DE2926006A1

DE2926006A1 - Anlage zur hochtemperaturbearbeitung der oberflaechen mit geradlinigen mantellinien von erzeugnissen aus dielektrischen werkstoffen

Info

Publication number: DE2926006A1
Application number: DE19792926006
Authority: DE
Inventors: Vladimir Grigorjevit Davydenko; Leonid Ivanovitsch Kiselevskij; Sergej Korotkevitsch; Nelli Ivanovna Lipnickaja; Vjatscheslav Petrovi Matschnev; Vladislav Gurjevits Moskovskij; Nikolaj Nikolaevitsch Naumenko; Vladimir Demjan Schimanovitsch; Andrej Karpovitsch Schipaj; Anatolij Ivanovits Zolotovskij
Original assignee: MINSKIJ NAUTSCHNO-ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT STROITELNYCH MATERIALOV; Institut Fiziki Akademii Nauk Belorusskoi; MI NII STR MATERIALOV
Current assignee: MINSKIJ NAUTSCHNO-ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT STROITELNYCH MATERIALOV; Institut Fiziki Akademii Nauk Belorusskoi; MI NII STR MATERIALOV
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1980-02-28
Also published as: FR2429764A1; JPS5514698A; FR2429764B1; JPS5633838B2; SU974613A1; HU179994B; DE2926006C2

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINGHAUS FlNCK

- 4 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Hochtemperatur-Oberflächenbearbeitung von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen, insbesondere aus Kunststeinstoffen wie Keramik, Silikat, Beton,

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere eine Anl'age zur Hochtemperaturbearaeitung von Erzeugnissen, deren Oberfläche eine geradlinige Mantellinie hat, z.B. von Erzeugnissen mit einer ebenen, zylindrischen oder konischen zu bearbeitenden Oberfläche.

Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Bearbeitung durch Abschmelzung der Oberflächenschicht von bautechnischen Erzeugnissen aus Kunststeinmaterialien zur Ausbildung einer glaskristallinen Struktur der Oberflächenschicht mit Dekorativ- und Schutzeigenschaften.

Es ist eine Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberfläche von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen bekannt, die einen Azetylen-Sauerstoff-Brenner als Hochtemperaturquelle und eine Einrichtung zur relativen Verstellung des Erzeugnisses und des Brenners in einem erforderlichen Abstand zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und der Düse des Brenners enthält (UdSSR-Urheberschein Nr. 172663). In diesen Anlagen ist der Flammenstrahl des Brenners bei der Bearbeitung einer Oberfläche senkrecht zu der zu bearbeitenden Oberfläche gerichtet. Die wirksame Wärmeübertragung erfolgt in den Grenzen des Kontaktflecks der Flamme auf der Oberfläche des Erzeugnisses. Dabei wird die Bearbeitung der gesamten Oberfläche durch die hin- und hergehende Abtastung des Brenners in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche gewährleistet. Das führt zu einer unhomogenen Bearbeitung der Oberflächenschicht in der zur Abtastungslinie

querliegenden Richtung und zum Vorhandensein von visuell unterscheidbaren Grenzen zwischen den Abtastungslinien, d.h. zu einer sogenannten "Streifigkeit" der Struktur der Oberflächenschicht, was den wesentlichen Hauptnachteil der beschriebenen Anlage darstellt. Ein anderer Nachteil dieser Anlage besteht in der niedrigen Arbeitsproduktivität, bedingt; durch die geringe Fläche des Wärmekontakts des Flammenstrahls auf der Oberfläche der Erzeugnisse und durch die relativ niedrige Temperatur der Flamme des Acetylen-Sauerstoff-Brenners.

