DK151236B - Apparat til plettering af genstande - Google Patents

Description

- i - 151236

Den foreliggende opfindelse angår et apparat ti*l plet-tering af genstande ved elektrolytisk behandling i flere behandlingstrin, hvilket apparat omfatter organer til at fastholde og rotere genstanden, et- antal elektroder, af hvilke 5 mindst en elektrode er beregnet til under hvert behandlingstrin at være anbragt ved genstanden ved hjælp af en elektrode-beholder, samt organer til under hvert behandlingstrin at ledfe en særlig elektrolyt til området af den roterende genstand og den ikke-roterende elektrode, som under behandlingen er 10 forbundet til den ene terminal på en jævnstrømskilde, hvis anden terminal er forbundet til genstanden.

Ved hjælp af et sådant apparat kan man foretage såkaldt børstepiettering, som er en elektrolytisk metode til metaH-lisering uden behov for, at genstanden nedsænkes i et e!l*'é'k= 1,5 troly tisk bad. Under hvert behandlingstrin anbringes en el·-ler flere elektroder, sædvanligvis anoder, som typisk er fremstillet af grafit og omviklet med et absorberende materiale såsom bomuld eller polypropylenuld, nær den roterende genstand, således at det absorberende materiale er i kontakt 20 med genstanden, medens selve elektroden befinder sig i en afstand af eksempelvis 0,5 mm eller mindre fra genstanden. Elektrolytten ledes til elektrodeområdet og genstanden, og metalioner afsættes fra elektrplytten på overfladen af genstanden nær elektroden. For at opnå en fuldstændig plette-25 ring må genstanden udsættes for adskillige behandlingstrin.

Et første trin kan være affedtning, et andet aktivering eller bejdsning, et tredje afsætning af et bindelag af metal og et fjerde afsætning af det egentlige metallag. Hvert af disse trin udføres med en særlig elektrolyt og en eller 30 flere særlige elektroder.

Selv om det med kendte apparater er muligt at opnå plettering af høj kvalitet, har apparatet visse ulemper hvad angår effektiviteten. I praksis har apparatet en elektrodebeholder, hvori en første elektrode monteres for udførelse 35 af det første behandlingstrin, eksempelvis affedtning. Endvidere føres en slange eller lignende forbindelse til elektroden for tilførsel af den affedtende elektrolyt. Når affedtningen er udført, udtages elektroden, og en anden, eksempel- m MU. V» M J η A λ! A? AK vn a μ a m «1 «4·Λ/*Ι ΊΡ v-4 μ μ Λ λμ Λ # Λ - 2 - 151236 lytbeholder skal anbringes i nærheden af holderen og forbindes med elektroden ved hjælp af en slange. På analog måde udføres de øvrige behandlingstrin, til pletteringen er fuldendt ved afsætningen af det egentlige metallag. I 5 praksis kan pletteringsprocessen omfatte fire eller flere behandlingstrin, og det er indlysende, at processen taget som et hele er meget omstændelig.

Formålet med opfindelsen er at eliminere den nævnte ulempe, således at pletteringsbehandlingen kan foretages så 10 hurtigt og effektivt som muligt. Det er herved hensigten at kunne foretage fuldt automatiseret plettering af genstande i lange serier.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning af apparatet. Herved er det nemlig muligt hurtigt 15 og effektivt at foretage adskillige på hinanden følgende behandlingstrin ved at bevæge bæreorganet i forhold til genstanden, således at de pågældende holdere med tilhørende elektroder sekventielt bringes i arbejdsstilling i forhold til genstanden, uden at der er behov for individuel mani-20 pulering og montering af elektroder.

Ved en foretrukken udiørelsesform er bæreorganet ro-terbart.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor 25 fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen i per spektiv og med visse dele udeladt af hensyn til overskueligheden, fig. 2 en del af apparatet set fra oven, fig. 3 snit langs linierne IIIA-IIIA og IIIB-IIIB 30 i fig. i, og fig. 4 i større målestoksforhold en del af det i fig. 3 viste.

