US3832514 Patent-Electric Spark Layering by Rotating Electrode

8/18/2019 US3832514 Patent-Electric Spark Layering by Rotating Electrode

1/6

United

S t a t e s

Patent 1 1 9 1 1 1 1 1

3 , 8 3 2 , 5 1 4

A n t o n o v

1 4 5 1

A u g .

2 7 ,

1 9 7 4

[ 5 4 ] DEVICE

FOR

LOCAL ELECTRIC-SPARK

3 , 2 7 7 , 2 6 6 1 0 / 1 9 6 6 B l a s z k o w s k i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 1 9 / 7 6

QND 3,277,267

10/1966

Blaszkowski.. . . . . . . .

. .

219/76

LAYERING

F METALS ALOLOYS

BY 3,446,932 5/1969

BCIOpltOV

. . 204/192

MEANS

OF ROTATING ELECT“ DE

3 , 5 4 6 , 0 9 1 1 2 / 1 9 7 0 R o s s n e r

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 0 4 / 2 9 8

[ 7 5 ]

[ 7 3 ]

[ 2 2 ]

[ 2 1 ]

[ 3 0 ]

[ 5 2 ]

[ 5 1 ]

[ 5 8 ]

[ 5 6 ]

3 , 1 8 5 , 8 1 4 5 / 1 9 6 5

I n v e n t o r : B o g o m i l T o t e v A n t o n o v , S o ? a ,

Bulgaria

A s s i g n e e : DSO I Z O T ’ I ’ ,

S o ? a ,

B u l g a r i a

F i l e d : N o v .

2 7 ,

1 9 7 2

A p p l .

N 6 ;

3 0 9 , 9 0 0

F o r e i g n A p p l i c a t i o n P r i o r i t y D a t a

Nov.

27,

1971

Bulgaria

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . 19113

US.

l .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

219/76, 204/298

I n t .

C l

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B 2 3 k

9 / 0 4 ,

C23c

1 5 / 0 0

F i e l d o f

Search

. . . . . .

. . 204/192, 298;

219/76,

77

R e f e r e n c e s C i t e d

UNITED

STATES

PATENTS

Rossner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 219/76

P r i m a r y E x a m i n e r — T . T u f a r i e l l o

A t t o r n e y ,

A g e n t , o r F i r m — — - A r m s t r o n g ,

N i k a i d o

egner »

[ 5 7 ]

ABSTRACT

A

m e t h o d

i s p r o v i d e d f o r l o c a l e l e c t r i c - s p a r k l a y e r i n g

o f

m e t a l s

a n d

a l l o y s b y m e a n s o f a

r o t a t i n g

e l e c t r o d e ,

w h e r e i n

a l a y e r i n g

e l e c t r o d e

o f r o d

s h a p e

and

w i t h a

d i a m e t e r

s m a l l e r

t h a n 2 mm s r o t a t e d a r o u n d i t s a x i s ,

s a i d

e l e c t r o d e

b e i n g m a i n t a i n e d

f r o m t h e s u r f a c e

t o b e

l a y e r e d

a t a d i s t a n c e i n

f u n c t i o n

o f t h e d i s r u p t i v e v o l t

a g e

a n d

t h e c u r r e n t ,

w h e r e i n

t h e e l e c t r i c a l

i m p u l s e s

h a v e a t i d l e r u n n i n g 1 5 t o

600 V o l t s and

d u r a t i o n o f

f r o m 1 t o

1 0

m i c r o s e c o n d s . A e v i c e f o r

a c c o m p l i s h

i n g t h i s meth o d i s

a l s o

p r o v i d e d .

8 C l a i m s , 7

D r a w i n g F i g u r e s


2/6


3/6


4/6

3 , 8 3 2 , 5 1 4

1

DEVICE FORLOCAL ELECTRIC-SPARK

LAYERING OF METALS

AND

ALLOYS

BY V I E A N S

OF ROTATING

ELECTRODE

BACKGROUNDOFTHE

INVENTION

The

p r e s e n t

i n v e n t i o n

r e l a t e s t o a meth o d

a nd

a de

v i c e f o r l o c a l

e l e c t r i c - s p a r k

l a y e r i n g

o f m e t a l s

a n d

a l

l o y s b y

means o f a r o t a t i n g

e l e c t r o d e .

