DE2041013A1

DE2041013A1 - Verbesserung an elektrochemischen Arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DE2041013A1
Application number: DE19702041013
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung M Antrag
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1969-08-19
Filing date: 1970-08-18
Publication date: 1971-03-25
Also published as: US3677928A; DE2041013C3; JPS504333B1; GB1317945A; FR2055791A1; SU488385A3; DE2041013B2; CH519966A

Description

. W. PAAP 'JSSK*

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLiCH ui.*». (οβπ) ·29<6β4

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN ,

Dr. rer. not. W. KORBER " ^J!

PATENTANWÄLTE

18. August 197o

RE3I3 IiAl¹IOlIALB DBS USIHES EEHAULT

8/1 ο Avenue Emile Zola, Billancourt/ffrankreich

Armle, ParTsT^Praarkreioh

Pat ent anmeldun^ Verbesserung an elektrochemischen Arbeitsmaschinen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrochemische Arbeitsmaschinen, insbesondere solche mit Druckkammer»

Ec; int bekannt, bei derartigen Maschinen die zu bearbeitenden V/erkstücke und die Arbeitselektrode in einem dicht ^j eschlooaenen Raum zu halten, in dem sich der die Bearbeitung ermö Höhende Elektrolyt befindet und unter Druck zirkuliert, was unter anderen Vorteilen zur Vermeidung von Kavitation in der Arbeit«zone dient.

Jedoch weist diese genannte Anordnung einen großen Nachteil auf je -enüber den in freier Luft arbeitenden elektrochemischen I.Iaschinen. Während der Pflege, der Unterhaltung oder der Reininan"; des dichten Raumes ist es notwendig, seinen oberen, eine 'Jlocke bildenden Teil anzuheben, der ein mit den Seltenwänden fest verbundenes Dach, eine an einem durch das Dach hin- und herbev/e. baren Bedienung skolben befestigte Elektrode sowie verschiedene Verbindungselemente, wie zum Beispiel Führun-ateile, verschiedene Leitungen und Kabel, enthält, die an der Anordnung befestigt sind. Dieser Vor-•;an <₃ ist daher umständlich; er benötigt einen beträchtlichen Kraftaufwand und bedingt Pesti-jke i toprobleine. Deshalb haben

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_ ρ —

diese Einrichtungen, die schnell einen großen Umfang einnehmen, einen auf ein geringes Volumen begrenzten Arbeitsraum.

Außerdem haben die bisherigen Einrichtungen und die notwendigerweise beweglichen Räume aufgrund ihres Gewichtes und ihres Volumens Probleme hinsichtlich Führung und Abdichtung. Tatsächlich ist die beträchtliche Masse der aufgehängten Teile Seitenkräften ausgesetzt, die die Abdichtungen zwischen dem unteren Glockenrand mit dem Werkstückträger und an der oberen Öffnung des Daches für den Durchtritt des Elektrodenträgers erheblichen Beanspruchungen aussetzen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und eine elektrochemische Arbeitsmaschine mit Druckkammer großer Dimensionen vorzuschlagen, die einen schnellen und leichten Zugang zu den Teilen im Innern des Arbeitsraumes und eine Vereinfachung für Hubeinrichtung, Führung und Abdichtung ermöglichen·

Außerdem schlägt die Erfindung eine Einrichtung vor, die die Abdichtung des genannten Raumes gewährleistet, insbesondere die Abdichtung am Durchtritt des Elektrodenträgers durch das Dach, und die den Verschleiß der Dichtung verringert und die Auswechselbarkeit ohne Demontage wichtiger Teile erleichtert·

Die vorliegende Erfindun,· betrifft daher insbesondere eine elektrochemische Arbeitsmaschine mit Druckkammer, die eine das Werkstück tragende Grundplatte und einen Werkzeugträger enthält, der in axialer Richtung durch wenigstens einen Kanal für die Durohleitung des Elektrolyten durchzogen ist·