Det viste apparat omfatter et hus 1, som indeholder passende drivmekanismer, hvormed en borepatron 2 kan sættes i 35 rotation. Genstande, der skal pletteres i apparatet, kan op-spændes i denne borepatron. Til at understøtte længere genstande, eksempelvis en lang aksel 5, fig. 2, har apparatet også en pinoldok 3 med regulerbar pinol 4. Pinoldokken 3 kan forskydes langs en styrebom 6, som hensigtsmæssigt er anbragt 151236 - 3 - over, foretrukket skråt over, borepatronens 2 omdrejningsakse, Bommen 6 er i den ene ende fastgjort til huset 1 og · understøttes i den anden ende af to stræbere 7*

Til at udføre plettering af genstande ved elektrolytisk 5 behandling i flere trin kræves et antal elektroder 8,9 (fig. 3), hvoraf mindst en er beregnet til, under hvert behandling s trin, at blive anbragt på den pågældende genstand 5 ved hjælp af en holder 10. Et antal holdere 10 med tilhørende elektroder er anbragt på et fælles bæreorgan 11, som 10 kan bevæges i forhold til genstanden, således at den aktuelle holder med tilhørende elektrode kan bringes i brugsstilling i forhold til genstanden.

Af hensyn til overskueligheden er i fig, 1 kun vist en af holderne 10. Denne holder er i fig. 2 vist med fuld streg, 15 medens øvrige holdere 10 er antydet med punkteret streg. Ved den viste udførelsesform har apparatet seks holdere 10, og det skal i det følgende forudsættes, at alle holdere i praksis er identiske. I fig, 3 er en holder 10 vist i sin fulde udstrækning, medens en anden holder kun er vist delvis.

20 Bæreorganet 11 er roterbart om en stationær aksel 12, der omgives af en bøsningsdel 13 af bæreorganet. Dette er sekskantet og udformet til at bære seks elektrolytbeholdere 14, der er vist i fig. 1 men ikke i fig, 3· Beholdernes antal er lig med antallet af elektrodeholdere 10, Bæreorganet 25 11 har en topplade 15, en bundplade 16 og en mellemplade 17, som er anbragt nær toppladen 15, Disse tre.plader er indbyrdes forbundet ved hjælp af seks lodrette stænger 18, som er placeret i bæreorganets 11 hjørner. Elektrolytbeholderne 14 har trekantet tværsnit, således at de anbragt i bæreorganet 30 udfylder dette. Bæreorganet 11 har ingen sidevægge, og elektrolytbeholderne 14 kan let indsættes mellem stængerne 18 og udskiftes efter behov. Hver beholder 14 har de fornødne organer, såsom en pumpe og slanger, til at lede elektrolytten til området ved elektroden(-erne) 8,9, der bæres af holderen 35 10 over den pågældende elektrolytbeholder 14,

Som det fremgår af fig. 3, er bæreorganets bøsning 13 forbundet til bundpladen 16. Til at fremkalde bæreorganets 11 rotation om akslen 12 er der på denne anbragt et tandhjul 19. som er i indereb med et andet tandh.iul 20. Dette andet ♦ - 4 - 151236 tandhjul drives af en motor 21 via en passende transmission 22. Motoren 21 og transmissionen 22 er forbundet til pladen 17 og følger bæreorganet 11 i dets omdrejning, medens det andet tandhjul 20 ruller langs omkredsen på det faste tand-5 hjul 19. Motoren 21 er reversibel, således at bæreorganet 11 kan dreje i begge retninger.

