DE3142739A1 - Vorrichtung zur elektrolytischen oberflaechenbehandlung von mechanischen teilen, insbesondere von zylindern von verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

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Paiei· MpI Ing, K, Wekkmann, DIpL AftOr. K. Find« L Ing. ?< A. Wehknwnn, EXpL Qm. B. Huber

Dr.-lne.li.Ufe MShlslnfse 22« SOOO Mflwhs« 86

CEHTRO RICERCHE FIAT S.p.A
Strada Torino 50 _y
Orbassano (Turin) Italien

Vorrichtung zur elektrolytischen Oberflächenbehandlung von mechanischen Teilen, insbesondere von Zylindern von Verbrennungsmotoren ; .

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art.

Eine solche Vorrichtung ist durch die GB-PS 667 227 bekannt. Es sind außerdem andere Vorrichtungen zur elektrolytischen Behandlung der inneren Oberflächen von röhren- oder ringförmigen Teilen bekannt, bei denen dasTeil jedoch in den Elektrolyten eingetaucht wird und die Zirkulation des Elektrolyten im Innern einer Wanne stattfindet, die den Elektrolyten und das zu bearbeitende Teil enthält. Die durch die genannte GB-PS 667 227 bekannte Vorrichtung weist demgegenüber den Vorteil auf, daß der Elektrolyt in einem von dem Außenraum isolierten geschlossenen Kreislauf zirkuliert, so daß die Gefahr von Vergiftungen, Verätzungen oder anderen Unfallrisiken für das Bedienungspersonal ausgeschaltet ist. Außerdem wird nur der Innenraum des zu bearbeitenden Teiles von dem Elektrolyten benetzt, so daß das Verunreinigungsrisiko für den Elektrolyten drastisch verringert ist und gleichzeitig die Handhabung der zu bearbeitenden Teile beträchtlich; erleichtert wird.

Die durch die genannte GB-PS bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch nicht für hohe Bearbeitungs-Taktgeschwindigkeiten.Das z.B. bei der Herstellung von Zylindern für kleine Verbren-

nungsmotoren (z.B. von Einzylindermotoren,wie sie üblicherweise bei Mopeds und Kleinkrafträdern Verwendung finden) gegebene technische Problem, die Zylinderinnenflächen hinreichend verschleißfest zu machen, bedingt aufeinanderfolgend den Einsatz unterschiedlicher Elektrolyten mit dazwischenliegenden Waschvorgängen. Dieses Problem fordert spezielle Lösungswege: Gemäß modernen technologischen Verfahren besteht ein Grundelektrolyt für den erwähnten Zweck aus einer sehr feinen Dispersion von Siliziumkarbid ineiner Lösung einer Nickelverbindung. Damit läßt sich eine sehr verschleißfeste elektrolytische Beschichtung erzielen, die aus metallischem Nickel als Grundsubstanz besteht, in der Mikropartikel von SiC dicht und gleichförmig verteilt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Gattung so zu verbessern, daß sie die beschriebenen Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anode an ihrer Basis mit Hilfe des isolierenden Tragsockels in dem Kopfstück gehaltert und weist an ihrem oberen Ende eine Kon taktklemme auf, während das Kopfgegenstück ein zentral ange ordnetes Verbindungselement zur Zuführung von Anodenstrom aufweist, welches beim Anpressen des Kopfgegenstückes gegen das zu bearbeitende Teil mit der Kontaktklemme in Eingriff kommt.

Um Werkstücken, z.B. Motorzylindern oder anderen Teilen mit unterschiedlichen Durchmessern Rechnung zu tragen sind die in dem Kopfstück gebildete Abstützung für das zu bearbeitende Teil sowie das den Anpreßdruck ausübende Teil des Kopfgegenstückes als auswechselbare ringförmige Organe ausgebildet, die als Adapter fungieren.

