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Einstufenätzmaschine Es sind Vorrichtungen zum Ätzen von Metallplatten
bekannt, bei denen die Ätzflüssigkeit mittels Druckluft-in Düsen zerstäubt wird.
Die Zerstäuberdüsen sitzen an einer Zwischendecke der Ätzwanne und ragen mit ihrem
Flüssigkeitszuleitungsrohr in die Ätzflüssigkeit, welche mittels der zusätzlich
in die Düse eingeführten Druckluft angesaugt und in einem nach oben gerichteten,
zerstäubten Strahl versprüht wird und hierbei gegen die Atzplatte trifft. Die Verwendung
von Druckluft ist nachteilig, da eine verhältnismäßig schnelle Erschöpfung der Ätzflüssigkeit
eintritt. Die Verwendung von Atzemulsionen zum Arbeiten im sogenannten Einstufenätzverfahren
ist nicht möglich. Im übrigen sind nach den heutigen Vorschriften wegen der hohen
Zerstäubung sehr aufwendige Exhaustoranlagen notwendig. Die zusätzliche Erzeugung
von Druckluft verteuert -die Maschine erheblich. Auch sind die notwendigen Zerstäuberdüsen
sehr aufwendig und wartungsbedürftig.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es auch bereits bekanntgeworden,
die Ätzflüssigkeit in sich drehende Spritzrohre einzuleiten, welche gegen die Ätzplatte
gerichtete Spritzlöcher aufweisen. Die Spritzrohre drehen sich um eine Senkrechtachse.
Die Ätzflüssigkeit wird ihnen von unten zugeführt. Die Ätzplatten stehen ebenfalls
senkrecht. Mit diesen Maschinen läßt sich keine gleichmäßige Ätzung erreichen. Die
gegen die Ätzplatte gespritzte Ätzflüssigkeit läuft an dieser herunter, was im unteren
Bereich eine stärkere Ätzung hervorruft als im oberen Bereich. Im übrigen sind die
aus den Spritzlöchern austretenden Spritzstrahlen von unterschiedlicher Länge bzw.
unterschiedlicher Intensität, bedingt durch den Druckabfall innerhalb des Spritzrohres.
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Des weiteren sind Ätzmaschinen bekannt, bei denen die Ätzflüssigkeit
nicht unter Druck aus Düsen ausgepreßt wird, sondern bei denen ein oberhalb der
Ätzplatte angeordneter Behälter vorgesehen ist, der an seiner Unterseite Lochungen
aufweist. Die Ätzflüssigkeit fließt aus diesen Löchern aus, so daß die Ätzplatte
brausenförmig beregnet wird. Der Ätzflüssigkeitsbehälter ist oberhalb der Ätzplatte
hin-und herfahrbar angeordnet, um alle Teile der Ätzplatte beregnen zu können. Auch
mit diesen Maschinen läßt sich keine gleichmäßige Ätzung erzielen, vor allen Dingen
nicht bei Verwendung von Ätzemulsionen. Es fehlt eine innige, während des ganzen
Ätzvorganges gleichbleibend aufrechtzuerhaltende Berührung zwischen Ätzplatte und
Ätzflüssigkeit.
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Im weiteren sind nun Atzmaschinen bekannt, bei denen die waagerecht
angeordnete Ätzplatte oberhalb einer Lochplatte liegt, welche eine Relativbewegung
zur Ätzwanne ausführt, derart, daß diese Lochplatte ins Atzbad getaucht und wieder
aus ihm entfernt werden kann. Die Lochplatte ist mit einem Rand ausgestattet.
Zufolge des schnellen Eintauchens wird die Atzflüssigkeit durch die Löcher hindurchgedrückt
und erzeugt über den Löchern springbrunnenartige, auf die Ätzplatte treffende Fontänen.
Diese Maschinen sind hinsichtlich ihrer Bauform sehr aufwendig und gestatten keine
kontinuierliche Ätzung. Bei der Hubbewegung der Lochplatte setzt die Ätzung jeweils
aus, was die Verwendung dieser Maschinen für- das Einstufenätzverfahren ungeeignet
macht. Im übrigen lassen sich keine hohen, dann aber erst genügend gestreuten Springbrurmen-Fontänen
erzeugen.