Bæreorganet 11 kan forskydes vinkelret på omdrejningsaksen for den genstand 5, som behandles. Herfor er akslen 12 fastgjort til en plade 23, som kan bevæges langs styre-10 skinner 24, der strækker sig på tværs af borepatronens 2 omdrejningsakse. Styreskinnerne 24 kan eksempelvis have U-formet tværsnit og vinkelstykker 25 være fastgjort til pladen 23. Passende glidelejeelementer 26 er anbragt mellem styreskinnerne 24 på den ene side og henholdsvis pladen 23 15 og vinkelstykkerne 25 på den anden side. Pladen 23 er fast forbundet med en møtrik 27, som er i indgreb med en skruespindel 23 (fig. 1), der kan drejes af en motor 29 via en transmission 30.

Bæreorganet 11 kan også forskydes i borepatronens 2 20 akseretning. 3tyreskinnerne 24 er forbundet til to bøsninger eller slæder 31, hvoraf den ene også bærer motoren 29 og transmissionen 30. De to slæder 31 kan forskydes langs hver sin styreskinne 32, som i den ene ende er fastgjort til huset 1 og i den anden ende til hver sin stræber 7 og et 25 fælles tværstykke 33. Styreskinnerne 32 er kasseformede og har en langsgående slids 33. Ned i hver af disse slidser strækker sig et fremspring fra den respektive slæde 31. Fremspringene bærer en møtrik, som er i indgreb med en skruespindel i hver skinne 32. De to spindler drives synkront, 30 således at en parallelforskydning af de to slæder 31 sikres.

For at hindre indtrængen af smuds gennem slidserne 33 er disse overdækket af bælge 34, hvoraf kun en er vist i fig. 1.

Hver bælg 34 strækker sig mellem slæden 31 og huset 1 henholdsvis stræberen 7. På samme måde kan skruespindlen 28 for 35 den tværgående bevægelse afdækkes. Disse afdækninger er særligt vigtige når henses til, at de anvendte elektrolytter kan angribe bevægemekanismerne.

Det er indlysende, at også spindlerne i de kasseformede skinner 32 kan drives i begge retninger.

- 5 - 151236

Som det fremgår af fig. 1-3» er bæreorganets 11 holdere 10 fordelt langs omkredsen af bæreorganet og anbragt i hovedsagelig samme plan, En konsol 33 er forbundet til toppladen 15 og har seks lodrette boringer 36’· Hver holder 10 (fig.

5 3) omfatter en første stempel-cylinderraekanisme 36» hvormed den tilhørende elektrode 3,9 bevæges radia.lt i forhold til bæreorganets omdrejningsakse. Mekanismen 36 har to lasker 37, hvormed den griber om en del af konsollen 35. Gennem laskerne 36 og en af boringerne 36’ strækker sig en bolt 38, 10 således at stempel-cylindermekanismen 36 er forbundet til konsollen 35 men svingbar om boltens 33 akse. Til at fastholde stempel-cylindermekanismen 36 i en ønsket stilling tjener ct vinkelstykke 39» som er forbundet med mekanismens cylinder. Vinkelstykkets ene flange 40 bærer en nedadrettet bolt bl, 15 som strækker sig gennem en slids 42 i toppladen 15. Under . pladen 15 bærer bolten en møtrik 42’, der kan tilspændes mod pladen 15» således at mekanismen 36 fastlåses. Stemplet 43 i mekanismen 36 er fastgjort til en bæreplade 44, hvortil også cylindrene i to andre stempel-cylindermekanismer 45,46 20 er fastgjort. To holdeorganer 47,48 er drejeligt forbundet til lasker 49, som er fastgjort til..bærepladen 44, således at holdeorganerne 47,48 er drejelige om i det væsentlige vandrette omdrejningsaksler 50. Holdeorganerne 47>48 har hver en fremstående plade 51, hvortil stemplet i den pågældende meka-25 nisme 45,46 er fastgjort drejelig om aksler, der er parallelle med akslerne 50. Hvert holdeorgan 47,48 har en skrånende overflade 52, hvortil elektroderne 8,9 er fastgjort. I praksis er elektroderne 8,9 sædvanligvis anoder, og de vil i det følgende blive omtalt som sådanne. Hver anode 8,9 er i den 30 viste udførelsesform således tildannet, at den kan ligge an mod en del af akslen 5, som skal behandles. Hver anode. 8,9 er endvidere på ikke vist måde forskydelig på den skrå flade 52, således at anoden kan bevæges til og fastgøres i ønsket stilling. Endelig er anoderne 8,9 lette at aftage og ud-35 skifte.