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luv Anpassung an unterschiedliche axiale Abmessungen der zu bearbeitenden Teile ist die an dem Kopfstück oder dem Kopfgegenstück gehalterte Anode auswechselbar und läßt sich.gegen ein anderes Exemplar abweichender Länge und/oder Form austauschen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kopfstück mit der Druckseite einer Umlaufpumpe verbunden, derart daß der Elektrolyt das zu bearbeitende Teil in aufsteigender Strömung durchläuft; dabei besitzt der in dem Kopfstück gebildete Flüssigkeitsdurchlaß einen sich nach oben aufweitenden Endbereich, der den zur Halterung der Anode dienenden Tragsockel koaxial umgibt und so regelmäßig ausgebildet ist, daß der beim Betrieb der Vorrichtung in das zu bearbeitende Teil eintretende Elektrolyt praktisch keiner Wirbelbildung unterworfen ist. Die praktische Wirbelfreiheit der das Teil durchfließenden Elektrolyfströmung ist insbesondere bei Elektrolyten wichtig, die Siliziumkarbid in Dispersion enthalten, da Wirbelbewegungen die Gleichförmigkeit der Dispersion negativ beeinflussen würden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung mehrere identisch ausgebildete Einheiten zur elektrolytischen Oberflächenbehandlung, die jeweils ein Kopfstück und ein Gegenkopfstück aufweisen, wobei die Kopfstücke sämtlicher Einheiten fest in der Arbeitsebene montiert sind, während die Kopfgegenstücke vertikal und axial mit den zugehörigen Kopfstücken fluchtend an einer gemeinsamen horizontalen Konsole gehaltert sind, die ihrerseits mit Hilfe vertikaler hydraulischer Antriebszylinder an der Werkbank gelagert ist. Auf diese Weise kann eine entsprechende Vielzahl von Teilen auf die betreffenden Kopfstücke aufgesetzt werden, wenn die Konsole sich in ihrer angehobenen Position befindet; beim anschließenden Absenken der Konsole greifen alle Kopfgegenstücke gleichzeitig an den zu bearbeitenden Teile an, so daß der elektrolytische Bearbeitungszyklus aller Teile gleichzeitig beginnen kann.

\ Es ist vorteilhaft, wenn der Elektrolytbehälter unterhalb

• des Niveaus der Arbeitsebene angeordnet ist, derart daß der

* in dem zu bearbeitenden Teil befindliche Elektrolyt beim ^ Ausschalten des Zirkulationskreises durch Schwerkraft in

, den Elektrolytbehälter abfließt. Hierzu kann in der Zufuhr-

! leitung des Elektrolyten ein elektrisches Rücklaufventil

ϊ\ angeordnet sein, das einen Rückflußweg zu dem Elektrolyt-

i behälter öffnet, wenn die betreffende Pumpe ausgeschaltet

wird. Am einfachsten ist es jedoch, eine Zentrifugalpumpe zu verwenden, die in ausgeschaltetem Zustand bekanntlich den Rückfluß der Flüssigkeit durch Schwerkraft erlaubt.

^: Eine bevorzugte und vollständige Ausführungsform der Vor

richtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Mehrzahl von unterschiedliche Behandlungsflüssigkeiten enthaltenden Behältern jeweils mit der Ansaug-

' seite der zugeordneten Umlaufpumpen verbunden sind,deren

, Druckseiten über jeweils ein normalerweise geschlossenes

Steuerventil mit einem gemeinsamen Verteiler zur Speisung sämtlicher Kopfstücke verbunden sind,

- daß die Kopfgegenstücke mit einem gemeinsamen Sammler verbunden sind, von dem einzelne zu den betreffenden Behältern verlaufende Rückführleitungen ausgehen,, wobei der Sammler mit einem normalerweise geschlossenen Steuerventil für jede der Rückführleitungen ausgestattet ist,

- und daß eine Einrichtung zur Betätigung der Steuerventile vorgesehen ist, mittels derer die einzelnen Behälter wahlweise mit dem Verteiler und dem Sammler verbindbar sind, um die in dem jeweils ausgewählten Behälter vorhandene Flüssigkeit durch das zu bearbeitende Teil zirkulieren

¹ zu lassen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Schnittzeichnung einer Behandlungseinheit mit einem Kopfstück und einem Kopfgegenstück, wobei

das zu bearbeitende Teil (ein Motorzylinder) auf dem Kopfstück ruht, während das Kopfgegenstück seine Arbeitsposition noch nicht erreicht hat,

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Werkbank mit zwei Bearbeitungseinheiten gemäß Fig. 1,

Fig. 3 veranschaulicht das Schema, nach welchem die beiden in Fig. 2 dargestellten Bearbeitungseinheiten mit den Behältern für die verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten verbunden sind,

Fig. 4 zeigt eine Seitenteilansicht der Vorrichtung mit dem hydraulischen Kreis der Antriebszylinder und einem Teil der elektrischen Steuerschaltung.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt zwei mit U1 und U2 bezeichnete Bearbeitungs einheiten (Fig. 3) die jeweils aus einem Kopfstück 10 und einem Kopfgegenstück 12 bestehen, die in Richtung der jeweiligen Vertikalachfee X1 bzw. X2 (Fig. 2) miteinander fluch ten. Selbstverständlich kann die Anzahl der Bearbeitungseinheiten entsprechend den jeweiligen Anforderungen und Möglich keiten auch eine andere sein.

