EP1930482A2 - Beheiztes Elektropoliergerät - Google Patents

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EP1930482A2
EP1930482A2 EP07120055A EP07120055A EP1930482A2 EP 1930482 A2 EP1930482 A2 EP 1930482A2 EP 07120055 A EP07120055 A EP 07120055A EP 07120055 A EP07120055 A EP 07120055A EP 1930482 A2 EP1930482 A2 EP 1930482A2
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EP
European Patent Office
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bath
heating
current
polishing
electropolishing
Prior art date
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EP07120055A
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English (en)
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EP1930482A3 (de
EP1930482B1 (de
Inventor
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Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
Original Assignee
Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/02—Heating or cooling

Definitions

  • the invention relates to an electropolishing apparatus, comprising a bath container for receiving an electrically conductive bath liquid, in which objects to be polished are immersed, a polishing current source having a first electrical electrode connection for electrical connection to one or more objects to be polished and an electrode electrically connected to the bath liquid, and a heater for heating the bath.
  • Such electropolishing devices are used in a number of applications to polish products of an electrically conductive material by means of a so-called electrolytic polishing treatment.
  • the objects are electrically connected as an anode to a power source and immersed in a galvanic bath.
  • the galvanic bath may contain, for example, sulfuric acid, phosphoric acid or other acids and mixtures of these acids and is electrically conductive.
  • the galvanic bath is electrically connected to an electrode connected as a cathode. This cathode may be through a surface electrode, a differently shaped electrode or the container for the galvanic bath itself will be presented.
  • EP 1 384 448 a device for the electrodeposition of metallic dental moldings is known, which comprises an anode connected to an electrical supply unit and cathode, which are immersed in a filled with an electrolyte bath beaker.
  • This electrolyte bath is heated by means of an infrared radiator in order to achieve a favorable, elevated bath temperature.
  • Prior art electropolishing apparatus have a heating device in the form of a heating element immersed in the bath, which is designed as a resistance heating element. Although it can be kept constant with such resistance heating once a raised bath temperature, a major disadvantage of such a heating is that the heating of the polishing bath from room temperature to the operating temperature of typically over 50 ° C takes a lot of time, typically two hours ,
  • the heating process can be optimized with such resistance heating elements by the contact area is increased to the polishing bath, but this leads to undesirably large dimensions of the resistance heating and consequently a low capacity for polishing objects to be polished.
  • the heating power of a resistance heating element can be improved by increasing the temperature of the resistance heating element itself.
  • limits are set for this optimization approach, since decomposition and / or vaporization of the polishing bath take place to an undesired extent in the immediate vicinity of the surface of the resistance heating element above a certain limit temperature of the resistance heating element.
  • the invention has for its object to provide a heater which reduces the aforementioned problems and preferably avoids.
  • an electropolishing device of the aforementioned type in which the heater comprises a heating current source which supplies a heating circuit via two heating electrodes electrically connected to the bath liquid, wherein the heating electrodes are arranged so that a part of the heating circuit through at least a partial volume Bath liquid is formed when the bath liquid is in the bath tank and the heating current source is an AC power source with a frequency of more than 500Hz.
  • the heater according to the invention thus avoids the disadvantages of known bath heaters by the polishing bath itself is integrated into a heating circuit, which serves the bath heating. This is achieved by connecting each of the two outputs of the heating current source to one electrode each and immersing these two electrodes at a distance from one another in the polishing bath. A voltage applied to these electrodes will thus cause current to flow through the polishing bath, thereby heating the bath volume between the electrodes. With the heater according to the invention can thus be applied directly to a large volume of the polishing bath without the need to use large heating elements, the heating effect.
  • a specific problem in the heating of electrically conductive baths by means of a current flowing between two electrodes through the bath current is the unwanted decomposition of the bath liquid by the heating current.
  • This Decomposition causes a reduction in the desired functionality of the bath liquid, so for example the polishing effect, in other applications, such as a galvanic bath, but also the galvanic coating effect.
  • alternating current as the heating current, which has a frequency of more than 500 Hz.
  • the decomposition can be significantly reduced or completely avoided by alternating currents with the frequency range defined in this way.
  • AC currents having lower frequencies than the specified range are not suitable for reducing or avoiding unwanted bath degradation.
  • the frequency of the heating current is more than 4 kHz, in particular more than 15 kHz or 20 kHz, since this can virtually completely avoid bath decomposition.
  • the principle of the heater according to the invention is particularly suitable for electropolishing, thereby allowing a short heating of the polishing bath from room temperature to operating temperature. Thus, it is not necessary to keep the polishing bath for a long time at operating temperature, but it can cool down again after each polishing, since the long heating times of known polishing baths are shortened to a few minutes.
  • the principle of the heater used in the electropolishing according to the invention is therefore in principle also suitable for other devices in which an electrically conductive bath must be heated, for example, for devices for electrodeposition such as electroplating baths for gold deposition and the like.
  • the polishing current source is a DC source or a pulsed DC source.
  • This training is based on the recognition that the required for the electropolishing effect occurs particularly effectively with direct current.
  • a specific problem in systems for electropolishing or other similar systems, such as galvanic systems, is that the power sources depending on the surfaces to be processed have to deliver different services. Basically, as the area of the objects to be machined increases, the resistance decreases and the current required for processing increases accordingly. Typically, however, these systems must be suitable for processing objects with very different sizes of the surfaces to be processed. It is known to design the power sources for the typical maximum area to be processed in the bathroom, but this interpretation is on the one hand costly and on the other hand does not meet the requirements, if exceptionally once polished objects with larger surfaces to be machined, galvanized or the like ,
  • the polishing current source is coupled to a polishing current control unit which is designed to form the polishing current as a constant direct current or pulsed direct current as a function of the polishing current resistance.
  • a polishing current control unit which is designed to form the polishing current as a constant direct current or pulsed direct current as a function of the polishing current resistance.
  • a polishing current control unit is provided and configured to reverse-polish the polishing current at regular time intervals for a duration of a short pulse, in particular a duration of less than 50 ms.
  • this disadvantage is remedied with the preferred embodiment described above by reversing the machining current, ie the polishing current, at regular time intervals at regular time intervals.
  • the time intervals can be constant, for example, but they can also be calculated as a function of the integrated over the processing time machining current, depending on the bath state or combinations thereof.
  • the heating current source is an alternating current source with a frequency of more than 4 kHz, preferably more than 15 kHz, in particular more than 20 kHz.
  • This training is based on the one hand, the knowledge that by heating with an alternating current with a frequency above 4kHz can be avoided that components of the heating electrodes detach in the polishing or decomposition of the bath occurs.