Some

m e t h o d s a r e

k no w n f o r


l a y e r i n g

o f m e t a l s

and a l l o y s upon

c o n t a c t and l a y e r i n g

on o t h e r

‘ s u r f a c e s b y means o f

a

e l e c t r o d e v i b r a t i n g p e r p e n d i c u

l a r l y t o

t h e s u r f a c e and

moving on i t .

A ethod s a l s o k no w n f o r e l e c t r i c - s p a r k

l a y e r i n g

o f

m e t a l s and l l o y s

b y

means o f

a

r o t a t i n g

e l e c t r o d e ,

r e p

r e s e n t i n g

a d i s k o r

a b r u s h m a d e o f t h e m e t a l which i s

l a y e r e d w i t h r a d i a l l y

d i s p o s e d

w i r e s .

The

c o a t i n g s o b t a i n e d a c c o r d i n g t o

t h e

‘ a f o r e m e n

t i o n e d m e t h o d s

l a c k

u n i f o r m t h i c k n e s s , and s u f f e r from

t h e l i m i t a t i o n o f

t h e

l a y e r e d a r e a

and

a

s u f ? c i e n t den

s i t y . The r e s u l t s o b t a i n e d a r e n o t r e p r o d u c i bl e and d e

pend t o a g r e a t e x t e n t t o t h e s k i l l

o f

t h e o p e r a t o r . Ac

c o r d i n g l y , t h e s e

m e t h o d s

a r e g e n e r a l l y u n s u i t e d

f o r

u n i f o r m

c o a t i n g s

on l o c a l

a r e a s which

i s

n e c e s s a r y , f o r

e x a m p l e ,

i n

t h e ? e l d s o f e l e c t r o n i c s a n d r a d i o e n g i n e e r

i n g ,

w h i c h

make u s e o f r e l a t i v e l y e x p e n s i v e m a n u a l d e

v i c e s .

T h r o u g h

t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ,

t h e a f o r e m e n t i o n e d

d i s a d v an t a g e s o f t h e k no w n m e t h o d s a n d d e v i c e s f o r


l a y e r i n g o f m e t a l s a n d a l l o y s a r e o b v i

a t e d .

DESCRIPTION

OF

THE

INVENTION

A c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , t h e c o a t i n g

i s

l a y e r e d

b y

means o f t h e b u t t o f t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e ,

w h i c h i s

r o d s h a p e

a n d h a v i n g a d i a m e t e r o f l e s s t h a n 2

mm.

T h i s i s

a c c o m p l i s h e d b y r o t a t i n g t h e b u t t a r o u n d

i t s a x i s , s u p p o r t e d a t a n o p t i m a l d i s t a n c e f r o m

t h e l a y

e r e d

p o r t i o n

i n

f u n c t i o n o f t h e d i s r u p t i v e v o l t a g e

a n d

t h e

c u r r e n t . The e l e c t r i c a l i m p u l s e s a r e o f a b o u t

1 5 t o

a b o u t 600

v o l t s

( i d l e r u n n i n g ) w i t h

a

d u r a t i o n o f l t o

1 0 m i c r o s e c o n d s .

I f t h e

w i d t h

o f

t h e l a y e r i s l a r g e r t h a n t h e d i a m e t e r

o f

t h e

l a y e r i n g e l e c t r o d e ,

f o r o b t a i n i n g r i n g s h a p e d l a y e r s

a s w e l l a s l a y e r s

w i t h

d e s i r a b l e

s h a p e and

d i m e n s i o n s ,

t h e

motion

o f

t h e

e l e c t r o d e

must

be

p l a n e t a r y o f

con

t r o l l a b l e s p e e d and r a d i u s . I n t h i s c a s e , i t may b e n e c e s

s a r y

t h a t

t h e l a y e r e d p o r t i o n

m u s t b e

moved p l a n a r y .

