DE2030658A1 - Vorrichtung zum elektrolytischen Aetzen eines Werkstucks - Google Patents

Description

ME - 6 (P- 1008)

IA - 173

Mitsubishi Electric Corporation, Tokio, Japan

Vorrichtung zum elektrooptischen Ätzen einea Werkstücks

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum eiektrolytischen Atzen und insbesondere eine Steuereinrichtung für eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen.

Vorrichtungen zum elektrolytischen Ätzen sind im allgemeinen so konstruiert, daß eine Arbeitselektrode derart in Bezug auf ein zu ätzendes Werkstück angeordnet ist, daß zwischen dem Werkstück und der benachbarten Arbeitselektrode ein schmaler Arbeitsspalt verbleibt. Durch den Arbeitsspalt t»ird mit hoher Geschwindigkeit ein Slektrol^yt geleitet und ein elektrischer Arbeitsetrom wdrd durch den Spalt geschickt. Der Elektrolyt wird unter der Ein-(tdrkung des Arbeitsstromes elektrolysiert, so daß das Werkstück unter der Wirkung der JSlektrolyse in gewünschter Weise geätzt wird· Dabei findet an dem als positive Elektrode geschalteten Werkstück eine Auflösung von >/erkstückmaterial in ausgewählten Bereichen statt. Falls das Werkstück und die Arbeiteelektrode stationär angeordnet sind, vergrößert sich der Arbeitsspalt während der Elektrolyse. JSs ist daher notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, um den Arbeitsspalt auf seiner ursprünglichen .Veite zu halten, indem die Arbeitselektrode und da^s Werkstück sich mit fortschreitender Ätzung stetig annähern·

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Zur Erreichung dieses Zieles -urden bisher z^ei Grundt./pen von Vbrschuheinrichtungen für elektrol./tische Ätzvorrichtungen verwendet. Der erste Typ soll 'T/p konstanter Stromstärke'¹ genannt werden und bewirkt, daß der Elektrolyse- - oder Arbeitsstrom, welcher durch den Arbeitsspalt fließt, auf einem vorbestimmten .-.ert gehalten fird, so daß die Spannungsänderungen am Arbeitsspalt oder die Arbeitsspannung bestimmt ^erden kann und zur Steuerung der Vorschubgesch^indig keit der Arbeitselektrode oder des Werkstückes verwendet werden kann, 7»obei die Arbeitsspannung ständig mieder auf einen vorbestimmten viert eingestellt «"ird. Der andere bekannte T?p soll 'Typ konstanter Stromdichte * genannt "erden und bewirkt, daß die Arbeitsspannung auf einen vorbestimmten '.Vert gehalten ^ird, so daß die Arbeitselektrode oder das .Verkstück eine konstante Geschwindigkeit beibehält.

Diese Vorschubs;)·sterne sollen im folgenden anhand der Figur 1 näher erläutert »esdea. In dieser Figur sind ein yerkstück 10, eine Arbeitselekfcrod© 12 und ©iß arbeitsspalt dargestellt. Die ArbeiläseleWrod© 12 neigt elaem rotationss;/mmetrisclieii Arbeitsbereich 16 auf, dessen variabler Durchmesser in Biclituag auf das sum. .-vrbeits« spalt 14- benachbarte Snde allmählich abnimmt* In dem in Figur 1 a dargestellten Itzstaäium findet eine Ätzung nur in dem durch die strichpunktierte''Linie A bezeichneten' Bereich der Arbeitselektrode 12 statt» Ia dem in figur 1 b dargestellten Ätsstadium findet die Ätzung in dem durch die strichpunktierte Linie B bezeichneten Bereich"der Elektrode statt und in dem durch Figur 1 c dargestellten itzstadium findet die Ätzung in dem durch die strichpunktierte Linie C bezeichneten Bereich der Elektrode 12 statte Der gesäumte Itzvorgang durchläuft der Beihe nach ate in -des- Figuren ' 1 a, 1b und 1 c dargestellten Itastadien·

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Die Querschnittoflachen (S) an den Stellen A (Sa), B (Sh) und C (Sc) gehorchen der Beziehung Sa<Sh<Sc. Die It*- f Iac he niauBt daher während dee Ätzverfahrens zu.

