WO2001038030A1 - Verfahren zur elektrochemischen bearbeitung von werkstücken - Google Patents

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WO2001038030A1
WO2001038030A1 PCT/DE2000/004003 DE0004003W WO0138030A1 WO 2001038030 A1 WO2001038030 A1 WO 2001038030A1 DE 0004003 W DE0004003 W DE 0004003W WO 0138030 A1 WO0138030 A1 WO 0138030A1
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WO
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workpiece
electrolyte
pressure
cavity
air
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PCT/DE2000/004003
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fritz-Herbert Frembgen
Original Assignee
Frembgen Fritz Herbert
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Application filed by Frembgen Fritz Herbert filed Critical Frembgen Fritz Herbert
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/10—Supply or regeneration of working media

Definitions

  • the invention relates to a method for machining workpieces using an electrochemical machining device which has at least one electrode, preferably a cathode, at least one liquid outlet arranged in the vicinity of the electrode, at least one inlet line opening into the liquid outlet or outlets, via which the electrolyte can be fed, and has at least one drain line via which the electrolyte can be removed again.
  • an electrochemical machining device which has at least one electrode, preferably a cathode, at least one liquid outlet arranged in the vicinity of the electrode, at least one inlet line opening into the liquid outlet or outlets, via which the electrolyte can be fed, and has at least one drain line via which the electrolyte can be removed again.
  • cathodes are used which are arranged in the vicinity of the workpiece section to be removed, the cathode and the workpiece section to be removed being wetted by electrolyte.
  • devices are provided which continuously supply new removal of electrolyte to the removal area, which thus flows through the removal area.
  • the shape that occurs during the removal of the workpiece is determined on the one hand by the shape of the cathode and on the other hand by targeted electrolyte flow.
  • the workpiece After the electrochemical treatment, the workpiece must be cleaned of electrolyte residues and, if necessary, preserved. For this there are special washing stations and similar treatment stations to which the workpiece has to be transferred and clamped. Preparatory processing steps in special processing stations may also be required before the electrochemical treatment.
  • the disadvantage of the known treatment methods is the high treatment costs.
  • the object of the invention is to provide an inexpensive method for treating workpieces using an electrochemical machining device.
  • the object is achieved in the method according to the invention in that the workpiece is processed further before or after the electrochemical treatment in the same processing device or one or more essentially the same processing devices.
  • This has the advantage that one for the further treatment steps no longer require the usual special and expensive washing stations or similar treatment stations. If the further processing takes place in the same or in another identical treatment device, the effort for relocating and clamping the workpiece in other treatment stations is eliminated entirely or at least partially. This can save considerable processing costs.
  • the further treatment according to the invention comprises the removal of electrolyte residues, which is required anyway.
  • the inlet line and the outlet line are used to guide washing or preserving liquids or air over and / or through the workpiece, since these lines are already present in the electrochemical processing device used.
  • the workpiece be emptied of the electrolyte after the electrochemical treatment and rinsed with rinsing liquid, preferably with water, or with air.
  • rinsing liquid preferably with water, or with air.
  • the workpiece can also be cleaned with cleaning liquid if necessary.
  • the electrochemical treatment can even be simplified, since the careful covering of areas of the workpiece that are not intended to come into contact with the electrolyte can also be used. There is no advantage because the workpiece is The inventive method can be completely cleaned without special effort. So it doesn't matter if the electrolyte also wets other areas of the workpiece in addition to the areas intended for processing.
  • the electrode holder is inserted into a cavity of the workpiece provided for the treatment, the cavity being flooded with electrolyte via the electrolyte outlet of the electrode holder.
  • a cavity formed between the workpiece and a cover is flooded with electrolyte.
  • the electrolyte flows through the drain line.
  • An outflow of the electrolyte through branches of the cavity to be treated, which have an opening to the outside, for example lateral bores of the workpiece, is prevented in that the medium flows into the openings of the cavity branches from the outside due to the pressure difference and generates a countercurrent within the cavity branches that the penetration of electrolyte into the said Cavity branching prevented.
  • the medium is then removed together with the electrolyte through the drain line or sucked off through a suction line.
  • seals are advantageously not required for this. However, this does not mean that the use of seals can be completely dispensed with in every case. However, the advantage mentioned is already achieved when only a part of the seals otherwise used can be saved.
