DE69606154T2

DE69606154T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vorbehandlung von Oberflächen

Info

Publication number: DE69606154T2
Application number: DE69606154T
Authority: DE
Inventors: Michael Joseph Habel; Larry Allen Peterson
Original assignee: Ford Werke GmbH; Ford France SA; Ford Motor Co Ltd; Ford Motor Co
Current assignee: Ford Werke GmbH; Ford France SA; Ford Motor Co Ltd
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: US5818006A; EP0778104B1; CA2186667A1; EP0778104A1; DE69606154D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Techniken zur Vorbehandlung von Oberflächen, insbesondere auf thermisches Spritzbeschichten einer Oberfläche, und noch weiter im einzelnen auf ein Gerät und ein Verfahren zur Vorbereitung einer elektrisch leitenden Oberfläche zur Aufnahme einer thermisch aufgespritzten Beschichtung unter Einsatz von Funkenerosionsbearbeitungstechnik.
Thermische Aufspritztechniken kommen in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz und sind besonders attraktiv in der Kraftfahrzeugindustrie, wo Gewichtsreduzierung zur Erzielung höherer Kraftstoffausbeute wünschenswert ist. So ist z. B. vorgeschlagen worden, eine thermisch aufgespritzte Beschichtung aus einem Material auf Eisengrundlage als Ersatz für die Gußeisen-Laufbüchsen zu verwenden, die üblicherweise in Zylinderbohrungen verschiedener Typen von Aluminium-Motorblöcken eingesetzt werden. Eine solche thermische Aufspritzbeschichtung kann die an der Oberfläche von Alu minium-Zylinderbohrungen erforderlichen Verschleißeigenschaften bieten und dabei gleichzeitig das mit einer Gußeisen-Laufbüchse verbundene Gewicht vermeiden. Um eine optimale Haftung der thermisch aufgespritzten Beschichtung zu erzielen, muß die Aluminium- Bohrungsoberfläche vor der Beschichtung sorgfältig vorbehandelt bzw. aufgerauht werden. Sandstrahlen ist eine bekannte Technik, die zur Vorbehandlung der Aluminium-Bohrungsoberfläche eingesetzt werden kann. Sandstrahlen erfordert jedoch in aller Regel eine gründliche Reinigung der gestrahlten Aluminium-Oberfläche, gefolgt von dem Auftrag einer Binder-Zwischenschicht, bevor die thermisch aufgespritzte Beschichtung auf Eisengrundlage aufgetragen wird. Abgesehen von den zusätzlichen Kosten für die Ausführung dieser Zwischenschritte ist es äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich, allen Sand von der gestrahlten Oberfläche zu entfernen, und die Haftschichten enthalten typischerweise umweltfeindliche Stoffe.
Die mit dem Sandstrahlen verbundenen Probleme können vermieden werden, wenn man eine Hochdruck-Wasserstrahl-Technik zur Vorbehandlung einer Oberfläche fürs thermische Aufspritzbeschichten einsetzt. Derartige Wasserstrahlverfahren sind jedoch relativ kostspielig und schwer zu betreiben und zu halten. Das Wasserstrahlverfahren ist im typischen Falle so laut, daß es in einem geschlossenen und akustisch abgeschirmten Bereich ausgeführt werden muß. Zusätzlich verbraucht der Prozeß sehr viel Energie, um die großen Mengen hochreinen Wassers zu komprimieren. Des weiteren ist beim Wasserstrahlen der Grad, bis zu welchem die Oberfläche vorbehandelt bzw. aufgerauht wird, relativ schwer zu steuern und hängt mehr von dem Zustand des die abgespritzte Oberfläche bildenden Werkstoffes ab.
In der DE-B 12 93 515 ist nun vorgeschlagen worden, die Haftung von aufgesprühten Metallbeschichtungen auf Metallsubstraten dadurch zu erhöhen, daß die Substratoberfläche durch Funkenerosion mit einer Elektrode mit kleinem Durchmesser aufgerauht wird. Zur Vermeidung von Ablagerungen auf der aufgerauhten Oberfläche, die dann z. B. durch Sandstrahlen entfernt werden müßten, wird vorgeschlagen, die Funkenerosion unter einem Schutzgasmantel durchzu führen.
Es besteht jedoch weiterhin ein Bedarf an einer relativ billigen Einrichtung und einem billigen Verfahren, welche eine genaue Steuerung der Vorbehandlung einer elektrisch leitenden Oberfläche erlauben, so daß die Haftung einer thermisch aufgespritzten Beschichtung darauf optimiert wird, insbesondere wenn die vorbehandelte Oberfläche eine gerundete Innen- oder Außenfläche ist. Ein weiterer Bedarf besteht an einer solchen Vorrichtung und einem solchen Verfahren, mit welcher/welchem eine elektrisch leitende Oberfläche vorbehandelt werden kann, die keines separaten Reinigungsvorganges bedürfen, um die Oberfläche relativ frei von Verunreinigungen wie z. B. Strahlsand zu machen, und welche/welches eine optimale Haftung für eine thermisch aufgespritzte Beschichtung bieten, ohne dazu eine Haft-Zwischenschicht zu fordern.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Vorrichtung und ein Verfahren wie jeweils in den Patentansprüchen 1 und 7 offenbart, bei welchen Vorrichtungen und Techniken der elektrischen Entladungsbearbeitung (electrical discharge machining - EDM) zum Einsatz kommen, um eine elektrisch leitende Oberfläche für eine thermische Aufspritzbeschichtung vorzubereiten. Es kann auch von Vorteil sein, die Grundsätze der vorliegenden Erfindung zur Vorbehandlung einer Oberfläche für einen anderen Zweck als thermisches Aufspritzen einzusetzen.