Palls ein Vorschub vom T/p konstanter Stromstärke verwendet -'ird_t so nimmt die Arbeitsstromdichte bei allmählich «tanehmendem Ätzbereich nach und nach ab und die Ät»geschwindigkeit verringert sich mit abnehmender Stromdichte.. Die Bedienungsperson «uß sodann daa Gerat manuell einstellen, um in dem MaBe, '"ie der Ätzbereich zunimmt, die irbeitsstromstärke tu erhöhen. Bei einem Vorschubsystem mit konstanter Stromdichte -?ird die Arbeltsgeschwindigkeit konstant gehalten, so daß dia Stromdichte ebenfalls konstant gehalten ^lrd und eine konstante itzgescbrindigkeit er- (

reicht «*ird· Falls mit fortschreitender Atzung der Ätzbereich zunimmt, muB die Arbeitsstromotärke allmählich erhöht werden, um die Stromdichte konstant zu halten. Dabei besteht Jedoch die Gefahr, daS die Stromstärke die maximal zulässige obere Stromstärkengrenze überschreitet. Daher "ird dabei die maximal ätzbare Fläche durch die maximale Arbeitafläche und die maximal zulässige Stromstirkengrense der Kraftquelle bestimmt. Diese Faktoren bestimmen wiederum die i^beitsgeschwindigkeit· Aus den Figuren 1 a und 1 b geht nun hervor, daß selbst bei kleiner Atzfläche zu Beginn des Ätzverfahrens eine höhere Torschubgeech^indiskeit nicht erzielt werden kann.

Bs ist daher iufgabe der vorliegenden Srfindung, eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen eines Werkstückes zu schaffen, "-eiche mit hoher Ätzgenauigkeit arbeitet und deren Arbeitsspalt-^elte auf einfache «/eise konstant gehalten werden kann-·

D ese Aufgabe wird erfindungegemäfi durch eine Vorrichtung zum elektrolytisches Ätzen eines ««rkstückes gelöst, welche eine Arbeiteelektrode und benachbart dazu ein Werkstück und dazwischen dnen sdsaXes Arbeitsspalt aufveist, TPObei eine Kraftnuelle zur ausbildung einer

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BAD

Arbeitsspannung am Arbeitsspalt vorgesehen ist,- so daß durch einen durch den irbeitsspalt fließenden Elektrolyten ein ^rbeitsstrom geschickt werden kann und es ist ferner ein Vorschub zur Annäherung der ArbeitsGlektr,ode^san das .i/erkstück mit fortschreitender Ätzung vorgesehen, der über eine erste Dteutrfunktion zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten .«crtes der vrbeitsütroradiehte in dem /Arbeitsspalt und über eine zweite -teuerfunktion zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten wertes der Arbeitεstromstärke in dem Arbeitsspalt gesteuert werden kann.

Ln folgenden -ird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeilen:

Figuren 1 Ca), (b) und (c) Schnitte durch eine Anordnung von Elektrode und .»orkstück ' ährend des elektro !-"tischen Ätzverfahrens,

Figur 2 eine Schemadarstellung einer »usführungsfonn der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Figur 3 eine" itehemazeichnung einer ''eiteren ^usführungaform der vorliegenden Erfindung.

F'gur 2 zei^t ein /erkstück 10® eine Arbeitselektrode 12 und daz ischen einen Arbeitsspalt 14 mit einer .icite von et"'a 0,1 bis 0,5 mm. Es ist eine Kraftquelle 20 vorgesehen, -eiche eine dreiphasige Stromquelle 22 von kon» stanter Spannung, einen dreiphasigen Transformator 24-, einen dreiphasigen Voll'-'eggleichrichter 26 und eine Sättigungsdrossel 23 aufseijt. Der dreiphasige Transformator 24 umfasst eine B?imäir'icklung 30 in Dreieck» schaltung und eine Sekundärwicklung 32 in Sternschaltung. Die ,Anschlüsse der Primärwicklung 30 sind mit den Anschlüssen der Kraftquelle 22 über einen

34 dreiphasigen Freigabeschützschalter verbuolen«, Me wechselstrom- Anschlüsse des dreiphasigen.Voll^eggleichrichters 26 sind mit den entsprechenden