The d e v i c e f o r

t h e

i m p l e m e n t a t i o n o f

t h e

method

o f

t h e i n v e n t i o n , c o n t a i n s a l a y e r i n g e l e c t r o d e , t h e l a y e r e d

p o r t i o n , a

g e n e r a t o r f o r c u r r e n t i m p u l s e s ,

a

c u r r e n t

s u p p l y i n g

d e v i c e ,

and a n e l e c t r o m o t o r f o r t h e r o t a t i o n

o f

t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e .

The

l a y e r i n g e l e c t r o d e i s r o d

s h a p e d and u n d e r

2

mm

f d i a m e t e r ,

and i s

f a s t e n e d

t o

t h e l a y e r i n g

h e a d

and r o t a t e d a r o u n d i t s

a x i s

b y a n i n

c o r p o r a t e d

e l e c t r o m o t o r i n t h e s a i d h e a d ,

w h i c h

i s

moved w i t h t h e h e a d

a x i a l l y

b y means

o f

a f o l l o w i n g up

s y s t e m . T h i s a s s u r e s an o p t i m a l d i s t a n c e b etw een t h e

b u t t ( c o n t a c t p o i n t )

o f

t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e a n d t h e

f a s t e n e d on t h e t a b l e l a y e r e d p o r t i o n .

Both

a r e s u p p l i e d

b y t h e e l e c t r i c a l i m p u l s e s g e n e r a t o r .

The g e n e r a t o r o f

t h e

e l e c t r i c a l

i m p u l s e s s h o u l d b e

c o n n e c t e d w i t h t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e by

mea ns

o f a

m e r c u r y c u r r en t s u p p l y i n g d e v i c e a n d t h e e l e c t r i c a l im

p u l s e s s h o u l d

b e

o f c o n t r o l l a b l e

p a r a m a t e r s :

i d l e r u n

1 5

20

35

45

55

60

65

2

n i n g

v o l t a g e

f r o m

1 5 t o 600

V o l t s

a n d

t h e d u r a t i o n o f

t h e

i m p u l s e s

—

rom

I t o

1 0

m i c r o s e c .

The d e v i c e s h o u l d

p o s s e s a

mechanism

e n s u r i n g a

p l a n e t a r y m o t i o n o f t h e r o t a t i n g a n d l a y e r i n g e l e c t r o d e

w i t h c o n t r o l l a b l e

s p e e d

a n d r a d i u s t o

o b t a i n

c o a t i n g s

w i t h

a

w i d t h

l a r g e r

t h a n t h e

d i a m e t e r o f

t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e

o r

f o r o b t a i n i n g

r i n g s h a p e d

a n d

o t h e r c o a t

i n g s . F o r t h e same s c o p e t h e l a y e r i n g d e v i c e must

b e

e q u i p p e d

w i t h

a m e c h a n i s m f o r p l a n a r m o v i n g o f t h e

t a b l e a n d t h e l a y e r e d d e t a i l f a s t e n e d on i t b y a

p r o

g r a m m i n g f a c i l i t y .

The

method and t h e

d e v i c e o f t h e

i n v e n t i o n

f o r e l e c

t r i c - s p a r k l a y e r i n g o f m e t a l s a n d

a l l o y s ,

e n s u r e s

t h e

ob

t a i n i n g o f l o c a l

h i g h q u a l i t y

d e n s e c o a t i n g s i n a p r o

g r a m m i n g c y c l e

a n d a u t o m a t i c m a i n t e n a n c e o f

t h e

o p

t i m a l t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r s o f t h e

r e g i m e

a n d

h i g h

p r o d u c t i v i t y .

The method a n d t h e d e v i c e , a c c o r d i n g t o t h e i n v e n

t i o n ,

f o r

t h e

e l e c t r i c

s p a r k

l a y e r i n g

o f

m e t a l s

a n d

a l l o y s

w i l l b e i l l u s t r a t e d b e t t e r i n t e r m s o f t h e d r a w i n g s ,

w h e r e i n :

F I G . 1 r e p r e s e n t s t h e

p r i n c i p l e s

o f t h e l o c a l

e l e c t r i c

s p a r k

l a y e r i n g

a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n ;

