DE2134680A1

DE2134680A1 - Halter fuer eine arbeitselektrode fuer die elektrochemische metallbearbeitung

Info

Publication number: DE2134680A1
Application number: DE2134680A
Authority: DE
Inventors: Joachim Berndt; Klaus Krawczyk; Hanns Kurz; Winfried Schulte
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-07-12
Filing date: 1971-07-12
Publication date: 1973-02-08
Also published as: GB1386264A; DE2134680B2

Description

R. 410
2.7-1971 Rü/Sw

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhi1fsanme1dung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Halter für eine Arbeitselektrode für die elektrochemische Metallbearbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halter für eine Arbeitselektrode für- die elektrochemische Metallbearbeitung, der einen Fuß beil und einen mit diesem mechanisch und elektrisch leitend verbundenen, die Arbeitselektrode tragenden Kopfteil hat und an dessen Außenseite ein isolierender Abschnitt vorgesehen ist.

Derartige Halter eignen sich besonders zum Einführen von Arbeitselektroden in V/erkstückbohrungen, die serienmäßig an bc.οI;immL"en Stellen elektrochemisch bearbeitet werden sollen und die in ihrer Lage geringen Schwankungen unterliegen. Unter Bohrungen sind hier auch Ausnehmungen oder Durchbrüche vorstehen, die eine polygonc Querschnittsflache haben.

lic-L der elektrochemischen Bearbeitung erfolgt bekanntlich die Mota{!abtragung von einem Werkstück dadurch, daß zwischen dLoiuiin und einor entsprechend profilierten Arbeitselcktrode ο in elektrischer Stromfluß hoher Stärke hergestellt wird, \iY\iv('Av-\ .'.ich im Zwischenraum '/,wischen Werkstück und Arbeits-

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elektrode - genannt Arbeitsspalt - ein Elektrolyt befindet, der im allgemeinen durch Druck in Zirkulation gehalten ist. Dabei wird das Werkstück an die positive Klemme (Anode) und die Arbeitselektrode an die negative Klemme (Kathode) einer elektrischen Gleichspannungsquelle gelegt.

Es ist bereits eine Elektrodenhalter bekannt geworden (US-PS 3 268 454), der aus einem an einer Anstelleinheit einer Bearbeitungsmaschine befestigbaren Fußteil und einem die Arbeitselektrode tragenden Kopfbeil besteht. Der Kopfteil wird von einem isolierenden Abschnitt und der Arbeitselektrode gebildet. Letztere ist mittels zweier, den isolierenden Abschnitt durchdringenden Schrauben mechanisch und elektrisch leitend mit dom während der Bearbeitung unter Strom stehenden Fußteil verbunden.

Das Fuß- und Kopfteil dieses bekannton Halters bildet zusammen eine starre Einheit, mit der beispielsweise, entsprechend der Form der Arbeitselektrode, bestimmte Ausnehmungen in Werkstücke elektrochemisch eingesenkt werden können. Durch den uniaitbeibar an die Arbeitselektrode sich anschließenden isolierende Abschnitt wird erreichb, daß außerhalb der Arbeitsfläche der Arbeitselektrode kein Streuabtrag auftritt.

Es sind auch Elektrodenhalter für das elektrochemische Entgraten von in Bohrungen liegenden Kanten bekannt, die im allgemeinen aus einem starren elektrisch leitenden Schaft bestehen, der eine isolierende Hülle trägt, die im Bearbeitungsbereich unterbrochen ist.

Beim Entgraten von Bohrungskreuzungen, -durchbrüchen oder -auslaufen zeigte sich jedoch, daß sich dazu starre Elektrodenhalter schlecht eignen, denn beim Einführen der Arbeitselektrode in die zu bearbeitende Bohrung wird der■Elektrodenhalter oft beschädigt, da vielfach die Werkstückbohrung rii.cht genau koaxial zum Elektrodenhalter verläuft. Bei. einer Einzelfertigung ist es dadurch möglich, die zu bearbeitende Werkstückbohrung entsprechend der Lage des Elektrodonhaltei¹^ jowoiLs auszurichten. Aber bore its

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bei einem Werkstück, das mehrere Bohrungen aufweist, die man mit mehreren Arbeitselektroden gleichzeitig bearbeiten will, ist ein Ausrichten äußerst schwierig und aufwendig. Will man die elektrochemische Bearbeitung dieser Werkstücke schließlich in eine Serienfertigung eingliedern, werden die Schwierigkeiten so groß, daß man von diesem Vorhaben zwangsläufig wieder abkommt.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, einen Halter für eine Arbeitselektrode zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Arbeitselektrode schadfrei in Werkstückbohrungen einzuführen, die serienmäßig an bestimmten Stellen elektrochemisch bearbeitet werden sollen und die in ihrer Lage geringen Schwankungen unterliegen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur· mechanischen Verbindung des Fußteils mit dem Kopfteil eine Schraubenzugfeder mit eingewundener Vorspannung dient, so daß der Kopfteil unter der Einwirkung seitlicher Kräfte um einen geringen Betrag seitlich auszuweichen vermag, und daß der isolierende Abschnitt mindestens zum Teil durch eine nachgiebige, an beiden Enden dicht anschließende Hülle gebildet wird.