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Anschlüssen der Sekundärspule 32 verbunden. Dr gleichrichter 25 erzeugt an den Leitungen 36 und 38 eine

Gleichspannung. Die Leituns 36 ist mit dem positiven Anschluß des Voll^eggleichrichters 26 verbunden. Die Leitung 38 ist mit dem negativen Anschluß verbunden. Die Leitung 36 ist andererseits mit dem Werkstück 10 und die L itung 33 ist andererseits mit der Itzelektrode 12 verbunden. Die Verbindung zwischen den . Anschlüssen der Primärwicklung 30des Transformators und dem Dreiphasenschalter 54 ist durch die Leitungen 40, 41 und 42 hergestellt. Die Outputspulen 46» 47 und 43 der Drossel 44 liegen in den Verbindungeleitungen 40, 41 und 42 und die Reaktanz der Drossel wird durch die gemeinsame Steuerspule 50 gesteuert. Auf diese -leise ^ird mittels der K aftcuelle 20 die Arbeitsspannung V zwischen den Leitungen 36 und 38 bereitgestellt· Gute Ergebnisse werden bei einer ArbeitsspannungV von 5 bis 20 Volt erzielt.

Es ist eine nicht dargestellte Vorrats- und Zuführeinrichtung für den in den Arbeitsspalt 14 einzuleitenden Elektrolyten vorgesehen. Die ISlektralj/tzufuhr umfasst z.B. eine Pumpe zum Fördern des Tlektrolyten aus dem Vorratstank durch eine öffnung in der Arbeitselektrode und in den Arbeitsspalt 14 hinein. Dr Elektrolyt soll mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Arbeitsspalt 14 fließen.

Dem Arbeitsspalt 14 "^ird ein Arbeitsstrom I aufgedrückt, welcher von der Arbeitsspanming V abhängt. Dieser Arbeitsstrom I fließt durch die Leitungen 36, 38 und durch den Voll^eggleichrichter 26. Gute Ergebnisse werden bei einer Stromstärke I von 1.000 bis 5.000 A erzielt. Dr Arbeitsstrom I elektrolysiert den Elektrolyten, so daß aus dem ein positives Potential aufweisenden Werkstück 10 ein der Gehalt der Arbeitselektrode 12 endsprechendes Teilstück herausgelöst

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Die Sättigungsdrossel 28 ^irkt als eine Steuerungseinrichtung für die ,Arbeitsspannung V, '-obei dia Reaktanz der Output-.-icklunsen 46, 47 und 40 in abhängigkeit von der durch die Steuerspule 50 fließenden Stromstärke Ic eingestellt r-ird. Hierdurch * ird wiederum die Spannung für den Dreiphasentransformator 24 eingestellt.

Ss ist ferner ein Vorschub 60 vorgesehen, welcher einen 21ektromotor 62 zur Biegung der Arbeitselektrode 12 zu dem ierlcstück 10 hin oder von diesem '«eg umfasst. Dieser tiotor 62 ist ein Hauptschluß-Näbenschluß-Motor und umfasst einen Hotor 64 und eine Feldspule 66. iöine Gleichspannungsc uelle 63 von konstanter Spannung ist über einen variablen iiderstand oder über ein Potentiometer 70 mit der Feldspule 66 verbünde η _r um dem Motor 62 einen üärregerstrom zuzuführen. F rner sind ein Gleichrichter 76 und Lcitungen 72 und 74 vorgesehen, welche zu den -Inschlüssen des Hotors oder Ankers 64 führen«, Der Gleichrichter 76 besteht aus z^viei Dioden 78a und 73^₃ so^ie z*"ei lyristoren 80a und 30b zum Gleichrichten des i/- chselstromo, ^elchc?.r der einphasigen ./echselstrom-Rraf te uelle 82 von konstanter Spannung entnommen ™ird. In dem Gleichrichter 76 sind der Thyristor 30a und die Diode 73a so^ie der Thyristor 30b und die Diode 78b in Reihe geschaltet. Die der Kräfteuelle 32 entstammende 5pannung -.-'ird in die Anschlüsse 72 und 74 eingegeben. Die Kathoden der Thyristoren 80a und 80b sind gemeinsam mit der Leitung 72 verbunden, v.-ährend lie Anoden der Dioden 78a und 780 gemeinsam mit der Leitung 74- verbunden sind« Die Thyristoren 30a und 80b stellen eine Stromstärke Ia bereit, -.'eiche der Zündphase der Thyristoren proportional ist. Dieser Strom "i^d in die Leitungen 72 und 74 und sodann in den Hotor oder Anker 64 eingegeben. Die Zündphase der Thyristoren 80a unJ 30b ist einstellbar, womit auch die 3tromstärke Ia variiert " werden kann, "Odurch schließlich, die Drehgeschwindigkeit des Motors 82 oder die forschuhgesclrrrinäigkeit der Arbeitselektrode 12 eingestellt «ird»

