DE1274415B - Hohle Elektrode zur elektrolytischen Metallbearbeitung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C23b

Deutsche Kl.: 48 a-3/12

Nummer: 1274415

Aktenzeichen: P 12 74 415.9-45 (A 39226)

Anmeldetag: 12. Januar 1962

Auslegetag: !.August 1968

Die Erfindung betrifft eine hohle Elektrode zur elektrolytischen Metallbearbeitung mit Öffnungen für die Zuführung und den Ablauf des Elektrolyten.

Ein Nachteil der bekannten, mit einer solchen Elektrode ausgerüsteten Vorrichtung besteht darin, daß die elektrolytische Wirkung unter dem Einfluß der hohen Stromstärken so rasch vor sich geht, daß sich die Eigenschaften des Elektrolyten im Arbeitsbereich von Ort zu Ort außerordentlich rasch verändern, was eine Unregelmäßigkeit hinsichtlich der elektrolytischen Abtragung zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hohle Elektrode zur elektrolytischen Metallbearbeitung so zu gestalten, daß die obenerwähnten Nachteile nicht mehr in Erscheinung treten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrode aus einem Stapel metallischer Platten besteht, die abwechselnd durch erste und zweite Distanzstücke voneinander getrennt sind, und die zwischen den Platten gebildeten Kanäle an ihren der Arbeitsfläche gegenüberliegenden Enden abwechselnd mit einer Zulaufleitung und einer Ablaufleitung für den Elektrolyten verbunden sind.

Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Elektrode an ihrer Arbeitsfläche zahlreiche Durchlässe aufweist, wobei sich jeweils ein Durchlaß für das Ableiten des Elektrolyten neben einem Durchlaß für die Zuleitung des Elektrolyten befindet. Zwischen der Arbeitsfläche und der zu bearbeitenden Fläche fließen also viele kurze Elektrolytströme. Im gesamten Arbeitsbereich herrschen somit praktisch die gleichen Verhältnisse, so daß die obenerwähnten Unregelmäßigkeiten nicht mehr auftreten können. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß man mit einer Elektrode der erfindungsgemäßen Art in Werkstücke auch komplizierte Hohlflächen einarbeiten kann.

Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Elektrode mit den Merkmalen der Erfindung,

F i g. 2 die Ansicht eines vertikalen Schnittes nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 die Ansicht eines vertikalen Schnittes nach der Linie 3-3 in den F i g. 2 und 5,

F i g. 4 die Ansicht eines vertikalen Schnittes nach der Linie 4-4 der F i g. 2 und 5,

F i g. 5 die Ansicht eines Schnittes nach der Linie 5-5 der F i g. 3 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 6 die Ansicht eines Teilschnittes nach der Linie 6-6 der F i g. 3 in größerem Maßstab,

F i g. 7 die Ansicht eines Querschnittes in vergrößertem Maßstab, der eine Gruppe einiger Hohle Elektrode zur elektrolytischen
Metallbearbeitung und Verfahren zu ihrer
Herstellung

Anmelder:

Anocut Engineering Company, Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander

und Dr.-Ing. M. Böning, Patentanwälte,

1000 Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:

Lynn Alfred Williams, Winnetka, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1961 (82 645)

Elemente der Elektrode vor ihrem Zusammenbau zeigt,

F i g. 8 eine der F i g. 7 ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform,

F i g. 9 die Teile von F i g. 7 nach erfolgtem Zusammenbau,

F i g. 10 eine schaubildliche Darstellung der Hauptelemente der Elektrode in auseinandergezogenem Zustand, welche eine Möglichkeit eines Zusammenbaus erkennen läßt,

Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung, jedoch für den Fall einer anderen Art der Montage,

F i g. 12 die Ansicht eines Vertikalschnittes durch eine Elektrode nach der Erfindung,

F i g. 13 eine Teilansicht eines Schnittes nach der Linie 13-13 der Fig. 12,

F i g. 14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrode,

F i g. 15 die Ansicht eines Teilschnittes ähnlich derjenigen der F i g. 13 einer anderen Ausführungsform der Elektrode,

F i g. 16 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab nach der Linie 16-16 von Fig. 15,

Fig. 17 eine schaubildliche Darstellung einer Elektrode, in der die einzelnen Teile auseinandergezogen dargestellt sind;

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Fig. 18,19, 20 und 21 zeigen die Ansichten von horizontal verlaufenden Teilschnitten in vergrößertem Maßstab weiterer Ausführungsformen der Elektrode,

F i g. 22 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung unter teilweiser Weglassung einiger Einzelteile.