Bekannt ist weiterhin eine Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberflächen mit geradlinigen Mantellinien von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen, in der zur Bearbeitung der Erzeugnisse eine Plasmaquelle verwendet wird. Diese Anlage ent-hält eine Anode und eine ihr gegenüber liegende Katode des Plasmaerzeugers, zwischen denen sich in der Entladungsstrecke eine Lichtbogenentladung ausbildet, und eine Vorschubeinrichtung zur Verstellung der Erzeugnisse auf den erforderlichen Abstand von der Achse der Lichtbogenentladung (US-PS 3584184). In dieser Anlage ist die Anode in Form einer feststehenden längsgerichteten Schachtel ausgeführt, die längs der Mantellinien der zu bearbeitenden Oberfläche über die ganze Länge der Mantellinien angeordnet wird, während die Katode mit dem Abtastungsmechanismus verbunden ist, der die hin- und hergehende Verstellung der Katode längs der Anode gewährleistet, wcbei die Lichtbogenentladung quer zu den Mantellinien der zu bearbeitenden Oberfläche erfolgt und längs derselben verstellt wiri. Diese Anlage weist eine höhere Arbeitsleistung i.m Vergleich mit der beschriebenen Anlage mit dem Acetylen-Sauerstoff-Brenner irjfolge der Verwendung des Plasmas und einer Vergrößerung der Wärmezusammenwirkungszone der zu bearbeitenden Oberfläche mit der Plasmabogenentladung auf.

In dieser Anlage ist es jedoch wegen der hin- und hergehenden Abtastung der Katode bei der Bearbeitung der Oberfläche des Erzeugnisses unmöglich, die "Streifigkeit" der Struktur der Oberflächenschicht zu beseitigen und eine glatte Oberfläche mit homogener Struktur der Oberflächenschicht zu erhalten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberfläche mit geradlinigen Mantellinien von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen zu schaffen, in der die gegenseitige Lage und das Zusammenwirken der Hochtemperaturquelle und der zu bearbeitenden Erzeugnisse derart ist, daß die Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Erzeugnisses bei einer kontinuierlichen relativen Verstellung des Erzeugnisses und der Kochtemperaturquelle in einer Richtung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei der Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberflächen mit geradlinigen Mantellinien von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen, die eine Anode und eine ihr gegenüber liegende Katode eines Plasmaerzeugers, zwischen denen sich in der Entladungsstrecke eine Lichtbogenentladung ausbildet, und eine Vorschubeinrichtung zur Einstellung des Erzeugnisses auf den erforderlichen Abstand von der Achse der Lichtbogenentladung aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Katode feststehend angeordnet ist, während die Anode gemeinsam mit der feststehenden Katode auf die Einhaltung einer fixierten Lage der Achse der Lichtbogenentladung in der Entladungsstrecke eingestellt ist, die die Länge der Mantellinien der zu bearbeitenden Oberfläche überschreitet, wobei die Vorschubeinrichtung so ausgebildet ist, daß die Verstellung der Erzeugnisse in einer zur Achse der Lichtbogenentladung senkrechten Ebene, bei paralleler Lage der Mantellinien der zu bearbeitenden Oberfläche in Bezug auf die Achse der Lichtbogenentladung erfolgt.

Auf Grund dieser Lösung v/ird die Möglichkeit zur Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Erzeugnisses bei dessen kontinuierlicher Verstellung in einer Richtung gewährleistet und die hin- und hergehende Abtastung der Hochtemperaturquelle in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche ausgeschlossen. Dadurch erhält man eine glatte Oberfläche mit homogener Struktur der Oberflächenschicht des Erzeugnisses. Außerdem v/ird bei der Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Erzeugnisses nit dessen kontinuierlicher Verstellung in einer Richtung ohne hin- und

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hergehende Abtastung der Hochtemperaturquelle in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche eine Erhöhung der Produktivitätsleistung der Anlage ermöglicht.

Bei einer möglichen Ausführungsvariante der Anlage hat die Anode die Form eines Stabes und ist gleichachsig mit der Katode angeordnet. Dabei kann die Anode hehl ausgeführt sein und der Hohlraum mit einer Absaugeinrichtung, z.B. mit einem Lüfter verbunden werden. In diesem Fall kann eine Anode aus relativ niedrigschmelzenden Werkstoffen, wie z.B. Kupfer, verwendet werden, weil der Kontaktfleck des Plasmas und der Anode im Innern der Anode liegt, und dabei eine Wasserkühlung der Außenfläche der Anode leicht realisiert werden kann.

Zur Vermeidung eines Überschlags des Plasmas auf die Außenfläche der hohlen Stabanode ist es zweckmäßig, daß an ihre Stirnfläche ein ebener wassergekühlter Schirm anliegt, der von . der Anode elektrisch isoliert ist und eine Mittelöffnung aufweist, die dem Hohlraum der Anode gleich ist und gleichachsig zu diesem angeordnet ist.