Die Kopfstücke 10 sind in einer horizontalen Platte 14 montiert, welche die Arbeitsebene einer Werkbank 16 bildet.Die Kopfgegenstücke 12 sind in einer horizontalen Platte 18 (Fig. 1) montiert, die die untere Wandung einer kastenförmigen horizontalen Konsole 20 bildet (Fig. 2)„ Die Konsole 20 ist mittels zweier aus doppeltwirkenden hydraulischen Teleskopzylindern 22 (Fig. 2 und 4) bestehenden vertikaler Ständer an der Werkbank 16 gehaltert. Infolgedessen ist die Konsole 20 vertikal verschiebbar, wodurch sich die an ihr angebrachten Kopfgegenstücke 20 längs der betreffenden Achsen X1 und X2 vertikal verschieben lassen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, beinhaltet jedes der Kopfstücke 10 einen kreisförmigen Basisblock 24, der von oben in eine entsprechende öffnung dar Platte 14 eingesetzt und mit einem

- -er-

ringförmigen Flansch 24' durch Schrauben oder Nieten an der Platte 14 befestigt ist. Der Basisblock 24 bildet an seiner ^T Oberseite eine tellerartige kreisförmige Vertiefung, in wel-

ehe ein ringförmiger Adapter 26 eingeschraubt ist. An dem

'¹J Adapter 26 ist eine Zahnscheibe 26' ausgebildet, mittels de-

^;: 3 rer er sich von Hand oder mittels geeigneter Schlüssel ein-

-j und ausschrauben läßt. Der Adapter 26 bildet eine Abstützung

' für das zu behandelnde Teil, das im dargestellten Fall aus

I einem mit Kühlrippen versehenen Zylinder 28 eines Verbren-

» nungsmotors besteht. Dieser Zylinder 28 wird von oben in den

! Adapter 26 eingesetzt und in letzterem mittels einer flexiblen Dichtung 30 zentriert, die an dem Adapter 26 befestigt ¹ ist und das untere Ende des Zylinders 28 flüssigkeitsdicht

j umgreift. Sowohl der Adapter 26 als auch der Basisblock 24

bestehen aus Metall. Der Block 24 ist mit dem negativen Pol j der Elektrolyse-Stromquelle verbunden, so daß auch der Zy-

■ linder 28 nach seinem Einsetzen in den Adapter mit diesem

negativen Pol in Verbindung steht. Der Adapter 26 wird mit ■

seiner Dichtung 30 gegen ein anderes Exemplar ausgetauscht,

! wenn nach der Bearbeitung einer Reihe von Zylindern 28 mit.

gegebenem Durchmesser die Bearbeitung einer Reihe von Zylin- ; dem mit abweichendem Durchmesser beginnen soll.

Der Block 24 wird zentral von einer kegelstumpfförmigen axi- \ alen Öffnung 32 durchdrungen, die sich nach oben aufweitet.

Der Scheitelwinkel beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa j 30°. Die Öffnung 32 mündet oben innerhalb des Innendurchmessers des Adapters 26, während ihr unteres Ende in einer zen- ":i tralen Nabe 34 des Blockes 2.4 mündet, auf welche von untea

'.;' eine Kappe 36 aufgeschraubt ist," die einen; axialen Anschluß

/•j! 36^f für die Zuführung der Behandlungsflüssigkeit bildet.Zwi

schen der Kappe 36 und der Nabe 34 ist eine dicke und ro-

.. büste Scheibe 38 aus elektrisch isolierendem Kunststoffma

terial eingefügt, die eine Anzahl kreisförmig angeordneter

1 durchgehender Bohrungen 38' aufweist, durch die der Anschluß

' 1 36' mit der Umfangszone der Öffnung 32 in Verbindung steht.