F i g. 23 die Ansicht eines Teilschnittes in vergrößertem Maßstab nach der Linie 23-23 der F i g. 22, ίο

F i g. 24 eine der Ansicht der F i g. 23 ähnliche Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung zeigt,

F i g. 25 eine der Darstellung der F i g. 22 ähnliche Darstellung einer weiteren Art der Elektrode,

F i g. 26 die Ansicht eines Teilschnittes in vergrößertem Maßstab nach der Linie 26-26 der F i g. 25 und

F i g. 27 die Ansicht eines Teilschnittes ähnlich der Darstellung in Fig. 26 einer weiteren Ausführungsform der Elektrode.

Aus den F i g. 1 bis 9 ersieht man eine Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung, die im wesentlichen aus mehreren Platten besteht, von denen einzelne eben und andere gewellt sind.

Bei einer typischen Ausführungsform dieser Art haben die ebenen Platten 10 eine Dicke von etwa 0,3 mm. Sie besitzen eine Länge, die gleich der wirksamen Länge der Elektrode zusätzlich einer Strecke von 2,5 cm ist. Diese Länge ist durchaus keine kritische Länge, sondern ändert sich in Abhängigkeit von den Abmessungen der Elektrode, wie im folgenden noch näher erklärt werden soll. Die Breite dieser Platten ändert sich in Abhängigkeit von der Lage, die jede Platte innerhalb der Elektrode einnimmt. Es ist von Vorteil, wenn die Platten etwas breiter sind als unbedingt erforderlich, weil die Elektrode nach dem Zusammenbau einer Endbearbeitung unterworfen wird.

Die gewellten Platten (Distanzstücke) 12 können bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch aus Blech mit einer Dicke von etwa 0,3 mm hergestellt sein, wobei die Bleche so gefaltet sind, daß jedes einzelne Blech ungefähr sechs Falten je Zentimeter aufweist, und ferner so, daß die Dicke der gefalteten Platten — über das Ganze gemessen — ungefähr 0,6 mm beträgt. Im allgemeinen sind annähernd ebenso viele gewellte Platten wie ebene Platten vorhanden, und etwa die Hälfte der gewellten Platten hat die gleichen Abmessungen wie die ebenen Platten. Weitere gewellte Platten 14 sind etwas kürzer; bei einer Ausführungsform ist ihre Länge ungefähr 1,25 bis 2 cm kürzer. Abdeckbänder 16 (s. F i g. 2) befinden sich am oberen Ende der Elektrode. Ihre Dicke beträgt ungefähr 0,025 bis 0,05 mm weniger als die Dicke der gewellten Platten — über das Ganze gemessen. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke also ungefähr 0,55 bis 0,575 mm.

In Abänderung dieser Ausführungsform könnte man die Abdeckbänder -auch aus dem gewellten Blech ausschneiden. Die Abdeckbänder 16 haben eine Länge, die gleich der Breite der Platten ist, und eine Breite, die merklich kleiner ist als die Längendifferenz zwischen den beiden Größen der gewellten Distanzstücke 12 und 14. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Abdeckbänder 16 eine Breite von etwa 6,5 mm.

Sämtliche bisher beschriebenen Bauteile können aus weichem Stahl oder einem anderen geeigneten Metall, beispielsweise nichtrostendem Stahl, hergestellt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung werden die ebenen Platten 10 mit Kupfer plattiert, bis die Dicke der Kupferschicht 18 ungefähr den Betrag von 0,0012 mm erreicht hat. Anstatt den Stahl zu plattieren, kann man ihn auch durch Aufwalzen mit Kupfer bedecken. Die Elektrode wird dann dadurch zusammengebaut, daß man die einzelnen Elemente in folgender Reihenfolge aufeinanderstapelt: Eine ebene Platte 10, eine lange gewellte Platte (Distanzstück) 12, eine ebene Platte 10, eine kurze gewellte Platte (Distanzstück) 14, eine ebene Platte 10, eine gewellte lange Platte 12 usw., bis der Stapel eine Höhe erreicht hat, die etwas größer ist als die Dimensionen in der Querrichtung, die man der Elektrode in ihrem endgültigen Zustand zu geben wünscht. Die Platten werden dann so ausgerichtet, daß die Enden der kurzen gewellten Platte 14 in der gleichen Ebene liegen wie die Enden der anderen Platten. Der Stapel wird hierauf leicht zusammengedrückt, um sämtliche Einzelteile in der richtigen Lage zu halten. In diesem Stadium bestehen bereits mehrere Kanäle, die quer durch die Elektrode hindurchlaufen, und zwar an dem Ende, welches der Arbeitsfläche gegenüberliegt, wobei diese Kanäle von zwei ebenen Platten 10 und der Stirnfläche der gewellten Platten 14 begrenzt sind.

