專利名稱：用于電化學加工的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電化學加工的一種裝置并且涉及一種電化學加工的方法。工件的 電化學加工使之有可能進行導電性的金屬工件的一種特別精確的加工。加工在幾乎無磨損 并且對于材料給予極大保護的情況下發(fā)生。本發(fā)明特別地用于工業(yè)部門以及涉及很大數(shù)量 的地方。
背景技術：
電化學加工是根據(jù)電鍍腐蝕的原理來起作用。例如，為此目的使工件接觸陽極側 并且使工具接觸陰極側。一種導電液體(它還被指定作為一種電解液)被泵送通過在部件 與工具之間保留的一個工作間隙。當在工件與工具之間施加一個電壓時，流過一個電流并 且開始電解作用，通過這種方式從部件中釋放出金屬離子。在這種情況下，實現(xiàn)了材料的一 種限定的腐蝕。借助于這種電化學加工，即使在難于觸及的位置也可以高度精確地加工半 徑和外形。此外，有可能同時加工不同的工件部位。因為在工具與工件之間不發(fā)生直接的 接觸，所以加工幾乎無磨損地發(fā)生，并且確保了高度恒定的處理質量。此外，在有待加工的 工件中不產生機械應力或熱影響。通過這種加工方法，即使難于切削的材料也可以容易地 進行加工?？紤]到短的循環(huán)時間(它可能總計幾秒鐘)，有可能以高度的處理可靠性來加工 相對大的數(shù)量。這種方法被特別廣泛地使用在注射噴嘴中的管道的再次加工中。除了以上提到的電化學加工過程所具有的眾多優(yōu)點外，實際上已經反復證明了在 加工過程中所使用的電解液改變了它的特性并且影響了加工結果。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是要至少部分地解決在現(xiàn)有技術出現(xiàn)的這些問題，并且具體 地是要限定一種裝置以及一種方法，借助它們可以用一種改進的方式來調整所使用的電解 液。這些目的是通過根據(jù)權利要求1的特征的一種裝置并且通過根據(jù)專利權利要求 11的特征的一種方法來實現(xiàn)的。本發(fā)明的進一步有利的改進是在從屬性闡述的專利權利要 求中限定的。應當指出，在從屬性闡述的專利權利要求中單獨列出的這些特征能以任何在 技術上方便的方式彼此相組合并且限定本發(fā)明的進一步的改進。此外，在說明書中對專利 權利要求限定的這些特征給予了更具體地詳述和解釋，使本發(fā)明的進一步優(yōu)選的示例性實 施方案得到解說。在本案中，這些目的是通過用于電化學加工至少一個工件的一種裝置實現(xiàn)的，該 裝置具有引導裝置、以及用于一種電解液的第一存儲裝置、用于測量該電解液的至少一種 特性的至少一個測量安排被安排在該傳導裝置上。在這種情況下，該測量安排可以(例如) 安裝在一個管線上，該管道線旨在用于引導電解液。這種或其他已知的引導裝置可以(例 如)通向多個冷卻組件或多個熱交換器安排，它們用于處理該電解液。根據(jù)本申請，該測量 安排可以被整合在該引導裝置上、或另外在其中。然而，當多個測量安排被安排在存儲裝置(例如像儲箱或槽)中時，可能發(fā)生不正確的測量，通過使該測量安排被安排在一個引導裝 置中或一個引導裝置上這類不正確的測量被完全避免或至少是可以忽略的。其原因是，在 大容積的存儲裝置中，已經積累在那的電解液趨向于形成多個層。這意味著包含在電解液 中的這些物質本身可以形成具有不同特性的多個不同的層或多個相。在本案中，分層根據(jù) 比密度而發(fā)生，但這對于電化學加工是一個缺點，因為一種非均勻的電解液正是具有這類 特性。然而，最重要的是，因為這個原因，不再有可能可靠地用一種應當盡可能地代表整個 電解液的方式來均一地檢測電解液的這些特性。于是，本發(fā)明認識到，與大容積的存儲裝置 相對比，這類不利的分層不發(fā)生在引導裝置中(或者僅在很小程度上發(fā)生)，而結果是高度 精確的測量成為有可能的。在這種情況下，大容積應被理解為特別是指那些存儲裝置，它們 在電解液的流通方向上的結構長度大致對應于它們在垂直方向上的結構高度并且它們在 流通量方向上的截面大于所使用的引導裝置的截面的兩倍。因此，即使在高度對應于長度 的0. 5倍或更多的一個存儲裝置的情況下，也可能發(fā)生不希望的分層。