DE672698C - Einrichtung zur oertlich begrenzten anodischen Oxydation - Google Patents

Description

• Einrichtung zur örtlich begrenzten anodischen Oxydation Die durch die anodische Oxydation von Metallen auf deren Oberflächen entstandenen Oxydschichten schützen das darunterliegende Metall nur dann auf die Dauer; wenn sie hinreichend dicht sind und es vollkommen überdecken. Es ist nun vor allem bei größeren Flächen und bei Gegenständen mit größerem Gewicht kaum zu vermeiden, daß die Oxydschicht an manchen Stellen während der verschiedenen Arbeitsgänge des Werkstückes oder später während des Gebrauchs verletzt wird. Häufig ist es auch notwendig, durch nachträgliche Bearbeitung eines oxydischen Stückes entstandene neue Flächen ebenfalls mit-einer Schutzschicht zu überziehen, z. B. die Nietköpfe beim Vernieten anodisch oxydierter oder gegebenenfalls auch nichtoxydierter Teile.
• Um nun diese Stellen ebenfalls gegen Angriffe schützen zu können, verwendete man bis jetzt hauptsächlich das sogenannte Spritzoxydierverfahren. Hierbei wird der Elektrolyt gegen die zu schützenden Stellen gespritzt und erzeugt dort unter der Wirkung des durch den Flüssigkeitsstrahl fließenden elektrischen Stromes eine Schutzschicht.
• Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen über eine begrenzte Fläche eines Werkstoffes eine Flüssigkeit geleitet wird, die von sich aus oder auch verstärkt durch die Wirkung eines elektrischen Stromes den Werkstoff angreift. Derartige Einrichtungen «erden zur Herstellung von Öffnungen, Aussparungen oder Vertiefungen in Metallgegenständen verwendet. Es werden auch schon zur Erzeugung elektrolytischer Metallniederschläge von Hand zu führende, nach Art eines Füllfederhalters mit dem Elektrolyten gefüllte Elektroden benutzt. Schließlich wurden auch schröpfkopfartig aufgebrachte Zellen zur Oxydation verwendet.
• Diese Verfahren und Einrichtungen weisen weitgehende Mängel auf, die ihre Verwendung sehr ungünstig beeinflussen. Ein besonderer Nachteil ist der bei Spritzverfahren naturgemäß hohe Material-, in diesem Falle Elektrolytverlust. Weiterhin erfordert die elektrolytische Spritzoxidierung hohe elektrische Spannungen und verhältnismäßig große Stromstärken, d. h. es wird mit hohen Stromdichten gearbeitet. Auch die sonstigen Einrichtungen, soweit sie überhaupt für eine örtlich begrenzte anodische Oxydierung geeignet sind, erwiesen sich für eine nachträgliche Behandlung einer bereits oxydierten Fläche an Stellen, von denen der Oxydüberzug z. B: durch Verletzung der Schicht entfernt wurde, oder auch zur Oxydierung neuer Flächen auf oxydierten Stücken als nicht verwendungsfähig. Bei den schröpfkopfartig aufgebrachten Oxydationszellen ist weder das erforderliche Festhaften noch die notwendige Abdichtung gewährleistet, da der für die Befestigung erforderliche Unterdruck -durch die Erwärmung bzw. durch entstehende Gase sehr schnell auf einen zu geringen Betrag herabsinkt. Zur einwandfreien Durchführung der elektrolytischen Oxydation sind diese Einrichtungen auch aus dem Grunde nicht geeignet, da jede merkliche Temperaturerhöhung sich nachteilig auswirkt und deshalb durch eine hinreichende Zirkulation und Abkühlung des Elektrolyten verhindert werden muß.
• Nach der erfindungsgemäßen Einrichtung werden diese Nachteile vermieden. Sie besteht darin, daß die anodisch zu behandelnde Fläche einen Teil der Innenoberfläche der Wandung des Elektrolyseurs bildet, daß eine als Kathode dienende leitende Fläche zur Erzielung einer gleichmäßigen Stromverteilung so angeordnet ist, daß sie bei dem Gebrauch der Einrichtung in geringem Abstand von und im wesentlichen parallel zu der zu behandelnden Fläche liegt und daß der Elektrolyseur so ausgebildet ist, daß durch eine Pumpe ein Elektrolytumlauf erzeugt wird. Demgemäß wird als Elektrolytgefäß ein mit einer Öffnung versehener Behälter verwendet. Der Behälter wird unter Zwischenfügen eines geeigneten Dichtungsringes, z. B. aus Gummi, Asbest o. dgl., mit dieser Öffnung so gegen den zu behandelnden Teil gepreßt, daß die zu ox-@Tdierende Fläche von der Öffnung überdeckt ist. Zweckmäßig wird dabei dem zu behandelnden Teil eine solche Lage gegeben; daß der Behälter mit seiner Öffnung nach abwärts oder auch seitwärts gerichtet ist.
• Die als Kathode dienende Fläche kann auch als undurchbrochene Platte ausgebildet sein; dann muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß durch entsprechenden Abstand ihrer Ränder von der Behälterwand ein ausreichender Elektrolytumlauf gesichert bleibt. Zweckmäßig wird sie jedoch mit einer Vielzahl von Dürchbrechungen versehen, z. B. in Form einer gelochten Platte oder eines Drahtnetzes, wobei dann diese Platte oder das Netz unmittelbar an der Behälterwand befestigt sein kann, vorausgesetzt, daß die Behälterwand aus Isoliermaterial besteht bzw.eine ausreichende Isolationsschicht zwischengefügt ist. .