F I G . 2 r e p r e s e n t s t h e p r i n c i p l e s o f t h e l o c a l e l e c t r i c

s p a r k

l a y e r i n g b y m e a n s

o f a

r o t a t i n g a n d p l a n e t a r y

m o v i n g l a y e r i n g

e l e c t r o d e a t

a r a d i u s o f t h e

p l a n e t a r y

m o t i o n

e q u a l t o t h e r a d i u s o f t h e e l e c t r o d e ;

F I G . 3

r e p r e s e n t s

t h e

p r i n c i p l e s

o f

t h e l o c a l

e l e c t r i c

s p a r k

l a y e r i n g o f r i n g s h a p e d c o a t i n g s

b y

m e a n s o f t h e

r o t a t i n g a n d p l a n e t a r y m o v i n g l a y e r i n g e l e c t r o d e

a t

a

r a d i u s

o f

t h e

p l a n e t a r y

m o t i o n l a r g e r

t h a n t h e

r a d i u s

o f

t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e ;

F I G .

4 r e p r e s e n t s t h e

p r i n c i p l e s

o f

t h e l o c a l

e l e c t r i c

s p a r k l a y e r i n g o f

c o a t i n g s ,

w i t h a w i d t h

m u l t i p l y

e x

c e e d i n g t h e

d i a m e t e r o f

t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e .

F I G . 5 r e p r e s e n t s t h e b l o c k

d i a g r a m

o f t h e

d e v i c e

f o r

l o c a l e l e c t r i c - s p a r k l a y e r i n g o f m e t a l s a n d a l l o y s

b y

me an s

o f a r o t a t i n g e l e c t r o d e ;

F I G . 6

r e p r e s e n t s t h e s c h e m a t i c

r e p r e s e n t a t i o n o f t h e

l a y e r i n g

h e a d

w i t h

t h e i n c o r p o r a t e d i n

i t

m e c h a n i s m o f

t h e

p l a n e t a r y m o t i o n

o f

t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e ;

F I G . 7 r e p r e s e n t s

t h e

s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f

a

s e c o n d v e r s i o n

o f

t h e

mechanism

o f t h e p l a n e t a r y mo

t i o n o f t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e .

F I G . 1 s h o w s t h a t t h e

l a y e r i n g r o d s h a p e d

e l e c t r o d e

1

made

b y

t h e

l a y e r e d

. m e t a l

o r

a l l o y

p e r f o r m s

r o t a

t i o n a l movement a r o u n d

i t s

a x i s a n d

i t s b u t t

( c o n t a c t

p o i n t )

i s

a t

a d e ? n i t e

d i s t a n c e from t h e s u r f a c e

o f

t h e

d e t a i l

p a r t )

2 . T h e e l e c t r i c a l i m p u l s e g e n e r a t o r

4

s u p p l i e s t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e

1

a n d t h e l a y e r e d d e t a i l

2 an d a s

a

r e s u l t

o f

t h e e l e c t r i c - s p a r k l a y e r i n g

on t h e

s u r f a c e o f t h e l a t t e r ( t h e d e t a i l ) a

l o c a l c o a t i n g

i s

formed w i t h a form o f a round p l a t f o r m 3 , an d d ime n

s i o n s

q u i t e

n e a r t o t h e

d i a m e t e r

o f t h e

l a y e r i n g e l e c

t r o d e 1 .

F I G .

2

s h o w s t h e p r i n c i p l e o f t h e l o c a l e l e c t r i c - s p a r k

l a y e r i n g a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n , b y means

o f

a e l e c

t r o d e r o t a t i n g

a r o u n d i t s

a x i s

a n d

p l a n e t a r y m o v i n g 1 ,

a t

a

r a d i u s

o f

t h e p l a n e t a r y m o t i o n

e q u a l

t o t h e r a d i u s

o f t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e 1 . The p l a t f o r m s h a p e d c o a t

i n g 3 i s f o a d i a m e t e r e q u a l t w i c e t h e d i a m e t e r o f t h e

l a y e r i n g e l e c t r o d e

1 .