  • a preferred embodiment provides that the workpiece and the electrode holder are arranged within a pressure chamber which is filled with a medium under pressure. As a result, the medium is pressed into the outer openings of the workpiece and can leave it again, for example, through the drain line mentioned.
  • compressed air is used as the medium.
  • Compressed air is easy to obtain, as a compressed air supply system is already available in most workshops.
  • the medium can also consist of other gases or liquids, e.g. from oil.
  • the pressure chamber is preferably connected to a compressed air line via which compressed air is pressed into the pressure chamber, the pressure of the compressed air being greater than that of the electrolyte flowing off and less than that of the electrolyte flowing in. As a rule, this can be achieved with very little expenditure on equipment. However, it is also fundamentally possible to generate an increased air pressure in the pressure chamber in another way, for example by reducing the volume of the closed pressure chamber
  • the pressure of the electrolyte is set in the range between 2 bar and 100 bar, preferably to 5 bar. This pressure can still be generated without any special equipment. At the same time, it is sufficient to reliably maintain the electrolyte flow as long as it is significantly above the pressure of the medium in the pressure chamber.
  • the pressure chamber consists essentially of a pressure cylinder which is sealed against a base plate and against a cover by means of O-ring seals.
  • the cylindrical shape can be obtained easily and inexpensively, for example by using a piece of conventional pipes. It is also relatively pressure-resistant in relation to the cost of materials.
  • the workpiece is expediently arranged in the area of the base plate, the pressure cylinder is placed over it and the cover is placed on it. After the entire device has been locked, the pressure chamber can be filled with the medium under pressure.
  • At least one workpiece holder is arranged within the pressure chamber, on which the workpiece is placed and fixed, and that at least one drain line for the electrolyte is connected to the workpiece holder.
  • the workpiece can thus simply be placed on the workpiece holder and fixed, the cavity to be treated being connected to the drain line at the same time. Since the workpiece holder must be adapted to the shape of the workpiece, a different workpiece holder is generally required for another workpiece with a different shape.
  • Another, particularly simple and inexpensive embodiment provides that a negative pressure is produced in the cavity of the workpiece or in the cavity formed between the workpiece and the cover. This embodiment does not require a pressure chamber.
  • the workpiece is surrounded by air and the vacuum is created by sucking air out of the cavity.
  • the negative pressure can also be generated by suctioning off electrolyte from the drain line and a differential pressure can thus be produced.
  • no electrolyte can escape from the gaps between Workpiece and the fixation of the workpiece holder or between workpiece and cathode or from any other workpiece opening, because the ambient air is sucked in at these points instead.
  • the single figure shows an electrochemical treatment device with a pressure chamber 1, which consists of a pressure cylinder 3 arranged on a base plate 2, on which a cover part 4 rests.
  • An O-ring seal 5 is arranged between the pressure cylinder 3 and the base plate 2.
  • An O-ring seal 6 is arranged between the pressure cylinder 3 and the cover part 4.
  • a workpiece holder 7 is arranged on the base plate 2 and carries a workpiece 8 which is fixed to the workpiece holder 7 by means of fixings 9.
  • the workpiece 8 has a central cavity 10, the inner surfaces of which are to be treated electrochemically.
  • the cover part 4 is provided with an electrode holder 11 which has a cathode 12 and a plurality of liquid outlets 13.
  • the liquid outlets 13 are connected to an inlet line 14, via which electrolyte can be supplied under pressure from the outside.
  • the electrode holder 11 with the cathode 12 is lowered into the cavity 10 and electrolyte is supplied under pressure via the feed line 14.
  • the electrolyte emerges from the liquid outlets 13 and wets the inner surface of the cavity 10.
  • the workpiece 8 is connected as an anode during the electrochemical treatment.
  • material is selectively removed from the inside of the cavity 10.
  • the electrolyte which has emerged from the liquid outlets 13 flows off via a drain line 15 in the direction of the arrow 16 and is pumped out by means of a pump (not shown) fed back to the feed line 14, optionally with the interposition of a cleaning device and an electrolyte reservoir.
  • the drain line 15 leads through the workpiece holder 7 and opens exactly at the point where the lower opening 17 of the cavity 10 is located.
  • the drain line 15 is thus simultaneously connected to the opening 17 of the cavity 10.