J In die Öffnung 32 ist koaxial von oben ein kegelstumfförmi-

ΛΛ

ger Sockel 40 aus formfestem elektrisch isolierendem Kunst- \- stoffmaterial eingesetzt, der sich mit seiner Unterseite gegen die Scheibe 38 abstützt und im wesentlichen die glei- \- ehe Kegelfarm besitzt wie die Öffnung 32. Zur exakten Zen- . ■ trierung besitzt der Sockel 40 vorzugsweise wenigstens drei | Rippen 40',. die sichilängs der Mantellinien des Kegels des · 7 Sockels erstrecken und gleichen Winkelabstand voneiander haben. Der letzte Teil des in dem Kopfstück 10 gebildeten Durch- ^: lasses für die Behandlungsflüssigkeit besteht daher aus einem kegelstumpfförmigen röhrenartigen Kanal, der innen von dem Sockel 40 und außen von der Oberfläche der Öffnung 32 begrenzt wird. Die Begrenzungsflächen dieses Kanals sind glatt ·. und genau koaxial, so daß die in das Teil 28 eintretende Flüssigkeit praktisch vollkommen wirbelfrei ist. Hierzu tragen auch die Rippen 40' bei. Der Sockel 40 ist in der Öffnung 32 y' und gegen die Scheibe 38 mittels eines starren Stahlstabes [ 42 verspannt, der auf der Achse X1 bzw. X2 des Kopfstückes f liegt und dessen unteres Ende in das Zentrum der Scheibe 38 ^; eingeschraubt ist. _t*

Der Stahlstab 42 bildet einen Bestandteil der Anode der je- 'i*

vieiligen Bearbeitungseinheit. Die Anode umfaßt außerdem ? einen aus einem Metallnetz (z.B. aus Titan) bestehenden

röhrenförmigen Korb 44, der koaxial zu dem Stahlstab 42 ;

angeordnet ist und dessen Boden mit Hilfe des in Fig. 1 [

erkennbaren Kragens des Stahlstabes 42 gegen den Sockel 40 ^!.

verspannt ist. Der Korb 44 ist oben offen und mit Kugel- ^

chen des anodischen Materials 46 gefüllt. Im vorliegenden ?

Fall, bei dem der Zylinder 28 aus Aluminium oder einer Alu- -

miniumlegierung besteht und seine innere Oberfläche durch j.

elektrolytische Abscheidung von Ni/SiC (in der oben erwähn- :

ten Weise) gehärtet werden soll, bestehen die in dem Korb <\ 44 enthaltenen Kügelchen aus Nickel. Der Korb 44 ragt nach

oben etwas über den Zylinder 28 hinaus, während der Stahl- ,

stab 42 sich nach oben über den Korb 44 erstreckt und in ■* einer prismatischen (z'.B sechseckigen) Verdickung 48 endet,

auf welche eine einen elektrischen Kontakt bildende axiale *

Spitze 50 folgt. Die prismatische Verdickung 48 dient zum Ein- bzw. Ausschrauben des Stahlstabes 42, wenn dieser und der Korb 44 gegen andere Exemplare abweichender Länge entsprechend der axialen Länge des zu behandelnden Zylinders 28 ausgetauscht werden sollen.

Anstelle der dargestellten Anode, die löslich ist, kann auch eine unlösliche Anode Verwendung finden, die beispielsweise aus einem Titanstab besteht, dessen äußere Form und Abmesungen im wesentlichen denjenigen des in der Zeichnung dargestellten Anodenkomplexes entsprechen.

Das Kopfgegenstück 12 (Fig. 1) umfaßt einen nach unten gekehrten kreisförmigen Metallbecher 52, der in eine entsprechende Öffnung der Platte 18 eingesetzt und mit letzterer über einen Flansch 52' und Schrauben 54 befestigt ist. ähnlich wie bei dem Kopfstück 10 ist auch in die Kappe 52 ein ringförmiger Adapter 56 mit einer Zahnscheibe 56' von unten eingeschraubt. Er dient zur Anpassung an Zylinder 28 unterschiedlichen Durchmessers. Der Adapter 56 kann aus Metall oder einem Isoliermaterial, z.B. aus Kunststoff, bestehen. Er ist mit einer geeigneten flexiblen Dichtung 58 versehen, die mit dem oberen Ende des Zylinders 28 zusammenwirkt. In dem Boden der Kappe 52 ist ein Isolator 60 flüssigkeitsdicht eingesetzt, der von einem Kontakt 62 zur Zuführung des Anodenstromes durchdrungen wird. An dem unteren Ende des Kontaktes 62 ist ein frontaler Sitz 62' gebildet, in welche die Spitze 50 des Stahlstabes 42 eingeführt wird, wenn das Kopfgegenstück 12 abgesenkt und gegen den Zylinder 28 gedrückt wird. Somit wird in der Arbeitsposition der Anode über den von dem Kopfgegenstück 12 getragenen Kontakt Elektrolysestrom zugeführt. Der Hohlraum der Kappe 52 steht über einen mit einem Gewinde versehenen radialen Durchlaß 64 mit dem Außenraum in Verbindung. Dieser Durchlaß 64 ist mit dem Rückführungszweig des Kreislaufes verbunden, in welchem der Elektrolyt zirkuliert.