F I G . 3 s h o w s t h e p r i n c i p l e o f t h e l o c a l e l e c t r i c - s p a r k

l a y e r i n g o f

c o a t i n g s

b y means o f a

r o t a t i n g a r o u n d i t s

a x i s

a n d p l a n e t a r y m o v i n g l a y e r i n g e l e c t r o d e 1 ,

w i t h

a

r a d i u s

o f

t h e p l a n e t a r y

m o t i o n l a r g e r t h a n

t h e r a d i u s

o f


5/6

3,832,514

3

t h e

l a y e r i n g e l e c t r o d e a t

w h i c h c o n d i t i o n s t h e

c o a t i n g

3

h a s a

form

o f ri n g s h a p e d

b a n d .

F I G .

4 s h o w s t h e p r i n c i p l e

o f

t h e l o c a l e l e c t r i c - s p a r k

l a y e r i n g

o f

a c o a t i n g , a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n , t h e

w i d t h o f w h i c h t h e c o a t i n g ) s u b s t a n t i a l l y e x c e e d i n g

t h e

d i a m e t e r

o f

t h e

l a y e r i n g e l e c t r o d e 1 , a n d p o s s e s s i n g

a

d e s i r a b l e

s h a p e ,

o b t a i n e d .

c o m b i n i n g

t h e p l a n e t a r y

m o t i o n

o f t h e

r o t a t i n g l a y e r i n g e l e c t r o d e 1

a n d

t h e

p l a

n a r y d i s p l a c e m e n t o f t h e l a y e r e d d e t a i l 2

b y

t h e

p r o

gramming f a c i l i t y 1 5 w i t h t h e s e r v o m e c h a n i s m s 5 a n d

6 .

F I G . 5 s h o w s t h e b l o c k

d i a g r a m

o f t h e


l a y e r i n g

d e v i c e w i t h

t h e r o t a t i n g l a y e r i n g e l e c t r o d e ,

a c

c o r d i n g

t o t h e

i n v e n t i o n ,

w h i c h ( t h e

d e v i c e )

c o n s i s t s

o f

a

l a y e r i n g h e a d

b o d y

7 ,

i n

w h i c h

o n b a l l g u i d a n c e l e a d s

a x i a l l y t h e l a y e r i n g h e a d

8 ,

upon w h i c h

i s

f a s t e n e d t h e

e l e c t r o m o t o r

1 2 ,

t o

w h i c h

i s c l a m p e d t h e l a y e r i n g r o d

s h a p e d

e l e c t r o d e 1

made b y t h e

l a y e r e d

m e t a l

o r

a l l o y .

On t h e

t a b l e

1 6

i s

f a s t e n e d t h e

l a y e r e d p o r t i o n

2 . The

l a y e r i n g

h e a d 8

i s d i s p l a c e d

v e r t i c a l l y

b y

m e a n s

o f

t h e

e l e c t r o m o t o r

1 0

and t h e g e a r mechanism 1 1 ,

b o t h

g u i d e d b y a n e l e c t r o n i c f o l l o w i n g

u p

s y s t e m , i n

s u c h

a

manner t h a t b e t w e e n

t h e

s u r f a c e o f t h e l a y e r e d d e t a i l

and t h e

b u t t

o f t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e a d e ? n i t e o p t i m a l

g a p ( c l e a r a n c e ) i s

m a i n t a i n e d . The

s p e e d o f t h e e l e c

t r o m o t o r

1 2

i s

c o n t r o l l e d by

mea ns o f

t h e

d e v i c e

1 3

i n

d e p e n d e n c e

o f

t h e d i m e n s i o n s s i z e ) o f t h e l a y e r i n g

e l e c t r o d e 1 .

The

e l e c t r i c a l i m p u l s e

g e n e r a t o r 4

i s cou

p l e d t o t h e m e r c u r y c u r r e n t s u p p l y i n g d e v i c e

1 4

and

t h e t a b l e 1 6 upon w h i c h

i s

f a s t e n e d t h e l a y e r e d p o r t i o n

2 .

By

means o f t h e

programming

a c i l i t y 1 5 and t h e

s e r

vomechanisms 5 and 6 , t h e t a b l e 1 6 and t h e f a s t e n e d

o n i t d e t a i l 2 i s d i s p l a c e d

a n d

p l a n a r y

t u r n e d .

F I G .

