EP1902162A1 - Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten wenigstens zweier werkstücke mittels elektrochemischer behandlung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten wenigstens zweier werkstücke mittels elektrochemischer behandlung

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Publication number
EP1902162A1
EP1902162A1 EP06764055A EP06764055A EP1902162A1 EP 1902162 A1 EP1902162 A1 EP 1902162A1 EP 06764055 A EP06764055 A EP 06764055A EP 06764055 A EP06764055 A EP 06764055A EP 1902162 A1 EP1902162 A1 EP 1902162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrolytic
workpieces
workpiece
treatment solution
processing elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06764055A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Dahl Jensen
Ursus KRÜGER
Uwe Pyritz
Gabriele Winkler
Jan Steinbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1902162A1 publication Critical patent/EP1902162A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06—Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • C25D17/08—Supporting racks, i.e. not for suspending
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/02—Tanks; Installations therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the present invention relates to a method for machining ⁇ th least two workpieces by means of electrochemical treatment as well as an apparatus for performing the method.
  • EP 1 094 134 A1 describes a method and a device for the electrochemical removal of a metal coating from a turbine blade.
  • the turbine blade is placed as an anodically poled working electrode in a container with an electrolytic bath.
  • the electrolytic bath also has a number of cathodes forming counter-electrodes to the turbine blade.
  • a voltage is built up between the turbine blade and the cathodes.
  • the turbine blade and the counter electrodes are assigned a voltage source, which supplies them with the necessary voltage.
  • a method for producing galvanic coatings is described in EP 0 748 883 A1.
  • the inserted workpiece to be coated in a galvanic bath ⁇ is introduced.
  • the coating material is dissolved in the form of positively-charged ge ⁇ ions in the electroplating bath.
  • the dissolved metal ions are transported to the workpiece surface, where they deposit as a coating.
  • the workpieces are placed as working electrodes in an electrolytic treatment solution.
  • each workpiece is assigned a counter-electrode arrangement , which can consist only of a single electrode or of a plurality of counter-electrodes.
  • a workpiece and its associated counter electrode arrangement together form an electrolytic processing element.
  • the electrolytic processing elements are connected in series according to the invention.
  • the series connection is to be understood in this case as meaning that at least a predominant part of the electrochemical flow of current flowing successively through the electrolytic treatment elements.
  • a current flow is selectively counteracted by the electrolytic treatment solution between the electrolytic processing elements. This can be done, for example, by shielding the individual electrolytic processing elements from the electric fields of the other electrolytic processing elements. The current can then flow, for example via cables, from one electrical processing element to another.
  • the forming of the series circuit may for example take place in that the workpiece is of an electrolytic processing element with the counter electrode assembly of another electrolytic processing element via an electrically conductive path having which a much lower electrical resistance paths as possible current ⁇ through the electrolytic treatment solution between the electrolytic processing elements.
  • workpieces and counter electrode arrangements which are connected to one another via such a low-resistance electrically conductive path, are at the same electrical potential.
  • the counter electrode arrangement of an electrolytic processing element lies on the same
  • the inventive method allows the simultaneous
  • a counter electrode arrangement is arranged or to be introduced per workpiece.
  • the counter electrode assembly may comprise a single or multiple counter electrodes.
  • a voltage source to be electrically conductively connected to a workpiece and to a counter-electrode arrangement is present.
  • the inventive device allows a series scarf ⁇ tion of the electrolytic processing elements and thus performing the method according to the invention. It therefore offers the advantages already described with reference to the method.
  • means may solvent for suppressing a current flow through the electrolytic treatment ⁇ be present between two electrolytic processing elements.
  • These devices can be, for example, Faraday walls, for example in the form of grounded wire mesh.
  • the means of a solution to the electrolytic treatment chemically inert material are produced. In this way it can be ensured that a flow of current through the electrolytic treatment solution between adjacent electrolytic processing elements can be effectively suppressed over a longer period of time.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according OF INVENTION ⁇ dung.
  • Fig. 2 shows a second embodiment for the apparatus according OF INVENTION ⁇ dung.