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Schließlich wurde zur-Vermeidung dieser Nachteile und zur ErzieIung
einer homogenen, ununterbrochenen Berührung zwischen Atzflüssigkeit und Ätzplatte
bereits vorgeschlagen, in einer Atzwn-nne parallel zu den gegenüberliegenden Wannenwänden
verlaufende Rohre mit ihren Spritzlöchern unter den Ätzflüssigkeitsspiegel zu versenken
und die Ätzflüssigkeit den Rohren unter Druck zuzuführen. Diese Maschinen sind zum
Arbeiten nach dem Einstufenätzverfahren geeignet. Es erfolgt eine innige, bewegte
Berührung zwischen Ätzflüssigkeit und Ätzplatte, und zwar durch die von den Spritzstrahlen
erzeugten Wellenkuppen des Ätzflüssigkeitsbades, welche eine pendelnde Bewegung
ausüben. Zufolge der Zuführung der Ätzflüssigkeit von beiden Enden einer die Spritzrohre
bildenden Rohrschlange ist der Austrittsdruck an allen Spritzlöchern im wesentlichen
auch der gleiche, so daß Spritzstrahlen gleicher Intensität und Höhe erzeugt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für das Einstufenätzverfahren
geeignete Maschine mit auf einer Fläche verteilt angeordneten Düsen, aus denen Ätzflüssigkeit
unter Druck austritt und bei welcher Ätzplatte und Spritzdüsen relativ zueinander
beweglich sind, so auszubilden, daß -bei Verwendung möglichst geringer Mengen an
Ätzflüssigkeit
und ohne aufwendige Konstruktionsmittel eine innige
Berührung 'zwischen den einzelnen, an allen Stellen gleich hohen, springbrunnenförmigen
Spritzstrahlen erreicht ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß alle Spritzdüsen an
der'der Ätzplatte zugewendeten Oberseite eines,in: sich geschlossenen, mit der Druckleitung
der Pumpe verbundenen Hohlkörpers angeordnet sind.
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Zufolge dieser Ausgestaltung ist mit einfachen Mitteln erreicht, daß
unterhalb der Ätzplatte, vorzugsweise über deren ganze Fläche gleichmäßig verteilt,
Spritzstrahlen gleicher Höhe erzeugt werden. Innerhalb des Hohlkörpers findet zunächst
eine Vergleichmäßigung des Austrittsdruckes statt. Es läßt sich eine feinfühlige
Variation des Austrittsdruckes verwirklichen. Bei Bewegung des Hohlkörpers werden
diese mit gleicher Intensität austretenden Spritzstrahlen an ihren schon durch das
Springbrunnensystem gestreuten Spitzen noch weiter gestreut. Es ergibt sich im Bereich
der Ätzplatte eine weitgehend geschlossene Flüssigkeitsschicht, die mit der Atzplatte
in Berührung steht. Die abtropfende Flüssigkeit fällt nicht in den Spritzstrahl
zurück, so daß seine freie Spritzhöhe nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere, wenn
die Düsen in leicht erhabener Form an der Oberseite des Hohlkörpers liegen, läßt
sich die Streuung der Spritzstrahlen durch die über die Oberseite des Hohlkörpers
fließende Ätzflüssigkeit auf ein günstiges Maß bringen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung, insbesondere zur weiteren Streuung
der Spritzstrahlen, besteht darin, daß zwischen den SpritzdÜsen und der Ätzplatte
ein Netz angeordnet ist. Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Netz beweglich
angeordnet ist.
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Die Atzmaschine läßt sich auch in einfacher Weise noch dahingehend
vervollkommnen, daß der Hohlkörper einen die Spritzdüsen überragenden Rand
aufweist, derart, daß die Spritzdüsen bei Betrieb unterhalb des Atzflüssigkeitsspiegels
liegen. Es ist dann gleichzeitig gegeben, daß die die Spritzdüsen überschichtende
AtzflÜssigkeit eine puffernde Wirkung ausübt.
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Eine herstellungs- und betriebstechnisch günstige Ausgestaltung liegt
eründungsgemäß darin, daß in die von der Pumpe züm Hohlkörper führende Druckleitung
ein Regulierventil eingeschaltet ist. Es entfällt dann die Notwendigkeit einer in
ihrer Druckleistung steuerbaren Pumpe; ün übrigen kann dem Hohlkörper die Ätzflüssigkeit
verhältnismäßig schlagartig in dem vorgeschriebenen Betriebsdruck zugeführt werden.
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Eine konstruktiv sehr vorteilhafte Ausbildung besteht noch darin,
daß die Düsen an der Oberseite eines in der Maschine gelagerten, hohlen Drehtellers
nach einer Spirallinie ausgerichtet sind und die hohle Tellerachse für die Zuführung
der Ätzflüssigkeit vorgesehen ist. Die spiralige Ausrichtung bringt hierbei den
wesentlichen Vorteil, daß eine Streifenbildung vermieden ist, selbst wenn die Relativbewegung
zwischen Atzplatte und Spritzdüsen nur durch die Bewegung eines der beiden Teile
erzeugt wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen. In den
Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der
erfindungsgemäßen Maschine mit drehbarer Düsenplatte, bei welcher das Gehäuse teilweise
aufgebrochen ist, F i g. 2 einen Schniti der bei der Maschine gemäß F i
g. 1 benutzten Düsenplatte in größerem Maßstab, F i g. 3 eine der
F i g. 1 entsprechende Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine mit einer
hin-und herbeweglichen Düsenplatte, F i g. 4 einen Schnitt durch die in F
i g. 3 dargestellte Düsenplatte in größerem Maßstab, F i g. 5 den
Exzenterantrieb für die Düsenplatte gemäß F i g. 4.