  • frequencies above 15 kHz or even above 20 kHz are preferred, since in this frequency range no perceptible to human hearing vibrations are generated and thus an acoustic annoyance is avoided.
  • the two heating electrodes are each arranged adjacent to a wall portion of the bath container and are located opposite to the center of the bath volume.
  • This development of the invention is based on the principle that the heater according to the invention is particularly effective especially when the largest possible volume fraction of the polishing bath between the two heating electrodes is arranged so that this large volume is traversed by the heating causing the current.
  • the arrangement of the heating electrodes could indeed be chosen so that a central electrode is arranged in the middle of the polishing bath and the container wall itself is used as a second heating electrode. As a result, although the entire bath volume would flow through the heating current and consequently heated, however, the central electrode is unfavorable with regard to the arrangement of the objects to be polished.
  • two wall sections of the container wall as heating electrodes, wherein the entire container is designed such that a voltage applied to these two wall sections causes a flow of current through the bath and other current flows, for example via the container wall itself. prevented.
  • the two heating electrodes are shaped so that the maximum distance between the wall portion of the bath container and the respective heating electrode is minimal.
  • the distance between the electrodes and the wall section can be minimized at each point, and thus an optimum maximization of the bath volume between the two electrodes can be achieved.
  • At least one of the two heating electrodes is formed flat.
  • a flat configuration of the heating electrodes allows a uniform current flow through the bath volume portions through which the heating current flows, since the resistance in the electrodes themselves is considerably lower than the resistance in the polishing bath and thus a large bath volume can be included in the heating current flow by appropriate arrangement of the planar electrodes and at the same time can be achieved that the current paths extend through this bath volume for each area about or exactly the same length between the two electrodes.
  • a further, particularly preferred embodiment of the polishing apparatus according to the invention comprises a current-detecting device connected to the polishing current source, comprising a current measuring device and a time clock coupled thereto for cumulative measurement of the electrical energy.
  • a particular problem in connection with electropolishing of the type mentioned is the monitoring of the quality of the polishing bath. Since on the one hand decomposition and thus chemical changes take place over the service life of a polishing bath in the polishing bath and on the other hand take place evaporations and thus changes in concentration, a polishing bath can not be used indefinitely.
  • the training described above is based on the finding that the quality of the polishing bath is not dependent solely on its operating time, but in particular on the amount of electricity, ie the integrated over the time current or the amount of electrical energy is dependent. According to the invention, therefore, a current-generating device is provided which detects this amount of current and thus makes it possible to make a statement about a degree of deterioration of the polishing bath.
  • the training according to the invention can be used in particular to the, Assess the deterioration of a freshly filled polishing bath and replace the bathroom at a certain degree of deterioration or a certain amount of electricity detected and replace it with a fresh bath.
  • the current generation device can be further developed by comprising: a current amount memory for storing the cumulative amount of current, a reset device, in particular a manual reset switch, for zeroing the amount of current stored in the current amount storage, a comparison device for comparing the amount of current stored in the memory with a predetermined maximum amount of current and a signal device coupled to the comparison device which generates an optical or acoustic signal when the amount of current stored in the memory reaches or exceeds the predetermined maximum current amount.
  • This training makes it possible to carry out a largely automated bath monitoring by zeroing a stored amount of current when filling a fresh bath, this amount of current is continuously increased and stored in response to the temporally flowing currents and the stored current value is compared with a predetermined maximum value to determine whether the maximum value has already been reached or even exceeded and then a signal for replacing the polishing bath is given.
  • the used for this purpose electricity storage unit detects the cumulative amount of electricity and must be designed to have noted this amount of electricity again after switching off and on the polishing device in the memory.
  • the comparator may for example be an optical comparison display, but preferably a comparator integrated in an electrical component, which compares two input signals with each other and outputs a difference value as an output signal, which is preferably numerically, i. executed by software in a microprocessor.
  • the signal device corresponds to a quantity of current stored in the memory or to the difference between the amount of current stored in the memory and the predetermined maximum amount of current Signal outputs.
  • the user of the electropolishing device according to the invention is given an estimate of the quality of the polishing bath and the remaining operating time.
  • the display may consist of a remaining run time calculated based on an estimated average current value or an accurately calculated residual current value.
  • a warning light may also be provided to indicate a spent bath.
  • the heating current source is coupled to a control device, which is coupled to a thermal sensor for detecting the temperature of the polishing bath and is designed to control the heating current so that a predetermined bath temperature is set and maintained ,
  • a control device which is coupled to a thermal sensor for detecting the temperature of the polishing bath and is designed to control the heating current so that a predetermined bath temperature is set and maintained .
  • the heat sensor can be embodied, for example, directly as a thermal sensor immersed in the bath or as a heat sensor corresponding to the error-corrected heat sensor.
  • At least one heating electrode and one polishing electrode are formed by a single electrode.
  • stirring device for circulating the polishing bath.
  • This stirring device can be embodied, for example, as a magnetic stirrer or circulating pump and serves essentially to compensate for temperature gradients in the polishing bath, which may be caused by local heating processes, for example, or differences in concentration in the polishing bath, which can be caused, for example, by local evaporation processes, by continuously mixing the bath volume fractions become.
  • a further aspect of the invention is a heating device for an electrically conductive bath, comprising a heating current source, which supplies a heating circuit with current via two heating electrodes electrically connected to the bath liquid, wherein the heating electrodes are arranged so that a part of the heating circuit through at least a partial volume of Bath liquid is formed when the bath liquid is in the bath tank and the heating current source is an AC power source with a frequency of more than 500Hz.
  • the electropolishing apparatus preferably operates according to a method for electropolishing with the following steps: heating an electrically conductive electropolishing bath to a predetermined temperature, immersing one or more objects to be polished in the electropolishing bath, applying a voltage between the object to be polished or the objects to be polished and a counterelectrode connected to the electropolishing bath, characterized in that the heating of the electropolishing bath takes place by applying an alternating voltage to two electrodes immersed in the electropolishing bath.
  • FIG. 1 shows a bath container 10 in which a polishing bath 20 is filled.
  • a polishing bath 20 In the polishing bath 20, an object to be polished 30 is immersed and is held by means of an electrically conductive support rod 31 on a device-side mounting plate 32.
  • a power line 32 To the support rod 31, a power line 32 is electrically connected, which is connected to a pole of a polishing power source 40.
  • the other pole of the polishing current source 40 is electrically connected to the bottom wall 11 of the polishing bath container 10 via a connecting line 34.
  • a current generation device 50 is turned on, which includes an ammeter 51 and a timer 52.
  • Ammeter 51 and timer 52 are coupled together to calculate a time-integrated amount of current in the current generator and to store it in memory.