  • the workpiece 8 also has a bore 18 branching off from the cavity 10, which opens into a lateral opening 19 on the outside of the workpiece 8.
  • the interior 21 of the pressure chamber 1 can be pressurized with compressed air, which is supplied via a compressed air line 22 opening laterally into the pressure cylinder 3.
  • the compressed air comes from arrow direction 23 from a compressed air supply system, not shown. Due to the overpressure in the pressure chamber 1, the compressed air enters the lateral opening 19 of the bore 18 counter to the direction of the arrow 20 and flows through the bore 18, whereby the entry of electrolyte from the cavity 10 into the bore 18 is prevented.
  • the compressed air mixes with the electrolyte and is supplied through the lower part of the cavity 10 to the opening 17, where it then flows off together with the electrolyte via the drain line 15. Before the electrolyte is fed to the treatment again via the feed line 14, the air must of course be separated off.
  • the pressure chamber 1 can be dispensed with if a negative pressure is produced in the cavity 10 of the workpiece 8 or in the cavity formed between the workpiece and the cover (not shown in the drawing) and the workpiece is surrounded by air.
  • the negative pressure can be produced either by sucking air out of the cavity 10 or by sucking electrolyte out of the drain line 15.
  • the workpiece 8 is processed using the same after the electrochemical processing
  • Such a treatment includes, in particular, cleaning the workpiece 8 from any electrolyte residues still present and drying it by passing purge air over the machined points.
  • the workpiece 8 can also be washed with a rinsing medium, e.g. Water can be cleaned or preserved by using the inlet line 14 and the outlet line 15 to pass washing or preserving liquids or also air as the rinsing medium through the workpiece 8.
  • a rinsing medium e.g. Water can be cleaned or preserved by using the inlet line 14 and the outlet line 15 to pass washing or preserving liquids or also air as the rinsing medium through the workpiece 8.
  • the electrolyte is expediently emptied beforehand. After rinsing, you can of course dry it again by blowing air through it.
  • the cleaning can also consist of a cleaning process using compressed air and a cleaning process using liquid.
  • the pressure exerted by the electrode holder 11 on the workpiece 8 the electrolyte pressure, flushing pressure or excess pressure of the flushing medium can be varied. In this way, a complete removal of salt from all areas wetted by the electrolyte can finally be guaranteed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Ein kostengünstiges Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung einer elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung, die zumindest eine Elektrode, vorzugsweise Kathode (12), mindestens einen in der Nähe der Elektrode (12) angeordneten Flüssigkeitsauslaß (13), mindestens einen in den oder die Flüssigkeitsauslässe (13) mündende Zulaufleitung (14), über die Elektrolyt zuführbar ist, und mindestens eine ablaufleitung (15), über die der elektrolyt wieder abführbar ist, ausweist, sieht vor, daß das Werkstück (8) vor oder nach der elektrochemischen Behandlung in derselben Bearbeitungsvorrichtung oder einer oder mehreren im Wesentlichen gleichen Bearbeitungsvorrichtungen weiterbearbeitet wird.

Description

Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung einer elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung, die zumindest eine Elektrode, vorzugsweise Kathode, mindestens einen in der Nähe der Elektrode angeordneten Flüssigkeitsauslaß, mindestens einen in den oder die Flüssigkeitsauslässe mündende Zulaufleitung, über die Elektrolyt zuführbar ist, und mindestens eine Ablaufleitung, über die der Elektrolyt wieder abführbar ist, aufweist.
Bei der elektrochemischen Metallbearbeitung wird Metall gezielt abgetragen. Für diesen Zweck werden Kathoden eingesetzt, die in der Nähe des abzutragenden Werkstückabschnittes angeordnet sind, wobei die Kathode und der abzutragende Werkstückabschnitt von Elektrolyt benetzt sein müssen. Um die Abtragung möglichst effektiv zu gestalten, sind Einrichtungen vorgesehen, die dem Abtragungsbereich ständig neuen Elektrolyt zuführen, der somit durch den Abtragungsbereich hindurchströmt. Die bei der Abtragung des Werkstücks entstehende Form wird einerseits durch die Form der Kathode und andererseits durch gezielten Elektrolytfluß bestimmt. Nach der elektrochemischen Behandlung muß das Werkstück von Elektrolytresten gereinigt und gegebenenfalls konserviert werden. Hierfür gibt es spezielle Waschstationen und ähnliche Behandlungsstationen, auf die das Werkstück umgesetzt und dort eingespannt werden muß. Auch vor der elektrochemischen Behandlung können vorbereitende Bearbeitungsgänge in speziellen Bearbeitungsstationen erforderlich sein. Nachteilig an den bekannten Behandlungsverfahren sind die hohen Behandlungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren zur Behandlung von Werkstücken unter Verwendung einer elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung anzugeben.