Dann wird ein Abdeckband 16 in jeden dieser Kanäle hineingedrückt. Man kann dies ohne Schwierigkeit erreichen, weil die Abdeckbänder etwas dünner sind als die gewellten Platten 14. Man dreht den Stapel um und legt sein oberes Ende auf eine ebene Platte. Die Abdeckbänder fallen auf die Platte. Der gesamte Stapel wird dann einem zusätzlichen Druck ausgesetzt, um die Distanzstücke zusammenzudrücken und die Wellen auf einen Betrag von etwa 0,02 oder 0,05 mm abzuplatten, damit sich die Wellen in gutem Kontakt mit den ebenen Platten 10 befinden, die mit Kupfer bedeckt sind. Der Stapel wird dann in dem gepreßten Zustand in einen mit Wasserstoff gefüllten Lötofen eingebracht oder in eine ähnliche Vorrichtung und ausreichend erwärmt, damit das Kupfer flüssig wird und den gesamten Stapel zu einem Aufbau zusammenlötet, der ein einheitliches festes Ganzes bildet.

Nach erfolgter Abkühlung wird das obere Ende des Stapels in die öffnung eines Kollektors 18 hineingedrückt, der eine Kammer 20 aufweist. Der gesamte Aufbau wird dann an der Verbindungslinie zwischen dem Stapel und der Fassung verlötet.

Der Elektrolyt wird unter Überdruck in der Größenordnung von 20 kg/cm² in die Kammer 20 durch ein Rohr 22 hineingedrückt, welches in die obere Wand der Fassung 18 eingeschraubt ist. Aus der Kammer 20 fließt der Elektrolyt nach unten längs der Kanäle auf jeder Seite der langen gewellten Platten, wie man dies aus den F i g. 5 und 6 ersieht. Der Elektrolyt kann nicht in die Kanäle auf jeder Seite der kurzen gewellten Platten 14 eindringen, weil der Zutritt zu diesen durch die Abdeckbänder 16 verschlossen ist. Andererseits stehen diese Kanäle an ihren oberen Enden mit den Querschlitzen 24 in Verbindung, die durch die unteren Ränder der Abdeckbänder 16, durch die beiden ebenen Platten 10 und die oberen Ränder der kurzen gewellten Platten (Distanzstücke) 14 gebildet werden. Diese quer ver-

laufenden Schlitze 24 sind an ihren Enden offen. Die Flüssigkeit steigt in den Kanälen, die durch die Wellen der Platten 14 gebildet werden, hoch, geht durch die quer verlaufenden Schlitze 24 hindurch und tritt aus den Enden dieser Schlitze aus.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Stapel auf andere Weise aufgebaut; anstatt die ebenen Platten 10 mit Kupfer 18 vor der Montage zu überziehen, werden zwischen die Platten Kupferfolien 26 eingelegt, die eine Dicke von 0,025 mm haben, wie dies F i g. 8 zeigt. Nachdem ein solcher paketartiger Stapel zusammengepreßt und in einem Lötofen erwärmt worden ist, wird der ganze Stapel fest und bildet einen starren einheitlichen Block.

In der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 ist die Elektrode praktisch zylindrisch mit kreisförmigem Querschnitt. Eine derartige Gestalt oder auch jede andere kann man dadurch erzielen, daß man zunächst einen rechteckförmigen Stapel herstellt, der aus den oben beschriebenen Elementen aufgebaut ist, und diesen dann bearbeitet (z. B. durch Schleifen oder elektrolytische Bearbeitung), derart, daß ein aktiver Teil 28 von einer Schulter abragt. Diese Schulter 30 wird von den Enden einzelner Platten des Stapels gebildet. Sie hat infolgedessen ein poröses Aussehen ähnlich der Arbeitsfläche 32. Um zu verhindern, daß der Elektrolyt durch die Schulterfläche 30 heräusfließt, ist diese mit Schweißmaterial oder anderen Stoffen bedeckt. Bei der Durchführung dieses Verfahrensschrittes ist darauf zu achten, daß das Schweißmaterial auch in die kleinsten öffnungen eindringt.

Die Elektrode nach der Erfindung bietet auch einen ausreichenden Widerstand gegen den Druck, den der Elektrolyt ausübt, weil ein relativ großer Verbindungsbereich zwischen den gewellten Platten 12 und den ebenen Platten 10 besteht. Die Elektrode hält ohne weiteres Drücke von 25 kg/cm² aus.