  • the thus calculated current is compared within the current generator 50 with a stored maximum value and the difference between the formulated current value and the maximum value is displayed on a display 54.
  • a warning light (55) indicates a used up bath.
  • the accumulated current value is stored in a memory within the current generator.
  • the stored value can be set to zero, preferably via a reset button 53.
  • each a surface electrode 60, 61 immersed in the polishing bath 20.
  • the surface electrodes 60, 61 extend over the entire side wall 12, 13 of the bath container 10 and face each other. In this way, a large part of the bath volume of the polishing bath 20 is arranged between the electrodes 60, 61.
  • the electrodes 60, 61 are connected via electrical leads 62, 63 to a heating current source 70, which generates an alternating current with an AC frequency of 15 kHz.
  • a heat sensor 80 is arranged, which is connected via an electrical line 81 to a central control unit 100.
  • the central control / regulation unit 100 comprises a setting wheel 101, on which a desired value for the bath temperature can be set. Furthermore, the control / regulation unit 100 comprises a display 102, on which the actual temperature of the polishing bath 20 detected by the temperature sensor 80 is displayed. Depending on the difference between the setpoint and actual temperature, the control / regulation unit 100 regulates the heating current intensity generated by the heating current source 70 via a control line 71.
  • the control unit 100 further controls the current intensity of the polishing power source 40 via a control line 41.
  • the control unit 100 is further connected via a control line 91 with a magnetic stirrer 90, which comprises a magnetic stirring rod 92 and an electric motor 93 with a driver for the stirring rod 92.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the polishing installation according to the invention.
  • the second embodiment is substantially identical in construction to the first embodiment and corresponding structures and components are designated by the same reference numerals. A description of these structures and components is omitted here.
  • the second embodiment illustrated in FIG. 2 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the polishing current source 40 is not electrically connected to the bottom wall of the polishing bath container by means of a connecting line, but rather a connecting line 134 is formed which forms the other pole of the polishing current source electrically connected to a connection point 135.
  • the connection point 135 is electrically connected to the surface electrode 60, which thus serves for bath heating by means of alternating current and as a counterpole for the electropolishing process.
  • the polishing apparatus preferably operates according to the following method:
  • the polishing bath is heated by allowing the heating current source 70 to flow current through the electrodes 60, 61 through the polishing bath 20.
  • the magnetic stirrer 90 is in operation.
  • the bath temperature is continuously measured by means of the temperature sensor 80 and compared in the control unit 100 with the set target value. As soon as an ideal temperature, which is for typical polishing baths between 40 ° C and 50 ° C, is reached, the current intensity of the heating current source 70 is reduced in order to flow only so much current that is required for maintaining the temperature Electricity is reduced in the time average.
  • the object to be polished is attached to the rod 31 and lowered into the polishing bath 20.
  • the control device 100 drives the polishing power source 40, which then applies a polishing current to the container wall as a first electrode and the object 30 to be polished as a second electrode.
  • the current flowing between the container wall and the object to be polished is measured via the ammeter 51 and integrated over the time detected by the clock 52.
  • the current value thus calculated is added to a stored current current value and this sum subtracted from a predetermined maximum value and the remaining amount of remaining flow until the required replacement of the polishing bath 20 on the display 54 is displayed.
  • the object is removed from the bath and removed from the rod 31.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektropoliergerät, umfassend einen Badbehälter zur Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Badflüssigkeit, in welche zu polierende Objekte eingetaucht werden, eine Polierstromquelle mit einem ersten elektrischen Elektrodenanschluss zum elektrischen Verbinden mit einem oder mehreren zu polierenden Objekten und einer mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Elektrode, und eine Heizung zum Aufheizen des Bades. Erfindungsgemäß umfasst die Heizung eine Heizstromquelle, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden einen Heizstromkreis mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet und die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 500Hz ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektropoliergerät, umfassend einen Badbehälter zur Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Badflüssigkeit, in welche zu polierende Objekte eingetaucht werden, eine Polierstromquelle mit einem ersten elektrischen Elektrodenanschluss zum elektrischen Verbinden mit einem oder mehreren zu polierenden Objekten und einer mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Elektrode, und eine Heizung zum Aufheizen des Bades.
  • Solche Elektropoliergeräte werden in einer Reihe von Anwendungen dazu genutzt, Produkte aus einem elektrisch leitfähigen Material mittels einer sogenannten elektrolytischen Glänzbehandlung zu polieren. Zu diesem Zweck werden die Objekte elektrisch als Anode an eine Stromquelle angeschlossen und in ein galvanisches Bad eingetaucht. Das galvanische Bad kann beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure oder andere Säuren sowie Gemische dieser Säuren enthalten und ist elektrisch leitfähig. Das galvanische Bad ist elektrisch mit einer als Kathode geschalteten Elektrode verbunden. Diese Kathode kann durch eine Flächenelektrode, eine anders geformte Elektrode oder den Behälter für das galvanische Bad selbst dargestellt werden. Durch den Fluss eines Gleichstromes oder eines gepulsten Gleichstromes werden Rauhigkeitsspitzen der zu polierenden Objekte abgetragen und hierdurch der Poliervorgang bewirkt.
  • Aus DE 32 10 315 C2 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Glänzbehandlung bekannt, welches nach dem zuvor beschriebenen Prinzip arbeitet und bei dem der Badbehälter mit Kühlschlangen und einer Badheizung ausgestattet ist.
  • In der Ausgestaltung solcher Elektropoliergeräte mit einer Badheizung liegt eine Fortbildung, welche einen effizienteren und somit zeitlich verkürzten Poliervorgang ermöglicht. Aus DE 33 00 650 C2 ist es bekannt, ein Elektropolierverfahren mittels einer Elektrolytlösung mit einer Temperatur von 70 bis 80°C zu betreiben. Aus DE 44 01 896 ist ein weiteres Glänzgerät der eingangs genannten Art vorbekannt.
  • Aus EP 1 384 448 ist eine Vorrichtung zur galvanischen Abscheidung metallischer Dentalformteile bekannt, welche eine mit einer elektrischen Versorgungseinheit verbundene Anode und Kathode umfasst, die in ein mit einem Elektrolytbad gefülltes Becherglas getaucht sind. Dieses Elektrolytbad wird mittels eines Infrarotstrahlers aufgeheizt, um eine vorteilhafte, erhöhte Badtemperatur zu erreichen.
  • Elektropoliergeräte nach dem Stand der Technik weisen eine Heizvorrichtung in Form eines in das Bad eingetauchten Heizelementes auf, das als Widerstandsheizelement ausgeführt ist. Zwar kann mit solchen Widerstandsheizelementen eine einmal erreichte erhöhte Badtemperatur konstant gehalten werden, ein wesentlicher Nachteil einer solchen Heizung besteht aber darin, dass der Aufheizvorgang des Polierbades von Raumtemperatur auf die Betriebstemperatur von typischerweise über 50°C sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, typischerweise zwei Stunden.
