DE102024206208B3 - Method and device for surface treatment - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Bearbeitung von Oberflächen (3, 4, 5), wobei zwischen wenigstens zwei Oberflächen (3, 4, 5) in einem gemeinsamen, gasdichten Gehäuse (2) ein elektrisches Feld angelegt wird, bei einem Gas-Druck in dem Gehäuse (2) kleiner dem Umgebungsdruck des Gehäuses (2). Die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen (3, 4, 5) jeweils zugeführt wird, wird geregelt oder gesteuert.The invention relates to a method and a device (1) for processing surfaces (3, 4, 5), wherein an electric field is applied between at least two surfaces (3, 4, 5) in a common, gas-tight housing (2), with a gas pressure in the housing (2) lower than the ambient pressure of the housing (2). The energy of the electric field supplied to each of the surfaces (3, 4, 5) is regulated or controlled.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen, wobei zwischen wenigstens zwei Oberflächen in einem gemeinsamen, gasdichten Gehäuse ein elektrisches Feld angelegt wird, bei einem Gas-Druck in dem Gehäuse kleiner dem Umgebungsdruck des Gehäuses.The invention relates to a method and a device for processing surfaces, wherein an electric field is applied between at least two surfaces in a common, gas-tight housing, at a gas pressure in the housing less than the ambient pressure of the housing.
Oberflächen, wie z. B. metallische und keramische Oberflächen, werden z. B. durch mechanisches Polieren und/oder elektrische Felder vergütet. Die elektrischen Felder ermöglichen analog einem Elektropolieren in Flüssigkeiten, wie z. B. aus
Ungeordnete Überschläge, mit insbesondere unregelmäßig lokal schwankenden Feldern durch die Überschläge, tragen z. B. Spitzen bzw. Erhöhungen auf der zu bearbeitenden Oberfläche ab. Bei großen Oberflächen werden längere Bearbeitungszeiträume benötigt, bis hin zu Minuten bei Oberflächen im Bereich von einigen Quadratzentimetern. Eine gleichmäßige Oberflächenvergütung ist schwierig.Unordered passes, particularly those with irregularly fluctuating fields caused by the passes, remove peaks or raised areas from the surface being processed. Large surfaces require longer processing times, up to minutes for surfaces measuring a few square centimeters. Achieving a uniform surface finish is difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen anzugeben, welche über ein elektrisches Feld eine Vergütung der Oberflächen ermöglicht, insbesondere in kurzer Zeit, vorbestimmt.The invention is based on the objective of solving the problems described above. In particular, the invention is based on the objective of providing a method and a device for surface treatment which enables surface treatment via an electric field, especially in a short time.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder durch eine Vorrichtung zum Ausführen des zuvor beschriebenen Verfahrens gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung von Oberflächen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände des Hauptanspruchs mit Merkmalen von Unteransprüchen und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.The problem is solved according to the invention by a method for processing surfaces with the features of claim 1 and/or by a device for carrying out the previously described method according to claim 11. Advantageous embodiments of the method for processing surfaces according to the invention are specified in the dependent claims. The subject matter of the main claim can be combined with features of the dependent claims, and features of the dependent claims can be combined with each other.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen umfasst, dass zwischen wenigstens zwei Oberflächen in einem gemeinsamen, gasdichten Gehäuse ein elektrisches Feld angelegt wird, bei einem Gas-Druck in dem Gehäuse kleiner dem Umgebungsdruck des Gehäuses. Die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen jeweils zugeführt wird, wird geregelt oder gesteuert.A method according to the invention for surface treatment comprises applying an electric field between at least two surfaces in a common, gas-tight housing, with a gas pressure in the housing lower than the ambient pressure of the housing. The energy of the electric field supplied to each surface is regulated or controlled.