Sie ist dadurch jekennze lehnet, daß die Druckkammer ein feststehendes, senkrecht zur Spindelachae angeordnetes Dach aufweist, in dem eine mit einer Dichtung versehene Öffnung für den dichten Durchgang des hin- und herbewegllcheri Werkzeugträgers vorgesehen int, und daß sie eine parallel zur

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Spindelachse bewegliche, das Dach umgebende Seitenwand, die Arbeitselektrode "und Dichtungen zwischen dem oberen Rand der Seitenwand und dem äußeren Rand des Daches einerseits und zwischen dem unteren Teil dieser Wand und der Grundplatte andererseits aufweist.

Torteilhafterweise ist die Seitenwand kreisförmig, das heißt zylindrisch, oder oval«

Nach einem. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die \7and aus übereinandergesetzten Elementen zusammengesetzt, wodurch die Höhe der Kammer derjenigen der Arbeitselektrode und des in Serie zu fertigenden Werkstückes leicht angepaßt werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert; es zeigen?

Pig. 1 einen Teilschnitt einer Maschine nach der Erfindung;

Pig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Dichtung am Durchgang des Werkzeugträgers durch die Öffnung des Daches der Maschine nach !"ig. 1;

Fig. 3 ein Detail der dichten Verbindung der Seitenwände mit dem Dach der Einrichtungο

In Fi~. 1 sind lediglich die wesentlichen Elemente einer elektrochemischen Arbeitsmaschine in schematischer Form dargestellt, d.h. die Druckkammer und die Elektroden. Ficht dargestellt sind: die Zu- und Abflußleitungen für die Elektrolyten, das Filter, die Wärmetauscher für Heizung und Kühlung des Elektrolyten, die Absaugeinrichtungen für die während des Betriebes entstehenden Dämpfe des Elektrolyten, die elektrische Stromquelle und Zuführungsleitungen, die Bewegungseinrichtungen für die hydraulische und elektrische Stei:erung und das Maschinenrest eil·

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Die Druckkammer setzt sich aus zwei Teilen zusammen, einen
festen und einen beweglichen Teil. Der feste Teil umfaßt das Dach 1 des Raumes, das über eine Anzahl Zwischenstützen 2 am oberen Teil des Maschinengestells befestigt ist.

Das Dach 1 ist mit einer Öffnung 4 versehen, die den Durchtritt der Säule 5 des Werkzeugträgers erlaubt, welche an ihrem unteren Ende einen mit der Arbeitselektrode 7 ausgerüsteten Werkzeugträger 6 und an ihrem oberen Ende eine die
nicht dargestellten Bewegungseinrichtungen für die^Arbeite—
elektrode tragende Platte aufweist·

Mit der Säule des Werkzeugträgers ist ein flexibles Rohr 8
verbunden, das wiederum mit nicht dargestellten Ventilen
verbunden ist, die zur Leistungsregelung dienen (Ventile und Elektroventile programmgesteuert oder durch automatische Regelung betriebene Ventile). Dieses Rohr ist mit Elektrolyt—
kanälen 9 verbunden, die die Säule und die Arbeitselektrode
durchdringen, um an den untersten Punkten der vorspringenden Teile auszumünden.

Die Öffnung 4 ist mit einer Dichtung 1o ausgerüstet, die die Abdichtung des Durchtritts der Säule 5 gewährleistet und die in Pig. 2 beschrieben wird»

Das Teil 11, das mittels elektrochemischer Bearbeitung geformt werden soll, ruht auf einem Sockel 12, der/gepolt und auf der Grundplatte 3 ruhend in der Druckkammer befestigt ist.

