DE2030657A1 - Method and device for electrolytic etching - Google Patents

Method and device for electrolytic etching

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DE2030657A1 DE19702030657 DE2030657A DE2030657A1 DE 2030657 A1 DE2030657 A1 DE 2030657A1 DE 19702030657 DE19702030657 DE 19702030657 DE 2030657 A DE2030657 A DE 2030657A DE 2030657 A1 DE2030657 A1 DE 2030657A1
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits

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Description

MB - 5 (* - 187 C)MB - 5 (* - 187 C)

IA - 171IA - 171

Mitsubishi Electric Corporation Tokio, JapanMitsubishi Electric Corporation Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen ÄtzenMethod and device for electrolytic etching

Die Erfindung betrifft ein elektrolytisches Ätzverfahren und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrolytischen Formen eines Y/erkstückes.The invention relates to an electrolytic etching process and in particular, a method and apparatus for electrolytically forming a Y / piece.

Elektrolytische Ätzverfahren machen ganz allgemein von dem Phänomen der elektrochemischen Auflösung oder Scheelzung einer positiven Elektrode während einer Elektrolyse Gebrauch. Dabei wird eine Arbeitselekt.rode derart relativ zu einem Werkstück angeordnet, daß dazwischen ein schnaler Arbeitsspalt verbleibt durch welchen ein Elektrolyt mit hoher Geschwindigkeit fließt. Gleichzeitig wird ein elektrischer Strom durch den Arbeitsspalt geschickt", wobei der Elektrolyt durch den Arbeitsstrom elektrolysiert wird, sodaß das Werkstück unter der Wirkung der Elektrolyse unter Ausbildung der gewünschten Porm bearbeitet wird. Es ist bereits bekannt, daß auf diese Weise eine Ausnehmung oder ein loch in ein Werkstück eingearbeitet werden kann, wobei die Gestalt der Ausnehmung oder des Loches der Gestalt der Arbeitselektrode entspricht. Wenn somit eine Arbeitselektrode von vorbestimmter Gestalt verwendet wird, so gelingt es, eine Ausnehmung oder ein Loch gewünschter Form einzuätzen oder einzuarbeiten.Electrolytic etching processes generally make use of the phenomenon of electrochemical dissolution or peeling a positive electrode during electrolysis use. A working electrode becomes so relative arranged to a workpiece that in between a Schnaler Working gap remains through which an electrolyte flows at high speed. At the same time a electric current sent through the working gap ", whereby the electrolyte is electrolyzed by the working current so that the workpiece is under the action of electrolysis is processed with training of the desired Porm. It is already known that in this way a Recess or a hole incorporated into a workpiece can be, wherein the shape of the recess or the hole corresponds to the shape of the working electrode. Thus, if a working electrode of a predetermined shape is used, it is possible to etch or incorporate a recess or a hole of the desired shape.

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Wenn der mit hoher Geschwindigkeit durch den Arbeitespalt fließende Elektrolyt durch den Arbeitsstrom elektrolysiert wird, so wird das Werkstück elektrochemisch aufgelöst, wobei ein Teil des Werkstückmaterials in einer, vorbestimmten Bereich des Werkstückes, nämlich dem der Arbeitselektrode gegenüberliegenden Bereich, entfernt wird. Dieses elektrochemische Auflösen oder Ätzen findet fast während der gesamten Elektrolysedauer statt, wodurch die Entfernung von Werkstückmaterial gefördert wird. When the electrolyte flowing through the working gap at high speed is electrolyzed by the working current, the workpiece is electrochemically dissolved, with part of the workpiece material being removed in a predetermined area of the workpiece, namely the area opposite the working electrode. This electrochemical dissolution or etching takes place for almost the entire duration of the electrolysis, thereby promoting the removal of workpiece material.

Durch das Herauslösen von Werkstückmaterial nimmt die Arbeitsspaltgröße zu. Demgemäß muß eine Vorschubeinrichtung vorgesehen werden, welche entweder das Werkstück oder die Arbeitselektrode oder beide aufeinander zu bewegt, um eine Zunahme des Abstandes oder der Größe des Arbeitsspaltes zu verhindern.The working gap size increases as the workpiece material is loosened to. Accordingly, a feeding device be provided, which moves either the workpiece or the working electrode or both towards each other to a Increase in the distance or the size of the working gap to prevent.

Die Arbeitsgenauigkeit der elektrolytischen Formvorrichtungen dieser Art hängt bekanntermaßen von der Größe des Arbeitaspaltes ab„ Wenn die Größe des Arbeitsspaltes während der gesamten Bearbeitungsdauer konstant gehalten wird, so ist die Genauigkeit des Verfahrens am größten. Wenn andererseits der Arbeitsspalt während der Bearbeitung variiert, z.B. im Falle des Einarbeitens eines Locher von vorbestimmtem Radius in ein Werkstück, so variiert der Durchmesser des erzeugten Loches gemäß der Variation des Arbeitsspaltea. Somit wird hierdurch die BearbeitungO-genauigkeit herabgesetzt. Obwohl es erwünscht ist, die Größe des Arbeitsapaltes während des gesamten elektrolytischen ForiDver fahre na konstant au halten, so gelingt dies jedoch in vielen Fällen nicht ohne weiteres, da eine Vielzahl von Faktoren dor elektrolytischen Ätzung Veränderungen der Größe des Arbeitsspaltes bewirken»The working accuracy of the electrolytic molding machines of this type is known to depend on the size of the Working gap from "If the size of the working gap is kept constant during the entire processing time, the accuracy of the method is greatest. On the other hand, when the working gap varies during machining, for example in the case of making a hole punch of a predetermined radius in a workpiece, the diameter of the hole produced varies according to the variation of the working gap a. Thus, this improves the machining accuracy degraded. Although it is desirable, the size of the working area throughout the electrolytic ForiDver drive na keep constant, so it succeeds In many cases, however, this is not straightforward, since a large number of factors cause electrolytic etching changes the size of the working gap "

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Im folgenden soll diskutiert werden, welche Faktoren des elektrolytischen Ätzverfahrens die Größe des Arbeitaspaltes beeinflussen und in welcher Weise diese Beeinflussung erfolgt. Bs wurde bereits früher angenommen, daß die Größe dc-3 Arbeitsspaltcs durch folgende Formel gegeben ist:In the following it will be discussed which factors of the electrolytic etching process influence the size of the working gap and in what way this influence he follows. Bs was previously believed to be the size dc-3 working gap is given by the following formula:

wobei g die Größe des Arbeitsspaltes, V die am Arbeitsspalt anliegende Arbeitsspannung, ρ der spezifische Widerstand des Elektrolyten und J die elektrische Arbeitsstromdichte im Arbeitsspalt bedeuten.where g is the size of the working gap, V is the working voltage applied to the working gap, ρ is the specific resistance of the electrolyte and J is the electrical working current density in the working gap.

Um während des Ätzverfahrens die Größe g des Arbeitsspaltes auf einem konstanten v/ert zu halten, so muß gemäß obiger Formel (1) die Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitselek trode oder des Werkstückes konstant gehalten werden, woraus folgt, daß die elektrische Arbeitsstromdichte J während des Ätzverfahrens ebenfalls konstant gehalten werden muß. Andererseits variiert der spezifische Widerstand je nach der Dichte und Temperatur des verwendeten Elektrolyten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß während des Ätzverfahrens der Arbeitestrom durch den Elektrolyten fließt und die Temperatur des Elektrolyten sich erhöht. Dabei verdampft ElektrolytflÜBsigkeit und die Dichte des Elektrolyten verändert sich. Diese Vorgänge machen es sehr schwierig den spezifischen Widerstand ρ während der Ätzbearbeitung konstant zu halten. Wenn die Veränderungen des spezifischen Widerstandes P bestimmt werden und zur Steuerung der Arbeitsspannung V vorwendet werden, so können die Veränderungen des spezifischen Widerstandes P kompensiert werden. Aus Gleichung (1) ergibt sich für die Arbeitespannung V die folgende Formel:In order to keep the size g of the working gap at a constant value during the etching process, it must be in accordance with the above Formula (1) the feed speed of the Arbeitsselek electrode or the workpiece can be kept constant, from which it follows that the electric working current density J during of the etching process must also be kept constant. On the other hand, the specific resistance varies depending on the density and temperature of the electrolyte used. This is due to the fact that the working current through the electrolyte during the etching process flows and the temperature of the electrolyte increases. The electrolyte liquid and the density of the evaporate Electrolytes change. These operations make it very difficult to determine the resistivity ρ during the Keep etching processing constant. When the changes of the specific resistance P can be determined and used to control the working voltage V, so can the changes in the specific resistance P are compensated. From equation (1) results for Working voltage V the following formula:

V = g J <J (2)V = g J <J (2)

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BADBATH

Die elektrische Stromdichte J gemäß dieser Formel (2) kann auf einem konstanten Wert gehalten werden, indem man die Vorschubgeschwindigkeit während der Ätzbearbeitung konstant hält« Die Gr'.ße g des Arbeitsspaltes wird ebenfalls während der Ätzbearbeitung konstant gehalten. Wenn man sodann davon ausgeht, daß das Produkt gJ = A eine Konstante ist, so ergibt sieh die folgende Formel«The electric current density J according to this formula (2) can be kept at a constant value by adjusting the feed rate during the etching processing keeps constant «The size of the working gap is also kept constant during the etching process. If one then assumes that the product gJ = A is a constant, the result is the following formula «

V=A (3)V = A (3)

Wenn somit die Arbeitsspannung V proportional zum spezifischen Widerstand Q gesteuert wird, so kann die Weite g des Arbeitsspaltes während des Atzverfahrena konstant gehalten werden. Ein solches Verfahren ist in der Deutschen Patentanmeldung p. 19^988*»«! vorgeschlagen worden.Thus, if the working voltage V is controlled proportionally to the specific resistance Q , the width g of the working gap can be kept constant during the etching process. Such a process is described in German patent application p. 19 ^ 988 * ""! has been proposed.

Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, daß die Größe g dee Arbeitsspaltes durch die folgende Formel (4) gegeben ist, welche widerum in der Deutschen Patentanmeldung P, 19if9884.1 vorgesehlagen wurde: ; ,It has also been suggested that the size g the working gap is given by the following formula (4) is, which in turn was proposed in German patent application P, 19if9884.1:; ,

(4)(4)

In dieser Formel (4) bedeutet Vd den ElektrolyeeapannungP-anteil der Arbeitsspanniuag Y, welcher im wesentlichen konstant gehalten werden muß* In derFormel (4) ist die Arbe itsspannung V die Summe der Spannung Vo, welche dem Ohm1sehen Gesetz gehorcht, und der llektrolysierspannung Vd. Daher tritt die Beziehung V-Vd an die Stelle der Arbeitsepannung V gemäß Formel (1),In this formula (4), Vd represents the ElektrolyeeapannungP portion of the Arbeitsspanniuag Y, which must be kept substantially constant * in formula (4), the Arbe itsspannung V is the sum of the voltage Vo corresponding to the Ohm 1's law obeyed, and the Electrolyzing voltage Vd. Therefore, the relationship V-Vd takes the place of the working voltage V according to formula (1),

■ - 5 -■ - 5 -

988 3/US2988 3 / US2

BADBATH

Aus der Formel (4) folgt die Formel (5):Formula (5) follows from formula (4):

V = gJO» + Vd (5)V = gJO »+ Vd (5)

Wenn nun die Vorschubgeschwindigkeit während der Ätzbearbeitung konstant gehalten wird, so wird die elektrische Stromdichte J ebenfalls konstant gehalten. Da nun die Weite g des Arbeitsspaltes während der Ätzbearbeitung ebenfalls konstant gehalten wird, so gilt die Beziehung gj = A (Konstante) und die folgende Formel wird erhalten:If now the feed rate during the etching process is kept constant, the electric current density J is also kept constant. Because now the width g of the working gap is also kept constant during the etching process, the relationship applies gj = A (constant) and the following formula becomes obtain:

V = A <j> + Vd (6)V = A <j> + Vd (6)

Aus der Formel (6) erkennt man, daß bei Steuerung der Arbeitsspannung als Summe eines Terms AO, welcher proportional des spezifischen Widerstandes ^ ist und des konstanten Terms Vd, welcher der Elektrolysespannung entspricht, die Weite g des Arbeitsspaltes mit größerer Genauigkeit während der Ätzbearbeitung auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, als gemäß Formel (3).From the formula (6) it can be seen that when controlling the Working voltage as the sum of a term AO, which is proportional of the resistivity ^ is and des constant term Vd, which corresponds to the electrolysis voltage, the width g of the working gap with greater accuracy can be maintained at a constant value during the etching processing than according to the formula (3).

Bei weiterer Betrachtung der Bedingungen innkrfealb des Arbeitsspaltes während des Elektrolyseverfahrens bemerkt man, daß aufgrund der Elektrolyse des Elektrolyten in dem Arbeitsspalt Gas gebildet wird. Das Gas besteht im wesentlichen aus Wasserstoff. Das gebildete Gas mischt sich in dem Arbeitsspalt mit dem Elektrolyten und beeinflußt dabei in hohem Maße den elektrischen Äquivalentiflderstand des Arbeitsspaltes.Upon further consideration of the conditions innkrfealb des Working gap during the electrolysis process one notices that due to the electrolysis of the electrolyte in the Working gap gas is formed. The gas consists essentially of hydrogen. The formed gas mixes in the working gap with the electrolyte and has a major influence on the electrical equivalent level of the working gap.