Ein anderes Verfahren zum Zusammenbau der Elektrode ist den Fig. 10 und 11 zu entnehmen. Dieses ist geeignet, wenn es sich um dicke Elektroden handelt.

Wie man aus Fig. 10 ersieht, sind die Platten40 länger und breiter als die gewellten Platten (Distanzstücke) 42 mit großen Dimensionen, und die gewellten Platten (Distanzstücke) 44 geringerer Höhe haben die gleiche Breite wie die gewellten großen Platten 42. Bei dieser Anordnung sind die Abdeckbänder 46 aus demselben gewellten Blech hergestellt wie die gewellten Platten 42 bzw. 44. Die Wellen der Abdeckbänder 46 verlaufen senkrecht zu den Wellen der Platten 42 bzw. 44. Beim Zusammenbau des Stapels sind die langen gewellten Platten 42 und die kurzen gewellten Platten 44 jeweils von einem Rahmen 48 umgeben, der etwas dünner ist als die gewellten Platten. Vor dem Verlöten, z. B. in einem Wasserstoff-Lötofen, wird auf die äußere Platte ein solcher Druck ausgeübt, daß die ebenen Platten 40 dem Rahmen 48 anliegen.

Der Stapel wird nach der Verlötung und Abkühlung aufgesägt, wobei die Sägelinien annähernd längs der Linien 50 verlaufen. Auf diese Weise erhält man eine Elektrode, die ähnlich der oben beschriebenen Elektrode aussieht, mit der einen Ausnahme, daß die Abdeckbänder 46 gewellt und nicht eben sind wie die Abdeckbänder 16. Die Benutzung gewellter Abdeckbänder bietet den Vorteil, daß diese praktisch einer Zusammendrückung den gleichen Widerstand entgegensetzen wie die gewellten Platten und daß sie infolgedessen keinerlei Neigung haben, eine Deformation des Stapels beim Zusammendrücken zu verursachen. Infolge der Tatsache, daß sich die Wellen der Abdeckbänder 46 in der Querrichtung erstrecken, verhindern sie den Durchfluß des Elektrolyten.

Eine abgeänderte Ausführungsform dieser Anordnung ist in Fig. 11 dargestellt, in welcher die Gesamtanordnung im wesentlichen die gleiche ist wie

ίο die in Fig. 10. An der Stelle der Abdeckbänder46 befinden sich jedoch Bänder 48 a, die eine Breite haben, die annähernd gleich derjenigen der Abdeckbänder 46 ist. Nach Verlötung dieser ganzen Anordnung werden durch das Absägen des oberen Teiles des Stapels die oberen Teile der Rahmen 48 entfernt und damit auch ein äquivalenter Teil der Abdeckbänder 48 a.

Die Elektrode, die in Fig. 12 dargestellt ist, hat eine ähnliche Form wie die oben beschriebenen Elektroden, mit Ausnahme davon, daß sie eine leichte Schrägung von etwa 5 bis 7° auf der linken Seite und ein äußeres Ende mit zahlreichen komplizierten Kurven aufweist, die beim Werkstück einspringende Teile bilden. Die Elektrode kann 90 und mehr Zentimeter breit sein.

Die einfachste und zugleich beste Methode, um eine solche Elektrode zu formen, besteht darin, eine Matrize 60 zu verwenden, die den elektrischen Strom leitet und eine Ausnehmung 62 besitzt, die ungefähr der Ausnehmung entspricht, die man in dem Werkstück formen will. Häufig kann ein zu bearbeitendes Werkstück selbst diese Aufgabe erfüllen. Bei der elektrolytischen formgebenden Bearbeitung der Elektrode wird die Matrize 60 zur Kathode und die Elektrode70 zur Anode gemacht. Dies ist in der Figur schematisch durch den Stromwender 64 angedeutet, der sich in der Stellung befindet, in der die Elektrode mit der positiven Klemme der Stromquelle 65 und die Matrize 60 mit der negativen Klemme dieser Quelle verbunden ist. Sind die elektrischen Verbindungen auf diese Weise hergestellt und fließt der Elektrolyt durch die Leitung 66 in den Raum 68 und dann durch die Durchlässe in der Elektrode nach unten, dann wird die Elektrode auf die Matrize zu bewegt, und dieser Vorschub wird fortgesetzt, bis die Elektrode die Form der Ausnehmung 62 aufweist. Hierauf wird die Elektrode zurückgezogen, und der Stromwender wird in die andere Stellung gebracht, so daß die Elektrode zur Kathode wird.

