DE19619009A1 - Elektroerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroerosionsmaschine mit einem Maschinenbett, einem mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllten und vertikal verstellbaren Arbeits­ becken, in welchem ein Arbeitstisch angeordnet ist, einem Generator und einer Steuereinheit.

Bei einer Elektroerosion findet aufgrund elektrischer Entladung zwischen zwei Elektroden - von denen die eine ein zu bearbeitendes Werkstück ist und die andere ein Werkzeug bildet - ein Abtragungsvorgang statt. Die Elek­ troden sind aus elektrisch leitenden Werkstoffen, die in einer elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit einander angenähert werden. Eine angelegte Spannung löst bei genügend kleinem Abstand der Elektroden eine Entladung aus. Die elektrische Energie wird unmittelbar an der Wirkstelle in thermische Energie zum Abtragen am Werk­ stück umgesetzt. Es erfolgen separate Entladungen mit einer hohen Folgefrequenz.

Elektroerosionsmaschinen weisen ein Maschinenbett, ein mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefülltes Arbeits­ becken, einen in diesem befindlichen Arbeitstisch sowie einen Generator und eine Steuereinheit auf. Der Generator und die Steuereinheit sind in einem Schaltschrank unter­ gebracht, welcher über Versorgungsleitungen mit der restlichen Maschine verbunden ist. Hierfür ist ein großer Stellplatz erforderlich; es muß eine Installation zum Verbinden der Maschine mit dem Schaltschrank erfolgen. Während des Bearbeitens ragt der Elektrodenhalter oder der Werkzeugtisch aus der Grundabmessung der Maschine heraus.

Die Werkstücke werden auf einem Arbeitstisch aufgespannt. Der Arbeitstisch befindet sich in dem Arbeitsbecken, welches mit einem Dielektrikum gefüllt wird. Bei jedem Werkstückwechsel wird das Becken entleert und nach dem Aufspannen wieder gefüllt. Da das Werkstück und die Elektrode in diesem Dielektrikum bis zu einem bestimmten Mindestmaß eingetaucht werden müssen und auf einer Ma­ schine unterschiedlich große Werkstücke bearbeitet wer­ den, wird das Volumen des Arbeitsbeckens auf große Werk­ stücke ausgelegt. Nachteilig ist hierbei, daß bei kleine­ ren Werkstücken die Flüssigkeitsmenge im Arbeitsbecken überdimensioniert ist. Die Fülldauer und die Entleerdauer sind bei kleineren Werkstücken zu lange.

Die DE 33 03 758 zeigt eine Funkenerosionsmaschine, bei der ein vertikal absenkbares Arbeitsbecken vorhanden ist. Diese Anordnung des Arbeitsbeckens kommt einer kompakten Bauweise zugute. Nachteilig bei dieser Maschine ist, daß der Schaltschrank separat angeordnet ist. Eine rasche Installation am Einsatzort der Maschine ist nicht mög­ lich, da beide Teile getrennt aufgestellt und ausgerich­ tet werden und anschließend verbunden werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erosionsmaschine zu schaffen, welche kompakt ausgeführt ist und mit der eine rationelle Bearbeitung erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß alle Einheiten der Maschine von einer gemeinsamen Metallstruktur umgeben sind, welche aus einzelnen Trägern besteht.

Um die Elektroerosionsmaschine ist eine Metallstruktur angeordnet. Diese Struktur besteht aus einzelnen Metall­ trägern bzw. Metallstäben, die miteinander verbunden sind und die die Wirkung eines Faraday-Käfigs aufweisen. Die elektromagnetische Strahlung der Maschine wird dadurch abgeschirmt. Durch die Verwendung eines solchen Gestelles kann die Maschine kompakt ausgeführt werden. Maschine, Dielektrikumsgruppe und Generator sind in diesem Gestell angeordnet. Wird der Sockel aus robusten Trägern gebil­ det, kann die komplette Maschine beispielsweise auf einem Gabelstapler befördert werden. Außerdem ergibt sich aus der kompakten Bauweise der Vorteil, daß die Maschine einfach und rasch am Betriebsort installiert werden kann. In dieser Metallstruktur können weitere Zusatzgeräte untergebracht werden, beispielsweise eine Feuerlöschein­ richtung oder eine Elektrodenwechseleinrichtung.