Durch die Regelung oder Steuerung der Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen jeweils zugeführt wird,
werden geregelte oder gesteuerte, insbesondere geordnete Überschläge möglich, ohne insbesondere unregelmäßig lokal schwankende Felder durch die Überschläge. Damit werden z. B. Spitzen bzw. Erhöhungen auf der zu bearbeitenden Oberfläche bestimmt, insbesondere vorbestimmt abgetragen, geordnet, in kurzer Zeit. Bei großen Oberflächen werden, im Vergleich zu einer ungeregelten oder ungesteuerten Energie, kürzere Bearbeitungszeiträume möglich. Weiterhin wird eine gleichmäßige Oberflächenvergütung ermöglicht.By regulating or controlling the energy of the electric field that is supplied to the surfaces,
This enables regulated or controlled, and in particular ordered, arcing processes, without the irregular, locally fluctuating fields caused by the arcing. This allows, for example, peaks or elevations on the surface to be processed to be defined, and in particular, to be removed in a predetermined, ordered manner within a short time. For large surfaces, shorter processing times are possible compared to unregulated or uncontrolled energy. Furthermore, a uniform surface finish is achieved.
Die wenigstens zwei Oberflächen können metallische und/oder keramische Oberflächen umfassen. Metallische Oberflächen sind elektrisch leitend und gut als Elektroden zum Anlegen von elektrischen Feldern zu verwenden. Bei sehr hohen Spannungen im Bereich von Hochspannungen, z. B. im Bereich größer 50 kV, sind auch nichtleitende Oberflächen, z. B. keramische Oberflächen bei Anlegen eines elektrischen Feldes durch elektrische Überschläge bearbeitbar. Das Anlegen eines elektrischen Feldes mit geregelter oder gesteuerter Energie ermöglicht insbesondere bei nichtleitenden Oberflächen eine definierte Oberflächenbearbeitung bzw. Vergütung der Oberfläche.The at least two surfaces can be metallic and/or ceramic. Metallic surfaces are electrically conductive and well-suited as electrodes for applying electric fields. At very high voltages, such as those exceeding 50 kV, even non-conductive surfaces, such as ceramic surfaces, can be treated by electrical discharges when an electric field is applied. Applying an electric field with regulated or controlled energy enables defined surface treatment or tempering, particularly of non-conductive surfaces.
Als Druck in dem Gehäuse kann ein Druck kleiner 1 bar, insbesondere kleiner 1 mbar verwendet werden. Bei geringen Drücken, insbesondere im Bereich eines Vakuums, ist eine Oberflächenbearbeitung durch elektrische Überschläge bei einem angelegten elektrischen Feld gut möglich, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen für geregelte oder gesteuerte Energien des elektrischen Feldes.The pressure inside the housing can be less than 1 bar, particularly less than 1 mbar. At low pressures, especially in the vacuum range, surface treatment by electrical discharges under an applied electric field is readily possible, offering the advantages described above for regulated or controlled electric field energies.
Als elektrisches Feld kann ein Wechselfeld mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 100 kHz verwendet werden, insbesondere in einem Bereich von 16 Hz bis 16 kHz. Bei den zuvor beschrieben Frequenzen ist eine Oberflächenbearbeitung bzw. Oberflächenvergütung gut möglich, insbesondere auch bei metallischen und keramischen Oberflächen, in einer überschaubaren Zeit, insbesondere im Bereich von Sekunden bis hin zu Minuten.An alternating electric field with a frequency in the range of 10 Hz to 100 kHz can be used, particularly in the range of 16 Hz to 16 kHz. At the frequencies described above, surface treatment or surface coating is readily possible, especially on metallic and ceramic surfaces, within a manageable timeframe. especially in the range of seconds to minutes.
Als elektrisches Feld kann ein Feld mit einer Feldstärke größer 1 kV/mm, insbesondere größer 10 kV/mm, insbesondere größer 100 kV/mm verwendet werden. Bei derartigen Feldstärken sind insbesondere metallische und/oder keramische Oberflächen gut durch elektrische Überschläge bearbeitbar bzw. vergütbar, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen.An electric field with a field strength greater than 1 kV/mm, particularly greater than 10 kV/mm, and especially greater than 100 kV/mm, can be used. At such field strengths, metallic and/or ceramic surfaces in particular can be readily processed or tempered by electrical discharges, with the advantages described above.