Auch die Seite 72, die eine Schrägung von nur einigen Graden gegenüber der Vertikalen hat, weist eine große Anzahl von Kanalmündungen auf. Infolge der Tatsache, daß die unteren an der Seite 72 mündenden Kanäle oberhalb der Oberseite des Werk-Stückes enden, verwendet man während der anfänglichen Phasen der Formgebung Düsen 74, die einen oder mehrere Luftstrahlen nach unten und auf die Seitenfläche der Elektrode richten können, um diesen Überschuß an Elektrolytmengen zu entfernen.

Die Höhlung 76 in der Arbeitsfläche der Elektrode könnte bei jeder anderen Elektrode die Ursache für besondere Schwierigkeiten sein, weil sich an dieser Stelle Gasmengen ansammeln und den Elektrolyten zurückdrücken und damit die elektrolytische Wirkung erheblich beeinträchtigen könnten. Bei der Elektrode nach der Erfindung entstehen diese Schwierigkeiten nicht, weil die nahe beieinanderliegenden Kanäle gegebenenfalls auch Gase ableiten.

Man arbeitet im allgemeinen bei dieser Art der Formgebung mit kleinen Betriebsspannungen. Wenn die Stromzuführung an der Seite der Elektrode angebracht ist, entsteht bei großen Elektroden ein starker Spannungsabfall nach dem Inneren zu. Dieses Problem kann bei der Elektrode nach der Erfindung auf folgende Weise leicht gelöst werden:

Sämtliche ebenen Platten sind mit kurzen Ansätzen 78 versehen, die nach oben ragen (F i g. 13). Wie

sehen der Elektrode und dem Werkstück im Laufe des Bearbeitungsvorganges sich auf etwa 0,125 bis 0,15 mm vergrößert. Bei dieser Gestaltung des Bearbeitungsverfahrens verschwinden die kleinen Höcker, 5 die am Boden der Ausnehmung ein geometrisches Muster bilden, fast ganz und lassen eine sehr einheitliche und glatte Fläche entstehen.

In den Fig. 15 bis 17 ist eine abgeänderte Ausführungsform 90 der Elektrode dargestellt, die eine ß Ahl E lb

man aus der Figur ersieht, ist eine Verlängerung 10 größere Anzahl von Elementen oder Elektrodenbün-

jeder ebenen Platte zugeordnet; man könnte aller- dein 92 aufweist. Jedes einzelne Element ist so kon-

dings gegebenenfalls mehr als eine Verlängerung je struiert, daß es einen oder mehrere Durchlässe für

ebener Platte in besonders großen und dicken Elek- die Speisung mit Elektrolyt zwischen einem Paar

troden vorsehen. Sämtliche Ansätze 78 sind an einen ebener Platten 94 und einer Abstandsplatte 96 frei

gemeinsamen Querträger 80 angelötet oder ange- 15 läßt. Die Platten 94 und 96 können eine Dicke von

schweißt, dessen Enden unmittelbar an dem oberen etwa 0,3 mm haben. Die mittlere Platte 96 ist mit Behälter 82 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben
84 befestigt sind. Dieser gemeinsame Querträger spielt

die Rolle einer Verbindung mit kleinem ohmschen

Höckern 98 auf ihren beiden Seiten zum Zweck der Abstandsbildung versehen, die um einen Betrag von ungefähr 0,025 bis 0,03 mm über die entsprechenden Widerstand, um die Spannung zwischen den Rän- 20 Oberflächen der Platte 96 hinausragen. Für einen dem und dem zentralen Teil der Elektrode möglichst guten Aufbau der Elektrode ist es wesentlich, daß konstant zu halten. Infolge der Tatsache, daß er diese Buckel mit größter Präzision und größter oberhalb der Platten in einer Entfernung angeordnet Gleichförmigkeit hergestellt werden. Befriedigende ist, die der Länge der Ansätze 78 entspricht, kann Ergebnisse erzielt man mit Buckeln, die einen Durchder Elektrolyt seitlich in die Speisedurchlässe für den 25 messer von ungefähr 0,8 und einen Abstand von Elektrolyten fließen, deren obere Enden sich infolge 7 mm voneinander haben.