Eine Vorrichtung zur Bearbeitung von gerundeten Oberflächen, z. B. von Bohrungen und Wellen, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dargelegten Merkmalen ist in der DE-B 1 045 574 offenbart. Eine andere, in mancher Hinsicht ähnliche Vorrichtung, insbesondere für die Funkenerosionsbearbeitung der Innenseiten von Bohrungen, ist in der DE-C 44 21 246 offenbart. Beide Geräteformen beinhalten eine axial bewegliche Welle mit einem konischen Vorderende, das direkt oder indirekt mit den Elektroden in Eingriff steht, so daß die Axialbewegung der Welle eine Radialverschiebung der Elektroden bewirkt, um so den Spalt zwischen der Bearbeitungsoberfläche der Elektroden und der Werkstückoberfläche einstellen zu können; weder in dem einen noch in dem anderen Falle ist jedoch Vorsorge dafür getroffen, zu gewährleisten, daß die Arbeitsfläche der Elektroden zur bearbeiteten Oberfläche ausgerichtet bleibt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet mehrere Elektroden jeweils mit einer eine Ebene bildenden Arbeitsfläche. Die Elektroden sind am vorderen Ende einer Welle oder Zugstange angebracht und sind Teil einer Elektrodeneinheit bzw. eines Elektrodenwerkzeuges. Die Welle ist mittels eines Wellen-Betätigungsmechanismus axial verfahrbar, und es ist wünschenswert, daß der Wellen-Betätigungsmechanismus die Welle auch um ihre mittige Längsachse in Drehung versetzt.
Jede Elektrode ist durch einen Spalt-Einstellmechanismus in Reaktion auf die von dem Wellen-Betätigungsmechanismus bewirkte axiale Verschiebung der Welle bewegbar. Die Bewegung jeder Elektrode, die durch die axiale Verschiebung der Welle hervorgerufen wird, erfolgt in einer von der axialen Bewegung der Welle unterschiedlichen Richtung. Jede Elektrode wird von dem Spalt-Einstellmechanismus in einer zur Ebene ihrer jeweiligen Arbeitsfläche im wesentlichen senkrechten Richtung bewegt, so daß ein Spannungs- oder Funkenüberschlagsspalt zwischen ihrer Arbeitsfläche und der zu behandelnden elektrisch leitenden Fläche gebildet wird. Der Spalt-Einstellmechanismus bewegt alle Elektroden gleichzeitig, um so einen einheitlichen Funkenüberschlagsspalt zwischen jeder Elektroden-Arbeitsfläche und ihrer entsprechenden elektrisch leitenden Oberfläche zu bilden, und dies zur im wesentlichen gleichen Zeit. Außerdem ist es wünschenswert, daß der Spalt-Einstellmechanismus jede Elektrode (d. h. jede Arbeitsfläche) um einen Bruchteil der Strecke bewegt, um die die Welle axial von dem Wellen-Betätigungsmechanismus bewegt wird.
Die die vorliegende Erfindung verkörpernde Vorrichtung beinhaltet auch eine Versorgung mit Dielektrikum, das in den Funkenüberschlagsspalt zwischen der Arbeitsfläche jeder Elektrode und ihrer jeweiligen elektrisch leitenden Gegen-Oberfläche einleitbar ist. Das gelieferte Dielektrikum kann jede Art eines geeigneten nichtleitenden Mediums beinhalten, das üblicherweise bei der Funkenerosionsbearbeitung verwendet wird. Es ist allerdings vorzu ziehen, ein Dielektrikum auf Wasserbasis zu verwenden, um so den Reinigungsaufwand zu verringern, wenn nicht gar ganz auszuschalten, der erforderlich ist, bevor die thermische Spritzbeschichtung aufgetragen wird. Ein elektrischer Entladungskreis wird eingesetzt, einen elektrischen Strom durch das Dielektrikum in den Spalt einzuleiten, um eine Spalt-Überschlagsspannung zwischen den Elektroden- Arbeitsflächen und der diesen entsprechenden elektrisch leitenden Oberfläche zu erzeugen. Der Wellen-Betätigungsmechanismus wird über ein in Rückkopplung bzw. in geschlossener Regelschleife arbeitendes Steuersystem für die Spalt-Überschlagsspannung gesteuert, und zwar in Reaktion auf Änderungen in der Überschlagsspannung. Das Steuersystem weist einen Sensor zur Erfassung der Spalt-Überschlagsspannung auf.
In dem älteren Vorschlag, EDM-Vorrichtungen und -Verfahren zur Vorbehandlung einer elektrisch leitenden Oberfläche zur Vorbereitung für thermisches Aufspritzbeschichten zu verwenden, wird der Oberflächenvorbehandlungsprozeß nicht unter Einsatz eines Regelsystems für die Überschlagsspannung gesteuert, wie es bei herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitungsgängen verwendet wird. Das heißt, bis jetzt wurde das normalerweise zur Regelung eines Bearbeitungsspaltes bei einem herkömmlichen Funkenerosionsbearbeitungsvorgang verwendete System nicht zur Steuerung der Bewegung einer Elektrode während eines Oberflächen-Vorbehandlungsprozesses eingesetzt, besonders dann, wenn die Elektrode in einer Richtung bewegt wird, die von derjenigen der die Elektrode tragenden Welle unterschiedlich ist. Da jede Elektrode in Reaktion auf eine Verschiebebewegung der Welle verstellbar ist, kann das Steuersystem den optimalen Funkenüberschlagsspalt zwischen jeder Elektroden-Arbeitsfläche und der zu bearbeitenden Oberfläche einhalten, selbst dann, wenn sich die Elektrode im Laufe der Benutzung abnutzt.
Während des Oberflächen-Vorbehandlungsprozesses sind geringfügige Schwankungen der effektiven Überschlagsspannung gegenüber einer vorbestimmten Überschlagsspannung wahrscheinlich. Typische Steuersysteme der EDM-Überschlagsspannung können darauf überempfindlich reagieren, indem sie dann bewirken, daß der Spalt-Ein stellmechanismus jede Elektrode auf den gewünschten Überschlagsspalt zurückbewegt. Dadurch, daß der Spalt-Einstellmechanismus so ausgelegt wird, daß er jede Elektrode nur um einen Bruchteil des von der Welle durchlaufenen Verstellweges bewegt, wird jede größere Änderung in der effektiven Überschlagsspannung gegenüber der vorgegebenen Überschlagsspannung, die durch eine Überreaktion des Regelsystems für die Überschlagsspannung zustande kommen kann, minimiert, und merkliche Unterbrechungen im Gesamt-Oberflächen-Vorbehandlungsprozeß werden verringert.
Mit einem solchen Spalt-Einstellmechanismus kann daher eine elektrisch leitende Oberfläche wirksam vorbereitet werden, und der Vorbehandlungsprozeß kann mit großer Genauigkeit und Präzision gesteuert werden, und das bei Einsatz einfacherer und billigerer Wellen-Betätigungsmechanismen und Spalt-Regelsysteme. Zusätzlich kann durch den Einsatz eines Spalt-Einstellmechanismus jede Elektroden-Arbeitsfläche mit relativ weichen Übergängen auf die entsprechende zu bearbeitende Oberfläche zu und von ihr weg bewegt werden.