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Der Vorschub 60 i3t mit der Aibeitselektrodc 12 über den Motor 62 verbunden. Alternativ kann auch das werkstück 10 in ähnlicher K/eise bewegt herden.

Im folgenden soll die Steuereinrichtung näher beschrieben •erden. D e ./teuereinrichtung umfasst ein Vorschubsteuersystem 100 zur steuerung des Vorschubs 60 und einArbeitsspannung-Steuers ystem 200 zur Steuerung der'. Arbeitsspannung- V,

Im ..folgenden soll zunächst das Vorschubsystem 100 beschrieben ''erden. Das Steuersystem 100 umfasst drei Signalgeber 102, 104 und 106. Der Signalgeber 102 erzeugt ein Signal Uf, '-elches proportional der IJotorgesclr-iindigkeit 62 bz*-. der Vorschubgeschrdndigkeit ist. Der Signalgeber 102 umfasst einen Generator 100, '-elcher mit dem Botor 64 des Motors 62 verbunden ist, so daß richtige Signal Uf eingegeben ^ird. Der Signalgeber 104 -Irkt hauptsächlich als ein System zur Aufrechterhaltunß einer konstanten Stromdichte und erzeugt ein konstantes Bezugssignal Ufs. Der Signalgeber 104 umfasst eine Gleichstromquelle 110 konstanter Spannung so'?ie ein Potentiometer 112 in Parallelschaltung dazu. Das oignal Ufs <ird an dem Anschluß 114 des Potentiometers 112 erzeugt· Der öignalgeber 106 "irkt in der Hauptsache als ein System zur Aufrechterhaltung einer konstanten Stromstärke und erzeugt ein Signal Ui, "elches proportional der Arbeitsstromstärke I ist. Der Signalgeber 106 umfasst einen Stromtransformator 116, welcher induktiv mit der Leitung 42 gekoppelt ist. Dieser Transformator 116 stellt nicht auf direktem ./ege den Arbeitsstrom I bereit. Da jedoch die Amplitude des durch dio Leitung 42 fließenden ./echselstroms proportional der Arbeitsstromstärke I ist, "ird auch eineder Arbeitsstromstärke I proportionale Spannung erzeugt. Zwischen Jen Outputanschlüssen des Stromtransformators 116 ist ein Potentiometer 118 vorgesehen. Ein einphasiger Vollr'eggleichrichter 120 dient zur Gleichrichtung der am Potentiometer 122 liegenden Wechselspannung.

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Dieses Potentiometer 122 liegt zwischen den Gleichstrom-

Jnschlüssen des Voll^eggleichrichters 120, Zur Glättung der am Potentiometer 122 liegenden Outputspannung ist ein Glättungs- oder Beruhigungskreis 124 vorgesehen welcher Widerstände 126 und 128 so^?ie Kondensatoren 150 und 132 umfasst. An den . Anschlüssen des Glättungskreises 124 liegt ein Potentiometer 134, welches einen Outputanschluß 136 für das Signal Ui aufweist.

