EINRICHTUNG ZUR ELEKTROCHEMISCHEN BEHANDLUNG VON ERZEUGNISSEN

Abstract

 Die Einrichtung enthält ein Bad (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2), das zur Erzeugung in der Behandlungszone der Erzeugnisse (2) eines aufsteigenden laminaren Stromes des das Bad (1) füllenden Elektrolyten eingerichtet ist. Mit dem Bad (1) steht über eine mit einer Pumpe (7) ausgestattete Zuführungsleitung (6) zur Zuführung des Elektrolyten und eine Abflußleitung (8) zur Abführung des Elektrolyten ein Bad (9) für die Elektroyltreinigung in Verbindung. Die Erzeugnisse (2) werden in das Bad (1) mit Hilfe von Mitteln (4) mit für die Erzeugnisse (2) bestimmten Greifvorrichtungen (5) zugeführt.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrochemische und elektrophysikalische Behandlungsverfahren, insbesondere auf eine Einrichtung zur elektrochemischen Erzeugnisbehandl ung.

Zugrundeliegender Stand der Technik

[0002] Aus der UdSSR-Praxis ist ein Plasmatron zur kontinuierlichen Bearbeitung von Walzerzeugnisaen und Gußstücken bekannt, das ein Bad zur Erhitzung des Erzeugnisses unter einer Elektrolytscnicht in dessen Seitenwänden Fenster ausgeführt sind, die mit Abdichtungen zur Vermeidungen von unnötigen Elektrolytverlusten versehen sind, eine mechanische Stromzuführung, eine Zuführungsleitung zum Zuführen des Elektrolyten in das Bad zwecks Erhitzung desselben sowie eine Abflußleitung zur Abführung des Elektrolyten enthält. Der Badkörper stellt eine Anode und das zu behandelnde Erzeugnis die Katode dar.

[0003] Die Konstruktion des bekannten Plasmatrons bewirkt keine laminare Strömung des Elektrolyten in der Behandlungazone des Erzeugnisses. Der nichtlaminare Elektrolytstrom bewirkt ein Wegreißen der Dampfgashülle rund um das zu behandelnde Erzeugnis, was die Herstellung einer qualitativ einwandfreien Erzeugnisoberfläche unmöglich macht. Die Anwendung einer mechanischen Stromzuführung bedingt in dieser Einrichtung das Auftreten von erhöhten Spannungen, beispielsweise 250 - 300 V, und das Ausbilden von Anbrennungen auf der Oberfläche des bewegten Erzeugnisses. Die bekannte Einrichtung gewährleistet außerdem keine selektive Behandlung der Erzeugnisoberfläche, weil sie die Behandlungsintensität auf verschiedenen Oberflächenabschnitten langer Erzeugnisse nicht zu ändern ermöglicht.

[0004] Darüber hinaus gewährleistet die bekannte Einrichtung keine gleichmäßige Behandlung des Erzeugnisses infolge fehlender Möglichkeit zur Drehbewegung des Erzeugnisses um seine Längsachse bei dessen Fortbewegung im Bad zwecks Erhitzung.

[0005] Bekannt ist eine Einrichtung zum Elektropolieren von Erzeugnissen aus nichtrostenden Stählen (GB,A, 1557017), die ein Bad für die Erzeugnisbehandlung, in demselben angebrachte Elektroden, Zuführungsmittel zum Zuführen der zu behandelnden Erzeugnisse in das Bad mit Greifvorrichtungen sowie ein Bad für die Elektrolytreinigung enthält. Das Zuführungsmittel zum Zuführen des zu behandelnden Erzeugnisses in das Bad enthält einen Förderer, der die Erfassung und Beförderung von Rohteilen vornimmt, die bereits ausgestanzt und fertiggeformt sowie in Kassetten horizontal angebracht sind. Die Kassetten sind mit bogenförmigen Anschlägen und Plattenkontakten versehen, zwischen denen die zu behandelnden Erzeugnisse eingespannt werden. Die Kassetten werden vom Förderer transportiert und in einer bestimmten Reihenfolge in das Bad eingetaucht. Nährend der fortschreitenden Kassettenbewegung im Bad findet das Elektropolieren der Erzeugnisoberflächen in einerLösung von Orthophosphor- und Schwefelsäure statt. Das Bad ist aus einem säurefesten Werkstoff, Polyäthylen ausgeführt. Im Bad sind beidseits der fortbewegten Kassetten Katodenplatten angebracht, die dem Elektrolyten ein negatives Potential erteilen. Während der Fortbewegung im Bad kontaktieren die Kassetten über Rollen mit den Anodenstäben, die den Erzeugnissen ein positives Potential erteilen. Nach dem Polieren werden die Erzeugnisse aus dem Behandlungsbad entnommen und kommen in ein nächstes Bad, wo deren Passivierung in einer Salpetersäurelösung erfolgt. Nach der Passivierung gelangen die Kassetten mit den Erzeugnissen in eine Waseheinrichtung, wo das Ausspülen der Erzeugnisse im kalten und heiBen Wasser vorgenommen wird. Danach werden die Erzeugnisse aus den Kassetten entnommen, und in die freigewordenen Kassetten werden neue Rohteile geladen.

[0006] Die Konstruktion des Bades zur &zeugnisbehandlung in der bekannten Einrichtung gewährleistet keine Möglichkeit zur Erzeugung eines aufsteigenden laminaren Stromes wegen fehlender Mittel zum Durchpumpen des Elektrolyten in der Behandlungszone, was die BehandLungsgüte der Erzeugnisse herabsetzt.