Das in Fig. 3 dargestellte Schema ist so ausgelegt, daß die Vorrichtung folgenden (an sich bekannten) Bearbeitungszyklus an dem aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Zylinder 28 ausführt:

a) - Ätzen mit einer Lösung aus Salpetersäure und Flußsäure,

b) - waschen mit Wasser,

c) - Aktivierung mit einer Verzinkung,

d) - waschen mit Wasser,

e) - zweites ätzen mit HNO-/HF,

f) - waschen mit Wasser,

g) - ätzen mit verdünnter Salpetersäure, h) - waschen mit Wasser,

i) - zweite Aktivierung mit Verzinkung,

j) - waschen mit Wasser,

k) - elektrolytischer Niederschlag von Ni/SiC,

1) - Schlußwaschung mit Wasser.

Das dargestellte Schema beinhaltet daher fünf Behälter S1...S5, die die Mischung HNO,./HF, die Zinklösung^ verdünntes HNCU,den Elektrolyten Ni/SiC bzw. Waschwasser enthalten. Der Behälter S4, in welchem sich der Elektrolyt Ni/SiC befindet, ist mit einem Rührwerk versehen, um die ultrafeinen (kleiner als ein Mikrometer) SiC-Partikel in Suspension zu halten. Jeder Behälter ist mit einer eigenen als Zentrifugalpumpe ausgebildeten Umlaufpumpe P1...P5 ausgestattet.

Die horizontale Linie L in Fig. 3 symbolisiert das Niveau der Arbeitsebene 14 der Werkbank 16 (Fig. 2). Damit wird unmittelbar veranschaulicht, welche Teile des Kreises sich oberhalb bzw. unterhalb dieses Niveaus befinden. Man erkennt aus-Fig.3. insbesondere, daß mit Ausnahme der Auslaßrohre 66', 66" die mit den Kopfgegenstücken 12 der Einheiten UI bzw. U2 verbunden sind, alle übrigen Teile des Kreises unterhalb des Niveaus L liegen, d.h. in der Praxis, daß diese Teile in der Werkbank 16 (Fig. 2) angeordnet sind. Man erkennt außerdem, daß die Behälter S1...S5 mit den entsprechenden Pumpen P1...P5 den untersten Teil des Kreises bilden.

Die Druckseiten aller Pumpen P1...P5 sind jeweils über normalerweise geschlossene elektrische Steuerventile V1...V5 mit einem gemeinsamen Verteiler 68 verbunden. Die Steuerventile V1...V5 befinden sich an der Eingangsseite des Verteilers 68. Die jeweils in den Verteiler über eines der Steuerventile V1...V5 in den Verteiler 68 eingespeiste Flüssigkeit wird über Rohre 70' bzw. 70" an die Kopfstücke 10 der Einheiten U1 und U2 verteilt. Gestrichelte Linien 70 veranschaulichen die Zuführungsrohre für eventuelle weitere Bearbeitungseinheiten, die sich auf der Werkbank befinden und in gleicher Weise ausgebildet sind wie die Bearbeitungseinheiten U1 und U2.

Die Auslaßrohre 66' und 66" münden in einem Sammler 72, der eine der Zahl der Behälter entsprechende Zahl, d.h. im vorliegenden Fall fünf Ausgänge besitzt. Jeder Ausgang ist mit einem elektrischen Steuerventil V1'...V5' verbunden, das normalerweise geschlossen ist und zwei weitere Positionen besitzt. In einer dieser Position steht der Ausgang des Steuerventils über die betreffende Rückführungsleitung T1...T5 mit dem zugeordneten Behälter P1...P5 in Verbindung". In der anderen Position ist der Ausgang des Steuerventils mit dem Abwasser 74 verbunden. Unter "Abwasser" sei in diesem Zusammenhang eine Abwasserkläreinrichtung oder eine andere Vorrichtung zur Reinigungsbehandlung verstanden.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, stehen die Enden der hydraulischen Zylinder 22 über eine Hebe-Steuerleitung 76a und eine Absenk-Steuerleitung 76b mit einem normalerweise geschlossenen Elektroventil 78 in Verbindung, das zwei Arbeitspositionen besitzt, In einer dieser Positionen verbindet es die Hebe-Steuerleitung 76a mit der hydraulischen Flüssigkeitspumpe P und die Absenk-Steuerleitung 76b mit der Rückführleitung 80, die zu dem Behälter 80' für die hydraulische Flüssigkeit führt, so daß die Konsole 20 mit den Kopfgegenstücken 20 der Bearbeitungseinheiten U1 und U2 angehoben wird. In der anderen Position kehrt das Elektroventil 78 die beschriebenen Verbindungen um, so daß

