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Elektroerosions-Maschine mit beweglicher Dielektrikum-Wanne Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anordnung für Elektroerosions-Maschinen mit höhenverstellbarem
Behälter für das Dielektrikum und feststehendem Arbeitstisch für das Werkstück.
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Die funkenerosive Bearbeitung erfolgt im allgemeinen unter einer dielektrischen
Flüssigkeit, z. B. Öl, die in einem den feststehenden Arbeitstisch umgebenden, vorzugsweise
höhenverstellbaren Behälter untergebracht ist. Hierbei ist bekannt, daß aus Sicherheitsgründen
einerseits der Bearbeitungsvorgang in genau festgelegter Entfernung unter dem Flüssigkeitsniveau
stattfinden muß, wobei das Maß dieser Entfernung im wesentlichen von den Leistungsgrößen
der Maschine bestimmt ist. Andererseits darf wegen der Entflammungs- bzw. Explosionsgefahr
eine bestimmte Temperatur der Flüssigkeit nicht überschritten werden, und schließlich
ist es aus den gleichen Gründen erforderlich, daß der versenkbare Flüssigkeitsbehälter
während des funkenerosiven Bearbeitungsvorganges in seiner oberen Endstellung verbleibt.
Zur Vermeidung dieser nachteiligen Wirkungen ist es daher für den störungsfreien
Ablauf der Elektroerosionsbearbeitung unerläßlich, daß die Maschine nur dann eingeschaltet
werden und arbeitsfähig sein darf, wenn die genannten Voraussetzungen vorliegen.
Fallen diese Voraussetzungen einzeln oder insgesamt fort, beispielsweise durch Ausfall
der Flüssigkeitspumpe, durch Undichtheit des Behälters oder Verstopfung des Filters,
durch Fahren der Maschine über einen längeren Zeitraum unter Vollast (Schrappen)
oder durch irrtümliches'Betätigen des Behältersenkmechanismus usw., so maß der Erosionsvorgang
an der Maschine unverzüglich und möglichst selbsttätig unterbrochen werden.
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Die Erfindung soll diese Aufgabe lösen. Sie wurde zwar schon teilweise
zu lösen versucht mit Hilfe eines im Ladestromkreis der Maschine angeordneten, funkenfrei
schaltenden Schwimmerschalters, der den Stromkreis jeweils öffnet oder schließt,
je nachdem, ob der Niveaustand fällt bzw. steigt. Jedoch sind Mittel, welche die
Maschine bei zu hoher Erwärmung des Dielektrikums automatisch außer Betrieb setzen
und bei genügender Abkühlung gegebenenfalls wieder einschalten, bisher nicht bekanntgeworden;
das gleiche gilt für Mittel gegen unbeabsichtigte Höhenverstellung des Flüssigkeitsbehälters.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile; sie besteht in der Kombination
des an sich bekannten Merkmales a) und der Merkmale b) und c): a) Es ist ein Schwimmerschalter
vorhanden, der bei Unterschreitung eines bestimmten Dielektrikum-Niveaustandes in
der Wanne den Erosionsstrom unterbricht; b) es ist ein Endlagenschalter vorgesehen,
der in der Höchststellung der Wanne betätigt wird, um den Steuerstromkreis für die
Ein- und Ausschaltung des Erosionsstromes zu schließen; c) der Schwimmerschalter,
der Endlagenschalter und ein die Temperatur der oberen Schicht des Dielektrikums
messender Thermostat sind, in Reihe geschaltet, in einem Steuerstromkreis für die
Ein- und Ausschaltung des Erosionsstromes angeordnet, derart, daß lediglich bei
höchster Stellung der Wanne, bei ausreichendem Dielektrikumstand und bei ausreichend
niedriger Dielektrikumtemperatur der Erosionsstrom einschaltbar ist.
