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Die Erfindung betrifft eine Elektrode zum elektrochemischen Bearbeiten eines Bauteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Anwendung einer derartigen Elektrode.
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Mittels elektrochemischer Bearbeitung (ECM) bzw. gepulster elektrochemischer Bearbeitung (PECM) können Bauteiloberflächen sehr präzise und materialschonend bearbeitet werden. Dabei wird zwischen einem als Anode dienenden Bauteil und einer gegenüber dem zu bearbeitenden Bauteilbereich positionierten und als Kathode bzw. Werkzeug dienenden Elektrode eine Potentialdifferenz aufgebaut und das Bauteilmaterial über einen Elektrolyten, beispielsweise eine Kochsalzlösung, abgetragen. Der Elektrolyt wird entweder seitlich der Elektrode auf den zu bearbeitenden Bauteilbereich geführt oder durch die Elektrode hindurch. Da die Elektrode meist die Sollkontur der zu bearbeitenden Bauteilflächen abbildet, kann der Werkstückbereich quasi in einem Schritt bearbeitet werden.
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Die elektrochemische Bearbeitung an sich geht auf eine russische Entwicklung zurück und wurde bspw. bereits 1929 vom Reichspatentamt unter der Nummer
DE 565765 patentiert. Der wesentliche Unterschied zwischen dem ECM-Verfahren und dem PECM-Verfahren besteht darin, dass beim PECM-Verfahren die Elektrode eine gepulste Bewegung in Vorschubrichtung ausführt, so dass ein von dem Elektrolyten gefüllter enger Bearbeitungsspalt zwischen einer Wirkfläche der Elektrode und einer Werkstückfläche geöffnet bzw. vergrößert wird und somit der verbrauchte Elektrolyt einfacher abströmen kann.
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Der Strom wirkt jedoch sowohl in Senk- bzw. Vorschubrichtung als auch in Querrichtung, wodurch neben einem beeinflussbaren Stirnspalt zwischen der Elektrode und dem Bauteil auch ein nicht beeinflussbarer Seitenspalt entsteht. Während der Werkstoffangriff im Stirnspalt im Wesentlichen durch den Vorschub beeinflusst werden kann, führt der Werkstoffangriff im Seitenspalt häufig zu einem unkontrollierten und teils unzulässigen Materialabtrag über den gesamten Senkprozess hinweg, der je nach Werkstoff auch starke umfangsseitige Korrosionsnarben bewirken kann. Insbesondere bei Bauteilen 2, die gemäß 1 aus Werkstoffen 4, 6 mit unterschiedlichen elektrochemischen Potentialen gefügt sind, wie beispielsweise dies bei den Werkstoffen LEK 94 und IN 718 der Fall ist, und die im Bereich ihrer Fügezone 8 elektrochemisch bearbeitet werden, ist häufig eine mechanische Nachbearbeitung der Bohrung 10 manuell oder mittels eines adaptiven Fräsers notwendig, um die Seitenflächen 12, 14 der Bohrung von Korrosionsnarben, Stufen, Wulsten 16 und drgl. zu befreien.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektrode und ein Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung einer Bohrung in einem Bauteil, zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile beseitigen und eine qualitativ hochwertige, schnelle und spannungsarme Bearbeitung von Endkonturwandungen ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Elektrode mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
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Eine erfindungsgemäße Elektrode zur elektrochemischen Bearbeitung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung einer Bohrung, hat eine Wirkfläche zur Definierung eines Arbeitsspaltes zwischen einem abzutragenden Seitenwandungsabschnitt und der Elektrode. Erfindungsgemäß ist die Wirkfläche zur Vorschubrichtung schräg angestellt oder bogenförmig ausgebildet. Die Schrägstellung oder bogenförmige Ausbildung der Wirkfläche, d. h. eine Ausbildung der Wirkfläche in einem Winkel ≠ 90° zur Vorschubrichtung, erlauben eine wesentlich höhere Vorschubgeschwindigkeit als bei einer rechtwinklig zur Vorschubrichtung angestellten Wirkfläche, so dass im Bereich der Seitenwandung bzw. Endkonturwandung nur sehr geringe Anätzungen auftreten und somit selbst hochglänzende Oberflächen in einem Verfahrensschritt herstellbar sind. Eine mechanische Nachbearbeitung der Seitenwandung, um diese beispielsweise von Korrosionsnarben oder von Stufen zu befreien, und die eine Induzierung von Eigenspannungen in das Bauteil bedeuten würden, entfällt. Aufgrund der geringen Anätzungen eignet sich die erfindungsgemäße Elektrode insbesondere zur Verwendung bei Bauteilen, die aus Werkstoff mit einem unterschiedlichen elektrochemischen Potential hergestellt sind und in deren Fügezone eine Bohrung einzubringen ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wirkfläche um einen Winkel α < 90°, bevorzugterweise α ≤ 45°, zur Längsachse der Bohrung angestellt. Als besonders geeignet hat sich ein Winkelbereich zwischen 3° und 45° herausgestellt.