Bei den bisher vorgeschlagenen, auf den Beziehungen (1) und (4) beruhenden Geräten wurde die Existenz des in dem Arbeitsspalt erzeugten Gases nicht berücksichtigt. Des-In the previously proposed, on the relationships (1) and (4) based devices became the existence of the in the Working gap generated gas not taken into account. Of-

- 6—- 6-

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BAD OBiSlNALBAD OBiSlNAL

halb wird bei den vorgeschlagenen Geräten, selbst bei Anwendung der beschriebenen Steuerung, die Weite des Arbeitsspaltes nicht konstant gehalten. Vielmehr, verändert sich die Arbeitsspaltgröße und beeinträchtigt somit die Genauigkeit des Ätzverfahrens.half is with the proposed devices, even when used the control described, the width of the working gap is not kept constant. Rather, changed the working gap size and thus affects the Accuracy of the etching process.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen eines Werkstückes zu schaffen, wobei die Arbeitsspaltgrößo unter Berücksichtigung der Gasbildung im Arbeitsspalt während der Ätzbearbeitung konstant gehalten wird.It is therefore the object of the present invention to provide a method and a device for electrolytic etching of a workpiece, the working gap size being taking into account the gas formation in the working gap during the etching processing is kept constant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, wobei zur genauen Steuerung der Arbeitsspannung ein Signal verwendet wird, welches proportional dem Verhältnis von bei der Elektrolyse erzeugter Gasmenge und durch den Arbeitsspalt fließender Elektrolytmenge ist.According to the invention, this object is achieved by a method and a device solved, wherein a signal is used for precise control of the working voltage, which proportional to the ratio of the amount of gas generated during electrolysis and the amount flowing through the working gap Amount of electrolyte.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum elektrolytisohen Ätzen geschaffen, welches die folgenden Arbeitsschritte umfaßt: Anordnen einer Arbeitselektrode gegenüber einem Werkstück unter Ausbildung eines schmalen Arbeitsspaltes; Durchleiten eines Elektrolyten durch den Arbeitsspalt; Elektrolysieren des Elektrolyten in dem Arbeitsspalt durch Anlegen einer Arbeitespannung; Vorschub des Werkstückes oder der Arbeitselektrode oder beider aufeinander zu und mit konstanter Geschwindigkeit; sowie Steuerung der ArbeiteSpannung als Summe einer Spannung, welche proportional dem spezifischen Widerstand des in den Arbeitsapalt eingeleiteten Elektrolyten ist und einer Spannung, welche proportional dem Verhältnis von Elektrolytmenge zu Gasmenge im Arbeitsspalt iat.According to the invention there is thus a method for electrolytic insulation Etching created, which comprises the following steps: arranging a working electrode opposite a workpiece with the formation of a narrow working gap; Passing an electrolyte through the Working gap; Electrolyzing the electrolyte in the working gap by applying a working voltage; Feed of the workpiece or the working electrode or both towards each other and at a constant speed; as Control of the work voltage as the sum of a voltage, which is proportional to the specific resistance of the electrolyte introduced into the working area and one Voltage, which is proportional to the ratio of the amount of electrolyte to the amount of gas in the working gap.

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Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zumelektrolytischen Ätzen eines Werkstückes geschaffen, welche einr unter Ausbildung eines schmalen Arbeitsspaltes gegenüber einem Werkstück angeordnete Arbeitselektrode aufweist, sowie eine Einrichtung zur Zufuhr eines Elektrolyten in den Arbeitsspalt, eine Kraftquelle zum Elektrolysieren des Elektrolyten im Arbeitsspalt durch Anlegen einer Arbeitsspannung, einen Vorschub für das Werkstück und/oder die Arbeitselektrode aufeinander zu und eine Steuereinrichtung für die Arbeitsspannung als Summe einer dem spezifischen Widerstand des in den Arbeitsspalt eingegebenen Elektrolyten proportionalen Spannung und einer dem Verhältnis von Elektrolytmenge im Arbeitsspalt zu Gasmenge im Arbeitespalt proportionalen Spannung*According to the invention an apparatus zumelektrolytischen etching is further provided a workpiece, comprising a r with formation of a narrow working gap with respect to a workpiece arranged working electrode, and means for supplying an electrolyte into the working gap, a power source to electrolyze the electrolyte in the working gap by applying an operating voltage, a feed for the workpiece and / or the working electrode towards each other and a control device for the working voltage as the sum of a voltage proportional to the specific resistance of the electrolyte introduced into the working gap and a voltage proportional to the ratio of the amount of electrolyte in the working gap to the amount of gas in the working gap *

Es wird als tine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung angeoehen, daß die im Arbeitsapalt erzeugte Gasmenge als Verhältnis von durch den Arbeitsspalt fließender Gasmenge zu durch den Arbeitsspalt fließender Elektrolvtmenge berücksichtigt wird. Die Menge an Gas in dem Arbeitsspalt und die Pließgeschwindigkeit des Gases beeinflußenden Äquivalentwiderstand. Dies beruht darauf , daß das Gas als elektrischer Isolator und der Elektrolyt als elektrischer Leiter wirkt.It is considered as a basic idea of the present invention that the amount of gas generated in the working gap as a ratio of the amount of gas flowing through the working gap Gas amount is taken into account to Elektrolvt amount flowing through the working gap. The amount of gas in the working gap and influencing the flow rate of the gas Equivalent resistance. This is because the gas acts as an electrical insulator and the electrolyte as electrical conductor acts.

Wenn die Menge Gas, welche durch den Arbeitespalt fließt, mit QH bezeichnet wird und wenn die Menge an durch den Arbeitsspalt fließenden Elektrolyt rait Qe bezeichnet wird, so ergibt sich die folgende FormelsWhen the amount of gas flowing through the working gap is denoted by QH and if the amount of by the Working gap flowing electrolyte is denoted Qe, the following formula results

(7)(7)

welche der Formel (1) entspricht und die Formel (4) kann in folgender Weise geschrieben werden*which corresponds to the formula (1) and can the formula (4) be written in the following way *

- 8 009883/U92 - 8 009883 / U92

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Y-VdY-Vd

ί Q + K^W I
Aus (7) ergeben sich die folgenden Formelns
ί Q + K ^ WI
The following formulas result from (7)

V = gJ £ ? * KV = gJ £? * K

V=AV = A

In ähnlicher Weise ergeben sich aus der Formel (8) die folgenden Beziehungen (10)ίSimilarly, from formula (8), the following relationships (10) ί

V = gJ ί y + K (^f) j + VdV = gJ ί y + K (^ f) j + Vd

V=A f 0+ K (S|) i + Vd (10)V = A f 0+ K (S |) i + Vd (10)

Wenn nun die Arbeitsspannung V gemäß den Beziehungen (9) und (10) gesteuert wird und nicht gemäß den Beziehungen (3) und (6), so wird die Weite g des Arbeitsspaltes während des Ätzens auf einem konstanten Wert gehalten und die Genauigkeit des Ätsverfahrens wird erhöht.If now the working voltage V according to the equations (9) and (10) is controlled and not according to the relationships (3) and (6), the width g of the working gap becomes during of the etching is maintained at a constant value and the accuracy of the etching process is increased.

Die Steuerung der Arbeitsspannung gemäß den Formeln (9)The control of the working voltage according to the formulas (9)

2
und (10) kann auf Wegen erfolgen. Der erste Weg besteht
2
and (10) can be done in ways. The first way is

in der Bestimmung eines Signals, welches der Veränderung des Terms (-M) proportional ist und in der Eingabe diese3 Signals in das Steuerungssystem für die Arbeitsspannung V. Der zweite Weg besteht darin, den Term (Sf) auf einem konstanten Wert zu halten und ein diesem Wert entsprecherde s Signal zu erzeugen und in das Steuersystem für die Arbeitsspannung V einzugeben.in the determination of a signal which is proportional to the change in the term (-M) and in the input of these3 signals into the control system for the working voltage V. The second way is to keep the term (Sf) at a constant value and a to generate a signal corresponding to this value and input it into the control system for the working voltage V.

009883/1492 - 9 -009883/1492 - 9 -

-9 -■ .-:■;-9 - ■ .-: ■;

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention is based on drawings explained in more detail.

Es zeigen!Show it!

Figur 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens;Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the device according to the invention for performing the method according to the invention;

Figur 2 ein datailiertes Blockschaltbild eines Ausschnitts der Figur 1;FIG. 2 shows a detailed block diagram of a section of Figure 1;

Figur 3 ein Schaltbild eines Ausschnitts gemäß Figur 2;FIG. 3 shows a circuit diagram of a section according to FIG. 2;

Figur 4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungaform der Vorrichtung zur Durchführung deB erfinöungsgemäßen Verfahrens 5FIG. 4 is a block diagram of a further embodiment the device for carrying out the invention according to the invention Procedure 5

Figur 5 ein Blockschaltbild eines Ausschnitts gemäß Figur 4·FIG. 5 shows a block diagram of a section according to Figure 4

Figur 6 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erf indungsgemäße-n Verfahrens;Figure 6 is a block diagram of a third embodiment of the device according to the invention for Implementation of the method according to the invention;

Figur 7 ein Blockschaltbild eines Ausschnitts gemäß Figur·6) Figure 7 is a block diagram of a section according to Figure 6)

Figur 8 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens undFigure 8 is a block diagram of a fourth embodiment of the device according to the invention for Implementation of the method according to the invention and

Figur 9 ein Blockschaltbild eines Ausschnitts gemäß Figur 8.FIG. 9 shows a block diagram of a section according to FIG. 8.

Figur 1 zeigt eine _. ;Auaführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Arbeitstank 10 in welchem der elektro-Iytische Itzvorgang durchgeführt wird. Der Arbeitatank IO ist oben offen dargestellt 1 in der Praxis kann jedochFigure 1 shows a _. Embodiment of the present invention with a working tank 10 in which the electrical Iy tables is carried out. The working tank IO is shown open at the top 1, however, in practice

■ ..-..■- 10 -■ ..- .. ■ - 10 -

0098837 iy»92-.0098 837 iy »92-.

BADBATH

auch ein allseitig geschlossener Arbeitstank verwendet werden. Auf einer im Arbeitstank 10 befindlichen Unterlage 14 ist ein Werkstück 12.fest angeordnet. Das Werkstück besteht aua elektrisch leitendem Material. Gegenüber dem Werkstück 12 ist eine Arbeitselektrode 16 angeordnet, welche eine öffnung 18 aufweist, die dem Werkstück 12 gegenüberliegt und das Durchleiten eines Elektrolyten gestattet. Ein schmaler Arbeitaspalt 20 der Größe g befindet sich zwischen dem Werkstück 12 und der Arbeitselektrode 16. Die Größe g des Arbeitaspaltes 20 kann vorzugsweise 0,1 mm bis 0,5 mm betragen. Es ist ferner ein Tank 22 mit einem Elektrolyten 23 vorgesehen. Der Elektrolyt 23 kann z.B. aus Salzwasser bestehen; es kann jedoch je nach dem Material des Werkstückes 12 auch ein anderer Elektrolyt verwendet werden. Der spezifische Widerstand des Elektrolyten 23 soll im folgenden mit dem Buchstabena work tank that is closed on all sides can also be used. On a pad located in the working tank 10 14, a workpiece 12 is fixedly arranged. The workpiece is made of electrically conductive material. Opposite to A working electrode 16 is arranged on the workpiece 12 and has an opening 18 which is open to the workpiece 12 is opposite and allows the passage of an electrolyte. A narrow working gap 20 of size g is located between the workpiece 12 and the working electrode 16. The size g of the working gap 20 can preferably 0.1 mm to 0.5 mm. A tank 22 with an electrolyte 23 is also provided. The electrolyte 23 can for example consist of salt water; however, it can also be a different one depending on the material of the workpiece 12 Electrolyte can be used. The specific resistance of the electrolyte 23 is indicated below with the letter

O bezeichnet werden. Es ist ferner eine Pumpe 24 und eine Rohrleitung 25 vorgesehen, deren eines Ende mit dem Einlass der Pumpe 24 verbunden ist und deren anderes Ende in den Elektrolyten 23 eintaucht. Eine Rohrleitung 26 ist zur Verbindung dea Auslasses der Pumpe 24 und der öffnung 18 vorgesehen, sodaß der Elektrolyt 23 von der Pumpe 24 in die öffnung 18 geleitet werden kann, wie durch den Pfeil in Figur 1 dargestellt, und sodann durch den Bereich des Arbeitsspaltes 20 fließen kann. Der Elektrolyt 23, welcher in den Arbeitsspalt 20 eingegeben wirdj steht untereinem Druck von s.B* 10 bis 20 kg/cm , sodaß or mit hoher Geschwindigkeit durch den Arbeitsspalt fließen kann. Ferner ist ein Strömungsmesser 27 in der Bohrleitung 26 vorgesehen. Es kann z.B. ein Strömungsmesser vom herkömmlichen elektromagnetischen Typ zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit Qe des Elektrolyten verwendet werden, welcher in den Spalt 20 eingegeben wird. Der Strömungsmesser erzeugt ein elektrisches Signal Ve proportional der Strömung, Eine Rohrleitung 28 verbindet den Auslass der Pumpe O are designated. A pump 24 and a pipe 25 are also provided, one end of which is connected to the inlet of the pump 24 and the other end of which is immersed in the electrolyte 23. A pipe 26 is provided for connecting the outlet of the pump 24 and the opening 18, so that the electrolyte 23 can be conducted from the pump 24 into the opening 18, as shown by the arrow in FIG. 1, and then through the area of the working gap 20 can flow. The electrolyte 23 fed into the working gap 20 is under a pressure of sB * 10 to 20 kg / cm so that it can flow through the working gap at high speed. Furthermore, a flow meter 27 is provided in the drilling line 26. For example, a conventional electromagnetic type flow meter can be used to measure the flow rate Qe of the electrolyte fed into the gap 20. The flow meter generates an electrical signal Ve proportional to the flow. A pipe 28 connects the outlet of the pump

3/1492 -.11 -3/1492 -.11 -

24 mit dem Tank 22 und erlaubt ein Überströmen dea Elektrolyten 23 von der Pumpe 24. In der Nebenleitung oder in dem Bypass 28 ist ein verstellbares Ventil 29 vorgesehen. Am Boden des Arbeitstanks 10 mündet eine Rohrleitung 32 ein, welche andererseits in dem Tank 22 eintaucht. Somit kann der nach Durchströmung des Spaltes 20 sich am Boden des Arbeitstankes 10 ansammelnde Elektrolyt wieder in den Tank 22 zurückgeführt werden, wie durch.den Pfeil in Figur 1 dargestellt.24 with the tank 22 and allows an overflow of the electrolyte 23 from the pump 24. In the branch line or An adjustable valve 29 is provided in the bypass 28. At the bottom of the working tank 10, a pipeline 32 opens which, on the other hand, is immersed in the tank 22. Thus, after flowing through the gap 20, the Electrolyte accumulating at the bottom of the working tank 10 can be returned to the tank 22, as indicated by the arrow shown in FIG.

