DE2144735B2 - Verfahren zum elektrolytischen Signieren von Metallteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektro-Mischen Signieren von Metallteilen, insbesondere von Präzisionsteilen, wie z. B. Wälzlagern.

Aus verschiedenen Gründen ist es zweckmäßig, nicht nur die Verpackungen, sondern auch die Produkte selbst mit einem Warenzeichen und/oder mit einer Teilenummer od. dgl. zu versehen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Teile zu stempeln. Bei fertig bearbeiteten Präzisionsteilen sollte es jedoch vermieden werden, diese mit der Presse im Prägeverfahren zu stempeln, weil durch den ausgeübten Druck die Teile verformt werden können und somit ihre Genauigkeit beeinträchtigt werden kann. Dieses Verfahren wird deshalb im allgemeinen nur für das Signieren von Rohlingen herangezogen. Es ist auch bekanntgeworden, die Teile mit dem Elektrostift zu markieren, jedoch ist dieser Arbeitsgang, der von Hand ausgeführt wird, relativ teuer. Aus diesem Grunde wird häufig ein elektrolytisches Signieren mittels einer Schablone angewendet, wobei die bekannten Verfahren jedoch den Nachteil haben, daß es relativ lange dauert, bis eine nennenswerte Schrifttiefe erzielt ist. Bei kurzer Einwirkungszeit kann nur eine Schrift mit äußerst geringer Tiefe erhalten werden, die im Gebrauch rasch wieder verschwindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zum elektrolytischen Signieren so zu verbessern, daß schnell eine ausreichend tiefe Schrift erhalten wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der vorliegenden Erfindung darin, bei einem Verfahren zum elektrolytischen Signieren von Metallteilen, das sich einer Vorrichtung bedient, die aus einem Elektrolytbehälter besteht, in dem sich die Gegenelektrode befindet, und der durch eine Schablone abgeschlossen ist, die auf das zu beschriftende Werkstück gedrückt wird, an die Elektroden zunächst für eine relativ kurze Zeit von etwa 0,2 bis 0,5 Sek. eine niedrige Wechselspannung und sofort im Anschluß daran eine niedrige Gleichspannung für den Rest der Signierdauer angelegt wird. Die Wechselspannung kann etwa 24 V betragen, während die Gleichspannung entsprechend der gewünschten Signiertiefe gewählt wird.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels, das sich auf das Signieren von Wälzlagern in Fertigungsstraßen bezieht, näher beschrieben werden.

Die für diesen Zweck verwendete Vorrichtung besteht aus einem Elektrolytbehälter bekannter Bauart, der von einer Schablone abgeschlossen wird, welche auf die Stirnfläche des zu signierenden Werkstückes gedrückt wird, das die eine Elektrode darstellt, während sich die zweite Elektrode, z. B. aus rostfreiem Stahl oder Graphit, im Innern des Elektrolyibehälters befindet. Der Elektrolyt im Behälter ist eine Lösung, die beispielsweise Natriumnitrit enthält. Diese Lösung kann mehr oder weniger mit Wasser verdünnt werden.

Wird an die beiden Elektroden eine niedrige Gleichspannung, z.B. von 20 bis 30V, angelegt, wobei das zu signierende Werkstück die positive Elektrode darstellt, so entstehen an den Stellen des Werkstückes, die an den durchlässigen Stellen der Scha-

blone anliegen, Vertiefungen. Bei der Elektrolyse " zwischen den beiden Elektroden entsteht ein effektiver Elektrolyse-Widerstand, der in seiner Größe nicht gleichbleibend ist, sondern von verschiedenen Faktoren abhängt. In der Praxis hat es sich gezeigt,

so daß beim Signieren von Metallteilen der Widerstand nach Anlegen einer konstanten Spannung zwischen den beiden Elektroden zunächst relativ hoch ist, um dann während des Signiervorganges langsam bis zu einem endlichen Wert abzusinken. Dieses Änderungsverhalten ist sehr wahrscheinlich darauf zuriickzuführen, daß trotz Waschens und Trocknens der zu beschriftenden Teile eine extrem dünne Fettschicht auf der Oberfläche verbleibt, die zunächst schlecht leitend wirkt und erst im Verlauf des Signiervorganges abgebaut wird.

Wenn keine Forderungen nach schneller Signierung bestehen, kann der anfängliche Verzögerungseffekt in der Praxis außer acht gelassen werden. Anders ist es jedoch, wenn die Durchführung der Elek-

trolyse nur wenig Zeit in Anspruch nehmen soll. SoI-len z. B. in der Fertigungsstraße für Wälzlager in einer Stunde 1200 Stück signiert werden, so bleiben nur 3 Sek. als Taktzeit für jedes Lager. Das bedeutet, daß unter Berücksichtigung der erforderlichen Zeit für das Einlegen und Herausnehmen des einzelnen Lagers nur eine tatsächliche Signierzeit von etwa 2,1 Sek. verbleibt. Es hat sich herausgestellt, daß diese relativ kurze Zeit genau in die oben geschilderte Anlaufphase der Elektrolyse fällt, in der folglich die Stromstärke wesentlich reduziert ist.