Tilførslen af elektrolyt til anoderne 8,9 fra beholderen 14 sker som allerede antydet gennem slanger, der fører fra beholderen til boringer 53 i anoderne 8,9. Holdeorganerne - 6 - 151236 47,48 er hensigstmæssigt fremstillet af metal men forbundet med bærepladen 44 via isolatorer 54. For opsamling af overskydende elektrolyt bærer det nederste af holdeorganerne 48 en spildbakke 55. Denne er forsynet med en ikke vist af-5 'gangsåbning, som via en slange står i forbindelse med den pågældende elektrolytbeholder.

Det er indlysende, at holdeorganernes 47,48 længde -dvs. vinkelret på tegneplanet i fig. 5 - vælges i overensstemmelse med længden af genstanden 5. Det samme gælder ano-10 deme 8,9. Stempel-cylindermekanismerne 36,45 og 46 har på kendt, ikke vist måde reguleringsorganer, som sikrer nøjagtig regulering af stempelslaget. Endvidere har mekanismen 36 på kendt måde organer, som hindrer, at dens stempel 43 drejes om sin akse.

15 I relation til fig. 3 skal det bemærkes, at anoderne 8,9 ikke behøver at omgive genstanden 5 fuldstændigt. Men anoderne 8,9 skal strække sig langs genstanden i den længde, genstanden 5 skal pletteres. I fig. 2 er vist, at holdeorganerne (kun det øverste holdeorgan 47 er vist i fig. 2) har 20 en udstrækning i genstandens 5 længderetning, som er væsentlig mindre end længden af genstanden. Anoderne 8,9 har en tilsvarende eller kortere længde end holdeorganerne, og det er indlysende, at elektrolytisk behandling og plettering kun opnås på den del af genstanden, som er i kontakt med eller 25 befinder sig nær anoderne.

Af det allerede anførte fremgår, at man med det viste apparat kan foretage seks forskellige elektrolytiske behandlinger. De enkelte behandlingstrin foretages med hver sin holder 10 og tilhørende elektrolytbeholder 14. I fig. 2 er 30 de seks forskellige behandlingsstationer mærket Δ-F. I praksis kan behandlingstrinnet A være affedtning ved hjælp af en affedtende elektrolyt i den pågældende beholder 14. Behandlingstrinnene B, C og D kan være aktiveringsbehandlinger, såsom bejdsning. Behandlingstrin E kan tjene til at påføre 35 genstanden en primer eller et bindelag af metal med bedst mulig adhæsion til det materiale, hvoraf genstanden 5 er fremstillet, medens behandlingstrinnet F tjener til at påføre genstanden den egentlige overfladebelægning.

- 7 - 151236

Apparatet ifølge opfindelsen kan eksempelvis anvendes . ved reparation af cylindriske eller koniske overflader på værktøjer og maskindele, når disse er udsat for eksempelvis tolerancefejl, slid, ridser, stødmærker eller korrosion.

Det er ofte muligt at udbedre tolerancefejl alene ved plet-5 tering, men i tilfælde af uregulært slid vil.efterfølgende spåntagende bearbejdning normalt være nødvendig.