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die Konsole 20 abgesenkt und die Kopfgegenstücke 12 gegen, die oberen Enden der betreffenden zu behandelnden Zylinder 28 drückt. Für den Anhebvorgang wird das Elektroventil 78 mittels eines Tastschalters IP1 über eine Leitung 81 erregt. Der Absenkvorgang wird von einem Tastschalter IP2 über eine Leitung 82 gesteuert. Die Schalter IPI und IP2 sind auch in Fig. 2 erkennbar. In die Leitung 71 ist unterhalb des Schalters IP1 ein Ruhekontakt 84 eines Relais eingefügt, dessen Erregerwicklung 84' in einer Leitung 86 zur Speisung der Pumpen P1...P5 liegt, die über entsprechende Schalter SW1...SW5 mit dieser Leitung 86 verbunden sind. Die letztgenannten Schalter können manuell betätigt werden. Sie stehen jedoch vorzugsweise unter dem Steuereinfluß eines in der Werkbank 16 angeordneten programmierbaren Zeitgebers 88 (Fig. 4),mittels dessen der Behandlungszyklus automatisch steuerbar ist. Der programmierbare Zeitgeber ist so ausgebildet, daß alle Elektroventile und die Pumpen des in Fig. 3 dargestellten Kreises in programmierbaren Zeitpunkten und mit programmierbaren Einschaltdauern gesteuert werden. Man erkennt aus Fig. 4, daß das Relais 84', 84 erregt, der Kontakt 8.4 also geöffnet ist, wenn eine der Pumpen P1...P5 eingeschaltet ist. Damit wird ein Anheben der Konsole 20 durch Betätigung des Tastschalters IP1 verhindert.

Im folgenden sei die Funktion der Vorrichtung unter Bezugnahme auf den oben beschriebenen Behandlungszyklus mit den Verfahrensschritten a)...l) näher erläutert:

Durch Betätigung des Tastschalters IP1 veranlaßt die Bedienungsperson das Anheben der Konsole 20. Dadurch lassen sich die zu bearbeitenden Zylinder 28 auf die Kopfstücke 10 aufsetzen. Anschließend wird die Konsole 20 durch Betätigung des Tastschalters IP2 abgesenkt, so daß die Zylinder von den betreffenden Kopfgegenstücken axial gegen die zugeordneten Abstützungen (Adapter 26, Fig. 1) gepreßt werden und der Innenraum der Zylinder 28 durch die Dichtungen 30 und 58 vom Außenraum getrennt wird. Der Einschaltstromkreis der Pumpe

5 für das Waschwasser und der betreffenden Elektroventile V5 und V5' beinhaltet einen Prüfschalter (der in Fig. 2 mit IPP bezeichnet ist). Durch dessen Betätigung kann die Bedienungsperson in einem vorbereitenden Prüfschritt feststellen, ob die auf der Werkbank montierten Zylinder 28 durch die betreffenden Dichtungen hinreichend gut abgedichtet sind. Bei Dichtungsfehlern signalisiert der von der undichten Stelle ausgehende Wasserstrahl den Defekt. Da die Dichtungskreisprüfung mit Wasser erfolgt, ist damit keine Gefahr verbunden, während eine akute Verätzungsgefahr bestünde, wenn bei eventueller Undichtigkeit während des Verfahrensschrittes a) z.B. HNO-,/HF austreten würde. Wenn der Prüf schalter IPP wieder geöffnet wird, fließt das Wasser aus den Zylindern und den verschiedenen Teilen des Kreislaufes durch Schwerkraft in den Behälter S5 zurück, wenn die Ventile V5 und V5' während einer hinlänglich großen Zeitspanne nach dem Ausschalten der Pumpe P5-geöffnet gehalten werden. Die für eine solche Zeitverzögerung notwendigen Mittel sind allgemein bekannt, so daß sich ihre Beschreibung erübrigt.

