DE10052094B4

DE10052094B4 - Elektrode für funkenerosives Abtragverfahren

Info

Publication number: DE10052094B4
Application number: DE2000152094
Authority: DE
Inventors: Steffen Hachtel; Michael Kieser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: DE10052094A1

Abstract

Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren, die aus mehreren elektrisch leitenden Segmenten (10, 12, 14) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kontursegment (10), das zwischen Klemmsegmenten (12, 14) eingeklemmt ist und das aus diesen vorsteht, umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren, insbesondere betrifft sie eine Elektrode, mit der sehr dünne Vertiefungen und Nuten in Werkstücken ausgebildet werden können.
Üblicherweise werden im Werkzeug- und Formenbau Konturen in Werkstücken auf spanabhebende Weise ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Fräsen, Bohren oder Drehen erfolgen. Alternativ kann eine Werkzeugkontur auch durch die so genannte funkenerosive Abtragung erzielt werden.
Sollten sehr kleine und schmale aber relativ tiefe Vertiefungen oder Nuten hergestellt werden, so stößt man bei der Verwendung von Fräs- oder Drehwerkzeugen schnell an Grenzen, die durch die minimal mögliche Größe dieser Werkzeuge gegeben sind. Für solch kleine Vertiefungen ist das funkenerosive Abtragen besser geeignet. Bei diesem Verfahren wird eine Elektrode, die die Negativgestalt der im Werkstück auszubildenden Form, also beispielsweise der Vertiefung oder Nut, aufweist, aus einem Werkstoff, der den elektrischen Strom gut leitet, wie beispielsweise aus Kupfer oder Grafit, hergestellt. An die Elektrode und an das Werkstück wird eine hohe elektrische Spannung angelegt. Durch diese hohe Spannung entsteht bei genügend kleinem gegenseitigen Abstand in einem Elektrolytbad ein Lichtbogen zwischen Werkstück und Elektrode, der kleine Partikel aus dem Werkstück herausreißt und so die Kontur der Elektrode in das Werkstück einbringt. Dieses Verfahren kann auch bei gehärtetem Stahl angewandt werden.
Solche auf Funkenerosion basierenden Verfahren sind u. a. in den Druckschriften FR 2 504 835 , CH 352 067 , DE 195 40 352 C2 und US 5 618 450 beschrieben.
In der Druckschrift FR 2 504 835 wird eine mehrteilige Elektrode beschrieben, die zur Bearbeitung von Oberflächen mittels Funkenerosion dient. Sie besteht aus zwei Teilen, die jeweils durch einen externen Mechanismus angesteuert werden können. Diese Elektrode dient der Erzeugung von Löchern in der Oberfläche von massiven leitenden Körpern.
In der Druckschrift CH 352 067 wird eine mehrteilige Elektrode zur Glättung von Bohrungen in einem leitenden Material mittels Funkenerosion beschrieben. Diese Elektrode besteht aus mehreren Teilen, die so angeordnet sind, dass sie die Innenseite einer Bohrung abtragen und dadurch glätten, wenn Spannung angelegt wird. Die beschriebene Anordnung kann sowohl zum Glätten einer Bohrung wie auch einer profilierten Fläche bei entsprechender Anpassung der Elektrodenformen verwendet werden.
In der Druckschrift DE 195 40 352 C2 wird eine Einrichtung zum funkenerosiven Senken mit einer großflächigen Elektrode beschrieben. Diese Elektrode besteht aus mehreren elektrisch isolierten Einzelelektroden, deren Spannung individuell angepasst werden kann. Mit einer Messeinrichtung für jede Elektrode kann der aktuelle Zustand der Oberflächenbeschaffenheit beim Erodieren erfasst werden und die jeweilige Spannung an der Elektrode danach festgelegt werden.
In der Druckschrift US 5 618 450 wird eine Einrichtung für ein funkenerodierendes Verfahren für die Herstellung von Schriftzügen oder anderen Figuren auf leitenden Oberflächen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden in eine leitende Hülse mehrere leitende Stifte mit einer entsprechenden Beschriftung am Ende eingeführt. Mit der so gewonnenen Elektrode kann auf fast beliebig gekrümmten Oberflächen eine Beschriftung durch Funkenerosion aufgebracht werden, indem diese Stifte durch die richtige Wahl des Abstands von der Oberfläche an diese beliebig angepasst werden können.
Wenn nun sehr dünne Vertiefungen oder Nuten, die unter Umständen noch eine große Tiefe aufweisen, in das Werkstück eingebracht werden sollen, so müssen zunächst die Elektroden mit einer sehr dünnen Kontur, z. B. in Form von dünnen Stegen, angefertigt werden. Es ist sehr schwierig, eine solche Elektrode auf spanabhebende Weise herzustellen. Dies gilt umso mehr, wenn die Elektrode eine gekrümmte oder eine in anderer Weise kompliziert gestaltete Kontur aufweisen soll.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode für die Verwendung in einem funkenerosiven Abtragverfahren bereitzustellen, mit der auch sehr dünne Vertiefungen oder Nuten in ein Werkstück eingebracht werden können. Die Elektrode soll auch das Ausbilden von gekrümmten oder gestuften Vertiefungen ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren, die die im Hauptanspruch aufgeführten Merkmale aufweist, gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
Bei der erfindungsgemäßen Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren besteht die Elektrode aus mehreren Einzelsegmenten. Die am zu bearbeitenden Werkstück wirksam werdende Kontur der Elektrode wird dabei durch das so genannte Kontursegment, das zwischen anderen Segmenten, so genannten Klemmsegmenten, eingespannt oder eingeklemmt wird, gebildet.