• Eine gleichmäßige Oxydschicht läßt sich dadurch erzielen, daß der Elektrolyt in Umlauf gesetzt wird. Man kann die Pumpe unmittelbar `auf den Inhalt des Elektrolytbehälters einwirken lassen. Zweckmäßiger ist es jedoch; zur Erzielung einer gleichmäßigeren Elektrolytströmung innerhalb des zur Oxydation dienenden Behälters die Pumpe außerhalb anzuordnen und unter Umständen auch noch Zwischenbehälter vorzusehen, um Druck- und Strömungsschwankungen auszugleichen. .
• Die erfindungsgemäße Einrichtung hat gegenüber dem bisher üblichen Spritzverfahren den Vorteil, daß man mit einer kleinen Elektrolyt-' menge arbeiten kann, daß außerdem die Elektrolytverluste verschwindend gering sind und daß schließlich infolge der nahen Gegenüberstellung von Anode und Kathode niedrigere Spannungen und Stromdichten angewendet werden können und entsprechend an Energie gespart wird.
• In der Zeichnung ist eine schematische Anordnung als Beispiel einer Einrichtung zur örtlich begrenzten anodischen Oxydation dargestellt. Mit a ist der Elektrolytvorratsbehälter; der z. B. mit Schwefelsäure gefüllt ist, bezeichnet. Die Pumpe b saugt oder drückt durch die Leitung c den Elektrolyten in den Elektrolytbehälter d, von dem er durch die Leitung e in einen Zwischenbehälter f gelangt. Von da wird der Elektrolyt durch die Leitung g zur Pumpe b gesaugt, die ihn dann durch die Leitung 7a in das Gefäß a zurückbefördert. Auf der Unterseite des Behälters d dient eine mit Löchern i versehene Aluminiumplatte 7e als Elektrode. Die Stromanschlußleitung für die Aluminiumelektrode k ist mit i bezeichnet und verläuft in der Leitung c, aus der sie zwecks Anschlusses an die Stromquelle an einer Stelle herausgeführt ist. Die Elektrolytleitung c kann auch selbst als Strom- i leitung dienen, sofern sie aus geeignetem Werkstoff besteht. Soll nun .z. B. an einem Werkstück m, das eine Oxydationsschicht st trägt, die an einer Stelle ö verletzt ist; die Verletzung wieder mit einem Schutzüberzug überdeckt werden; so wird zweckmäßig unter Zwischenlage einer Dichtung P das betriebsfertige Gefäß d darüber gestellt, wobei erfindungsgemäß die zu behandelnde Fläche des Werkstückes die untere Begrenzung des Elektrölyseurgefäßes d bildet. Die Abdichtung der Flüssigkeit kann durch Aufpressen oder schon durch das Eigengewicht des Behälters d erreicht werden. Am Werkstück in wird gleichzeitig der andere Stromanschluß angebracht. Wird nun durch die Pumpe b der Elektrolyt in Bewegung gesetzt, so strömt dieser von dem Gefäß a durch die Leitung c nach d, durch die Bohrungen i der Elektrode 1z in den zwischen dieser und der zu behandelnden Fläche gebildeten Raum q, wo durch die Stromwirkung an der Stelle o die elektrolytische Oxydationsschicht wieder ausgebildet wird. Der Elektrolyt fließt aus diesem Raum in das Gefäß d und von da durch die Leitungen zwischen Gefäß und Pumpe wieder in das Ausgangsgefäß zurück, wo er gegebenenfalls ergänzt bzw. aufgefrischt werden kann.
• Die Einrichtung kann in allen Lagen des Werkstückes angebracht werden, so z. B. auch an senkrecht stehenden Flächen. Es ist auch möglich, durch das neue Gerät bei örtlich sehr ungünstig liegenden Stellen das bekannte Ver-, fahren der anodischen Oxydation, z. B. an Kanten oder bei sehr ungleichmäßiger Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes, anzuwenden. In diesen Fällen .kann die Dichtung p entsprechend, z. B. durch teilweises Absetzen, ausgebildet werden.

Claims (3)

1. PATENT ANSP[Zücjir: i. Einrichtung zur örtlich begrenzten anodischen Oxydation von Metallen, insbesondere Aluminium und Aluminiumlegierungen, wobei die anodisch zu behandelnde Fläche einen Teil der Innenfläche der Wandung des Elektrolyseurs bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Kathode dienende leitende Fläche, die zweckmäßig mit Durchbrechungen versehen bzw. als Lochplatte oder Drahtgitter ausgebildet ist, so angeordnet ist, daß sie bei dem Gebrauch der Einrichtung in geringem Abstand von und im wesentlichen parallel zu der zu behandelnden Fläche liegt und daß der Elektrolvseur so ausgebildet ist, daß durch eine Pumpe ein Elektrolytumlauf erzeugt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, zweckmäßig zwischen Elektrolyseur und Pumpe, Zwischenbehälter für die Kühlung und Regelung des Elektrolytstromes vorgesehen sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolvtstrom der zu behandelnden Fläche durch ein etwa in der Mitte des Kathodenbleches endendes Rohr zugeführt wird. .f. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpressung des Elektrolyseurs gegen das Werkstück Federn vorgesehen sind.