DE3221064C1

DE3221064C1 - Elektrode zum elektrochemischen Aufweiten von Bohrungen

Info

Publication number: DE3221064C1
Application number: DE19823221064
Authority: DE
Inventors: Walter 8070 Ingolstadt Kipfelsberger; Wendelin 8071 Lenting Seitz
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1986-05-07

Description

In nach oben bzw. nach unten überstehenden Ringwänden 28, 30 der Elektrode 2 sind Bohrungen 32, 34 eingebracht, in denen die Elektrode 2 in der zu bearbeitenden Bohrung führende, nicht dargestellte Abstandshalter einsetzbar sind.
Der Elektrolyt wird wie bereits erwähnt über die Gewindebohrung 13 zugeführt und strömt durch die Bohrungen 14 in den ringförmigen Sammelraum 16. Im Sammelraum 16 wird die Elektrolytströmung nochmals entwirbelt und tritt dann über den Schlitz 24 gleichmäßig über den Umfang der Mantelfläche 3 verteilt und in einer turbulenzfreien, schwallartigen Strömung in den zwischen der zu bearbeitenden Bohrung und der aktiven Mantelfläche 3 der Elektrode 2 gebildeten Arbeitsspalt aus.
Obwohl die Erfindung anhand einer zweiteiligen Elektrode mit einem über 360" umlaufenden Schlitz 24 beschrieben wurde, ist auch eine Ausführung mit mehreren, unterbrochenen Schlitzen 24 möglich. Beispielsweise könnten 3 Schlitze 24 über je Iloo der Mantelfläche 3 vorgesehen sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, beispielsweise durch die Verwendung einer dreiteiligen Elektrode, zwei übereinanderliegende Schlitze 24 vorzusehen. Dabei wäre als dritter Abschnitt der Elektrode ein Teil erforderlich, dessen obere Hälfte mit einem Hals 8 wie der Abschnitt 6 und dessen untere Hälfte becherförmig wie der Abschnitt 4 ausgebildet ist und welches zwischen die Abschnitte 4 und 6 eingefügt werden könnte.
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Claims

Patentansprüche: 1. Elektrode zum elektrochemischen Aufweiten von Bohrungen in metallischen Werkstücken, mit einer aktiven Mantelfläche, die mit in Umfangsrichtung angeordneten Ausströmöffnungen für einen von innerhalb der Elektrode zugeführten Elektrolyt versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen durch einen oder mehrere Schlitze (24) gebildet sind.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schlitze (24) von innerhalb der Elektrode (2) vorgesehenen, über die jeweilige Schlitzlänge angeordneten Sammelräumen (16) ausgehen.
3. Elektrode nach den vorhergehenden Ansprüchen, bestehend aus zumindest zwei quer zur Rotationsachse geteilten Abschnitten (4, 6), deren einander zugewandte Stirnwände(20, 22) den Schlitz (24) begrenzen.
4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der beiden Abschnitte (4, 6) einstellbar ist insbesondere durch eine Gewindeverbindung 10.
5. Elektrode nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Abschnitt (6) mit einem Hals (8) versehen ist, welcher in einen Hohlraum des anderen Abschnittes (4) hineinragt, wobei der Sammelraum (16) durch Umfangswände (8, 18) der beiden Abschnitte gebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zum elektrochemischen Aufweiten von Bohrungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Elektrode ist in der DE-Patentanmeldung P 3119847.3 dargestellt Der von innerhalb der Elektrode zugeführte Elektrolyt strömt über zahlreiche Bohrungen in den zwischen Werkstück und Elektrode gebildeten, ringförmigen Arbeitsspalt aus. Die Ausströmöffnungen der Bohrungen sind in einer Querebene über den Umfang der Mantelfläche der Elektrode ausgerichtet, so daß das Elektrolyt über den gesamten Umfang der Elektrode verteilt in den Arbeitsspalt austritt.