Es ist wünschenswert, den gleichen Überschlagsspalt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und der gesamten Arbeitsfläche jeder Elektrode einzuhalten, so daß die elektrisch leitende Oberfläche gleichförmiger vorbereitet wird. Um einen solchen gleichmäßigen Abstand zwischen jeder Elektroden-Arbeitsfläche und der entsprechenden zu behandelnden Oberfläche zu gewährleisten, beinhaltet die vorliegende Vorrichtung einen Ausrichtmechanismus, der jede Arbeitsfläche in einer im wesentlichen parallelen Relation zu der elektrisch leitenden Oberfläche hält.
Einige Werkstücke haben mehrere Oberflächen, die vorbehandelt werden müssen. Ein einziger Motorblock kann z. B. 4, 6, 8 oder mehr Zylinderbohrungen aufweisen. Bei einem solchen Werkstück kann für jede Oberfläche ein Gerät verwendet werden. Bei Motorblöcken kann aber die relative Lage der Zylinderbohrungen in demselben Block innerhalb zulässiger Toleranzen von einem Block zum andern schwanken. Zwar beeinträchtigten diese Schwankungen nicht die Leistung des Motorblocks, es kann dadurch aber schwierig werden, zwei oder mehr Zylinderbohrungen gleichzeitig zu bearbeiten, ohne jede Vorrichtung für jeden Block erneut zu verfahren und einzustellen. Um die gleichzeitige Vorbehandlung dieser variablen mehreren Oberflächen in einem solchen Werkstück zu erleichtern, ist es nun wünschenswert, eine oder mehrere Elektroden je Vorrichtung unter Einsatz eines flexiblen Kupplungsmechanismus zu montieren, der eine Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Welle, jedoch nicht in dieser Längsrichtung derselben ermöglicht. Auf diese Weise können alle Elektroden auf jeder Vorrichtung zusammen verschoben werden, so daß sie mögliche Ausrichtungsfehler ausgleichen, anstatt daß die Vorrichtung für jedes Werkstück verschoben und neu eingestellt werden muß.
Es ist wünschenswert, daß die Vorrichtung wenigstens eine Speiseleitung für Dielektrikum aufweist, die ein dielektrisches Medium von einer Dielektrikumversorgung her in den Funkenspalt einleitet. Ein Beispiel einer solchen Speiseleitung für Dielektrikum ist eine durch wenigstens eine Elektrode geführte Bohrung mit einem Dielektrikum-Austritt mit einer oder mehr Öffnungen, die mit dem Funkenspalt kommunizieren. Die vorliegende Vorrichtung kann jedoch vorteilhaft auch ungeachtet dessen eingesetzt werden, ob das die zu bearbeitende Oberfläche enthaltende Werkstück in ein dielektrisches Bad eingetaucht ist, unter Einsatz herkömmlicher Tauchverfahren, oder ob das Dielektrikum, wie hierin noch weiter im einzelnen offenbart werden soll, so eingeleitet wird, daß es den Funkenspalt füllt und durchspült.
Zur Vorbehandlung kreisförmiger Oberflächen beinhaltet die vorliegende Vorrichtung einen Wellen-Betätigungsmechanismus, der die Welle auch in Drehung um eine Drehachse versetzen kann. Ein solcher Wellen-Betätigungsmechanismus kann dazu eingesetzt werden, eine nach innen gerundete Oberfläche zu bearbeiten, wie z. B. den Innendurchmesser einer kreisförmigen Bohrung, oder eine nach außen gerundete Oberfläche, wie z. B. den Außendurchmesser einer Welle oder Röhre mit kreisförmigem Querschnitt. Wird eine innenrunde Oberfläche vorbehandelt, ist die Arbeitsfläche jeder Elektrode von der Drehachse der Welle nach außen gekehrt. Wird eine außenrunde Oberfläche vorbehandelt, dann ist die Arbeitsfläche jeder Elektrode nach innen zur Drehachse der Welle gerichtet. In beiden Fällen sind die Elektroden in einem Kreis in der Elektrodeneinheit angeordnet.
Die Vorrichtung kann jeweils paarweise gegenüberliegende elektrisch leitende Oberflächen beinhalten, die eng beieinander liegen und sich während der Behandlung der elektrisch leitenden Oberfläche relativ zueinander bewegen. Ein Beispiel für ein solches Paar gegenüberliegender elektrisch leitender Flächen können die Kugeln und Lagerringe einer metallenen Kugellagereinheit sein. Zur Vermeidung oder zumindest deutlichen Einschränkung der elektrischen Erosion einer der beiden Oberflächen in jedem derartigen Paar einander gegenüberliegender elektrisch leitender Oberflächen ist es vorzuziehen, wenn die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß soviele solcher Oberflächenpaare elektrisch isoliert sind, wie der von der elektrischen Entladungsschaltung gelieferte elektrische Strom erlaubt.
Eine Ausführungsform einer Elektrodeneinheit oder Werkzeugelektrode, die in Verbindung mit dem oben beschriebenen Gerät eingesetzt werden kann, oder mit jeder anderen geeigneten elektrischen Entladungsmaschine mit einer axial verschiebbaren Welle, beinhaltet die oben beschriebene eine oder mehrere Elektrode(n) und die Spalt- Einstellvorrichtung. Die Spalt-Einstellvorrichtung ist auf der axial beweglichen Welle montierbar. Ein Beispiel eines Spalt-Einstellmechanismus beinhaltet wenigstens eine erste Keilfläche, welche in einem Winkel zur Welle angeordnet ist, wenn die Elektrode darauf montiert ist. Jede erste Keilfläche steht in gleitendem Eingriff mit einer entsprechenden zweiten Keilfläche, die an jeder der Elektroden ausgebildet ist, so daß eine axiale Bewegung der Welle bewirkt, daß eine der Keilflächen auf der anderen gleitet. Diese Relativ-Gleitbewegung zwischen der ersten und der zweiten Keilfläche bewirkt, daß sich die Elektroden in einer der Axialbewegung der Welle gegenüber anderen Richtung bewegen.