Die gleichachsig zu der Katode angebrachte stabförmige Anode kann auch in Form eines Stifts ausgeführt werden, der mit einem Arbeitsgas in Richtung der Katode umblasen wird. In diesem Fall wird eine wirksame Kühlung der Anode erschwert, so daß Anoden aus hochschmelzbaren Werkstoffen, z.B. aus Wolfram verwendet werden .müssen. Es wird dabei jedoch eine hohe Konzentration der Plasmaenergie infolge der gegeneinander gerichteten Umblasung der Elektroden des Plasmaerzeugers erreicht. Der Y/irkungsgrad der Anlage wird verbessert.

Bei einer weiteren AusführungsVariante ist die Anode in Form von zwei parallelen und in entgegengesetzten Richtungen umlau-.fenden Zylindern ausgeführt, deren Achsen senkrecht zur Achse der Lichtbogenentladung verlaufen. Der Spalt zwischen den Zylindern ist geringer als der Durchmesser des Kontaktflecks der Lichtbogenentladung auf der Anode. Eine solche Ausführung gewährleistet die Herabsetzung der Pulsierung der Plasmaparameter und erhöht die Beständigkeit der räumlichen Lage des Plasmas.

Zur Verlängerung der Lebensdauer der in Form von zwei Zylindern ausgeführten Anode ist es zweckmäßig, die Zylinder auf einem beweglichen Lager mit einer Möglichkeit seiner Verstellung längs der Achsen der Zylinder anzubringen und dieses Lager mit einem Mechanismus für die hin- und hergehende Bewegung des Lagers in der vorgegebenen Richtung zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvari&rrte ist die Vorschubeinrichtung mit zwei gleichen Förderertrumms ausgeführt, die symmetrisch zur Achse der Lichtbogenentladung angebracht sind. Das ermöglicht es, die Arbeitsleistung der Anlage zu verdoppeln sowie ihren Wirkungsgrad durch eine vollere Ausnutzung der Plasmaenergie zu verbessern, was durch die Einschnürung des Plasmas und das mehrfache Reflektieren seiner Strahlung zwischen den zu bearbeitenden Oberflächen der Erzeugnisse erreicht wird.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Anlage mit einseitiger Anordnung der Vorschubeinrichtung in Bezug auf die Achse der Lichtbogenentladung ist es zweckmäßig, auf der anderen Seite der Achse der Lichtbogenentladung einen von der Anode und Katode elektrisch isolierten wassergekühlten Schirm anzuordnen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberflächen von Ziegeln im Schnitt längs der Achse der Lichtbogenentladung des Plasmaerzeugers;

Fig. 2 eine Anlage im Längsschnitt, in der die Anode als Stiftanode ausgeführt ist;

Fig. 3 eine Anlage im Längsschnitt, in der die Anode in Form von zwei parallelen Zylindern ausgeführt ist;

Fig. 4 eine Baugruppe der Anode und Katode in Richtung des Pfeils IV von Fig. 3;

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Fig. 5 eine Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberfläche von zylindrischen Erzeugnissen im Schnitt längs der Achse der Lichtbogenentladung und

Fig. 6 eine Anlage mit einseitiger Anordnung der Vorschubeinrichtung .

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zur Hechtemperaturbearbeitung der Oberflächen von Ziegeln ist zur Abschnielzung der Oberflächenschicht von Ziegeln bestimmt, um ihnen dekorative und Schutzeigenschaften zu geben. Die Anlage hat eine Anode 1 und eine Katode 2 eines (nicht bezeichneten) Plasmaerzeugers, zwischen denen sich die Entladungsstrecke für die Ausbildung einer Lichtbogenentladung mit geradliniger Achse 3 erstreckt, und eine Vorschubeinrichtung 4 zur Einstellung der Erzeugnisse 5» deren zu bearbeitende Oberfläche 6 eine geradlinige Mantellinie 7 hat, auf den erforderlichen Abstand von der Achse 3 der Lichtbogenentladung .