Es ist eine dreiphasige Wechselstrom-Kraftquelle 34 vorgesehen, welche bei einer gängigen Frequenz arbeitet. Diese Spannungsquelle wird zur Bereitstellung einer konstanten Ausgangsspannung für den dreiphasigen Abwärtstransformator verwendet. Dieser dreiphasige Abwärtstransformator umfaßt eine Primärwicklung 38 in Dreiecksschaltung sowie eine dreiphasige Sättigungsdrossel 42 mit Ausgangs- oder fiutpütwicklungen 44* 46 und 48, welche die Eingangs- oder Inputanschlüsse der Primärwicklung 38 mit der dreiphasigen Wechselstromkraftquelle 34 verbinden» Ferner ist eine Steuerspule 50 vorgesehen, welche einen dreiphasigen Vollweggleichrichter 52 induktiv mit den Ausgangswicklungen 44, 46 und 48verbindet. Der Gleichrichter 52 ist mit dem Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung 40 des Abwärtstransformators verbunden und dient zur Vollweggleichrichtung des dreiphasigen Wechselstroms.A three-phase AC power source 34 is provided, which operates at a common frequency. This voltage source is used to provide a constant Output voltage for the three-phase step-down transformer used. This three-phase step-down transformer includes a primary winding 38 in a delta connection and a three-phase saturation choke 42 with output or fiutpütwicklungen 44 * 46 and 48, which the Input or input connections of the primary winding 38 with the three-phase alternating current power source 34 connect »Furthermore, a control coil 50 is provided, which a three-phase full-wave rectifier 52 inductively connected to the output windings 44, 46 and 48. The rectifier 52 is connected to the output terminal of the secondary winding 40 of the step-down transformer and serves for full-wave rectification of three-phase alternating current.

• Mit dem positiven Gleichstrom-Outputanechluß des dreiphasigen Vollweggleichrichters 52 ist eine Leitung verbunden und mit dem negativen Gleichstrom-Outputanschluß ist eine Leitung 56 verbunden. Die positive Verbindungsleitung 54 ist andererseits mitdem Werkstück 12 verbunden und die negative Verbindungsleitung 56 ist andererseits mit der Arbeitselektrode 16 verbunden. Der Gleichstrom• With the positive DC output terminal of the Three phase full wave rectifier 52 is one line connected and connected to the negative DC output terminal a line 56 is connected. The positive connection lead 54 is connected to the workpiece 12, on the other hand and the negative connection line 56 is on the other hand connected to the working electrode 16. The direct current

des dreiphasigen Vollweggleichrichters 52 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er eine Spannung von z.B. 5 bis 20 Volt bei einem Strom von z.B. 3000 bis 5(000 Ampere bereitstellt. - - . of the three-phase full-wave rectifier 52 is preferably designed so that it provides a voltage of, for example, 5 to 20 volts at a current of, for example, 3000 to 5 (000 amperes. - -.

0098 83/14 92 " 12 " .0098 83/14 92 " 12 ".

BADBATH

Es ist somit ersichtlich, daß der Gleichrichter 52 eine Arbeitsspannung V über die leitungen 54 und.56 an das Werkstück 12 und die Arbeitselektrode 16 anlegt. Die Arbeitsspannung V bewirkt einen elektrischen Strom in dem Arbeitsspalt 20 und somit eine Elektrolyse des Elektrolyten 23. Diese Elektrolyse führt zu einer elektrochemischen Auflösungswirkung am Werkstück^ wobei aus dem Bereich des Werkstückes t2, welcher der Arbeitselektrode 16. gegenüberliegt, Material herausgelöst wird« Die elektrische Stromdichte J in dem Arbeitsspalt 20 wird im folgenden als Verhältnis von Stromstärke im Arbeitsbereich zur Fläche des Arbeitsbereiches angegeben«,It can thus be seen that the rectifier 52 supplies a working voltage V via the lines 54 and 56 to the Workpiece 12 and the working electrode 16 applies. The working voltage V causes an electric current in the Working gap 20 and thus an electrolysis of the electrolyte 23. This electrolysis leads to an electrochemical one Dissolving effect on the workpiece ^ being out of the range of the workpiece t2, which is opposite the working electrode 16. material is dissolved out «The electrical Current density J in the working gap 20 is given below as the ratio of the current intensity in the working area to Area of the working area specified «,

Bei der Vorrichtung gemäß Figur 1 ist ferner ein Vorschub 58 für die Elektrode 16 vorgesehen» In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Vorschub 58 zur Bewegung der Arbeitselektrode 16 in Richtung auf das Werkstück 12. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt und es kann auch ein Vorschub vorgesehen werden,, welcher das Werkstück 12 in Richtung auf die Arbeitselektrode 16 bewegte Bei der gezeigten Ausführungsform ist eine Vorschubstange 60 mit der Elektrode 16 verbunden und verschiebbar gelagert* sodaß die Elektrode 16 zum Werkstück 12 hin und von diesem weg bewegt werden kann,, Entlang der peripheriefläche der Vorschubstange €0 ist eine Zahnreihe vorgesehen, welche sieh in der gleichen Richtung wie der Vorschubschaft erstreckt. Mit der Zahnreihe 62 kämmt ein Ritzel 64 , das auf der Drehwelle eines Elektromotors 66 sitzt. Der Motor 66 ist ein Gleichstrom-Hebenmotor oder ein Gleicb-Βΐίοκ-Nebenschlußmotor mit einem Anker 68 und einer PeIdspule 70. Zur Speisung des Motors 76 ist eine Kraftquelle 72 vorgesehen. Die Kraftquelle 72 liefert einen einphasigen Wechselstrom von konstanter Spannung und mit einer gängigen Frequenz, welcher in einen einphasigen Vollweg-'In the device according to FIG. 1, there is also a feed 58 provided for the electrode 16 »In the embodiment shown here, the feed 58 is used for movement of the working electrode 16 in the direction of the workpiece 12. However, the invention is not limited to this and a feed can also be provided, which the Workpiece 12 moved in the direction of the working electrode 16. In the embodiment shown, there is a feed rod 60 connected to the electrode 16 and mounted displaceably * so that the electrode 16 towards the workpiece 12 and can be moved away from this, along the peripheral surface a row of teeth is provided for the push rod € 0, which look in the same direction as the feed shaft extends. A pinion meshes with the row of teeth 62 64, which is seated on the rotating shaft of an electric motor 66. The motor 66 is a DC hoist motor or a same Βΐίοκ shunt motor with an armature 68 and a pilot coil 70. A power source 72 is provided to feed the motor 76. The power source 72 supplies a single-phase alternating current of constant voltage and with a common frequency, which is converted into a single-phase full-wave '

009883/1492 ■"■".-■"009883/1492 ■ "■" .- ■ "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

V 13 -V 13 -

gleichrichter 74 zur Gleichrichtung des Wechselstromsrectifier 74 for rectifying the alternating current

eingegeben wird. Eine Leitung 76 ist mit dem positiven Gleiehstrom-Outputanschluß des Gleichrichters 74 verbunden und die leitung 78 ist mit dem negativen Gleichstrom-Outputanschluß des Gleichrichters 74verbunden. Der Anker 68 des Motors 66 liegt zwischen den Leitungen 76 und 78 und die Feldspule 70 ist über einen variablen Widerstand oder über ein Potentiometer 80 zur Regulierung der Motorgeschwindigkeit mit den Leitungen 76 und 78 verbunden. is entered. Line 76 is connected to the positive DC output terminal of rectifier 74 and line 78 is connected to the negative DC output terminal of rectifier 74. The armature 68 of the motor 66 lies between the lines 76 and 78 and the field coil 70 is via a variable Resistance or via a potentiometer 80 to regulate the motor speed connected to lines 76 and 78.

Wenn an den Anker 68 und an die Feldspule 70 eine konstante Spannung angelegt wird und wenn das Potentiometer 80 in eine vorbestimmte Stellung gebracht wird, so arbeitet der Motor 66 mit konstanter Drehgeschwindigkeit und bewegt dabei die Arbeitselektrode 60 während des Form™ oder itzvorgangs mit konstanter Geschwindigkeit auf das Werkstück 12 zu. Demzufolge wird die elektrische Stromdichte J im Arbeitsspalt 20 während des Ätz- oder Fdrmvorgangs auf einem konstanten Wert gehalten. Die Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitselektrode 16 kann durch Veränderung des Potentiometerwiderstandes 80 leicht variiert werden; Hierdurch verändert sich jedoch auch die elektrische Stromdichte J und somit sollte das Potentiometer 80 während des Formens oder Ätzens eines bestimmten Produktes nicht verändert werden.When the armature 68 and the field coil 70 a constant Voltage is applied and when the potentiometer 80 is brought to a predetermined position, so operates the motor 66 rotates at a constant speed and thereby moves the working electrode 60 during the Form ™ or itz process at a constant speed on the workpiece 12 to. As a result, the electric current density J in the working gap 20 increases during the etching or molding process held at a constant value. The feed rate of the working electrode 16 can be changed by changing the Potentiometer resistor 80 can be varied slightly; Through this however, the electric current density J also changes and thus the potentiometer 80 should during the molding or etching of a particular product cannot be altered.

Es ist ferner eine einphasige Wechselstromquelle 82 mit konstanter Spannung vorgesehen sowie ein einphasiger VoIlweggleichrichter 84 zum Voilweggleichrichten des Wechselstroms. . .der Stromquelle 82. Eine Verbindungsleitung 86 ist einerseits mit dem positiven Gleichstromanschluß des Gleichrichters 84 verbunden und andererseits über den Widerstand 88 mit der Steuerapule 50 der Sättigungsdrossel.It is also a single phase AC power source 82 with constant voltage and a single-phase full-wave rectifier 84 for full path rectification of the alternating current. . .the power source 82. A connecting line 86 is on the one hand with the positive DC connection of the rectifier 84 connected and on the other hand via the Resistor 88 with the control coil 50 of the saturation choke.

0098 83/1412 . .■■.'■0098 83/1412. . ■■. '■

BAD ORfQJNALBAD ORfQJNAL

Eine Verbindungaleitung 90 ist einerseits mit dem negativen Gleichstromansohluß dea Gleichrichters 84 verbunden und andererseits mit der Steuerspule 50. Der mit Ic bezeichnete und der Gleichspannung dea Gleichrichters 84 proportionale elektrische Strom fließt durch die Steuerspule 50 und bestimmt die Reaktanz der Outputspulen 44, 46 und 48der Sättigungsdrossel» Es sind zwei Thyristoren 92 und 94 vorgesehen und parallel zueinander und in umgekehrter Richtung geschaltet und mit dem _ ',Wechselstromkreis des Gleichrichters 84 verbunden, sodaß sie in.den entsprechenden Halbzyklen der Weehselstromquelle 82 bei vorbestimmter Zündphase abwechselnd betätigt werden, wodurch die gewünschte Wechselspannung als eine Inputapannung an den Gleichrichter 84 gelegt wird.A connection line 90 is on the one hand with the negative DC connection of the rectifier 84 and on the other hand to the control coil 50. The one labeled Ic and electric current proportional to the DC voltage of the rectifier 84 flows through the control coil 50 and determines the reactance of the output coils 44, 46 and 48 of the saturation reactor »There are two thyristors 92 and 94 are provided and connected in parallel to one another and in the opposite direction and with the _ ', alternating current circuit of the rectifier 84 connected so that they in.den corresponding half cycles of the alternating current source 82 are alternately actuated at a predetermined ignition phase, whereby the desired AC voltage as an input voltage is applied to the rectifier 84.

Die Zündphase der Tyristoren 92 und 94 kann durch ginstellen der ' Gleichspannung des Gleichrichters 84, durch Einstellen des durch die Steuerspule 50 fließenden elektrischen Stromes Ic und durch Einstellen der Reaktanz der Outputspulen 44, 46 und 48 eingestellt werden. Die Reaktanz der Outputapulen 44, 46 und 48 kmη durch Variieren der Inputspannung des dreiphasigen Transformators 36, durch Einstellen der Gleichspannung des Gleichrichters 52 und durch Variierung der am Arbeitsspalt 20 anliegenden Arbeitsspannung V eingestellt werden»The ignition phase of the thyristors 92 and 94 can be set by the DC voltage of the rectifier 84 by adjusting the amount flowing through the control coil 50 electric current Ic and by adjusting the reactance of the output coils 44, 46 and 48. the Reactance of the output apules 44, 46 and 48 kmη by varying the input voltage of the three-phase transformer 36, by adjusting the DC voltage of the rectifier 52 and by varying the voltage applied to the working gap 20 Working voltage V can be set »

Es ist ferner eine Zündeinrichtung 96 für die Betätigung der Tyriatoren 92 und 94 vorgesehen,» Diese Zündeinrichtung umfaßt einen Bbremkreis zum Einstellen der Zündphase der Tyriatoren 9§ und 94. Ein Verstärker 98 ist zur Verstärkung der in die Zündeinrichtung eingegebenen Signale vorgesehen,, aoöaß öurch die Terstärkten Signale des Verstärkers 98 die Zünöphase der Tyristoren· 92 und 94 eingestellt werden kaum» Es ist ferner ein Signal- Vergleichsatromkreis 100 vorgesehen,, dessen Signale in den Verstärker 98 eingegeben werden.There is also an ignition device 96 for actuation the tyriators 92 and 94 are provided, »This ignition device comprises a braking circuit for setting the ignition phase the tyriators 9§ and 94. An amplifier 98 is used to amplify the input to the ignition device Signals provided, aoöass ö through the stronger markets Signals of the amplifier 98 the trigger phase of the thyristors 92 and 94 are rarely set »It is also a signal Comparison circuit 100 is provided, the signals of which are input to the amplifier 98.