Der bewegliche Teil umfaßt die selbständigen und übereinander angeordneten Elemente 13 und 14, welche die Seitenwand der
Druckkammer bilden und vorzugsweise kreisrund sind· Ihre zum Beispiel zylindrischen Hauptteile 15 und 16 sind aus plastischem Material hergestellt, das faserverstärkt ist, zum Beispiel mit kunstharzimprägniertem Gespinst, zum Beispiel
epoxydimprägniert. Es ist ersichtlich, daß das plastische
Material im Hinblick auf die Beständigkeit gegen die aggressive

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Wirkung des Elektrolyten ausgewählt werden muß.

Die Händer der Hauptteile 15 und 16 sind durch Flansche 17» 18, 19, 2o verstärkt, die ebenfalls aus einem der Elektrolytkorrosion widerstehenden Material bestehen, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl. Die Berührungsflächen 21, 22 und 23 der ; Plansche 17» 18 und 19 sind sauber bearbeitet, um ein einwandfreies Zusammensetzen der Teile 13 und 14 untereinander und mit der Grundplatte 3 zu gewährleisten.

Der Flansch 17 ist nach innen durch einen Rand 24 verlängert, der mit einem Kra-en 28 zusammenwirkt ο Dieser ist am Dach 1 mittels Unterlagen 46 befestigt, die die Höhenunterschiede ausgleichen (Herstellungstoleranz an den Teilen, etc.) und die Ausrichtung dieser Teile um einige Millimeter (bis lomm) ermöglichen sollen (siehe Fig. 3)·

Die Flansche 18 sind ausschließlich nach außen gerichtet und erlauben die Zusarimenfügung der Teile mittels Schrauben und Muttern. Schließlich hat der Flansch die Form eines umgekehrten "T", dessen senkrechter Teil durch den unteren Teil des Hauptteils 16 gebildet wird· Dieser Flansch bildet also einen kreisrunden Fuß, der auf der Grundplatte 3 aufsteht» während gleichzeitig der Rand 24 mit dem Kraben 28 zusammenwirkt«

Eine O-Ring-Dichtung 29 ist in einer Ringnut 30 angeordnet, die sich in der Oberfläche der Grundplatte 3 befindet. Diese Dichtung wirkt mit der unteren Fläohe 23 des Flansches 20 zusammen und ,· ewährleiiitet die Abdichtung. Indem der Innendruck auf die innere», obere Fläoht des Flanaohts 20 und auf die untere Fläohe des Kragens 28 wirkt, wird durch die An·» lage der Flansohe 20 an der Grundplatte 3 und des Kragens am-Rend 24 die Abdichtung bewirkt·

Es ist ersichtlich, daß die Zahl der Randtltmente von der nacL der Figur verschieden sein kann und daß somit eine Höhta-

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änderung des Raumes hinsichtlich des Werkstücks 11 möglich ist.

Die Seitenwand dieses Raumes ist mit einer zweckmäßigen Hubvorrichtung verbunden, die eine Bewegung in Richtung der Pfeile 31 neben der Seitenwand gestattet, die auf der rechten Seite der Zeichnung in halbgehobenem Zustand dargestellt ist.

Während des Betriebes der elektrochemischen Arbeitsmaschine herrscht im dichten Raum ein Druck, der unter gewissen Bedingungen von der Zirkulation des aus der Formelektrode 7 kommenden Elektrolyten herrührt und durch Leitungen 32 abgeleitet wird, die die Grundplatte 3 durchsetzen. Während des Arbeitsgänges befinden sich die Wandelemente 13 und 14 unter Zusammenpressung der Dichtungsringe 28 und 29 in der unteren Ruhelage»

Nach beendetem Arbeitsgang bringt man, wenn große Teile, wie das Teil 11 und die Formelektrode 7» ausgewechselt werden sollen, die Seitenwände des Raumes in ihre obere Lage, wodurch ein sehr leichter Zugang zum Innern des Raumes ermöglicht ist.