  • the devices described below with reference to FIGS. 1 and 2 for the electrochemical machining of at least two workpieces can be used in all galvanic processes that are controlled via a pulsed or unpulsed current.
  • Such processes are in ⁇ example, the electrochemical stripping of Werkstü ⁇ bridges, the electrochemical coating of workpieces, the electrochemical cleaning of workpieces, the electrochemical polishing of workpieces, etc.
  • a turbine blade is positively as a so anodically polarized Ar ⁇ beitselektrode in an electrolytic treatment solution, for example a saline solution, is introduced.
  • the electro-lytic treatment solution also contains a counterelectrode arrangement which is poled negatively, ie cathodically. Due to the current flow, the metal ions released from the MCrAlY coating are transported away from the turbine blade.
  • the device shown in Fig. 1 for the electrochemical treatment of workpieces comprises a container 1 in which an electrolytic treatment solution 3 can be filled.
  • an electrolytic treatment solution 3 By means of wire mesh 5, the container in different shots 6 divided.
  • the electrolytic treatment solution 3 may either have previously been filled into the container 1 or may be filled into the container after the introduction of the workpieces 7.
  • the workpieces 7 and the associated counter electrode arrangements 9 are introduced into the container 1 in such a way that exactly one workpiece 7 and one associated counter electrode arrangement 9 are located in each receptacle.
  • a workpiece and an associated counter-electrode arrangement 9 thereby form an arrangement referred to below as the electrochemical processing element.
  • One of the workpieces 7d is connected to the positive pole of a clamping ⁇ voltage source 11 electrically connected.
  • the this workpiece 7d associated counter electrode assembly 9d is liehst a possible low resistance electrical connection 13c with the work piece ⁇ 7c connected to the next electrochemical processing element.
  • Its counter-electrode arrangement 9c is in turn connected to the workpiece 7b of the third electrochemical machining element via a low-electrical connection 13d as possible.
  • Its counter-electrode arrangement 9b is in turn connected to the workpiece 7a of the last electrochemical processing element via a preferably low-resistance electrical connection 13a.
  • the counterelectrode assembly 9a of this electrochemical machining element is finally connected to the negative pole of the voltage source 11.
  • the electrically conductive connections 13 between the workpieces 7 and the counterelectrode arrangements 9 of different electrochemical treatment elements lead to a series connection of the individual electrochemical treatment elements.
  • each electrochemical surgeonsele ⁇ ment forms one element of the series circuit, in which the workpiece 7 is anodically polarized and the associated counter-electrode arrangement is polarized cathodically.
  • the electrical connects fertil 13 is such low impedance chosen so that a workpiece 7 is at the same potential as the connected to it via the elekt ⁇ generic link 13 counter electrode assembly 9.
  • the wire grid 5 make it sure that for current flow between the two poles Voltage source 11 only borrowed a single current path is available, namely that via the electrical connections 13 and - in the individual electrolytic processing elements - by the electrolytic treatment solution 3 between the workpiece 7 and the associated counter electrode assembly.
  • the voltage source 11 provides a voltage of 8 volts and, as shown in FIG. 1, four electrolytic treatment elements are connected in series, one falls over each electrolytic treatment element. ne voltage of two volts. In other words, between the workpiece 7 and the associated counter electrode 9 of an electrochemical treatment element is always a Span ⁇ tion of two volts. The potentials on which the individual workpieces 7 and counterelectrodes 9 lie are indicated in FIG.
  • the electrolytic treatment solution are exchanged 3 via appropriate inlets and outlets continuously, reindeer, for example, introduced into the electrolytic treatment solution during stripping of the turbine blades ionboundtransportie ⁇ .
  • reindeer for example, introduced into the electrolytic treatment solution during stripping of the turbine blades ionboundtransportie ⁇ .
  • the supply and Ab ⁇ flows are preferably arranged so that all images have substantially the same ion density.
  • a single inflow and a single outflow are basically sufficient, since all the receptacles 6 are fluidically connected with one another on account of the meshes of the grids 5.