Wie sich jedoch gezeigt hat, tritt beim Ausströmen des Elektrolyten durch Verwirbelungen eine Störung des Stromlinienverlaufes auf, woraus ein ungleichmäßiger Materialabtrag auftritt, welcher sich zum Teil sogar durch sichtbare Markierungen darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es die gattungsgemäße Elektrode mit einfachen Mitteln hinsichtlich eines gleichmäßigeren und effizienteren Werkstoffabtrages zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst Überraschend wurde gefunden, daß durch umfangsseitig verlaufende Schlitze, vorzugsweise einen 360" um die Mantelfläche ausgebildeten Schlitz als Ausströmöffnung, ein nur wenig gestörter Stromlinienverlauf des ausströmenden Elektrolyten und dementsprechend ein weit gleichmäßigerer, effizienterer Werkstoffabtrag erzielt wird. Dabei erweist es sich als vorteilhaft daß durch die schlitzförmige Ausströmöffnung bei einer vorgegebenen Elektrolytflußmenge der Arbeitsspalt sehr gering gehalten werden kann.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 wird zusätzlich eine Beruhigung des innerhalb der Elektrode zugeführten Elektrolyten bewirkt, wodurch dessen turbulenzfreies Ausströmen über den Schlitz gefördert wird.

Ein einfacher Aufbau der Elektrode mit hinsichtlich der Herstellung des Schlitzes günstigen Voraussetzungen ist den Merkmalen des Patentanspruchs 3 entnehmbar. Der Schlitz wird durch die einander zugewandten Stirnwände der geteilten Elektrode gebildet und kann deshalb in jeder gewünschten Konfiguration, beispielsweise auch in einem düsenförmigen, zum Elektrodeninneren hin sich erweiternden Querschnitt ausgeführt sein.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 kann in einfacher Weise die Breite des Schlitzes verändert und damit die Elektrode auf unterschiedliche Elektrolytdurchflußmengen eingestellt werden. Eine fertigungstechnisch sehr einfache Herstellung des stromauf des Schlitzes liegenden Sammelraumes ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 verwirklichbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Elektrode im Querschnitt.

Die rotationssymmetrische Elektrode 2 mit einer aktiven Mantelfläche 3 zum elektrochemischen Aufweiten von Bohrungen setzt sich aus zwei Abschnitten 4 und 6 zusammen, welche quer zur Rotationsachse geteilt sind.

Der obere Abschnitt 4 ist becherförmig gestaltet. In den dadurch geschaffenen, einseitig offenen Hohlraum ragt ein Hals 8 des unteren Abschnittes
6. Die beiden Abschnitte 4,6 sind durch eine Gewindeverbindung bei 10 aneinander befestigt Innerhalb des Abschnittes 6 ist ein Hohlraum 12 vorgesehen, in den über eine Gewindebohrung 13 und ein nicht dargestelltes Anschlußteil die Stromzufuhr für den kathodischen Anschluß und die Elektrolytzufuhr erfolgt. Zusätzlich dient die Gewindebohrung 13 zur Befestigung der Elektrode 2 an der elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung.

Der Hohlraum 12 ist über Bohrungen 14 im Hals 8 mit einem ringförmigen Sammelraum 16 verbunden. Der Sammelraum 16 ist durch die verschiedene Durchmesser aufweisenden Umfangswände 18 bzw. 8 gebildet.

Am stufenförmigen Übergang zwischen dem durchmesserkleineren Hals 8 und dem übrigen Abschnitt 6 ergibt sich eine ringförmige Stirnwand 20, welcher eine Stirnwand 22 der Umfangswand 18 mit Abstand gegenüberliegt. Durch diesen axialen Abstand ist ein ununterbrochener Schlitz 24 geschaffen, welcher in den Sammelraum 16 mündet und eine schlitzförmige, sich über 360" der Mantelfläche 3 der Elektrode 2 erstreckende Ausströmöffnung für den Elektrolyten darstellt.

Der Schlitz 24 kann durch Verdrehen der beiden Abschnitte 4, 6 gegeneinander in seiner Breite verstellt werden. Dabei kann entweder eine selbsthemmende Gewindeverbindung bei 10 oder eine zusätzliche Klemmschraube (nicht dargestellt) verwendet werden.

Zwischen der Stirnseite des Halses 8 und der Bodenwand des Abschnittes 4 ist eine elastische Ringdichtung 26 vorgesehen. Anstelle der Ringdichtung 26 können auch Distanzscheiben zur Bestimmung der Breite des Schlitzes 24 eingesetzt sein.