Die gestellte Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das Werkstück vor oder nach der elektrochemischen Behandlung in derselben Bearbeitungsvorrichtung oder einer oder mehreren im wesentlichen gleichen Bearbeitungsvorrichtungen weiterbearbeitet wird. Dies hat den Vorteil, daß man für die weiteren Behandlungsschritte die üblichen speziellen und teuren Waschstationen oder ähnliche Behandlungsstationen nicht mehr benötigt. Wenn die Weiterverarbeitung in derselben oder in einer anderen gleichen Behandlungsvorrichtung erfolgt, entfällt der Aufwand für das Umsetzen und Einspannen des Werkstücks in andere Behandlungsstationen ganz oder zumindest teilweise. Dadurch können erhebbliche Bearbeitungskosten eingespart werden.
Mit Vorteil umfaßt die erfindungsgemäße Weiterbehandlung das ohnehin erforderliche Entfernen von Elektrolytresten.
Als besonders zweckmäßig wird empfohlen, daß die Zulaufleitung und die Ablaufleitung zum Leiten von Wasch- oder Konservierungsflüssigkeiten oder Luft über und/oder durch das Werkstück verwendet werden, denn diese Leitungen sind bei der verwendeten elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung bereits vorhanden.
Für den Reinigungsvorgang wird empfohlen, daß das Werkstück nach der elektrochemischen Behandlung vom Elektrolyten entleert und mit Spülflüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, oder mit Luft gespült wird. Diese Maßnahmen sind besonders einfach durchführbar und zudem wirkungsvoll.
Zur Ergänzung der Reinigung kann das Werkstück bei Bedarf aber auch mit Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden.
Eine etwa notwendige Konservierung des Werkstücks erfolgt zweckmäßigerweise anschließend und am besten mittels durchgeleiteter Konservierungmittel.
Nach der Reinigung mit Flüssigkeiten wird empfohlen, das Werkstück mittels durchgeblasener Luft zu trocknen.
Wenn man zuläßt, daß das Werkstück während der elektrochemischen Behandlung ganz oder zumindest weitgehend von Elektolyt benetzt wird, kann die elektrochemische Behandlung sogar noch vereinfacht werden, denn die sorgfältige Abdeckung von Bereichen des Werkstücks, die nicht mit dem Elektrolyten in Berührung kommen sollen, kann mit Vorteil entfallen, weil das Werkstück beim erfindungsgemäßen Verfahren ohne besonderen Aufwand vollständig gereinigt werden kann. So macht es nichts, wenn der Elektrolyt neben den zur Bearbeitung vorgesehenen Bereichen auch andere Bereiche des Werkstücks benetzt.
Wenn aber bei der Bearbeitung des Innenraums von Werkstücken mit Hohlräumen oder bei der Bearbeitung von Werkstücken, die mit einer Abdeckung versehen sind, um den Elektrolyt durch einen zwischen dem Werkstück und der Abdeckung gebildeten Hohlraum hindurch gezielt über das Werkstück zu lenken, nur bestimmte Abschnitte eines verzweigten Hohlraums bearbeitet werden sollen, kann die Benetzung mit Elektrolyt solcher nicht für die Behandlung vorgesehenen Abschnitte dadurch verhindert werden, daß das Werkstück von einem unter Druck stehenden Medium umgeben wird, daß zwischen einem Hohlraum des Werkstücks oder einem zwischen Werkstück und Abdeckung gebildeten Hohlraum einerseits und dem das Werkstück umgebenden Außenraum andererseits eine Druckdifferenz hergestellt wird dergestalt, daß das Medium in mindestens eine Öffnung des Werkstücks, die Verbindung(en) mit dem Hohlraum aufweist, von außen einströmt und damit ein Eindringen von Elektrolyt in die Verbindung(en) verhindert.
