DE19629298C2 - Abgedichtete Durchführung für Elektro-Erosionsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine abgedichtete Durchführung für einen Elektrodentragarm gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2.

Bei Elektro-Erosionsmaschinen, hauptsächlich solchen, die zum Form­ schneiden von metallischen Werkstücken mit Draht arbeiten, der zwischen zwei Elektrodentragarmen (Elektrodenträgern) gespannt ist, von denen der untere in eine Flüssigkeit in einem Arbeitsbehälter eintaucht, müssen Ab­ dichteinrichtungen zwischen Behälter und Tragarm vorgesehen werden, damit die typisch aus einer CH-Verbindung bestehende Flüssigkeit nicht durch die seitlich im Behälter vorgesehene Eintrittsöffnung für den Tragarm entweicht. Diese Öffnung besteht bei bekannten Durchführungen üblicher­ weise aus einem erweiterten Fenster, innerhalb dessen Abmessungen der Behälter während des Maschinenbetriebs bezüglich des ortsfest installierten Elektrodentragarms bewegt werden kann.

Aus dem bekannten Stand der Technik sind für solche Durchführungen des Tragarms durch die Behälterseitenwand flüssigkeitsdichte Bauarten bekannt. Zwecks Aufrechterhaltung dieser Dichtheit werden bei ausgefeilten Durch­ führungseinrichtungen hohe Anpreßkräfte zwischen verschiedenen Bauteilen angewendet, zwischen denen eine Relativverschiebung stattfindet. Diese hohen Kräfte können zwischen dem sich bewegenden Behälter und dem ortsfesten Elektrodentragarm und/oder anderen Bauteilen unerwünschte Be­ anspruchungen und Verbindungen verursachen.

Eine gattungsgemäße abgedichtete Durchführung für einen Elektro­ dentragarm in den Flüssigkeitsbehälter einer Elektroerosionsma­ schine ist aus der EP 0 699 497 A1 bekannt, wobei in einer Aus­ führungsform die verschiebbare, das Fenster in der Behälterwand abdeckende Platte sich auf einem Rollenlager abstützt, das aus einem Innen- und einem Außenring gefertigt ist. Um die Platte leicht bewegen zu können, besteht der Innenring aus Teflon mit niedrigem Reibungskoeffizient. Der Außenring ist hingegen von hoher Belastbarkeit, um Abnutzungserscheinungen entgegen zu wir­ ken.

Eine ähnliche Konstruktion zur Abdichtung in einer Elektroerosi­ onsmaschine ist zusammen mit einer Schutzkonstruktion in der EP 0 667 202 A1 vorgeschlagen. Aus der US-4,565,915 ist eine am Um­ fang des Elektrodentragarms anliegende Anschlußdichtung bekannt, die teilabdichtend ausgeführt ist, wobei austretende Flüssigkeit mittels einer Rückführleitung und einer Pumpe zurück in den Flüssigkeitsbehälter geführt wird. Schließlich sind aus der US- 4,918,279 Maßnahmen bekannt, um die Reibungskräfte zwischen der Behälterwand und der Platte sowie zwischen dem Elektrodentragarm und der ihn umgebenden Abdichtung zu verringern.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß eine absolute Dichtheit der Durchführung, die Vermeidung von Kraftübertragungen oder Beanspruchun­ gen zwischen Behälter und Elektrodentragarm und ein einfacher kosten­ günstiger Gesamtaufbau einer flüssigkeitsdichten Durchführung drei mitein­ ander unverträgliche Bedingungen darstellen und deshalb der Schlüssel zur Problemlösung darin liegt, auf eine absolute Dichtheit als Grundforderung zu verzichten.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher, eine teilabgedichtete Durchführung für einen Elektrodentragarm in den Flüssigkeitsbe­ hälter einer Elektroerosionsmaschine zu entwickeln, bei der die auftretenden Kräfte und der Verschleiß verringert und Betrieb und Wartung erleichtert sind.