Die den Oberflächen jeweils zugeführte Energie kann automatisiert geregelt oder gesteuert werden und zu einer Oberflächenvergütung führen, insbesondere vorbestimmt automatisiert. Die automatisierte Regelung oder Steuerung insbesondere vorbestimmt, z. B. Computergesteuert oder - geregelt nach einem insbesondere vorbestimmten Programm, ermöglicht eine Oberflächenbearbeitung und Vergütung mit insbesondere vorbestimmten Endeigenschaften der Oberfläche, bei geringem Personal und Kostenaufwand, in kurzer Zeit, insbesondere im Bereich von Sekunden oder Minuten.The energy supplied to the surfaces can be automatically regulated or controlled, leading to surface treatment, particularly through pre-programmed automation. This automated regulation or control, especially pre-programmed automation, e.g., computer-controlled or regulated according to a predetermined program, enables surface treatment and coating with predetermined final surface properties, requiring minimal personnel and costs, and in a short time, particularly within seconds or minutes.
Durch das elektrische Feld zwischen den wenigstens zwei Oberflächen können elektrische Überschläge erfolgen, und die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen jeweils zugeführt wird, kann geregelt oder gesteuert werden bezüglich der Anzahl der Überschläge pro Zeiteinheit und/oder bezüglich einer vorbestimmten Gesamtzahl an Überschlägen. Derartige Parameter ermöglichen eine Regelung oder Steuerung der Oberflächenbearbeitung bzw. Vergütung, mit einem vorbestimmbaren Ergebnis. Ein bestimmter Vergütungsgrad der Oberflächen als Endergebnis kann durch Abbruch des Verfahrens bei einer bestimmten Anzahl der Überschläge pro Zeiteinheit und/oder einer vorbestimmten Gesamtzahl an Überschlägen insbesondere vorbestimmt eingestellt werden.The electric field between at least two surfaces allows for electrical discharges, and the energy of the electric field supplied to each surface can be regulated or controlled with respect to the number of discharges per unit of time and/or a predetermined total number of discharges. Such parameters enable the regulation or control of surface treatment or tempering, with a predictable result. A specific degree of surface tempering, as the final result, can be predetermined, in particular, by terminating the process at a specific number of discharges per unit of time and/or a predetermined total number of discharges.
Durch das elektrische Feld zwischen den wenigstens zwei Oberflächen können elektrische Überschläge erfolgen, und die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen jeweils zugeführt wird, kann derart geregelt oder gesteuert werden, dass die Anzahl an Überschlägen pro Zeiteinheit am Ende des Verfahrens 80% oder weniger der Anzahl an Überschlägen pro Zeiteinheit am Anfang des Verfahrens entspricht, und/oder über ein Zeitintervall im Sekunden oder Minuten Bereich, insbesondere im Bereich von 30 Sekunden, die Anzahl an Überschlägen pro Zeiteinheit konstant ist. Damit können gut vergütete Oberflächen erzeugt werden, in einer überschaubaren Zeit, mit geringen Kosten und mit den zuvor beschriebenen Vorteilen.The electric field between at least two surfaces allows electrical discharges to occur, and the energy of the electric field supplied to each surface can be regulated or controlled such that the number of discharges per unit of time at the end of the process is 80% or less than the number of discharges per unit of time at the beginning of the process, and/or the number of discharges per unit of time remains constant over a time interval in the range of seconds or minutes, particularly in the range of 30 seconds. This allows for the production of well-coated surfaces in a manageable time, at low cost, and with the advantages described above.