  • the container of the surrounded with reference to FIG. 1 beschrie ⁇ device four images on, but it can also have more than four or less than four shots. Accordingly, the series connection can be made up of more or fewer than four electrolytic treatment elements. Limits to the number of electrolytic treatment elements from which the series circuit can be constructed, resulting from the desired voltage drop between the
  • Workpieces and associated counter electrode assemblies in conjunction with the voltage that can be provided by the power source.
  • the size of the container 1 also has to be adjusted in relation to the size of the container. workpieces is a restriction on the possible number of shots.
  • the electro ⁇ lytic editing process as with an electrolytic individual cell can be done about the current density.
  • FIG. 2 differs from the device shown in Figure 1 only in that the grounded wire mesh 5 are replaced by walls 50 of insulator material. Like the material of the wire grid in the first exemplary embodiment, the material of the insulator walls 50 is also selected such that it is chemically inert with regard to the electrolytic treatment solution 3.
  • the other elements of the embodiment shown in Figure 2 correspond to those of Figure 1. They are therefore denoted by the same reference numerals as in Figure 1 and will not be explained again at this point.
  • the apparatus shown in Figure 2 is configured to coat a workpiece, such as a turbine blade, with a metallic coating.
  • a workpiece such as a turbine blade
  • the voltage source 11 set opposite the Darge in Figure 1 ⁇ voltage source is reversed.
  • the work piece 7 forms a cathodic disch polarized electrode in the illustrated in Figure 2 polarity, while the counter electrode assembly 9 forms an anodically polarized electrode.
  • a current flow through the electrolytic treatment solution 3 between the individual electrolytic treatment elements is prevented by the insulator walls 50.
  • metal ions are supplied to the electrolytic treatment solution 3, which are transported to the surfaces of the workpieces 7 due to the voltage applied between the workpieces 7 and the associated counterelectrode arrangements 9 and deposit there to form a coating.
  • each receptacle 6 in the container Since the insulator walls 50 constitute flow barrier, is associated with its own inlet and its own outlet for elektrolyti ⁇ specific treatment solution in the second embodiment, each receptacle 6 in the container. 1

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke (7) mittels elektrochemischer Behandlung zur Verfügung gestellt. In dem Verfahren werden die Werkstücke (7) als Arbeitselektroden in eine elektrolytische Behandlungslösung (3) gegeben, in der jedem Werkstück (7) eine Gegenelektrodenanordnung (9) zugeordnet ist. Ein Werkstück (7) und die zugeordnete Gegenelektrodenanordnung (9) bilden jeweils ein elektrolytisches Bearbeitungselement. Die elektrolytischen Bearbeitungselemente sind in Reihe geschaltet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke mittels elektrochemischer Behandlung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbei¬ ten wenigstens zweier Werkstücke mittels elektrochemischer Behandlung sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens .
Verfahren zum elektrochemischen Behandeln von Werkstücken kommen heutzutage beispielsweise beim Be- oder Entschichten von Werkstücken, beim Polieren von Werkstücken oder beim Säubern von Werkstücken zur Anwendung. Spezielle Anwendungen sind beispielsweise das Be- und Entschichten von Turbinen¬ schaufeln .
Die EP 1 094 134 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrochemischen Entfernen einer Metallbe- schichtung von einer Turbinenschaufel. Die Turbinenschaufel wird als anodisch gepolte Arbeitselektrode in einen Behälter mit einem elektrolytischen Bad gegeben. Im elektrolytischen Bad befindet sich außerdem eine Anzahl von Kathoden, welche Gegenelektroden zur Turbinenschaufel bilden. Zum Entfernen der Metallbeschichtung wird eine Spannung zwischen der Turbinenschaufel und den Kathoden aufgebaut. Der Turbinenschaufel und den Gegenelektroden ist eine Spannungsquelle zugeordnet, welche diese mit der nötigen Spannung versorgt.
Ein Verfahren zum Herstellen von galvanischen Beschichtungen ist in EP 0 748 883 Al beschrieben. In diesem Verfahren wird das zu beschichtende Werkstück in ein galvanisches Bad einge¬ bracht. Das Beschichtungsmaterial ist in Form von positiv ge¬ ladenen Ionen im galvanischen Bad gelöst. Durch Anlegen einer Spannung zwischen dem kathodisch gepolten Werkstück und einer anodisch gepolten Gegenelektrode werden die gelösten Metallionen zur Werkstücksoberfläche transportiert, wo sie sich als Beschichtung ablagern.