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Bei einer Variante ist die Wirkfläche umfangseitig eines Radialbundes ausgebildet. Hierdurch wird sichergestellt, dass lediglich im Bereich der Wirkfläche ein schmaler Arbeitsspalt zwischen der Elektrode und der Seitenwandung entsteht und der verbrauchte Elektrolyt nach dem Durchströmen des Arbeitsspalts schnell entfernt werden kann, so dass die Gefahr ungewollter Ätzangriffe minimiert bzw. ausgeschlossen ist. Zusätzlich ist es zur Vermeidung ungewollter Ätzangriffe vorteilhaft, wenn innen und außen liegende Umfangsflächen der Elektrode außerhalb der Wirkfläche mit einer elektrischen Isolation versehen sind.
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Die Zu- bzw. Abfuhr des Elektrolyten kann über zumindest einen internen Elektrolytkanal erfolgen, der in eine von der Wirkfläche umgriffene Stirnfläche mündet. Hierdurch kann der Elektrolyt gleichmäßig und vor allem zielgerichtet zur Wirkfläche geführt bzw. von dieser abgesaugt werden. Gleichzeitig wird eine Störung der Wirkfläche durch zum Beispiel in sie integrierte Elektrolytaustrittsöffnungen verhindert, die die Oberflächenqualität der Seitenwandungen empfindlich beeinflussen könnten.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung einer Bohrung, wird eine Elektrode verwendet, die eine schräg zur Vorschubrichtung angestellte oder bogenförmige Wirkfläche zur Definierung eines Arbeitsspaltes zwischen einem abzutragenden Seitenflächenabschnitt und der Elektrode aufweist. Die schräg angestellte bzw. bogenförmige Wirkfläche erlaubt hohe Vorschubgeschwindigkeiten, so dass im Bereich der Seitenwandung bzw. Endkonturwandung nur sehr geringe Anätzungen entstehen können und eine mechanische Bearbeitung der Seitenwandung zur Erzielung einer hohen Oberflächengüte, durch die grundsätzlich Eigenspannungen in das Bauteil induziert werden, entfällt. Die erfindungsgemäße und gegenüber einem Fräsprozess äußerst wirtschaftliche ECM-/PECM-Verfahrensvariante ermöglicht die Bearbeitung von Schaufeln aus Titanaluminid mit hoher Geometrietreue.
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Besonders hohe Vorschubgeschwindigkeiten sind realisierbar, wenn der Seitenflächenabschnitt ein Aufmaß von A < 2 mm, bevorzugterweise A < 1,5 mm, gegenüber einer Endkontur aufweist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel definiert der Seitenflächenabschnitt eine Vorbohrung, die bevorzugterweise ebenfalls elektrochemisch in das Bauteil eingebracht wird, so dass ebenfalls beim Vorbohren keine Eigenspannungen in das Bauteil eingeleitet werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Vorschubgeschwindigkeit beim Abtragen des Aufmaßes größer als bei der Ausbildung der Vorbohrung. Vorstellbar ist z. B. eine um 2 bis 25-fach größere Vorschubgeschwindigkeit v. Beispielsweise kann die Vorschubgeschwindigkeit v bei der Ausbildung der Endkontur insbesondere in Abhängigkeit des Bauteilmaterials und des Aufmaßes bis zu 50 mm/min betragen.
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Die Zu- bzw. Abfuhr des Elektrolyten kann durch die Elektrode hindurch über eine Stirnfläche erfolgen. Hierbei kann die interne Zuführung derart angeordnet sein, dass der ausströmende Elektrolyt gleichmäßig auf der Wirkfläche verteilt wird, so dass in sämtlichen Wirkflächen- bzw. Arbeitsspaltbereichen ein einheitlicher Ätzangriff erfolgt.