Die Kontur des Kontursegments stellt die Negativform der im zu bearbeitenden Werkstück einzubringenden Kontur dar. Sollen beispielsweise sehr dünne Vertiefungen oder Nuten im Werkstück ausgebildet werden, so besteht dieses Kontursegment vorteilhafterweise aus einer Folie, beispielsweise einer Kupferfolie, einer Aluminiumfolie oder einer Stahlfolie.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass Folien mit Foliendicken bis herab zu 5/1000 mm für das Kontursegment verwendet werden können. Dabei hat sich weiter herausgestellt, dass das Verhältnis des aus den Klemmsegmenten hervorstehenden Teils des Kontursegments zur Dicke des Kontursegments bis zu 1:20 betragen kann. Damit können sehr schmale und gleichzeitig sehr tiefe Vertiefungen oder Nuten in das zu bearbeitende Werkstück eingebracht werden.
Das Kontursegment kann in seiner Längserstreckung eine beliebige Form aufweisen. Es kann beispielsweise gekrümmt oder gestuft sein. Die Klemmsegmente müssen dann eine entsprechend ausgebildete Form aufweisen, damit das Kontursegment sicher zwischen ihnen festgeklemmt werden kann.
Das Kontursegment kann über seine Längserstreckung unterschiedlich weit aus den Klemmsegmenten vorstehen, sodass im Werkstück mit diesem Kontursegment beispielsweise Vertiefungen oder Nuten mit unterschiedlicher Tiefe ausgebildet werden können. Es kann beispielsweise auch hier eine Krümmung oder Abstufung aufweisen.
Diese Formgebung des Kontursegments kann, wenn es sich beim Kontursegment um eine Folie handelt, einfach durch ein entsprechendes Zuschneiden der Folie erreicht werden.
Das Kontursegment kann auf unterschiedliche Arten zwischen den Klemmsegmenten eingeklemmt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Kontursegment in lösbarer Weise zwischen den Klemmsegmenten eingeklemmt, sodass es leicht gegen ein anderes Kontursegment ausgetauscht werden kann.
Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß ausgebildeter Elektroden für ein funkenerosives Abtragverfahren werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente in allen Zeichnungsfiguren mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Elektrode in gerader Form;
2 eine erfindungsgemäße Elektrode in gekrümmter Form; und
3 ein gestuft ausgeführtes Kontursegment einer erfindungsgemäßen Elektrode.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäße Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren. In dieser Ausführungsform ist das Kontursegment 10 in gerader Form als rechteckiges Plättchen oder Folienstück ausgebildet. Das Kontursegment 10 wird zwischen zwei Klemmsegmenten 12, 14 festge klemmt. Die Klemmsegmente 12, 14 können dabei in einer vorteilhaften Ausgestaltung einen Absatz 16 aufweisen, der einen Anschlag für das zwischen den Klemmsegmenten 12, 14 eingeklemmte Kontursegment 10 bildet, sodass es nur bis zum Absatz 16 zwischen die Klemmsegmente 12, 14 eingeschoben werden kann und mit einem definierten Maß aus den Klemmsegmenten 12, 14 hervorragt.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode für das funkenerosive Abtragverfahren. In dieser Ausführungsform sind sowohl das Kontursegment 10 als auch die beiden Klemmsegmente 12, 14 in gekrümmter Form ausgebildet, sodass mit dieser Elektrode eine gekrümmte Vertiefung oder Nut in ein zu bearbeitendes Werkstück eingebracht werden kann.
3 zeigt schließlich eine nochmals andere Ausführungsform eines Kontursegments 10 der erfindungsgemäßen Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren. Das Kontursegment weist dabei über seiner Längserstreckung Vorsprünge 18 und Vertiefungen 20 auf. Mit einem solchen Kontursegment können im zu bearbeitenden Werkstück Vertiefungen oder Nuten eingebracht werden, die eine unterschiedliche Tiefe aufweisen. Natürlich sind auch beliebige andere Formgebungen des Kontursegments möglich, wobei dann die Klemmsegmente gegebenenfalls an diese Formen angepasst werden müssen, damit ein sicheres Festklemmen des Kontursegments zwischen den Klemmsegmenten gewährleistet ist.

Claims

Elektrode für ein funkenerosives Abtragverfahren, die aus mehreren elektrisch leitenden Segmenten (10, 12, 14) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kontursegment (10), das zwischen Klemmsegmenten (12, 14) eingeklemmt ist und das aus diesen vorsteht, umfasst.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontursegment (10) aus einer Folie aus elektrisch gut leitendem Material besteht.
Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Dicke zwischen 5/1000 mm und 1 mm aufweist.
Elektrode nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Teil der Folie ein Maß aufweist, das bis zum Zwanzigfachen der Foliendicke betragen kann.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontursegment (10) eine beliebige, insbesondere eine gekrümmte und/oder gestufte Form aufweist, wobei die Klemmsegmente (12, 14) eine entsprechende Kontur aufweisen.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontursegment (10) über die Längserstreckung unterschiedlich weit aus den Klemmsegmenten (12, 14) vorsteht.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontursegment (10) lösbar in den Klemmsegmenten (12, 14) eingeklemmt ist.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontursegment (10) aus Kupfer, Aluminium oder Stahl hergestellt ist.