00 9883/148200 9883/1482

- 15 -- 15 -

ßAD ß AD

Es muß betont werden, daß zwei Signale V und Vs in den Signalvergleichastromkreis 100 eingegeben werden und daß die Differenz dieser "beiden Signale die in den Verstärker 98 eingegebene .. ipannung darstellt.It must be emphasized that two signals V and Vs in the Signal comparison circuit 100 are input and that the difference between these "two signals going into the amplifier 98 entered .. i voltage represents.

Im folgenden soll der Stromkreis zur Erzeugung des Signals V, welches in den Vergleichsstromkreis 100 eingegeben wird, beschrieben werden. Dieser Stromkreis umfaßt einen Stromkreis 102 zur Aufnahme einer Spannung, welche proportional der Arbeitsspannung V ist. Wie in Figur 2 dargestellt liegt der Stromkreis 102 zwischen den leitungen 54 und 56 und umfaßt ein Potentiometer 104, welches parallel zum Arbeitsspalt 20 liegt. Das Potentiometer weist einen Anschluß 106 auf und die daran anliegende Spannung V ist proportional der Arbeitsspannung V (V = aV). Diese am Anschluß 106 anliegende Spannung wird als Signal V in den SignalVergleichsstromkreis 100 eingegeben. The circuit for generating the signal V, which is input to the comparison circuit 100, will now be described. This circuit includes a circuit 102 for receiving a voltage which is proportional to the working voltage V. As in Figure 2 shown is the circuit 102 between the lines 54 and 56 and includes a potentiometer 104, which lies parallel to the working gap 20. The potentiometer has a connection 106 and the one adjacent to it Voltage V is proportional to the working voltage V. (V = aV). This voltage applied to terminal 106 becomes inputted as signal V to the signal comparison circuit 100.

Im folgenden soll ein Stromkreis zur Erzeugung des in den Vergleichsstromkreis 100 einzugebenden Signals Vs beschrieben werden. Dieser Stromkreis umfaßt einen Stromkreis 107 zur Erzeugung eines Signals (t), welches proportional dem spezifischen Widerstand 9 des Elektrolyten ist. Dieser äignalerzeugende Stromkreis 107 umfaßt einen Hochfreauenzoszillator 108, dessen Output in ein Meßgerät 110 zur Measung des spezifischen Widerstandes eingegeben wird. Das Meßgerät 110 taucht in den im Tank 22 befindlichen Elektrolyten 23 ein. Es muß betont werden, daß das Meßgerät 110 für den spezifischen Widerstand auch in den Rohrleitungen 25» 26 oder 32 vorgesehen sein kann und daß dasselbe aus einem Elektrodenpaar von gleicher Vorbestimmter Gestalt und iläche bestehen kann. Die Elektroden stehen sich mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber. Der Elektrolyt 23 befindet sich zwischenA circuit for generating the signal Vs to be input to the comparison circuit 100 will now be described. This circuit comprises a circuit 107 for generating a signal (t) which is proportional to the specific resistance 9 of the electrolyte. This signal-generating circuit 107 comprises a high-frequency oscillator 108, the output of which is input to a measuring device 110 for measuring the specific resistance. The measuring device 110 is immersed in the electrolyte 23 located in the tank 22. It must be emphasized that the measuring device 110 for the specific resistance can also be provided in the pipes 25, 26 or 32 and that it can consist of a pair of electrodes of the same predetermined shape and area. The electrodes face each other at a predetermined distance. The electrolyte 23 is located between

- 16 009883/U92 - 16 009883 / U92

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

den Elektroden. Die Elektroden können z.B* hub Platinmohr bestehen. Der Output des Oszillators 1Θ8 liegt an den Elektroden an und bewirkt einen konstanten Strom zwischen den Elektroden, selbst bei wechselndem Widerstand des Elektrolvten. Bei einem konstanten Stromfluß zwischen den Elektrolyten führt jede Veränderung des spezifischen Widerstandes o> des Elektrolyten 22 zu einer Änderung der Klemmenspannung der Elektroden. Da der Abstand zwischen den Elektroden konstant gehalten wird und da die Elektrodenfläche ebenfalls konstant gehalten wird, ist die Klemmenspannung zwischen den Elektroden proportional dem spezifischen Widerstand O des Elektrolyten 23. Der Grund für die Verwendung eines Hochfrequenzoszillators 108 und das Anlegen einer Hochfrequenzspannung an die Elektroden ist darin zu sehen, daß jede Ausbildung einer Spannung oder einer elektromotorischen Kraft an den Elektroden aufgrund von Polarisation verhindert werden soll.the electrodes. The electrodes can e.g. * hub platinum black exist. The output of the oscillator 1Θ8 is applied to the electrodes and causes a constant current between the Electrodes, even if the resistance of the electrolyte changes. With a constant flow of current between the electrolytes, any change in the specific resistance leads to it o> of the electrolyte 22 to a change in the terminal voltage of the electrodes. Because the distance between the electrodes is kept constant and because the electrode area is also kept constant, the terminal voltage between the electrodes is proportional to the specific Resistance O of the electrolyte 23. The reason for using a high frequency oscillator 108 and that Applying a high frequency voltage to the electrodes is to be seen in the fact that any formation of a voltage or an electromotive force on the electrodes due to polarization is to be prevented.

Die Spannung (e) zwischen den Elektroden des Meßgeräts 110 kann, wenn der aufgrund des Hochfrequenzoszillators 108 durch die Elektroden fließende Strom mit 1 und die Konstante mit h^ bezeichnet werden, durch folgende Formel dargestellt werden:The voltage (e) between the electrodes of the meter 110 may if due to the high frequency oscillator 108 current flowing through the electrodes are denoted by 1 and the constant by h ^, by the following formula being represented:

e = Ji1 i γ (11)e = Ji 1 i γ (11)

und da die Stromstärke konstant gehalten wird, durchand since the current strength is kept constant, through

« = n2? J (h2 = nl *>· <1'2>«= N 2? J ( h 2 = n l *> · < 1 ' 2 >

Es ist ferner ein Signalwandlungs- und Verstärkungsstromkreis 112 vorgesehen, welcher das vom Meßgerät 110 für den spezifischen Widerstand kommende Signal (e) aufnimmt..It is also a signal conversion and amplification circuit 112 is provided, which picks up the signal (s) coming from the measuring device 110 for the specific resistance.

- 17 -009883/U92- 17 -009883 / U92

Der Output des Stromkreises 112 wird in den Signaladditionskreis 114 eingegeben. Wie in Figur 2 gezeigt, umfaßt der Signalwandlungs- und Verstärkungskreis 112 einen Verstärker 116 , einen Gleichrichter 118 und einen primären Verfaögerungskreis 120. Der Verstärker 116 dient zur Verstärkung des Signals (e) und der Gleichrichter 118 dient zur Umwandlung des Outputs des Verstärkers 116 in einen Gleichstrom. Der Primärverzögerungskreis 120 umfaßt einen Inputwiderstand 122, einen Nebenachlußwiderstand 126 und einen Nebenschlußkondensator 128 und dient zur Glättung des Outputs des Gleichrichters 118. Der primäre Verzögerungskreis 120 erzeugt ein Signal V am Outputanschluß und dieses Signal wird in den Additionskreis 114 eingegeben. The output of circuit 112 goes into the signal addition circuit 114 entered. As shown in Figure 2, the signal conversion and amplification circuit 112 includes an amplifier 116, a rectifier 118 and a primary Delay circuit 120. The amplifier 116 is used for amplification of the signal (e) and the rectifier 118 is used for converting the output of the amplifier 116 into a Direct current. The primary delay circuit 120 includes one Input resistor 122, a shunt resistor 126 and a shunt capacitor 128 and is used for smoothing of the output of rectifier 118. The primary delay circuit 120 generates a signal V at the output terminal and this signal is input to the addition circuit 114.

Gemäß Figur 1 ist ferner ein Stromkreis 1.29 zur ErzeugungAccording to FIG. 1, there is also a circuit 1.29 for generation

vwvw

eines Signals -f^§) vorgesehen. Dieses Signal ist proportional dem Verhältnis von Gasströmungsgeschwindigkeit im Arbeitsspalt 20 zu Elektrolytströmungsgesehwindigkeit im Arbeitsspalt 20. Der Stromkreis 129 umfaßt einen Stromkreis 130 zur Erzeugung eines Signals, welches proportional der Strömungsgeschwindigkeit QH des Gases im Arbeitsspalt 20 ist. Die Menge an Gas, welche während der Elektrolyse des Elektrolyten im Arbeitsspalt 20 gebildet wird, ist proportional der elektrischen Stromstärke zur Elektrolyse des Elektrolyten bzw. zur Arbeitsstromstärke, welche durch den Arbeitsspalt 20 fließt. Daherkann das Signal, welches proportional der Strömungsgeschwindigkeit QH des Gases ist, indirekt über den Arbeitestrom erzeugt werden. Demgemäß ist ein herkömmlicher Gleichstromtransformator 132 vorgesehen, welcher induktiv mit der Verbindungsleitung 54 gekoppelt ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des Gases QH zu bestimmen. Wie in Figur 2 dargestellt, sind zwei Spulen 134 und 136 miteinander in Reihe geschaltet und bilden die induktive Kopplung des Gleichstrom-of a signal -f ^ §) provided. This signal is proportional to the ratio of the gas flow rate im Working gap 20 to the electrolyte flow rate in the working gap 20. The circuit 129 comprises a circuit 130 for generating a signal which is proportional to the flow rate QH of the gas in the working gap 20 is. The amount of gas that is formed in the working gap 20 during the electrolysis of the electrolyte, is proportional to the electrical current strength for the electrolysis of the electrolyte or to the working current strength, which flows through the working gap 20. Therefore, the signal which is proportional to the flow rate QH of the gas is generated indirectly via the work flow. Accordingly, is a conventional DC transformer 132 is provided, which is inductively coupled to the connecting line 54 in order to increase the flow rate of the gas QH to be determined. As shown in Figure 2, two coils 134 and 136 are connected in series with one another and form the inductive coupling of the direct current

- 18 00-988 3/. U92 - 18 00-988 3 /. U92

transformators 132. Ferner ist eine Wechselstromquelle 138 von konstanter Spannung und gängiger Frequenz vorgesehen, welche am Input des Gleichstromtransformators 132 liegt, sowie ein einphasiger Vollweggleichrichter 140. An den Gleichstrom- ,Anschlüssen des Gleichrichters HO leigt ein Potentiometer 142 mit einem verschiebbaren · jAnsehluß 144. Ein primärer Verzögerungskreis 148 ist zur Glättung des Gleichstrom«. . - . des Potentiometers 142 vorgesehen. Der Verzögerungskreis 148 liegt über einen Widerstand 146 mit seinem Eingang am Ausgangsanschluß 144. Ein Ümkehrer-Verstärker 150 ist vorgesehen, um die Polarität des Outputs des primären Verzögerungskreises 148 umzukehren und ein Signal VH zu erzeugen, welches proportional der Gasströmungsgeschwindigkeit QH ist. Zwischen dem primären Verzögerungskreis 148 und dem Umkehrer -Verstärken 150 ist ein Widerstand 152 vorgesehen. Ein Widerstand 154 liegt parallel zum primären Verzögerungskreis 148 . Ein Kondensator 156 liegt parallel zum Widerstand 154 und ein Widerstand 158 liegt parallel zum Umkehrer-Verstärker 150.transformer 132. An alternating current source 138 of constant voltage and common frequency is also provided, which at the input of the DC transformer 132, as well as a single-phase full-wave rectifier 140. At the DC, terminals of the rectifier HO leigt a potentiometer 142 with a sliding · YesConclusion 144. A primary delay circuit 148 is for smoothing the direct current. . -. of the potentiometer 142 is provided. The delay circle 148 is connected via a resistor 146 to its input at the output terminal 144. A reversing amplifier 150 is provided to reverse the polarity of the output of the primary delay circuit 148 and produce a signal VH, which is proportional to the gas flow rate QH. Between the primary delay circuit 148 and the inverter gain 150 is a resistor 152 intended. Resistor 154 is in parallel with primary delay circuit 148. A capacitor 156 is connected in parallel with resistor 154 and a resistor 158 in parallel with inverter amplifier 150.

Der Strömungsmesser 27 erzeugt ein Signal Ve, welches proportional der Strömungsgeschwindigkeit Qe des mittels der Pumpe 24 in den Arbeitsspalt 20 geförderten Elektrolyten 23 ist. Die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten 23, welche mit dem Strömungsmesser 27 gemessen wird, bezieht sieh nicht auf den durch den Arbeitsspalt 20 fließenden Elektrolyten sondern auf den durch die RohrMr tung 26 fließenden Elektrolyten. Da jedoch die Rohrlei-.-g tung 26 mit dem Arbeitsspalt 20 in Verbindung steht, ist~ die Strömungsgeschwindigkeit im Arbeitsspalt 20 proportional der Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten in der Rohrleitung 26.The flow meter 27 generates a signal Ve which is proportional to the flow rate Qe of the means the pump 24 in the working gap 20 is delivered electrolyte 23. The flow rate of the electrolyte 23, which is measured with the flow meter 27, does not refer to the one through the working gap 20 flowing electrolyte but on the electrolyte flowing through the RohrMr device 26. However, since the Rohrlei -.- g device 26 is connected to the working gap 20 is ~ the flow rate in the working gap 20 is proportional to the flow rate of the electrolyte in of the pipeline 26.