Der Signalgeber 106 umfasst ein Schaltelement I38*mit dem die'Umschaltung vom System 'konstante Stromdichte' zum System "konstante Stromstärke' bewirkt ''erden kann,Das Schaltelement 138 kann eine Zenerdiode sein* "-eiche zwischen dem Glättungskreis 124 und dem Potentiometer 134 liegt. Die Zündspannung der Zenerdioie soll mit Us bezeichnet •erden* Venn die ' spannung des Glättungskreises 124 die Spannung Uz überschreitet, erscheint am Outputanschluß 136 des Potentiometers 134 das Signal Ui. Solange die spannung des Glättungskreises 124 unterhalb der Zenerspannung Uz liegt _i hat das /Signal Ui den ./ert

In dem Vorschubsteuers:/stern 100 werden Signale Ufs und Ui in dem Vergleichsstromkreis 140 verglichen und die Differenz ζ ischen den Signalen Ufs - Ui nird sodann in dem Vergleichsstromkreis 142 mit dem Signal Uf verglichen. Ss ist ferner ein Verstärker 144 zur Verstärkung des Signals •les Vergleichsstromkreises 142 vorgesehen, so-'ie eine Zündeinrichtung 146 zur Aufnahme des Outputs aus dem Verstärker und schließlich ein Stromkreis zur Bereitstellung eines Zündsignals für die Thyristoren 60a und 30b und ein Stromkreis zum Einstellen der Phase zwischen den Zündungen der Thyristoren 80a und 80b durch Variation der Phase der Zündsignale.

.venn das Signal Ui=O ist, ^erden die Signale Ufβ und Uf . in dem Vergleichstromkreis 142 verglichen und der Motor 62 dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit gemäß dem Signal Ufs. Venn das Signal Uf größer ist als das Signal

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Ufs, so bewirkt die Differenz derselben eine Verzögerung der ;phase des Zündsignals in der Zündeinrichtung 146 und über den Verstärker 144, Hierbei "ird die Phase der Zündung der Thyristoren 30a und 80b erhöht, so daß sich die Stromstärke Ia, welche durch den itotor 64 des Motors 62 fließt, erniedrigt und die ilotorgesch^indigkeit abnimmt, ^as zui· Folce hat, daß das Signal ILf dem Signal Ufs äquivalent \ ird. .^enn andererseits das Signal Uf kleiner ist als das Signal Ufs, sorgt das der Differenz entsprechende Outputsignal am Vergleichsstromkreis 142 dafür, daß die Phase des Zündsignals der Zündeinrichtung " 146 über den Verstärker 144 beschleunigt wird, so daß die Phase für die Zündung der Thyristoren SOa und 80b abnimmt und die Stromstärke Ia _f "'eiche durch den Botor des Motors 62 fließt, zunimmt. Dies hat zur Folge,' daß dio Kotorgesch"indigkeit nunmehr zunimmt un.l daß das Signal Uf dem Signal Ufs ä^ivalent ^ird und die Motorgeschtdndigkeit konstant vird, «-uf diese ,./eise rird eine konstante Vorschubgesch dndigkeit erhalten.

Falls das Signal Ui vorhanden ist, hat das Signal Ufs - Ui einen kleineren .i/ert als das Signal Uf allein und die Motor— gesch'/indigkeit nimmt ab, ^as eine ,--bnabme der Vorschub-

gesch^indigkeit zur Folge hat. Durch die abnähme der Vor- " schubgesch'indigkeit '^ird der Arbeitsspalt 14 größer und der dem arbeitsspalt 14 äruivalente .i/iderstand nimmt zu, wodurch die /lrbeitsstromstärke I abnimmt. Xs ^ird somit die irbeitsstromstärke I erniedrigt und am iibersteigen eines vorbestimmten Wertes gehindert, ^enn das Signal Ui auftritt.

Im folgenden wird das Steuersystem 200 für die Steuerung der Arbeitsspannung V beschrieben. Dieses Steuersystem umfasst ZTrei Signalgeber 202 und 204. Der 3ignalgeber umfasst ein Potentiometer 206, welches zwischen den Leitungen 36 und 38 liegt und einen Outputanschluß 208 aufweist, en dem ein Signal U auftritt, das der Arbeitsspannung V

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- 10 proportional ist.