Zwei Ausführungsbeisjiiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und v/erden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Elektrodenhalters im

Schnitt,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Werkstück, in dem der Elektrodenhalter nach Fig. 1 eingesteckt ist, während eines Entgratvorgangs,

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Fig. 3einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine zweite Ausführungsfοrm des Elektrodenhalters im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Elektrodenhalter besteht im wesentlichen aus einem Fußteil 1, mit dem dieser in einer nicht dargestellten Anstelleinheit einer Bearbeitungsmaschine eingespannt wird und einem Kopfteil 2, welche durch eine mit einem Schrumpfschlauch 3 überzogenen Schraubenfeder 4 und einer' Litze 5 aus Kupferdrahten mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das Fußteil 1 ist ein Drehteil mit einem Ringbund 6 und einer durchgehenden, abgesetzten Zentralbohrung 7 "und besteht aus einem korrosionsbeständigen Stahl.

Das Kopfteil 2 dagegen hat einen Führungsring 9 aus verschleißfestem Kunststoff mit einem abgesetzten Bund 8 und eine Arbeitselektrode 11 aus Messing. Die Arbeitselektrode besteht aus einem mit einem Sackloch 12 versehenen Zapfen 13> an dessen einem Ende sich ein birnenförmig ausgebildeter, blanker Arbeitskopf 14 anschließt.

Die Arbeitselektrode 11 steckt mit ihrem Zapfen 13 in dem Führungsring 9 und ist mit diesem verklebt, und zwar derart, daß der Führungsring 9 auf der einen Seite an den Arbeitskopf 14 angrenzt, so daß das freie Ende des Zapfens 13 frei bleibt zur" Aufnahme des einen Endes der Schraubenfeder 4. Es ist auch möglich, auf den Zapfen 13 einen Kunststoffmantel aufzuspritzen und diesen entsprechend der Form des Führungsrings 9 abzudrehen.

Beim Zusammenbau des Elektrodenhalters nach Fig. 1 wird zuerst das eine Ende der Litze 5 in das Sackloch 12 gesteckt und weich verlötet. Sodann wird die Schraubenfeder 4, die

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als Zugfeder, deren Windungen ohne Spiel, also mit eingewundener Vorspannung, aufeinanderliegen, ausgebildet ist, mit einem Ende auf den freien Teil des Zapfens 13 aufgesteckt. Der Durchmesser des Zapfens 13 ist so bemessen, daß die Schraubenfeder 4 formschlüssig anliegt. Anschließend bestreicht man den Bund 8 des Führungsrings 9 mit einem geeigneten Klebstoff und streift über die Schraubenfeder 4 und den Bund 8 den Schrumpfschlauch 3· Dieser härtet nach kurzer Zeit aus und liegt danach satt auf seiner Unterlage. Anschließend wird die Innenfläche des Ringbundes 6 ebenfalls mit dem Klebstoff bestrichen und das * freie Ende der mit dem Schrumpfschlauch 3 überzogenen Schraubenfeder 4 in den Ringbund 6 eingesteckt und gleichzeitig das freie Ende der Litze 5 durch die Zentralbohrung 7 hindurchgeführt. Die straff gezogene Litze 5 wird sodann ' mit dem Fußteil 1 weich verlötet und danach der erweiterte Teil 7' der Zentralbohrung 7 mit einem Gießharz ausgegossen. Schließlich wird im Bereich 15 (Fig. 1) im Anschluß an die Stirnfläche des Ringbundes 6 der Schrumpfschlauch 3 mit einem Gießharz umgössen, um die Verbindungsstelle zwischen Fußteil 1 und Schraubenfeder 4 mit Schrumpfschlauch 3 einwandfrei abzudichten.

Durch die Schraubenfeder 4 ist es möglich, daß der Kopfteil 2 unter der Einwirkung seitlicher Kräfte um einen geringen Betrag ausweichen kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Werkstückbohrung,in die die Arbeitselektrode 11 eingeführt v/erden soll, nicht genau koaxial zur Vorschubrichtung des Elektrodenhalters verläuft. Bei Vorrichtungen mit mehreren Elektrodenhaltern, die gleichzeitig bei einem Werkstück zum Einsatz kommen, können die fertigungsbedingben Maßabweichungen der zu bearbeitenden Bohrimgen leicht ausgeglichen werden.