Zwischen mehr als zwei Oberflächen in einem gemeinsamen Gehäuse kann ein elektrisches Feld angelegt werden, wobei Oberflächen insbesondere gruppiert mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Dadurch können mehrere Oberflächen gleichzeitig bearbeitet werden, insbesondere mit vergleichbaren Oberflächenvergütungen, was eine Kostenreduzierung und Zeitersparnis gegenüber einer einzelnen zu bearbeitenden Oberfläche ermöglicht und gleiche Oberflächenvergütungen mehrerer Oberflächen ermöglicht.An electric field can be applied between more than two surfaces in a common housing, whereby the surfaces are particularly grouped and subjected to an electrical voltage. This allows several surfaces to be processed simultaneously, especially with comparable surface coatings, resulting in cost and time savings compared to processing a single surface and enabling the use of identical surface coatings on multiple surfaces.
Das gasdichte Gehäuse kann elektrisch isolierende Bereiche, insbesondere Glas und/oder Keramik umfassend, aufweisen, durch welche Metalloberflächen dielektrisch getrennt werden. Dadurch ist das Anlegen eines elektrischen Feldes an Oberflächen in dem Gehäuse von außen möglich, zur Bearbeitung von Oberflächen im Gehäuse, insbesondere von gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses elektrisch kontaktiert.The gas-tight housing can have electrically insulating areas, in particular comprising glass and/or ceramic, through which metal surfaces are dielectrically separated. This makes it possible to apply an electric field to surfaces inside the housing from the outside, for processing surfaces inside the housing, in particular from opposite sides of the housing.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens umfasst wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen den zu bearbeitenden Oberflächen, und umfasst eine Steuer- oder Regeleinrichtung, welche die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen jeweils zugeführt wird, regelt oder steuert. Die zuvor für das Verfahren genannten Vorteile sind analog den Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.An apparatus according to the invention for carrying out a previously described method comprises at least one device for generating an electric field between the surfaces to be processed, and comprises a control device which regulates or controls the energy of the electric field supplied to the surfaces. The advantages previously mentioned for the method are analogous to the advantages of the apparatus according to the invention.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in der einzigen Figur dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.In the following, exemplary embodiments of the invention are schematically illustrated in the single figure and subsequently described in more detail.
Dabei zeigt die
- Figur schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Oberflächen 3, 4, 5 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einer Einrichtung 7 zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen den zu bearbeitenden Oberflächen 3, 4, 5 und mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung 8, welche die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen 3, 4, 5 jeweils zugeführt wird, regelt oder steuert.
- Figure schematically shows a device 1 according to the invention for processing surfaces 3, 4, 5 with the method according to the invention, with a device 7 for generating an electric field between the surfaces 3, 4, 5 to be processed and with a control device 8 which regulates or controls the energy of the electric field which is supplied to the surfaces 3, 4, 5.
In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Oberflächen 3, 4, 5 von der Seite schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein gasdichtes Gehäuse 2, mit einem Gasdruck kleiner dem Umgebungsdruck, z. B. einem Druck kleiner 1 bar, insbesondere kleiner 1 mbar,
insbesondere mit einem Vakuum im Inneren. In dem Gehäuse 2 sind die Oberflächen 3, 4, 5 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der einzigen Figur sind drei Oberflächen 3, 4, 5 dargestellt, wobei zwei Oberflächen 4 und 5 zur Bearbeitung nebeneinander in einer Ebene angeordnet, gruppiert sind und die Oberfläche 3 gegenüberüberliegend angeordnet ist, insbesondere parallel zu den zwei gruppierten Oberflächen 4 und 5.The single figure schematically shows a device 1 according to the invention for processing surfaces 3, 4, 5 from the side. The device 1 comprises a gas-tight housing 2 with a gas pressure lower than the ambient pressure, e.g., a pressure less than 1 bar, in particular less than 1 mbar.
especially with a vacuum inside. The surfaces 3, 4, 5 are arranged in the housing 2. In the embodiment shown in the single figure, three surfaces 3, 4, 5 are depicted, wherein two surfaces 4 and 5 are arranged side by side in one plane for processing, and the surface 3 is arranged opposite them, in particular especially parallel to the two grouped surfaces 4 and 5.