  • Zwar kann der Heizvorgang mit solchen Widerstandsheizelementen optimiert werden, indem die Kontaktfläche zum Polierbad vergrößert wird, dies führt jedoch zu unerwünscht großen Abmessungen des Widerstandsheizelementes und folglich einer geringen Fassungskapazität für zu polierende Objekte des Polierbades.
  • Weiterhin kann die Aufheizleistung eines Widerstandsheizelementes verbessert werden, indem die Temperatur des Widerstandsheizelementes selbst erhöht wird. Diesem Optimierungsansatz sind jedoch Grenzen gesetzt, denn ab einer bestimmten Grenztemperatur des Widerstandsheizelementes finden in unmittelbarer Nähe zu der Oberfläche des Widerstandsheizelementes Zersetzungen und/oder Verdampfung des Polierbades in unerwünschtem Ausmaß statt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizung bereitzustellen, welche die vorgenannten Probleme verringert und vorzugsweise vermeidet.
  • Erfindungsgemäß wird ein Elektropoliergerät der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei dem die Heizung eine Heizstromquelle umfasst, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundene Heizelektroden einen Heizstromkreis mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet und die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 500Hz ist.
  • Die erfindungsgemäße Heizung vermeidet somit die Nachteile bekannter Badheizungen, indem das Polierbad selbst in einen Heizstromkreis eingebunden wird, welcher der Baderwärmung dient. Dies wird erreicht, indem jeder der zwei Ausgänge der Heizstromquelle mit jeweils einer Elektrode verbunden ist und diese beiden Elektroden beabstandet voneinander in das Polierbad eingetaucht sind. Eine an diese Elektroden angelegte Spannung wird somit einen Stromfluss durch das Polierbad bewirken, wodurch das zwischen den Elektroden liegende Badvolumen erwärmt wird. Mit der erfindungsgemäßen Heizung kann somit ohne die Notwendigkeit der Verwendung großer Heizelemente die Heizwirkung direkt auf ein großes Volumen des Polierbades aufgebracht werden.
  • Eine spezifische Problematik beim Heizen von elektrisch leitfähigen Bädern mittels eines zwischen zwei Elektroden durch das Bad fließenden Stromes stellt die ungewünschte Zersetzung der Badflüssigkeit durch den Heizstrom dar. Diese Zersetzung bewirkt eine Herabsetzung der gewünschten Funktionsfähigkeit der Badflüssigkeit, also beispielsweise der Polierwirkung, bei anderen Anwendungsformen, wie beispielsweise einem Galvanikbad, aber auch die galvanische Beschichtungswirkung.
  • Es ist zwar bekannt, dass einer Funktionsreduktion durch Zersetzung des Bades entgegengewirkt werden kann, indem beispielsweise die Verweildauer der zu bearbeitenden Objekte im Bad verlängert wird, oder die angelegte Polierspannung bzw. galvanische Spannung erhöht wird, hierdurch werden jedoch andere Nachteile in Kauf genommen, wie beispielsweise eine verlängerte Bearbeitungsdauer, eine verstärkte Baderwärmung und ein qualitativ reduziertes Bearbeitungsergebnis.
  • Erfindungsgemäß wird diesen Nachteilen abgeholfen, indem ein Wechselstrom als Heizstrom verwendet wird, der eine Frequenz von mehr als 500Hz aufweist. Überraschend hat sich gezeigt, dass die Zersetzung durch Wechselströme mit dem so definierten Frequenzbereich maßgeblich reduziert bzw. vollständig vermieden werden kann. Wechselströme, welche niedrigere Frequenzen als der angegebene Bereich aufweisen, eignen sich nicht dazu, die unerwünschte Badzersetzung zu reduzieren oder zu vermeiden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Frequenz des Heizstroms mehr als 4KHz beträgt, insbesondere mehr als 15KHz oder 20KHz, da hierdurch die Badzersetzung praktisch vollständig vermieden werden kann.
  • Das Prinzip der erfindungsgemäßen Heizung ist insbesondere für Elektropoliergeräte geeignet, um hierdurch eine kurze Aufheizzeit des Polierbades von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur zu ermöglichen. Somit ist es nicht erforderlich, das Polierbad über längere Zeit auf Betriebstemperatur zu halten, sondern es kann nach jedem Poliervorgang wieder abkühlen, da die langen Aufheizzeiten bekannter Polierbäder auf wenige Minuten verkürzt werden. Das Prinzip der in dem erfindungsgemäßen Elektropoliergerät eingesetzten Heizung eignet sich daher prinzipiell auch für andere Geräte, in denen ein elektrisch leitfähiges Bad aufgeheizt werden muss, beispielsweise für Vorrichtungen zur galvanischen Abscheidung wie Galvanikbäder zur Goldabscheidung und dergleichen.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Polierstromquelle eine Gleichstromquelle oder eine gepulste Gleichstromquelle. Dieser Fortbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der für die Elektropolitur erforderliche Effekt bei Gleichstrom besonders wirksam auftritt. Eine spezifische Problematik bei Anlagen zur Elektropolitur oder auch anderen prinzipiell ähnlichen Anlagen, wie beispielsweise galvanischen Anlagen, liegt darin, dass die Stromquellen in Abhängigkeit der zu bearbeitenden Flächen verschiedene Leistungen abgeben müssen. Grundsätzlich sinkt mit der Zunahme der zu bearbeitenden Fläche der Objekte der Widerstand und der zur Bearbeitung erforderliche Strom steigt entsprechend an. Typischerweise müssen diese Anlagen jedoch zur Bearbeitung von Objekten mit sehr unterschiedlichen Größen der zu bearbeitenden Flächen geeignet sein. Es ist bekannt, die Stromquellen für die typische, maximal im Bad zu bearbeitende Fläche auszulegen, jedoch ist diese Auslegungsweise einerseits kostenintensiv und genügt andererseits den Anforderungen dann nicht, wenn ausnahmsweise einmal doch Objekte mit größeren zu bearbeitenden Flächen poliert, galvanisch behandelt oder dergleichen werden sollen.