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Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Serienfertigung mit automatischen Elektrodenzustellung.

In Fig. 2 ist als Bearbeitungsbeispiel ein Ausschnitt aus einem Werkstück 16 gezeigt, in das ein Sackloch 17 und eine rechtwinklig in diesem einmündende Bohrung 18 spannabhebend eingearbeitet worden sind. Die Aufgabe besteht bei diesem Beispiel darin, den Übergang der beiden Bohrungen 17, 18 auf elektrochemischem Wege zu verrunden. Bei diesem Beispiel ist der Führungsring 9 des KöpfteiIs 2 des in Fig. dargestellten Elektrodenhalters an drei Seiten abgeflacht (Fig. 3)· Durch diese mit 19 bezeichneten Abflachungen kann der bei 22 der Bearbeitungsstelle zufließende Elektrolyt wieder abfließen. Da die Außenseite des Kopfteils mit Ausnahme des Arbeitskopfes 14 aus einem nichtleitenden Material besteht und zwischen dem Kopfteil 2 und dem Fußteil 1 der an beiden Enden dicht anschließende Schrumpfschlauch 3 als isolierende Hülle vorgesehen ist, erfolgt der Abfluß durch das Sackloch 17 ohne einen elektrochemischen Angriff der Bohrungswandung.

Damit sich der Kopfteil 2 des Elektrodenhalters beim Einführen in eine Bohrung oder Ausnehmung selbst zentrierex* kann, ist es neben der Schraubenfederverbindung zweckmäßig, die äußere Form des Kopfteils 2 annähernd der Form der zu bearbeitenden Bohrung oder Ausnehmung anzupassen, wobei eine Anschrägung - wie bei 21 in Fig. 1 und 2 gezeigt das Einführen erleichtert. Der Außendurchmesser des aufgeschrumpften Schrumpfschlauchs ist etwas kleiner als der des Kopfteils 2, damit nur der Kopfteil 2 mit der Werkstückbohrung in Berührung steht, der Schrumpfschlauch 3 beim Einführen nicht beschädigt wird und zwischen dem Schrumpfschlauch 3 und der Bohrungswandung des Sackloches 17 ein Ringspalt für den Durchfluß des Elektrolyten entsteht (Fig. und 3)·

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In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters dargestellt, der einen Fußteil y\ und einen Kopfteil 32 hat.

Das Fußteil 31 ist in bekannter Weise an der Anstelleinheit einer elektrochemischen Bearbeitungsmaschine - bei 33

angedeutet - befestigt und hat ein zylindrisches Kunststoffgehäuse 34- mit einem zylindrischen Einsatz 35 aus Messing zur Aufnahme des einen- Endes der hier mit 36 bezeichneten Schraubenfeder und der hier mit 37 bezeichneten Litze. Der Arbeitsstrom wird dem Halter über eine Kupferschiene 38 zugeführt, die in eine im Gehäuse 34- ausgesparten Nut 39 eingesetzt und mittels Schrauben 41 und 42 am Gehäuse 34 befestigt ist.

Im Bereich der Schraube 41 ist in die Gehäusewand eine Hülse 43 aus Messing zur besseren Kontaktgabe eingesetzt, die im Gohäuseinneren einen in den Einsatz 35 eingreifenden Flansch 43' hat und außen einige Zehntel Millimeter in die Nut 39 hineinragt, so daß die Schraube 41 den Einsatz 35 mit der Kupferschiene 38 verbindet und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen Teilen herstellt. Die Schraube 41 und ein Gewindestift 44 halten den Einsatz 35 im Gehäuse 34- fest.

Das Kopfteil 32 ist ein Drehteil aus Messing mit einem Schaft 45, in/dem eine Arbeitselektrode 46 mittels eines Gewindestiftes 47 befestigt ist, einem Flansch 48 und einem Zapfen 49» auf dem ein Rundgewinde zum Aufschrauben des einen Endes dex* Feder 36 eingeschnitten ist. Zwischen dem Flansch 48 und der unteren Stirnfläche des Gehäuses 34 des . Fußteils 31 ist ein Gleitring 51 aus Kunststoff eingesetzt, der planparallele Stirnflächen hat.

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Zur Abdichtung des Fußteils 31 gegenüber des Kopfteils 32 dient ein Faltenbalg 52 aus Gummi, der bei 53 in das Gehäuse 34- und bei 54- in den Flansch 48 eingeknöpft ist. Per nicht durch den Faltenbalg 52 abgedeckte Bereich des Kopfteils 32 ist mit einer Kunststoffschicht 50 überzogen, die nach dem Wirbelsinterverfahren aufgebracht worden ist.