Die Oberflächen 3, 4, 5 sind elektrisch miteinander verbunden. Dabei dient die Oberfläche 3 als Gegenelektrode zu den Oberflächen 4 und 5. Zwischen der Oberfläche 3 und den Oberflächen 4 und 5 ist ein elektrisches Feld angelegt. Die Energie des elektrischen Feldes, welche den Oberflächen 4, 5 jeweils zugeführt wird, ist geregelt oder gesteuert. Dazu ist eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes 7 und eine damit verbundene Steuer- oder Regeleinrichtung 8 vorgesehen, welche elektrisch z. B. über Kabel, insbesondere Kupferkabel, mit den Oberflächen 3, 4, 5 verbunden sind. Die Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes 7 und die Steuer- oder Regeleinrichtung 8 sind in getrennten Geräten bzw. Gehäusen angeordnet, oder können von einem Gerät bzw. Gehäuse umfasst sein, und außerhalb oder innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sein.Surfaces 3, 4, and 5 are electrically connected. Surface 3 serves as the counter electrode to surfaces 4 and 5. An electric field is applied between surface 3 and surfaces 4 and 5. The energy of the electric field supplied to surfaces 4 and 5 is regulated or controlled. For this purpose, a device for generating an electric field 7 and an associated control device 8 are provided, which are electrically connected to surfaces 3, 4, and 5, for example, via cables, in particular copper cables. The device for generating an electric field 7 and the control device 8 are arranged in separate devices or housings, or can be enclosed by a single device or housing, and may be located outside or inside the housing 2.
Die zu bearbeitenden Oberflächen 3, 4, 5 sind z. B. metallische, glasartige und/oder keramische Oberflächen, insbesondere Kupfer, Aluminium, Stahl, Glas und/oder Keramik. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes, insbesondere eines Wechselfeldes mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 100 kHz oder in einem Bereich von 16 Hz bis 16 kHz, und/oder einer Feldstärke größer 1 kV/mm, insbesondere größer 10 kV/mm, insbesondere größer 100 kV/mm, zwischen der Oberfläche 3 und den gruppierten Oberflächen 4 und 5, entstehen elektrische Überschläge zwischen den Oberflächen 3, 4, 5. Die Überschläge weisen z. B. die Form von Lichtbögen auf. Durch die Überschläge werden die Oberflächen 3, 4, 5 bearbeitet.The surfaces 3, 4, 5 to be processed are, for example, metallic, glass-like, and/or ceramic surfaces, in particular copper, aluminum, steel, glass, and/or ceramic. When an electric field, in particular an alternating field with a frequency in the range of 10 Hz to 100 kHz or in the range of 16 Hz to 16 kHz, and/or a field strength greater than 1 kV/mm, in particular greater than 10 kV/mm, in particular greater than 100 kV/mm, is applied between surface 3 and the grouped surfaces 4 and 5, electrical discharges occur between the surfaces 3, 4, 5. The discharges have, for example, the form of electric arcs. The discharges process the surfaces 3, 4, 5.