- 19 009883/U92 - 19 009883 / U92

BADBATH

> 19 -> 19 -

Ea ist ferner ein arithmetischer Schaltkreis 160 vorgesehen, in welchen das der Gasströmungsgeschwindigkeit QH proportionale Signal VH und das der Elektrolytströmungsgeschwindigkeit Qe proportionale Signal eingegeben wird und welcher die Signale dividiert und dabei einEa an arithmetic circuit 160 is also provided, to which the signal VH proportional to the gas flow rate QH and the signal proportional to the electrolyte flow rate Qe are input is and which divides the signals and thereby a

VTTVTT

Signal der Form (w~) erzeugt. Dieser arithmetische Schaltkreis 160 ist im einzelnen in Figur 3 dargestellt. Gemäß Figur 3 umfaßt der arithmetische Sehaltkreis 160 einen Servomotor 162 mit einem Roter 164, einer Erregerspule 166 und einer Steuerspule 168. Eine Wechselstromquelle 170 von konstanter Spannung, welche mit einer üblichen Frequenz arbeitet, ist über einen Kondensator 172 mit der Erregerspule 166 verbunden und liefert einen Wechselstrom konstanter Spannung. Der Anker 164 des Servomotors 162 dreht sich entsprechend dem magnetischen Feld, welches aufgrund des durch die Erregerspule 168 fließenden elektrischen Stromes dieselbe umgibt. Ein erstes Potentiometer 174 und ein zweites Potentiometer 176 weisenSignal of the form (w ~) generated. This arithmetic circuit 160 is shown in detail in FIG. According to FIG. 3, the arithmetic circuit 160 includes one Servo motor 162 with a red 164, an excitation coil 166 and a control coil 168. An AC power source 170 of constant voltage, which operates at a usual frequency, is connected to the through a capacitor 172 Excitation coil 166 is connected and supplies an alternating current of constant voltage. The armature 164 of the servo motor 162 rotates according to the magnetic field, which surrounds the same due to the electric current flowing through the excitation coil 168. A first potentiometer 174 and a second potentiometer 176 have

-Anschlüsse 178 bew, 180 auf, die sich aufgrund einer Verriegelung beide:' mit der gleichen Winke Ige schwir digkeit drehen. Die Abgriffe 178 und 180 werden gemeinsam durch den Anker 164 gedreht. Ea ist eine Gleichstromquelle 182 mit konstanter Spannung vorgesehen, welche an das erste Potentiometer 174 einen Gleichstrom konstanter Spannung liefert. Ein Signalvergleichsstromkreis oder Komparator 184 ist zum Vergleich des Signales Ve mit dem von dem - Anschluß 178 kommenden Signal vorgesehen. Ein Verstärker 186 verstärkt das Outputsignal des Signalvergleichsstromkreises 184. Es ist ferner ein weiterer SignalVergleichsstromkreis 188 vorgesehen, welcher das Signal VH mit dem Signal des „ "_ '.,Anschlusses 180 vergleicht. Ein Verstärker 190 dient der Verstärkung des Signals des Signalvergleichsstromkreises 188. Das •sMgnal dieses Verstärkers bildet einerseits das-Connections 178 bew, 180, which both rotate due to a lock: 'rotate with the same angle Ige speed. The taps 178 and 180 are rotated in unison by the armature 164. A direct current source 182 with constant voltage is provided, which supplies a direct current of constant voltage to the first potentiometer 174. A signal comparison circuit or comparator 184 is provided for comparing the signal Ve with the signal coming from the terminal 178. An amplifier 186 amplifies the output signal of the signal comparison circuit 184. A further signal comparison circuit 188 is also provided, which compares the signal VH with the signal of the "" _ '. Terminal 180. An amplifier 190 serves to amplify the signal of the signal comparison circuit 188. The • sMgnal of this amplifier on the one hand forms the

- 20 009883/U92 - 20 009883 / U92

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Signal des arithmetischen Schaltkreises 16O und wird andererseits dem zweiten Potentiometer 176 zugeleitet. Signal of arithmetic circuit 16O and is on the other hand fed to the second potentiometer 176.

Wenn der Drehwinkel des ersten Potentiometers 174 mit bezeichnet wird, dann gilt für daa am Anschluß 178 erscheinende Signal Vy die Beziehung: Vy = 61 θ, wobei G1 eine Konstante ist. Wenn nun der Servomotor 162 derart gedreht wird, daß das Signal Vy gleich dem Signal Ve wird (Ve = Vy), so gilt θ gleich Ve/G1. Das zweite Potentiomter 176 hat den gleichen Drehwinkels wie das erste Potentiometer. Wenn man nun das am Output des zweiten Potentiometers erscheinende Signal mit Vx bezeichnet und das Signal des Verstärkers 190 mit eo, dann gilt die folgende Po-rmelsIf the angle of rotation of the first potentiometer 174 is denoted by $ · , then the following applies to the signal Vy appearing at the terminal 178: Vy = 61θ , where G1 is a constant. If the servomotor 162 is rotated in such a way that the signal Vy becomes equal to the signal Ve (Ve = Vy), then θ is equal to Ve / G1. The second potentiometer 176 has the same angle of rotation as the first potentiometer. If one designates the signal appearing at the output of the second potentiometer with Vx and the signal of the amplifier 190 with eo, then the following formula applies

Vx = Gp6o^ = WT Ve eo (G2 ist eine proportionalitätskonstante ).Vx = Gp6o ^ = WT Ve eo (G2 is a proportionality constant ).

Bezeichnet man die Verstärkung des Verstärkers 190 mit A1, so giltsIf the gain of amplifier 190 is denoted by A1, then the following applies

(VH - Vx) A1 = eo ^(VH - Vx) A1 = eo ^

(VH * H Ve eo) Al = eo(VH * H Ve eo) Al = eo

eo = A 1 VHeo = A 1 VH

1 + G2 Ve A11 + G2 Ve A1

Wenn die Verstärkung A1 genügend größer als 1 gewählt wird, so giltIf the gain A1 is chosen to be sufficiently greater than 1 , then the following applies

eo =eo =

und wenn ferner angenommen wird, daß die Beziehung G1/G2 = 1 gilt, so ergibt sich für den Output eo der Wert VH/Ve,and if it is further assumed that the relationship G1 / G2 = 1 applies, then the value VH / Ve results for the output eo,

009883/U92009883 / U92

21 -21 -

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- 21 - ■ :■ ■ ■ ■ ■.-.■ \- 21 - ■: ■ ■ ■ ■ ■ .-. ■ \

Die Verstärkung der Verstärker 186 μηά 190 des arithmet:'Ischen Schaltkreises 130 wird auf einen derart hohen Wert eingestellt, daß die Beziehung gemäß Formel (13) gilt. Das . ^ignal der arithmetischen Schaltung 16O wird in den Additionsschaltkreis 114 eingegeben und es wird dort zudem von dem Verstärker 120 kommenden Signal addiert. Der· Addierschaltkreis 114 umfaßt eine Signalvcreinigungsstelle 192 (SignalJunction), wie in Figur 2 dargestellt» Der Additionsschaltkreis 114 umfaßt ferner einen Widerstand 194 zwischen der Signalvereinigungsstelle 192 und dem * Anschluß des TJmwandlungs- und Verstärkungsstromkreises 112. Ein Widerstand 196 ist zwischen der Signalvereinigungsstelle 192 und dem. Outputanschluß der arithmetischen Schaltung 160 vorgesehen. Der Widerstandswert des Widerstandes 194 wird mit Ri bezeichnet und der Widerstandswert des Widerstandes 196 mit Rg, Der Additionsschaltkreis 114 umfaßt ferner einen ITmkehrverstärker 198 und einen parallel zum Verstärker 198 liegenden Nebenschlußwiderstand 200, dessen Widerstandswert Rf ist. Der Verstärkungsgrad des Umkehrverstärkers 198 wird groß genug gewählt, sodaß das . Signal des TJmkehrverstärkers 198, durch Vz ausgedrückt, der folgenden Formel genügt:The gain of the amplifier 186 μηά 190 of the arithmet: 'Ischen Circuit 130 is at such a high level Value set that the relationship according to formula (13) is applicable. That . ^ ignal of the arithmetic circuit 16O is input to the addition circuit 114 and there is also a signal coming from the amplifier 120 added. The adder circuit 114 includes a signal conditioning point 192 (SignalJunction), as shown in Figure 2. The addition circuit 114 further includes a Resistor 194 between signal junction 192 and the terminal of converter and gain circuit 112. Resistor 196 is between the Signal Union 192 and the. Output connection of the arithmetic circuit 160 is provided. The resistance value of the resistor 194 is denoted by Ri and the Resistance of resistor 196 with Rg, addition circuit 114 further includes a reversing amplifier 198 and a shunt resistor in parallel with amplifier 198 200, the resistance of which is Rf. The gain of the inverting amplifier 198 becomes large enough chosen, so that. Signal from the reverse amplifier 198, expressed by Vz, satisfies the following formula:

Φ}-Φ} -

Wenn die Widerstandswerfce der Widerstände 194 und 200 den gleichen Wert haben und somit die Beziehung Rf = Ri gilt, und falls ferner die Beziehung Rf/Rg = k gilt, so ergibt sich die folgende Beziehung»When the resistance values of resistors 194 and 200 den have the same value and thus the relationship Rf = Ri applies, and if the relation Rf / Rg = k also applies, then the following relation results:

Vz «- [vf + kVz «- [vf + k

- 22 -- 22 -

009883/1492009883/1492

2030^572030 ^ 57

Es let ferner eine UmkehrβehaltkreIb 202 zur Umkehr des Signals Vz vorgesehen. Der Umkehrschaltkreis 302 umfaßt einen Umkehrverstärker 203 und einen damit verbundenen Inputwiderstand 204, sowie einen Rückkopplimgswiderstand 206 zur Erzeugung eines ' Signals des Wertes - Vz. Ba^ Signal - Vz wird sodann in den Additionsschaltkreis 208 eingegeben.It also has a reversal stop 202 for reversing the Signals Vz provided. Inverter circuit 302 includes an inverting amplifier 203 and one connected thereto Input resistor 204 and a feedback resistor 206 for generating a 'signal of the value - Vz. Ba ^ Signal - Vz is then passed into the adder circuit 208 entered.

Es ist ferner ein schaltkreis 210 zur Erzeugung eines Signals - Vd1 vorgesehen. Das Signal - Vd1 iet proportional der Elektfolysierspannung Vd und somit der Arbeitsspannung Vj (Vd1 * aVl). Der Stromkreis 210 zur Erzeugung eines Signals umfaßt eine Gleichstromquelle 212 und ein Potentiometer 214» Das Potentiometer 214 umfaßt einen 4**- schluß 216 zur Bereitstellung des Signals V Vd1. Dieses Signal wird sodann in den Additionsschaltkreis 208 eingegeben. Wie in figur 2 dargestellt, umfaßt der Additionsschaltkreis 208 eine Signalvereinigung 218.und einen Umkehrverstärker 220. Der Additionsschaltkreis 208 umfaßt ferner einen veränderlichen Widerstand oder ein Potentiometer 222 mit einem Widerstandswert RJ. Dieses Potentiometer liegt zwischen der Signalvereinigungsstelle 21>8 und dem /4»schluß des Umkehrschaltkreises 2Q2. Ein Widerstand 224 mit dem Widerstandswert Rk liegt zwischen der Signalvereinigungsstelle 218 und dem · /Anschluß des Schaltkreises 210 zur Erzeugung eines Signals* Der Verstärker 220 hat einen hohen Verstärkungsgrad und ein Widerstand 226 mit einem Widerstandswert Rh liegt parallel zum Verstärker 220.There is also a circuit 210 for generating a signal - Vd 1 is provided. The signal - Vd 1 is proportional to the electrolytic voltage Vd and thus the working voltage Vj (Vd 1 * aVl). The circuit 210 for generating a signal comprises a direct current source 212 and a potentiometer 214. The potentiometer 214 comprises a 4 ** - circuit 216 for providing the signal V Vd 1 . This signal is then input to the addition circuit 208. As shown in Figure 2, the addition circuit 208 includes a signal combination 218 and an inverting amplifier 220. The addition circuit 208 further includes a variable resistor or potentiometer 222 having a resistance value RJ. This potentiometer lies between the signal junction 21> 8 and the / 4 »circuit of the reversing circuit 2Q2. A resistor 224 with the resistance value Rk is located between the signal junction 218 and the / terminal of the circuit 210 for generating a signal *. The amplifier 220 has a high gain and a resistor 226 with a resistance value Rh is parallel to the amplifier 220.

Der Output des Verstärkers 220 dient als Signal Vs, welches in den Vergleichsstromkreis oder Komparator 100 eingegeben wird. Das Signal Vs gehorcht folgender Formel* .The output of amplifier 220 serves as signal Vs. entered into the comparison circuit or comparator 100 will. The signal Vs obeys the following formula *.

-23 -009883/-U92-23 -009883 / -U92

Vs = -Vs = -

wobei unter Heranziehung der Formel (14) für Vs die folgende Beziehung geschrieben werden kannswhere using the formula (14) for Vs, the following relationship can be written

w.w.

