DE3327220C1 - Elektrolytische Feinbohrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrolytische Feinbohrvorrichtung zur Herstellung von Bohrungen, deren Achsen in spitzen Winkeln gegen die Werkstückoberfläche geneigt sind, mittels einer oder mehrerer Röhrchenelektroden, durch die ein Elektrolytstrom auf das Werkstück gerichtet ist

Das Prinzip des elektrolytischen Feinbohrens ist z. B. aus der DE-OS 21 35 207 bekannt. Es zeigt sich jedoch, daß bei Bohrungen, deren Achsen geringe Neigungen gegen die Werkstückoberfläche aufweisen, d. h. also, die nicht wie üblicherweise rechtwinkelig zur Werkstückoberfläche stehen oder nicht wenigstens Winkel von 50° und mehr gegen die Werkstückoberfläche einschließen, die bekannten elektrolytischen Feinbohrverfahren nicht anwendbar sind, da es im Bereich der stumpfen Vorderkante solcher Bohrungen zu unkontrollierten Werkstückabtragungen kommt mit der Folge einer unzulässigen Durchmesservergrößerung dieser Bohrungen im Bereich der Werkstückoberfläche.

Aus der DE-PS 25 38 652 ist eine elektrolytische Feinbohrvorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt bei der beim Bohrvorgang ein Führungskörper auf der Werkstückoberfläche aufsitzt und einen die Bearbeitungsstelle einschließenden konischen Winkelraum bildet. Dieser Winkelraum soll eine geordnete Rückströmung des Elektrolyten bewirken und so unzulässige Auswaschungen des Bohrungsrandes der Werkstückoberfläche vermeiden. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser vorbekannten Bohrvorrichtung zwar eine Verbesserung des Bohrungsrandes erreichbar ist, daß jedoch hierzu eine sehr genaue Einstellung des Führungskörpers erforderlich ist, die, zumindest bei der Serienherstellung, nicht immer gewährleistet ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Feinbohrvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einfach handhabbar und somit besonders für die Serienbearbeitung geeignet ist die nur geringen Herstellaufwand erfordert und die unabhängig von der Neigung der Bohrungsachse zur Werk-Stückoberfläche die Entstehung von unerwünschten Auswaschungen am Bohrungsrand vermeidet

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß während des Bohrvorgangs ein der Oberflächenkontur des Bauteils angepaßter Abdeckkörper die Stel-Ie der einzubringenden Bohrung überdeckend auf das Bauteil aufgespannt ist, wobei der Abdeckkörper eine zur Werkzeugachse etwa senkrecht gerichtete Anbohrfläche aufweist Bei Verwendung dieser Vorrichtung wird also zunächst der Abdeckkörper durchbohrt bevor der Elektrolytstrahl die Bauteiloberfläche trifft. Die Bohrung des Abdeckkörpers bildet insoweit eine Zwangsführung der Elektroden, und es folgt darüber hinaus eine ausschließlich koaxiale Rückströmung des Elektrolyten. Dadurch kann ein übergangsloses auswaschungsfreies, schräges Anbohren des Bauteils gewährleistet werden. Das Aufspannen des Abdeckkörpers auf die Bauteiloberfläche ist einfach und schnell zu bewerkstelligen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Abdeckkörper an der Stelle der vorgesehenen Durchbohrung ein auswechselbares Metallplättchen auf. Dieses Metallplättchen braucht nur so groß zu sein, daß gerade eine Durchbohrung mit dem vorgesehenen Durchmesser und der notwendigen Bohrungslänge möglich ist Ansonsten ist das Metallplättchen als billiges Wegwerfteil ausgebildet, vorzugsweise aus einem Blech ausgestanzt. Als Material für das Metallplättchen bzw. für den Abdeckkörper im Bereich der Anbohrfläche kommt ein säurebeständiger Stahl in Betracht, vorzugsweise X 10 CrNiTi 189.

Gemäß, einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Abdeckkörper mit Ausnahme der Stelle der vorgesehenen Durchbohrung aus elastischem Kunststoff, vorzugsweise Epoxidharz. Bei dieser Materialwahl kann der Abdeckkörper leicht von der Bauteiloberfläche abgeformt werden, so daß eine genaue Anpassung des Abdeckkörpers an die Oberflächenkontur des Bauteils problemlos erreichbar ist und somit der Abdeckkörper spaltfrei auf das Bauteil aufgespannt werden kann.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feinbohrvorrichtung näher erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Feinbohrvorrichtung im Querschnitt schematisch,

F i g. 2 eine Gegenüberstellung zweier photographischer Ansichten von elektrolytisch gebohrten Werkstücken, oben ohne Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und unten mit Verwendung einer Vorrichtung gemäß F i g. 1.