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Insbesondere bei der Ausbildung von Durchgangsbohrungen ist es vorteilhaft, wenn das Bauteil auf einem Stützkörper positioniert und dabei die Vorbohrung fluchtend zu bzw. im Bereich einer Vertiefung des Stützkörpers angeordnet wird, wobei die Vertiefung eine größere Erstreckung in Querrichtung aufweist als die herzustellende Bohrung, so dass ein stirnseitiges Auflaufen der Elektrode auf den Stützkörper verhindert wird.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Bohrungen in der Fügezone unterschiedlicher metallischer Werkstoffe. Das zum Teil erheblich unterschiedliche Auflösungsverhalten der gefügten Werkstoffe, das bei herkömmlichen elektrochemischen Verfahren stark unterschiedliche Seitenspalte erzeugt, wird dadurch fast vollständig eliminiert. Die Spalte sind innerhalb kleiner Toleranzen nahezu gleich und die Fügezone zeigt keinen spürbaren Übergang. Bei einem aus zwei völlig unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Turbinenblisk (IN 718 Schmiedelegierung und LEK Einkristallschaufeln) können Entlastungsbohrungen, die genau durch die Fügezone gehen und beispielsweise eine dreieckige Form mit abgerundeten Ecken aufweisen, parallelisiert in einem zweistufigen Arbeitsgang elektrochemisch hergestellt werden.
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Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Herstellung von Schaufeln mit Deckbändern aus Titanlegierungen. Dabei ist die Schrägstellung der Wirkfläche so ausgebildet, dass die Elektrode in einen zu erzeugenden Radius zum Schaufelblatt übergeht. Hierbei sind Oberflächengüten realisierbar, die eine zerspanende Nachbearbeitung überflüssig machen, da bei geringen Anätzungen im Bereich von etwa ≤ 10 μm die Oberfläche der Deckbänder durch einfaches Gleitschleifen hinreichend geglättet werden kann.
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Ein anderes Anwendungsbeispiel sieht die Herstellung von Räumprofilen in Turbinenscheiben mit einem definierten Aufmaß von 0,1 mm bis 0,2 mm vor, um anschließend einen Räumprozess mit einem kurzen Räumwerkzeug in sehr kurzer Zeit durchführen zu können. Das Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, da damit z. B. in einem einzigen Arbeitsgang alle Schaufelfußnuten einer Turbinenscheibe parallel mit hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden können.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine Bohrung, die nach einem herkömmlichen elektrochemischen Verfahren hergestellt wurde,
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2 eine erste Elektrode und einen ersten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt,
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3 eine erfindungsgemäße zweite Elektrode und einen erfindungsgemäßen zweiten Verfahrensschritt,
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4 eine Verfahrensvariante zu dem in 3 gezeigten Verfahrensschritt und Verfahrensaufbau,
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5 eine weitere erfindungsgemäße zweite Elektrode und einen erfindungsgemäßen zweiten Verfahrensschritt,
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6 eine Verfahrensvariante zu dem in 5 gezeigten Verfahrensschritt und Verfahrensaufbau,
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7 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Elektrode ohne eine Isolation im Bereich eines Elektrolytkanals, und
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8 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Elektrode mit einer abgerundeten Wirkfläche.
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In den Figuren tragen gleiche konstruktive Elemente die gleichen Bezugsziffern, wobei bei mehreren gleichen konstruktiven Elementen in einer Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Element mit einer Bezugsziffer versehen sein kann.
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2 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Elektrode 18 zur Ausbildung einer Vorbohrung 20 in einem Bauteil 22, die über eine in 3 gezeigte zweite Elektrode 24 zu einer Bohrung 26 endbearbeitet wird.