Zur Behandlung des Inneren des Werkstücks wird die Elektrodenhalterung in einen für die Behandlung vorgesehenen Hohlraum des Werkstücks eingeführt, wobei der Hohlraum über den Elektrolytauslaß des Elektrodenhalters mit Elektrolyt geflutet wird. Zur Behandlung des Werkstücks von außen, beispielsweise zur Abrundung einer Kante, wird ein zwischen dem Werkstück und einer Abdeckung gebildeter Hohlraum mit Elektrolyt geflutet. An der Unterseite des Werkstücks fließt der Elektrolyt über die Ablaufleitung ab. Ein Abfluß des Elektrolyten über Verzweigungen des zu behandelnden Hohlraums, die eine Öffnung nach außen hin aufweisen, beispielsweise seitliche Bohrungen des Werkstücks, wird dadurch verhindert, daß das Medium aufgrund der Druckdifferenz von außen in die Öffnungen der Hohlraumverzweigungen einströmt und innerhalb der Hohlraumverzweigungen einen Gegenstrom erzeugt, der das Eindringen von Elektrolyt in die genannten Hohlraumverzweigungen verhindert. Das Medium wird sodann zusammen mit dem Elektrolyt durch die Ablaufleitung abgeführt oder durch eine Absaugleitung abgesaugt.
Diese Maßnahme verhindert somit die Benetzung der vom Medium durchströmten Hohlraumverzweigungen mit Elektrolyt, so daß eine Materialabtragung in diesen Abschnitten nicht erfolgen kann. Mit Vorteil ist hierfür die Verwendung von Dichtungen nicht erforderlich. Dies bedeutet jedoch nicht, daß in jedem Fall vollständig auf die Verwendung von Dichtungen verzichtet werden könnte. Der genannte Vorteil wird aber bereits dann erzielt, wenn nur ein Teil der ansonsten verwendeten Dichtungen eingespart werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß das Werkstück und die Elektrodenhalterung innerhalb einer Druckkammer angeordnet werden, die mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt wird. Das Medium wird dadurch in die äußeren Öffnungen des Werkstücks eingepreßt und kann dieses beispielsweise durch die genannte Ablaufleitung wieder verlassen.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung wird als Medium Druckluft verwendet. Druckluft ist einfach zu beschaffen, da in den meisten Werkhallen ohnehin ein Druckluftversorgungssystem vorhanden ist. Das Medium kann allerdings auch aus anderen Gasen oder Flüssigkeiten bestehen, z.B. aus Öl.
Vorzugsweise wird die Druckkammer mit einer Druckluftleitung verbunden, über die Druckluft in die Druckkammer eingepreßt wird, wobei der Druck der Druckluft größer als der des abfließenden Elektrolyten und kleiner als der des zufließenden Elektrolyten ist. Dies wird in der Regel mit einem sehr geringen apparativen Aufwand zu realisieren sein. Es ist jedoch auch grundsätzlich möglich, in der Druckkammer einen erhöhten Luftdruck auf andere Weise zu erzeugen, beispielsweise durch Verkleinerung des Volumens der geschlossenen Druckkammer
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Druck des Elektrolyten im Bereich zwischen 2 bar und 100 bar eingestellt wird, vorzugsweise auf 5 bar. Dieser Druck ist noch ohne besonderen apparativen Aufwand erzeugbar. Gleichzeitig ist er zur zuverlässigen Aufrechterhaltung des Elektrolytflusses ausreichend, solange er deutlich über dem Druck des Mediums in der Druckkammer liegt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Druckkammer im wesentlichen aus einem Druckzylinder besteht, der gegen eine Bodenplatte und gegen einen Deckel jeweils mittels O-Ring-Dichtungen abgedichtet ist. Die Zylinderform ist einfach und kostengünstig zu beschaffen, beispielsweise, indem man dafür ein Stück herkömmlicher Rohre verwendet. Außerdem ist sie im Verhältnis zum Materialaufwand relativ druckfest. Das Werkstück wird zweckmäßigerweise im Bereich der Bodenplatte angeordnet, der Druckzylinder darübergestülpt und der Deckel aufgesetzt. Nach einer Verriegelung der gesamten Vorrichtung kann die Druckkammer mit dem unter Druck stehenden Medium gefüllt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß innerhalb der Druckkammer mindestens ein Werkstückhalter angeordnet ist, auf den das Werkstück aufgelegt und fixiert wird, und daß mindestens eine Ablaufleitung für den Elektrolyten mit dem Werkstückhalter verbunden wird. Das Werkstück kann somit einfach auf den Werkstückhalter aufgelegt und fixiert werden, wobei gleichzeitig der zu behandelnde Hohlraum mit der Abflußleitung verbunden wird. Da der Werkstückhalter an die Form des Werkstücks angepaßt sein muß, ist bei einem anderen Werkstück mit anderer Form ist in der Regel ein anderer Werkstückhalter erforderlich.