  • Diesem Nachteil hilft die hier fortgebildete Ausführungsform ab, indem sie einer Überlastung der Stromquelle und damit einhergehenden Herabsetzung der Stromstärke mit entsprechender Qualitätsverringerung des Arbeitsergebnisses durch einen Impulsbetrieb des Stromes entgegenwirkt. Hierdurch können Anlagen zur Polierbehandlung oder galvanischen Abscheidung in vorteilhafterweise auf den am häufigsten in der Praxis auftretenden Betriebspunkt bzw. die am häufigsten in der Praxis auftretenden Flächengrößen abgestimmt werden, um bei solchen Flächengrößen im konstanten Gleichstrombetrieb betrieben werden zu können und lediglich bei Überschreiten dieser Flächengrößen wird auf gepulsten Betrieb umgeschaltet, um der Überlastung der Stromquelle vorzubeugen und eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität sicherzustellen.
  • Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Polierstromquelle mit einer Polierstromregeleinheit gekoppelt ist, die ausgebildet ist, um den Polierstrom in Abhängigkeit des Polierstromwiderstandes als konstanten Gleichstrom oder gepulsten Gleichstrom auszubilden. Mittels einer solchen Polierstromregeleinheit kann eine automatische Anpassung in solcher Weise erzielt werden, dass die Polierstromquelle vom konstanten Betrieb in den gepulsten Betrieb umgeschaltet wird, wenn dies aufgrund der Größe der zu bearbeitenden Fläche erforderlich ist und zudem die Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz an die Belastung und Leistungsfähigkeit der Stromquelle angepasst werden. Insbesondere kann eine solche Regelung beinhalten, dass bei Überschreiten einer bestimmten Größe der zu bearbeitenden Fläche auf Pulsbetrieb umgeschaltet wird oder bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur des Bades auf Pulsbetrieb umgeschaltet wird und zudem in Abstufungen der weiteren Zunahme der zu bearbeitenden Fläche oder der Badtemperatur dieser Pulsbetrieb entsprechend hinsichtlich Pulsdauer und Pulsfrequenz angepasst wird.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, wenn eine / die Polierstromregeleinheit vorgesehen und ausgebildet ist, um den Polierstrom in regelmäßigen zeitlichen Abständen für eine Dauer eines kurzen Pulses, insbesondere eine Dauer von weniger als 50ms, umzupolen. Eine spezifische Problematik bei dem Polieren, aber auch bei galvanischen Abscheidungsvorgängen, ist die Bildung von Gasblasen innerhalb des Bades auf den zu bearbeitenden Flächen. Im Bereich solcher anhaftenden Gasblasen findet regelmäßig keine Bearbeitung statt und dies kann die Qualität des Bearbeitungsergebnisses negativ beeinflussen. Erfindungsgemäß wird diesem Nachteil mit der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform abgeholfen, indem in regelmäßigen Zeitabständen der Bearbeitungsstrom, also der Polierstrom, in regelmäßigen Zeitabständen umgepolt wird. Durch diesen Umpolvorgang findet eine Ablösung der Gasblasen statt und das Bearbeitungsergebnis kann folglich qualitativ aufgewertet werden. Die zeitlichen Abstände können dabei beispielsweise konstant sein, sie können jedoch auch in Abhängigkeit des über die Bearbeitungszeit integrierten Bearbeitungsstromes, in Abhängigkeit des Badzustandes oder Kombinationen hieraus berechnet werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 4kHz, vorzugsweise mehr als 15kHz, insbesondere mehr als 20kHz ist. Dieser Fortbildung liegt einerseits die Erkenntnis zugrunde, dass durch Heizen mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz oberhalb von 4kHz vermieden werden kann, dass sich Bestandteile der Heizelektroden in das Polierbad ablösen oder eine Zersetzung des Bades eintritt. Andererseits sind insbesondere Frequenzen oberhalb von 15kHz oder sogar oberhalb von 20kHz bevorzugt, da in diesen Frequenzbereich keine für das menschliche Gehör wahrnehmbare Schwingungen erzeugt werden und folglich eine akustische Belästigung vermieden wird.
  • Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind die zwei Heizelektroden jeweils benachbart zu einem Wandabschnitt des Badbehälters angeordnet und liegen sich in Bezug auf den Mittelpunkt des Badvolumens gegenüber. Dieser Fortbildung der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, dass die erfindungsgemäße Heizung insbesondere dann besonders wirksam ist, wenn ein möglichst großer Volumenanteil des Polierbades zwischen den beiden Heizelektroden so angeordnet ist, dass dieses große Volumen von dem die Aufheizung verursachenden Strom durchflossen wird. Grundsätzlich könnte die Anordnung der Heizelektroden zwar so gewählt werden, dass eine Zentralelektrode in der Mitte des Polierbades angeordnet wird und die Behälterwandung selbst als zweite Heizelektrode genutzt wird. Hierdurch würde zwar das gesamte Badvolumen vom Heizstrom durchflossen und folglich erwärmt, jedoch liegt die Zentralelektrode im Hinblick auf die Anordnung der zu polierenden Objekte ungünstig. Alternativ ist es daher in bestimmten Anwendungen auch vorteilhaft, zwei Wandabschnitte der Behälterwandung als Heizelektroden einzusetzen, wobei der gesamte Behälter so gestaltet ist, dass eine an diese beiden Wandabschnitte angelegte Spannung einen Stromfluss durch das Bad verursacht und anderweitige Stromflüsse, beispielsweise über die Behälterwandung selbst, verhindert. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, zwei separate Elektroden zu verwenden und diese in der Nähe der Behälterwandung anzuordnen, so dass zwischen den Elektroden und dem Behälterwandabschnitt ein möglichst geringes Badvolumen liegt und zwischen den beiden Elektroden ein möglichst großes Badvolumen angeordnet ist.
  • Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die zwei Heizelektroden so geformt sind, dass der maximale Abstand zwischen dem Wandabschnitt des Badbehälters und der jeweiligen Heizelektrode minimal ist. Durch eine entsprechend kongruent zu den Wandabschnitten gewählte Ausformung der Elektroden kann der Abstand zwischen Elektroden und Wandabschnitt an jeder Stelle minimal gestaltet werden und somit eine optimale Maximierung des Badvolumens zwischen den beiden Elektroden erzielt werden.
  • Weiterhin ist es insbesondere bevorzugt, wenn zumindest eine der zwei Heizelektroden flächig ausgebildet ist. Eine flächige Ausgestaltung der Heizelektroden ermöglicht einen gleichmäßigen Stromfluss durch die vom Heizstrom durchflossenen Badvolumenanteile, da der Widerstand in den Elektroden selbst wesentlich geringer ist als der Widerstand im Polierbad und somit durch entsprechende Anordnung der flächigen Elektroden ein großes Badvolumen in den Heizstromfluss einbezogen werden kann und zugleich erreicht werden kann, dass die Strompfade durch dieses Badvolumen für jeden Bereich etwa oder genau gleich lang sich zwischen beiden Elektroden erstrecken.
  • Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Poliergeräts umfasst eine an die Polierstromquelle angeschlossene Strommengenerfassungsvorrichtung, umfassend ein Strommessgerät und einen mit diesem gekoppelten Zeittaktgeber zur kumulierten Messung der elektrischen Energie.
  • Eine besondere Problematik im Zusammenhang mit Elektropoliergeräten der eingangs genannten Art ist die Überwachung der Qualität des Polierbades. Da über die Betriebsdauer eines Polierbades in dem Polierbad einerseits Zersetzungen und somit chemische Veränderungen stattfinden und andererseits Verdampfungen und somit Konzentrationsänderungen stattfinden, kann ein Polierbad nicht beliebig lang eingesetzt werden. Der zuvor beschriebenen Fortbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Qualität des Polierbades nicht alleine von seiner Einsatzzeit abhängig ist, sondern insbesondere von der Menge des Stroms, d.h. der über die Zeit integrierten Stromstärke bzw. der elektrischen Energiemenge abhängig ist. Erfindungsgemäß wird daher eine Strommengenerfassungsvorrichtung vorgesehen, welche diese Strommenge erfasst und folglich eine Aussage über einen Verschlechterungsgrad des Polierbades ermöglicht. Die erfindungsgemäße Fortbildung kann insbesondere dazu genutzt werden, die Verschlechterung eines frisch eingefüllten Polierbades zu beurteilen und bei einem bestimmten Verschlechterungsgrad bzw. einer bestimmten erfassten Strommenge das Bad auszutauschen und durch ein frisches Bad zu ersetzen.
  • Die erfindungsgemäße Strommengenerfassungsvorrichtung kann insbesondere dadurch fortgebildet werden, indem sie umfasst: einen Strommengenspeicher zur Speicherung der kumulierten Strommenge, eine Rückstelleinrichtung, insbesondere einen manuellen Rückstellschalter, zur Nullstellung der im Strommengenspeicher gespeicherten Strommenge, eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der im Speicher gespeicherten Strommenge mit einer vorbestimmten Maximalstrommenge und eine mit der Vergleichsvorrichtung gekoppelte Signalvorrichtung die ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, wenn die im Speicher gespeicherte Strommenge die vorbestimmte Maximalstrommenge erreicht oder überschreitet. Diese Fortbildung ermöglicht es, eine weitestgehend automatisierte Badüberwachung durchzuführen, indem bei Einfüllung eines Frischbades eine Nullstellung einer gespeicherten Strommenge erfolgt, diese Strommenge kontinuierlich in Abhängigkeit der zeitlich fließenden Ströme erhöht und gespeichert wird und der gespeicherte Strommengenwert mit einem vorbestimmten Maximalwert verglichen wird, um zu ermitteln, ob der Maximalwert bereits erreicht oder sogar überschritten wurde und dann ein Signal zum Austausch des Polierbades gegeben wird. Der hierzu eingesetzte Strommengenspeicher erfasst dabei die kumulierte Strommenge und muss so ausgebildet sein, diese Strommenge auch nach Aus- und Einschalten des Poliergeräts wieder im Speicher vermerkt zu haben.
  • Die Vergleichsvorrichtung kann beispielsweise in einer optischen Vergleichsanzeige bestehen, vorzugsweise aber in einem in ein elektrisches Bauteil integrierten Komparator, der zwei Eingangssignale miteinander vergleicht und einen Differenzwert als Ausgangssignal ausgibt, was bevorzugt numerisch, d.h. per Software in einem Mikroprozessor ausgeführt wird.
  • Es ist weiterhin dabei bevorzugt, wenn die Signalvorrichtung ein zu der im Speicher gespeicherten Strommenge oder zu der Differenz zwischen der im Speicher gespeicherten Strommenge und der vorbestimmten Maximalstrommenge korrespondierendes Signal ausgibt. Auf diese Weise wird dem Benutzer des erfindungsgemäßen Elektropoliergeräts eine Abschätzung der Qualität des Polierbades und der noch verbleibenden Einsatzzeit gegeben. Die Anzeige kann beispielsweise in einer auf Grundlage eines geschätzten, durchschnittlichen Stromwertes berechneten Restlaufzeit oder einem exakt berechneten Reststrommengenwert bestehen. In einer vereinfachten Ausführungsform kann auch eine Warnleuchte vorgesehen werden, um auf ein verbrauchtes Bad hinzuweisen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Heizstromquelle mit einer Steuerungs-/Regelungsvorrichtung gekoppelt ist, die mit einem Wärmesensor zur Erfassung der Temperatur des Polierbades gekoppelt ist und ausgebildet ist, um den Heizstrom so zu steuern oder regeln, dass eine vorbestimmte Badtemperatur eingestellt und gehalten wird. Mit dieser Fortbildung wird ermöglicht, die Badtemperatur in einem idealen Temperaturbereich oder auf einem idealen Temperaturwert zu halten und auf diesen Wert nach Inbetriebnahme des Elektropoliergerätes von Raumtemperatur ausgehend zu erhitzen. Der Wärmesensor kann dabei beispielsweise unmittelbar als in das Bad eingetauchter Wärmesensor oder als ein an der Badwandung und entsprechend fehlerkorrigierter Wärmesensor ausgeführt sein.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zumindest eine Heizelektrode und eine Polierelektrode durch eine einzige Elektrode ausgebildet sind. Durch diese Fortbildung kann eine Elektrode des erfindungsgemäßen Elektropoliergeräts eingespart werden.
  • Schließlich ist es bevorzugt, das erfindungsgemäße Elektropoliergerät fortzubilden durch eine Rührvorrichtung zum Umwälzen des Polierbades. Diese Rührvorrichtung kann beispielsweise als Magnetrührer oder Umwälzpumpe ausgeführt sein und dient im Wesentlichen dazu, Temperaturgradienten im Polierbad, die beispielsweise durch lokale Erwärmungsvorgänge verursacht sein können, oder Konzentrationsunterschiede im Polierbad, die beispielsweise durch lokale Verdampfungsvorgänge verursacht werden können, auszugleichen, indem die Badvolumenanteile fortlaufend durchmischt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Heizvorrichtung für ein elektrisch leitfähiges Bad, umfassend eine Heizstromquelle, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden einen Heizstromkreis mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet und die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 500Hz ist.
  • Das erfindungsgemäße Elektropoliergerät arbeitet vorzugsweise nach einem Verfahren zum Elektropolieren mit den Schritten: Aufheizen eines elektrisch leitfähigen Elektropolierbades auf eine vorbestimmte Temperatur, Eintauchen eines oder mehrerer zu polierender Gegenstände ins das Elektropolierbad, Anlegen einer Spannung zwischen dem zu polierenden Gegenstand bzw. den zu polierenden Gegenständen und einer mit dem Elektropolierbad verbundenen Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des Elektropolierbades erfolgt, indem an zwei in das Elektropolierbad eingetauchte Elektroden eine Wechselspannung angelegt wird.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektropolieranlage, und
    • Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektropolieranlage.
