DE2039789C3 - Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten oder Verrunden der Kanten metallischer Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten oder Verrunden der Kanten metallischer Werkstücke mit einer hohlen kathodischen Elektrode, die eine Elektrolytkammer und an ihrer dem Werkstück zugewandten Arbeitsfläche Elektrolytaustrittsöffnungen aufweist, und mit einer Werkstückaufnahme, die automatisch von einer Beladestation in die Bearbeitungsstellung unter Bildung eines engen Spaltes zwischen Elektrodenarbeitsfläche und Werkstück sowie weiter in eine Entladestation bewegbar ist.

Beim elektrochemischen Entgraten wird die Tatsache benutzt, daß bei elektrolytischer Stromleitung in der Nähe eines den Elektrolyten begrenzenden Leiters an den ausspringenden Leiterkanten, alsc z.B. den zu entgratenden Kanten eines Werkstücks eine Konzentration der Stromfäden eintritt, so da£ dort ein verstärkter die Entgratung bewirkendei Werkstoffabtrag stattfindet. Zu Beginn der Entwick lung des elektrochemischen Entgratens hat man siel bei dem sogenannten Tauchentgratverfahren dahe oft damit begnügt, das zu entgratende Werkstücl samt einer gegenüber diesem negativ vorgespanntei

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Elektrode, gegebenenfalls auch mit zusätzlichen, der lade- und Entladestation über dem Drehtisch eine ein Werkstückform besonders angepaßten Hilfselektro- Segment des Drehtisches überdeckende Entgratelekden in ein Elektrolytbad unterzubringen, in dem trode angeordnet ist Die Werkstückbeladestation bedann mit fortschreitender Behandlungsdauer die steht dabei vorzugsweise aus einer auf den Drehtisch Grate abgetragen werden (s. z.B. Industrieanzeiger 5 mundenden Entladerutsche, während die Werk-Essen, Nr. 27 vom 18. Juli 1958, S. 876). Diese ein- stück-Entladestation eine über dem Drehtisch anfachere Art des Entgratens hat aber einige Nachteile. geordnete Abstreifleiste mit anschließender Entlade-Insbesondere ist bei ihr der Entgrateffekt nicht im- rutsche aufweist

mer gleichmäßig; ein schnelles Entgraten kann nicht Als besonders vorteilhafte Variante ist eine Vor-

immer erreicht werden. io richtung zum beiderseitigen Eptgraten oder Verrun-

In einer weiteren Entwicklung führte sich d&s den der Kanten von zumindest im wesentlichen plat-

heute sreit verbreitete Formentgraten ein, bei dem tenförmigen Werkstücken mit zwei übereinander an

die Entgratelektrode in ihrer Form an den Verlauf der gleichen Drehachse angeordneten Drehtischen

der zu entgratenden Werkstückkanten angepaßt ist, mit zugehörigen Entgratelektroden sowie mit einer

wodurch die Konzentration des elektrischen Feldes 15 Wenderutsche zur Übernahme der Werkstücke von

auf die zu entgratenden Kanten verstärkt und demzu- der Entladestation des oberen Drehtisches und zur

folge an diesen Stellen ein verstärkter elektrochemi- Zufuhr der gewendeten Werkstücke an den unteren

scher Materialabtrag bewirkt wird. Drehtisch versehen.

Solche bekannten Vorrichtungen zum elektroche- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin-

mischen Formentgraten weisen meist eine Elektrolyt- ao dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den

wanne auf, in der eine Werkstückaufnahme angeord- Unteransprüchen.

net ist, die auch zum Anschluß des Werkstücks an F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zum beidseitigen

den positiven Pol der Betriebsspannungsquelle die- Entgraten von plattenförmigen Werkstücken schema-

nen kann. Nach Einsetzen des Werkstücks in die tisch im Aufriß bzw. teilweise im Schnitt. Der Ma-