Pig. 2 zeigt gleichzeitig eine Einrichtung zur Abdichtung der für die Behandlung großer Werkstücke bestimmten Druckkammer und eine Einrichtung zur Erne erung defekter Dichtungen·

! Was die große Oberfläche der Werkstücke betrifft, wirkt der ' Druok des Elektrolyten auf die vorlie enden Stücke an wichtigen Einschnürungen, insbesondere an der Säule 5, die die Formtlektrode trägt, in Höhe der Verbindung mit dem Dach 1 ϊ der Druckkammer.

(iewioee Kräfte wirken seltlioh und beeinflussen den Ring der Diohtung 10, die dadurch einem erhöhten Verschleiß

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ausgesetzt ist, der den bei der Bearbeitung kleinerer Werkstücke übersteigt.

Die im Rahmen der Erfindung zu diesem Problem vorgetragene .Lösung richtet sich auf die Anordnung eines zylindrischen Lagerkörpers 34, welcher anstelle der Dichtung 33 die Kräfte aufnimmt, die sich als Reaktionskräfte des durch den Elektrolyten auf die Formelektrode hervorgerufenen Druckes ergeben.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, beginnt die im Dach 1 vorgesehene Öffnung 4 oben mit einer kugelabsennittförmigen Ausnehmung 35, die sich nach unten in zylindrischer Form 36 fortsetzt und mit einem Sand 37 endet. Die O-Ring-förmigeDichtung wird mittels eines Ringes 38 im zylindrischen Teil 36 gehalten.

Der zylindrische Lagerkörper 34 befindet sich in der Aus- ^! nelimung 35 und besteht aus einem verschleißfesten Werkstoff, wie zum Beispiel Messing oder einem zum Beispiel mit Polytetrafluorethylen beschichteten Material oder auch aus einem j selbstschmierenden Werkstoff, wie zum Beispiel mit einem Schmiermittel gefüllte poröse Bronze oder Sintermetall.

Der Lagerträger 34 ist ein Ring mit trapezförmigem Querschnitt, der aus mehreren trapezförmigen Segmenten besteht ; und daher leicht herausnehmbar ist. Er wird in der Ausneh- ^: mung 35 gehalten, die aus mehreren, auf dem Dach 1 der Druckkammer mittels Schrauben 40 befestigten Segmenten besteht, in denen Feststellschrauben 41 eingeschraubt sind. Diese sind gegen eine aus mehreren Elementen 42 bestehende Scheibe^ verspannt, die mit dem Läuferkörper zusammenwirkt, wodurch die Feigung des Lagerkörpers und damit in einem gewissen Maße auch die Neigung der Säule 5 des Werkzeugträgers 6 eingestellt wird.

Schrauben 43, die durch glatte Löcher der Platte 39 und eventuell auch durch die Scheibenelemente 42 hindurchi'eführt

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sind, sind in Verstärkungsplättchen 44 ein; eschraubt, die integrierende Bestandteile der kleinen Grundflächen der Elemente des Lagerkörpers 34 sind und diese durchdringen. Indem sich die Schrauben 43 mit ihrem Kopf auf der Platte 39 und mit ihrem anderen Ende auf dem Ring 38 abstützen, erlauben sie ein Abheben des Lagerkörpers 34 von ihrem Sitz in der Ausnehmung 35 während des Ausbaus im Hinblick auf ein Auswechseln der Dichtunge

Wenn man slso eine ausreichende Abnutzung des Dichtungsringes 33 feststellt, schraubt man die Schraube 41 heraus, zieht die Schraube 43 an und hebt somit die den Lagerkörper 34 bildende Elemente aus ihrer Ausnehmung 35. Es genügt dann, die Schrauben 40 zu lösen, um die Platte 39 und die Elemente des Läuferkörpers aus der öffnung herauszuziehen. Man hat damit Zugang zum Ring 38, den man bis in eine mittlere Höhe anhebt, wodurch der Dichtungsring freigegeben wird, den man durch Abreißen oder Auftreiben abzieht.