[0007] In der bekannten Einrichtung sind die Katodenplatten unbeweglich angebracht, wodurch bei der Behandlung von Erzeugnissen komplizierter räumlicher Form die Stromdichte im Elektrolyten in verschiedenen Oberflächenabschnitten der zu behandelnden Erzeugnisse ungleichmäßig verteilt ist.

[0008] Darüber hinaus trägt das Eintauchen in den Elektrolyten der bogenförmigen Anschläge und Plattenkontakte zum raschen Auflösen und Zerstören derselben bei.

[0009] Die horizontale Lage der Erzeugnisse in der Kassette massiver Konstruktion führt zur Abschirmung der Erzeugnisse untereinander sowie durch die Kassettenkonstruktionselemente und verhindert ein gleichmäßiges Umspülen der Erzeugnisse mit dem aufsteigenden Elektrolystrom. Außerdem ist jedes Erzeugnis an vier Punkten in der Kassette befestigt, was zu einer zusätzlichen Abschirmung und Vergrößerung der Fläche von nicht behandelten Erze ugnisoberflächenabschnitten führt.

[0010] Die Behandlung von Erzeugnissen komplizierter räumlicher Form. in der unverändert horizontalen Lage bedingt eine unterschiedliche Behandlungsgüte verschiedener Erzeugnisoberflächenabschnitte.

Offenbarung der Erfindung

[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen zu entwickeln, in der die konstruktive Ausführung des Erzeugnisbehandlungsbades sowie der Mittel zur Zuführung von zu behandelnden Erzeugnisses in das Bad eine relative Verschiebung des Elektrolyten und der zu behandelnden Erzeugnisse gewährleistet was es ermöglicht, die Behandlungsgüte der Erzeugnisse zu erhöhen.

[0012] Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen, die ein Bad für die Erzeugnisbehandlung sowie in demselben angebrachte Elektroden, Zuführungsmittel zum Zuführen der zu behandelnden Erzeugnisse in das Bad mit Greifvorrichtungen für die Erzeugnisse sowie ein Bad für die Elektrolytreinigung vorsieht, das mit dem Bad für die Erzegnisbehandlung über eine mit einer Pumpe ausgestattete Zuführungsleitung zum Zuführen des Elektrolyten und eine Abflußleitung für die Abführung des Elektrolyten in Verbindung steht, erfindungsgemäß das Bad für die Erzeugniabehandlung mit einer Trennwand, ausgestattet ist, die parallel zum Boden unter Bildung einer Dämpfungskammer zwischen ihnen angebracht ist, die mit der Elektrolytzuführungsleitung in Verbindung steht und die mit einer Gruppe von Netzejektoren gemäß der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse versehen ist, sowie mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten im Bad ausgestattet ist, das in Gestalt eines überlaufrohres ausgeführt ist, das durch den Badboden und die Trennwand-hindurchgeht und mit der Abfluβleitung zur Ableitung des Elektrolyten in Verbindung steht.

[0013] Zweckmäβigerweise ist das Bad für die Erzeugnisbehandlung mit einer Gruppe von Abschirmungen ausgestattet, deren Anzahl zumindest mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse übereinstimmt und jede von denen mindestens an eine der Oberflächen eines jeden zu behandelnden Erzeugnisses dicht anliegt.

[0014] Vorzugsweise sind in jeder Abschirmung durchgehende Profilfenster ausgeführt.

[0015] Notwendigerweise sind in den Wänden des Bades für die Erzeugnisbehandlung Öffnungen vorgesehen, die paarweise eine gegenüber der anderen liegen und ein Profil besitzen, das mit dem Profil der zu behandelnden Erzeugnisse übereinstimmt, wobe jede der öffnungen mit einem entsprechenden Ableitungskanal in Verbindung steht, der mit dem Bad für Elektrolytreinigung in Verbindung gesetzt ist.

[0016] Zweckmäβigerweise ist die Einrichtung mit einem Mittel versehen, das zur Zuführung einer Spannung an die zu behandelnden Erzeugnisse bestimmt ist, deren Polarität zur Polarität der dem Elektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist.

[0017] Vorzugsweise ist das Mittel, das zur Zuführung einer Spannung an die zu behandelnden Erzeugnisse bestimmt ist, deren Polarität zur Polarität der dem ELektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist, in Gestalt von zwei inbezug auf das Bad für die Erzeugnisbehandlung gegenüberliegenden Kammern ausgeführt, die über Rohrleitungen mit einem Mittel zum Fördern des Elektrolyten in Verbindung stehen, das in einem Behälter untergebracht ist, wobei in den Kammerwänden öffnungen zum Hindurchleiten der zu behandelnden Erzeugnisse ausgeführt sind, die mit den in den Wänden des für die Erzeugnisbehandlung bestimmten Bades ausgeführten öffnungen gleichachsig liegen, und ist außerdem jede Kammer mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten in der Kammer ausgestattet, das in Gestalt eines Überlaufrohres ausgeführt ist, das über eine Rohrleitung mit dem Behälter in Verbindung steht.

[0018] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daβ das Bad für die Erzeugnisbehandlung mit zwei vertikal stehenden Trennwänden vorgesehen ist, von denen die eine mit einem Spalt inbezug auf den Badboden angeordnet ist, sowie mit einer mit einem Spalt inbezug auf den Badboden horizontal angeordneten Trennwand ausgestattet ist, die mit den inneren Seitenwänden der vertikal stehenden Trennwänden unter Bildung einer Dämpfungskammer verbunden und mit einer Gruppe von Netzejektoren gemäß der Anzahl der Zuführungsmittel zum Zuführen der zu behandelnden Erzeugnisse in das Bad ausgestattet ist, die in der gesamten Längsrichtung der Trennwand im Anordnungsbereich der zu behandelnden Erzeugnisse verteilt sind, wobei die Elektroden derart angeordnet sind, daß ihr Neigungswinkel inbezug auf ihre vertikale Achse veränderbar ist.