首先這是因為在引導裝置中發(fā)生了電解液的一種非常好的混合，并且因此最大可能地消除了多個層的形成。于是，安排在該引導裝置中的這些測量安排能夠因此傳送與迄 今已經可能的情況相比實質性地更精確并且更可靠的測量值。有利地，在本發(fā)明的范圍之內，這里進行的準備使所用的測量安排被設計為至少 用于檢測PH值、導電性、或溫度。該測量安排在這種情況下可以被設計為使它能夠檢測電 解液的這些特性中的一項或者甚至多項。術語“導電性”應理解為具體是指電解液的電傳 導性。然而，除了已經提到的電解液的這些特性之外，電解液的進一步的物理和化學特性也 可以通過本發(fā)明的范圍之內的一種測量安排來進行檢測。在本發(fā)明的一個完全不同的優(yōu)選的發(fā)展中，這里進行的準備是提供一種計量安排 用于將至少一種計量的物質引入電解液之中。雖然這個優(yōu)選的發(fā)展是在本發(fā)明的范圍內予 以說明的，但此外還有可能以一種獨立的并且有利的方式來實施和使用這個發(fā)展。因此，例 如，通過加入一種計量的物質，該電解液的PH值可以連續(xù)地改變或者可以保持在一個預定 值。在這種情況下該計量安排可以選擇性地連續(xù)起作用或不連續(xù)起作用。具體地，可以使 用多個不連續(xù)地起作用的計量安排(它們還被命名為灌輸站)并且導致在該電解液中的一 個特定的PH值得到保持或者導致在pH值中的一個突然的改變。首先，可以考慮的多種計 量的物質是適合于調整或改變該電解液的PH值的多種堿液或酸。然而，也可以將其他計量 的物質加入其中，這些計量的物質對于電化學加工方法具有有利的影響。在本發(fā)明的一個進一步特別有利的實施方案中，這里進行的準備使至少一種用于 電解液的混合裝置被安排在該引導裝置或該存儲裝置的區(qū)域中。在本發(fā)明的范圍之內說明 和提出權利要求的本發(fā)明的這個發(fā)展還可以被單獨地實施并且被有利地使用，以便實現(xiàn)以 下說明的有利的作用。因此，該混合裝置可以被設計為(例如)一種無源混合器的形式，該 混合器至少部分地使流經該混合器的電解液偏轉，從而使它得到均勻地攪拌。例如，這可以 通過多個導向板發(fā)生，在導向板處使該電解液的部分液流偏轉到該電解液的其他部分的液 流的方向上。然而，此外，還可以使用例如由多臺電動機驅動的多個有源混合裝置，這些混 合裝置被選擇性地安排在該引導裝置或該存儲裝置中。例如，這些混合裝置可以包括多種 攪拌機構或其他已知的多個混合裝置，它們中的許多是已知的。本發(fā)明的一個完全不同并且同樣有利的發(fā)展(它還可以作為一個發(fā)明被單獨地實施)提供了使其中提供一個第二存儲裝置，該第二存儲裝置被安排為至少部分地在該第一存儲裝置之內。一個第二存儲裝置可以被設計為(例如)用于接受一種計量的物質，例 如像一種酸或堿，該酸或堿通過一種計量安排被加入電解液中。如果用于接受這種計量的 物質的第二存儲裝置被安排成完全地或部分地在第一存儲裝置之內，則第一存儲裝置被設 計為(例如)用于接受該電解液，于是這相當程度地提高了該裝置的安全性。例如，如果被 用作計量的物質的酸或堿液由于一個缺陷而從該第二存儲裝置中流出，它不直接進入周圍 環(huán)境中，而相反是與位于該第一存儲裝置中的電解液相混合。有利地，在這種情況下進行的準備使第二存儲裝置被設計為用于接受至少一種計 量的物質。如在以上已經說明的，這種計量的物質可以是一種酸或堿液。然而，此外，這里 還可以進行的準備使第二存儲裝置被設計為用于同時或分別地接受兩種或更多種計量的 物質，以便由此將這些計量的物質引入電解液的一個支路或多個支路之中。對于此目的同樣最特別有利地的是，如果該裝置被設計為將至少一個計量安排以 及至少一個測量安排連接到一個控制安排上。具體地講，在所述安排之間的連接應該理解 為是指一種控制安排。這包括(例如)用于信號傳輸?shù)难b置，但還有用于能量傳輸?shù)难b 置?？傮w上，在本發(fā)明的范圍之內，控制連接應被理解為是指使計量安排或測量安排可以與 控制安排連在一起的所有裝置，這樣使這些安排能夠執(zhí)行所希望的功能。這包括在該控制 安排中根據(jù)規(guī)定的法則對通過該測量安排檢測的這些測量值進行處理，并且隨后將在這種 情況下所產生的多個控制命令傳輸給該計量安排，這樣使后者能以預期的方式來調節(jié)電解 液。