DE202019001138U1

DE202019001138U1 - Anlage zum Plasmapolieren durch Elektrolytstrahl

Info

Publication number: DE202019001138U1
Application number: DE202019001138.2U
Authority: DE
Original assignee: Boettger Hiller Falko
Current assignee: Penzel Michael De; Schroeder Sam De; Stepputat Vincent De
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2029-03-07

Abstract

Anlage zum Plasmapolieren einer elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstückes, wobei die Anlage eine Halteeinrichtung zum Halten des Werkstückes sowie einen Elektrolytbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Elektrolytfördereinrichtung zur Erzeugung eines auf die Oberfläche des Werkstückes strömenden Elektrolytstrahls aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Plasmapolieren einer elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstückes, wobei die Anlage eine Halteeinrichtung zum Halten des Werkstückes sowie einen Elektrolytbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten aufweist.
Eine Anlage der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2006 016 368 B4 bekannt. Hierbei wird ein Werkstück von einer Halteeinrichtung in einen Elektrolyten eingetaucht, welcher sich in einem Elektrolytbehälter befindet. In dem Elektrolyten findet das Plasmapolierverfahren statt. Andererseits kann nach dieser Veröffentlichung auch die Halteeinrichtung mit dem Werkstück zunächst in einen leeren Elektrolytbehälter getaucht werden, welcher anschließend mit Elektrolyt befüllt werden kann.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik wirkt das Werkstück und/oder die Halteeinrichtung als Anode, während der Elektrolytbehälter als Kathode wirken kann. Bei dem Elektrolyten handelt es sich üblicherweise um wässrige Lösungen, in denen Ammoniumsalze und evtl. weitere Bestandteile gelöst sind. Für ein Plasmapolierverfahren werden üblicherweise Temperaturen knapp unterhalb des Siedepunktes des Elektrolyten eingestellt, und zwar etwa in einem Bereich von 70°C bis 95°C. Für das Plasmapolieren werden üblicherweise elektrische Spannungen in einem Bereich von 270 V bis 380 V eingestellt.
Beim Plasmapolieren mit einer derartigen Anlage bilden sich im Elektrolyten bei fortschreitendem Verfahren feste Ablagerungen, welche sich auf der Oberfläche des Werkstückes anreichern können. Um dem entgegen zu wirken, sind gemäß der DE 10 2006 016 368 B4 Injektionsdüsen vorgesehen, die eine Umwälzung des Elektrolyten bewirken. Dies verhindert eine Ablagerung von festen Bestandteilen auf dem Werkstück aber nur unzureichend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere sollen Abscheidungen von in dem Elektrolyten befindlichen Feststoffen auf der Oberfläche des Werkstückes vermieden werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Anlage der genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Anlage eine Elektrolytfördereinrichtung zur Erzeugung eines auf die Oberfläche des Werkstückes strömenden Elektrolytstrahls aufweist.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass der Elektrolyt gerichtet auf die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes anströmt, und zwar mit einer ausreichenden Geschwindigkeit, um eventuell abgeschiedene Ablagerungen von der Oberfläche des Werkstückes fortzuspülen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Elektrolytfördereinrichtung als ein Schlauch oder Rohr ausgebildet. Die Elektrolytfördereinrichtung weist also bevorzugt einen runden Querschnitt auf, wodurch auch eine Strahlgeometrie eines Elektrolytstrahles, welcher auf das Werkstück gerichtet ist, im wesentlichen einen runden Querschnitt aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung in dem Elektrolytbehälter positioniert sind. Somit wird das Werkstück, wie auch aus dem Stand der Technik bekannt ist, in einem Elektrolytbad plasmapoliert. Dabei kann die Elektrolytfördereinrichtung während des Plasmapolierens im Elektrolyten einen Elektrolytstrahl auf die Werkstückoberfläche befördern. Somit ist an der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes eine intensive Konvektion des Elektrolyten gesichert, welches Ablagerungen von Feststoffen oder Ähnlichem an der Oberfläche verhindert.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung vollständig außerhalb des Elektrolytbehälters positioniert. Das bedeutet, dass die Elektrolyfördereinrichtung einen Elektrolytstrahl auf das Werkstück richten kann, während das Werkstück sonst nicht von dem Elektrolyten umgeben ist. Somit wird die Oberfläche des Werkstückes ausschließlich in einem Bereich plasmapoliert, in dem die Oberfläche in Berührung mit dem anströmenden Elektrolyten kommt.