Ein Verfahren zum elektrochemischen Entschichten von Turbinenschaufeln ist außerdem in US 6,165,345 beschrieben.
Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche ein effizientes großtechnisches elektrochemisches Bearbeiten von Werkstücken möglich machen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke mittels einer elektrochemischen Behandlung nach Anspruch 1, sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke mittels elektrochemischer Behandlung werden die Werkstücke als Arbeitselektroden in eine elektrolytische Behandlungslösung gegeben. In der elektrolytischen Behand- lungslösung ist jedem Werkstück eine Gegenelektrodenanord¬ nung, welche lediglich aus einer einzigen Elektrode oder aber aus mehreren Gegenelektroden bestehen kann, zugeordnet. Ein Werkstück und die ihm zugeordnete Gegenelektrodenanordnung bilden jeweils zusammen ein elektrolytisches Bearbeitungsele- ment . Die elektrolytischen Bearbeitungselemente werden gemäß der Erfindung in Reihe geschaltet.
Die Reihenschaltung ist hierbei so zu verstehen, dass zumindest ein überwiegender Teil des bei der elektrochemischen Be- handlung fließenden Stromes nacheinander die elektrolytischen Behandlungselemente durchfließt. Um die Reihenschaltung ge¬ währleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn einem Strom- fluss durch die elektrolytische Behandlungslösung zwischen den elektrolytischen Bearbeitungselementen gezielt entgegengewirkt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die einzelnen elektrolytischen Bearbeitungselemente gegen die elektrischen Felder der anderen elektrolytischen Bearbeitungselemente abgeschirmt werden. Der Strom kann dann bei- spielsweise über Kabel definiert von einem elektrischen Bearbeitungselement zu einem anderen fließen.
Alternativ zur Abschirmung der elektrischen Felder ist es auch möglich, die elektrolytischen Behandlungslösungen der einzelnen elektrolytischen Behandlungselemente elektrisch voneinander zu isolieren.
Das Bilden der Reihenschaltung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Werkstück eines elektrolytischen Bearbei- tungselementes mit der Gegenelektrodenanordnung eines anderen elektrolytischen Bearbeitungselementes über einen elektrisch leitenden Pfad verbunden wird, welcher einen sehr viel geringeren elektrischen Widerstand aufweist, als mögliche Strom¬ pfade durch die elektrolytische Behandlungslösung zwischen den elektrolytischen Bearbeitungselementen. Vorzugsweise liegen Werkstücke und Gegenelektrodenanordnungen, welche über einen derartigen niederohmigen elektrisch leitenden Pfad miteinander verbundenen sind, auf demselben elektrischen Potential. Mit anderen Worten, die Gegenelektrodenanordnung eines elektrolytischen Bearbeitungselementes liegt auf demselben
Potential wie die mit ihm über den niederohmigen Pfad verbundene Arbeitselektrode des folgenden elektrolytischen Bearbei¬ tungselementes. Diese Arbeitselektrode ist dann über die e- lektrolytische Behandlungslösung im elektrolytischen Bearbei- tungselement mit der im elektrolytischen Bearbeitungselement zugeordneten Gegenelektrodenanordnung elektrisch verbunden, welche wiederum über einen niederohmigen Pfad mit der Arbeitselektrode eines weiteren elektrolytischen Bearbeitungs- elementes verbunden ist. In den einzelnen elektrolytischen
Behandlungselementen liegt dabei jeweils eine Potentialdiffe¬ renz zwischen der Arbeitselektrode und der zugeordneten Gegenelektrode vor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das gleichzeitige
Bearbeiten mehrerer Werkstücke unter Verwendung lediglich einer einzigen Stromquelle. Aufgrund der Reihenschaltung kann erreicht werden, dass der Stromfluss durch alle Werkstücke im Wesentlichen gleich ist. Somit kann die Steuerung des Verfah- rens wie bisher über die Stromdichte erfolgen. Da im erfindungsgemäßen Verfahren nicht für jedes Werkstück eine eigene Spannungsquelle, etwa ein eigener Generator, notwendig ist, können die Investitionskosten für einen großtechnischen Einsatz verringert werden, da die Zahl der hohe Kosten verursa- chenden Generatoren verringert werden kann.