Apparatets virkemåde skal i det følgende forklares i forbindelse med plettering af en aksel 5 som vist i fig. 2 og J-, Hvis hele akslens cylinderflade skal pletteres, må 10 anoderne 8,9 som tidligere nævnt have en tilsvarende længde, og dette gælder anoderne i alle de holdere 10, som skal benyttes i det foreliggende tilfælde. Ved.en typisk plettering kan eksempelvis fem behandlingstrin eksempelvis A, B, D, 3 og F - være nødvendige. En særlig fordel ved det anviste ap-15 parat er, at plettering af en større serie af ens genstande kan udføres automatisk. Der kan eksempelvis være tale om genstande, der er fremstillet i undermål. Ved en sådan fuldt automatisk operation er apparatet beregnet til at blive styret af en datamaskine med forudbestemte behandlingsprogram-20 mer eller -sekvenser. For at kunne foretage plettering af en serie aksler automatisk må de aktuelle behandlingstrin først indre gule res., medmindre avanceret automatisk aftastning overflødiggør manuel indregulering. Den manuelle indregule-ring udføres på den måde, at man, når holdeorganerne 47 og 25 48 er forsynet med passende anoder 8,9 svarende til genstanden 5, indstiller slaget i sterapel-cylindermekanismerne 36, 45 og 46, således at anoderne 8,9 er i korrekt stilling i forhold til en genstand 5 i borepatronen 2, når stempelstængerne er udskudt. Inden denne indstilling af stempelslagene 30 udføres, må bæreorganets 11 position langs skinnerne 24 og 32 fastlægges. Når disse nødvendige indstillinger er foretaget, kan en automatisk pletteringsoperation indledes ved, at den nævnte datamaskine aktiveres. Med den valgte behandlingssekvens drejes bæreorganet 11 først, således at behand-35 lingstrin A kan udføres, dvs. til den i fig. 2 viste stilling. Genstanden, og det vil her sige akslen 5, drejes med - 8 - 151236 borepatronen 2, og stempel-cylindermekanismen 36 trykker holdeorganerne 47,48 mod akslen 5. Når mekanismens 36 stempel har nået sin yderstilling, aktiveres de to andre mekanismer 45,46 automatisk for at dreje holdeorganerne 47,48 fra 5 den inaktive, med punkteret streg i fig. 3 viste stilling til en stilling nær akslen 5· Derefter pumpes en affedtende elektrolyt fra den pågældende (trin A) beholder 14 til anoderne 8,9 og bringes via boringerne 53 i disse i kontakt med akslen 5. Når dette behandlingstrin er fuldført, drejer og 10 trækker de tre stempel-cylindermekanismer holdeorganerne 47, 48 bort fra akslen 5. Bæreorganet 11 drejes, således at næste behandlingstrin B kan udføres på analog måde. Tilsvarende for de resterende behandlingstrin. Under de sidste behandlingstrin E og F kan tykkelsen af det afsatte metallag måles ved 15 hjælp af et måleudstyr 56, som er skematisk vist i fig. 3. Måleudstyret, som på kendt måde kan anvende optisk eller elektroinduktiv måling, kan være således tilsluttet datamaskinen, at det pågældende behandlingstrin afbrydes, når en vis lagtykkelse er nået. Måleudstyret 56 kan være fastgjort 20 til en bøsning eller slæde 57, som kan bevæges langs bommen 6 (fig. 2).

Som nævnt kan et stort antal ens genstande pletteres hurtigt og effektivt ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen. Men naturligvis kan apparatet også anvendes ved mindre 25 serier af genstande eller endog enkelte genstande til opnåelse af en hurtig og effektiv plettering.

Da bæreorganet 11 ikke kun kan drejes men også flyttes i to vinkelret på hinanden stående retninger, er apparatet meget fleksibelt, og genstande med væsentligt forskellige dimen-30 sioner og former kan pletteres. Elektrolytbeholderne 14 kan let udskiftes ved behov for anden behandling, og det samme gælder for anoderne 8,9 og deres holdeorganer 47,48.