6

shows one

o f

t h e

p o s s i b l e

v e r s i o n s

o f

t h e

de

v i c e

f o r

p l a n e t a r y

d i s p l a c e m e n t o f t h e


t r o d e 1 ,

i n c o r p o r a t e d i n

t h e

l a y e r i n g h e a d .

From

t h e

? g u r e i t a p p e a r s t h a t

i t

( t h e d e v i c e ) c o n t a i n s

a

c o n t r o l

l a b l e e l e c t r o m o t o r 1 7 w i t h a g e a r mechanism 1 8 ,

u n d e r

which ( t h e g e a r mechanism) i s d i s p o s e d a h a n d l e c a r

r i e r ( c l a m p ) w i t h a

r a d i a l

( b l o c k ) b e a r i n g

1 9 ,

a n d on

t h e

s h a f t

( a x l e ) o f t h e

g e a r

mechanism 1 8 i s f a s t e n e d

a n

i n v e r t e d

cup

2 0 ,

i n which

on

g u i d a n c e s

i s

f a s t e n e d

a t a i l p i e c e ( s h a n k ) 22 c o n n e c t e d

t o

t h e a d j u s t i n g

s c r e w

2 1 .

The a i l p i e c e ( s h a n k ) 2 2 i s c a r r y i n g

t h e

e l e c

t r o m o t o r

1 2

w i t h t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e 1 .

F I G . 7 s h o w s a n o t h e r v e r s i o n o f t h e d e v i c e

f o r

p l a n e

t a r y

m o t i o n o f

t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e

1 .

From

t h e

? g u r e

i t appears

t h a t

t h e d e v i c e c o n t a i n s a

c o n t r o l l a b l e motor

23

w i t h a g e a r mechanism

2 4 ,

b o t h d i s p o s e d u n d e r

t h e

t a b l e

1 6 w i t h t h e l a y e r e d

d e t a i l

2 . Above t h e g e a r

mechanism 2 4 , on t h e s h a f t i s f a s t e n e d t h e framework

2 5 ,

i n w h i c h

i s

d i s p o s e d t h e b o d y

2 6

w i t h

t h e

? n g e r

2 7 ,

w h i c h

a x i s

c o i n c i d e s

w i t h

t h e

a x i s

o f t h e


t r o d e 1 , a n d t h e

s a i d

body i s l e d o n g u i d a n c e s

i n

t h e

framework 25

and

i s

?x ed

by

a

screw 2 8 .

The

h o r i z o n

t a l l y d i s p o s e d c o n n e c t i n g r o d

2 9 ,

c a r r y i n g

t h e

b o d y

7

o f t h e l a y e r in g h e a d 8 i s c o n n e c t e d t h r o u g h

a

b e a r i n g

upon t h e s a i d ? n g e r 27

a n d

a s e c o n d ? n g e r 3 0 , f a s t e n e d

upon t h e

h o r i z o n t a l

p l a t e 3 1 , l e d

on

g u i d a n c e

3 2 .

The f o l l o w i n g

e x a m p l e s

f u r t h e r i l l u s t r a t e t h e i n v e n

t i o n :

LOCAL ELECTRIC

SP ARK LAYERING

( F I G .

5 )

T h e l a y e r i n g e l e c t r o d e 1 r o t a t i n g a r o u n d i t s a x i s b y

me an s o f

t h e

e l e c t r o m o t o r 12 i s

m a i n t a i n e d a t

a o p t i

m a l d i s t a n c e f r o m t h e l a y e r e d d e t a i l 2

b y

f o l l o w i n g u p

s y s t e m 9 w i t h t h e motor

1 0 and

t h e

g e a r mecha nism 1 l .

4

The

s a i d

d i s t a n c e

i s

a f u n c t i o n o f t h e d i s r u p t i v e v o l t a g e

and

t h e

c u r r e n t . The e l e c t r i c i m p u l s e g e n e r a t o r

4

i s

c o u p l e d t o t h e l a y e r e d d e t a i l

2

d i r e c t l y a n d t o t h e l a y e r

i n g e l e c t r o d e 1 b y means

o f

t h e m e r c u r y c u r r e n t s u p ;

p l y i n g d e v i c e 1 4 . The c o a t i n g

on

t h e

d e t a i l 2

i s

ob

t a i n e d a s

a r e s u l t o f

t h e s p a r k d i s c h a r g e s .