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Die erste Elektrode 18 hat einen zylindrischen Körper mit einem sich in Axialrichtung 28 erstreckenden Elektrolytkanal 30, der in eine rechtwinklig zur Vorschubrichtung 32 verlaufende Stirnfläche 34 mündet und mit einer nicht gezeigten Elektrolytversorgung in Fluidverbindung steht. Die Stirnfläche 34 dient als Wirkfläche der ersten Elektrode 18 und ist über einen Radialbund 36 in radialer Richtung erweitert. Um einen Ätzangriff außerhalb der Stirnfläche 34 bzw. einer Umfangsfläche 38 des Radialbundes 36 zu verhindern, ist die erste Elektrode 18 außerhalb der Stirnfläche 34 und der Umfangsfläche 38 von einer äußeren elektrischen Isolation 40 und von einer innerhalb des Elektrolytkanals 30 angeordneten inneren elektrischen Isolation 42 ummantelt.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird die erste Elektrode 18 mit ihrer Stirnfläche 34 gegenüber einer abzusenkenden Bauteiloberfläche 44 positioniert. Die erste Elektrode 18 wird bestromt und in Vorschubrichtung 32 in Richtung der Bauteiloberfläche 44 bewegt. Die Elektrolytversorgung wird eingeschaltet und ein Elektrolyt 46 über den Elektrolytkanal 30 in einen Stirnspalt 48 zwischen der Stirnfläche 34 und der Bauteiloberfläche 44 geführt. Der Elektrolyt 46 ist vorzugsweise eine wässrige Lösung aus Natriumnitrat oder eine wässrige Lösung aus Natriumchlorid in einer Konzentration zwischen 5 Gew.-% und 25 Gew.-%. Er durchströmt den Stirnspalt 48 und tritt über einen Seitenspalt 50 zwischen der Umfangsfläche 38 und einer Seitenfläche 52 der Vorbohrung 20 in einen gegenüber dem Seitenspalt 50 radial vergrößerten Ringraum 54 zwischen der Seitenfläche 52 und der äußeren Isolation 40 ein, aus dem er abgeführt wird. Sobald die Vorbohrung 20 eine ausreichende Tiefe aufweist bzw. sobald die Bauteiloberfläche 44 ausreichend abgesenkt ist, wird die elektrochemische Bearbeitung der Vorbohrung 20 beendet und der Vorschub der ersten Elektrode 18 gestoppt, die Bestromung sowie die Elektrolytversorgung abgeschaltet und die erste Elektrode 18 der Vorbohrung 20 entnommen.
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Gemäß 3 weist die Vorbohrung 20 ein Aufmaß A auf, das mittels der zweiten Elektrode 24 in einem zweiten Verfahrensschritt elektrochemisch abgetragen wird, so dass die auf Endkontur bearbeitete Bohrung 26 eine derart glatte Seitenwandung 56 aufweist, dass eine mechanische Nachbearbeitung entfallen kann.
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Die zweite Elektrode 24 hat einen zylindrischen Körper, in dem ein Elektrolytkanal 30 ausgebildet ist, der in eine Stirnfläche 34 mündet und der mit einer nicht gezeigten Elektrolytversorgung in Fluidverbindung steht. Die Stirnfläche 34 erstreckt sich über einen Radialbund 36, der eine zur Vorschubrichtung 32 bzw. zur Seitenwandung 56 schräg angestellte umfangsseitige Wirkfläche 58 aufweist. Die Wirkfläche 58 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um den Winkel α = 45° zur Bohrungslängsachse bzw. zu Vorschubrichtung 32, die der Axialachse 28 der zweiten Elektrode 24 entspricht, angestellt. Zur Vermeidung von Ätzangriffen außerhalb der Wirkfläche 58 ist die zweite Elektrode 24 außenumfangsseitig mit einer äußeren elektrischen Isolation 40, im Bereich des Elektrolytkanals 30 mit einer inneren elektrischen Isolation 42 sowie mit einer stirnseitigen elektrischen Isolation 60 zur Abdeckung der Stirnfläche 34 versehen.
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Beim zweiten Verfahrensschritt bzw. beim Endbearbeiten der Vorbohrung 20 zur Ausbildung der Bohrung 26 wird das Bauteil 22 derart auf einem Stützkörper 62 abgelegt, dass die Vorbohrung 20 fluchtend zu einer in dem Stützkörper 62 ausgebildeten Vertiefung 64 positioniert ist. Gleichzeitig wird über den Flächenkontakt zwischen dem Bauteil 22 und dem Stützkörper 62 ein Elektrolytaustritt verhindert. Um zu verhindern, dass die zweite Elektrode 24 versehentlich auf den Stützkörper 62 aufläuft, weist die Vertiefung 64 eine größere Erstreckung in Querrichtung auf als die zweite Elektrode 24 im Bereich der Wirkfläche 58. Die zweite Elektrode 24 wird bestromt und in Vorschubrichtung 32 bewegt. Die Vorschubgeschwindigkeit v der zweiten Elektrode 24 ist beim Endbohren etwa um den Faktor 2 bis 25 größer als die der der ersten Elektrode 18 beim Vorbohren. Beispielsweise wird die zweite Elektrode 18 mit einer maximalen Geschwindigkeit von etwa v = 50 mm/min in die Vorbohrung 20 getrieben. Gleichzeitig wird die Elektrolytversorgung eingeschaltet, so dass über den Elektrolytkanal 30 im Bereich der Stirnfläche 34 bzw. der stirnseitigen Isolation 60 der Elektrolyt 46 austritt.