Das Werkstück wird auf einen Arbeitstisch aufgespannt, welcher ortsfest mit dem Maschinenbett verbunden ist. Die Elektrode ist beispielsweise bei einer Senkerodiermaschi­ ne an einem Elektrodenhalter angeordnet, wobei der Elek­ trodenhalter in der horizontalen Ebene verstellbar ist.

Dadurch wird eine sehr stabile Bauweise bei großem Ver­ stellweg der Elektrode erreicht. Durch den feststehenden Arbeitstisch wird erreicht, daß die Aufspannung der Werkstücke größerer Dimensionen mit relativ hohem Gewicht erleichtert bzw. ermöglicht wird.

Der Arbeitstisch befindet sich in einem Arbeitsbecken, welches mit einer elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit, beispielsweise destilliertem Wasser oder Petroleum, gefüllt ist. Das Arbeitsbecken ist vertikal gegenüber dem Arbeitstisch verstellbar, d. h. das Volumen ist veränder­ lich. Dies hat den Vorteil, dem Arbeitsbecken diejenige Flüssigkeitsmenge zuzumessen, die für ein bestimmtes Werkstück erforderlich ist. Das bedeutet, daß beispiels­ weise bei kleineren Werkstücken eine geringere Flüssig­ keitsmenge beim Bearbeiten vorhanden ist als bei größe­ ren. Der Vorteil liegt darin, daß nur die tatsächlich benötigte Flüssigkeitsmenge im Arbeitsbecken bereitge­ stellt wird, die Auffüllzeit wird dadurch auf ein Minimum beschränkt.

Wenn ein Werkstückwechsel erfolgt, muß zunächst die Flüssigkeit abgelassen werden. Dies geschieht dadurch, daß eine um das Arbeitsbecken umlaufende druckbeauf­ schlagte Schlauchdichtung drucklos gemacht wird und die Flüssigkeit an der Dichtfuge in einen Sammelbehälter sehr rasch abfließt. Gegenüber herkömmlichen Abflußöffnungen kann mit diesem Verfahren die Flüssigkeit wesentlich schneller abgelassen werden.

Das Arbeitsbecken wird nun abgesenkt, auf den Arbeits­ tisch können äußerst bequem Werkstücke auf diesem pla­ ziert werden.

Durch diese Ausgestaltung des Arbeitsbeckens und der Metallstruktur kann ein vertikal verschiebbarer Sicht­ schutz einfach an der Metallstruktur um das Arbeitsbecken herum angeordnet werden. Mittels Gegengewichten kann dieser manuell und einfach in Arbeitsposition gebracht werden.

Die im Arbeitsbecken befindliche dielektrische Flüssig­ keit ist bei Verwendung von Petroleum brennbar. Um eine Gefährdung für Personen und die Umwelt zu reduzieren, wird in der Elektroerosionsmaschine ein Feuerlöschsystem integriert. Über einen Feuermelder wird ein ausgebroche­ nes Feuer einer Steuereinheit gemeldet, die Steuereinheit öffnet einen mit Löschmittel gefüllten Behälter, wobei das Löschmittel über Leitungen an Düsen weitergeleitet und somit das Feuer gelöscht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung von den folgenden Zeichnungen be­ schrieben:

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Senkerodier­ maschine,

Fig. 2 die gleiche Ansicht wie Fig. 1 mit Werkzeughal­ ter und Arbeitstisch,

Fig. 3 die gleiche Ansicht wie Fig. 1 mit einem näher dargestellten Sichtschutz und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer integrier­ ten Feuerlöscheinrichtung.