Zur elektrisch leitenden Verbindung des Fußteils 31 mit dem Kopfteil 32 ist im Kopfteil 32 eine Bohrung 55 und im Einsatz 35 eine Bohrung 56 vorgesehen, in Vielehe die Litze h 37 mit ge einem Ende eingesetzt und darin mit je einem Gewindestift 57 bzw. 58 befestigt ist. Zur besseren Be- _festigung trägt die Litze 37 an beiden Enden jeweils eine Hülse.

Zur mechanischen Verbindung des KöpfteiIs 31 mit dem Fußteil 32 ist in den Einsatz 35 das andere Ende der Schraubenfeder 36 eingesetzt und dort durch einen innen angreifenden Klemmring 61 und einen von außen drückenden Gewindestift 62 befestigt..'

Beim Zusammenbau des" Elektrodenhalters nach Fig. 4 wird . zuerst ein Ende der Litze 37 mit dem Gewindestift 57 in ™ der Bohrung 55 festgeklemmt. Sodann wird die Schraubenfeder 36 über das freie Ende der Litze 37 gesteckt und mit ihrem einen Ende auf den Zapfen 49 gesehraubt. Anschließend steckt man den Klemmring 61 in das freie Ende der Schraubenfeder 26 ein, setzt dieses in den Einsatz 35 ein und klemmt es mit dem Gewindestift 62 fest. Das in die Bohrung 56 ragende Ende der Litze 37 wird sodann mit dem Gewindestift 58 festgeklemmt, wobei die Litze 37 nicht gestrafft ist, um eine seitliche Bewegungsfreiheit des Kopfteils zu ermöglichen. Der Kopfteil 32 wird ausschließlich von der Schraubenfeder 36 getragen. Anschließend wird über den Einsatz 35 der Gleitring 51 gestreift, dann der

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Einsatz 35 in das Gehäuse 34· des Fußteils y\ eingesteckt und mit den Schrauben 41 und 44 befestigt. Schließlich knöpft man den Faltenbalg 52 bei 53 und 54- ein.

Wenn beim Einführen der Arbeitselektrode 46 (Fig. 4) in. eine achsparallel, etwas versetzte Bohrung seitlich eine Kraft einwirkt, so kann sich der Kopfteil 32 des in Fig. gezeigten Elektrodenhalters um einen entsprechenden Betrag seitlich verschieben. Dabei gleitet der Flansch 48 mit seiner oberen Stirnfläche auf der unteren Stirnfläche des Gleitrings ^v/\. Sobald die Arbeitselektrode 46 die Werkstücksbohrung wieder verlassen hat, kehrt sie in die ursprüngliche Lage zurück.

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Claims

Robert Bosch GmbH ■ E. 410 Rü/Sw Stuttgart Ansprüche

1.j Halter für eine Arbeitselektrode für die elektrochemische Metallbearbeitung, der einen Fußteil und einen mit diesem mechanisch und elektrisch leitend verbundenen, die Arbeitselektrode tragenden Kopfteil hat und an dessen Außenseite k ein isolierender Abschnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Verbindung des Faßteils (1,3"O mit dem Kopfteil (2,32) eine Schraubenzugfeder (4,36) mit eingewundener Vorspannung dient, so daß der Kopfteil (1., 31) unter der Einwirkung seitlicher Kräfte um einen geringen Betrag seitlich auszuweichen vermag, und daß der isolierende Abschnitt mindestens zum Teil durch ,eine nachgiebige, an beiden Enden dicht anschließende Hülle (3₅52) gebildet wird.

2. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Verbindung eine mit je einem Ende in dem Fuß- (1,.31) bzw. Kopfteil (2,32) befestigte Litze (5,37) dient.

3· Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Je ein Ende der Schraubenfeder (4,36) mit dem !ruß- (1,31). bzw. dem Kopfbeil (2,32) formschlüssig verbunden ist.

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4. Halter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (32) einen Zapfen (49) mit Gewinde hat, auf
das die Schraubenfeder (36) mit ihrem einen Ende aufgeschraubt i st.

5. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (2) aus einem verschleißfesten, nicht leitenden Material besteht.

6. Halter nach den Ansprüchen 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Form des Kopfteils (2) zum Führen der
Arbeitselektrode (11) in einer Werkstückbohrung annähernd die FoI'm dieser Bohrung entspricht.

7. Halter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (2) mindestens an einer Seite für den Zu- oder Abfluß des Elektrolyten eine Abflachung (19) hat.

8. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (31) im wesentlichen aus Kunststoff besteht und einen metallischen Einsatz (35) zur Aufnahme von.einem
Ende der Schraubenfeder (36) und der Litze (37) hat,

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9· Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zv/ischen dem Fuß- (31) und Kopfteil (32) ein Gleitring (51) mit planparallelen Flächen vorgesehen ist.

10. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Abschnitt von einem Faltenbalg (52) gebildet itfird, der in die anschließenden Teile (34,48) eingeknöpft ist.

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