Wenn die Widerstände so eingestellt oder gewählt werden, daß die Beziehungen Rh ' \. . Rk = 1 und-|| = A1 gelten, so ergibt sich die folgende Beziehung*If the resistances are set or chosen so that the relationships Rh '\. . Rk = 1 and - || = A 1 apply, the following relationship results *

Vs = A· fv<> + k(|§) j + Vd· (15)Vs = A fv <> + k ( | §) j + Vd (15)

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Gerät derart gesteuert, daß das Signal V« stets äquivalent aem Signal Vs ist. Wenn zu irgendeiner Zeit das SignalIn the described embodiment, the device controlled in such a way that the signal V «is always equivalent to a signal Vs. If at any time the signal

V größer iiii dae' Signal Vs wird. arbeitet die Zündeinrichtung 96 unter Erhöhung der Zündphase der beiden Thyristoren 92 und 94 Über den Verstärker 98 hinweg um einen Wert, welcher gleich der Differenz zwischenV is greater iiii dae 'signal Vs. the ignition device works 96 while increasing the ignition phase of the two thyristors 92 and 94 across the amplifier 98 by a value equal to the difference between

V und Vs ist. Dies widerum verringert die Gleich spannungdes Gleichrichters 84. Dies hat zur Folge, daß der elektrische Strom Ic, welcher.durch die Steuerspule 50 der Sättigungsdrossel fließt, derart abnimmt, daß die Reaktanz der Outputspulen 44, 46 und 48 zunimmt und die Arbeitsspannung V abnimmt. Wenn die ArbeitsspannnungV and Vs is. This in turn reduces the equation voltage of the rectifier 84. This has the consequence that the electric current Ic, which.through the control coil 50 of the saturation reactor flows, decreases so that the reactance of the output coils 44, 46 and 48 increases and the working voltage V decreases. When the working tension

V abnimmt, nimmt ebenfalls das dazu projortianale Signal V ab, bis es gleich dem Signal Vs ist. Wenn das Signal V kleiner als das Signal Vs ist, so findet der umgekehrte Vorgang statt und die Arbeitsspannung V wird erhöht unter gleichzeitiger Erhöhung des Signals V bis dieses gleich dem Signal Vs wird. Wenn die Beziehung Vs gleich V1 gilt, so erhält man folgende Beziehung:V decreases, the signal V projected thereto likewise decreases until it is equal to the signal Vs. If the signal V is smaller than the signal Vs, the reverse process takes place and the operating voltage V is increased while the signal V is increased at the same time until it becomes equal to the signal Vs. If the relation Vs is equal to V 1 , the following relation is obtained:

- 24 009883/U92 - 24 009883 / U92

_ 24 -Ψ - A« j Vp" + k (^f) j + Vd· (16)_ 24 - Ψ - A «j Vp" + k (^ f) j + Vd · (16)

Vergleicht man die Beziehung gemäß (16) mit der Beziehung gemäß Formel (10) so erkennt man, daß bei Substitution der Arbeitsspannung V durch das Signal V1· (V = aV) der erste und zweite Term auf der rechten Seite der Beziehung gemäß Formel (16) um den Faktor (a) größer sein muß, als die entsprechenden Terme auf der rechten Seite der Beziehung gemäß Formel (10).If one compares the relationship according to (16) with the relationship according to formula (10), it can be seen that when the working voltage V is substituted by the signal V 1 · (V = aV) the first and second terms on the right-hand side of the relationship according to formula (16) must be greater by the factor (a) than the corresponding terms on the right-hand side of the relationship according to formula (10).

Wenn die Konstante A' als das Verhältnis R^/R;) bestimmt wird, so kann die Beziehung A1 =aA leicht verwirklicht werden. Das Signal Vd1 wird wie oben beschrieben derart gewählt, daß die Beziehung Vd1 = aVd gilt. Man erkennt so, daß bei Erfüllung der Beziehung gemäß Formel (10) in der beschriebenen Weise die Arbeitsspannung V gesteuert werden kann.If the constant A 'is determined as the ratio R ^ / R;), the relationship A 1 = aA can be easily realized. The signal Vd 1 is selected as described above in such a way that the relationship Vd 1 = aVd applies. It can thus be seen that when the relationship according to formula (10) is fulfilled, the working voltage V can be controlled in the manner described.

Bei einer alternativen Ausführung wird die Arbeitsspannung V derart gesteuert, daß die Beziehung gemäß Formel (9) erfüllt ist. Bei solch:einer Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß der Stromkreis 210 zur Signalerzeugung und der Additionestromkreis 208 ausgelassen werden, so daß das Signal - Vz oder der Output, welcher bei Umkehrung der Polarität desselben erhalten wird, als Signal Vs in den Signalvergleichsstromkreis oder Komparator 100 gemäß der Beziehung (14) eingegeben wird.In an alternative embodiment, the operating voltage V is controlled in such a way that the relationship according to the formula (9) is fulfilled. In such an embodiment, it is advantageous that the circuit 210 for signal generation and the addition circuit 208 are omitted so that the signal - Vz or the output which, if reversed of the polarity thereof is obtained as the signal Vs in the signal comparison circuit or comparator 100 is input according to the relation (14).

Im folgenden sollen die vorteilhafte oder die besonderen Effekte der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 näher beschrieben werden. Der Wert QH/Qe variiert mit sich veränderndem Arbeitsbereich bei fortschreitender Ätzung. Falls der Arbeitsbereich mit fortschreitender Ätzung zunimmt, so kann z.B. ein konisches Loch eingeätzt werden.In the following, the advantageous or the special effects of the embodiment according to FIGS. 1 and 2 will be described in more detail to be discribed. The QH / Qe value varies as the working range changes as the etching progresses. If the working area increases as the etching progresses, a conical hole can be etched in, for example.

- 25 009883/1492 - 25 009883/1492

Wenn der spezifische Widerstand P des Elektrolyten den Wert 3 Si cm» die elektrische stromdichte J den Wert 100 Ampere/cm , die Elektrolysierspannung Vd den Wert 1,5 Volt, die Strömungsgeschwindigkeit Qs des Elektrolyten den Wert 70 l/min,, die Konstante K der Beziehung gemäß Formel (8) den Wert 18, die Gasströmungsgeschwindigkeit Qr, den Wert 7 l/min, und die Arbeite spannung V den Wert 7,5 Volt hat, so ergibt sich die Weite des Arbeitsspaltes aus der Beziehung gemäß Gleichung (8) in folgender Weise:If the specific resistance P of the electrolyte is 3 Si cm, the electric current density J is 100 amperes / cm, the electrolysis voltage Vd is 1.5 volts, the flow rate Qs of the electrolyte is 70 l / min, the constant K the relationship according to formula (8) has the value 18, the gas flow rate Qr, the value 7 l / min, and the working voltage V has the value 7.5 volts, then the width of the working gap results from the relationship according to equation (8) in the following way:

r _ 7t5 - 1,5 =0» 0125 cmr _ 7t5 - 1.5 = 0 »0125 cm

100 (3 + 1%) =0, 125 mö100 (3 + 1%) = 0, 125 poss

Wenn andererseits der Term (§») nicht berücksichtigt wird, dann folgt gemäß der Beziehung der Formel (4) für den Arbeitsspalt der folgende Wert;On the other hand, if the term (§ ») is not taken into account then follows the following value for the working gap in accordance with the relationship of the formula (4);

7,5 - 1,57.5-1.5

g = =0, 2 ram.g = = 0, 2 ram.

100 X 3100 X 3

'Somit erkennt man, daß gemäß obiger Formel bei Vernachlässigung ;d es Terms QH ein Fehler von 0,075 mm auftritt. It can thus be seen that, according to the above formula, if the term QH is neglected, an error of 0.075 mm occurs.

Im folgenden soll nun ein Beispiel gemäß vorliegender Erfindung dargestellt werden, bei dem der Arbeitsbereich zunimmt und der Arbeitsspalt nicht variiert. Wenn z.B. die Arbeitestromstärke um einen Faktor 2 zunimmt, dann verdoppelt sich aush die Gasströmungsgeschwindigkeit QH; d.h. in obigem Beispiel nimmt QH nunmehr den Wert 14 l/min, an. Die Arbeitespannung V ergibt sich aus der Gleichung (10) in folgender WeisesThe following is an example according to the present invention will now be shown in which the work area increases and the working gap does not vary. If e.g. the working current increases by a factor of 2, then the gas flow rate QH doubles; i.e. in the above example QH now assumes the value 14 l / min. The working voltage V results from the equation (10) in the following way

+ 18 (^ )j +1,5+ 18 (^) j +1.5

- 26 -00988371492- 26 -00988371492

sa: originalsa: original

und da die Beziehung A ». gJ « 0,0125 om χ 100 Ampere/cm =1,25 Ampere/cm gilt, so erhält man für V den Wert:and since the relationship A ». gJ «0.0125 om 100 amperes / cm = 1.25 amperes / cm, then one obtains the value for V:

V « 1,25 x 6,6 +■1,5 * 9,75 Volt.V «1.25 x 6.6 + ■ 1.5 * 9.75 volts.

In diesem Pail wird die Weite des ArbeitaSpaltes g in folgender Weise erhalten«In this pail the width of the working gap g in received in the following way «

9.75' - 1.5 . = 0,0125 cm 9.75 '- 1.5 . = 0.0125 cm

7ü;■..■..* 0,125 mm.7ü; ■ .. ■ .. * 0.125 mm.

++
10 10

Man erkennt so» daß der Wert g konstant gehalten wird, Ibt Gegensatz zu dem Fäll, wenn das Verhältnis QH/Qe vernachlässigt wird·You can see that the value g is kept constant, Ibt contrasts with the case when the ratio QH / Qe is neglected

Im folgenden soll unter Bezug auf die Figuren 4 und 5 eine weitere AusfUhrungsfofia der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine weitere Rohrleitung 300 vorgesehen, welche zwischen der öffnung 1Θ und dem Strömungsmesser 27 in die Rohrleitung 26 einmündet und welche andererseits mit einem Gasbehälter 302 verbunden ist« Der Gasbehälter 302 kann z.B. komprimierte Luft oder Kohlendioxyd enthalten· Es ist ein Steuerventil 304 in der Rohrleitung 300 vorgesehen. Dieses dient zur Steuerung der Gasmenge, welche durch die Rohrleitung 26 hindurch dem Elektrolyten 23 zugemischt wird. Das Gas des Gasbehälters 302 wird zugemischt, well es einen höheren Druck hat, als der Elektrolyt 23 an der Verbindungsstelle der Rohrleitungen 26 und 300. Bei einer solchen Anordnung können Kratzer in der Oberfläche des Werkstückes vermieden werden, wie in der TJ, S.-Pa tent schrift Nr. 3 284 327. Bei dieser Ausführungsform bestimmt sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Arbeitsspalt 20 aus der Summe der Größe QH der durch Elektrolyse erzeugten Gasströmung und der Größe QG des vom Gasbehäl-In the following, with reference to FIGS. 4 and 5 Another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment a further pipeline 300 is provided, which between the opening 1Θ and the flow meter 27 in the pipe 26 opens and which is on the other hand connected to a gas container 302 «The gas container 302 may contain, for example, compressed air or carbon dioxide. There is a control valve 304 in the pipeline 300 provided. This is used to control the amount of gas, which through the pipe 26 through the Electrolyte 23 is admixed. The gas in the gas container 302 is added because it has a higher pressure has, than the electrolyte 23 at the junction of the pipes 26 and 300. With such an arrangement, scratches in the surface of the workpiece be avoided, as in the TJ, S. Patent No. 3,284,327. In this embodiment, the Flow rate of the gas in the working gap 20 from the sum of the size QH generated by electrolysis Gas flow and the size QG of the gas

00-9883/1492 " 27 "00-9883 / 1492 " 27 "

BADBATH

ter 302 kommenden durch den Arbeitsspalt 20 fließenden Gases. Hierdurch bekommt die Gleichung (8) für die Weite g des Arbeitsspaltes die folgende Gestalt: ter 302 coming through the working gap 20 flowing gas. This gives equation (8) for the width g of the working gap the following form:

V - Vd
g = —
V - Vd
g = -

Daraus folgt für die Arbeitespannung V:From this it follows for the working voltage V:

V = A +.K (Si + flS) '" +Vd (18). V = A + . K (Si + flS) '"+ Vd (18).

Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein Signalgeber 306 vorgesehen, welcher ein, der von dem Gasbehälter zum Arbeitsspalt 20 strömenden Gasmenge proportionales Signal erzeugt* Wie in Figur 5 dargestellt, umfaßt der Signalgeber 306 eine Gleichspannungsquelle 308 mit konstanter Spannung sowie ein Potentiometer 310, welches mit der Spannungsquelle 308 verbunden ist und welches am Ausgangsanschluß 312 des Potentiometers 310 ein Signal erzeugt, das der von dem Behälter 302 kommenden Gasmenge QG proportional ist* Das Signal Vg wird sodann über einen Widerstand 314 zum Eingang des Verstärkers 150 im Stromkreis 130 geleitet. Danach wird das Signal VH +Vg in den arithmetischen Stromkreis 160 eingegeben.Furthermore, in this embodiment, a signal transmitter 306 is provided, which is one of the gas container to the working gap 20, the amount of gas flowing is proportional Signal generated * As shown in Figure 5, the Signal generator 306 a DC voltage source 308 with constant voltage and a potentiometer 310, which is connected to the voltage source 308 and which is on Output terminal 312 of the potentiometer 310 a signal generated, which is proportional to the amount of gas QG coming from the container 302 * The signal Vg is then transmitted via a Resistor 314 is fed to the input of amplifier 150 in circuit 130. Then the signal VH + Vg in entered the arithmetic circuit 160.