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke mittels elektrochemischer Behandlung um- fasst einen Behälter, der mit einer elektrolytischen Behand- lungslösung zu befüllen ist und in den die Werkstücke als Arbeitselektroden eingebracht werden können. Im Behälter ist je Werkstück entweder eine Gegenelektrodenanordnung angeordnet oder einzubringen. Die Gegenelektrodenanordnung kann eine einzige oder mehrere Gegenelektroden umfassen. Schließlich ist eine mit einem Werkstück und mit einer Gegenelektrodenanordnung elektrisch leitend zu verbindende Spannungsquelle vorhanden. Ein Werkstück bildet zusammen mit einer zugeordneten Gegenelektrodenanordnung ein elektrolytisches Bearbeitungselement, wobei wenigstens ein Werkstück eines elektroly- tischen Bearbeitungselementes mit der Gegenelektrodenanord¬ nung eines anderen elektrolytischen Bearbeitungselementes ü- ber einen elektrisch leitenden Pfad zu verbinden ist, der einen deutlich geringeren elektrischen Widerstand aufweist, als die elektrolytische Behandlungslösung zwischen den beiden e- lektrolytisehen Bearbeitungselementen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Reihenschal¬ tung der elektrolytischen Bearbeitungselemente und damit ein Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie bietet da¬ her die bereits mit Bezug auf das Verfahren beschriebenen Vorteile .
Um sicherzustellen, dass beim Bearbeiten der Strom im Wesent- liehen nacheinander durch die einzelnen elektrolytischen Bearbeitungselemente fließt, können Einrichtungen zum Unterbinden eines Stromflusses durch die elektrolytische Behandlungs¬ lösung zwischen zwei elektrolytischen Bearbeitungselementen vorhanden sein. Diese Einrichtungen können beispielsweise Fa- radaysche Wände, etwa in Form geerdeter Drahtgitter, sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Einrichtungen durch Wände aus elektrisch isolierendem Material zu realisie¬ ren. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Einrichtungen aus einem gegenüber der elektrolytischen Behandlungs- lösung chemisch inerten Material hergestellt sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Stromfluss durch die elektrolytische Behandlungslösung zwischen benachbarten elektrolytischen Bearbeitungselementen auch über längere Zeit wirksam unterdrückt werden kann.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfin¬ dungsgemäße Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfin¬ dungsgemäße Vorrichtung.
Die nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtungen zum elektrochemischen Bearbeiten mindestens zweier Werkstücke können bei allen galvanischen Prozessen, die über einen gepulsten oder ungepulsten Strom gesteuert werden, zum Einsatz kommen. Derartige Prozesse sind bei¬ spielsweise das elektrochemische Entschichten von Werkstü¬ cken, das elektrochemische Beschichten von Werkstücken, das elektrochemische Reinigen von Werkstücken, das elektrochemische Polieren von Werkstücken, etc.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf ein elektrochemisches Entfernen von MCrAlY-Be- Schichtungen von Turbinenschaufeln beschrieben. In einem derartigen elektrochemischen Entschichtungsverfahren wird eine Turbinenschaufel als eine positiv, also anodisch gepolte Ar¬ beitselektrode in eine elektrolytische Behandlungslösung, beispielsweise eine Salzlösung, eingebracht. In der elektro- lytischen Behandlungslösung befindet sich außerdem eine Gegenelektrodenanordnung, die negativ, also kathodisch, gepolt ist. Aufgrund des Stromflusses werden die aus der MCrAlY- Beschichtung herausgelösten Metallionen von der Turbinenschaufel wegtransportiert.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum elektrochemischen Behandeln von Werkstücken umfasst einen Behälter 1 in den eine elektrolytische Behandlungslösung 3 einfüllbar ist. Mittels Drahtgitter 5 ist der Behälter in verschiedene Aufnahmen 6 unterteilt. In jede der Aufnahmen 6 werden zu entschichtende Turbinenschaufeln als Werkstücke 7, welche Arbeitselektro¬ den bilden, sowie den Werkstücken 7 zugeordnete Gegenelektro¬ denanordnungen 9 eingebracht. Die elektrolytische Behand- lungslösung 3 kann entweder zuvor in den Behälter 1 eingefüllt worden sein oder kann nach dem Einbringen der Werkstücke 7 in den Behälter eingefüllt werden.