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Vorteilhaft können hierbei Schwimmerschalter und Thermostat in einem
Gehäuse am oberen Rande der Dielektrikumwanne angeordnet sein, das ein den Schwimmer
gegen Wellenschlag abdeckendes Schutzschild aufweist. Der Steuerstromkreis beaufschlagt
über eine Kaltkathodenröhre ein Relais, dessen Kontakte den Arbeitsstromkreis über
ein Schaltschütz ein- und ausschalten.
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Der durch einen Transformator in Verbindung mit einem Spannungsteiler
erzeugte Schwachstromkreis ist so dimensioniert, daß er funkenfreies Schalten der
Steuer- und Regelkontakte gewährleistet.
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Durch die Erfindung ist die Gewähr gegeben, daß der Flüssigkeitsstand
und die Flüssigkeitstemperatur laufend überwacht werden und die Maschine sofort
abschaltet, wenn die dielektrische Flüssigkeit unter
einen bestimmten
Pegel sinkt bzw. der ganze Behälter sich senkt oder die Flüssigkeit sich so stark
erwärmt, daß eine bestimmte Grenztemperatur, beispielsweise bei öl 50° C, überschritten
wird. Bei genügender Abkühlung und Wiederherstellung des richtigen Flüssigkeitspegels
schaltet-die Maschine wieder ein.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung
und an Hand des in der Zeichnung dargestellten @Ausführungsbeispieles. Es zeigt
Abb.1 ein grundsätzliches Schema der Niveaustand- und Temperaturregeleinrichtung
in Anbringung an einer. teilweise und im Längsschnitt dargestellten Funkenerosionsmaschine,
Abb. 2 ein dazugehöriges Schaltschema, Abb.3 eine Draufsicht auf ein Gehäuse mit
Schwimmerschalter und Thermostat im geöffneten Zustand, also ohne Gehäusedeckel,
Abb.4 das Gehäuse mit Deckel im Längsschnitt nach Linie I-I in Abb. 3 und Abb.5
das Gehäuse mit Deckel im Querschnitt nach Linie II-II in Abb.3.
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Der teilweise dargestellte Aufbau einer Funkenerosionsmaschine in
Abb.1 läßt in bekannter Weise den Arbeitstisch 1 mit den Führungssäulen 3 für den
höhenverstellbaren Flüssigkeitsbehälter 2 erkennen, der in dem Schacht 4 versenkbar
angeordnet ist. Die Höhenverstellung erfolgt vom Antrieb über ein Kegelradgetriebe
5 auf die Spindel 6. Die Niveaustand- und Temperaturregelung der im Behälter 3 untergebrachten
dielektrischen Flüssigkeit 7 erfolgt mit Hilfe eines in einem Gehäuse 8 angeordneten,
in Abb. 3 bis 5 näher dargestellten Schwimmerschalters und Thermostats. Die richtige
Steuerung der Maschine in Abhängigkeit von der Höhenverstellung des Behälters besorgt
ein am Behälterschacht 4 befindlicher Endlagenschalter 9 in Verbindung mit einem
Anschlag 10 an der unteren Behälteraußenwand.
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Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Schaltanordnung nach
Abb. 2 enthält einen Transformator 11 zur Lieferung der Speisespannung für eine
Kaltkathodenröhre 12, eine aus mehreren Widerständen bestehende Spannungsteilerkette
13 für die Steuerspannung der Röhre, den im Steuerstromkreis von etwa 0,08 mA der
Röhre angeordneten Endlagenschalter 9, Schwimmerschalter 14 und Thermostat
15
sowie ein Relais 1,6 mit im Haltestromkreis 17 der Maschine liegendem Arbeitskontakt
18 und Schaltschütz 19 zum Schalten des Arbeitsstromkreises
20.