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Beim Eintauchen der zweiten Elektrode 24 in die Vorbohrung 20 wird zwischen der Wirkfläche 58 und einer gegenüberliegenden Schrägfläche 66 eines abzutragenden Seitenflächenabschnitts 68 der Vorbohrung 20 ein Arbeitsspalt 70 gebildet, durch den der Elektrolyt 46 in einen stromabwärts der Wirkfläche 58 gelegenen Ringraum 54 zwischen der endkonturnahen, sich parallel zur Vorschubrichtung 32 bzw. zur Bohrungslängsachse erstreckenden zylindrischen Seitenwandung 56 und der äußeren Isolation 40 abströmt, aus dem er abgeführt wird. Nach dem Durchströmen des Arbeitsspaltes 70 bzw. nach dem Abtragen des Seitenflächenabschnitts 68 ist die Endkontur der Bohrung 26 herausgearbeitet, so dass eine mechanische Nachbearbeitung beispielsweise zur Glättung der Seitenwandung 56 entfällt.
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4 zeigt einen Querschnitt durch die zweite Elektrode 24 sowie einen alternativen zweiten Verfahrensschrittes mit einer gegenüber dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umgekehrten Strömungsrichtung des Elektrolyts 46. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Elektrolyt 46 bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel über den Elektrolytkanal 30 abgeführt. Hierzu ist ein Gehäuse 72 auf einem Bauteiloberflächenabschnitt 74 zur Definierung einer Spülkammer 76 abgestützt, das einen Durchbruch 78 zur Durchführung der zweiten Elektrode 24 aufweist. Über in Nuten 80, 82 des Gehäuses 72 eingelegte Dichtungen 84, 86 ist die Spülkammer 76 gegenüber der Außenumgebung dichtend abgeschlossen. Zur Zufuhr des Elektrolyts 46 in die Spülkammer 76 hat das Gehäuse 72 einen seitlichen Einlasskanal 88.
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Beim Absenken des Seitenflächenabschnitts 68 wird der Elektrolyt 46 über den Einlasskanal 88 bzw. die Spülkammer 76 in den Ringraum 54 geführt und tritt aus diesem in den Arbeitsspalt 70 zwischen der zur Vorschubrichtung 32 bzw. zur Seitenwandung 56 angestellten Wirkfläche 58 und der Schrägfläche 66 ein. Nach dem Durchströmen des Arbeitsspalts 70 strömt der verbrauchte Elektrolyt 46 über die stirnseitige Isolation 60 und tritt in den Elektrolytkanal 30 ein, aus dem er anschließend aus dem Wirkbereich der zweiten Elektrode 24 abgeführt wird. Somit ist die Elektrolytversorgung bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 entgegengesetzt zur Elektrolytversorgung des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels ausgebildet.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zweiten Elektrode 90, die insbesondere zur Ausbildung von trichterförmigen Bohrungen 26 bzw. zur Ausbildung einer Bohrung 26 mit einer konisch zulaufenden Seitenwandung 92 geeignet ist. Eine derartige Trichterform ist im Triebwerksbau besonders vorteilhaft, da keine bzw. nahezu keine Festigkeitsminderung entsteht und zudem Gewicht eingespart wird. Die zweite Elektrode 90 nach 5 weist nahezu sämtliche Merkmale der in 3 gezeigten Elektrode 24 einschließlich der Strömungsrichtung des Elektrolyts 46 auf, so dass auf wiederholende Erläuterungen verzichtet und auf die Beschreibung zur 3 verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied zu der in 3 gezeigten zweiten Elektrode 24 besteht darin, dass der Radialbund 36 mit einer entsprechend vergrößerten zur Vorschubrichtung 32 angestellten Wirkfläche 58 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der Radialbund 36 im Bereich seiner rückwärtigen Ringfläche 94 mit einer äußeren Isolation 96 versehen. Beim Ausbilden der Bohrung 26 ist darauf zu achten, dass die zweite Elektrode 90, wie in der Darstellung gezeigt, nur so weit in die Vorbohrung 20 eingeführt wird, bis ihre Wirkfläche 58 vollumfänglich in die Bohrung 26 eintaucht. Somit wird kein in 3 gezeigter Ringraum 54 zwischen der Seitenwandung 92 und der äußeren Isolation 40 gebildet. Ein weiteres Einführen der zweiten Elektrode 90 würde eine in den 3 und 4 gezeigte zylindrische Seitenwandung 56 erzeugen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Bauteil 22 auf einem Stützkörper 62 mit einer ebenen Oberfläche 98 ohne Vertiefungen dichtend abgelegt wird.