Wird dagegen an die Elektroden eine in etwa gleich große Wechselspannung angelegt, so ist festzustellen, daß sich die Schrift sehr rasch bildet, daß sie aber dann nicht weiter in die Tiefe fortschreitet — die Signiertiefe beträgt unabhängig von der Signierdauer etwa 2 μπι. Vielmehr breitet sie sich bei zunehmender Signierdauer flächenmäßig aus, wodurch die Schrift rasch an den Rändern unscharf wird.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren angewendet, d. h. wird für eine relativ kurze Zeit von einigen zehntel Sekunden vor dem Anlegen der Gleichspannung eine Wechselspannung angelegt, so wird in der gleichen Gesamtzeit eine eindeutig größere Signiertiefe erreicht als sie nur mit Gleichstrom oder gar nur mit Wechselstrom erzielt werden könnte. Im Vergleich zum letzteren Fall wird darüber hinaus auch noch eine größere Schärfe erreicht. Das ist darauf zurückzuführen, daß der Wechselstrom die Fettschicht auf der Oberfläche des Werkstückes äußerst rasch entfernt, so daß eine Behandlung von 0,2 bis 0,5 Sek. Dauer genügt, um sie vollständig abzubeizen. Demzufolge stellt sich, wenn gleich hinterher die Gleichspannung angelegt wird, sofort die Stromstärke mit

dem vorherigen Grenzwert ein. Daher bedeutet die Selbstverständlich sind die oben angeführten Dauer des Anlegens einer Wechselspannung nicht Werte nur Annäherungswerte und hängen von der nur keinen Zeitverlust, sondern stellt ganz im Gegen- Leitfähigkeit des Elektrolyten, d. h. von der Nateil einen deutlichen Zeitgewinn im Gesamtergebnis trium-Konzentration, und natürlich von der angelegdar, selbstverständlich unter der Voraussetzung, daß 5 ten Spannung, insbesondere während der Gleichdie Wechselstrombehandlung im Verhältnis zur Stromphase der Elektrolyse, ab. Dauer der Einwirkung des Gleichstroms kurz genug In der Zeichnung ist als Beispiel das Schalt^ist· . schema einer Anlage zur Ausführung des erfin-Unter Beibehaltung der Bedingungen des oben er- dungsgemäßen Verfahrens dargestellt Diese Anlage lautrrten Beispiels, d. h. bei einer Signierzeit von 2,1 10 besteht aus dem Elektrolytbehälter 1 bekannter Bau- nr \^uni^er Verwendung von sowohl Gleich- als auch art, der auf dem Werkstück 2 angeordnet ist und die Wechselspannung von 22 bis 24 V und einem Elek- Elektrode 3 z. B. aus rostfreiem Stahl enthält. Das als troiyten, der etwa 20 % Natriumnitrit enthält ist im Elektrode dienende Werkstück 2 und die Elektrode 3 einzelnen festzustellen: _{sind durch} Leitungsdrähte mit einem zweipoligen w h ^{rend der} gesamten Signierzeit nur dn 15 Umkehrschalter 4 verbunden. Wenn der Umkehr-Wechselstrom angelegt, so wird lediglich die schalter4 in der Zeichnung nach rechts schwenkt, bigniertiefe von etwa 2 μτη erreicht. Außerdem werden die Elektroden mit den beiden Klemmen 5 stellt sich der bereits weiter eben erwähnte Aus- und 6 einer Wechselstromquelle mit niedriger Spanbrei tungseffekt ein, durch den die Schrift an den nung, z. B. 22 V, verbunden. Wenn der Umkehr-Randern unscharf wird. Die Schrift ist relativ 20 schalter 4 im Bild nach links schwenkt, sind die Elek- u\ w-T^{chundverschwindet} !eicht im Gebrauch. troden mit den beiden Klemmen 7 und 8 einer O) wird wahrend der Gesamtzeit nur ein Gleich- Gleichstromquelle mit einstellbarer Spannung verström angelegt, so läuft der Vorgang in der be- bunden. Die Gleichstromquelle mit einstellbarer reits erwähnten Anlaufphase der Elektrolyse ab Spannung kann aus einer Gleichrichterbrücke 9 be-^U-i J™^1T? ^eme ^g^tiefe von etwa 3 μπι er- 25 stehen, die über die Klemmen 5 und 6 von einem zielt. (Wird die gleiche Spannung 5 Sek. lang an- Transformator 10 mit veränderlicher Übersetzung gelegt, wird eine Tiefe von 10 μΐη erreicht, was gespeist wird. Die Steuerung des zweipoligen Umdie Nichtproportionalität beweist.) kehrschalters 4 kann direkt durch die automatische c) wird schließlich das erfindungsgemäße Verfah- Zuführvorrichtung der Werkstücke im Signiergerät ren angewendet, d.h. eine Wechselstrombe- 30 erfolgen.

nandlung von 0,3 Sek. Dauer durchgeführt und Selbstverständlich läßt sich das Verfahren in glei-

sotort im Anschluß daran ein Gleichstrom von eher Weise auch zum Signieren von anderen Werk-

etwa 1,8 Sek. Dauer angelegt, kann eine Signier- stücken aus eisenhaltigem Werkstoff verwenden. Es

ueie von etwa 4 μηι mit einer ganz scharfen ist, wie oben dargestellt, besonders vorteilhaft für

bcrintt, die im Gegensatz zu der nach beiden 35 Werkstücke, die in großen Stückzahlen hergestellt

yorner genannten Verfahren die gestellten An- werden und in einer sehr kurzen Zeit signiert werden

forderungen bei weitem erfüllt, erhalten werden. müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum elektrolytischen Signieren von Metallteilen mittels Gleichstrom unter Verwendung eines durch eine Schablone abgeschlossener. und die Gegenelektrode enthaltenden Elektrolytbehälters, der auf das zu signierende Werkstück gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Gleichstrombehandlung mit niedriger Spannung für eine relativ kurze Zeit von 0,2 bis 0,5 Sekunden eine niedrige Wechselspannung angelegt wird.