Werkstückaufnahme wird die im Maschinenständer 25 schinenständer der Vorrichtung weist einen Sockel 1

gleitbar geführte Entgratelektrode in ihre Arbeits- auf, in dem über eine elektrisch isolierende Muffe 2

position über dem Werkstück abgesenkt und danach eine Säule 3 montiert ist. Eine auf diese Säule 3 gela-

die Elektrolytzufuhr, die über Kanäle im Elektroden- gerte Drehtischeinheit weist zwei übereinander an-

werkzeug erfolgt, sowie der Entgratstrom eingeschal- geordnete Drehtische 4 und 5 auf, die durch eine

tet (s. zum Beispiel »Werkstatt-Technik«, 53. Jahr- 30 elektrisch leitende Hülse 6 miteinander verbunden

gang, 1963, Heft 11, S. 579). sind und deren Körper aus elektrisch isolierendem

Die Positionierung mittels einer Werkstückauf- Material bestehen. Der Körper des unteren Drehtinahme in immer derselben reproduzierbaren Stellung sches 5 läuft an seinem unteren Rand in einen ringrelativ zur Entgratelektrode macht bei den bekannten förmigen Fortsatz 7 aus, der in eine in sich geschlos-Vorrichtungen bei vielen Werkstücken, wie z. B. 35 sene, mit dem Sockel 1 verbundene rinnenförmige plattenförmigen Werkstücken, Stanzteilen, Zahnrä- Elektrolytwanne 8 hineinreicht. Dieser Drehtischkördern usw., oft erhebliche Schwierigkeiten. Außerdem per ist außerdem an seiner Unterseite über eine ringwird bei diesen Vorrichtungen jeweils für jedes förmige öldichtung 9 mit dem Gehäuse des Sockels 1 Werkstück eine an dieses angepaßte Entgratelektrode verbunden. Zum Antrieb der Drehtischeinheit ist bzw. Werkstückaufnahme benötigt. 40 der untere Drehtischkörper überdies innerhalb dieser

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, öldichtung 9 mit einem Zahnkranz 10 versehen, der eine Vorrichtung anzugeben, die ein elektrochemi- mit dem Antriebsritzel 11 einer im Sockel 1 untergesches Entgraten im konstanten Durchlauf von insbe- brachten (und in F i g. 1 nicht dargestellten) Ansondere plattenförmigen Werkstücken mit unter- triebseinheit im Eingriff steht. Zur Abführung des schiedlich verlaufenden Kanten mit Hilfe derselben 45 Elektrolyten von dem oberen Drehtisch 4 weist die-Entgratelektrode gestattet, so daß das Problem der ser einen kegelförmigen Elektrolytsammler 12 auf, Positierung des Werkstücks in bezug auf die Entgrat- der mit dem Drehtischkörper verbunden und diesen elektrode picht auftritt. umschließend zwischen ihm und dem Drehtischkör-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- per Kanäle 13 zum Abfluß des Elektrolyten freiläßt,

löst, daß die Elektrodenarbeitsfläche die Werkstück- 50 An den Drehtischen 4 und 5 sind an ihren oberen

kanten überdeckend eine vom Verlauf dieser Kanten planen Tischflächen Elemente zur Befestigung (14)

im wesentlichen unabhängige Ausdehnung aufweist und zur elektrischen Kontaktierung (15, 16) vorgese-

und in an sich bekannter Weise mit g'eichmäßig ver- hen, die in der Folge an Hand der F i g. 2 bis 4 näher

teilten Löchern oder Poren versehen ist, und daß die beschrieben werden.