[0019] Zweckmäβigerweise ist zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Umspülens sämtlicher Oberfläohenabschnitte der zu behandelnden Erzeugnisse mit dem aufsteigenden laminaren Elektrolytstrom jede Erzeugnisgreifvorrichtung in Gestalt eines Kammes mit großer Zähnezahl ausgeführt, die mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse übereinstimmt, wobei jeder Zahn mit einem Dreipunktgreifer versehen ist, der einen elektrischen Kontakt besitzt, der mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses zusammenwirkt.

[0020] Vorzugsweise ist die Oberfläche eines jedes elektrischen Kontaktes des Dreipunktgreifers, welche mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses zusammenwirkt, in Gestalt eines Prismas ausgebildet.

[0021] Nützlicherweise ist ferner jedes Zuführungsmittel zum Zuführen des zu behandelnden Erzeugnisses in das Bad mit einer Schwenkeinheit versehen.

[0022] Die vorliegende Erfindung gestattet es, Möglichkeiten des elektrochemischen Verfahrens zur Oberflächenbehandlung von Metallerzeugnissen, und zwar das Polieren, Reinigen, Kcmbination von Reinigung und Polierung, zu realisieren. Darüber hinaus gestattet es die erfindungsgemaß vorgeschlagene Einrichtung, Erzeugnisse komplizierter Form, lange Erzeugnisse verschiedenen Profils, Erzeugnisse endlicher Maße mit für die herkömmlichen Behandlungsverfahren schwer erreichbaren Stellen zu behandeln, wobei eine Verminderung der Oberflächenraunigkeit um 2 - 3 Klassen unter Erzielung eines starken. Metallglanzes gewährleistet wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es ferner, die wenig produktive Handarbeit auszuschließen undeine Krafteinwirkung auf die zu behandelnde Oberfläche dank der Mechanisierung und Automatisierung des Behandlungsverfahrens zu vermeiden.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0023] Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch konkrete Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen erläutert; in diesen zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur elektrochemischen Erzeugnisbehandlung mit einer der Ausführungsformen des für die Erzeugnisbehandlung bestimmten Bades, gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Draufsicht von Fig. 1, gemäß der Erfindung;

Fig. 3 die Gesamtansicht einerEinrichtung zur selektiven Behandlung langer Metallerzeugnisse, gemäß der Erfindung;

Fig. 4 die Gesamtansicht einer Einrichtung zur diskreten Erzeugnisbehandlung, gemäß der Erfindung;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, gemäß der Erfindung;

Fig. 6 die Konstruktion der Erzeugnisgreifvorrichtung, gemäß der Erfindung;

Fig. 7 das Verschiebungsschema des Erzeugnisses bei der Behandlung, gemäß der Erfindung;

Fig. 8 die Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit des behandelten Erzeugnisses vom Drehwinkel desselben, gemäß der Erfindung.

[0024] Die erfindungsgemäße Einrichtung zur elektrochemischen Erzeugnisbehandlung enthält eine aus einem dielektrischen Werkstoff gefertigtes Bad⁺1 (Fig. 1) für die Behandlung von Erzeugnissen 2, im Bad 1 angebrachte Elektroden 3, Mittel 4 (Fig. 1, 2) zur Zuführung der zu behandelnden Erzeugnisse 2 in das Bad 1 mit Greifvorrichtungen 5 für die Erzeugnisse 2. Mit dem Bad 1 steht über eine mit einer Pumpe 7 ausgestattete Zuführungsleitung 6 zur Zuführung des Elektrolyten und eine Abflußleitung 8 zur Abführung des Elektrolyten ein Bad 9 für die Elektrolytreinigung in Verbindung. Im Bad 1 ist parallel zu dessen Boden 10 eine Trennwand 11 angeordnet, die mit einer Gruppe von Metzejektoren 12 versehen ist, deren Anzanl mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse 2 übereinstimmt. Zwischen dem Boden 10 des Bades 1 und der Trennwand 11 ist eine Dämpfungskammer 13 gebildet, die mit der Zuführungsleitung 6 in Verbindung steht. Das Bad 1 ist mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten ausgestattet, das in Gestalt eines Überlaufrohres 14 ausgeführt ist, das durch den Boden 10 des Bades 1 und die Trennwand 11 hindurchgeht und mit der AbfluBleitung 8 kommuniziert.

[0025] Zum Hindurchleiten der Erzeugnisse 2 großer Länge durch das Bad 1 sind in den Wänden desselben öffnungen 15, 16 ausgeführt, die paarweise einander gegenüber liegen und deren Profil mit dem Profil der zu behandelnden Erzeugnisse 2 übereinstimmt. Die Öffnungen 15 und 16 stehen mit Ableitungskanälen 17 bzw.18 in Verbindung, die über jeweilige Rohrleitungen 19 und 20 mit dem Bad 9 für die Elektrolytreinigung verbunden sind.