此外，調節(jié)應該理解為是指改變該電解液的多個特定性能。這些特性可以是(例如)pH 值、溫度、導電性、密度或流動速度，這僅僅是通過舉例來提到幾個。此外，在本發(fā)明的范圍之內，這里有利地進行的準備使至少該引導裝置、第一存儲 裝置、運送裝置以及至少一個加工空間形成一個電解液回路。在這樣一個電解液回路中，所 使用的電解液可以循環(huán)并且因此被多次使用。一方面這節(jié)省了電解液并且就電解液的調節(jié) 而言還減少了支出。在本發(fā)明的多個發(fā)展中，這里還可以進行的準備使第二存儲裝置在該 第一存儲裝置之外也被使用在該電解液回路中。此外，還可以由一個共同的電解液回路對 多個加工空間送料，其結果是為了調節(jié)該電解液而提供的這些成分可以僅庫存一次。就用 于調節(jié)所要求的這些裝置而言，每個加工空間的支出因此被顯著地減少了。同樣最特別有利的是，如果至少該計量安排、該混合裝置或者該測量安排被安排 在加工空間的下游。在于該加工空間的下游引導電解液的引導裝置中發(fā)生了特別好的混 合。特別當該計量安排被直接安排在一個混合裝置的上游時，該混合裝置可以混合先前加 入電解液中的計量的物質。此外，特別好的是如果所使用的一個測量安排是直接坐在該混 合裝置的下游，因為在此發(fā)生電解液的最佳混合。然而，在另一個實施方案中，這里還可以 進行的準備使該測量安排被安排在計量安排的上游，以便由此確定計量要求。此外，同樣有利的是如果至少該第一存儲裝置或該第二存儲裝置被安排在該加工 空間的之下。本發(fā)明的這個方面也能夠以一種獨立并且有利的方式單獨實施。在加工空間 下面的安排減少了電解液引導所要求的引導裝置的長度，其結果是同時減少了泄漏和其他 故障的危險。此外，在該加工空間的下面，存在一個合適的結構空間并且確保了易于進入存 儲裝置，這樣，例如，可以在這些裝置上進行維護工作。此外，根據(jù)本發(fā)明設定的目標還可以通過一種電化學加工方法來實現(xiàn)，該方法用于運行在此根據(jù)本發(fā)明所描述類型的一種裝置，使電解液的至少一種性能通過至少一個測量安排來進行監(jiān)測。監(jiān)測該電解液的這些特性(特別是在引導裝置中)為操作者或一個控 制安排給出了關于其性能并且因此關于其狀態(tài)的連續(xù)性高度準確的信息。在電解液的調節(jié) 中，這個信息可以手動或自動地進行評估并加以考慮。因此，“監(jiān)測”意味著在加工過程中對 性能的一種連續(xù)性控制，特別是在整個加工過程中(施加電壓的時間段)。然而，還有可能 的是，“監(jiān)測”不連續(xù)地發(fā)生，例如，以具體規(guī)定的間隔和/或加工間歇(電壓中斷)。在這種情況下，這里優(yōu)選進行的準備使至少一種計量的物質通過一個計量安排被加入電解液中。通過該計量安排，可以對計量的物質特別準確地進行計量，這在手動加入的 情況下最多將是以可觀的花費才能實現(xiàn)的。此外，該計量安排還可以被設計為將多種計量 的物質(按照要求)引入電解液中、或者將它們混合到電解液中。因此，在一個優(yōu)選的發(fā)展中，這里還進行的準備使該計量的物質的一次計量是根據(jù)類型或量值按照該電解液的這些測量性能來進行設定。這個方法步驟可以優(yōu)選地通過一 種自動運行的控制安排來進行，該自動運行控制安排能夠以一種自動的、對操作者友好的、 以及特別精確的方式來執(zhí)行計量。此外，在本發(fā)明的范圍之內或者獨立地，這里可以有利地進行的準備將至少一個提升安排提供在該裝置上。這個提升安排可以(例如)用于將傳送裝置或存儲裝置從該裝 置提升出來。例如，為了維護的目的，這些裝置必須相對經常地進行替換。當多個泵被用作 傳送裝置時特別是這種情況。這些泵是沉重的并且因此對于手動卸下是高度復雜的。在此 對于操作者來說，一個提升裝置使事情變得特別容易。


以下通過參考附圖對本發(fā)明以及技術背景進行更詳細的說明。應該指出在這種情 況下附圖示出了本發(fā)明的多個特別優(yōu)選的設計變體，但本發(fā)明并非限于這些。在這些示意 圖中圖1示出了用于電化學加工的一種裝置；并且圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于電化學加工的一種裝置的一個進一步的實施方案。