Bewegung der Werkstückaufnahme gleichförmig und 55 Die elektrische Verbindung des positiven Pols der

mindestens in der Bearbeitungsstellung parallel zur Betriebsspannungsquelle mit den genannten elektri-

Elektrodenarbeitsfläche erfolgt. sehen Kontaktelementen an den Drehtischflächen er-

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, folgt über eine Schleifring-Kontaktanordnung 17, die

daß Elektroden, deren Arbeitsfläche mit gleichmäßig Stromleiterbolzen 18 und die Hülse 6, für den unte-

verteilten Löchern versehen ist zum elektrochemi- 60 ren Drehtisch 5, bzw. weiter von der Hülse 6, die

sehen Senken, aber nicht zum Entgraten bekannt Stromleiterbolzen 19 und einen Verteilerring 20 für

sind (französische Patentschrift 1241349, Fig. 36, den oberen Drehtisch4.

41,45). Anschließend an den Sockel 1 geht der Maschi-

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfin- nenständer in einen kastenförmig hochgezogenen dungsgemäßen Vorrichtung wird die Werkstückauf- 65 Ständerteil 21 über, an dem in durch die Linie 22 annähme auf an sich bekannte Weise durch einen gedeuteten und durch einen Metallfaltenbalg 23 ver-Drehtisch mit je einer selbsttätigen Werkstückbelade- deckten Führungen zwei trägerförmig ausladende bzw. -entladestation gebildet, wobei zwischen Be- Schlitten 24 und 25 unabhängig voneinander vertikal

verstellbar sind. Jeder der Schlitten 24, 25 trägt eine elektrode 26 lagemäßig definierten Unterstützung , kammerförmige Entgratelektrode 26, 27. Die Ver- der Werkstücke Keramikleisten 40 eingelassen sowie ; Stellung der Schlitten 24, 25 erfolgt mit Hilfe von (in eine Reihe von Permanentmagneten 14, die zur Fi- , F i g. ί nicht dargestellten) Verstellspindeln, die xierung der ferromagnetischen Werkstücke an diesen | durch Handräder 28 betätigt werden. 5 Keramikleisten 40 dienen. j

Zur Ableitung des aus den Kanälen 13 des oberen Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung j

Drehtisches4 abfließenden Elektrolyten ist über der ist folgende: Die Werkstücke, z.B. gestanzte Stahl-Entgratelektrode 27 am Schlitten 25 ein Elektrolyt- blechronden, werden mit dem Stanzgrat nach oben ableitblech 29 angebracht. Die Mittel zur Beladung über die Beladerutsche 30 dem oberen Drehtisch 4 und Entladung der Drehtische mit bzw. von den io zugeführt (s. F i g. 2). Diese Ronden 3<9 kommen da-Werkstücken sind aus Gründen einer besseren Über- bei je nach Größe auf eine oder mehrere der in die sichtlichkeit in F i g. 1 weggelassen; sie werden an Tischoberfläche eingelassenen Keramikleisten 40 Hand von F i g. 2 erläutert. bzw. der federnd nachgiebig gelagerten Graphitplat-

F i g. 2 zeigt einen Teil der Vorrichtung gemäß ten 16 zu liegen, wobei die Ronden 39, von den Per-F i g. 1 in der Aufsicht. Von den kammerförmigen 15 manentmagneten angezogen, an diese Keramikleisten Entgratelektroden 26, 27 ist in F i g. 2 die Kontur der 40 angedrückt werden. Die Graphitplatten 16 werden zum oberen Drehtisch 4 gehörigen Elektrode 26, die dabei mit definierter Federkraft gegen das Werkstück eine halbringförmige Fläche einnimmt, zu erkennen. 39 gedrückt, so daß diese nun in gut leitender elektri-Zur Zuführung der in F i g. 2 als Ronden angedeute- scher Verbindung mit dem positiven Pol der Beten zu entgratenden Werkstücke auf den oberen ao triebsspannungsquelle stehen. Drehtisch 4 dient eine Beladerutsche 30. Die Entla- Während des Entgratvorganges wird der kasten-