The

q u a l i t y

o f t h e c o a t i n g

f o r

t h e g i v e n

m a t e r i a l s

d e p e n d s

o f t h e

p a

r a m e t e r s o f t h e e l e c t r i c i m p u l s e s, t h e s p e e d o f t h e

r o t a

t i o n o f t h e

l a y e r i n g

e l e c t r o d e a n d t h e d u r a t i o n o f t h e

l a y e r i n g p r o c e s s , a s w e l l a s

o f

t h e i n t e r e l e c t r o d e

gap

d i s t a n c e ) ,

m a i n t a i n e d

b y

t h e

f o l l o w i n g u p s y s t e m

9 .

A t

t h e

a p p r o p r i a t e

d i s p l a c e m e n t o f t h e t a b l e

1 6

w i t h

t h e

l a y e r e d d e t a i l ?xe d o n i t by t h e

mechanisms

5

a nd6,

2O

2 5

30

35

40

45

55

65

c o n t r o l l e d

b y

t h e

p r o g r a m m i n g f a c i l i t y , c a n b e ob

t a i n e d c o a t i n g s w i t h t h e d e s i r e d

s h a p e a n d

w i d t h ,

n e a r

t o t h e

d i a m e t e r o f t h e . l a y e r i n g

e l e c t r o d e 1 .

PLANETARY MOTION OF THE

LAYERING

ELECTRODE

( F I G . 6 )

The

c o n t r o l l a b l e

motor

1 7 ,

b y

mea ns

o f

t h e g e a r

mechanism 1 8 d r i v e s t h e

cup

2 0 , which t u r n s t h e t a i l

p i e c e 22

a n d t h e l a y e r i n g e l e c t r o d e

1

w i t h t h e

r o t a

t i o n a l

motor 1 2 . By

mea ns

o f t h e s c r e w 2 1 t h e

t a i l p i e c e

22 i s a d j u s t e d a n d

? x e d ,

w h i c h

d e t e r m i n e s

t h e a p p r o

p r i a t e r a d i u s o f t h e

p l a n e t a r y

m o t i o n . The s p e e d o f t h e

l a t t e r ( p l a n e t a r y

m o t i o n )

i s c o n t r o l l e d

b y

t h e m o t o r

1 7 .

Making u s e o f

t h e

s a i d d e v i c e

c o a t i n g s

3 c o u l d b e

o b —

t a i n e d , h a v i n g l a r g e r w i d t h t h a n t h e d i a m e t e r

o f

t h e l a y

e r i n g e l e c t r o d e

1 a n d d e s i r a b l e s h a p e s ,

a s

shown

i n

F I G S . 2 ,

3

a n d 4 , c o m b i n i n g

t h e

p l a n e t a r y

m o t i o n w i t h

t h e

r e s p e c t i v e

p l a n a r d i s p l a c e m e n t o f t h e t a b l e 1 6 b y

t h e p r o g r a m m i n g f a c i l i t y

1 5

a n d t h e s e r v o m e c h a n i s m s

5

a n d

6 .

PLANETARY

DISPLACEMENT OF

THE

LAYERING

ELECTRODE

( F I G . 7 )

The

c o n t r o l l a b l e

motor 23 by mea ns o f

t h e

g e a r

m e c h a n i s m

2 4

d r i v e s t h e b o d y 2 5

w i t h

t h e i n c o r p o

r a t e d b o d y 2 6 w i t h t h e ? n g e r 2 7 , w h i c h ? n g e r m a k e s

c i r c u l a r

m o t i o n o f r a d i u s p r e s e l e c t e d b y t h e s c r e w 2 8 .