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Nachdem das Werkstück auf dem Arbeitstisch befestigt und ausgerichtet
ist und mit dem Erodieren begonnen werden soll, wird der Flüssigkeitsbehälter in
seine obere Endstellung gefahren, wodurch der Anschlag 10 den Endlagenschalter
9 berührt und seinen Kontakt schließt. Als nächstes wird der Behälter mit Flüssigkeit
gefüllt, wodurch der Schwimmer 21 (Abb. 4) des Schwimmerschalters angehoben wird.
Dieser ist so eingestellt, daß er den Kontakt schließt, sobald der Behälter vollständig
gefüllt und somit der erforderliche Flüssigkeitsniveaustand erreicht ist. Da die
Bimetallzunge 22 (Abb. 5) des Thermostats bei normaler Flüssigkeitstemperatur
ohnehin den Kontakt geschlossen hat, erreicht in diesem Moment die an die Starterstrecke
gelegte positive Steuerspannung über vorzugsweise eine Kondensatorentladung die
Steuerelektrode (Starter) der Röhre 12 und zündet diese. Das Relais 16 wird
dadurch erregt und sein Arbeitskontakt 18 schließt den Haltestromkreis
17 der Maschine, wodurch das Schaltschütz 19 erregt wird, welches seinerseits
den Arbeitsstromkreis 20 schließt; somit die Maschine einschaltet. Sinkt
aus irgendeinem Grund der Flüssigkeitsstand, so öffnet der Schwimmerkontakt, die
Röhre wird gelöscht, das Relais nimmt seine Ruhestellung ein, d. h. sein Arbeitskontakt
öffnet und der Arbeitsstromkreis der Maschine wird durch das Schaltschütz 19 unterbrochen.
In gleicher Weise wird die Maschine stillgesetzt und der elektroerosive Bearbeitungsvorgang
unterbrochen, wenn der Flüssigkeitsbehälter aus irgendeinem Grund gesenkt wird -
hierbei unterbricht der Endlagenschalter 9 den Steuerstromkreis - oder eine zu hohe
Flüssigkeitstemperatur erreicht ist - hierbei tritt der Thermostat in Funktion und
unterbricht ebenfalls den Steuerstromkreis, so daß die Röhre 12 gelöscht
wird.
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Die Abb. 3 bis 5 zeigen die Anordnung des Schwimmerschalters und des
Thermostaten in dem Gehäuse B. Dieses besteht aus einem Isolierstoff, z. B. einem
thermo- oder duroplastischen Kunststoff. Seine äußere Gestalt ist der Behälterform
angepaßt, so daß sich das Gehäuse in einfachster Weise, z. B. mittels zweier Schrauben
23, am oberen Behälterrand 24 (Abb. 1), vorzugsweise an einer Ecke, anbringen läßt.
Der Schwimmerschalter besteht aus dem Schwimmer 21,
dessen Achse in einer
im Gehäuseboden drehend angeordneten Buchse 23 höhenverschiebbar geführt
ist und dessen Ende 26 im Zusammenwirken mit dem Ende 27 einer am Gehäuseboden
angeschraubten Kontaktfeder 28 das Kontaktpaar ergibt. Der Thermostat besteht
in an sich bekannter Weise aus dem in dem Gehäuseboden eingeschraubten, in seiner
Verlängerung als Temperaturfühler und hohl ausgebildeten Metallkörper
29, in dessen Innerem sich der Bimetallstreifen 22 befindet, der im
Zusammenwirken mit der Kontaktleiste 30 das Kontaktpaar ergibt. Für die elektrische
Installation ist eine Anschlußleiste 31
im Gehäuseinneren vorgesehen, von
der aus die nicht dargestellte elektrische Leitung über das im Gehäusedeckel
32 eingeschraubte Klemmstück 33 zum zentralen Anschlußkasten der Maschine
geführt ist. Mit 34
ist ein am Gehäuse angeschraubtes Abdeckblech bezeichnet
als Schutz für den Schwimmer gegen negative Beeinflussung bei zu starker Wellenbewegung
der Flüssigkeit.