der gewählten Anordnung unterhalb des gemein- Die Platten 94 und 96 können aus weichem Stahl

samen Trägers befinden. hergestellt sein, und die Gruppen von je drei Platten

In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, können mit Hilfe eines Verbindungsmaterials, das die seitliche Wirkung einer Elektrode mit gerade 30 Kupfer aufweist, miteinander verbunden sein. Die verlaufenden Seitenflächen auf ein Minimum zu re- ebenen Platten 94 können mit einer Schicht 100 aus duzieren, z. B. bei Elektroden, wie sie in den Fig. 1 Silber bedeckt sein, die eine Dicke von etwa 0,008 und 2 dargestellt sind. Man kann dies mit einer Elek- bis 0,013 mm aufweist. Die Platten 94 und 96 sind, trode erreichen, die in Fig. 14 schematisch darge- wie die Fig. 17 zeigt, verhältnismäßig nahe aneinstellt ist. Bei dieser ist das untere Ende mit einem 35 andergestellt. Sie werden dann in einen Lötofen einschmalen und dünnen Metallband 86 umgeben, wel- gebracht und unter Druck gesetzt, so daß die Hocker ches den Durchmesser der Elektrode in geringem 98 die Platten 94 berühren; hierauf werden sie einer Maß vergrößert. Oberhalb dieses Bandes ist die Sei- Löttemperatur ausgesetzt, die etwa 56° C über der tenwand der Elektrode mit einem Isolierstoff 87 be- Schmelztemperatur des Silbers liegt. Dieser Vorgang deckt, beispielsweise mit Emaille, Keramik oder 40 spielt sich in einer Wasserstoffatmosphäre ab. Epoxydharz, eine Schicht, die dem größten Teil der Wie man aus F i g. 16 ersieht, bildet das der Ver

Elektrode einen etwas kleineren Durchmesser verleiht als der Außendurchmesser des Bandes 86. Mit Hilfe einer Elektrode dieser Art erfolgt die Bearbeitung nur durch die stromleitende Fläche des Bandes 45 86. Infolgedessen ist das von der Elektrode geformte Loch nicht viel größer als der äußere Durchmesser des Bandes 86.

Die oben beschriebenen Elektroden geben der

Fläche am Boden einer Ausnehmung in einem Werk- 50 Elektrode entstehen zu lassen (Fig. 15). An den stück eine Gestalt, die der Arbeitsfläche der Elek- gegenüberliegenden Enden der einzelnen Bauelemente trode entspricht. Dieser Tatbestand kann, wenn man oder des gesamten Aufbaus 92 sind Abdeckbänder dies wünscht, dadurch gemildert werden, daß man 106 vorgesehen, welche die Elemente in einem be-Platten verwendet, die je Längeneinheit mehr Wellen stimmten Abstand voneinander halten. Diese Abaufweisen, und auch ebene Platten mit einer Dicke, 55 deckbänder 106 haben eine Dicke von etwa 0,76 mm die der Dicke der gewellten Platten entspricht. So und sind ebenso dick wie die Platten 94 und 96; ihre kann man beispielsweise bei dem Herstellungsverf ah- Breite beträgt nicht mehr als etwa 2,5 cm, wenn es ren dieser Platten Metallfolien verwenden, die eine sich um eine Elektrode mit einer Länge von 7 bis Dicke von nur 0,025 mm aufweisen. Das entstehende 10 cm handelt. Die Abdeckbänder 106 halten die geometrische Muster kann auch zum großen Teil 60 Bauelemente bzw. die einzelnen Teilstapel 92 in pardadurch beseitigt werden, daß man den Vorschub der alleler Lage so im Abstand voneinander, daß sich Elektrode unterbricht, sobald sich die Elektrode auf Entleerungskanäle bilden, wie dies im folgenden noch einige Hundertstel Millimeter der beabsichtigten end- näher beschrieben werden soll, gültigen Tiefe der Ausnehmung nähert. Dabei hält Die Elektrode 92 ist in den Kollektor 18 mit der

man zwar den Vorschub der Elektrode an, läßt aber 65 Kammer 20 eingesetzt. Einlaßöffnungen 108 kommuden elektrolytisch wirksamen Strom während einiger nizieren mit der Kammer 20, in die unter Druck Zehntel Sekunden weiterfließen. Infolgedessen wird befindlicher Elektrolyt eingespeist wird. Dieser strömt die Ausnehmung noch tiefer, wobei der Abstand zwi- durch die Kanäle 108 zu der aktiven Fläche 104 und

bindung dienende Silber infolge der Adhäsionsfähigkeit der Distanzstücke kleine Kopfwülste 102, was die Festigkeit der Elektrode erhöht.