Der Signalgeber 204 erzeugt ein konstantes Bezugssignal Us und umfasst eine Gleichstromquelle 210 konstanter Spannung, 3O'?ie ein parallel dazu geschaltetes Potentiometer 212. \n dem . /Anschluß 214 des Potentiometers 212 "ir& ein Signal Us erzeugt. Die Signale U und HJs werden in dem Vergleichsstromkreis 216 verglichen, welcher ein Signal erzeugt, das der Differenz U-Us entspricht. Es ist ebenfalls eine einphasige wechselstrom^uelle 218 von konstanter Spannung vorgesehen, "eiche mit einer üblichen Freruenz arbeitet, so^ie ein einphasiger Voll^eggleichrichter 220, '•'elcher aus der /echsolatromquelle 218 ./schselstrora bezieht. Der Λη³⁰^¹¹^ ^es Gleichrichters 220 ist mit der Steuerspule 50 der Sättigungsdrossel der Kraftquelle 20 verbunden und erzeugt in dieser oteuerspule 50 einen Strom Ic. s sind Thyristoren 222A und 222B vorgesehen, ·-siehe parallel zueinander und entgegengesetzt gerichtet ζ ischen Jen A nschlüssen des Voll·/eggleicbrichtera 220 und der K aftnuelle 213 liegen» Die Th. ristoren 222A und 222B stellen den Strom Ic in Abhängigkeit von der Zündphose Jerselben ein, -'odurch ixe Spannung der 3ättigungsdrosi?el eingestellt 'ird. JSin Verstärker 224 verstärkt das Signal U-Us, welches von dem oignalvergleichsschaltkreis 215 kommt un-1 der Output des Verstärkers "ird einer Zün;einrichtung 226 zugeführt. Die Zündeinrichtung 226 umfasst einen Stromkreis zur Erzeugung von Zündsignalen für die Thyristoren 222A und 222B unJ zum 3in teilen der Phase der Zündungen der Thyristoren 222A und222B. ■

Das Steuersystem 200 dient zur JiLn teilung der Arbeitsspannung V auf einen vorbestimmten wert. Falls das Signal U größer ist als das Signal Us₉ sobewirkts der Output des Verstärkers 224 eine Verzögerung der Zündphase in der Zündeinrichtung 226, so daß der Fhasen^inkel für die Zündung . der Thyristoren 222A und 222B vergrößert ^ird. Hierdurch

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nimmti vlit; . Spannung des Vollveggleichrichters 220 ab.. Der jtrom I, »elcher durch die Steuerspule 50derSättigungsdrossel Hießt, nimmt ab, 'ährend die Reaktanz der >pulrn 46, 47 un-1 43 erhöht -ird. Bies führt zur Verringerung der rbeitsapannuns V bis schließlich das Signal U dem .Signal Us äruivalent 'ird. F-IIs das signal U kleiner ist als das Signal Us, so bewirkt die Steuereinrichtung,'daß die Arbeitsspannung V solange erhöht »-'ird, bis das Signal U dem Signal Us äquivalent ist. Die "rbeitsspannung V kann somit auf eine vorbestimmte, dem Bezugssignal Us entsprechende Spannung eingestellt -erden. Die Regelung der Arbeitsspannung V "ird ständig durch das Spünnungrteuersystem 200 be-irkt, ob nun das Signal Ui vorhanden ist öler nicht* I

Bei der in Figur 2 gezeigten ^usführungsforra erhöht sich die Arbeitsstromstärke I niemals über den erwünschten vorbestimmten Grenz«-ert hinaus unl die iitzgesch'-'inaigkeit kann dabei sehr vorteilhaft gesteuert ·erden. Falls die Arbeitsspannung I den vorbestimmten ..ert erreicht, erscheint das Signal Ui, -Odurch be>drkt ;ird, daß die /irbeitsstromstarke I nicht '-eiter an-ächst. ..enn das Signal Ui erscheint, «-ird der Arbeitsstrom I auf den maximal zulässigen Strom^ert der Strom uelIe 22 beschränkt. Die Ärbeitsstromstärke I kann auf einfache .eeise dadurch auf, den gewünschten vorbeotimmten Jert eingestellt "erden, indem die Potentiometer 116 und 122 in dem Signalgeber 106 einstellt.

Es muß betont werden, daß die Zündspannung der Zenerdiode 138 variiert '"»erden kann.