Nunmehr wird die Programmsteuerung 88 eingeschaltet, die zur Durchführung des Verfahrensschrittes a) die Ventile V1 und V1 ' öffnet und den Schalter SWT der Pumpe P1 schließt, so daß die Lösung aus Salpetersäure und Flußsäure in geschlossenem Kreislauf durch den Zylinder 28 fließt und seine innere Oberfläche ätzt. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne schaltet die Programmsteuerung 88 die Pumpe P1 aus und schließt nach einer angemessenen Verzögerungszeit die Ventile V1 und V1', so daß das Ätzbad durch Schwerkraft in den Behälter P1 zurückfließen kann. Damit ist der Verfahrensschritt a) beendet.

Für den Waschvorgang gemäß Verfahrensschritt b) öffnet die Programmsteuerung 88 das Ventil V5 und schließt den Schalter SW5 der Pumpe P5, außerdem werden alle Ventile V1'...V5' in die dem Abwasserauslaß entsprechende Position umgeschaltet. Somit reinigt das von der Pumpe P5 aus dem Behälter S5 entnommene Wasser den Innenraum des Verteilers 68, die Leitun-

gen 70' und 70", die Kopfstücke 10, die Zylinder 28, dio Kopfgegenstücke 12, die Leitungen 66' und 66", den Sammler 72 und die Ventile V1' V5', bis alle Rückstände des Ätzbades gemäß Verfahrensschritt a) beseitigt sind.. Anschließend schaltet die Programmsteuerung 88 die Pumpe P5 aus, läßt die Ventile V1 und V1'...V5' jedoch noch geöffnet,damit das Wasser durch Schwerkraft (über das Ventil V1) in. den Behälters S5 bzw. (über die Ventile V1'...V5') in das Abwasser 74 fließen kann. Danach werden nur diese Ventile aberregt, so daß sie in ihre Schließstellung zurückkehren.

Die anschließenden Behandlungsschritte c), e), g), i) und k) und die Waschvorgänge gemäß den Verfahrensschritten d), f)j h), j) ^ur>d 1) werden analog dem Verfahrensschritt a) bzw. dem Waschvorgang gemäß Verfahrensschritt b) ausgeführt, indem die entsprechenden Ventile und Pumpen von der Programmsteuerung 88 in geeigneter Weise gesteuert werden. Lediglich bei dem Verfahrensschritt k) der elektrolytischen Ablagerung von Ni/SiC schaltet die Programmsteuerung 88 außerdem zu Beginn den Elektrolyse-Strom ein und am Ende wieder aus.'Am Ende des Behandlungsverfahrens, das von der Programmsteuerung mittels eines optischen und/oder akustischen Signals angezeigt werden kann, sind die Pumpen P1...P5 ausgeschaltet, so daß die Bedienungsperson die Konsole 20 durch Betätigung des Tastsehalters IP1 anheben, die bearbeiteten Zylinder 28 entnehmen und neue zu bearbeitende Zylinder einset/.on kann. Bei dicker Gelegenheit kann auch eine gewisse Menge von Niekelkügelchen in den Anodenkorb 44 eingebracht werden, um die durch die Elektrolyse verbrauchte Menge zu ersetzen.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur elektrolytischen Oberflächenbehandlung von mechanischen Teilen, insbesondere von Zylindern von Verbrennungsmotoren,

-■ mit einem Kopfstück und einem Kopfgegenstück,die flüssigkeitsdicht gegen die entsprechenden Endbereiche des vertikal gehaltenen Teiles ansetzbar sind,

- mit einer Anode, die sich längs der Achse des Teiles erstreckt,

- sowie mit einer Umwälzeinrichtung, mittels derer ein Elektrolyt in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierend durch den Innenraum des Teiles bewegbar ist,

dadurch g ekennzeichnet,

- daß das Kopfstück (10) zur Herstellung des Kathodenkontaktes elektrisch leitend ist und in der Arbeitsebene (14) einer Werkbank (16) fest montiert ist, während das Kopfgegenstück (12) an der Werkbank (16) derart gelagert ist, daß es zu dem Kopfstück (10) hin- und von ihm f,? wegbe.--wegbar ist, wobei das Kopfgegenstück (12) durch Andruckmittel (22) gegen den oberen Endbereich des zu -■*£* bearbeitenden Teiles (28) anpreßbar ist, wenn letzteres