Die Anode 1 und Katode 2 sind gegenüberliegend angeordnet und bilden eine Entladungsstrecke H, die die Länge der Mantellinien 7 der zu bearbeitenden Oberfläche 6 der Ziegel 5 überschreitet. Dabei ist die Katode 2 feststehend; angeordnet. Die Anode 1 ist so ausgeführt, daß sie die Einhaltung einer fixierten Lage der Achse 3 der Lichtbogenentladung gewährleistet.

Die Anode 1 ist aus Kupi'er und als hohles 31emen± 8 in Form eines Stabes, die Katode 2 aus Wolfrum in Form eines Stifts 9 ausgeführt. Dabei sind die Anode 1 und die Katode 2 gleichachsig in vertikaler Richtung angeordnet.

Der Hohlraum 10 des Elements 8 der Anode steht im Oberteil mit der Absaugeinrichtung 11, insbesondere mit einem Lüfter, in Verbindung. Dabei ist im Kanal zwischen dem Hohlraum 10 der Anode und dem Lüfter 11 eine steuerbare Drosselklappe 12 angebracht. Der Unterteil des Anodenelements 8 hat eine Ringkammer 13, die mit dem (in der Zeichnung nicht bezeichneten) Umlaufsystem der Kühlflüssigkeit verbunden ist. Konzentrisch zur Ringkammer 13 ist eine Magnetspule 14 angeordnet, die die

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Erzeugung eines laufenden magnetischen Rundfelds mit der Mitte rings um die Achse der Anode 1 gewährleistet. An das untere Ende des Anodenelements 8 schließt sich ein ebener Schirm 15 an, der mittels einer dielektrischen Zwischenlage 16 vom Anodenelement 8 elektrisch isoliert ist. Der Schirm 15 hat eine Mittelöffnung 17, die zur öffnung des Hohlraums 10 des Anodenelements 8 gleich groß ist und zu dieser gleichachsig ist. Außerdem sind in Schirm 15 Kanäle 18 vorhanden,, die mit dem (in den Zeichnungen nicht bezeichneten) Umlaufsystem der Kühlflüssigkeit in Verbindung stehen.

Der Katodenstift 9 ist mit Hilfe eines Zangenhalters 19 in einer aus dielektrischem Werkstoff ausgeführten Buchse 20 befestigt, die in ein Gehäuse 21 eingepreßt ist. Im Oberteil des Gehäuses 21 ist um das obere Ende des Katodenstifts 9 eine Düse 22 angebracht und befestigt, die eine Mittelöffnung 23 aufweist, die für die Stabilisierung der Lichtbogenentladung und deren Einschnürung dient. Die Düse 22 bildet mit der Innenfläche des Gehäuses 21 eine Ringkammer 24, die mit dem (in den Zeichnungen nicht bezeichneten) Umlaufsystem der Kühlflüssigkeit in Verbindung steht. Dabei wird zwischen der Düse 22 und dem Stift 9 der Katode eine Kammer 25 gebildet, die mit der (in der Zeichnung nicht bezeichneten) Quelle des Arbeitsgases, z.B. Stickstoff, verbunden ist,

Die Vorschubeinrichtung 4 besteht aus? zvei gleichen geradlinigen Förderern 26, die eine Verstellung cer Ziegel 5 in der zur Achse 3 der Lichtbogenentladung senkrechten Ebene bei einer parallelen Lage der Mantellinien 7 der zu bearbeitenden Oberfläche 6 in Bezug auf die Achse 3 der Lichtbogenentladung gewährleisten. Die Förderer 26 sind symmetrisch zur Achse 3 der Lichtbogenentladung angeordnet und besitzen geradlinige Vorsprünge 27, die die Lage der auf die Förderer 26 aufgelegten Ziegel 5 fixieren. Diese Vorsprünge 27 sind längs den Achsen der Förderer 26 und symmetrisch in Bezug auf die Achse 3 der Lichtbogenentladung angebracht.