.*enn die Stromstärke I nicht über den vorbestimmten .«ert erhöht -ird, "ird das Signal Ui nicht benötigt. Unter solchen Bedingungen be.'irkt das Signal Ufs der Signalouelle den gewünschten konstanten Vorschub. Falls die Vorschübgesch«indigkeit groß genug ist, kann der Ätzvorgang in wirksamer ./eise bei einer größeren Stromdichte durchgeführt ■ erden.

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BAD ORiGiNAL.

In diesem Pall ist es nicht erfo derlich, die Vorschubgesclr-indigkeit in Abhängigkeit von der maximalen Ätzfläche zu verringern. Zum Beispiel kann as bei der in Figur 1 gezeigten /lusführungsform möglich sein, eine derart hohe Vorschubgeschv/indigkeit einzustellen, «laß der Arbeitsstrom I den maximal zulässigen Stromstärken-'ert der Kraftfiuelle 22 erreicht, .ui diese .jeice kann dann die Ätzeffektivität gesteigert 'erden.

Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform eine Zenerdiode als direktes -schaltelement in Bezug auf den Signalgeber 106 umfasst, so muß doch bemerkt - erden, da'^: die vorliegende 2rfinJung nicht auf diesen Fall beschränkt ist P und daß 3er gleiche Effekt mit einer Vorrichüung erzielt '"erden kann, welche oin dem Arbeitsstrom proportionales Signal feststellt un.l dabei sicherstellt, daß,''enn immer der Arbeitsstrom I sich dem gewünschten vorbestimmten wert nähert, diese Einrichtung den .Stromkreis öffnet oder schließt und dabei die Bildung des Signals Ui am

Signalgeber 106 bewirkt. Das

so bereitgestellte Signal Ui -drd sodann der SignalvergleichsGchaltung 14-0 eingegeben.

Figur 3 zeigt eine alternative A_sführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wk Es soll zuvor bemerkt "erden, daß die .<eite g de3 Arbeitsspaltes 1^ oder der Abstand Z"ischen dem ./erkstück 10 und der Arbeitselektrode 12 relativ zueinan.ler gemessen aus folgender Formel erhalten -.verden kann:

-obei y den spezifischen Widerstand des in den Arbeitspalt * eingeführten Elektrolyten bedeutet und vobei

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J die Arbeitsstromdichte im Arbeitsspalt 14- und V die lrbeitsspannung

bedeuten»

Der ibstand g des Arbeitsspaltes sollte vorzugsweise so konstant vie möglich gehalten '-erden, damit eine hohe Arbeitsgenauigkeit erzielt ™ird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist nach Gleichung (1) die Stromdichte J konstant, ^enn das Signal Ui nicht vorhanden ist und rrgnn der spezifische widerstand γ und die Arbeitsspannung V konstant sind. Sodann ist die Größe g des Vrbeitsspaltes konstant. Falls jedoch das Signal Ui vorhanden ist, so v?ird die Arbeitsstromstärke auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Falls dann jedoch die Ä'tzflache erhöht T^ird, so verringert sich die ^stromdichte J, so daß selbst für den F 11, daß der spezifische v/iderstand ο und die Arbeitsspannung 7 konstant sind, die «teite g des _rbeitsspaltes erhöht ^ird.

Die lusführungsforra gemäß Figux' 3 umfasst oin-j Steuereinrichtung zur Steuerung der Arbeitespannung V derart, daß Änderungen der Stromdichte kompensiert --erden. Der öignalvergleichsatromkreis 300 in Figur 3 erhält das Signal Us minus U von dem Signalvergleichsstromkreis 216 am Output des Kontroll systems 200 für die Irbe.itsspannung und erzeugt das Signal (Us-U) - Ui nach Eingabe des öignales Ui. Dieses Signal ^ird sodann den Verstärker 224· eingegeben.