Diese Aufgabe wird durch eine abgedichtete Durchführung gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine teilabgedichtete (semi­ watertight) Durchführung für zueinander bewegliche Bauteile oder Baugrup­ pen von Elektro-Erosionsmaschinen unter Verwendung einer Lageranord­ nung, die eine das Fenster in einer Seitenwand des Arbeitsbehälters über­ deckende Platte zu dieser Seitenwand in teilabgedichteter Beziehung hält. Sowohl die Platte als auch die Lageranordnung befinden sich auf der Außen­ seite des Behälters, so daß Betrieb und Wartung erleichtert sind. Da die Platte größere Abmessungen als das Fenster besitzt, überdeckt sie ständig während ihrer Relativbewegungen bezüglich der Behälterseitenwand das darin enthaltene Fenster. Die Lageranordnung kann an der (Seiten-)Fläche der Platte befestigt sein und mit der Behälterseitenwand in teilabgedichteter Beziehung stehen. In der Platte befindet sich eine Öffnung zum Durchgang des Elektrodenhalterarms. Die Platte besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten und besitzt in Breite und Länge soviel größere Abmessungen als die entsprechenden Abmessun­ gen des Fensters, daß das Fenster bei Verstellbewegungen des Behälters stets vollständig überdeckt ist.

Ein das Fenster umgebender Rahmen aus Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibungskoffizient ist an der Außenseite der Behälterseitenwand befestigt. Dieser Rahmen ist somit zwischen der Platte und der Behälterseitenwand angeordnet.

Weiterhin ist auf beiden Seiten der Platte ein teildichtender Rahmen vorge­ sehen, der jeweils die darin enthaltene Durchgangsöffnung für den Elektro­ denhalter umgibt. Dieser teildichtende Rahmen steht mit der Außenseite des Elektrodenhalterarms in anliegender Verbindung, um für eine Teilabdichtung zwischen dem Tragarm und der Platte zu sorgen.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel die Erfindung an­ hand der Zeichnungen näher erläutern.

Es zeigen jeweils schematisch,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Behälters einer Elektro-Erosions­ maschine mit eingebauter Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Teildarstellung entsprechend dem Schnitt A-A in Fig. 1 ein­ schließlich eines in der Öffnung der Platte angeordneten Elektroden­ tragarms b und

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung einer Spann- und Lagereinrichtung gemäß der Erfindung.

Der Behälter 1 entsprechend Fig. 1 dient zur Aufnahme von Arbeitsflüssig­ keit L, einem Dielektrikum, Petroleum oder dergleichen, und läßt sich wäh­ rend der Werkstücksbearbeitung direkt oder indirekt in wenigstens den zwei angedeuteten Achsrichtungen OX, OY verstellen. Entsprechend Fig. 2 ist einer der Elektrodentragarme b, beispielsweise für Elektrodendraht, in des­ sen Inneren außerdem Rohre, Kabel usw. angeordnet sein können, in die Flüssigkeit des Behälters 1 eingeführt und vorzugsweise ortsfest angeordnet.

Um die Verstellbewegungen des Behälters 1 bezüglich des Elektrodentrag­ arms b zu ermöglichen, enthält die Rückwand 3 des Behälters 1 ein Fenster 2. Da durch das Fenster 2 sofort sämtliche Flüssigkeit aus dem Behälter 1 entweichen würde, ist ein Abdichtblock 4 vorgesehen, der den Austritt der Flüssigkeit L durch das Fenster 2 weitgehend verhindert. - Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt der Abdichtblock 4 eine Platte 7, die eine Öffnung 5 enthält, durch die sich der Elektrodentragarm b sich in das Innere des Behälters 1 erstreckt.

Bisher bekannte Lösungen für Tragarm-Durchführungen sind mit der Über­ legung verhaftet, daß zwischen Platte und Elektrodentragarm einerseits so­ wie zwischen Platte und Behälterwand 3 andererseits eine absolute Dichtheit vorhanden sein soll. Da eine absolute Dichtheit hohe Anpreßkräfte zwischen den genannten Bauteilen erfordert, die wiederum eine Übertragung von Kräften zwischen den relativ zueinander bewegten Bauteilen (Behälter/Tragarm) nach sich ziehen, entstehen unter diesen Bedingungen komplizierte, aufwendige Problemlösungen.