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6 zeigt das alternative Ausführungsbeispiel der zweiten Elektrode 90 integriert in einen Verfahrensaufbau zur Realisierung der bereits in 4 erläuterten umgekehrten Strömungsrichtung des Elektrolyts 46. Das heißt, im Unterschied zu 5 wird der Elektrolyt 46 über den Elektrolytkanal 30 nicht zugeführt, sondern abgeführt. Entsprechend dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in 6 ein Gehäuse 72 zur Begrenzung einer Spülkammer 76 ausgebildet, das dichtend auf einem Bauteiloberflächenabschnitt 74 abgestützt ist und einen Durchbruch 78 zur Durchführung der zweiten Elektrode 90 sowie einen Einlasskanal 88 zur Einleitung des Elektrolyten 46 aufweist. Detaillierte Erläuterungen der Strömungsrichtungsumkehr sind der Beschreibung zur 4 zu entnehmen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der in 4 erwähnte Ringraum 54 bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 nicht gebildet wird, da dieser die Ausbildung einer zylindrische Seitenwandung 56 und keine konische Seitenwandung 92 bedeuten würde.
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Wie in 7 gezeigt können die Elektroden 24, 90 auch nur eine äußere Isolation 40 aufweisen und demgemäß ohne eine innere Isolation 42 im Elektrolytkanal 30 ausgebildet sein.
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8 zeigt einen Wirkflächenbereich eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Elektrode 100 zum Endbearbeiten einer Vorbohrung 20. Die Elektrode 100 ist ähnlich den vorbeschriebenen Elektroden 24, 90 nach den 3 und 5 einschließlich der Strömungsrichtung des Elektrolyts 46 ausgeführt, so dass auf wiederholende Erläuterungen verzichtet und auf die Beschreibungen zu den 3 und 5 verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied zu den vorbeschriebenen Elektroden 24, 90 besteht darin, dass die Wirkfläche 58 mit einem Radius r versehen und somit bogenförmig, insbesondere konkav, ausgebildet und folglich ebenfalls zur Vorschubrichtung um einen Winkel α < 90° angestellt ist. Darüber hinaus weist die Elektrode 100 keine innere Isolation 42 im Bereich des Elektrolytkanals 30 auf, sondern lediglich eine äußere Isolation 40 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 7.
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Offenbart ist eine Elektrode zur elektrochemischen Bearbeitung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung einer Bohrung, mit einer Wirkfläche zur Definierung eines Arbeitsspalts zwischen einem abzutragenden Seitenflächenabschnitt und der Elektrode, wobei die Wirkfläche zur Vorschubrichtung schräg angestellt oder bogenförmig ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines Bauteils.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Bauteil
- 4
- Werkstoff
- 6
- Werkstoff
- 8
- Fügezone
- 10
- Bohrung
- 12
- Seitenfläche
- 14
- Seitenfläche
- 16
- Wulst
- 18
- erste Elektrode
- 20
- Vorbohrung
- 22
- Bauteil
- 24
- zweite Elektrode
- 26
- Bohrung
- 28
- Axialrichtung
- 30
- Elektrolytkanal
- 32
- Vorschubrichtung
- 34
- Stirnfläche
- 36
- Radialbund
- 38
- Umfangsfläche
- 40
- äußere Isolation
- 42
- innere Isolation
- 44
- Bauteiloberfläche
- 46
- Elektrolyt
- 48
- Stirnspalt
- 50
- Seitenspalt
- 52
- Seitenfläche
- 54
- Ringraum
- 56
- Seitenwandung
- 58
- Wirkfläche
- 60
- stirnseitige Isolation
- 62
- Stützkörper
- 64
- Vertiefung
- 66
- Schrägfläche
- 68
- Seitenflächenabschnitt
- 70
- Arbeitsspalt
- 72
- Gehäuse
- 74
- Bauteiloberflächenabschnitt
- 76
- Spülkammer
- 78
- Durchbruch
- 80
- Nut
- 82
- Nut
- 84
- Dichtung
- 86
- Dichtung
- 88
- Einlasskanal
- 90
- zweite Elektrode
- 92
- Seitenwandung
- 94
- Ringfläche
- 96
- Isolation
- 98
- Oberfläche
- 100
- zweite Elektrode
- A
- Aufmaß
- α
- Anstellwinkel
- v
- Vorschubgeschwindigkeit
- r
- Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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