I fig. 4 er som et eksempel på en mulig omstilling vist, hvorledes en hul cylinderformet genstand 5 udsættes for elek-35 trolytisk behandling. I dette tilfælde er stempel-cylindermekanismen 46 for det ene holdeorgan 48 udkoblet, således at anoden 9 er trukket bort. Det andet holdeorgan 47 bærer den virksomme anode 8, som naturligvis må strække sig fra enden ind i cylinderens indre, dvs. fra siden af holdeorganet 47.

- 9 - 151236

Opfindelsen er naturligvis ikke begrænset til den viste udførelsesform. Eksempelvis kan bæreorganet 11 have såvel flere som færre holdere 10 med tilhørende elektrolytbeholdere 14, Det er heller ikke nødvendigt, at bæreorganet 11 kan 5 drejes, I stedet kan holderne 10 være anbragt ved siden af hinanden og lineært forskydelige til og fra deres aktive stilling. Endelig kan stempel-cylindermekanismerne 36, 45 og 46 erstattes af manuelt drevne mekanismer.

Claims (10)

151236 - ίο - Pa. tentkrav

1. Apparat til plettering af genstande (5) ved elektro-lytisk behandling i flere behandlingstrin, hvilket apparat omfatter organer (2) til at fastholde og rotere genstanden, et antal elektroder (8,9) af hvilke mindst en elektrode er 5 beregnet til under hvert behandlingstrin at være anbragt ved genstanden (5) ved hjælp af en elektrodeholder (10), samt organer til under hvert behandlingstrin at lede en særlig elektrolyt til området af den roterende genstand og den ikke-roterende elektrode, som under behandlingen er forbundet til 10 den ene terminal på en jævnstrømskilde, hvis anden terminal er forbundet til genstanden (5), kendetegnet ved, at flere elektrodeholdere (10) rned tilhørende elektroder (8,9) er anbragt på et fælles bæreorgan (il), sora er bevægeligt i forhold til de fastholdende organer (2) og den roterbare gen-15 stand (5) på en sådan måde, at en vilkårlig elektrodeholder med tilhørende elektrode(-r) for et ønsket behandlingstrin selektivt kan bringes i arbejdsstilling i forhold til genstanden.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at bæreorganet (11) er roterbart om en akse, der står vinkelret på genstandens (5) omdrejningsakse.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at bæreorganet (li) er forsynet med elektrolytbeholdere (14) i et antal, der er lig med antallet af elektrodeholdere 25 (10), hvorhos hver beholder (14) er tilordnet organer, hvormed elektrolytten kan ledes til en tilhørende elektrodeholder.

4. Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at bæreorganet (li) er bevægeligt i genstandens omdrejningsaks eretning .

5. Apparat ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at bæreorganet (li) er bevægeligt på tværs af genstandens omdrejningsakseretning.

6. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at elektrodeholderne (10) på bæreorganet (11) er for-35 delt langs dettes omkreds og anbragt i det væsentlige i et fælles plan vinkelret på bæreorganets (li) omdrejningsakse. 1512 - 11 -

7. Apparat ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at hver af elektrodeholderne (10) er udformet således, at den tilhørende elektrode (8,9) kan bevæges mod og bort fra genstanden (5).

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at hver elektrodeholder (10) har mindst en bevægemekanis-me (36), hvormed den tilhørende elektrode (8,9) kan bevæges til en udgangsstilling nær genstanden (5), og mindst en anden bevægemekanisme (45,46) hvormed den tilhørende elektrode 10 (8,9) kan bevæges fra udgangsstillingen til en arbejdsstil ling ved genstanden.

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den første bevægemekanisme (36) er udformet til at bevæge elektroden (8,9) i en lineær bane, medens den anden 15 bevægemekanisme (45,46) er udformet til at svinge elektroden (8,9) om en akse (50) vinkelret på den lineære bane.

10. Apparat ifølge krav 1-9, kendetegnet ved, at elektroden (8,9) er regulerbart og let udtageligt fastgjort i sin holder (lO).