Zur Erleichterung der Wartung ist es wünschenswert, daß jede Elektrode eine(n) Elektrodenadapter bzw. -Aufnahme aufweist, der (die) einen austauschbaren Elektrodeneinsatz trägt, wobei die Arbeitsfläche der Elektrode an dem Elektrodeneinsatz ausgebildet ist. Auf diese Weise können verschlissene Elektroden ersetzt werden, ohne daß deshalb Zeit oder Geld aufgewendet werden muß, die gesamte Elektrode zu ersetzen, indem nur der Elektrodeneinsatz ausgewechselt wird.
Bei einer solchen Elektrodeneinheit kann es wünschenswert sein, daß wenigstens eine Zufuhrleitung für dielektrisches Medium durch jede Elektrode geformt ist, wobei ein Dielektrikum-Austritt aus einer oder mehr Austrittsöffnungen in jede Elektroden-Arbeitsfläche eingeformt ist. Auf diese Weise kann dielektrisches Medium durch die Zufuhrleitung für Dielektrikum direkt der Arbeitsfläche jeder Elektrode zugeführt werden.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Verfahren zur Vorbehandlung im Hinblick auf das Metall-Spritzbeschichten einer vorhandenen elektrisch leitenden inneren oder äußeren Oberfläche mit kreisförmigem Querschnitt verwendet wird, dann beinhaltet das Verfahren die axiale Verschiebung der Welle und damit die Verschiebung jeder Elektrode in Reaktion auf die axiale Verschiebung der Welle in einer Richtung, die von der Axialbewegung der Welle verschieden ist, so daß ein Funkenspalt zwischen der Arbeitsfläche und deren entsprechender elektrisch leitender Fläche gebildet wird. Das vorliegende Verfahren beinhaltet außerdem die Einführung eines dielektrischen Mediums in den Funkenspalt und die Einleitung eines elektrischen Stromes durch das dielektrische Medium, so daß dadurch eine Überschlagsspannung in dem Spalt erzeugt wird. Die Bewegungen jeder Elektrode und damit ihrer zugehörigen Funkenüberschlagsspalte werden durch die entsprechende Steuerung der axialen Bewegung der Welle in Reaktion auf Änderungen der Spalt-Überschlagsspannung gesteuert.
Bei dem Schritt der Einleitung von dielektrischem Medium in den Funkenspalt ist es wünschenswert, daß er das Spülen des Funkenspaltes mit dielektrischem Medium beinhaltet.
Wenn es auch noch weitere anschließende Vorgänge mit enthalten kann, so kann das vorliegende Verfahren den Schritt der thermischen Spritzbeschichtung der elektrisch leitenden Oberfläche beinhalten.
Die Erfindung wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1A: eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Vorbehandlung einer elektrisch leitenden Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B: eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer auf die Welle der Vorrichtung nach Fig. 1A montierten Elektrodeneinheit entlang der Schnittlinie 1;
Fig. 2A: eine teilgeschnittene Ansicht einer Vorrichtung aus Fig. 1A entlang der Linie 2A-2A;
Fig. 2B: eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Elektrodeneinheit aus Figur iß entlang der Linie 2B-2B;
Fig. 3: eine Ansicht der Elektrodeneinheit aus Fig. 1B von unten;
Fig. 4: eine Endansicht der Vorrichtung aus Fig. 1A, worin die Elektrodeneinheit aus Fig. 1B auf der Welle derselben montiert ist;
Fig. 5: eine Schnittansicht der Elektrodeneinheit aus Fig. 1B entlang der Linie 5-5;
Fig. 6: eine Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 1A entlang der Linie 6-6;
Fig. 7: eine Schnittansicht des flexiblen Kupplungsmechanismus in der Vorrichtung aus Fig. 1A, entlang der Linie 7-7;
Fig. 8: eine Schnittansicht des flexiblen Kupplungsmechanismus nach Fig. 7, entlang der Linie 8-8; und
Fig. 9: eine Schnittansicht des flexiblen Kupplungsmechanismus aus Fig. 7, entlang der Linie 9-9.
Nimmt man Bezug auf die Fig. 1-4, so ist dort eine Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Vorbehandlung einer elektrisch leitenden Oberfläche gezeigt, wie z. B. einer Innenwand einer Zylinderbohrung für einen (nicht dargestellten) Motorblock, die mit einem thermischen Spritzauftrag versehen werden soll. Die Vorrichtung 10 beinhaltet eine Elektroden- bzw. Werkzeugeinheit 12, welche am vorderen Ende einer z. B. aus einem 360er Messingrundstab gefertigten Zugstange oder Welle 14 montiert ist. Die Elektrodeneinheit 12 beinhaltet drei zweiteilige Elektroden 16 und einen Spalt-Einstellmechanismus 18. Jede Elektrode 16 beinhaltet einen aus Messing hergestellten auswechselbaren Elektrodeneinsatz 20, der mit einem Elektrodenadapter bzw. -Aufnahme 22 verschraubt oder anderweitig lösbar verbunden ist. Der Spalt-Einstellmechanismus 18 beinhaltet ein keilförmiges Elektrodengehäuse bzw. einen Keil 24, der aus einem Werkstoff wie AMPCO-18 hergestellt sein kann und eine zentrale Längsöffnung 26 aufweist, die zur Aufnahme eines Abschnittes 28 mit kleinerem Durchmesser der Welle 14 ausgelegt ist. Der Keil 24 weist drei Schwalbenschwanznuten 30 auf, die über seine Länge ausgebildet sind und von seinem hinteren Ende aus zu seinem vorderen Ende radial nach außen geneigt sind. Wird hier Bezug genommen auf hinteres Ende, rückwärtiges Ende oder Rückwärtsrichtung, so bezieht sich dies auf die linke Seite der Fig. 1A und 2A, und Bezug auf ein vorderes oder vorderseitiges Ende bzw. auf Vorwärtsrichtung bezieht sich auf die rechte Seite in den Fig. 1A und 2A. Jede Schwalbenschwanznut 30 ist funktionsmäßig so ausgelegt, daß sie einen im Querschnitt "feder"-förmigen Teil einer der Elektrodenaufnahmen 22 längs in der Schwalbenschwanznut aufnimmt. Jede Schwalbenschwanznut 30 hat eine erste Keilfläche 32, die in gleitendem Eingriff mit einer auf der Unterseite der ihr zugeordneten Elektrodenaufnahme 22 angeordneten zweiten Keilfläche 34 steht. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, gleiten, wenn der Keil 24 axial verschoben wird, die ersten Keilflächen 32 auf den zweiten Keilflächen 34, und die Elektroden 16 bewegen sich radial nach außen.