In einer anderen, besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß in dem Hohlraum des Werkstücks oder dem zwischen Werkstück und Abdeckung gebildeten Hohlraum ein Unterdruck hergestellt wird. Diese Ausführungsform benötigt keine Druckkammer.
Im einfachsten Fall ist das Werkstück von Luft umgeben und der Unterdruck wird durch Absaugen von Luft aus dem Hohlraum hergestellt.
Der Unterdruck kann aber bei dem von Luft umgebenen Werkstück auch durch Absaugen von Elektrolyt aus der Ablaufleitung erzeugt und somit ein Differenzdruck hergestellt werden. Dadurch kann kein Elektrolyt aus den Spalten zwischen Werkstück und der Fixierung des Werkstückhalters oder zwischen Werkstück und Kathode oder aus irgendeiner anderen Werkstücköffnung austreten, denn an diesen Stellen wird statt dessen die Umgebungsluft angesaugt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige
Fig. 1 : eine zur Durchführung des erfindungemäßen Verfahrens zur Behandlung von Werkstücken geeignete elektrochemische Behandlungsvorrichtung in einer teilweise geschnittenen schematischen Darstellung.
In der einzigen Figur erkennt man eine elektrochemische Behandlungsvorrichtung mit einer Druckkammer 1 , die aus einem auf einer Bodenplatte 2 angeordneten Druckzylinder 3 besteht, auf dem ein Deckelteil 4 aufliegt. Zwischen dem Druckzylinder 3 und der Bodenplatte 2 ist eine O-Ring-Dichtung 5 angeordnet. Zwischen dem Druckzylinder 3 und dem Deckelteil 4 ist eine O-Ring-Dichtung 6 angeordnet.
Auf der Bodenplatte 2 ist ein Werkstückhalter 7 angeordnet, der ein Werkstück 8 trägt, welches am Werkstückhalter 7 mittels Fixierungen 9 fixiert ist. Das Werkstück 8 besitzt einen zentralen Hohlraum 10, dessen Innenflächen elektrochemisch behandelt werden sollen. Für diesen Zweck ist das Deckelteil 4 mit einem Elektrodenhalter 11 versehen, der eine Kathode 12 und mehrere Flüssigkeitsauslässe 13 aufweist. Die Flüssigkeitsauslässe 13 sind mit einer Zulaufleitung 14 verbunden, über die von außen Elektrolyt unter Druck zuführbar ist.
Zur elektrochemischen Behandlung des Hohlraums 10 des Werkstücks 8 wird der Elektrodenhalter 11 mit der Kathode 12 in den Hohlraum 10 abgesenkt und über die Zulaufleitung 14 Elektrolyt unter Druck zugeführt. Der Elektrolyt tritt aus den Flüssigkeitsauslässen 13 aus und benetzt die Innenfläche des Hohlraums 10. Das Werkstück 8 ist während der elektrochemischen Behandlung als Anode geschaltet. Dadurch wird an der Innenseite des Hohlraums 10 gezielt Material abgetragen. Der aus den Flüssigkeitsauslässen 13 ausgetretene Elektrolyt fließt über eine Ablaufleitung 15 in Pfeilrichtung 16 ab und wird mittels einer nicht gezeigten Pumpe wieder der Zulaufleitung 14 zugeführt, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Reinigungsvorrichtung und eines Elektrolytreservoirs. Um die einfache Handhabung der Behandlungsvorrichtung zu erleichtern, führt die Ablaufleitung 15 durch den Werkstückhalter 7 hindurch und mündet genau an der Stelle, wo sich die untere Öffnung 17 des Hohlraums 10 befindet. Beim Aufsetzen des Werkstücks 8 innerhalb der Fixierungen 9 auf den Werkstückhalter 7 wird somit gleichzeitig die Ablaufleitung 15 an die Öffnung 17 des Hohlraums 10 angeschlossen. Das Werkstück 8 besitzt weiterhin eine vom Hohlraum 10 abzweigende Bohrung 18, die in eine seitliche Öffnung 19 an der Außenseite des Werkstücks 8 mündet.