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Die beschriebene Anlage arbeitet folgendermaßen:

An die Anode 1 und die Katode 2 wird eine Gleichspannung gelegt. Zur Kühlung der Anode 1, der Katode 2 und des Schirms 15 v/ird in die Kammern 13 und 24 und die Kanäle 18 eine Kühlflüssigkeit im Umlauf gefördert . In die Kammer 25 wird das Arbeitsgas geleitet. Es wird der Lüfter 11 eingeschaltet, der das Absaugen des Gases aus dem Innenhohlraum des Anodenelements 8 gewährleistet. Danach wird die Lichtbogenentladung gezündet. Durch Ändern des Arbeitsgasdurchsatzes wird die Geradlinigkeit und Stabilität der Lichtbogenentladung gesichert. Gleichzeitig wird mit Hilfe der Drosselklappe 12 die Menge des durch den Hohlraum des Anodenelements 8 abzusaugenden Gases geregelt und die erforderliche Lage des Anodenflecks der Plasmabogenentladung in axialer Richtung gewährleistet.

Nach der Einstellung der Anlage auf den erforderlichen Betriebszustand wird der Antrieb der Förderer 26 eingeschaltet. Die Ziegel 5 werden auf die Förderer 26 so aufgelegt, daß ihre zu bearbeitende Oberflächen 6 einander gegenüberliegen. Dabei werden die Ziegel 5 durch das Andrücken an die Vorsprünge 27 in einer Lage fixiert, bei der die Mantellinien 7 der zu bearbeitenden Oberflächen 6 symmetrisch und parallel zur Achse 3 der Lichtbogenentladung liegen.

Während des Betriebs gewährleistet das magnetische Feld der Magnetspule 14 die Verstellung des Kcrrfcaktflecks der Lichtbogenentladung im Hohlraum 10 des Anodenelements 8 über den Umfang des Hohlraums 10. Der Strom des abgesaugten Gases verstellt den Kontaktfleck der Lichtbogenentladung in axialer Richtung. Der Schirm 15 verhindert einen Überschlag der Entladung auf die Magnetspule 14 und andere Teile der Baugruppe der Anode 1 und stabilisiert zusätzlich die Lichtbogenentladung zwischen der Anode 1 und Katode 2.

Bei dgr, kontinuierlichen Verstellung der Ziegel 5 in der Zone des Kontakts mit der durch die Lichtbogenentladung zu bearbeitenden Oberfläche 6 stellt sich eine momentane Erwärmung und

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AbSchmelzung der Oberflächenschicht über die ganze Länge der Mantellinien 7 ein. Deshalb erfolgt die Bearbeitung der Ziegel 5 in einem Arbeitsgang in der Anodenrichtung. Die Oberflächenschicht erhält dadurch nach dem Abkühlen eine homogene Struktur und eine glatte Oberfläche, was besonders wesentlich bei der Dekorativbearbeitung von bautechnisehen Erzeugnissen ist. Durch die Ausführung der Vorschubeinrichtung 4 in zwei Teilen wird eine gleichzeitige Bearbeitung von zwei Erzeugnissen gewährleistet, wodurch die Arbeitsproduktivität verdoppelt wird. Diese Ausführung gewährleistet außerdem eine Einschnürung der Lichtbogenentladung, wodurch deren Stabilität verbessert und die Wärmeaustauschfläche des Plasmas und der zu bearbeitenden Oberfläche 6 vergrößert wird. Infolge einer mehrfachen Reflexion der Lichtbogenentladungsstrahlung zwischen den zu bearbeitenden Oberflächen 6 und der Lichtbogenentladung wird die Wirksamkeit des strahlungs-konvektiven Wärmeaustausches erhöht. Dies gestattet eine zusätzliche Steigerung der Bearbeitungsproduktivität und eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Plasmaausnutzung.

In der in Fig. 2 gezeigten Modifikation der Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung von Erzeugnissen ist die Anode als Wolframstift 28 ausgeführt, dessen Anordnungsbaugruppe zur Anordnungsbaugruppe der Stiftkatode 9 (s. Fig. 1) analog ist. Die Elemente in Fig. 2 sind zu den entsprechenden Elementen von Fig. 1 analog und tragen die gleichen BezugEzeichen.

Zum Betrieb wird in die Kammern 25 der Baugruppen aus Anode 1 und Katode 2 das Arbeitsgas zugeleitet- und die Entladung zwischen der Anode 1 und der Katode 2 gezündet. Die Lichtbogenentladung wird in den Düsen 22 der Anode 1 und der Katode eingeschnürt. Die Temperatur wird dabei um das Anderthalbfache im Vergleich mit der Temperatur der Lichtbogenentladung bei der in Fig. 1 dargestellten Modifikation erhöht. Außerdem wird durch die entgegengerichtete Umblasung der Lichtbogenentladung bei dieser Modifikation der Wärmeausnutzungsgrad und der Wirkungsgrad der Anlage im Vergleich zu der Modifikation von Fig.1 verbessert.