Das in der Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellte Werkstück 1 ist eine Turbinenschaufel, von der nur der hintere Abschnitt mit einer scharfen Hinterkante gezeigt ist, wobei sich die Hinterkante aufgrund starker Vergrößerung als abgerundete Kante darstellt. Die Turbinenschaufel weist eine konkave Werkstückoberfläche 2 auf, in die etwa in Richtung der Schaufellängsachse eine Bohrung 3 nach dem elektrolytischen Feinbohrverfahren eingebracht werden soll. Die Neigung oc der Bohrung 3 gegen die Werkstückoberfläche 2 soll etwa 10° betragen. Mittels einer Spannvorrichtung, von der nur krafteinleitende Widerlager 11, 12 schematisch dargestellt sind, ist ein Abdeckkörper 5 auf die konkave

Werkstückoberfläche aufgespannt. Der Abdeckkörper 5 besteht aus Kunstharz und umfaßt ein auswechselbares Metallplättchen 7, welches an der Stelle der die Werkstückoberfläche 2 einzubringenden Bohrung 3 angeordnet ist. Die Kontaktfläche 6 des Abdeckkörpers 5 mit der Werkstückoberfläche 2 ist letzterer genau angepaßt, was vorzugsweise dadurch erfolgt ist, daß der Abdeckkörper 5 einschließlich eines eingelegten Metallplättchens 7 von der Werkstückoberfläche 2 abgeformt wurde. Die Stirnfläche 8 des Metallplättchen 7 liegt etwa senkrecht zur Längsachse der herzustellenden Bohrung 3 bzw. senkrecht zur Längsachse der Röhrchenelektrode 4. Die Röhrchenelektrode 4 ist so positioniert, daß zur Herstellung der Bohrung 3 zunächst das Metallplättchen 7 durchbohrt werden muß und somit die Röhrchenelektrode 4 sich vor Erreichen der Werkstückoberfläche 2 in einer durch das Metallplättchen 7 hindurchführenden Bohrung befindet.

Der Abdeckkörper 5 kann, wie in F i g. 1 dargestellt, ganz aus Kunststoff bestehen, er kann jedoch auch durch Metallteile verstärkt sein.

Obwohl die Vorrichtung im Zusammenhang mit der Herstellung von nur einer einzigen Bohrung 3 beschrieben wurde, weist die Turbinenschaufel eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Bohrungen auf, die gleichzeitig gebohrt werden, weshalb der Abdeckkörper 5 und das Metallplättchen 7 senkrecht zur Zeichenebene die notwendige Tiefe zur Überdeckung aller Bohrstellen aufweisen.

Die Vielzahl der nebeneinanderliegenden Bohrungen ergibt sich aus den photographischen Aufnahmen gemäß F i g. 2. Es handelt sich dabei um die in F i g. 1 im Querschnitt gezeigte Turbinenschaufel, wobei wiederum lediglich der Bereich der Schaufelhinterkante dargestellt ist. Das obere Bild zeigt, in welchem Maß die Bohrungsränder unkontrollierte Auswaschungen aufweisen, wenn ohne Hilfsmittel elektrolytisch feingebohrt wird. Demgegenüber ist auf dem unteren Bild sehr klar zu erkennen, daß die Bohrungen mit der Werkstückoberfläche scharfe Eintrittskanten bilden, d. h. daß keinerlei unkontrollierter Werkstoffabtrag erfolgt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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- Leerseite -

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrolytische Feinbohrvorrichtung zur Herstellung von Bohrungen, deren Achsen in spitzen Winkeln gegen die Werkstückoberfläche geneigt sind, mittels einer oder mehrerer Röhrchenelektroden, durch die ein Elektrolytstrom auf das Werkstück gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bohrvorgangs ein der Oberflächenkontur des Bauteils (2) angepaßter Abdeckkörper (5) die Stelle der einzubringenden Bohrung überdeckend auf das Bauteil aufgespannt ist, wobei der Abdeckkörper (5) eine zur Werkzeugachse (3) etwa senkrecht gerichtete Anbohrfläche (8) aufweist.

2. Feinbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (5) an der Stelle der vorgesehenen Durchbohrung ein auswechselbares Metallplättchen (7) aufweist.

3. Feinbohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper im Bereich der Anbohrfläche bzw. das Metallplättchen (7) aus säurebeständigem Stahl, vorzugsweise aus X 10 CrNiTi 189 besteht

4. Feinbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (5) aus elastischem Kunststoff, vorzugsweise Epoxidharz, besteht.