(28) sich vertikal auf dem Kopfstück (10) abstützt,

- daß die Anode (42, 44, 46) mit ausschließlich einem Endbereich unter Zwischenfügung eines elektrisch isolierenden Tragsockels (40) an dem Kopfstück (10) oder an dem Gegenkopfstück (12) gehaltert ist

- und daß das Kopfstück (10) sowie das Gegenkopfstück (12) Flüssigkeitsdurchlässe für den Eintritt des Elektrolyten in den einen und den Auslaß des Elektrolyten aus dem anderen Endbereich des Teiles (28) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Anode (42, 44, 46) an ihrer Basis mittels des * genannten isolierenden Tragsockels (40) in dem Kopfstück

(10) gehaltert ist und an ihrem oberen Ende eine Kontakt- ψ

klemme (50) aufweist

- und daß das Kopfgegenstück (12) ein zentrales Verbindungselement (62) zur Zuführung von Anodenstrom aufweist, welches beim Anpressen des Kopfgegenstückes (12) gegen das Teil (28) mit der Kontaktklemme (50) in Eingriff kommt.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kopfstück (10) gebildete Abstützung (26) für das zu bearbeitende Teil (28) sowie das den Anpreßdruck ausübende Teil (56) des Kopfgegenstückes (12) auswechselbare ringförmige Organe (26, 56) sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Kopfstück (10) oder dem Kopfgegenstück (12) gehalterte Anode (42, 44, 46) gegen eine andere Anode abweichender Länge und/oder Form austauschbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Kopfstück (TO) mit der Druckseite einer Umlaufpumpe (P1...P5) verbunden ist, derart daß der Elektrolyt das zu bearbeitende Teil (28) in aufsteigender Strömung durchläuft,

- und daß der in dem Kopfstück (10) gebildete Flüssigkeitsdurchlaß (zwischen 32 und 40) einen sich nach oben aufweitenden Endbereich besitzt, der den zur Halterung der Anode (42, 44, 46) dienenden Tragsockel (40) koaxial umgibt und so regelmäßig ausgebildet ist, daß der beim Betrieb der Vorrichtung in das zu bearbeitende Teil (28) eintretende Elektrolyt sich praktisch wirbelfrei bewegt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Mehrzahl identisch ausgebildeter Bearbeitungs-

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elnheiten miteinander kombiniert sind, die jeweils ein Kopfstück'(10) und ein Kopfgegenstück (12) besitzen,

- daß die Kopfstücke (10) sämtlicher Einheiten (U1, U2) fest in der genannten Arbeitsebene (14) montiert sind, während die Kopfgegenstücke (12) vertikal axial mit den zugehörigen Kopfstücken (10) fluchtend an einer gemeinsamen horizontalen Konsole (20) gehaltert sind, die ihrerseits mit Hilfe vertikal angeordneter hydraulischer Arbeitszylinder (22) an der Werkbank (16) gehaltert ist.

7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytbehälter (S1...S5) der Umwälzeinrichtung unterhalb des Niveaus (L) der Arbeitsebene (14) angeordnet ist, derart daß der in dem zu bearbeitenden Teil (28) befindliche Elektrolyt beim Ausschalten des Zirkulationskreises durch Schwerkraft in den Elektrolytbehälter abfließt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Mehrzahl von unterschiedliche Behandlungsflüssigkeiten enthaltenden Behältern (S1...S5) jeweils mit den Ansaugseiten der zugeordneten Umlaufpumpen (P1.. .P5) verbunden sind, deren Druckseiten über jeweils ein normalerweise geschlossenes Steuerventil (V-1...V5) -mit einem gemeinsamen Verteiler (68) zur Speisung sämtlicher Kopfstücke (10) verbunden sind,

- daß die Kopfgegenstücke (12) mit einem gemeinsamen Sammler (72) verbunden sind, von dem einzelne zu den betreffenden Behältern (S1...S5) verlaufende Rückführungsleitungen (T1...T5) ausgehen, wobei der Sammler (72) mit einem normalerweise geschlossenen Steuerventil (VT...V5') für jede der Rückführungsleitungen (T1...T5) ausgestattet ist,

- und daß eine Einrichtung (8'8) zur Betätigung der Steuerventile (V1...V5, V1'...V5') vorgesehen ist, mittels de-

rer die einzelnen Behälter (S1...S5) wahlweise mit dem Verteiler (68) und dem Sammler (72) verbindbar sind,
um die in dem jeweils ausgewählten Behälter vorhandene Flüssigkeit durch das zu bearbeitende Teil (28) zirkulieren zu lassen.