Die Werkstücke 7 und die zugeordneten Gegenelektrodenanord- nungen 9 werden derart in den Behälter 1 eingebracht, dass sich in jeder Aufnahme jeweils genau ein Werkstück 7 und eine zugeordnete Gegenelektrodenanordnung 9 befinden. Ein Werkstück und eine zugeordnete Gegenelektrodenanordnung 9 bilden dabei eine im folgenden elektrochemisches Bearbeitungselement genannte Anordnung.
Eines der Werkstücke 7d ist mit dem positiven Pol einer Span¬ nungsquelle 11 elektrisch verbunden. Die diesem Werkstück 7d zugeordnete Gegenelektrodenanordnung 9d ist über eine mög- liehst niederohmige elektrische Verbindung 13c mit dem Werk¬ stück 7c des nächsten elektrochemischen Bearbeitungselementes verbunden. Dessen Gegenelektrodenanordnung 9c ist wiederum über eine möglichst niederohmige elektrische Verbindung 13d mit dem Werkstück 7b des dritten elektrochemischen Bearbei- tungselementes verbunden. Dessen Gegenelektrodenanordnung 9b ist wiederum über eine möglichst niederohmige elektrische Verbindung 13a mit dem Werkstück 7a des letzten elektrochemischen Bearbeitungselementes verbunden. Die Gegenelektrodenanordnung 9a dieses elektrochemischen Bearbeitungselementes ist schließlich mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 11 verbunden.
Die Drahtgitter 5, welche die einzelnen Aufnahmen 6 mit den daran angeordneten elektrochemischen Bearbeitungselementen voneinander trennen, sind geerdet und schirmen die elektrochemischen Behandlungselemente gegen die von den anderen e- lektrolytischen Behandlungselementen ausgehenden elektrischen Felder ab. Auf diese Weise kann ein Stromfluss durch die e- lektrolytische Behandlungslösung zwischen den einzelnen e- lektrolytischen Behandlungselementen wirksam unterbunden werden. Um einen elektrochemischen Angriff auf das Material der Drahtgitter 5 zu vermeiden, sind diese aus einem im Hinblick auf die elektrolytische Behandlungslösung 3 chemisch inerten Material hergestellt.
Die elektrisch leitenden Verbindungen 13 zwischen den Werkstücken 7 und den Gegenelektrodenanordnungen 9 verschiedener elektrochemischer Behandlungselemente führen zu einer Reihenschaltung der einzelnen elektrochemischen Behandlungselemente. Dabei bildet jedes elektrochemische Behandlungsele¬ ment jeweils ein Element der Reihenschaltung, in dem das Werkstück 7 anodisch gepolt und die zugehörige Gegenelektro¬ denanordnung kathodisch gepolt ist. Die elektrische Verbin- düng 13 ist derart niederohmig gewählt, dass ein Werkstück 7 auf demselben Potential liegt wie die mit ihm über die elekt¬ rische Verbindung 13 verbundene Gegenelektrodenanordnung 9. Die Drahtgitter 5 sorgen dabei dafür, dass für einen Stromfluss zwischen den beiden Polen der Spannungsquelle 11 ledig- lieh ein einziger Strompfad zur Verfügung steht, nämlich derjenige über die elektrischen Verbindungen 13 und - in den einzelnen elektrolytischen Bearbeitungselementen - durch die elektrolytische Behandlungslösung 3 zwischen dem Werkstück 7 und der zugeordneten Gegenelektrodenanordnung 9.