[0026] Die Einrichtung ist mit einem Mittel ausgestattet, das zur Zuführung zum behandelten Erzeugnis 2 einer Spannung mit einer Polarität bestimmt ist, die zur Polarität der dem das Bad 1 füllenden Elektrolyten zugeführten Spannung ent- _degengesetzt ist. Dieses Mittel ist in Gestalt von zwei inbezug auf das Bad 1 gegenüberliegenden Kammern 21 und 22 ausgeführt, die über Rohrleitungen 23 bzw. 24 mit einem Mittel 25 zum Fördern des Elektrolyten in Verbindung stehen, das in einem Behälter 26 untergebracht ist. In den Wänden einer jeden Kammer 21 und 22 sind jeweilige Öffnungen 27, 28 und 29, 30 zum Hindurchleiten des zu behandelnden Erzeugnisses 2 ausgeführt. Die Öffnungen 27, 28 und 29, 30 liegen gleichachsig zu den in der Wand des Bades 1 ausgeführten öffnungen 15, 16. Jede der Kammern 21 und 22 ist mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten in derselben ausgestattet, das in Gestalt eines jeweiligen Überlaufrohres 31 bzw. 32 ausgeführt ist, das mit einem jeweiligen Untersatz 33 und 34 in Verbindung steht, von denen ein jeder über eine jeweilige Rohrleitung 35 und 36 mit dem Behälter 26 in Verbindung gesetzt ist.

[0027] Zur selektiven Behandlung von langen Erzeugnissen 2 unrunden Querschnittes ist das Bad 1 (Fig. 3) zumindest mit einer Abschirmung 37 ausgestattet, die aus einem dielektrischen Werkstoff gefertigt ist und ander abzuschirmenden Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses 2 dicht anliegt. In der Abschirmung 37 sind Fenster 38 mit Profilnuten 39, beispielsweise Dreiecknuten, ausgeführt, deren Spitzen nach oben zeigen und in einer Höhe mit der Abfluβebene des Überlaufrohres 14 liegen.

[0028] Zur diskreten Behandlung der Erzeugnisse 2 (Fig. 4) wird ein kastenförmiges Bad 1 verwendet, das aus einem säurefesten dielektrischen Werkstoff gefertigt ist. Im Innern des Bades 1 ist mit einem Spalt inbezug auf einen Deckel 40, einen Boden 10 und eine Seitenwand 41 eine vertikale Trennwand 42 angeordnet. Eine zweite vertikale Trennwand 43 ist im Bad 1 mit einem Spalt inbezug auf einen Deckel 44 und eine Seitenwand 45 angeordnet. Mit einem Spalt inbezug auf den Boden 10 des Bades 1 ist eine horizontale Trennwand 46 angeordnet, die mit den inneren Seitenwänden 42 und 43 unter Bildung einer Dämpfungskammer 47 verbunden ist. Die Trennwand 46 ist mit einer Gruppe von Netzejektoren 12 ausgestattet, die auf der gesamten Länge derselben im Anordnungsbereich der zu behandelnden Erzeugnisse 2 verteilt sind. Die Deckel 40 und 44 sind horizontal verschiebbar angebracht. Als Katoden dienen Platten 48, 49, die mittels Zugstangen 50 mit Kolbenstangen 51 von Antrieben 52 (der Antrieb der Platte 49 ist nicht mitabgebildet) verbunden sind.

[0029] Das Mittel 4 (Fig. 5) zur Zuführung der zu behandelnden Erzeugnisse 2 ist mit einer Schwenkeinheit 53 ausgestattet, die mit Hilfe einer Zugstange 54 mit einer Kolbenstange 55 eines Druckluftzylinders 56 verbunden ist, der mit Hilfe eines Kragstücks 57 an einer Kolbenstange 58 starr befestigt ist. Jede Greifvorrichtung 5 ist in Gestalt eines aus einem säurefesten Isolierstoff gefertigten Kammes 59 ausgeführt. Die Anzahl von Zähnen 60 des Kammes 59 stimmt mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse 2 überein. In der Greifvorricatung 5 ist eine Stromzuführung 61 montiert.

[0030] Jeder Zahn 60 ist mit einem Dreipunktgreifer 62 versehen, der aus einem Gehäuse 63 (Fig. 6) besteht, an dem mit Hilfe eines Gelenkes 64 ein mit einer Feder 66 kontaktierender Niederhalter 65 sowie ein elektrischer Kontakt 67 angebracht sind, dessen mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses 2 kontäktierende Oberfläche in Gestalt eines Prismas ausgebildet ist. Der elektrische Kontakt 67 ist mit der Stromzuführung 61 verbunden.

[0031] In Fig. 7 ist das Verschiebungsschema des Erzeugnisses 2 während der Behandlung dargestellt, in dem A die Ausgangsstellung des Erzeugnisses 2; B, C aber die Stellungen des Erzeugnisses 2 bedeuten, bei denen verschiedene Oberflächenabschnitte desselben poliert werden. Ein Pfeil 68 deutet die Drehrichtung des Erzeugnisses 2 an.

[0032] In Fig. d ist die Abhängigkeit der Ratationswinkelgeschwindigkeit ω des Erzeugnisses 2 (Fig. 7) vom Drehwinkel α. desselben dargestellt. W_max (Fig. 8) ist die maximale Rotationswinkelgeschwindigkeit des Erzeugnisses 2 (Fig. 7) beim Durchgang desselben durch die vertikale Lage B.

[0033] Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung geht wie folgt vor sich. Das zu behandelnde Erzeugnis 2 (Fig.l) zylindrischer, koaxial symmetrischer Form (Stab, Draht) wird mit Hilfe des Zuführungsmittels 4 unter gleichzeitiger Drehung um die Längsachse in die mit einem Elektrolyten gefüllte Kammer 21 zugeführt, wobei dem Elektrolyten eine Spannung positiver Polarität zugeführt wird. Über die Ejektorengruppe 12 gelangt in das Bad 1 ein Elektrolyt, dem mittels der Elektroden 3 eine Spannung negativer Polarität zugeführt wird. Bei der Berührung des zu behandelnden Erzeugnisses 2 mit dem das Bad 1 füllenden Elektrolyten entsteht an der Oberfläche des Erzeugnisses 2 eine Mikroplasmaentladung, die von der Ausbildung einer Dampfgashülle und einer intensiven Behandlung des Erzeugnisses 2 begleitet wird. Die Drehung des Erzeugnisses 2 um seine Längsachse trägt zur gleichmäßigen Behandlung seiner Oberfläche bei.