Die einzelnen Bauelemente 92 für die Elektrode bilden in ihrer Gesamtheit die Elektrode 90, wobei man eine beliebige Anzahl von Bauelementen aufeinanderschichten kann und ihre Enden sauber gegeneinander ausrichtet, um die aktive Fläche 104 der

steigt durch die Austrittskanäle 110 wieder nach oben. Er kann nicht in den Raum 20 eindringen, weil das die Abdeckbänder 106 verhindern. Der Elektrolyt tritt infolgedessen seitlich aus der Elektrode heraus. Um eine unerwünschte seitliche elektrolytische Wirkung zu verhindern, können die Austrittskanäle seitlich durch eine Folie 112 aus einem passenden Werkstoff, beispielsweise aus Epoxydharz, verschlossen sein. Dabei ist es wesentlich, daß diese Hülle mit geeigneten Austrittsöffnungen 114 unmittelbar unterhalb der Abdeckbänder 106 versehen ist.

Die wesentlichsten Merkmale dieser Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung sind die gleichen, wie sie oben bei der Beschreibung der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 9 aufgezählt worden sind, d. h., es gibt nahe beieinanderliegende Eintritts- und Austrittsöffnungen an der Arbeitsfläche der Elektrode. Bei großen und dicken Elektroden mit einer Breite von 60 bis 90 cm empfiehlt es sich, zur Erhöhung der Stabilität zusätzlich kleine Distanzblöcke im Abstand der Ränder der Elektrode an Stellen vorzusehen, wo die Entleerung nicht gestört wird. Infolge der Tatsache, daß der Überdruck des Elektrolyten an der Austrittsstelle gering ist, genügen im allgemeinen einige wenige Distanzblöcke.

Die Fig. 18 bis 21 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Elektrode nach den F i g. 15 bis 17.

Die in F i g. 18 dargestellte Anordnung weist eine ebene Platte und eine Platte 116 mit einem Muster von Höckern 118 auf, die etwas größer sind als die Hocker 98.

Bei der Elektrodenanordnung nach Fig. 19 sind die ebenen Platten 94 durch Kugeln 120 aus Nickel voneinander getrennt. Diese Abstandskugeln können einen Durchmesser von etwa 0,75 mm haben und können willkürlich dadurch verteilt sein, daß man sie mit Hilfe einer Streuvorrichtung od. dgl. über einer erhitzten, mit geschmolzenem Lötmaterial 100 versehenen Platte ausstreut. Die Platten 94 werden alsdann aufeinandergepreßt, worauf man die gesamte Anordnung sich abkühlen läßt. Das so hergestellte Element ist dann fertig für den Einbau in eine Elektrode.

Die gesamte Elektrode, wie sie beispielsweise die F i g. 20 teilweise zeigt, ist ähnlich der Anordnung von F i g. 19. Die Abstände der Platte 94 werden durch Blöcke 122 aus geeignetem Material, wie beispielsweise Nickel oder Kupfer, gewährleistet.

Die F i g. 21 zeigt Platten 94, die mit Hilfe von Bändern 124 aus Metall im Abstand gehalten bzw. verbunden sind.

Eine weitere Ausführungsform ist in den F i g. 22 und 23 gezeigt. Sie besteht aus einer Kupferplatte 128, in die mehrere Kanäle 130 eingearbeitet sind, die durch parallel zueinander verlaufende Rippen 132 voneinander getrennt sind. Die Kanäle können eine Breite von etwa 6,5 cm haben und die Rippen eine Breite von 1,6 mm oder etwas weniger. Die Tiefe der Kanäle kann etwa 0,75 mm betragen und die Dicke über das Ganze gemessen etwa 1,5 mm oder etwas mehr. Die offenen Seiten der Kanäle 130 sind durch eine ebene Platte 134 verschlossen, deren Größe und Gestalt identisch gleich mit derjenigen der Platte 128 ist und deren Dicke gleich der Dicke des Teils 136 der Platte 128 ist. Die ebene Platte 134 ist an die Rippen 132 angelötet. Verschiedene Baugruppen 126 sind auf die in den Fig. 15 bis 17 dargestellte Weise zusammengesetzt.

In bestimmten Fällen kann die Platte 128 mit Hilfe kleiner Niete 138 an der Platte 134 befestigt sein (s. F i g. 24), die durch die Abstandsrippen 132 hindurchgehen. Hat man die Nietköpfe 140 mit Hilfe eines Werkzeugs geformt, so daß sie eine gleichmäßige Höhe bekommen, dann können sie dazu dienen, ein Element oder eine Elektrodengruppe 126 von der darauffolgenden im richtigen Abstand zu halten.