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Infolge der gegeneinandergerichteten Umblasung der Lichtbogenentladung entsteht an der Stelle des Zusammentreffens der Gasströme ein Erweiterungsknoten 29 der Lichtbogenentladung, dessen Durchmesser den Durchmesser der Lichtbogenentladung um das 2-bis 2,5-fache überschreitet. Durch eine Änderung der Beziehung zwischen den Arbeitsgasdurchsätzen durch die Düsen 22 der Anode 1 und der Katode 2 kann die Lage des Knotens 29 längs der Achse 3 der Lichtbogenentladung geändert werden. Dabei kann eine solche Lage des Knotens 29 eingestellt werden, bei der er an einer der Kanten der zu bearbeitenden Oberfläche 6 zu liegen kommt. In diesem Fall wird ein Teil der Oberfläche 30, die an die zu bearbeitende Oberfläche 6 angrenzt, in einem Abstand von 6 bis 10 mm von der Kante des Ziegels 5 abgeschmolzen. Das kann sich vorteilhaft für die Bearbeitung einiger Erzeugnisse erweisen.

Die in Fig. 3 gezeigte Modifikation der Anodenbaugruppe enthält .die Anode 1. Die zu den entsprechenden Elementen in Fig. 1 analogen Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anode 1 ist in Form von zwei Kupferzyliridern 31 ausgeführt, welche parallel zueinander mit einem Spalt 32 angeordnet werden, der kleiner als der Kontaktfleck der Lichtbogenentladung an diesen Zylindern 31 ist. Dabei sind die Zylinder 31 so angebracht, daß die Anordnungsebene ihrer Achsen senkrecht zur Achse 3 der Lichtbogenentladung liegt. Die Zylinder 31 sind mit einem Drehantrieb 33 versehen, der ihre gegeneinander gerichtete Drehung gewährleistet, bei der die tangentiale Komponente der Umfangsgeschwindigkeit der Zylinder 31 im Spalt 32 zur Katode 2 gerichtet ist. Die Zylinder"· 31 sind gemeinsam mit dem Antrieb 33 auf dem Wagen 34 (Fig. 4) angeordnet, der die Möglichkeit einer Verstellung längs der Achsen der Zylinder 31 aufweist und mit dem Mechanismus 35 für die hin- und hergehende Bewegung des Wagens in vorgegebener Richtung verbunden ist.

Diese Ausführung der Anode 1 gewährleistet die Einhaltung der fixierten Lage der Achse 3 der Lichtbogenentladung. Außerdem wird die Lichtbogenentladung an die Oberfläche der umlaufenden Zylinder 31 aktiv angedrückt, wodurch die Beständigkeit der

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räumlichen Lage der Achse 3 der Lichtbogenentladung verbessert und die Pulsierung der Parameter der Lichtbogenentladung im Vergleich mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Modifikationen vermindert wird. Darüber hinaus wird durch die hin- und hergehende Bewegung der Zylinder 31 eine wirksame Verteilung der Wärme über die Oberfläche der Zylinder 31 gewährleistet und eine minimale und gleichmäßige Erosion über die ganze Oberfläche der Zylinder 31 erreicht.

Die in Fig. 5 dargestellte Anlage ist zur Bearbeitung von zylindrischen hohlen Erzeugnissen bestimmt.

Die zu den entsprechenden Elementen in Fig. 1 analogen Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dieser Anlage besteht die Vorschubeinrichtung aus zwei Karusselförderern 37» die symmetrisch in Bezug auf die Achse 3 der Lichtbogenentladung zwischen der Anode 1 und der Katode 2 angeorndet sind und in der zu dieser Achse 3 senkrechten Ebene umlaufen. Die Förderer 37 werden von einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Elektromotor über ein Getriebe 38 angetrieben. Auf den Förderern 37 sind gleichmäßig über den Umfang Mechanismen 39 montiert, die die Fixierung und Drehung der Erzeugnisse 5 um die Achse so gewährleisten, daß die Mantellinie 7 der zu bearbeitenden Oberfläche 6 sich parallel zur Achse 3 der Lichtbogenentladung erstreckt und sich die zu bearbeitende Oberfläche 6 in einem erforderlicher: Abstand von dieser Achse befindet.