Die Erfindung geht von einem insofern entgegengesetzten Prinzip aus, als bei ihr für eine absolute Dichtheit keine Notwendigkeit besteht, dafür jedoch die Übertragung/Weiterleitung von Kräften zwischen Behälter und Tragarm auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt. Ausgehend von diesen Grundbedin­ gungen entsteht gemäß der Erfindung eine wesentlich einfachere Lösung.

Zwischen dem Abdichtblock 4 und dem Elektrodentragarm b ist eine dich­ tende Kopplung oder Anschlußdichtung 6 mit nicht absolutem Dichtverhal­ ten (semiwatertight) vorgesehen, durch deren Anwendung erhöhte Reibkräf­ te zwischen Abdichtblock 4 und dem Tragarm b sowie ein unbehindertes Entweichen von Flüssigkeit aus dem Behälter 1 vermieden werden, so daß der Abdichtblock 4 zu einem Block mit "halbdichtem", modifiziertem Ab­ dichtverhalten umgewandelt ist.

Dieser modifizierte Abdichtblock 4 umfaßt als Hauptbestandteil eine Platte 7 aus Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizienten, beispielswei­ se Teflon.

Rings um das Fenster 2 ist auf der Oberfläche der Behälterwand 3 ein Rah­ men 8 angebracht, der aus gleichem oder ähnlichem Material wie das der Platte 7 besteht, so daß zwischen diesen beiden Bauteilen eine Spaltbezie­ hung mit geringer Reibung vorhanden ist und die Flüssigkeit L aus dem Be­ hälter 1 nicht frei entweichen kann.

Entsprechend Fig. 1 bis 3 ist an der Außenseite der Behälterwand 3, vor­ zugsweise ober- und unterhalb des Fensters 2 eine Mehrzahl von Spanneinrichtungen 9 angebracht, um die Platte 7 an dem das Fenster 2 außen um­ gebenden, vorzugsweise aus reibungsarmem Kunststoff bestehenden Rah­ men 8 anliegend, aber leicht verschiebbar zu halten. Jede Spanneinrichtung 9 umfaßt einstellbare Federmittel 10, deren Kraft auf ein von einem Buchsenteil ausgehendes oder auskragendes Lager 11 wirkt, das an der Platte 7 mit einem abrollenden Lagerring entsprechend Fig. 3 anliegt. Auf diese Weise ist bei Bewegungen des Behälters 1 die Übertragung von Kräf­ ten auf den Tragarm b auf einstellbare Mindestwerte reduziert, da zwischen der Platte 7 und dem Rahmen 8 aufgrund der einstellbaren Dichtungsspalt­ weite nur minimale Gleitreibung und zwischen dem Lager 11 und der Platte 7 lediglich Rollreibung besteht.

Da die Durchführung gemäß der Erfindung nur für eine Abdichtung in be­ grenztem Umfang sorgt, tritt aus dem Behälter 1 zwangsläufig etwas Flüs­ sigkeit L aus. Die durch die teilabdichtende Anschlußdichtung 6 am Trag­ arm b sowie zwischen den Spaltberührungsflächen von Platte 7 und Rahmen 8 nach außen entweichende Flüssigkeit wird in einer Auffangrinne gesam­ melt und durch ein Rohr C in den Behälter zurückgeführt.