Jeder Elektrodeneinsatz 20 hat eine Arbeitsfläche 36, welche eine Seite eines Funkenspaltes zwischen der jeweiligen Elektrode 16 und der zu behandelnden Oberfläche bildet. Um dabei zu helfen, den gleichen Funkenspalt (d. h. einen gleichbleibenden Abstand) zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der gesamten Ober fläche jeder Arbeitsfläche 36 einzuhalten, beinhaltet die Elektrodeneinheit 12 einen Ausrichtmechanismus 38, welcher jede Arbeitsfläche 36 in einer im wesentlichen parallelen Lage in bezug auf z. B. die Innenwand einer Zylinderbohrung hält. Der Ausrichtmechanismus 38 enthält drei Nylon-Zentrierschienen 40, von welchen je eine zwischen zwei benachbarten Elektroden 16 eingefügt ist. Jede Zentrierschiene 40 ist unter Federspannung in eine entsprechende Nut 42 eingespannt, die im Elektrodengehäuse 24 ausgebildet ist, und weist zwei Nylonrollen 44 auf. Die Rollen 44 werden mittels zweier Federnsätze 46 gegen die Innenwand einer Zylinderbohrung gedrückt, z. B. mittels Spitze gegen Spitze angeordneter Tellerfedern. Jeder Federnsatz 46 ist in einer Ausnehmung angeordnet, die in der Unterseite der jeweiligen Zentrierschiene 40 vorgesehen ist. Jede Zentrierschiene 40 ist mit zwei Bolzen 48 montiert, so daß sie in ihrer Nut 42 nur radial nach außen um eine vorgegebene Strecke verschoben werden kann. Die Zentrierschienen 40 sind in den Figuren in ihrem vollständig eingefahrenen Zustand dargestellt. Das Maß der möglichen radialen Auswanderung jeder Zentrierschiene 40 hängt von dem Raum 50 zwischen dem Kopf der Bolzen 48 und dem Grund der Ansenkung ab, in welcher der Bolzen 48 angeordnet ist (siehe Fig. 2B).
Die Vorrichtung 10 beinhaltet einen Wellen-Betätigungsmechanismus 52, der die Welle 14 abwechselnd und gleichzeitig um ihre mittige Längsachse 54 in Drehung versetzen und entlang dieser Achse axial verschieben kann. Der Betätigungsmechanismus 52 beinhaltet einen Motor 56 für den Drehantrieb der Welle 14 sowie ein (schematisch dargestelltes) Kugelgewindegetriebe 58 zur Ausführung der Axialbewegung der Welle 14. Die Kugelgewindeeinheit 58 wird von einem Servomotor angetrieben und unter Verwendung eines Rotationscodierers in herkömmlicher Weise gesteuert, die jedoch beide nicht zu dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung gehören und daher hierin nicht weiter erläutert werden. Der Wellendrehantriebsmotor 56 treibt eine Riemenscheibe 60 über einen Antriebsriemen 62. Die Riemenscheibe 60 ist mittels einer Paßfeder so mit einer aus 1018er Stahlrohr hergestellten Antriebshohlwelle 64 verbunden, daß sie diese an ihrem hinteren Ende drehend antreibt. Die Drehung der Antriebswelle 64 wird über drei radial ausgerichtete Feststellschrauben 66 auf die Zugstange 14 übertragen. Jede Feststellschraube 66 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, wie z. B. aus einem geeigneten Kunststoff, und ist durch die Wand der Welle 64 in eine Längsnut 68 gesteckt, die in der Welle 14 eingeformt ist.
Der Betätigungsmechanismus 52 ist auf einem Support 72 angebracht, der so translatorisch bewegt werden kann, daß er die Elektrodeneinheit 12 in einer Zylinderbohrung in Stellung bringen und dann dort in ihrer Lage halten kann. Zur Positionierung der Elektrodeneinheit 12 in einer Zylinderbohrung wird der den Wellen- Betätigungsmechanismus 52 tragende Support 72 verfahren. Sobald die Elektrodeneinheit 12 positioniert ist, wird der Wellen-Betätigungsmechanismus 52 betätigt, so daß er die Kugelgewindeeinheit 58 und den Motor 56 betätigt, so daß die Oberfläche der Zylinderbohrung für die thermische Spritzbeschichtung vorbereitet werden kann. Die Antriebswelle 64 ist über eine elektrisch isolierende Lagereinheit 74 am Support 72 montiert. Die Lagereinheit 74 beinhaltet zwei in Längsrichtung von einander beabstandete Kugellager 76, welche zwischen der Außenfläche der Antriebswelle 64 und einem elektrisch isolierenden Gehäuse 78 angeordnet sind, das z. B. aus einem Gewebe- Phenolharzwerkstoff vom Typ C hergestellt ist. Motor 56 ist direkt am Gehäuse 78 befestigt. Eine röhrenförmige Abstandshülse 80 aus 1018er Stahlrohr ist um die Außenwand der Antriebswelle 64 herum sowie zwischen den beiden Kugellagern 76 angeordnet. Eine z. B. aus C. R. 1018er Stahl hergestellte ringförmige Abstandshülse 82 ist um die Außenseite der Antriebswelle 64 und zwischen der Riemenscheibe 60 und den hinteren Lagern 76 angeordnet. Riemenscheibe und Lagereinheit 74 werden durch eine auf das hintere Ende der Antriebswelle 64 aufgeschraubte Haltemutter 86 in ihrer Lage auf der Außenseite der Antriebswelle 64 fixiert und in Anlage an einen von der Antriebswelle 64 nach außen abstehenden ringförmigen Flansch 84 gehalten.
Je eine von zwei Lagerbüchsen 69 und 70 aus einem geeigne ten Lagerwerkstoff wie z. B. Messing ist an jedem Ende im Innendurchmesser der Antriebswelle 64 montiert, um dazu beizutragen, ein bestimmtes Spiel zwischen der Zugstange 14 und der Antriebswelle 64 einzuhalten, während sie eine freie axiale Bewegung der Zugstange 14 gegenüber der Antriebswelle 64 erlaubt. Die Zugstange 14 ist an ihrem hinteren Ende über eine Drehkupplungseinheit 88 mit der Kugelgewindeantriebseinheit 58 verbunden. Die Drehkupplungseinheit 88 ermöglicht eine axiale Verschiebung der Zugstange 14, während diese gedreht wird. Die Drehkupplung 88 beinhaltet zwei Kupplungshälften 90 und 92, die aus 8620er Stahl hergestellt und ineinandergeschraubt sind. Die eine Kupplungshälfte 90 ist mit Bolzen an einem Bock 94 befestigt, der so gelagert ist, daß er über den Kugelgewindetrieb 58 verfahren werden kann. Die andere Kupplungshälfte 92 beinhaltet ein Pendelkugellager 96, an welchem das hintere Ende der Zugstange 14 mittels einer darauf aufgeschraubten Haltemutter 98 gesichert ist.