dung der Werkstücke erfolgt mittels einer über dem förmigen Entgratelektrode 26 Elektrolyt unter Druck oberen Drehtisch 4 angeordneten Abstreifleiste 31, zugeführt, der aus den feinen Öffnungen des Metallweiche die Werkstücke in eine Wenderutsche 32 ab- siebes 34 in den Raum zwischen Elektrode 26 und streift, über welche die Werkstücke dann gewendet as Drehtisch 4 austritt, durch den die Werkstücke 39 indem unteren Drehtisch 5 zugeführt werden. Die Ent- folge der Drehung des Drehtisches in kontinuierliladung der Werkstücke von dem unteren Drehtisch 5 eher Bewegung hindurchgeführt werden, erfolgt (in den Figuren nicht dargestellt) ebenfalls Der durch die Öffnungen des Metallsiebes 34 in

mittels einer Abstreifleiste, welche die Werkstücke in den Spalt zwischen der elektrochemisch aktiven eine geeignete Entladerutsche überführt 30 Elektrodenoberfläche, die durch die Außenfläche des

Die kammerartigen Entgratelektroden 26, 27 und Metallsiebes 34 gebildet wird, und dem Werkstück die ihnen jeweils gegenüberliegenden Abschnitte der 39 einströmende Elektrolyt, fließt fächerförmig seitzugehörigen Drehtische 4 und 5 sind mit allen nöti- lieh über die zu entgratenden Werkstückkanten ab. gen Details in den F i g. 3 und 4 im Schnitt wiederge- Die Abmessungen und die Verteilung der Öffnungen geben. 35 des Metallsiebes 34 sind so gewählt, daß der Druck-

Die beiden kastenförmigen Entgratelektroden 26 abfall im Elektrolyt bei seinem Durchtritt durch das und 27 (Fig.? bzw. 4) sind in ihrem Aufbau im wc- Metallsieb 34 groß ist gegenüber dem Druckabfall sentlichen identisch. Sie bestehen jeweils aus einem des Elektrolyten im Spalt zwischen Entgratelektrode flachen rinnenförmig nach unten offenen Körper 33 und Werkstück. Auf diese Weise wird erreicht daß mit kreissegmentförmigem Grundriß, der an seiner 40 sich die Verteilung des Elektrolytstromes über die Unterseite durch ein als Lochplatte ausgebildetes Öffnungen des Metallsiebes 34 beim Vorbeiführen Metallsieb 34 verschlossen ist Diese Entgratelektro- eines Werkstückes entlang der Entgratelektrode nicht den 26 und 27 sind an den ausladenden Tragarmen wesentlich ändert und hat außerdem zur Folge, daß 35 der irägerformigen Schlitten 24 bzw. 25 befestigt, selbst bei sehr komplizierten Werkstückkonturen sich über die sie außerdem mit dem negativen Pol der Be- « der Elektrolytabfluß weitgehend gleichmäßig über triebsspannungsquelle verbunden sind. Zur Elektro- die zu entgratenden Werkstückkanten verteilt lytzufuhr in die Entgratelektroden, dienen in den Nach beendeter Entgratung der einen Seite der

Tragannen 35 verlegte Elektrolytzuleitungen 36. Am Werkstücke 39 mittels der oberen Entgratelektrode äußeren Rand der Elektroden 26 und 27 ist jeweils 26 werden sie von der Abstreifleiste 31 (Fi g. 2) geein Elektrolytspritzschutz 37 aus Kunststoff angeord- 50 gen die Haltewirkung der Permanentmagnete 14 von net der Oberfläche des Drehtisches 4 in die Wenderut-