Der Mechanismus 39 enthält einen unteren treibenden Kegel 40, der mit dem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Drehantrieb über eine Reibkupplung 41 und ein Getriebe 42 verbunden ist. Außerdem enthält der Mechanismus 39 einen oberen zentrierenden Kegel 43, der am Ende eines Hebels 44 angebracht ist, mit dem der mit dem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antrieb verbundene Exzenter 45 zusammenwirkt. Der Exzenter 45 dient zum Hochheben des Hebels 44 bei der Wegnahme von bearbeiteten und bei der Aufsetzung der zu bearbeitenden Erzeugnisse 5.

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Nach der Zündung der Lichtbogenentladung und der Einregelung in der beschriebenen Weise werden auf die Karussellförderer in den möglichst weit von der Achse 3 der Lichtbogenentladung entfernten Lagen die zu bearbeitenden zylindrischen Erzeugnisse 5 angeordnet, wobei sie auf den unteren Kegel 40 aufgesetzt und mit dem oberen zentrierenden Kegel 43 angedrückt werden. Danach wird der Drehantrieb der Karussellförderer 37 eingeschaltet und die Erzeugnisse 5 werden auf den minimalen Abstand von der Achse 3 der Lichtbogenentladung eingestellt,» Nach der Auswahl der erforderlichen Drehgeschwindigkeit der Erzeugnisse mit Hilfe der Reibkupplung 41 wird der Antrieb des Mechanismus 39 eingeschaltet. Die Oberfläche 6 wird im Laufe 1 Umdrehung des Erzeugnisses 5 bearbeitet. Gleichzeitig damit wird auf die Karussellförderer 37 ein neues Paar der der Oberflächenbearbeitung unterliegenden Erzeugnisse 5 aufgesetzt. Nach Abschluß der Bearbeitung eines Paares von Erzeugnissen 5 wird der Antrieb des Mechanismus 39 abgeschaltet und der Drehantrieb der Karussellförderer 37 eingeschaltet, wodurch sich das nächste Paar von Erzeugnissen 5 der Achse 3 der Lichtbogenentladung nähert.

Die in Fig. 6 dargestellte Anlage hat eine Vorschubeinrichtung 4 in Form eines Förderzweigs 44, der die Erzeugnisse 5 an einer Seite von der Achse 3 der Lichtbogenentladung verstellt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Achse 3 der Lichtbogenentladung ist der Schirm 45 angeordnet, dessen Kanäle 46 mit dem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Umlaufsystem der Kühlflüssigkeit in Verbindung stehen. Der Schirm 45 ist von den Elektroden des Plasmaerzeugers elektrisch isoliert und längs der Achse 3 der Lichtbogenentladung in einem Abstand von 0,2 bis 0,3 des Durchmessers der Lichtbogenentladung angeordnet. Beim Betrieb gewährleistet dieser Schirm 45 das Andrücken der Lichtbogenentladung an die zu bearbeitende Oberfläche 6 und ein mehrfaches Reflektieren der Strahlung der Lichtbogenentladung, wodurch eine vollständigere Wärmeausnutzung der Lichtbogenentladung bei der Bearbeitung der Oberfläche 6 eines von einer Seite in Bezug auf die Achse 3 der Lichtbogenentladung verstellten Erzeugnisses 5 ermöglicht wird. .

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Es sind andere Ausführungsvarianten der Vorschubeinrichtung möglich, die für flache Erzeugnisse z.B. in Form eines ¥agens mit einem Mechanismus zur hin- und hergehenden Bewegung mit "beschleunigtem Rückgang und für zylindrische Erzeugnisse z.B. in Form eines geradlinigen Förderers nzit einem Mechanismus zur Fixierung und Drehung der zu bearbeitenden Werkstücke ausgeführt vrerden können. Es ist auch eine solche Anordnung der Anode und Katcde des Plasmaerseugers möglich, bei der die Achse der Plasmabogenentladung in horizontaler Richtung verläuft. Es sind auch andere Ausführungsmodifikationen der Anoden- und Katodenbaugruppen und der Mechanismen der Vorschubeinrichtung möglich.