Falls bei der "'<■ sführungsform gemäß Figur 3 das Signal Ui auftritt, 30 -^ird die Arbeitsspannung T in dem gleichen Maße verringert, .vie das Signal U größer ^Tiird als das Signal Us, so daß die -urbeitsstromdichfce J konstant gehalten "•ird. Jcnn ein konstanter Vorschub verwendet '~ird, erscheint kein Signal Ui. Die3es Signal Ui "ird jedoch erzeugt, renn die ArbeitsstromstärkeI ' maxlfnft^j ist, naö eine bnahme der Stromdichte eintritt. Da das Signal Ui umgekehrt.

proportional zur Stromdichte i3t, kann es somit zur Be- »

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BAD ORIGINAL

schräokung der Variation der eitc des irbeitsspaltes dienen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Arbeitsgesch'rindigkeit und die Arbeitseffektivität erhöht werden.

Es muß ferner noch einmal betont 'erden, daß die erfindungs gemäße Vorrichtung so gebaut ist, daß sie ein Signal zur Beschränkung der Arbeitsstromstärke bereitstellt, venn die Stromstärke einen vorbestimmten Vert erreicht. Ferner kann auch die Variation der Arbeitsspannung beschränkt -.erden, vodurch die Ätzgenauigkeit gesteigert vird.

-Ansprüche-

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zum elektrolytisches! Ätzen mit einer Arbeitselektrpde_t welche durch einen schmalen Arbeitsspalt von einem Werkstück getrennt ist, mit einer Spnnnungsquelle zum Elektrolysleren des durch den Arbeitsspalt fließenden Elektrolyten und mit einem Vorschub zur Bewirkung einer Relativbewegung von Arbeitselektrode und Werkstück unter Verengung des Arbeitsspaltes, gekennzeichnet durch eine Vorschubsteuereinrichtung (100) zur selekt iven" Steuerung des Vorschubs (60) unter Konstanthaltung I der Arbeitsstromdichte im Arbeitsspalt (14) oder zur selektiven Steuerung des Vorschubs (60) unter Konstanthaltung der Arbeitsstromstärke im Arbeitsspalt (14).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,dadurch

   ge ke η η ze ichne t , daß die Vorschubsteuereinrichtung (100) ein Schaltelement (138) aufweist, welches bei Anwachsen der ArbeiteStromstärke auf einen vorbestimmten Maximalwert von der Steuerung unter Stromdichte-konstant auf die Steuerung unter Stromstärkekonstanz umschaltet.

   3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2 _f a a durch gekennzeichnet, daß die Vorschubsteuereinrichtung (100) einen ersten Signalgeber (102) zur Erzeugung eines ersten der Vorschubgeschwindigkeit proportionalen Signals, einen zweiten Signalgeber (104) Zur Erzeugung eines Standardsignals und einen dritten Signalgeber (106) zur Erzeugung eines der Arbeitsstromstärke proportionalen dritten Signals umfaßt, wobei bei Steuerung unter Konstanz der Arbeitsstromdichte das erste Signal und das Standardsignal gleich

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   sind und wobei bei Steuerung unter Konstanthaltung der Arbeitsstromstärke das erste Signal gleich der Differenz von Standardsignal und drittem Signal ist.

   A- Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekenn' zeichnet, daß das Schaltelement (138) eine Zenerdiode ist, in welche aas dritte Signal eingegeben wird und die bei Erreichen einer vorbestimmten maximalen Arbeitsstromstärke durchbricht, wodurch der Wert des Standardsignals um den Wert des dritten Signals verringert wird.

   5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannungssteuer ungs einrichtung (200) zur Konstanthaltung der Arbeitsspannung.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen vierten Signalgeber (202) zur Erzeugung eines vierten, der Arbeitespannung proportionalen Signals und einen fünften Signalgeber (204) zur Erzeugung eines Standardsignals, wobei die Spannungssteuerungseinrichtung das vierte Signal und das zweite Standardsignal dee fünften Signalgebers (204) auf gleichem Wert hält.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , g β k e η η zeichnet durch eine Steuereinrichtung (300) zur Steuerung der Arbeitespannung zur Kompensation von Änderungen des Arbeitsspaltes (14) aufgrund von Änderungen der Arbeitsstromdichte bei konstanter Arbeitsetromstärke.

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   f. Vorrichtung nach Anspruch 7 ,dad u r ο h g e k en η ze i ch η et, daß die Steuereinrichtung (300) zur Verringerung des Wertes des Standardsignals des fünften Sig nalgebers (204) durch das dritte Signal dient»

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