  • Figur 1 zeigt einen Badbehälter 10, in dem ein Polierbad 20 eingefüllt ist. In das Polierbad 20 ist ein zu polierender Gegenstand 30 eingetaucht und wird mittels einer elektrisch leitenden Haltestange 31 an einer geräteseitigen Montageplatte 32 gehalten. An die Haltestange 31 ist elektrisch leitend eine Stromleitung 32 angeschlossen, die mit einem Pol einer Polierstromquelle 40 verbunden ist. Der andere Pol der Polierstromquelle 40 ist über eine Verbindungsleitung 34 mit der Bodenwandung 11 des Polierbadbehälters 10 elektrisch verbunden.
  • Durch diese Anordnung kann zwischen dem zu polierenden Gegenstand 30 als erster Elektrode und der Behälterwandung 11, 12, 13 des Behälters 10 als zweite Elektrode eine Spannung angelegt werden, die einen Stromfluss durch das Polierbad 20 verursacht, der eine galvanische Politur durch elektrolytische Auslösung von atomaren oder molekularen Bestandteilen aus der Oberfläche des zu polierenden Gegenstands 30 bewirkt.
  • In die Stromleitung 34 ist eine Strommengenerfassungsvorrichtung 50 eingeschaltet, welche ein Amperemeter 51 und eine Zeituhr 52 umfasst. Amperemeter 51 und Zeituhr 52 sind so miteinander gekoppelt, dass eine über die Zeit integrierte Strommenge in der Strommengenerfassungsvorrichtung berechnet wird und in einem Speicher abgelegt wird. Der so errechnete Strom wird innerhalb der Strommengenerfassungsvorrichtung 50 mit einem eingespeicherten Maximalwert verglichen und die Differenz zwischen dem formulierten Strommengenwert und dem Maximalwert wird auf einem Display 54 wiedergegeben. Zusätzlich weist eine Warnleuchte (55) auf ein verbrauchtes Bad hin.
  • Der kumulierte Strommengenwert wird in einem Speicher innerhalb der Strommengenerfassungsvorrichtung gespeichert. Der gespeicherte Wert kann - vorzugsweise über einen Resetknopf 53 - auf Null gesetzt werden.
  • An den beiden Seitenwänden 12 und 13 des Badbehälters 10 sind jeweils eine Flächenelektrode 60, 61 in das Polierbad 20 eingetaucht. Die Flächenelektroden 60, 61 erstrecken sich über die gesamte Seitenwand 12, 13 des Badbehälters 10 und liegen sich gegenüber. Auf diese Weise ist zwischen den Elektroden 60, 61 ein großer Teil des Badvolumens des Polierbads 20 angeordnet.
  • Die Elektroden 60, 61 sind über elektrische Leitungen 62, 63 mit einer Heizstromquelle 70 verbunden, die einen Wechselstrom mit einer Wechselstromfrequenz von 15kHz erzeugt.
  • An der Bodenwand 11 des Behälters 10 ist ein Wärmesensor 80 angeordnet, der über eine elektrische Leitung 81 mit einer zentralen Steuer-/Regelungseinheit 100 verbunden ist.
  • Die zentrale Steuer-/Regelungseinheit 100 umfasst ein Stellrad 101, an dem ein Sollwert für die Badtemperatur eingestellt werden kann. Weiterhin umfasst die Steuer-/Regelungseinheit 100 ein Display 102, auf dem die vom Temperatursensor 80 erfasste Ist-Temperatur des Polierbades 20 angezeigt wird. In Abhängigkeit der Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur regelt die Steuer-/Regelungseinheit 100 über eine Regelungsleitung 71 die von der Heizstromquelle 70 erzeugte Heizstromstärke.
  • Die Steuer-/Regelungseinheit 100 steuert des Weiteren über eine Steuerleitung 41 die Stromstärke der Polierstromquelle 40.
  • Die Steuer-/Regelungseinheit 100 ist des Weiteren über eine Steuerleitung 91 mit einem Magnetrührer 90 verbunden, der einen magnetischen Rührstab 92 und einen Elektromotor 93 mit einem Mitnehmer für den Rührstab 92 umfasst.
  • Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polieranlage. Die zweite Ausführungsform ist im wesentlichen identisch aufgebaut wie die erste Ausführungsform und übereinstimmende Strukturen und Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf eine Beschreibung dieser Strukturen und Bauelemente wird hier verzichtet.
  • Die in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass die Polierstromquelle 40 nicht mittels einer Verbindungsleitung mit der Bodenwandung des Polierbadbehälters elektrisch verbunden ist, sondern stattdessen eine Verbindungsleitung 134 ausgebildet ist, die den anderen Pol der Polierstromquelle mit einem Verbindungspunkt 135 elektrisch verbindet. Der Verbindungspunkt 135 ist mit der Flächenelektrode 60 elektrisch verbunden, die somit zur Baderwärmung mittels Wechselstrom und als Gegenpol für den Elektropoliervorgang dient.
  • Mit der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform kann durch diese Ausgestaltung zum einen darauf verzichtet werden, eine elektrisch leitfähige Wanne 11 für das Polierbad zu verwenden, da der Wanne selbst keine elektrische Funktion mehr zukommt. Bei der zweiten Ausführungsform ist insbesondere vorgesehen, dass Beheizung und Poliervorgang wechselweise stattfinden, um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Wirkungen an der gemeinsam genutzten Flächenelektrode 60 zu verhindern.
  • Das erfindungsgemäße Poliergerät arbeitet vorzugsweise nach dem folgenden Verfahren:
  • Zuerst wird nach Inbetriebnahme des Poliergeräts das Polierbad erwärmt, indem die Heizstromquelle 70 einen Strom über die Elektroden 60, 61 durch das Polierbad 20 fließen lässt. Während es gesamten Aufwärmvorgangs ist der Magnetrührer 90 in Betrieb. Kontinuierlich wird die Badtemperatur mittels des Temperatursensors 80 gemessen und in der Steuer-/Regelungseinheit 100 mit dem eingestellten Soll-Wert verglichen. Sobald eine Idealtemperatur, die für typische Polierbäder zwischen 40°C und 50°C liegt, erreicht ist, wird die Stromstärke der Heizstromquelle 70 reduziert, um nur noch lediglich so viel Strom fließen zu lassen, der für die Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich ist, der Strom im zeitlichen Mittel reduziert wird.