[0034] Die Behandlung von Erzeugnissen 2 (Fig. 3) mit einem beliebig geformten Profil findet bei einer selektiven Querschnittsbehandlung desselben, so beispielsweise einem Sägeblatt, auf die folgende Weise statt. Das zu behandelnde Erzeugnis 2 groβer Länge wird mit Hilfe des Mittels 4 und der Greifvorrichtung 5 der Kammer 21 (Fig. 1) zugeführt, die mit einem Elektrolyten gefüllt ist, dem eine Spannung positiver Polarität zugeführt ist. Demgemäß steht das Erzeugnis 2 unter einer Spannung positiver Polarität. Danach wird das Erzeugnis 2 durch die öffnung 15 hindurch ins Innere des Bades 1 zwischen den Abschirmungen 37 (Fig. 3) in die Badarbeitszone geleitet, die von den Profilfenstern 38 derart begrenzt ist, daß eine Möglichkeit für den Durchtritt der Sägeblattzähne durch die Dreiecknuten 39 hindurch besteht. Im Anfangsaugenblick des Durchtritts aes Sägeblattes durch das Fenster 38 hindurch bildet sich in der Kontaktzone "Sägeblatt - Elektrolyt" eine Dampfgashülle, in der Mikroplasmaentladungen entstehen. Beim Durchgang der Sägeblattzähne durch die Dreieckzähne 39 hindurch werden sie von der Dampfgashülle teilweise abgeschirmt. Diese Behandlung des Sägeblattzahnes ermöglicht es, die Schneideigenschaften der Zahnarbeitskante unbeeinträchtigt zu erhalten.

[0035] Die Kammern 21 und 22 (Fig. 1) sind dazu erforderlich, um den mechanischen Funkenbildungskontakt durch einen galvanischen - flüssigen - Kontakt zu ersetzen, was Anbrennungen an der behandelten Oberfläche des Erzeugnisses 2 beseitigt.

[0036] Die Ausführung von Überlaufrohren 14, 31 und 32 gewährleistet das Halten des Elektrolyten in der erforderlichen Höhe sowohl im Bad 1 wie auch in den Kammern 21, 22. Die Kanäle 17, 18 bewirken die Ableitung des Elektrolyten in das Bad 9. Die Untersätze 33 und 34 gewährleisten das Sammeln des Elektrolyten, der aus den Kammern 21 und 22 durch den Spalt zwischen dem Erzeugnis 2 und den Bohrungen 27 und 28 in den Kammern 21 und 22 abfließt, und die Ableitung desselben über die Rohrleitungen 35, 36 in den Behälter 26.

[0037] Bei der Behandlung von Erzeugnissen 2 (Fig. 4) komplizierter Form werden diese in das Mittel 5 gebracht. Dabei findet die Fixierung des Erzeugnisses 2 mittels der Dreipunktgreifer 62 (Fig. 5) statt, die das zu behandelnde Erzeugnis 2 umfassen. Der (in Fig. nicht mitabgebildete) Antrieb der vertikalen Verschiebung des Erzeugnisses 2 wird eingeschaltet, und gleichzeitig werden dem Erzeugnis 2 und dem das Bad 1 füllenden Elektrolyten Spannungen entgegengesetzter Polarität zugeführt, und zwar: dem Erzeugnis 2 eine Spannung positiver Polarität, dem Elektrolyten aber eine Spannung negativer Polarität. Das Erzeugnis 2 wird in das Bad 1 tiefer als die Elektrolythöhe eingetaucht. Je nach der Konfiguration und Form der Erzeugnisse 2 (Fig. 4) wird der WinKel B zwischen den in Form von Platten 48, 49 ausgebildeten Katoden und der vertikalen Achse des Erzeugnisses 2 sowie der Abstand von den Platten 48, 49 bis zur vertikalen Achse der Erzeugnisse 2 vorgegeben. Der Winkel ß wird auch mit Hilfe von Zugstangen 50, Kolbenstangen 51 mittels Antrieben 52 reguliert, die Abstände aber werden durch horizontale Verschiebungen der Deckel 40, 44 eingestellt.

[0038] Das Verhältnis des Winkels β und des Abstandes von den Anoden, als welche die Erzeugnisse 2 auftreten, bis zur vertikalen Achse des Kammes 59 (Fig. 5) gestattet es, die Stromdichteverteilung auf der Oberfläche des Erzeugnisses 2 entlang der vertikalen Achse desselben proportional der zu behandelnden Fläche des Erzeugnisses 2 zu regeln. Bei der Behandlung führt man über die Ejektorgruppe 12 (Fig. 4) das Durchpumpen des Elektrolyten in der vertikalen Richtung (von unten nach oben) durch, wodurch die Behandlung des Erzeugnisses 2 im aufsteigenden laminaren Strom gewährleistet wird. Der laminare Strom ist zur Stabilisierung des plasmaartigen Elektrolytprozesses an der Oberfläche des Erzeugnisses 2 erforderlioh, er schließt ferner ein Wegreißen der Dampfgashülle aus. Zur Sicherstellung isothermischer Behandlungsbedingungen und Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten läuft der überschüssige Elektrolyt ständig über die Trennwand 43 über.