In Fig. 1 ist eine Senkerodiermaschine in vereinfachter Form dargestellt. Die Senkerodiermaschine besteht haupt­ sächlich aus der Steuereinheit 2, dem Maschinenbereich 3 und dem Arbeitsbereich 4. Der Maschinenbereich 3 besteht im wesentlichen aus einem Maschinenbett und einem darauf angeordneten verstellbaren Elektrodenhalter, der Arbeits­ bereich 4 besteht aus einem Arbeitsbecken und einem Arbeitstisch, und ein Generator ist im vorliegenden Bei­ spiel in der Steuereinheit 2 integriert. Alle Bereiche sind zu einer Einheit zusammengefaßt. Diese Einheit besteht aus einer metallischen Metallstruktur, welche aus einzelnen Trägern 6 gebildet ist. Am Fuß der Metallstruk­ tur ist ein Sockel 7 angeordnet, welcher aus sehr stabi­ len Trägern gebildet ist. Unter dem Sockel 7 sind Stütz­ füße 8 angeordnet. Damit ergibt sich zwischen Boden und Maschine ein Luftspalt 9, in den beispielsweise die Aufnahmevorrichtung eines Gabelstaplers eingeführt werden kann. Die Stützfüße sind mittels einer Höhenverstellung höhenverstellbar, um bei einer Maschineninstallation Unebenheiten des Bodens ausgleichen zu können. Die Ma­ schine kann somit schnell und einfach waagerecht ausge­ richtet werden. Die einzelnen Träger 6 sind fest mitein­ ander verbunden. Die Anordnung kann beliebig erfolgen. Beispielsweise könnten die Träger 6 um den Arbeitsbereich klappbar oder verschiebbar ausgebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, diese Träger nicht anzuordnen. Zwischen den Trägern 6 werden Abdeckungen 10 angeordnet. Dort, wo es notwendig ist, beispielsweise am Arbeitsbe­ reich oder an Wartungsstellen, werden verschiebbare oder klappbare Abdeckungen vorgesehen.

In Fig. 2 wird der Arbeitsbereich 4 näher gezeigt. Aus dem Maschinenbereich 3 ragt eine verstellbare Aufnahme­ vorrichtung 11 in den Arbeitsbereich 4, an welcher die Elektrode 12 angeordnet ist. Unterhalb dieser ist der Arbeitstisch 13, an welchem ein Werkstück 14 auf spannbar ist, vorgesehen. Der Arbeitstisch 13 ist in einem Ar­ beitsbecken 15, welches mit einer dielektrischen Flüssig­ keit gefüllt ist, angeordnet. Dieses Arbeitsbecken 15 ist gegenüber dem Maschinenbereich höhenverstellbar. Bei einer Höhenverstellung werden die drei äußeren Beckenwän­ de vertikal verschoben. Die Abdichtung erfolgt über eine druckbeaufschlagte Schlauchdichtung, welche entlang der Dichtstelle gelegt wird.

Am oberen Rand des Arbeitsbeckens sind Überlauföffnungen 16 angeordnet, die den Füllstand des Arbeitsbeckens bestimmen. Das Arbeitsbecken wird je nach Werkstückgröße in eine bestimmte Arbeitsposition gebracht. Dazu werden die Daten des Werkstückes der Steuereinheit übermittelt, mit diesen Daten wird dann die Höhenverstelleinrichtung aktiviert.