  • Entweder nach Erreichen der Soll-Temperatur des Polierbades oder bereits vor Beginn des Aufheizvorgangs wird das zu polierende Objekt an dem Stab 31 befestigt und in das Polierbad 20 abgesenkt. Die Steuer-/Regelungsvorrichtung 100 steuert die Polierstromquelle 40 an, die daraufhin einen Polierstrom an die Behälterwandung als erste Elektrode und das zu polierende Objekt 30 als zweite Elektrode anlegt. Der zwischen Behälterwandung und zu polierendem Objekt fließende Strom wird über das Amperemeter 51 gemessen und über die von der Uhr 52 erfasste Zeit integriert. Der so berechnete Strommengenwert wird zu einem gespeicherten bisherigen Strommengenwert hinzuaddiert und diese Summe von einem vorbestimmten Maximalwert abgezogen und die verbleibende Restlaufstrommenge bis zum erforderlichen Austausch des Polierbads 20 auf dem Display 54 angezeigt. Alternativ kann auf eine Anzeige der verbleibenden Rotlaufstrommenge verzichtet werden und stattdessen durch eine Warnlampe der erforderliche Austausch des Polierbades signalisiert werden, wenn die Restlaufzeit null ist.
  • Nachdem die gewünschte Oberflächenglätte des zu polierenden Objekts erreicht wurde, wird das Objekt aus dem Bad entnommen und vom Stab 31 abmontiert.

Claims (17)

  1. Elektropoliergerät, umfassend
    - einen Badbehälter (10) zur Aufnahme einer elektrisch leitfähigen Badflüssigkeit (20), in welche zu polierende Objekte (30) eingetaucht werden,
    - eine Polierstromquelle (40) mit einem ersten elektrischen Elektrodenanschluss (31) zum elektrischen Verbinden mit einem oder mehreren zu polierenden Objekten und einer mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Elektrode (11, 12, 13), und
    - eine Heizung (60, 61, 70) zum Aufheizen des Bades,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine Heizstromquelle (70) umfasst, die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden (60, 61) einen Heizstromkreis (62, 63, 20) mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit (20) gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet und die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 500Hz ist.
  2. Elektropoliergerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Polierstromquelle eine Gleichstromquelle, vorzugsweise eine gepulste Gleichstromquelle ist.
  3. Elektropoliergerät nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Polierstromquelle mit einer Polierstromregeleinheit gekoppelt ist, die ausgebildet ist, um den Polierstrom in Abhängigkeit des Polierstromwiderstandes als konstanten Gleichstrom oder gepulsten Gleichstrom auszubilden.
  4. Elektropoliergerät nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine / die Polierstromregeleinheit vorgesehen und ausgebildet ist, um den Polierstrom in regelmäßigen zeitlichen Abständen für eine Dauer eines kurzen Pulses, insbesondere eine Dauer von weniger als 50ms, umzupolen.
  5. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 4kHz, vorzugsweise mehr als 15kHz, insbesondere mehr als 20kHz ist.
  6. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizelektroden jeweils benachbart zu einem Wandabschnitt des Badbehälters angeordnet sind und sich in Bezug auf den Mittelpunkt des Badvolumens gegenüberliegen.
  7. Elektropoliergerät nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizelektroden so geformt sind, dass der maximale Abstand zwischen dem Wandabschnitt des Badbehälters und der jeweiligen Heizelektrode minimal ist.
  8. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der zwei Heizelektroden flächig ausgebildet ist.
  9. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch eine an die Polierstromquelle angeschlossene Strommengenerfassungsvorrichtung (50), umfassend ein Strommessgerät (51) und einen mit diesem gekoppelten Zeittaktgeber (52) zur kumulierten Messung der elektrischen Energie.
  10. Elektropoliergerät nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strommengenerfassungsvorrichtung umfasst:
    - einen Strommengenspeicher zur Speicherung der kumulierten Strommenge,
    - eine Rückstelleinrichtung, insbesondere einen manuellen Rückstellschalter, zur Nullstellung der im Strommengenspeicher gespeicherten Strommenge,
    - eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der im Speicher gespeicherten Strommenge mit einer vorbestimmten Maximalstrommenge, und
    - eine mit der Vergleichsvorrichtung gekoppelte Signalvorrichtung die ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, wenn die im Speicher gespeicherte Strommenge die vorbestimmte Maximalstrommenge erreicht oder überschreitet.
  11. Elektropoliergerät nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorrichtung ein zu der im Speicher gespeicherten Strommenge oder zu der Differenz zwischen der im Speicher gespeicherten Strommenge und der vorbestimmten Maximalstrommenge korrespondierendes Signal ausgibt.
  12. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstromquelle mit einer Steuerungs-/Regelungsvorrichtung gekoppelt ist, die mit einem Wärmesensor zur Erfassung der Temperatur des Polierbades gekoppelt ist und ausgebildet ist, um den Heizstrom so zu steuern oder regeln, dass eine vorbestimmte Badtemperatur eingestellt und gehalten wird.
  13. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Heizelektrode und Polierelektrode durch eine einzige Elektrode ausgebildet sind.
  14. Elektropoliergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch eine Rührvorrichtung zum Umwälzen des Polierbades.
  15. Heizvorrichtung für ein elektrisch leitfähiges Bad, umfassend eine Heizstromquelle (70), die über zwei mit der Badflüssigkeit elektrisch verbundenen Heizelektroden (61, 61) einen Heizstromkreis (62, 63, 20) mit Strom versorgt, wobei die Heizelektroden so angeordnet sind, dass ein Teil des Heizstromkreises durch zumindest ein Teilvolumen der Badflüssigkeit gebildet wird, wenn sich die Badflüssigkeit im Badbehälter befindet und die Heizstromquelle eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz von mehr als 500Hz ist..
  16. Heizvorrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie gemäß dem kennzeichnenden Teil eines der vorhergehenden Ansprüche 2-14 fortgebildet ist.
  17. Verfahren zum Elektropolieren mit den Schritten:
    - Aufheizen eines elektrisch leitfähigen Elektropolierbades (20) auf eine vorbestimmte Temperatur,
    - Eintauchen eines oder mehrerer zu polierender Gegenstände (30) ins das Elektropolierbad,
    - Anlegen einer Spannung zwischen dem zu polierenden Gegenstand bzw. den zu polierenden Gegenständen und einer mit dem Elektropolierbad verbundenen Gegenelektrode (11, 12, 13),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des Elektropolierbades erfolgt, indem an zwei in das Elektropolierbad eingetauchte Elektroden (60, 61) eine Wechselspannung angelegt wird, die eine Frequenz von mehr als 500Hz hat.
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