Wenn die Spannungsquelle 11 beispielsweise eine Spannung von 8 Volt zur Verfügung stellt und, wie in Figur 1 dargestellt, vier elektrolytische Behandlungselemente in Reihe geschaltet sind, fällt über jedes elektrolytische Behandlungselement ei- ne Spannung von zwei Volt ab. Mit anderen Worten, zwischen dem Werkstück 7 und der zugeordneten Gegenelektrode 9 eines elektrochemischen Behandlungselementes liegt immer eine Span¬ nung von zwei Volt an. Die Potentiale, auf denen die einzel- nen Werkstücke 7 und Gegenelektroden 9 liegen, sind in Fig. 1 angedeutet .
Während des elektrochemischen Behandlungsprozesses kann die elektrolytische Behandlungslösung 3 über geeignete Zu- und Abflüsse kontinuierlich ausgetauscht werden, beispielsweise um beim Entschichten der Turbinenschaufeln in die elektrolytische Behandlungslösung eingebrachte Ionen abzutransportie¬ ren. Beim Beschichten können über den Zufluss ständig neue Ionen zugeführt werden, die sich als Beschichtung auf der O- berflache des Werkstückes 7 ablagern können. Die Zu- und Ab¬ flüsse sind vorzugsweise so angeordnet, dass alle Aufnahmen im Wesentlichen dieselbe Ionendichte aufweisen. In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung genügt dabei grundsätzlich ein einziger Zufluss und ein einziger Abfluss, da alle Auf- nahmen 6 aufgrund der Maschen der Gitter 5 strömungstechnisch miteinander in Verbindung stehen.
Zwar weist der Behälter 1 der mit Bezug auf Fig. 1 beschrie¬ benen Vorrichtung vier Aufnahmen auf, jedoch kann er auch mehr als vier oder weniger als vier Aufnahmen aufweisen. Entsprechend kann die Reihenschaltung aus mehr oder weniger als vier elektrolytischen Behandlungselementen aufgebaut sein. Grenzen für die Zahl an elektrolytischen Behandlungselementen, aus denen die Reihenschaltung aufgebaut sein kann, erge- ben sich aus dem gewünschten Spannungsabfall zwischen den
Werkstücken und den zugeordneten Gegenelektrodenanordnungen in Verbindung mit der Spannung, die von der Spannungsquelle zur Verfügung gestellt werden kann. Daneben stellt auch die Größe des Behälters 1 im Verhältnis zur Größe der zu bearbei- tenden Werkstücke eine Beschränkung für die mögliche Anzahl an Aufnahmen dar.
Da aufgrund der Reihenschaltung der Strom durch alle elektro- lytischen Bearbeitungselemente gleich ist, kann der elektro¬ lytische Bearbeitungsprozess wie bei einer elektrolytischen Einzelzelle über die Stromdichte erfolgen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vor- richtung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung lediglich dadurch, dass die geerdeten Drahtgitter 5 durch Wände 50 aus Isolatormaterial ersetzt sind. Wie das Material der Drahtgit- ter im ersten Ausführungsbeispiel ist auch das Material der Isolatorwände 50 derart gewählt, dass es im Hinblick auf die elektrolytische Behandlungslösung 3 chemisch inert ist. Die übrigen Elemente des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen denen aus Figur 1. Sie sind daher mit dem- selben Bezugsziffern wie in Figur 1 bezeichnet und werden an dieser Stelle nicht noch einmal erläutert.
Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung ist zum Beschichten eines Werkstückes, beispielsweise einer Turbinenschaufel, mit einer metallischen Beschichtung konfiguriert. Dies bedeutet, dass die Spannungsquelle 11 gegenüber der in Figur 1 darge¬ stellten Spannungsquelle umgepolt ist. Mit anderen Worten, in jedem elektrolytischen Behandlungselement bildet das Werk¬ stück 7 bei der in Figur 2 dargestellten Polung eine katho- disch gepolte Elektrode, während die Gegenelektrodenanordnung 9 eine anodisch gepolte Elektrode bildet. Ein Stromfluss durch die elektrolytische Behandlungslösung 3 zwischen den einzelnen elektrolytischen Behandlungselementen wird durch die Isolatorwände 50 unterbunden. Zum Beschichten der Werkstücke 7 werden der elektrolytischen Behandlungslösung 3 Metallionen zugeführt, die aufgrund der zwischen den Werkstücken 7 und den zugeordneten Gegenelektro- denanordnungen 9 anliegenden Spannung zu den Oberflächen der Werkstücke 7 transportiert werden und sich dort zu einer Be- schichtung ablagern.