Während der elektrochemischen Behandlung kann der Innenraum 21 der Druckkammer 1 mit Druckluft beaufschlagt werden, die über eine seitlich in den Druckzylinder 3 mündende Druckluftleitung 22 zugeführt wird. Die Druckluft kommt aus Pfeilrichtung 23 von einer nicht gezeigten Druckluftversorgungsanlage. Aufgrund des Überdrucks in der Druckkammer 1 tritt die Druckluft entgegen der Pfeilrichtung 20 in die seitliche Öffnung 19 der Bohrung 18 ein und durchströmt die Bohrung 18, wobei der Zutritt von Elektrolyt aus dem Hohlraum 10 in die Bohrung 18 verhindert wird. Die Druckluft vermischt sich mit dem Elektrolyten und wird durch den unteren Teil des Hohlraums 10 der Öffnung 17 zugeführt, wo sie dann zusammen mit dem Elektrolyten über die Ablaufleitung 15 abfließt. Bevor der Elektrolyt über die Zulaufleitung 14 erneut der Behandlung zugeführt wird, muß selbstverständlich die Luft abgetrennt werden.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Druckluft mit einem Druck von 2 bar in die Druckkammer einströmt und der Elektrolyt unter einem Druck von 5 bar steht.
Auf die Druckkammer 1 kann verzichtet werden, wenn in dem Hohlraum 10 des Werkstücks 8 oder dem zwischen Werkstück und Abdeckung (in der Zeichnung nicht gezeigt) gebildeten Hohlraum ein Unterdruck hergestellt wird und das Werkstück von Luft umgeben ist. Dabei kann der Unterdruck entweder durch Absaugen von Luft aus dem Hohlraum 10 oder durch Absaugen von Elektrolyt aus der Ablaufleitung 15 hergestellt werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Werkstück 8 nach der elektrochemischen Bearbeitung unter Verwendung derselben
Bearbeitungsvorrichtung weiterbearbeitet. Eine solche Behandlung umfaßt insbesondere die Reinigung des Werkstücks 8 von noch vorhandenen Elektrolytresten und die Trocknung, indem Spülluft über die bearbeiteten Stellen geführt wird.
Dies wird vorzugsweise auf besonders einfache Weise dadurch erreicht, daß die Zuführung von Druckluft über die Druckluftleitung 22 nach Beendigung des Elektrolytzuflusses solange weiterbetrieben wird, bis sich die beabsichtigte Spülwirkung eingestellt hat. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen der Elektrolytfluß mittels Dichtungen gesteuert wird, die den Zutritt von Elektrolyt zu den nicht für die Behandlung vorgesehenen Abschnitten (hier: Bohrung 18) verhindern. Bei der Verwendung solcher Dichtungen würde der Elektrolyt durch die Spülluft teilweise unter die Dichtung gepreßt. Außerdem würde der Elektrolyt aufgrund der Kapillarwirkung in Spalte zwischen Dichtung und Werkstück eindringen. In jedem Fall könnte eine Reinigung von restlichem Elektrolyt nicht in der angegebenen einfachen Weise geschehen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen wird der Elektrolyt durch den Überdruck der Spülluft aus dem Werkstück hinausgeblasen.
Selbstverständlich kann das Werkstück 8 auch mit einem Spülmedium, z.B. Wasser, gereinigt oder konserviert werden, indem die Zulaufleitung 14 und die Ablaufleitung 15 zum Durchleiten von Wasch- oder Konservierungsflüssigkeiten oder auch Luft als Spülmedium durch das Werkstück 8 verwendet werden. Vorher erfolgt zweckmäßigerweise die Entleerung vom Elektrolyten. Nach dem Spülen kann selbstverständlich wieder mittels Durchblasen von Luft getrocknet werden.