T h e

c o n n e c t i n g r o d 2 9 d r i v e n b y t h e

? n g e r

2 7 , d r i v e s

t h e b o d y

7 o f

t h e l a y e r i n g h e a d 8 , w h i c h w i t h t h e l a y e r

i n g

e l e c t r o d e

t o g e t h e r p e r f o r m s p l a n e t a r y m o t i o n . T h i s

d e v i c e

r e a l i z e s t h e p l a n e t a ry

d i s p l a c e m e n t s

o f t h e

l a y ~

e r i n g e l e c t r o d e

1

a t

s u b s t a n t i a l l y

l a r g e r r a d i i .

What

s

cl aime d i s :

l .

A

e v i c e

f o r

s p a r k

l a y e r i n g

m e t a l s

a n d

a l l o y s

o n t o

a

s u b s t r a t e ,

s a i d d e v i c e c o m p r i s i n g :

a . a r o d s h a p e d l a y e r i n g e l e c t r o d e ;

b .

? r s t means f o r r o t a t i n g s a i d

l a y e r i n g

e l e c t r o d e

a b o u t i t s l o n g i t u d i n a l

a x i s ;

c . s e c o n d means

f o r

moving

s a i d l a y e r i n g

e l e c t r o d e

i n

a

p l a n e t a r y

m o t i o n a b o u t i t s

l o n g i t u d i n a l

a x i s ;

d . t a b l e

mea ns

f o r

s u p p o r t i n g

s a i d s u b s t r a t e

under

s a i d

e l e c t r o d e ;

e .

me an s

f o r

m a i n t a i n i n g

s a i d

e l e c t r o d e a p r e d e t e r

mined

d i s t a n c e from s a i d t a b l e

mea ns w h e r e i n

s a i d

d i s t a n c e

i s

a f u n c t i o n

o f

t h e v o l t a g e and c u r r e n t

a p

p l i e d

t o

t h e e l e c t r o d e .

2 . The d e v i c e

o f

c l a i m

1 w h e r e i n s a i d t a b l e

mea ns n

c l u d e s

t h i r d

mea ns

f o r

moving

s a i d

t a b l e

mea ns

r e l a t i v e

t o s a i d e l e c t r o d e .

3 . The d e v i c e o f c l a i m

1

w h e r e i n t h e d i a m e t e r o f s a i d

l a y e r i n g

e l e c t r o d e

i s

l e s s t h a n 2

mm.

4 . The d e v i c e o f c l a i m 2 w h e r e i n

s a i d

? r s t

mea ns

c o m p r i s e s a r o t a t i o n a l motor

c o u p l e d t o

s a i d l a y e r i n g

e l e c t r o d e .


6/6

3 , 8 3 2 , 5 1 4

5

5 .

The

d e v i c e o f

c l a i m

4 w h e r e i n

s a i d

second

m e a n s

c o m p r i s e s :

a .

a shank

coupled

t o s a i d

motor;

b . cup

means c o u p l e d t o

s a i d

s h a n k ;

0 . g e a r m e a n s c o u p l e d

t o

s a i d

cup

t h r o u g h b l o c k

b e a r i n g

m e a n s ;

a n d ,

1 . motor m e a n s

f o r

d r i v i n g s a i d

g e a r

means.

6 . The d e v i c e o f c l a i m 5 w h e r e i n s a i d t h i r d

m e a n s

c o m p r i s e s :

a .

servomechanisms

coupled t o s a i d t a b l e means;

and,

b . a program me an s

coupled

t o

s a i d servomecha

5

20

25

35

40

45

55

65

6

n i s m s .

7 . The d e v i c e

o f

c l a i m 1 w h e r e i n s a i d

? r s t

means

c o m pr i s e s a rota tiona l m o t o r .

8 . The d e v i c e o f c l a i m

6

w h e r e i n

s a i d

s e c o n d means

c o m p r i s e s :

a .

a ? r s t

body

c o u p l e d t o

s a i d

? r s t m e a n s ;

b .

a c o n n e c t i n g r o d c o u p l e d t o

s a i d

? r s t b o d y ;

0 .

? n g e r

means

c o u p l e d t o s a i d c o n n e c t i n g r o d ; a n d ,

d .

d r i v e

mea ns

f o r d r i v i n g s a i d ? n g e r

mea ns

i n

a c i r

c u l a r

m o t i o n .

* * * * *

US3832514 Patent-Electric Spark Layering by Rotating Electrode

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