Die Platte 7 hat lediglich einen Reibungskontakt und zwar den zwischen Platte 7 und Rahmen 8. Da der Lagerring 11 drehbar gelagert ist und abrollt, findet zwischen diesem und der Platte 7 keine oder nahezu keine Reibung statt. Darüberhinaus kann der Reibungskontakt im Dichtungsspalt zwischen Platte 7 und Rahmen 8 durch Verdrehung der Schraubmuttern S (Fig. 3) auf den von den Federn 10 umgebenen Bolzen feinfühlig auf kleinste Werte ein­ gestellt werden. Durch die Einstellung gemäß Fig. 2, 3 wird der Abstand des Buchsenteils 12 bzw. des an diesem befestigten Lager 11 von der Behälter­ wand 3 verändert und der Dichtungsspalt durch die Federn 10 auf die je­ weils eingestellten Werte entlastet gehalten. Die Anwendung von Federmit­ teln 10 und Stellmuttern S ermöglicht somit eine genaue Einstel­ lung/Regelung des Reibungskontaktes sowie der aus dem Behälter 1 entwei­ chenden Flüssigkeitsmenge L.

Man erkennt, daß die bauliche Anordnung gemäß der Erfindung kosten­ günstig mit einfachen Mitteln erreicht wird und einen leichten Zugang zur Platte 7 und zu der Anordnung der Spann- und Lagereinrichtungen ermög­ licht. Auf diese Weise wird gegenüber den bekannten Durchführungen die Reinigung, Reparatur und Wartung erheblich vereinfacht.

Claims (2)

1. Abgedichtete Durchführung für einen Elektrodentragarm (b) in den Flüssigkeitsbehälter (1) einer Elektroerosions­ maschine, bei der eine Behälterseitenwand ein Fenster (2) zum Durchgang des Elektrodentragarms (b) enthält,
wobei das Fenster (2) von einer relativ zum Fenster ver­ schiebbaren Platte überdeckt ist, die eine größere Breite sowie Länge als das Fenster (2) aufweist und an der Außen­ seite der Behälterwand (3) anliegend gehalten ist,
wobei zwischen Behälterwand (3) und Platte (7) ein das Fen­ ster (2) umgebender Rahmen (8) angeordnet ist,
wobei die Platte (7) zum Durchgang des Elektrodentragarms (b) eine Öffnung (5) enthält,
und wobei der Elektrodentragarm (b) von einer teilabdich­ tenden Anschlußdichtung (6) umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (7) durch mehrere an der Behälterwand (3) ober- und unterhalb des Fensters (2) ortsfest angeordnete Spanneinrichtungen (9) in teilabdichtender Beziehung zum Rahmen (8) gehalten ist, die jeweils ein an der Platte an­ liegendes und bei Relativbewegungen zwischen Behälterwand und Platte rotierendes Lager (11) aufweisen, und in denen jeweils der Abstand des Lagers (11) von der Platte (7) ein­ stellbar ist.

2. Abgedichtete Durchführung für einen Elektrodentragarm (b) in den Flüssigkeitsbehälter (1) einer Elektroerosions­ maschine, bei der eine Behälterseitenwand ein Fenster (2) zum Durchgang des Elektrodentragarms (b) enthält,
wobei das Fenster (2) von einer relativ zum Fenster ver­ schiebbaren Platte überdeckt ist, die eine größere Breite sowie Länge als das Fenster (2) aufweist und an der Außen­ seite der Behälterwand (3) anliegend gehalten ist,
wobei zwischen Behälterwand (3) und Platte (7) ein das Fen­ ster (2) umgebender Rahmen (8) angeordnet ist,
wobei die Platte (7) zum Durchgang des Elektrodentragarms (b) eine Öffnung (5) enthält,
und wobei der Elektrodentragarm (b) von einer teilabdich­ tenden Anschlußdichtung (6) umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Spanneinrichtungen (9) vorgesehen ist, die die aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizient bestehende Platte (7) am aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibungskoeffizient beste­ henden Rahmen (8) anliegend halten, und die jeweils ein drehbares Lagerteil (11) zur Übertragung einer Spannkraft mit abrollender Anlage an der Platte (7) aufweisen, wobei jede der Spanneinrichtungen (9) einstellbar ist, um die Kraft des Lagerteils (11) gegen die Platte (7) zu verändern und eine teilabdichtende Verbindung zwischen Platte (7) und Rahmen (8) herzustellen.