Insbesondere an Bereichen hoher Rauigkeit bzw. Spitzen auf der Oberfläche 3, 4, 5 entstehen Überspannungen, welche Überschläge auslösen. Durch die Überschläge kommt es in den Bereichen bzw. an den Spitzen zu lokaler Erwärmung, insbesondere mit Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Oberflächenmaterials, z. B. größer 1000 Grad Celsius. Das lokale Aufschmelzen oder auch schon die Erhöhung der Mobilität von Oberflächenatomen und Molekülen unterhalb der Schmelztemperatur auf den Oberflächen 3, 4, 5, führt zu einer Glättung und Vergütung der Oberflächen 3, 4, 5. Rauhe Bereiche bzw. Spitzen auf der Oberfläche 3, 4, 5 werden abgetragen. Bei einem Gehäuse 2 nahe den Oberflächen 3, 4, 5 können auch Bereiche des Gehäuses bearbeitet, insbesondere geglättet bzw. vergütet werden. Bei hohen Potentialunterschieden zwischen Gehäuse 2 und den Oberflächen 3, 4, 5 können zwischen dem Gehäuse 2 und den Oberflächen 3, 4, 5 Überschläge erfolgen, welche zu einer Bearbeitung der inneren Oberfläche des Gehäuses 2 führt.Particularly in areas of high roughness or peaks on surfaces 3, 4, 5, overvoltages arise, triggering arcing. These arcs cause local heating in these areas or at the peaks, especially at temperatures above the melting point of the surface material, e.g., greater than 1000 degrees Celsius. The local melting, or even the increase in the mobility of surface atoms and molecules below the melting temperature on surfaces 3, 4, 5, leads to a smoothing and tempering of these surfaces. Rough areas or peaks on surfaces 3, 4, 5 are removed. If a housing 2 is located near surfaces 3, 4, 5, areas of the housing can also be processed, in particular smoothed or tempered. High potential differences between housing 2 and surfaces 3, 4, 5 can cause arcing between the housing 2 and surfaces 3, 4, 5, resulting in the processing of the inner surface of housing 2.
Bei der Vergütung können lokal auch Verschmutzungen, insbesondere organische Stoffe und/oder Staubpartikel desorbiert oder „abgebrannt“ werden. Über eine extern angeschlossene Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, welche der Einfachheit halber in der einzigen Figur nicht dargestellt ist, können verdampfte Stoffe und/oder Partikel aus dem Gehäuse 2 entfernt werden. Um eine gleichmäßige Oberflächenbearbeitung zu ermöglichen, wird die den Oberflächen 3, 4, 5 jeweils über das elektrische Feld zugeführte Energie automatisiert geregelt oder gesteuert, insbesondere vorbestimmt automatisiert. Dazu können vorbestimmt Programme festgelegt sein, nach denen die zugeführte Energie über das Feld geändert wird. Damit erfolgt keine zufällige, ungeordnete Oberflächenbearbeitung, sondern es werden insbesondere gleichmäßige Oberflächen 3, 4, 5 mit insbesondere vorbestimmten Vergütungseigenschaften erzeugt. Ungeordnete Überschläge, mit insbesondere unregelmäßig lokal schwankenden Feldern durch die Überschläge, werden vermieden.During the coating process, contaminants, especially organic substances and/or dust particles, can be locally desorbed or "burned off." Evaporated substances and/or particles can be removed from the housing 2 via an externally connected pump, particularly a vacuum pump, which is not shown in the single figure for the sake of simplicity. To enable uniform surface treatment, the energy supplied to surfaces 3, 4, 5 via the electric field is automatically regulated or controlled, in particular by pre-programmed automation. Predefined programs can be established for this purpose, according to which the energy supplied via the field is modified. This prevents random, disordered surface treatment and instead produces uniform surfaces 3, 4, 5 with, in particular, predetermined coating properties. Disordered arcing, with its particularly irregular locally fluctuating fields, is avoided.
Bei großen Oberflächen, insbesondere im Bereich von mehreren Quadratzentimetern, werden längere Bearbeitungszeiträume vermieden bzw. die Bearbeitungszeit gegenüber einer ungeregelten bzw. ungesteuerten Bearbeitung verkürzt, insbesondere auf wenige Sekunden bis hin zu Minuten. Eine gleichmäßige Oberflächenvergütung wird ermöglicht.For large surfaces, especially those measuring several square centimeters, longer processing times are avoided or the processing time is reduced compared to unregulated or uncontrolled processing, often to just a few seconds or minutes. Uniform surface finishing is achieved.