Bei dieser'Ausführungsform ist der Term QH + QG/Qe veränderlich und die Arbeitsspannung V ändert sich entsprechend, um die Veränderung des Terms zu kompensieren und um eine Veränderung der Weite g des Arbeitsspaltes zu vermeiden.In this embodiment, the term QH + QG / Qe is variable and the operating voltage V changes accordingly to compensate for the change in the term and to change the width g of the working gap avoid.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine Einrichtung vorgesehen um den Term QH/Qe In the following, with reference to FIGS. 6 and 7, another alternative embodiment of the present invention will be explained. In this embodiment, means are provided around the term QH / Qe

009883/U92 . - 28 -009883 / U92. - 28 -

während der Ätzbearbeitung konstant zu halten. In Figur 6 ist eine Steuereinrichtung 400 vorgesehen, welche das Regelventil 29 in der Nebenleitung oder tiberstromleitung 28 automatisch steuert. Die Steuereinrichtung 400 umfaßt eine Druckluftquelle 402 von konstantem Druck, eine Rohrleitung 404 zur Ausübung eines Luftdruckes auf das Regelventil 29. In der Rohrleitung 404 ist ein Druckregler 406 vorgesehen. Der Druckregler 406 spricht auf eingegebene elektrische Signale an und reduziert den von der Druckquelle 402 erzeugten Luftdruck. In dieser Steuereinrichtung 400 ändert das Steuerventil 29 die Ventilöffnung in Abhängigkeit von dem darauf ausgeübten Druck. Auf diese Weise wird die Ventilöffnung durch den Druckregler 406 gesteuert. Die Veränderung der Ventilöffnung des Regelventils 29 verringert oder erhöht die Menge Qe des Elektrolyten, welcher in den Arbeitsspalt £0 eingegeben wird. Wenn so z.B. die Ventilöffnung des Regelventils 29 erhöht wird, so nimmt die durch die Überstromleitung 28 fließende Elektrolytmenge in entsprechender Weise zu und die Strömungsgeschwindigkeit Qe des in den Arbeitsspalt 20 eingegebenen Elektrolyten wird verringert. Wenn andererseits die Ventilöffnung des Regelventils 29 verringert wird, so erhöht sieh die Strömungsgeschwindigkeit Qe des in den Arbeitsspalt 20 eingegebenen Elektrolyten. Diese Erhöhungen oder Verringerungen der Elektrolytströmungsgeschwindigkeit halten den Term QP/Qe auf einem konstanten Wert.to keep constant during the etching process. In figure 6, a control device 400 is provided, which the Control valve 29 in the secondary line or overflow line 28 controls automatically. The controller 400 includes a constant pressure pressurized air source 402, one Pipeline 404 for applying air pressure to the Control valve 29. A pressure regulator 406 is provided in the pipeline 404. The pressure regulator 406 responds to input electrical signals and reduces the air pressure generated by the pressure source 402. In this control device 400, the control valve 29 changes the valve opening depending on the pressure exerted on it. In this way, the valve opening is controlled by the pressure regulator 406. The change in the valve opening of the control valve 29 reduces or increases the amount Qe of the electrolyte which is entered into the working gap £ 0 will. If, for example, the valve opening of the regulating valve 29 is increased, then the overflow line increases 28 flowing amount of electrolyte in a corresponding manner and the flow rate Qe of the in the Working gap 20 entered electrolyte is reduced. On the other hand, when the valve opening of the control valve 29 is decreased, the flow rate is increased Qe of the electrolyte introduced into the working gap 20. These increases or decreases the electrolyte flow rate keep the Term QP / Qe at a constant value.

In der Steuereinrichtung 400 kann auch ein herkömmlicher Elektromotor vorgesehen sein und das Regelventil 29 kann derart ausgebildet sein, daß die Ventilöffnung entsprechend der Motordrehung verändert wird. Der Motor kann so ausgebildet sein, daß er sich - ansprechend auf elektrische Signale - dreht.A conventional electric motor can also be provided in the control device 400 and the control valve 29 can be designed such that the valve opening is changed in accordance with the rotation of the engine. The engine can be designed to rotate in response to electrical signals.

-29 009883/1.492 -29 009883 / 1.492

Das Gerät gemäß Figur 6 umfaßt ferner einen Steuerkreis 410 zur Bereitstellung eines geeigneten elektrischen Signales für den Druckregler 406. Palis die Steuereinrichtung 400 von einem Elektromotor Gebrauch macht, so werden die Ausgangssignale des Steuerkreises 410 zur Steuerung dieses Motors verwendet, Der Steuerkreis 410 umfaßt einen Kreis zur Erzeugung eines Signals, welches dem Verhältnis QH/Qe proportional ist. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Signalgeberkreis 129 zur Erzeugung eines Signals gemäß dem Verhältnis VH/Ve gleich dem anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen. Da das Signal gemäß dem Verhältnis VH/Ve proportional dem Wert QH/Qe ist, so gibt man dieses Signal in den Signalvergleichsstromkreis oder Komparator 412 des Steuerkreises 410 ein. Der Steuerkreis 410 umfaßt ferner eine Einrichtung 414 zur Erzeugung eines Standardsignals, wobei ein Standardsignal (VH/Ve)s in den Komparator 412 eingegeben wird. Die Einrichtung 414 zur Erzeugung eines Standardsignals umfaßt gemäß Figur 7 eine Gleichstromquelle 416 konstanter Spannung und ein damit verbundenes Potentiometer 418. Am Ausgangsanschluß 420 des Potentiometers 418 erscheint das Standardsignal (VH/Ve)s* Der Signalvergleichspunkt oder Signalvergleichsstromkreis oder Komparator 412 erzeugt ein Signal, welches der Differenz + Δ Ve zwischen dem Signal Vfl/Ve und dem Signal (VH/Ve)s gleich ist. Der Steuerkreis 410 umfaßt ferner einen weiteren Signalgeber 422. Der Signalgeber 422 umfaßt eine Gleichstromquelle 424 konstanter Spannung sowie ein damit verbundenes Potentiometer 426 zur Erzeugung eines Standardsignals Ves für die Strömungsgeschwindigkeit. Dieses Signal erscheint am Ausgangsanschluß 428 des Potentiometers 426. Das Signal - Δ Ve am Ausgang des Signalvergleichestromkreises oder Komparatora 42 und das Standardaignal Ves für die Strömungsgeschwindigkeit werden in einen Additionskreis oder Summierer 430 eingegeben,The device according to FIG. 6 further comprises a control circuit 410 for providing a suitable electrical signal for the pressure regulator 406. If the control device 400 uses an electric motor, the output signals of the control circuit 410 are used to control this motor. The control circuit 410 comprises a circuit to generate a signal which is proportional to the ratio QH / Qe. In this embodiment, the second signal generator circuit 129 for generating a signal according to the ratio VH / Ve is the same as that described with reference to FIGS. Since the signal is proportional to the value QH / Qe according to the ratio VH / Ve, this signal is input into the signal comparison circuit or comparator 412 of the control circuit 410. The control circuit 410 further comprises means 414 for generating a standard signal, a standard signal (VH / Ve) s being input to the comparator 412. The device 414 for generating a standard signal comprises, according to FIG. 7, a direct current source 416 of constant voltage and a potentiometer 418 connected to it. The standard signal (VH / Ve) s * appears at the output terminal 420 of the potentiometer 418. which is equal to the difference + Δ Ve between the signal Vfl / Ve and the signal (VH / Ve) s. The control circuit 410 further comprises a further signal generator 422. The signal generator 422 comprises a direct current source 424 of constant voltage and a potentiometer 426 connected to it for generating a standard signal Ves for the flow velocity. This signal appears at the output terminal 428 of the potentiometer 426. The signal - Δ Ve at the output of the signal comparison circuit or comparator 42 and the standard signal Ves for the flow rate are input to an addition circuit or summer 430,

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sodaö ein Signal Ves - A Ve zur Steuerung des Druckreglers 406 erzeugt wird. Der Summierer 430 umfaßt; wie in Figur 7 gezeigt, einen Verstärker 432, einen Widerstand 434 parallel zum Verstärker 432, einen Widerstand- 436 zwischen dem Verstärker 432 und dem Signalvergleichsstromkreis oder Komparator 412, einen Widerstand 438 zwischen dem Verstärker 432 und dem Signalgeber 422. Das Signal ί/Ι Ve und das Signal Veβ werden sodann bei 440 addiert.so a signal Ves - A Ve for controlling the pressure regulator 406 is generated. Summer 430 includes; As shown in Figure 7, an amplifier 432, a resistor 434 in parallel with the amplifier 432, a resistor 436 between the amplifier 432 and the signal comparison circuit or comparator 412, a resistor 438 between the amplifier 432 and the signal generator 422. The signal ί / Ι Ve and the signal Veβ are then added at 440.

Wenn die in dem Arbeitsspalt 20 erzeugte Gasmenge zunimmt, so wird das Signal VH/Ve größer als das Signal (VH /Ve)s. Sodann hat das aus dem SignalVergleichsStromkreis oder Komparator 412 kommende Signal ein positives Vorzeichen + ^ Ve. Das Signal Ves hh J Ve wird sodann im Summierer 430 erzeugt und bewirkt ein Ansteigen des Elektrolytgehalts im Arbeitsspalt 20« Wenn die im Arbeitsspalt 20 erzeugte Gasmenge abnimmt, wird das Signal VH/Ve kleiner als das Signal (VH/Ve)s. Sodann wird das negative Signal -„/J Ve am Vergleiehastromkreis oder Komparator 412 erzeugt und der Summierer oder Additionsstromkreis 430 erzeugt ein Signal Ves -Ji Ve. Hierdurch wird die Menge des Elektrolyten in dem Arbeitsspalt. herabgesetzt. Somit wird das Verhältnis QH/Qe derart geregelt, daß es einen konstanten Wert beibehält. Die beschriebene Einrichtung eignet sich insbesondere im Falle von sich verändernden Arbeitsflächen, wie z.B. zum Ätzen eines Loches. Während solch einer Ätzung wird das Verhältnis QH/Qe auf einem konstanten Wert gehalten, wenn die Arbeitsfläche sich ändert. Man erkennt ebenfalls, daß bei dieser Vorrichtung die Vorsehubgeschwindigkeit während der Ätzbearbeitung konstant gehalten werden muß, sodaß auch die elektrische Stromdichte J im Arbeitsspalt auf einem konstanten Wert gehalten wir«!.When the amount of gas generated in the working gap 20 increases, the signal VH / Ve becomes greater than the signal (VH / Ve) s. The signal coming from the signal comparison circuit or comparator 412 then has a positive sign + ^ Ve. The signal Ves hh J Ve is then generated in the summer 430 and causes an increase in the electrolyte content in the working gap 20. If the amount of gas generated in the working gap 20 decreases, the signal VH / Ve becomes smaller than the signal (VH / Ve) s. Then the negative signal - "/ J Ve is generated at the comparison circuit or comparator 412 and the summer or addition circuit 430 generates a signal Ves -Ji Ve. This will reduce the amount of electrolyte in the working gap. degraded. Thus, the ratio QH / Qe is controlled to keep a constant value. The device described is particularly suitable in the case of changing work surfaces, such as for example for etching a hole. During such an etching, the ratio QH / Qe is kept at a constant value when the working area changes. It can also be seen that with this device the feed rate must be kept constant during the etching process, so that the electrical current density J in the working gap is also kept at a constant value.

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Wenn jedoch der Ätzvorgang fortechreitet und wenn dabei z.B. die Arbeitsfläche zunimmt, so wird die in dem Arbeitsspalt 20 erzeugte Gasmenge erhöht, da die Stromdichte J konstant gehalten wird. Bei den bisher bekannten oder vorgeschlagenen Vorrichtungen wurde dabei das Verhältnis QH/Qc erhöht. Dabei wird das Itzen des "Werk-/ .Stückes-nicht gleichförmig durchgeführt/Dies hat zum Ergebnisr daß der Arbeitsspalt 20 kurzgeschlossen wird, wobei Funken gebildet werden. Diese Funkenbildung verursacht Beschädigungen des Werkstückes 12. Wenn jedoch das Verhältnis QH/qg konstant gehalten wird, wie im vorliegenden Fall, so treten diese Nachteile nicht auf und das Ätzverfahren kann ohne Beschädigung des Werkstückes durchgeführt werden.However, if the etching process continues and if, for example, the working area increases, the amount of gas generated in the working gap 20 is increased because the current density J is kept constant. In the previously known or proposed devices, the ratio QH / Qc was increased. Here, the Itzen the "tool / .Stückes-is not performed uniformly / This has r to the result that the working gap is short-circuited 20 wherein sparks are formed. This sparking caused damage to the workpiece held 12. If however, the ratio QH / qg constant If, as in the present case, these disadvantages do not occur and the etching process can be carried out without damaging the workpiece.

In dor beschriebenen Einrichtung wird während des Ätzverfahrens das Verhältnis QH/Qe konstant gehalten, um die Weite des Arbeitsspaltes g konstant zu halten. Dies geschieht durch Eingeben des Signals VH/Ve, welches dem Verhältnis QH/Qe proportional ist, in den Steuerkreis für die Arbeitsspannung V. öemäß Figuren 6 und 7 wird das Signal VH /Ve in einer ähnlichen Weise in den Additions Stromkreis 114 eingegeben, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2. Der Stromkreis zur Erzeugung eines Standardsignals ist so ausgebildet, daß am Ausgang des arithmetischen Schaltkreises 160 ein konstantes Signal erscheint.' Obwohl das Signal VH/Ve im wesentlichen konstant ist, so ist es doch schwierig, die Weite g des Arbeitsep altes konstant zu halten, ohne das Signal VH/Ve in den Steuerkreis für die Arbeitssptinnung V einzugeben. Dies ist aus der Tatsache ersichtlich, daß ein Fehler auftritt, wenn der Term fP + K (QH/Qe)? in den Formeln 7 und 8 null wird. Wenn somit der spezifische Widerstand γ verändert wird, so hängen Änderungen des Terms /f + X (QH/Qe)]· weitgehend von der Existenz oder Nichtexistenz des Terms (QH/Qe) ab.In the device described there, the ratio QH / Qe is kept constant during the etching process in order to keep the width of the working gap g constant. This is done by inputting the signal VH / Ve, which is proportional to the ratio QH / Qe, into the control circuit for the operating voltage V. According to FIGS in the embodiment according to FIG. 2. The circuit for generating a standard signal is designed so that a constant signal appears at the output of the arithmetic circuit 160. Although the signal VH / Ve is essentially constant, it is difficult to keep the width g of the working age constant without inputting the signal VH / Ve into the control circuit for the working direction V. This can be seen from the fact that an error occurs when the term fP + K (QH / Qe)? in formulas 7 and 8 becomes zero. Thus, when the specific resistance γ is changed, changes in the term / f + X (QH / Qe)] · largely depend on the existence or nonexistence of the term (QH / Qe).