具體實施例方式圖1通過一個示意性視圖展示了用于電化學加工的一種裝置1。在右上部展示了 一個加工空間2，其中，被提供用于電化學加工的多個部件3被安排在一個陽極4與一個陰 極5之間。在這種情況下，一種液體電解液6圍繞這些部件3進行清洗。電解液6在這些 第一箭頭9的方向上穿過引導裝置8在一個回路7中循環(huán)。這種移動是由一個傳送裝置10 來驅動，該傳送裝置被設計為一個泵11。在圍繞這些部件3流動之后，電解液6向下流出加工空間2。電解液6的至少一種 特性在此通過一個測量安排12來進行測量。在本案中，這種特性是pH值。測量安排12產 生了代表電解液6的pH值的一個信號并且經由一個第一信號線13將這個信號送給一個控 制安排14?？刂瓢才?4進而在此時產生用于控制一個計量安排16的另一個信號并且經由 第二信號線15將這個信號送給計量安排16。計量安排16進而被安排在一個第一存儲裝置 17之上，該第一存儲裝置用作電解液6的一個存儲器并且它被設計為(例如)一個儲箱。進而，計量安排16具有一個第二存儲裝置18，一種計量的物質19位于該第二存儲裝置中。對應于通過該第二信號線所接收的信號，計量的物質19 (例如它可以是一種酸或堿液)被 混合到回路7中并且因此在第二箭頭20的方向上被混合到電解液6中。一旦被加載到控制安排14中的規(guī)定的PH值中發(fā)生一個變化(因此這是由控制安 排14通過來自測量安排12的信號而檢測到)，通過加入一種計量的物質19來引發(fā)電解液 6的一次相應的調節(jié)。因此電解液6可以被使用一段很長的運行時間并且始終具有這些被 監(jiān)測和調節(jié)的特性。圖2展示了用于電化學加工的一種裝置1的另一個優(yōu)選的實施方案。在此，同樣， 加工空間2再次被安排在右上部的區(qū)域中，在該加工空間中有待被加工的這些部件3被定 位在陽極4與陰極5之間。電解液6再次在一個回路7中在這些第一箭頭9的方向上循環(huán)。 然而，在這種情況下，具有計量的物質19的第二存儲裝置18被安排在用于電解液6的第一 存儲裝置17之內。其優(yōu)點是(例如)由于泄漏而流出的酸或堿液不從第二存儲裝置18中 流出而進入環(huán)境或周圍地區(qū)之中。相反，流出的計量物質19被位于第一存儲裝置中的電解 液6稀釋，因此減少了人員或材料損害的危險。此外，設計為(例如)一種酸容器的第二存 儲裝置18受到第一存儲裝置17的保護而免受損害。被計量的物質19再次通過計量安排 16在這些第二箭頭20的方向上從第二存儲裝置18被混合到回路7中。在由控制安排14 經過第二信號線15來啟動之后發(fā)生混合。此外，在本發(fā)明的這個優(yōu)選的發(fā)展中，提供了一 個混合裝置21，該混合裝置被安排在加工空間2的下游。在此情況下計量的物質19被直 接引入上游或直接進入混合裝置21中，以便由此與從中流過的電解液6直接進行混合。所 展示的混合裝置是無源的并且使電解液6的一個或多個部分液流偏轉，這樣這些液流以一 個角度撞擊電解液6的其他部分液流并且同時被混合。在所示出的實施方案中，控制安排 14具有多條控制線22，通過這些控制管線它可以另外控制傳送裝置11的功率。結果它有 可能改變電解液6在回路7中的循環(huán)速度以及的流動速度(例如，根據(jù)電解液6的溫度)。 進一步的，被混合的電解液6在中間被存儲在第一存儲裝置17中，以便此后通過傳送裝置 11經過一個過濾器安排23被傳輸?shù)揭粋€第三存儲裝置24中。在此，將經過凈化并且調節(jié) 的電解液6提供用于穿過加工空間2的一次新的運行。此外，還提供了一個提升安排25，該提升安排具有一個鉤26，作為圍繞軸線27的 旋轉的結果并且作為在這些十字形箭頭28的方向上運動的結果，該鉤在空間中是自由地 可移動的。這個提升安排25可以由裝置1的操作者來使用，以便(例如)為了維護的目的 將這些相對重的泵11提升到裝置1之外。這還適用于將存儲裝置17、18以及24提升出來， 如果這變?yōu)楸匾脑挕０才乓粋€提升安排25改善了操作的安全性并且使之更易于操作裝 置1。此外，應該指出，本發(fā)明并非限于所展示的這些示例性實施方案。相反，在專利申 請范圍之內的所示出的裝置的眾多修改是可能的。因此，例如，除了所說明的存儲裝置和計 量安排之外，還可以使用具有不同的運行原理但引起相同的效果的那些裝置和安排。此外， 計量安排、存儲裝置、引導裝置、過濾器安排以及提升安排、并且還有測量安排以及控制安 排的數(shù)目是可以改變的，以便另外實施多種特定的功能而無需脫離本發(fā)明的保護范圍。參考符號清單1 裝置