AIs Elemente zur Fixierung der Werkstücke auf sehe 32 geschoben, welche die Werkstücke, ihre obedem Drehtisch sind in die plane Tischfläche des un- ren Seiten nach unten wendend, dein unteren Drehteren Drehtisches 5 (F i g. 3) Permanentmagnete 14 tisch 5 zuführt

eingelassen. Die Tischplatte selbst ist mit einer Gra- ss Da die Werkstück« 39 mit ihren bereits entgratephitplatte 15 bedeckt, welche zur Kontaktierung der ten Seiten auf dea unteren Drehtisch 5 zu liegen Werkstacke dient und über die HüTse6 eine elek- kommen, wird die Drehtischplatte einer geringeren trisch leitende Verbindung der Werkstücke mit dem Abautzang unterworfen. Ais KoataMfiangselenienl positiven Pid der BetriebsspamnmgsqueBe herstellt genügt hier, wie an Hand von Fi j». 2 beschrieben,

Ih dem oberen Drehtisch4 (Fig.4) sind zur Kon- 60 eine relativ dünne, dea DrehtischS !^deckende Grataktienmg der Werkstücke, ober die Drehtischober- phitplatte IS. Die AHziehungskraft der «lter der

fläche gleichmäßig verteilt, mehrere federnd nachgje- GrapbitplaRe 15 im Drehtisch 5 eingelassenen Perbig gelagerte, segmentförmige Graphäplaüen 16 eis- manentmagnete 14 bewirkt eia ausreichendes Haften gelassen (s. auch Fig. 2), welche über biegsame Lei- der Werkstücke aaf der Graphiiplatte rand damit eine ter 38 und des Verteüerring 21 an den positives Pol 65 ausreichende elektrische Kontaktienmg. Durch die der Betriebsspannungsqueüe angeschlossen sied. Drehung des D*eatisches5 werden die Werkstäcfee, Zwischen den Grapbäplstten 16 sind ia der Tisch- nun auch mit ihrer aaderea Seite nach oben, uater fjäche des Drehtisches 4 zur m bezug auf dteEntgrat- der unteren Emgraielefctrode 27 eallanggefShrt, wo-

Io

bei nun auch auf dieser Werkstückseite die Kanten des Werkstücks, analog wie beim ersten Enigratvorgang an der oberen Entgratelektrode 26, entgratet bzw. verrundet werden. Nach Beendigung dieses zweiten Entgratvorganges werden die Werkstücke 39 wieder, ähnlich beim oberen Drehtisch 4 mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Abstreifleiste vom unteren Drehtisch 5 in eine Entladerutsche abgestreift, die die Werkstücke von der Entgratvorrichtung abführt. Damit ist der Entgratvorgang beendet.

Die Vorrichtung kann durch eine vertikale Verstellung der Entgratelektroden 26 und 27 mittels der Handräder 28 auf einfache Weise an verschiedene Werkstückdicken angepaßt bzw. eine optimale Spaltbreite zwischen Elektrode und Werkstück eingestellt werden.

Getrennte Elemente für die Werkstückunterstützung auf der Werkstückaufnahme einerseits und für

die Kontaktierung der Werkstücke andererseits, wie sie an dem oberen Drehtisch4 (Fig.4) angewendet werden, sind auch besonders vorteilhaft bei der Behandlung von schweren Werkstücken, die an einer Graphitplatte5 (Fig.3) schon allein wegen ihrer relativ hohen Gewichte eine zu starke Abnutzung hervorrufen würden. Andererseits wird bei sehr leichten plattenförmigen. Werkstücken, auch wenn sie z.B. mit ihrem Stanzgrat auf der Werkstückunterstützungsfläche aufliegen, die Verwendung einer solchen Graphitplatte IS, deren Oberfläche gleichzeitig zur Werkstückunterstützung und zu ihrer elektrischen Kontaktierung dient, in vielen Fällen durchaus zulässig sein.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Variante der erfinderischen Vorrichtung werden in den Entgratelektroden statt des Metallsiebes 34 poröse Sinterplatten verwendet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 509634Π13