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BADBATH

-μ--μ-

Ferner kann bei der Einrichtung gemäß Figuren 6 und 7 die Arbeitsspannung V derart gesteuert werden, daß die Gleichung (9) erfüllt wird. In diesem Fall werden der Signalgeber 210 und der Additionskreis oder Summierer 208 weggelassen.Furthermore, with the device according to FIGS. 6 and 7 the operating voltage V can be controlled so that the Equation (9) is satisfied. In this case, the signal generator 210 and the adder circuit or summer 208 omitted.

Gemäß den Figuren 8 und 9 kann bei der Ausführungsform gemäß Figuren 6 und 7 eine weitere Ausgestaltung vorgesehen werden, indem man einen Gasbehälter 302 bereitstellt. In den Figuren 8 und 9 sind die Leitung 300, der Gasbehälter 302, das Regelventil 304 und der Signalgeber 306 nach Aufbau und Wirkung den entsprechenden Bauelementen in der Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 gleich. In diesem Fall wird der Term QH + QG/Qe konstant gehalten.According to FIGS. 8 and 9, in the embodiment According to FIGS. 6 and 7, a further embodiment can be provided by providing a gas container 302. In FIGS. 8 and 9 are the line 300, the gas container 302, the control valve 304 and the signal transmitter 306 the structure and effect of the corresponding components in the embodiment according to the figures 4 and 5 the same. In this case the term QH + QG / Qe is kept constant.

Bei den verschiedenen AUsführungsformen gemäß vorliegender Erfindung wurde jeweils ein Signal vorgesehen, dessen Wert proportional den Werten QH/Qe, QH +QG/Qe ist. Die Erfindung ist in dieser Hinsicht jedoch nicht be«- schränkt und sie gilt in ähnlicher Weise auch für die umgekehrten oder reziproken Werte.In the various embodiments according to the present invention, a signal was provided in each case whose Value is proportional to the values QH / Qe, QH + QG / Qe. However, the invention is not limited in this respect. and it applies in a similar way to the inverse or reciprocal values.

Die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzeugen ein Signal, welches proportional dem Verhältnis des Wertes ist, welcher der Strömungsgeschwindigkeit des durch Elektrolyse des Elektrolyten in dem Arbeitespalt erzeugten Gases entspricht und des Wertes, welcher der Menge des durch den Arbeitsspalt fliessenden Elektrolyten entspricht. Dieses Signal wird in das Steuersystem für die Arbeitespannung eingegeben, sodaß die Weite des Arbeitsspaltes wä hrend des Xtzvorgangs genau auf konstantem Wert gehalten wird, wobei erhöhte ' Ätzgenauigkeit erzielt wird.The described embodiments of the present Invention generate a signal which is proportional to the ratio of the value which the flow rate of the electrolyte in by electrolysis of the electrolyte corresponds to the working gap and the value corresponding to the amount of gas flowing through the working gap Electrolytes. This signal is fed into the control system for the working voltage so that the width of the working gap is kept exactly at a constant value during the Xtz process, whereby increased ' Etching accuracy is achieved.

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Durch Einleiten einer Mischung von Elektrolyt und Gas in den Arbeitsspaltbereich werden' Kratzer und andere Beschädigungen des Werkstückes iri vorteilhafter Weise vermieden und gleichzeitig kann auch der Arbeitsspalt genau gesteuert werden, was eine äußerst genaue A'tzbearbeitung ermöglicht.By introducing a mixture of electrolyte and gas into the working gap area, scratches and other Damage to the workpiece in an advantageous manner avoided and at the same time the working gap can be precisely controlled, which is extremely precise machining enables.

- Ansprüche -- Expectations -

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zum elektrolytischen Ätzen eines Werkstückes durch Anordnen einer Arbeitselektrode unter Belassung eines schmalen Arbeitsspaltes gegenüber einem Werkstück, Einleiten eines Elektrolyten in den Arbeitsspalt, Elektrolysieren des Elektrolyten in dem Arbeitsspalt durch Anlegen einer Arbeitsspannung, und Bewirkung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Arbeitselektrode unter Annäherung derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird und daß die Arbeitsspannung als Summe einer Spannung gesteuert wird, welche proportional dem spezifischen Widerstand des in den Arbeitsspalt eingegebenen Elektrolyten ist und einer Spannung, welche proportional dem Verhältnis von Elektrolytmenge im Arbeitsspalt zu Gasmenge im Arbeitsspalt ist sowie vorzugsweise einer Spannung, welche der EIektrolysierspannung entspricht*1. Process for electrolytic etching of a workpiece by arranging a working electrode leaving a narrow working gap opposite a workpiece, introducing an electrolyte into the working gap, Electrolyzing the electrolyte in the working gap by applying a working voltage and causing a relative movement between the workpiece and the Working electrode approaching the same, characterized in that the Relative movement is carried out at a constant speed and that the working voltage as the sum of one Voltage is controlled, which is proportional to the resistivity of the input into the working gap Is electrolyte and a voltage, which is proportional to the ratio of the amount of electrolyte in the working gap to the amount of gas in the working gap and preferably a voltage that corresponds to the electrolysis voltage is equivalent to* 2.Verfahren gemäß Hauptanspruch, dadurch gekennzeichnet., daß die Gasmenge im Arbeitsspalt aus Gas besteht, welches bei der Elektrolyse des Elektrolyten im Arbeitsspalt gebildet wird, sowie vorzugsweise zusätzlich aus Gas, welches dem in den Arbeitsspalt eingegebenen Elektrolyten zugemischt wird.2. The method according to the main claim, characterized., that the amount of gas in the working gap consists of gas, which in the electrolysis of the Electrolyte is formed in the working gap, and preferably additionally from gas, which is in the working gap entered electrolyte is admixed. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Elektroly tmenge im Arbeitsspalt und Gasmenge im Arbeitsspalt auf einem konstanten Wert gehalten wird· 3. A method according to claim 2, characterized in that the ratio of the electrolyzer tmenge held in the working gap at a constant value in the working gap and amount of gas · A. Verfa hren nach einem oder mehreren der vorhergehenden. Ansprüohe, dadurch gekennzeichne t!, daß bei mindestens einer itzbearbeitung eines WerkstücksA. Do one or more of the foregoing. Claims, thereby marked ! that with at least one machining of a workpiece 009883/ U9-2 - 2 -009883 / U9-2 - 2 - BAD ORIGINALBATH ORIGINAL die Relativbewegung während der gesamten Ätzbehandlung konstant gehalten wird.the relative movement is kept constant during the entire etching treatment. 5- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung der Ätzbearbeitung an einer Vielzahl von Werkstücken die Relativgeschwindigkeit während allen Ätzbearbeitungen konstant gehalten wird.5- Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that that when performing the etching on a large number of workpieces, the relative speed during all Etching is kept constant. 6. Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen eines Werkstücks zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer unter Belassung eines schmalen Arbeitsspaltes gegenüber einem Werkstück angeordneten Arbeitselektrode, einer Einrichtung zur Förderung eines Elektrolyten in den Arbeitsspalt, einer Kraftquelle für die Elektrolyse des Elektrolyten im Arbeltsspalt und mit einem Vorschub zur Bewirkung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Arbeitselektrode unter Annäherung derselben, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß, eine Steuereinrichtung vorgesehen ist zur Steuerung der Arbeitsspannung als Summe einer Spannung, welche proportional dem spezifischen Widerstand dee in den Arbeitsspalt 20 eingegebenen Elektrolyten 14 ist und einer Spannung, welche proportional dem Verhältnie von Elektrolytmenge im Arbeitsspalt 20 zu Gasmenge im Arbeitsspalt 20 ist und vorzugsweise zusätzlich einer Spannung, welche der Elektrolysierspannung entspricht.6. Device for electrolytic etching of a workpiece for carrying out the method according to one of the preceding Claims with a working electrode arranged with a narrow working gap opposite a workpiece, a device for conveying an electrolyte in the working gap, a power source for the electrolysis of the electrolyte in the working gap and with a feed to bring about a relative movement between the workpiece and the working electrode Approximation of the same, thereby g e k e η η ζ ei c h η e t that a control device is provided for controlling the working voltage as the sum of one Voltage, which is proportional to the specific resistance of the electrolyte introduced into the working gap 20 14 and a voltage which is proportional to the The ratio of the amount of electrolyte in the working gap 20 to the amount of gas in the working gap 20 is and preferably in addition a voltage which corresponds to the electrolyzing voltage. /Vorrichtung nach Anspruch 6 ,dadurch g e k e η η ζ e i ohne t , daß die Steuereinrichtung einen ersten Signalgeber (102) zur Erzeugung eines ersten Signals umfaßt, welches proportional der Arbeitsspannung ist, einen zweiten Signalgeber (110) zur Erzeugung eines zweiten Signals, welches proportional dem spezifischen Widerstand des in den Arbeitsspalt (20)/ Device according to claim 6, characterized g e k e η η ζ e i without t that the control device comprises a first signal generator (102) for generating a first signal which is proportional to the working voltage, a second signal generator (110) for generating a second signal which is proportional to the specific resistance of the in the working gap (20) - 3 009883/1A92 - 3 009883 / 1A92 " si " si eingegebenen Elektrolyten ist, sowie einen dritten Signalgeber (129) zur Erzeugung eines dritten Signals, welches dem Verhältnis von EIektrolymenge im Arbeitsspalt zu Gasmenge im Arbeitsspalt proportional ist, sowie vorzugsweise einen vierten Signalgeber zur Erzeugung eines der EIektrolysierwpannung proportionalen vierten Signals und wobei eine Regeleinrichtung für die Arbeitsapannung vorgesehen ist, durch welche das erste Signal gleich der Summe des zweiten und dritten Signals wird.entered electrolyte, as well as a third signal generator (129) for generating a third signal, which is the ratio of the amount of electrolyte in the working gap is proportional to the amount of gas in the working gap, and preferably a fourth signal generator for generation one of the electrolysing voltage proportional fourth signal and wherein a control device for the Working voltage is provided by which the first signal is equal to the sum of the second and third signals will. S- Vorrichtung nach Anspruch /,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Signalgeber ein Meßgerät (110) zur Messung des spezifischen Widerstandes aufweist, welches zwei sich gegenüber stehende Elektroden umfaßt, zwischen welchen der Elektrolyt fließt und wobei eine Stromquelle (108) zur Erzeugung eines vorbestimmten elektrischen Stroms im Meßgerät (110) vorgesehen ist, sodaß das zweite Signal gemäß der an den beiden Elektroden anliegenden Spannung erzeugt wird.S device according to claim /, characterized in that that the second signal transmitter is a measuring device (110) for measuring the specific resistance having, which comprises two opposing electrodes, between which the electrolyte flows and wherein a power source (108) for generating a predetermined electrical current in the measuring device (110) is provided so that the second signal is generated according to the voltage applied to the two electrodes will. 9- Vorrichtung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (108) ein Hochfrequenzoszillator ist.9- device according to claim £, characterized in that that the current source (108) is a high frequency oscillator. 10· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Signalgeber (129) ein erstes Meßgerät (27) zur Bestimmung der Elektrolytmenge im Arbeitsspalt (20) und ein zweites Meßgerät zur Bestimmung der Gasmenge im Arbeitsspalt (20) umfaßt und wobei eine Einrichtung (160) vorgesehen ist, welche den Quotienten aus den Ausgangssignalen der Meßgeräte bildet und ein drittes, diesem · Quotienten proportionales Signal bildet.10 · Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the third signal transmitter (129) a first measuring device (27) for determining the amount of electrolyte in the working gap (20) and a second measuring device for determining the amount of gas in the working gap (20) and wherein a device (160) is provided, which forms the quotient from the output signals of the measuring devices and a third, this Forms the quotient proportional signal. - 4 009883/1492 - 4 009883/1492 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL //. Vorrichtung nach Anspruch./ö, dadurch g e • k e η η ζ e i c h η e t , daß das erste Meßgerät (27) ein Strömungsmesser ist, welcher in einem Z'uleitungsrohr (26) für den Elektrolyten liegt.//. Device according to Claim./ö, characterized in that • k e η η ζ e i c h η e t that the first measuring device (27) is a flow meter, which is in a supply pipe (26) for the electrolyte. /·?.· "Vorrichtung nach Anspruch /O oder //,dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die zweite Meßeinrichtung die elektrische Stromstärke im Arbeitsspalt (20) bestimmt./·?.· "Device according to claim / O or //, characterized in that the second measuring device determines the electrical current strength in the working gap (20). /3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ^bis t2., dadurch ge k e η η ζ e i ohne t , daß eine Einrichtung (300 bis 304) zum Zumischen von Gas zu dem in den Arbeitsspalt (20) einzugebenden Elektrolyten vorgesehen ist. / 3. Device according to one of Claims 1 to 2, characterized in that a device (300 to 304) is provided for adding gas to the electrolyte to be introduced into the working gap (20). Vorrichtung nach einem der Ansprüche ff bis /3 , g e T kennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern des Verhältnisses von Elektrolytmenge im Arbeitsspalt zu Gasmenge im Arbeitsspalt (20).Device according to one of claims ff bis / 3, T ge characterized by control means for controlling the ratio of amount of electrolyte in the working gap to gas flow in the working gap (20). 009883/U92009883 / U92 LeerseiteBlank page
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