2加工空間3部件4陽極5陰極6電解液7回路8引導裝置9第一箭頭10運送裝置11泵12測量安排13第一信號線14控制安排15第二信號線16計量安排17第一存儲裝置18第二存儲裝置19計量的物質20第二箭頭21混合裝置22控制線23過濾器安排24第三存儲裝置25提升安排26鉤 27轉動軸線
權利要求
用于至少一個工件(3)的電化學加工的一種裝置(1)，該裝置具有引導裝置(8)、以及用于一種電解液(6)的第一存儲裝置(17)、用于測量該電解液(6)的至少一種特性的至少一個測量安排(12)被安排在該引導裝置(8)上。
2.如前一權利要求所述的裝置(1)，該測量安排(12)被設計為至少用于檢測pH值、導 電性、或溫度。
3.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，提供了一種計量安排(16)，該計量安排用于 將至少一種計量的物質(19)引入該電解液(6)中。
4.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，用于該電解液(6)的至少一種混合裝置(21) 被安排在該引導裝置(8)或該存儲裝置(17)的區(qū)域中。
5.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，提供了一個第二存儲裝置(18)，該第二存儲 裝置被安排為至少部分地在該第一存儲裝置(17)之內。
6.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，該第二存儲裝置(18)被設計為用于接受至少 一種計量的物質(19)。
7.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，至少一個計量安排(16)以及至少一種測量安 排(12)被連接到一個控制安排(14)上。
8.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，至少該引導裝置(8)、第一存儲裝置(17)、運 送裝置(10)、以及至少一個加工空間(2)形成一個電解液回路(7)。
9.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，至少該計量安排(16)、該混合裝置(21)、或者 該測量裝置(12)被安排在該加工空間(2)的下游。
10.如以上權利要求之一所述的裝置(1)，至少該第一存儲裝置(17)或該第二存儲裝 置(18)被安排在該加工空間(2)之下。
11.如以上權利要求之一所述的用于運行一種裝置(1)的一種電化學加工方法，通過 至少一個測量安排(12)對一種電解液(6)的至少一個特性進行監(jiān)測。
12.如前一權利要求所述的方法，通過一個計量安排(16)將至少一種計量的物質(19) 加入一個電解液(6)。
13.如以上權利要求之一所述的方法，該計量的物質(19)的一個計量是根據(jù)類型或量 值依據(jù)該電解液(6)的這些測量的特性來進行設定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電化學加工至少一個工件(3)的一種裝置(1)以及一種方法，該裝置具有引導裝置(8)以及用于一種電解液(6)的第一存儲裝置(17)，其中，用于測量電解液(6)的至少一種特性的至少一個測量單元(12)被安排在引導裝置(8)上。
文檔編號B23H3/10GK101801580SQ200880106553
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權日2007年9月14日
發(fā)明者D·塞特納, M·里斯特, P·馬特 申請人:易趨宏擠壓研磨有限公司