Eine Ablauföffnung ist bei dieser Maschine nicht vorgese­ hen. Um das Arbeitsbecken zu entleeren, wird einfach die Schlauchdichtung drucklos gemacht, die Flüssigkeit läuft dann sehr rasch entlang der Dichtungsfuge in ein Auffang­ becken und wird dem Flüssigkeitskreislauf wieder zuge­ fügt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist um das Arbeitsbecken herum ein Sichtschutz 17 angeordnet. Dieser ist ebenfalls vertikal verschiebbar. An den oberen, dem Maschinenbe­ reich zugewandten Ecken 18 sind Zugmittel in Form von Kettenstücken 19 fest angeordnet. Am anderen Ende der Kettenstücke 19 sind Gegengewichte 20 angeordnet. Die Kettenstücke 19 sind über zwei Umlenkzahnräder 21 ge­ führt. Die Verschiebung erfolgt manuell über zwei Hand­ griffe 31. Es ist auch möglich, einen Antrieb vorzusehen. Dies könnte beispielsweise durch Anschließen eines Motors an den Umlenkzahnrädern 21 erfolgen. Über einen Sensor 22 wird die Arbeitsposition an die Steuereinheit gemeldet. Mit diesem Signal wird die Bearbeitung freigegeben. Der Sichtschutz 17 kann bis unter den Arbeitstisch abgesenkt werden.

In Fig. 4 wird eine in der Maschine integrierte Feuer­ löschanlage gezeigt. Über dem Arbeitstisch 13 ist ein Rauchmelder 23 angeordnet, welcher über eine Leitung 24 mit einem Rechnerelement 25 verbunden ist. Dieses Rech­ nerelement 25 schaltet bei einer Feuermeldung ein Öffner­ ventil 26, welches über eine Leitung 27 mit dem Rechner­ element 25 verbunden ist. Das Öffnerventil 26 ist mit einem Feuerlöscher 28 wirkverbunden. Wird der Feuerlö­ scher 28 durch das Öffnerventil 26 geöffnet, strömt Löschmittel des Feuerlöschers 28 über die Leitungen 29 an zwei trichterförmigen Düsen 30 aus. Die trichterförmigen Düsen 30 sind so ausgerichtet, daß das Löschmittel direkt auf den Arbeitsbereich zuströmt.

Claims (12)

1. Elektroerosionsmaschine mit einem Maschinenbett, einem mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllten und vertikal verstellbaren Arbeitsbecken, in welchem ein Arbeitstisch angeordnet ist, einem Generator und einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einheiten der Maschine von einer gemeinsamen Metallstruktur umgeben sind, welche einzelne Träger aufweist.

2. Elektroerosionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einheiten auf einem gemein­ samen Sockel angeordnet sind.

3. Elektroerosionsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel aus Trägern besteht, welche eine höhere Festigkeit als die restlichen Träger der Metallstruktur aufweisen und daß an der Unterseite des Sockels höhenverstellbare Stützfüße angeordnet sind.

4. Elektroerosionsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstruktur so ausgebildet ist, daß sie die Wirkung eines Faraday- Käfigs aufweist und somit die elektromagnetische Strahlung der Maschine abgeschirmt wird.

5. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsbecken auf ein auf das jeweils zu bearbeitende Werkstück abgestimmtes Niveau einstellbar ist, um eine optima­ le Füllmenge zu erhalten.

6. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsbecken am oberen Rand Überlauföffnungen aufweist, die den Füllstand des Arbeitsbeckens bestimmen.

7. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits­ ablaßöffnung eine an der Dichtstelle des Arbeits­ beckens gegenüber dem Maschinenbett angeordnete druckbeaufschlagte Schlauchdichtung ist, welche zum Ablassen drucklos gemacht wird.

8. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ablaufende Flüssigkeit in einem unter dem Arbeitstisch angeord­ neten Arbeitsbecken auffangbar ist und dem Flüssig­ keitskreislauf von dem Auffangbecken aus wieder zuführbar ist.

9. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß um das Arbeits­ becken herum ein Sichtschutz angeordnet ist, der gegenüber dem Arbeitsbecken vertikal verschiebbar ist.

10. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtschutz manuell unter der Wirkung von Gegengewichten oder automatisch über einen Motor verstellbar ist.

11. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsposi­ tion bzw. die Endlage des Sichtschutzes durch einen Sensor erfaßbar ist und der Sensor ein Signal an die Steuereinheit bei Erreichen der Arbeitsposition weiterleitet.

12. Elektroerosionsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisch steuerbares Feuerlöschsystem in der Metallstruktur angeordnet ist.