Die F i g. 25 und 26 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Bauelementes 142 für die Elektrode. Dieses besteht aus einer Kupferplatte 144, welche Kanäle 146 und Rippen 156 aufweist. Diese hören vor der aktiven Fläche (Arbeitsfläche) 148 auf. Der Rand wird außerordentlich dünn gehalten und ist nicht dicker als 1,6 mm. Die Deckplatte 154 ist an die Rippen 156 und an den äußersten Rand 152 angelötet. Zahlreiche kreisförmige Löcher 158 mit einem Durchmesser von etwa 0,75 mm und mit einem Abstand von etwa 2,5 mm voneinander sind in den Rand 152 gebohrt, um eine Verbindung zwischen dem Innern des Bauelementes 142 und der Arbeitsfläche 148 herzustellen.

Die in Fig. 27 dargestellte Elektrode ist ähnlich derjenigen der F i g. 25 und 26. Der Rand 152 weist jedoch rechteckige Öffnungen 160 auf.

Der Vorteil der Ausführungsformen nach den F i g. 25 bis 27 besteht darin, daß die kleinen Löcher ein nur wenig rauhes Muster auf dem Werkstück hervorrufen.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Hohle Elektrode zur elektrolytischen Metallbearbeitung mit Öffnungen für die Zuführung und den Ablauf des Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem Stapel metallischer Platten (10; 40; 78; 94; 134; 136; 144,154) besteht, die abwechselnd durch erste und zweite Distanzstücke (12,14; 42, 44; 96, 98; 116, 118; 120; 122; 124; 132; 140; 156) voneinander getrennt sind, und die zwischen den Platten gebildeten Kanäle (108, 112; 110) an ihren der Arbeitsfläche gegenüberliegenden Enden abwechselnd mit einer Zulaufleitung (20, 22; 66, 68) und einer Ablaufleitung (24) für den Elektrolyten verbunden sind.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (10) eben sind und die ersten Distanzstücke aus gewellten Platten (12) bestehen, von denen jede einzelne mit den beiden benachbarten ebenen Platten (10) mehrere parallel zueinander liegende Kanäle für die Zuleitung des Elektrolyten bilden.

3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Distanzstücke aus gewellten Platten (14) bestehen, die zusammen mit den benachbarten ebenen Platten (10) eine Anzahl von Längskanälen begrenzen, die parallel verlaufen und zur Ableitung des Elektrolyten dienen.

4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Bereich der Elektrode, der der Arbeitsfläche gegenüberliegt, im Abstand von den gewellten Platten (14) Abdeckbänder (16, 46, 48 d) befinden, die quer verlaufende Abflußkanäle (24) mit seitlichen Austrittsöffnungen bilden.

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5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Distanzstücke aus Platten (96,116) bestehen, die Deformationen (98,118) in Form von halbkugeligen Höckern auf mindestens einer ihrer Oberflächen aufweisen.

6. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke aus Kugeln (120) oder Quadern (122) gleicher Abmessung bestehen und willkürlich zwischen zwei nebeneinanderstehenden Platten (94) angeordnet sind.

7. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Distanzstücke Bänder (124) sind, die sich über die gesamte Länge der Platten (94) erstrecken.

8. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke als Rippen konstanter Höhe (132) auf jeder zweiten Platte (136) ausgebildet sind.

9. Elektrode nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Elektrodenachse verlaufenden, durch die Rippen (156) gebildeten Kanäle (146) für die Elektrolytzu- und -abführung kurz vor der mit Öffnungen (158) versehenen Arbeitsfläche (148) der Elektrode enden.

10. Elektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Arbeitsfläche mit einem Durchmesser gleich der Rippenhöhe kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt besitzen.

11. Elektrode nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Platten (134) mit Hilfe von Niete (138), deren Köpfe (140) die zweiten Distanzstücke bilden, an den Rippen (132) der Platten (136) befestigt sind.

12. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines Spannungsabfalles zwischen dem Rand und dem Inneren der Elektrode mindestens ein Teil der Platten einen Ansatz (78) aufweist, der mit einem elektrisch leitenden Querträger (80) verbunden ist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd gewellte kürzere Platten (44), ebene Platten (40) und längere gewellte Platten (42) aufeinandergestapelt werden, wobei die gewellten Platten (42,44) kleiner sind als die ebenen Platten (40) und parallel zueinander verlaufende Wellen aufweisen, jede gewellte Platte (42, 44) mit Abstandsbändern (48) umgeben wird, deren Dicke kleiner ist als die Dicke der gewellten Platten, am einen Ende jeder kurzen Wellplatte (44) in bestimmtem Abstand ein Abdeckband (46) zur Erzeugung eines Ablaufkanals für den Elektrolyten angeordnet, der Stapel bis zur Berührung der ebenen Platten (40) mit den Abstandsbändern (48) zusammengepreßt und verlötet wird und daraufhin die Ränder des Stapels in der Breite der Abstandsbänder abgeschnitten werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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