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Claims

PATcNTANWÄLI E SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜ3EL-HOPF HBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O dji 3 i» t) ^3 ü Ö -POSTADRESSE: POSTFACH 95O16O, D-BOOO MÜNCHEN 95 PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE Institut f iziki Akademii Nauk ' KARL LUDWIS SCHlFF _. _ , . ~rm DIPL1CHEM1DR-ALEXANDERv1FUNER BelorusskoQ SSR DIF,L. ING.PETE„ STREHL _,. ... ι -, . ·,-, _i_ ι ι .» · DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF Minskij nautschno-issledovatelskio o1Pl.1NG. Institut stroitelnych materialov dr· ing- telefon (oee) *ε ίο if* TELEX 5-2S66B ALlKO O TELEGRAMME AUPOMARCPAT MÜNCHEN BEA-19 394 27. Juni 1979 Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberflächen mit geradlinigen Mantellinien von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen PATENTANSPRÜCHE

1. Anlage zur Hochtemperaturbearbeitung der Oberflächen mit geradlinien Mantellinien von Erzeugnissen aus dielektrischen Werkstoffen, mit einer Anode und einex' ihr gegenüberliegenden Katode eines Plastnaerzeugers, zwischen denen sich in der Entladungsstrecke eine Lichtbogenentladung ausbildet, und mit einer Vorschubeinrichtung zum Einstellen der Erzeugnisse auf den erforderlichen Abstand von der Achse der Lichtbogenentladung, dadurch gekennzeichnet , daß die Katode (2) feststehend angeordnet ist, während die Anode (1) gemeinsam mit der feststehenden Katode (2) zur Einhaltung tiner fixier-

ten Lage der Achse (3) der Lichtbogenentladung in der Entladungsstrecke (H) eingestellt ist, die die Länge (L) der Mantellinie (7) der zu bearbeitenden Oberfläche überschreitet, wobei die Vorschubeinrichtung (ώ) so ausgebildet ist, daß die Verstellung der Erzeugnisse (5) in einer zur Achse (3) der Lichtbogenentladung senkrechten Ebene bei paralleler Lage der Mantellinie (7) der zu bearbeitenden Oberfläche (6) in Bezug auf die Achse (3) der Lichtbogenentladung erfolgt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (1) eine Stabform hat und gleichachsig zu der Katode (9) angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (1) hohl (8) ausgeführt ist, wobei ihr Hohlraum (10) mit der Absaugeinrichtung (11) in Verbindung steht.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Stirnfläche der hohlen Anode (8) ein ebener wassergekühlter Schirm (15) anschließt, der von der Anode (8) elektrisch isoliert ist und eine Mittelöffnung (17) besitzt, die genau so groß wie die Öffnung des Hohlraums der Anode (8) und zu dieser gleichachsig angeordnet ist.

5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (1) als Stiftanode (28) ausgeführt ist und mit einem Arbeitsgas in Richtung zur Katode umblasen wird.

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6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (1) in Form von zwei parallelen, gegeneinander gerichteten sich drehenden Z3?-lindern (31) ausgeführt ist, deren Achsen senkrecht zur Achse (3) der Lichtbogenentladung liegen und daß der Spalt (32) zwischen ihnen geringer als der Durchmesser des Kontaktflecks der Lichtbogenentladung auf der Anode (1) ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (31) auf einem beweglichen Lager (34) angeordnet sind, das eine Möglichkeit zur Verstellung längs der Achsen der Zylinder hat, und daß das Lager (34) mit dem Mechanismus (35) zur hin- und hergehenden Bewegung der Lager (34) in vorgegebener Richtung verbunden ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Yorschubeinrichtung (4) zwei Förderertrumms (26 oder 37) hat, die symmetrisch in bezug auf die Achse (3) der Lichtbogenentladung angeordnet sind.

9· Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorschubeinrichtung (4) auf einer Seite der Achse (3) der Lichtbogenentladung angeordnet ist, während auf der gegenüberliegenden Seite längs der Achse (3) der Lichtbogenentladung ein von der Anode (1) und der Katode (2) elektrisch isolierter wassergekühlter Schirm (45) angebracht ist.