bath, characterized in that the heater is a Heizstromquelle ( 70 ), which via two electrically connected to the bath liquid heating electrodes ( 60 . 61 ) a heating circuit ( 62 . 63 . 20 ), wherein the heating electrodes are arranged so that a part of the heating circuit through at least a partial volume of the bath liquid ( 20 ) is formed when the bath liquid is in the wheel container.

Electric polisher according to claim 1, characterized in that the polishing current source a DC power source, preferably a pulsed DC power source is.

Electric polisher according to claim 1 or 2, characterized in that the Heizstromquelle a AC source with a frequency of more than 4kHz, preferably more than 15kHz, especially more than 20kHz.

Electric polisher according to one of the preceding claims, characterized that the two heating electrodes each adjacent to a wall portion of the bath tank are arranged and related to the center of the bath volume are opposite.

Electric polisher according to the preceding claim, characterized in that the two heating electrodes are shaped so that the maximum distance between the wall portion of the bath container and the respective heating electrode is minimal.

Electric polisher according to one of the preceding claims, characterized that at least one of the two heating electrodes is formed flat.

Electropolishing device according to one of the preceding claims, characterized by a current-measuring device connected to the polishing current source ( 50 ), comprising an ammeter ( 51 ) and a time clock coupled thereto ( 52 ) for the cumulative measurement of electrical energy.

Electric polisher according to the preceding claim, characterized in that the Current collection device comprises: - a power store for storing the cumulative amount of electricity - A restoring device, in particular a manual reset switch, to reset the amount of electricity stored in the electricity storage and - A comparison device for comparing the amount of current stored in the memory with a predetermined maximum flow amount, and - One with the comparison device coupled signaling device which is an optical or acoustic Signal generated when the amount of electricity stored in memory reaches the reaches or exceeds a predetermined maximum amount of current.

Electric polisher according to the preceding claim, characterized in that the Signal device on to the amount of electricity stored in memory or the difference between the amount of electricity stored in memory and the predetermined maximum current amount corresponding signal outputs.

An electropolishing apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating current source is coupled to a control device coupled to a thermal sensor for detecting the temperature of the polishing bath and configured to control the heating current to a predetermined temperature Bath temperature set and maintained becomes.

Electric polisher according to one of the preceding claims, characterized that at least one heating electrode and polishing electrode by a single electrode are formed.

Electric polisher according to one of the preceding claims characterized by a stirrer to circulate of the polishing bath.

Heating device for an electrically conductive bath, comprising a heating current source ( 70 ), via two electrically connected to the bath liquid heating electrodes ( 61 . 61 ) a heating circuit ( 62 . 63 . 20 ), wherein the heating electrodes are arranged so that a part of the heating circuit is formed by at least a partial volume of the bath liquid when the bath liquid is in the bath tank.

Heating device according to claim 13, characterized in that that they according to the distinctive Part of one of the preceding claims 2-12 is formed.