Mit gegen axiales Verschieben wie weiter unten noch näher erläutert gesicherten Elektroden 16 bewirkt eine durch den Kugelgewindetrieb 58 erzeugte Axialbewegung der Zugstange 14, daß die erste Keilfläche 32 des Elektrodengehäuses 24 auf ihrer entsprechenden zweiten Keilfläche 34 gleitend aufreitet. Wenn die Zugstange 14 zurückgezogen oder vorgeschoben wird, geschieht das gleiche mit den ersten Keilflächen 32. Die Keilflächen 32 und 34 sind in einem Winkel gegenüber der Achse 54 der Zugstange 14 angeordnet, so daß diese Axialbewegung des Elektrodengehäuses 24 eine radiale Verschiebung der Elektrode 16 nach außen von der Achse 54 weg bzw. nach innen auf die Achse zu bewirkt. Auf diese Weise kann der Funkenspalt zwischen jeder Elektroden-Arbeitsfläche 36 und der Innenseite z. B. einer zu bearbeitenden Zylinderbohrung durch Betätigen der Kugelgewindeeinheit 58 gesteuert werden.
Außerdem kann je nach dem verwendeten Winkel der radiale Verschiebeweg der Elektroden 16 ein Bruchteil der von der Zugstange 14 durchlaufenen Strecke sein. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erzielt, wenn der Winkel, der mit ungefähr 7º in bezug auf die Achse 54 gewählt wurde, eine radiale Bewegung der Elektroden 16 von etwa einem achtel der von der Zugstange 14 durchlaufenen Strecke bewirkt. Die Elektrodeneinheit 14 ist so montiert, daß sie sich mit der Antriebswelle 64 dreht, wie weiter unten noch beschrieben wird, wenn der Motor 56 betätigt wird. Durch Drehen der Elektrodeneinheit 12 kann die Arbeitsfläche 36 jeder Elektrode 16 effektiv mit der Innenseite einer zu bearbeitenden Zylinderbohrung einen Funkenspalt bilden. Es ist nun wünschenswert, daß jede Elektrode 16 länger ist, als die Zylinderbohrung tief ist, um eine Bearbeitung derselben über ihre gesamte Innenfläche in einem Arbeitsgang zu gewährleisten.
Der Zustrom von Dielektrikum erfolgt über drei Dielektrikum-Speiseleitungen 100, durch den Funkenspalt und aus der Zylinderbohrung heraus, unter Mitnahme der aberodierten Partikel aus dem Werkstück. Jede Dielektrikum-Speiseleitung 100 beinhaltet einen Teflonschlauch 102, der mit einem Bronzedrahtgeflecht umhüllt ist und einen elektrisch leitenden Verbinder an jedem Ende aufweist. Wie später noch besprochen werden soll, dient die Bronzedrahthülle um den Schlauch 102 als Leiterbahn für elektrischen Strom zu den Elektroden 16 hin. Der vordere Verbinder ist am hinteren Ende einer Zufuhrbohrung 104 angeschlossen, die längs in die entsprechende Elektrodenaufnahme 22 eingeformt ist. Mehrere Austrittsöffnungen 106 sind radial durch jede Elektrodenaufnahme 22 und den entsprechenden Elektrodeneinsatz 20 geformt, so daß die Zufuhrbohrung 104 mit der Arbeitsfläche 36 in Verbindung steht.
Der hintere Verbinder ist mit einer aus Kupfer bestehenden Gleitwellenbüchse 107 verbunden, die mittels der Feststellschrauben 66 zur Drehung mit der Antriebswelle 64 und der Zugstange 14 fest verbunden ist. Eine Isolatorhülse 105 aus Nylon ist zwischen der Antriebswelle 64 und der Gleitwelle 107 angeordnet. Die elektrisch isolierenden Schrauben 66 und die Büchse 105 isolieren die elektrisch gegensätzlich gepolten leitenden Flächen der Zugstange 14 und der Antriebswelle 64 von einander. Jede Zufuhrleitung 100 kommuniziert mit einer ringförmigen Zufuhrnut 108, welche in einen Innendurchmesser eines Gehäuses 110 aus Aluminium des Typs 6061- T651 eingeformt ist, und zwar durch eine die Gleitwelle 107 durch stoßende Winkelbohrung 112. Ein Paar zu beiden Seiten der Zufuhrnut 108 angeordneter O-Ringe 114 dichtet den Raum zwischen der Gleitwelle 107 und dem Gehäuse 110 ab. Die ringförmige Zufuhrnut 108 steht über eine im Aluminiumgehäuse 110 ausgebildete Verbindungsbohrung 116 mit einem (nicht dargestellten) externen Vorrat dielektrischen Mediums in Verbindung. Das Aluminiumgehäuse 110 ist über eine scheibenartig ausgebildete Isolatorplatte 118 aus Nylon mit dem vorderen Ende des elektrisch nichtleitenden Lagergehäuses 78 verbunden. Durch die Montage über die Isolatorplatte 118 kann Elektroerosion zwischen dem Aluminiumgehäuse 110 und der kupfernen Gleitwelle 107 vermieden werden.
Ein elektrischer Entladungsschaltkreis 120 wird dazu verwendet, elektrischen Strom durch das dielektrische Medium in den Spalt zwischen jeder Arbeitsfläche 36 und der Innenfläche z. B. einer Zylinderbohrung zu leiten, um so zwischen diesen eine Überschlagsspannung zu erzeugen. Dieser Schaltkreis 120 beinhaltet die Gleitwelle 107, die Verbinder mit der Hülle aus Messingdrahtgeflecht auf jedem Schlauch 102, und jede Elektrode 16. Externer elektrischer Strom wird dem Schaltkreis 120 durch zwei Bürsteneinheiten 122 zugeführt, die in dem Aluminiumgehäuse 110 zu beiden Seiten der kupfernen Gleitwelle 107 angebracht sind. Jede Bürsteneinheit 122 beinhaltet eine federbelastete Graphitbürste 124, welche den elektrischen Kontakt mit der Seite der Gleitwelle 107 aufrecht erhält, während sich diese dreht.
Eine (in Fig. 4 in Phantomlinien dargestellte) Ablaßbohrung 126 ist durch die Seite des Gehäuses 110 zwischen der jeweiligen Bürsteneinheit 122 und dem hinteren O-Ring 114 geformt. Die Ablaßbohrung 126 verhindert, daß sich dielektrisches Medium, das von der Zufuhrnut 108 her durch den hinteren O-Ring 114 kriechen könnte, hier anstaut und die Funktion der Bürsteneinheiten 122 beeinträchtigt.