Es ist erfindungsgemäß also möglich, die Oberfläche eines Werkstückes mit einem Plasmapolierprozess zu bearbeiten, ohne das Werkstück in ein Elektrolytbad zu tauchen. Demzufolge kann der Elektrolytbehälter wesentlich platzsparender ausgeführt werden als im genannten Stand der Technik, da in ihm nicht noch das Werkstück und die Halteeinrichtung für das Werkstück angeordnet werden müssen, sondern lediglich Elektrolyt, der der Elektrolytfördereinrichtung zugeführt wird.
Idealerweise ist in einer derartigen Ausführung auch eine Elektrolytauffangeinrichtung in räumlicher Nähe zum Werkstück vorgesehen, welche derart ausgebildet ist, den Elektrolyten aufzufangen, nachdem er an das Werkstück angeströmt ist, und den Elektrolyten anschließend beispielsweise wieder in den Elektrolytbehälter zurückzuführen. Somit kann der Elektrolyt im Kreislauf gefahren werden und der Elektrolytbehälter dient als eine Art Vorratsbehälter für den Elektrolyten.
Weiterhin ist eine Ausführungsform der Erfindung denkbar, in der die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung teilweise außerhalb des Elektrolytbehälters positioniert sind.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Elektrolytfördereinrichtung mechanisch flexibel verformbar ausgebildet ist. Somit kann das Werkstück in der Halteeinrichtung an einem Ort konstant positioniert sein und die Elektrolytfördereinrichtung, beispielsweise als ein Schlauch, kann derart bewegt werden, dass der Elektrolytstrahl rasterartig über das Werkstück geführt wird. Befindet sich das Werkstück dabei in einem Elektrolytbad, so werden damit nacheinander unterschiedliche Oberflächenbereiche von etwaigen Ablagerungen befreit. Befindet sich das Werkstück außerhalb eines Elektrolytbehälters, so sind in dieser Weise gezielt bestimmte Oberflächenbereiche des Werkstückes durch Plasmapolieren bearbeitbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch leitfähig. Dadurch kann die Elektrolytfördereinrichtung selbst als Elektrode wirken, was insbesondere bei der Ausführungsform wichtig ist, in der das Werkstück außerhalb des Elektrolytbehälters bearbeitet wird.
Alternativ ist ebenso möglich, dass die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch nicht leitfähig ist. Beispielsweise kann der Elektrolytbehälter als Elektrode ausgeführt sein. Andererseits kann in dem Elektrolytbehälter aber auch eine separate Elektrode vorgesehen sein.
Für den Fall, dass das Werkstück außerhalb des Elektrolytbehälters bearbeitet wird und die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch nicht leitfähig ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Elektrolytfördereinrichtung in ihrem Inneren einen elektrischen Leiter enthält, welcher vorzugsweise mittig in der Elektrolytfördereinrichtung angeordnet ist. Hierbei ist der elektrische Leiter nicht Elektrolyt fördernd ausgebildet.
Einen weiteren vorteilhaften Aspekt stellt dar, die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch isolierend ummantelt auszubilden. Hierdurch werden etwaige Wechselwirkungen, beispielsweise mit dem Elektrolyten, vermieden.
Da die erfindungsgemäße Lösung und deren Vorteile auch ohne zeichnerische Darstellung umfassend verständlich sind, kann auf eine Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung verzichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006016368 B4 [0002, 0004]

Claims

Anlage zum Plasmapolieren einer elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstückes, wobei die Anlage eine Halteeinrichtung zum Halten des Werkstückes sowie einen Elektrolytbehälter zur Aufnahme eines Elektrolyten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Elektrolytfördereinrichtung zur Erzeugung eines auf die Oberfläche des Werkstückes strömenden Elektrolytstrahls aufweist.
Anlage nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung als ein Schlauch oder Rohr ausgebildet ist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung in dem Elektrolytbehälter positioniert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung vollständig außerhalb des Elektrolytbehälters positioniert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung und die Halteeinrichtung teilweise außerhalb des Elektrolytbehälters positioniert sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung mechanisch flexibel verformbar ausgebildet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch leitfähig ist.
Anlage nach einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch nicht leitfähig ist.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung in ihrem Inneren einen elektrischen Leiter enthält, welcher vorzugsweise mittig in der Elektrolytfördereinrichtung angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter nicht Elektrolyt fördernd ausgebildet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolytfördereinrichtung elektrisch isolierend ummantelt ausgebildet ist.