Die Reinigung kann auch aus einem Reinigungsvorgang mittels Druckluft und einem Reinigungsvorgang mittels Flüssigkeit bestehen. Zur Optimierung des Reinigungsvorganges können der vom Elektrodenhalter 11 auf das Werkstück 8 ausgeübte Druck, der Elektrolytdruck, Spüldruck oder Überdruck des Spülmediums variiert werden. Dadurch kann schließlich eine völlige Befreiung sämtlicher vom Elektrolyten benetzter Stellen von Salz gewährleistet werden. BEZUGSZEICHENLISTE
Druckkammer
Bodenplatte
Druckzylinder
Deckelteil
O-Ring-Dichtung
O-Ring-Dichtung
Werkstückhalter
Werkstück
Fixierung
Hohlraum
Elektrodenhalter
Kathode
Flüssigkeitsauslaß
Zulaufleitung
Ablaufleitung
Pfeilrichtung
Öffnung
Bohrung seitliche Öffnung
Pfeilrichtung
Innenraum
Druckluftleitung
Pfeilrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung einer elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung, die zumindest eine Elektrode, vorzugsweise Kathode (12), mindestens einen in der Nähe der Elektrode (12) angeordneten Flüssigkeitsauslaß (13), mindestens einen in den oder die
Flüssigkeitsauslässe (13) mündende Zulaufleitung (14), über die Elektrolyt zuführbar ist, und mindestens eine Ablaufleitung (15), über die der Elektrolyt wieder abführbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) vor oder nach der elektrochemischen Behandlung in derselben Bearbeitungsvorrichtung oder einer oder mehreren im wesentlichen gleichen
Bearbeitungsvorrichtungen weiterbearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Weiterbearbeitung das Entfernen von Elektrolytresten umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (14) und die Ablaufleitung (15) zum Leiten von Wasch- oder
Konservierungsflüssigkeiten oder Luft über und/oder durch das Werkstück (8) verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) nach der elektrochemischen Behandlung vom Elektrolyten entleert und mit Spülflüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, oder mit Luft gespült wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) mittels Durchleitung von Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) mittels Durchleitung von Konservierungmitteln konserviert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) mittels durchgeblasener Luft getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück während der elektrochemischen Behandlung ganz oder zumindest weitgehend von Elektrolyt benetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) von einem unter Druck stehenden Medium umgeben wird, daß zwischen einem Hohlraum (10) des Werkstücks (8) oder einem zwischen
Werkstück und Abdeckung gebildeten Hohlraum einerseits und dem das Werkstück (8) umgebenden Außenraum andererseits eine Druckdifferenz hergestellt wird dergestalt, daß das Medium in mindestens eine Öffnung (19) des Werkstücks (8), die Verbindung(en) (18) mit dem Hohlraum (10) aufweist, von außen einströmt und damit ein Eindringen von Elektrolyt in die
Verbindung(en) verhindert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) und die Elektrodenhalterung (11 ) innerhalb einer Druckkammer (1) angeordnet werden, die mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium Druckluft verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (1 ) mit einer Druckluftleitung (22) verbunden wird, über die Druckluft in die Druckkammer (1 ) eingepreßt wird, wobei der Druck der Druckluft größer als der des abfließenden Elektrolyten und kleiner als der des zufließenden Elektrolyten ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Elektrolyten im Bereich zwischen 2 bar und 100 bar eingestellt wird, vorzugsweise auf 5 bar.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (1 ) im wesentlichen aus einem Druckzylinder (3) besteht, der gegen eine Bodenplatte (2) und gegen einen Deckel (4) jeweils mittels O-Ring- Dichtungen (5, 6) abgedichtet ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Druckkammer (1) mindestens ein Werkstückhalter (7) angeordnet ist, auf dem mindestens ein Werkstück (8) aufgelegt und fixiert wird, und daß mindestens eine Ablaufleitung (15) für den Elektrolyten mit dem Werkstückhalter (7) verbunden wird.
16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (10) des Werkstücks (8) oder dem zwischen Werkstück und Abdeckung gebildeten Hohlraum ein Unterdruck hergestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) von Luft umgeben ist und daß der Unterdruck durch Absaugen von Luft aus dem Hohlraum (10) hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (8) von Luft umgeben ist und daß der Unterdruck durch Absaugen von Elektrolyt aus der Ablaufleitung (15) hergestellt wird.
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