Es soll nun Bezug genommen werden auf die Fig. 7-9, wo zur Erleichterung der Vorbehandlung der Innenwand einer oder mehrerer Zylinderbohrung(en) unter Einsatz einer oder mehrerer Vorrichtung(en) 10 wünschenswert ist, daß jede Vorrichtung 10 einen flexiblen Kupplungsmechanismus bzw. Kupplung 128 aufweist, welcher/welche Bewegungen der Elektrodeneinheit 12 radial zur Achse 54 in einer X-Y-Ebene erlaubt, nicht jedoch entlang der Achse 54. Die bewegliche Kupplung 128 beinhaltet eine mittige Stahlplatte 130, die zwischen einem ersten und einem zweiten Stahlblock 131 und 132 eingeschlossen ist. Die Platte 130 sowie die beiden Blöcke 131 und 132 bilden eine mittige Bohrung, durch welche die Zugstange 14 gesteckt ist. Die mittige Platte 130 weist drei erste Zapfen 134 und drei zweite Zapfen 135 auf, die eingepreßt oder anderweitig so darin befestigt sind, daß sie über die jeweils gegenüberliegenden Seiten der Platte 130 vorstehen. Die Zapfen 134 und 135 sind gestaffelt nebeneinander angeordnet, so daß sie in Umfangsrichtung in gleichen Abständen um die Zugstange 14 herum angeordnet sind. Jeder erste Zapfen 134 greift in eine nutförmige Ausnehmung 136 ein, die im ersten Block 131 eingeformt ist, und jeder zweite Zapfen 135 greift in eine nutförmige Ausnehmung 137 ein, die im zweiten Block 132 eingeformt ist. Die Platte 130 und die Blöcke 131 und 132 sind zusammen durch drei Schraubenfedern 138 vorgespannt, die in gleichem Abstand um die Außenseite der Elemente 130-132 angeordnet sind. Die Enden jeder Feder 138 sind jeweils mit den beiden Blöcken 131 und 132 verschraubt. Die Schraubenfedern 138 sind ausreichend stark, eine axiale Trennung der Elemente 130-132 zu verhindern. Die Ankerbolzen an jedem Ende der Federn 138 sichern die Blöcke 131 und 132 auch am vorderen Ende der Gleitwelle 107 und an einem Messingflansch 140.
Zur elektrischen Isolierung und damit zur Vermeidung elektrischer Erosion in der beweglichen Kupplung 128 kann eine Schicht aus isolierendem Material wünschenswert sein, die zwischen dem ersten Block 131 und der mittigen Platte 130 angeordnet ist. Die gleiche elektrische Isolation kann erzielt werden, indem ein zweiteiliger erster Block 131 verwendet wird, dessen zwei Teile über eine (durch die Phantomlinie 139 angedeutete) Schicht aus Isolierwerkstoff von einander getrennt sind. Es ist der elektrischen Isolation wegen auch wünschenswert, einen Zwischenraum 141 zwischen dem vorderen Ende des ersten Blockes 131, der Isolatorhülse 105, der Antriebswelle 64 und der Büchse 70 vorzusehen.
Das hintere Ende der Elektrodenaufnahme 22 ist so am Flansch 140 montiert, daß eine Axialbewegung der Elektroden 16 verhindert wird, die Elektrodenaufnahmen 22 jedoch radial nach außen von der Achse 54 weg und nach innen auf sie zu wandern können, in Reaktion auf eine Rückwärts- oder Vorwärtsbewegung des Keils 24. Nimmt man nun bezug auf Fig. 5, so kann eine derartige radiale Bewegungsfreiheit dadurch erreicht werden, daß jede Elektrodenaufnahme 22 zwischen zwei Gleitzapfen bzw. Stiften 142 eingebaut wird, wobei jeder Stift 142 in einer von zwei entsprechenden Nuten angeordnet ist, die in beiden Seiten des hinteren Endes der Elektrodenaufnahme 22 eingeformt sind. Jeder Stift 142 ist mittels einer mit Schrauben gesicherten Scheibe 144 im Flansch 140 befestigt, die in einer Quernut in dem entsprechenden Stift 142 eingeformt ist.
Damit sich die gesamte Elektrodeneinheit 12 radial bewegen kann, wie es die bewegliche Kupplung 128 erlaubt, ist das Elektrodengehäuse 24 derart am vorderen Ende der Zugstange 14 montiert, daß es dort radial schwimmend gelagert ist. So kann das Elektrodengehäuse 24 z. B. unter Einsatz eines Paares federbelasteter Flansche 146 und 147 montiert sein, die an beiden Enden in der mittigen Öffnung 26 des Gehäuses 24 angeordnet sind und den Abschnitt mit verringertem Durchmesser der Zugstange 14 lose umgeben. Der vordere Flansch 147 ist mit dem Elektrodengehäuse verschraubt, während der hintere Flansch 146 nicht verschraubt ist. Eine Schraubenfeder 148 ist zwischen den Flanschen 146 und 147 angeordnet und wird durch Anziehen zweier Spannmuttern 150 vorgespannt, die mit einer Nylonscheibe in das vordere Ende der Zugstange 14 eingeschraubt sind. Die erforderliche Kraft, um die Elektrodeneinheit 12 radial gegenüber der Zugstangenachse 54 zu verschieben, kann durch das an den Spannmuttern 150 angelegte Drehmoment und die Kennung der Schraubenfeder 148 kontrolliert werden.
Der Wellen-Betätigungsmechanismus 52 wird von einem herkömmlichen Überschlagsspannungssteuersystem im Rückkopplungskreis oder geschlossenen Regelkreis gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von Änderungen der Überschlagsspannung im Verlauf des Oberflächenbearbeitungsprozesses, im Vergleich mit einer gewünschten Soll- Überschlagsspannung zwischen jeder Elektroden-Arbeitsfläche 36 und der Innenfläche von z. B. einer Zylinderbohrung. Das Steuersystem beinhaltet einen herkömmlichen Überschlagsspannungssensor. Die Meßdaten dieses Sensors werden in einem Steuerungsrechner eingesetzt zur Betätigung der Kugelgewindeantriebseinheit 58 zur axialen Verschiebung der Zugstange 14 und damit der Elektroden-Arbeitsflächen 36 (wie weiter oben beschrieben), um so die vorgegebene Überschlagsspannung einzuhalten. Die Drehung der Antriebswelle 64 und damit der Elektrodeneinheit 12 durch Betätigen des Motors 56 kann je nach Wunsch manuell oder von einer Rechnersteuerung unter Einsatz herkömmlicher Einrichtungen kontrolliert werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Metall-Aufspritzbeschichtung einer bestehenden elektrisch leitenden inneren oder äußeren Zylinderfläche von kreisförmigem Querschnitt, wobei besagte Vorrichtung folgendes aufweist:

eine Elektrodeneinheit (12) mit mehreren Elektroden (16), die je eine Arbeitsfläche (36) aufweisen, welche eine besagter Oberfläche zugekehrte Ebene bildet und parallel zur Achse derselben verläuft;

eine Welle (14) mit einem besagte Elektrodeneinheit tragenden vorderen Ende;

einen Wellen-Betätigungsmechanismus (52), welcher funktionsmäßig so ausgelegt ist, daß er besagte Welle axial bewegt und in Drehbewegung versetzt;

einen Spalt-Einstellmechanismus (18), welcher funktionsmäßig so ausgelegt ist, daß er besagte Elektroden gleichzeitig in Reaktion auf eine axiale Bewegung der besagten Welle (14) durch besagten Wellen-Betätigungsmechanismus (52) verschiebt, in einer Richtung, welche senkrecht zu besagter Welle und besagter Oberfläche verläuft, so daß ein Funkenüberschlagsspalt zwischen besagter Arbeitsfläche und besagter Oberfläche gebildet wird;

eine Versorgung mit dielektrischem Medium, das in besagten Funkenspalt eingeleitet werden kann;

einen elektrischen Entladungskreis (120), welcher funktionsmäßig so ausgelegt ist, daß er elektrischen Strom durch das in den Spalt eingeführte dielektrische Medium leitet und so eine Spalt-Überschlagsspannung zwischen besagten Elektroden und besagter Oberfläche erzeugt; und

ein Steuersystem für die Spalt-Überschlagsspannung, zur Ansteuerung des besagten Wellen-Betätigungsmechanismus (52) in Reaktion auf Änderungen in der Spalt-Überschlagsspannung zwischen den besagten Elektroden (16) und besagter Oberfläche;

dadurch gekennzeichnet, daß:

besagte Elektrodeneinheit (12) außerdem Zentrierschienen (40) aufweist, die zwischen je zwei benachbarten Elektroden (16) gestaffelt angeordnet sind, wobei sich besagte Zentrierschienen in axialer Richtung der besagten Oberfläche erstrecken und unter Federvorspannung in Anlage an besagte Oberfläche gehalten werden, so daß jede Arbeitsfläche (36) der besagten Elektroden im wesentlichen parallel zu besagter Oberfläche gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte Zentrierschienen (40) in jedem Endabschnitt derselben mit je einer Rolle (44) ausgestattet sind, die so angeordnet ist, daß sie in Umfangsrichtung an besagter Oberfläche abrollt und durch besagte Federvorspannung in Kontakt mit dieser gedrückt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin besagte Elektrodeneinheit drei Elektroden (16) und drei zwischen diesen eingefügte Zentrierschienen (40) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, außerdem einen flexiblen Kupplungsmechanismus (128) enthaltend, der ausgelegt ist, Bewegungen der Elektrodeneinheit (12) in einer Ebene senkrecht zu, jedoch nicht längs der Längsachse der besagten Welle (14) zu erlauben.

5. Elektrodeneinheit für den Einsatz in Verbindung mit einer elektrischen Entladungsmaschine, mit einer axial beweglichen Welle (14), zur Vorbehandlung im Hinblick auf eine Metall-Aufspritzbeschichtung, einer bestehenden elektrisch leitenden inneren oder äußeren Zylinderfläche mit kreisförmigem Querschnitt, wobei besagte Elektrodeneinheit (12) folgendes aufweist:

mehrere Elektroden (16) mit je einer Arbeitsfläche (36), welche eine besagter Oberfläche zugekehrte Ebene bildet und parallel zur Achse derselben verläuft;

einen Spalt-Einstellmechanismus (18), welcher funktions mäßig so ausgelegt ist, daß er besagte Elektroden gleichzeitig in Reaktion auf eine axiale Bewegung der besagten Welle (14) durch besagten Wellen-Betätigungsmechanismus (52) verschiebt, in einer Richtung, welche senkrecht zu besagter Welle und besagter Oberfläche verläuft, so daß ein Funkenüberschlagsspalt zwischen besagter Arbeitsfläche und besagter Oberfläche gebildet wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

6. Elektrodeneinheit nach Anspruch 5, worin besagte Zentrierschienen (40) in jedem Endabschnitt derselben mit je einer Rolle (44) ausgestattet sind, die so angeordnet ist, daß sie in Umfangsrichtung an besagter Oberfläche abrollt und durch besagte Federvorspannung in Kontakt mit dieser gedrückt wird.

7. Verfahren, in welchem die elektrisch leitende innere Oberfläche eines Zylinders einer Brennkraftmaschine für eine Metall-Aufspritzbeschichtung durch Behandlung der Oberfläche mittels Funkenerosionsbearbeitung vorbehandelt wird, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, in welchem die Elektroden (16) länger sind, als die Zylinderbohrung tief ist, so daß die gesamte Innenfläche in einem Arbeitsgang bearbeitet wird, und worin die Elektrodeneinheit während der Bearbeitung gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, welches außerdem den Schritt der thermischen Metall-Aufspritzbeschichtung der vorbehandelten Oberfläche beinhaltet.