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten oder Verrunden der Kanten metallischer Werkstücke mit einer hohlen kathodischen EIek- . trode, die eine Elektrolytkammer und an ihrer dem Werkstück zugewandten Arbeitsfläche Elektrolytaustrittsöffnungen aufweist, und mit einer Werkstückaufnahme, die automatisch von einer Beladestation in die Bearbeitungsstellung unter Bildung eines engen Spaltes zwischen Elektrodenarbeitsfläche und Werkstück sowie weiter in eine Entladestation bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenarbeitsfläche die Werkstückkanten überdeckend eine vom Verlauf dieser Kanten im wesentlichen unabhängige Ausdehnung aufweist und in an sich bekannter Weise mit gleichmäßig verteilten Löchern oder Poren versehen ist, und daß die Be- »o wegung der Werkstückaufnahme gleichförmig und mindestens in der Bearbeitungsstellung parallel zur Elektrodenarbeitsfläche erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenarbeitsfläche in an sich bekannter Weise von einem Metallsieb oder einer porösen Sinterplatte gebildet wird und daß die Abmessungen und Anzahl der öffnungen des Metallsiebes (34) bzw. der Poren der Sinterplatte so gewählt sind, daß der Druckabfall des Elektrolyten beim Durchtritt durch das Metallsieb (34) bzw. durch die poröse Sinterplatte groß ist gegenüber dem Druckabfall des Elektrolyten im Spalt zwischen Entgratelektrode (26, 27) und Werkstück (39).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Werkstückaufnahme (4, S) mit einer zur Elektrodenarbeitsfläche wenigstens nahezu parallel verlaufenden Werkstückunterstützungsfläche, durch Elemente (14) zur Fixierung der Werkstücke (39) auf der Werkstückunterstützungsfläche und durch mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbundene Elemente zur Kontaktierung der Werkstücke (39).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückunterstützungsfläche durch die Oberfläche einer Graphitplatte (IS) gebildet wird, die gleichzeitig als Element zur elektrischen Kontaktierung der Werkstücke (39) dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückunterstützungsfläche durch Flächen von an der Werkstückaufnahme (4, 5) angeordneten, vorzugsweise aus keramischem Material bestehenden Unterstützungs-H?'.en (40) gebildet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur elektrischen Kontaktierung der Werkstücke (39) durch mehrere, an der Werkstückaufnahme (4, S) federnd nachgiebig gelagerte Graphitplatten (16) gebildet werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zum Entgraten oder Verrunden der Kanten von Werkstücken aus ferromagnetischem Material; dadurch gekennzeichnet, daß als Elemente zur Fixierung der Werkstücke (39) an der Werkstückunterstutzungsfläche an der Werkstückaufnahme (4, 5) Permanentmagnete (14) angebracht sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (14) unter der als Werkstückunterstützungsfläche dienenden Graphitplatte (15) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (14) zwischen den federnd nachgiebig gelagerten zur elektrischen Kontaktierung dienenden Graphitplatten (16) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme in an sich bekannter Weise durch einen Drehtisch mit je einer selbsttätigen Werkstückbelade- bzw. -entladestation gebildet wird, und daß zwischen Belade- und Entladestation über dem Drehtisch eine ein Segment des Drehtisches (4, 5) überdeckende Entgratelektrode (26, 27) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückbeladestation ao> einer auf den Drehtisch (4, 5) mündenden Beladerutsche (30) besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückentladesteiion eine über dem Drehtisch (4, 5) angeordnete Abstreifleiste (31) mit anschließender Entladerutsche (32) aufweist.

13. Vorrichtung zum beiderseitigen Entgraten und Verrunden der Kanten von zumindest im wesentlichen plattenförmigen Werkstücken nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei übereinander an der gleichen Drehachse angeordnete Drehtische (4, 5) mit zugehörigen Eutgratelektroden (26, 27) und durch eine Wenderutsche (32) zur Übernahme der Werkstücke (39) von der Entladestation des oberen Drehtisches (4) und zur Zufuhr der gewendeten Werkstücke (39) an den unteren Drehtisch (5).