[0039] Die mit einer Schwenkeinheit 53 (Fig. 5) ausgestattete Greifvorrichtung 5 arbeitet wie folgt. Im Anfangsaagenblick der Behandlung befindet sich das Erzeugnis 2 im Bad 1 in einer Lage A (Fig. 7). Danach wird der Druokluftzylinder 56 (Fig. 5) zum Antreiben desselben eingeschaltet, und das Erzeugnis 2 vollzieht eine Drehbewegung mit einer veränderlichen Geschwindigkeit. Dabei nimmt das Erzeugnis 2 (Fig. 7) der Reihe nach Lagen A-B-C-B-A ein. Bei horizontalem Eintauchen des zu behandelnden Erzeugnisses.2 in den Elektrolyten (Lage A) erfolgt eine qualitätsgerechte Behandlung seiner unteren Hälfte mit gleichmäßiger RauhigKeitsänderung. Der obere Teil des Erzeugnisses 2 wird bei einer derartigen Orientierung nur geringfügig behandelt. Zu einer gleichmäßigen Verminderung der Rauhigkeit auf der gesamten Oberfläche des Erzeugnisses 2 muß dieses auf eine solche Weise ausgerichtet werden, daß seine behandelte untere Hälfte nach oben zeigen würde. Bei der Behandlung von Erzeugnissen 2, beispielsweisen solchen Gedeckgegenständen wie Löffel und Gabeln, die eine Symmetrieebene besitzen, wird es dadurch möglich, sie durch eine Drehung um 180° neu zu orientieren. Nimmt das Erzeugnis 2 eine der vertikalen nahe Lage ein (mit der Schöpfkelle nach unten), so erreicht die Metallabtragung einen maximalen Wert, weshalb es zur Erzielung einer gleichmäßigeren Rauhigkeitsabnahme des Erzeugnisses 2 erforderlich ist, die Verweilzeit desselben in dieser Lage zu verkürzen. Dies wird durch die Herbeiführung einer Drehbewegung des Erzeugnisses 2 in der unteren Vertikalstellung mit einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ω max (Fig. 8) erreicht. In der Lage A liegt das Erzeugnis rechtwink- li^g zur Zuführungsrichtung des Elektrolyten. Die schraffierte Zone stellt einen Teil des Erzeugnisses 2 dar, wo die intensivste Behandlung erfolgt. In der Lage B findet die Behandlung des unteren Teiles der Schöpfkelle, in der Lage C die Behandlung des übrigen Oberflächenteiles des Erzeugnisses 2 statt. Eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω, die die gleichmäßigste Behandlung des Erzeugnisses 2 (Fig. 7) zu erzielen erlaubt, ist durch folgende Beziehung vorgegeben:

worin bedeutet:

ω_max - den Geschwindigkeitsbetrag des Erzeugnisses 2 in der Lage B;

α - den Drehwinkel des Erzeugnisses 2 (0° 1 ≤ α ≤ 180⁰).

[0040] Dies gestattet es, eine Verweilzeit des Erzeugnisses 2 in den Lagen A und C zu erzielen, die um das 3 -5fache länger als in der Lage B ist. Die Wahl der Winkelgeschwindigkeit ω in einem Punkt B in der Größenordnung von 0,075 bis 0,085 U/min wird durch folgendes begründet. Bei einer kleineren Winkelgeschwindigkeit ω nimmt die Dauer des Polierprozeeses zu, die aber zu keiner wesentlichen Verbesserung der Behandlungsgleichmäβigkeit führt und die Arbeitsleistung des Prozesses herabsetzt. Eine Steigerung der Winkelgeschwindigkeit über 0,085 U/min hinaus bewirkt das Wegreißen der Dampfgashülle, was zur drastischen Verschlechterung der Oberflächengüte infolge einer intensiven Abätzung der Oberfläche während der stattfindenden Elektrolyse führt.

Gewerbliche Verwertbarkeit

[0041] Die vorliegende Erfindung kann zur Behandlung von langen Erzeugnissen verschiedenen Profils (Stäben, Drähten, Sägeblättern, Erzeugnissen mit kompliziertem Walzprofil) sowie zum Polieren von Oberflächen von Erzeugnissen komplizierter räumlicher Form (Tischgedecken, Elektrorasiermessern, Zahnprothesen) erfolgreich angewendet werden.

Ansprüche

1. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen, die ein Bad (1) zur Behandlung der Erzeugnisse (2) sowie in demselben angebrachte Elektroden (3), Zuführungsmittel (4) zum Zuführen der zu behandelnden Erzeugnisse (2) in das Bad (1) mit Greifvorrichtungen (5) der Erzeugnisse (2) sowie ein Bad (9) für die Elektrolytreinigung vorsieht, das mit dem Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) über eine mit einer Pumpe (7) ausgestattete zuführungsleitung (6) zur Zuführung des Elektrolyten und eine Abflußleitung (8) zur Abrührung des Elektrolyten in Verbindung steht, dadurch gekennzeich-n e t, daβ das Bad (1) zur Behandlung von Erzeugnissen (2) zur Erzeugung in der Behandlungszone der Erzeugnisse (2) eines aufsteigenden laminaren Stromes des das Bad (1) füllenden Elektrolyten eingerichtet ist.

2. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 1, dadurch ggekenn-zeichnet, daβ das Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) mit einer Trennwand (11) ausgestattet ist, die parallel zu einem Boden (10) desselben unter Bildung zwischen ihnen einer Dämpfungs_Kammer (13) angebracht ist, die mit einer Zuführungsleitung (6) zum Zuführen des Elektrolyten in Verbindung steht, und die ferner mit einer Gruppe von Netzejektoren (12) gemäß der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) und einem Mittel zur Aufrechterhaltung im Bad (1) der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten ausgestattet ist, das in Gestalt eines Überlaufrohres (14) ausgeführt ist, das durch den Boden (10) des Bades (1) und die Trennwand (11) hindurchgeht und mit einer Abflußleitung (8) zur Ableitung des Elektrolyten in Verbindung steht.

3. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß das Bad (1) zur Behandlung von Erzeugnissen (2) mit einer Gruppe von Abschirmungen (37) ausgestattet ist, deren Anzahl zumindest mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt und von denen eine jede zumindest an einerder Oberflächen eines jeden zu behandelnden Erzeugnisses (2) dicht anliegt.

4. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 3, dadurch gekenn-z e lehnet, daß in jeder Abschirmung (37) durchgehende Profilfenster (38) ausgeführt sind.

5. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 2 bis 4, dadurch g e-kennzeichnet, daß in den Wänden des zur Behandlung von Erzeugnissen (2) bestimmten Bades (1) Öffnungen (15, 16) ausgeführt sind, die paarweise eine gegenüber der anderen liegen und ein Profil besitzen, das mit dem Profil der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt, wobei eine jede der Öffnungen (15, 16) mit einem jeweiligen Ableitungskanal (17, 18) in Verbindung steht, der; mit einem Bad (9) für die Elektrolytreinigung kommunizeirt.

6. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß sie mit einem Mittel ausgestattet ist, das zur Zuführung zu den zu behandelnden Erzeugnissen (2) einer Spannung mit einer Polarität bestimmt ist, die zur Polarität der dem Elektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist.

7. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 6, dadurch gekenn-zeichnet, daβ das Mittel, das zur Zuführung zu den zu behandelnden Erzeugnissen einer Spannung mit einer Polarität bestimmt ist, die zur Polarität der dem Elektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist, in Gestalt von zwei inbezug auf das Bad (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) gegenüberliegenden Kammern (21, 22) ausgeführt ist, die über Rohrleitungen (23, 24) mit einem Mittel (25) zum Fördern des Elektrolyten in Verbindung stehen, das in einem Behälter (26) untergebracht ist, wobei in den Wänden der Kammern (21, 22) Öffnunqen (27, 28 und 29, 30) zum Hindurchleiten der zu behandelnden Erzeugnisse (2) ausgeführt sind, die gleichachsig zu den in den Wänden des Bades (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) ausgeführten Öffnungen (15,16) liegen, und daß ferner eine jede Kammer (21, 22) mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten in der Kammer (21, 22) ausgestattet ist, das in Gestalt eines Uberlaufrohres (31, 32) ausgeführt ist, das über eine Rohrleitung (35, 36) mit dem Behälter (26) in Verbindung steht.

8. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß das Bad (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) mit zwei vertikal stehenden Trennwänden (42, 43), von denen die eine (42) mit einem Spalt inbezug auf den Boden (10) des Bades (1) angebracht ist, sowie mit einer mit einem Spalt inbezug auf den Boden (10) des Bades (1) horizontal angebrachten Trennwand (46) ausgestattet ist, die mit den Innenseiten der vertikal stehenden Trennwände (42, 43) unter Bildung einer Dämpfungskammer verbunden und mit einer Gruppe von Netzejektoren (12) gemäß der Anzahl der Mittel (4) zur Zuführung der zu behandelnden Erzeugnisse (2) in das Bad (1) ausgestattet ist, die in der gesamten Längsrichtung der Trennwand (46) im Anordnungsbereich der zu behandelnden Erzeugnisse (2) verteilt sind, wobei die Elektroden (3) derart angebracht sind, daß der Neigungswinkel (ß) derselben zu ihrer vertikalen Achse veränderbar ist.

9. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 8, dadurch gekenn-zeichnet, daß zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Umspülung sämtlicher Oberflächenabschnitte eines zu behandelnden Erzeugnisses (2) mit dem aufsteigenden laminaren Elektrolytstrom jede Greifvorrichtung (5) des zu behandelnden Erzeugnisses (2) in Gestalt eines Kammes (59) mit einer Anzahl von Zähnen (60) ausgeführt ist, die mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt, wobei jeder Zahn (60) mit einem Dreipunktgreifer (62) ausgestattet ist, der einen elektrischen Kontakt (67) besitzt, der mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses (2) zusammenwirkt.

10. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 9, dadurch gekenn-ze lehnet, daß die Oberfläche eines jeden elektrischen Kontaktes (67) des Dreipunktgreifers (62), die mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses (2) zusammenwirkt, in Gestalt eines Prismas ausgebildet ist.

11. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 8, dadurch gekenn-zeichnet, daβ ein jedes Mittel (4) zur Zuführung des zu behandelnden Erzeugnisses (2) in _dasBad (1) mit einer Schwenkeinheit (53) ausgestattet ist.

Amended claims

Geänderte Ansprüche nach Art. 19.1 PCT

1. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen, die ein Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) sowie in demselben angebrachte Elektroden (3), Zuführungsmittel (4) zum Zuführen in das Bad (1) der zu behandelnden Erzeugnisse (2) mit Greifvorrichtungen (5) der Erzeugnisse (2) sowie ein Bad (9) für die Elektrolytreinigung vorsieht, das mit dem Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) über eine mit einer Pumpe (7) ausgestattete Zuführungsleitung (6) zur Zuführung des Elektrolyten und eine Abflußleitung (8) zur Abführung des Elektrolyten in Verbindung steht, dadurch gekennzeich-n e t, daß das Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) mit einer Trennw and (11) ausgestattet ist, die parallel zu einem Boden desselben (10) unter Bildung zwischen ihnen einer Dämpfungskammer (13) angebracht ist, die mit einer Zuführungsleitung (6) zum Zuführen des Elektrolyten in Verbindung steht, und die ferner mit einer Gruppe von Netzejektoren (12) gemäß der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) und einem Mittel zur Aufrechterhaltung im Bad (1) der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten ausgestattet ist, das in Gestalt eines Überlaufrohres (14) ausgeführt ist, das durch den Boden (10) des Bades (1) und die Trennwand (11) hindurchgeht und mit einer Abflußleitung zur Ableitung des Elektrolyten in Verbindung steht.

2. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad (1) zur Benandlung von Erzeugnissen (2) mit einer Gruppe von Abschirmungen (37) ausgestattet ist, deren Anzahl zumindest mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt und von denen eine jede zumindest an einerder Oberflächen eines jeden zu behandelnden Erzeugnisses (2) dicht anliegt.

3. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Abschirmung (37) durchgehende Profilfenster (38) ausgeführt sind.

4. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wänden des zur Behandlung von Erzeugnissen (2) bestimmtes Bades (1) Öffnungen (15, 16) ausgeführt sind, die paarweise eine gegenüber der anderen liegen und ein Profil bisitzen, das mit dem Profil der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt, wobei eine jede der Öffnungen (15, 16) mit einem jeweiligen Ableitungskanal (17, 18 ) in Verbindung steht, der mit einem Bad (9) für die Elektrolytreinigung kommuniziert.

5. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daβ sie mit einem Mittel ausgestattet ist, das zur Zuführung zu den zu behandelnden Erzeugnissen (2) einer Spannung mit einer Polarität bestimmt ist, die zur Polarität der dem Elektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist.

6. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, das zur Zuführung zu den zu behandelnden Erzeugnissen einer Spannung mit einer Polarität bestimmt ist, die zur Polarität der dem Elektrolyten zugeführten Spannung entgegengesetzt ist, in Gestalt von zwei inbezug auf das Bad (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) gegenüberliegenden Kammern (21, 22) ausgeführt ist, die über Rohrleitungen (23, 24) mit einem Mittel (25) zum Fördern des Elektrolyten in Verbindung stehen, das in einem Behälter (26) untergebracht ist, wobei in den Wänden der Kammern (21, 22) Öffnungen - (27, 2d und 29, 30) zum Hindurchleiten der zu behandelnden Erzeugnisse (2) ausgeführt sind, die gleichachsig zu den in den wänden des Bades (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) ausgeführten Öffnungen (15, 16) liegen, und daß ferner eine jede Kammer (21, 22) mit einem Mittel zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Standhöhe des Elektrolyten in der Kammer (21, 22) ausgestattet ist, das in Gestalt eines Überlaufrohres (31, 32) ausgeführt ist, das über eine Rohrleitung (35, 36) mit dem Behälter (26) in Verbindung steht.

7. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen, die ein Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) sowie in demselben angebrachte Elektroden (3), Zuführungsmittel (4) zum Zuführen in das Bad (1) der zu behandelnden Erzeugnisse (2) mit Greifvorrichtungen (5) der Erzeugnisse (2) sowie ein Bad (9) für die Elektrolytreinigung vorsieht, das mit dem Bad (1) für die Behandlung der Erzeugnisse (2) über eine mit einer Pumpe (7) ausgestattete Zuführungsleitung (6) zum Zuführen des Elektrolyten und eine Abflußleitung (8) zum Abführen des Elektrolyten in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad (1) für die Behandlung von Erzeugnissen (2) mit zwei vertikal stehenden Trennwänden (42, 43), von denen die eine (42) mit einem Spalt inbezug auf den Boden (10) des Bades (1) angebracht ist, sowie mit einer mit einem Spalt inbezug auf den Boden (10) des Bades (1) horizontal angebrachten Trennwand (46) ausgestattet ist, die mit den Innenseiten der vertikal stehenden Trennwände (42, 43) unter Bildung einer Dämpfungskammer verbunden und mit einer Gruppe von Netzejektoren (12) gemäß der Anzahl der Mittel (4) zur Zuführ ung der zu behandelnden Erzeugnisse (2) in das Bad (1) ausgestattet ist, die in der gesamten Längsrichtung der Trennwand (46) im Anordnungsbereich der zu behandelnden Erzeugnisse (2) verteilt sind, wobei die Elektroden (3) derart angebracht sind, daß der Neigungswinkel ß derselben zu ihrer vertikalen Achse veränderbar ist.

8. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Umspülung sämtlicher Oberflächenabschnitte eines zu behandelnden Erzeugnisses (2) mit dem aufsteigenden laminaren Elektrolytstrom jede Greifvorrichtung (5) des zu behandelnden Erzeugnisses (2) in Gestalt eines Kammes (59) mit einer Anzahl von Zähnen (60) ausgeführt ist, die mit der Anzahl der zu behandelnden Erzeugnisse (2) übereinstimmt, wobei jeder Zahn (60) mit einem Dreipunktgreifer (62) ausgestattet ist, der einen elektrischen Kontakt (67) besitzt, der mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses (2) zusammenwirkt.

9. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eines jeden elektrischen Kontaktes (67) des Dreipunktgreifers (62), die mit der Oberfläche des zu behandelnden Erzeugnisses (2) zusammenwirkt, in Gestalt eines Prismas ausgebildet ist.

10. Einrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Erzeugnissen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes Mittel (4) zur Zuführung des zu behandelnden Erzeugnisses (2)in dasBad (1) mit einer Schwenkeinheit (53) ausgestattet ist.

Zeichnung