Da die Isolatorwände 50 Strömungsbarrieren darstellen, ist im zweiten Ausführungsbeispiel jeder Aufnahme 6 im Behälter 1 ein eigener Zufluss und ein eigener Abfluss für elektrolyti¬ sche Behandlungslösung zugeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke (7) mittels elektrochemischer Behandlung, bei der die Werkstücke
(7) als Arbeitselektroden in eine elektrolytische Behand¬ lungslösung (3) gegeben werden, in der jedem Werkstück (7) eine Gegenelektrodenanordnung (9) zugeordnet ist, wobei ein Werkstück (7) und die zugeordnete Gegenelektrodenanordnung (9) jeweils ein elektrolytisches Bearbeitungselement bilden und die elektrolytischen Bearbeitungselemente in Reihe ge¬ schaltet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem einem Stromfluss durch die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwischen den elekt¬ rolytischen Bearbeitungselementen gezielt entgegengewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, in dem die elektrolytischen Be- arbeitungselemente gegen von den anderen elektrolytischen Bearbeitungselementen ausgehende elektrische Felder abgeschirmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, in dem die elektrolytischen Be- handlungslösungen der einzelnen elektrolytischen Behandlungselemente elektrisch voneinander isoliert sind.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden der Reihenschaltung das Werk- stück (7) eines elektrolytischen Bearbeitungselementes mit der Gegenelektrodenanordnung (9) eines anderen elektrolytischen Bearbeitungselementes über einen niederohmigen elekt¬ risch leitenden Pfad (13) verbunden wird, der einen sehr viel geringeren elektrischen Widerstand aufweist, als mögliche Strompfade durch die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwischen den elektrolytischen Bearbeitungselementen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den niederohmigen elektrisch leitenden Pfad (13) miteinander verbundene Werkstücke (7) und die Gegenelektrodenanord¬ nungen (9) auf demselben elektrischen Potenzial liegen.
7. Vorrichtung zum Bearbeiten wenigstens zweier Werkstücke (7) mittels elektrochemischer Behandlung mit
- einem Behälter (1), der mit einer elektrolytischen Behandlungslösung (3) zu befüllen ist und in den die Werkstücke (7) als Arbeitselektroden eingebracht werden können,
- einer im Behälter (1) angeordneten oder in den Behälter (1) einzubringenden Gegenelektrodenanordnung (9) je Werkstück (7) und
- einer mit einem Werkstück (7) und einer Gegenelektrodenanordnung (9) elektrisch leitend zu verbindenden Spannungsquelle (11), wobei ein Werkstück (7) zusammen mit einer zugeordneten Gegenelektrodenanordnung (9) ein elektrolytisches Bearbeitungs¬ element bildet und wobei wenigstens ein Werkstück (7) eines elektrolytischen Bearbeitungselementes mit der Gegenelektro¬ denanordnungen (9) eines anderen elektrolytischen Bearbei- tungselementes über einen elektrisch leitenden Pfad (13) zu verbinden ist, der einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist, als die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwi¬ schen den beiden elektrolytischen Bearbeitungselementen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, in der Einrichtungen (5, 50) zum Unterbinden eines Stromflusses durch die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwischen zwei elektrolytischen Bearbeitungselementen vorhanden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Unterbinden eines Stromflusses durch die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwischen zwei e- lektrolytischen Bearbeitungselementen Faradaysche Wände (5) sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, in der als Faradaysche Wände geerdete Drahtgitter (5) vorhanden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Unterbinden eines Stromflusses durch die elektrolytische Behandlungslösung (3) zwischen zwei e- lektrolytischen Bearbeitungselementen Wände (50) aus einem elektrisch isolierenden Material sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, in der die Faradayschen Wände (5) bzw. die Wände (50) aus einem elekt¬ risch isolierenden Material aus einem gegenüber der elektrolytischen Behandlungslösung (3) chemisch inerten Material hergestellt sind.
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