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Die in F i g. 1 und 3 dargestellten Maschinen unterscheiden
sich im wesentlichen nur durch die Anordnung und Ausbildung der Düsenplatten und
des Bewegungsantriebes für diese. Es sind deshalb im folgenden die den beiden Ausführungsbeispielen
gemeinsamen Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die erfindungsgemäße Maschine weist ein Gehäuse 1 auf, dessen
oberer, um Scharniere 2 klappbarer Deckel 3 nach dem Öffnen die Spannleisten
4 freigibt. Nach dem öffnen des Deckels werden die Ätzplatten in die beiden Spannleisten
4 eingespannt. Danach wird der Deckel geschlossen.
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Dieser ist mit einem Handgriff 5 zum Aufklappen versehen.
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In der Mitte ist im unteren Teil der Maschine der Vorrats- und Auffangbehälter
6 für die Ätzflüssigkeit angeordnet. Im oberen Teil erweitert sich der Behälier
6 über Leitflächen 7 trichterartig nach den Wänden des Gehäuses
1, so daß von oben abfließende Ätzflüssigkeit in den Behälter 6 geleitet
wird. Der zwischen der Außenwand des Behälters 6 und der Wand des Gehäuses
1 liegende Raum kann eine Kühlffüssigkeit, z. B. Wasser, aufnehmen. An der
tiefsten Stelle des Ätzmittelbehälters 6 mündet eine Ansaugleitung
8, die nach einer Flüssigkeitspumpe 9
führt. Die Pumpe 9, z.
B. eine Zahnradpumpe, wird durch einen Elektromotor10 angetrieben. Die Druckleitung
11 der Pumpe 9 fördert die Flüssigkeit nach den weiter unten beschriebenen
Düsenplatten. Von der Druckleitung 11 zweigt eine Nebenschlußleitung 12 ab,
in der ein durch Hand einstellbares Regulierventil 13 angeordnet ist. Die
in Strömungsrichtung hinter dem Ventil 13 liegende Leitung 14 leitet die
durch das Ventil 13 durchtretende Flüssigkeit in den Behälter 6 zurück.
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Je größer die Durchflußmenge durch das Ventil 13, desto geringer
wird bei gleichbleibender Förderleistung der Sprühdruck der Düsenplatte, und umgekehrt.
Auf diese Weise läßt sich ohne Verstellung der Förderleistung der Flüssigkeitspumpe
auf einfache Weise sehr feinfühlig der Spritzdruck einstellen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist eine kreisförmige
Düsenplatte 15 vorgesehen, die mit einer vertikalen Achse 16 an einem
Träger 17
drehbar gelagert ist. Die Hohlachse 16 ist mit der Flüssigkeitsdruckleitung
11 verbunden und dient zur Zuführung der Ätzflüssigkeit. Die Düsenplatte
15
bildet, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, die obere
Fläche eines Behälters 18, in welchen über mit Leitflächen 19 ausgestattete
seitliche Öffnungen 20 Atzflüssigkeit von der Hohlachse 16 eintreten kann.
Die Düsen 21 sind in der Platte 15 spiralförmig angeordnet, so daß bei Drehung
der Platte alle Stellen der Ätzplatte gleichmäßig mit Ätzflüssigkeit versorgt werden.
Der
Antrieb der Düsenplatte 15 erfolgt über ein Schaltrad 22, welches mit seinen
Schaltstiften 23 in entsprechende Schaltstifte 24 am Umfang der Düsenplatte
15 eingreift. Das Schaltrad 22 wird über ein Getriebe 25 von dem Pumpenmotor
10 angetrieben.
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Bei dem in den F i g. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Düsenplatte 26 eine rechteckige Gestalt auf. Diese ist am Gehäuse
mittels elastischer Glieder 27 beweglich aufgehängt. Die Düsen
28 sind in der Platte 26 in parallelen Reihen angeordnet, die schräg
zur Bewegungsrichtung der Platte verlaufen können.
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Die Düsenplatte 26 bildet den oberen Abschluß eines Behälters
29, der ein Anschlußstück 30 aufwc#ist, an welches der Druckschlauch
11 angeschlossen ist. Der Antrieb der Düsenplatte 26 erfolgt durch
den Pumpenmotor 10 wiederum über ein Getriebe 25. Die von diesem Getriebe
25 angetriebene Welle 31 trägt einen Exzenter 32, welcher mit
Steuerflächen 33 bzw. 34 der Düsenplatte 26 zusammenwirkt und diese
einer hin- und hergehenden Bewegung unterwirft. Durch diese hin- und hergehende
Bewegung erfolgt ebenfalls eine gleichmäßige Verteilung der durch die Düsen
28 austretenden Sprühstrahlen.