Eine gewisse Anzahl Ersatzringe 45 ist vorher im oberen Teil der Säule 5 angeordnet worden; den ersten von diesen zieht man zum Auswechseln des abgenutzten Ringes 33 heran, indem man ihn nach dem Freigeben an der Säule 5 des Werkzeugträgers entlangstreift. Der Zusammenbau wird in umgekehrtem Sinn wie oben beschrieben, vor enommen.

Der oben beschriebene Läuferkörper begrenzt die Reibung «n. der Säule 5 des Werkzeugträgers, im all emeinen mittele »It bestimmtem Silikon angereicherten Epoxydharzes, wodurch eine gute Haltbarkelt gewährleistet ist.

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Claims

Patentansprüche

Elektrochemische Arbeitsmaschine mit senkrechter Arbeitselektrode und Druckkammer, die eine Grundplatte zur Aufla ;e des Werkstückes und einen Werkzeugträger umfaßt, der wenigstens mit einem axialen Kanal zum Durchleiten des Elektrolyten durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer ein festes_ Dach (1), das mit einer eine Verbindung (10) aufweisenden Öffnung (4) für den dichten Durchtritt einer den Werkzeugträger (6) tragenden längsgeführten Säule (5) versehen ist, und eine senkrechte, bewegliche Seitenwand (13, 14) umfaßt, die das Dach, die Arbeitselektrode (7) und das Werkstück (11) umgibt, wobei Dichtungen (28, 2S) die Abdichtung einerseits zwischen dem oberen [feil der Seitenwand und dem äußeren Hand des Daches (1) und andererseits zwischen dem unteren Teil dieser Seitenwand und der Grundplatte 3 gewährleisten.

2* Machine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Seitenwand aus übereinander angeordneten Elementen zusammengesetzt ist, wenigstens einem oberen Element (13) und einem unteren Element (14), wobei die Elemente je nach Höhe des Werkstüoks (11) ausgewählt und zusammengesetzt werden·

3· Machine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element einen zylindrischen odtr ovalen (Dell (15, 16) aus plastischem, faserverstärktem Material aufweist, dessen oberer und unterer Hand jeweils mit Verstärkungaflanaohen (17, 18, 19, 20) versehen ist.

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Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Dach und Seitenwand durch Zusammenwirken der inneren unteren Fläche des oberen Flansches (17) des oberen Elementes (13) mit einem den Rand des Daches (1) umgebenden Kragen (28) .gewährleistet ist, während die Verbindung zwischen Grundplatte (3) und Wandelement (14) über eine ebene Fläche (23) am unteren Flansch (20) des unteren Elementes (H) erfolgt, die mit einer ebenen Fläche auf der Grundplatte (3) zusammenwirkt, wobei ein an einer dieser Flächen anliegender Dichtungsring (29) in einer Wut (30) in der anderen Fläche vorgesehen ist.

Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Durchgang der Säule (5) des Werkzeugträgers (6) durch einen torischen Ring (33) gewährleistet ist, der im unteren Bereich der öffnung (4) unterhalb eines La,"erkörpers (34) angeordnet ist, wobei der Lagerkörper aua einem verschleißfesten Werkstoff hergestellt und in einer entsprechenden Ausnehmung (35) der öffnung angeordnet und in dem die Säule (5) geführt ist, und daß der Lagerkörper (34) aus getrennten Elementen in Form von Ringsegmenten zusammengesetzt ist, die in dar Ausnehmung (35) mittels einer Platte (39) gehalten sind, die wiederum aus Ringsegmenten zusammengesetzt Int, jedes auf dem Dach ringförmig um die Säule (5) herum befestigt·

Masohine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ereatzringe (45) vor der Monta β der Maschine am oberen Teil der Säule (5) angeordnet sind, derart, daß sie entlang der Säule naoh unten gleiten können, um jeweils eine defekte Dichtung zu ersetzen, naohdem die Platte (39) und der Lagerkörper (34) entfernt worden sind.

Der Patentanwalt

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