Die Energie des elektrischen Feldes wird über die Einrichtung 7 zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen den zu bearbeitenden Oberflächen 3, 4, 5 bereitgestellt und über die Steuer- oder Regeleinrichtung 8 geregelt oder gesteuert. Eine Regelung bzw. Steuerung erfolgt z. B. bezüglich der Anzahl der Überschläge 6 pro Zeiteinheit und/oder bezüglich einer vorbestimmten Gesamtzahl an Überschlägen 6, nach der die Oberflächenbearbeitung beendet wird, z. B. durch Abschalten des elektrischen Feldes. Eine Regelung oder Steuerung kann z. B. derart erfolgen, dass die Anzahl an Überschlägen 6 pro Zeiteinheit am Ende des Verfahrens 80% oder weniger der Anzahl an Überschlägen 6 pro Zeiteinheit am Anfang des Verfahrens entspricht. Alternativ kann eine Regelung oder Steuerung erfolgen, mit konstanter Anzahl an Überschlägen 6 pro Zeiteinheit über ein Zeitintervall im Sekunden oder Minuten Bereich, insbesondere im Bereich von 30 Sekunden.The energy of the electric field is supplied by the device 7 for generating an electric field between the surfaces 3, 4, 5 to be processed and is regulated or controlled by the control device 8. Regulation or control is carried out, for example, with regard to the number of flashovers 6 per unit of time and/or with regard to a predetermined total number of flashovers 6, after which the surface processing is terminated, e.g., by switching off the electric field. Regulation or control can be implemented, for example, such that the number of flashovers 6 per unit of time at the end of the process is 80% or less than the number of flashovers 6 per unit of time at the beginning of the process. Alternatively, regulation or control can be implemented with a constant number of flashovers 6 per unit of time over a time interval in the range of seconds or minutes, particularly in the range of 30 seconds.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So kann das Gehäuse 2 z. B. aus einem Material, insbesondere einem homogenen Material wie z. B. einem homogenen Isolator bestehen, oder das gasdichte Gehäuse 2 weist elektrisch isolierende Bereiche, insbesondere Glas und/oder Keramik umfassend auf, welche Metalloberflächen dielektrisch trennen. Zur Bearbeitung werden insbesondere Hochspannungen, insbesondere Spannungen größer 52 kV, zwischen den Oberflächen 3, 4, 5 angelegt und/oder zwischen den Oberflächen 3, 4, 5 und dem Gehäuse 2 angelegt. Das Gehäuse 2 weist z. B. eine hohlzylinderförmige Form mit kreisrunder oder elliptischer Grundfläche auf, oder andere Formen wie z. B. die eines Quaders.The embodiments described above can be combined with one another and/or with the prior art. For example, the housing 2 can be made of a material, in particular a homogeneous material such as a homogeneous insulator, or the gas-tight housing 2 can have electrically insulating areas, in particular comprising glass and/or ceramic, which are metal surfaces. Dielectric separation. For processing, high voltages, especially voltages greater than 52 kV, are applied between surfaces 3, 4, 5 and/or between surfaces 3, 4, 5 and the housing 2. The housing 2 has, for example, a hollow cylindrical shape with a circular or elliptical base, or other shapes such as a cuboid.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Vorrichtung zur Bearbeitung von OberflächenDevice for surface processing
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- erste Oberflächefirst surface
- 44
- zweite Oberflächesecond surface
- 55
- dritte Oberflächethird surface
- 66
- Überschlag zwischen den OberflächenOverlap between surfaces
- 77
- Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen FeldesDevice for generating an electric field
- 88
- Steuer- oder RegeleinrichtungControl or regulating device
Claims (11)
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2024
- 2024-07-02 DE DE102024206208.1A patent/DE102024206208B3/en active Active
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- 2025-05-28 WO PCT/EP2025/064855 patent/WO2026008220A1/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| G. Yang et al., Electropolishing of surfaces: theory and applications, Surface Engineering 33 (2017), S. 149 - 166 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2026008220A1 (en) | 2026-01-08 |
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