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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gegenschneidelement für
eine Schneidvorrichtung für Drähte von Funkenerosionsmaschinen
gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
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Eine
zuverlässige Handhabung des verbrauchten Drahts von Funkenerosionsmaschinen
ist für den Betrieb derartiger Maschinen von großer
Bedeutung, da Funkenerosionsmaschinen häufig für viele
Stunden im unbeaufsichtigten Betrieb gefahren werden, bei dem ein
Drahtstau einen längeren Ausfall der gesamten Maschine
zur Folge hätte. Außerdem bildet der verbrauchte
Draht, wenn dieser beispielsweise ungeordnet in einen Behälter
eingelagert würde, ein Knäuel, welches ausgesprochen
voluminös und daher aufwendig zu entsorgen ist.
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Vor
diesem Hintergrund hat es sich bewährt, den benutzten Draht
mittels einer in die Maschine integrierten Schneidvorrichtung zu
zerkleinern. Derartige Schneidvorrichtungen sind zur Zerkleinerung
des bei der Funkenerosion verbrauchten Drahtes in typischerweise
ein bis wenige Zentimeter lange Stücke ausgelegt. Diese
Stücke können dann beispielsweise mittels eines
Fluidstroms einer Auffangvorrichtung zugespült, darin platzsparend
gesammelt und später als Abfall entsorgt werden.
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Eine
gattungsgemäßes Gegenschneideelement ist aus der
EP 1 153 68 B1 bzw.
der deutschen Übersetzung
DE 600 05 305 T2 bekannt, die insbesondere
hin sichtlich der Gestaltung der Anordnung zur Aufnahme des Gegenschneideelements
sowie hinsichtlich der Gestaltung des Schneidmessers zum Gegenstand
der vorliegenden Offenbarung gemacht werden soll.
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Das
bekannte Gegenschneideelement ist drehbar sowie federvorgespannt
verschiebebeweglich innerhalb einer Buchse gelagert. Um eine gleichmäßige
Abnutzung des Gegenschneideelements zu erreichen, soll dieses um
seine Längsachse rotieren, und zwar allein angetrieben
durch beim Schneidevorgang wirkende Kräfte. Durch die Rotation
soll sich der eigentliche Verschleiß beim Schneidevorgang stetig
auf verschiedene Punkte des Gegenschneideelements verlagern und
damit insgesamt gleichmäßig verteilen.
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Da
das Zerschneiden der Drähte innerhalb eines Flüssigkeitsbades
erfolgt und Verschmutzungen dieser Flüssigkeit durch Metallstäube
od. dgl. nicht ausgeschlossen werden können, kann es zu
einem Blockieren der Rotationsbewegung kommen, wenn Verunreinigungen
in den relativ engen Ringspalt zwischen dem Außenumfang
des Gegenschneideelements und der Innenfläche der Buchse
gelangen. Ein derartiges Blockieren kann schon bei relativ geringen
Verunreinigungen auftreten, da Gegenschneideelement über
keinen definierten Rotationsantrieb verfügt, sondern lediglich
mehr oder minder zufällig durch die beim Schneidevorgang
wirkenden Kräfte gedreht wird. Ein Blockieren ist für
den Benutzer zunächst nicht ohne Weiteres zu bemerken,
da das Gegenschneideelement während des Betriebs nicht
sichtbar ist, und führt zu vorzeitiger Abnutzung des Gegenschneideelements.
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Daher
ist es aus dem vorstehend genannten Dokument bekannt, anstelle eines
Vollzylinders eine breite ringförmige Nut in einem mittigen
Außenumfangsbereich des Gegenschneideelements vorzusehen,
mit der ein Festsetzen des Gegenschneideelements in der Buchse – insbesondere
aufgrund von Verunreinigungen – durch Verringerung der
Kontaktflächen zwischen dem Gegenschneideelement und der
dieses lagernden Buchse verhindert werden soll.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte
Gegenschneideelement dahingehend zu verbessern, dass ein unerwünschtes Festsetzen
innerhalb der Buchse aufgrund von Verunreinigungen noch zuverlässiger
verhindert wird.
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Die
Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt gemäß den
Merkmalen des Schutzanspruches 1.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Schutzansprüchen
beschrieben.
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Im
Rahmen der Erfindung weist das Gegenschneideelement in wenigstens
einem axialen Bereich einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt auf,
der in die kreisförmige Grundfläche des Zylinders einbeschrieben
ist. Durch die nicht rotationssymmetrische Ausgestaltung des Gegenschneideelements findet
bei Drehung des Gegenschneideelements eine Umwälzung des
in dem Ringspalt eingeschlossenen Fluids statt, so dass die Bildung
permanenter Ablagerungen vermieden wird. Demgegenüber bleibt
bei der bekannten Ausführung des Gegenschneideelements als
Ringspalt der Durchmesser des Ringspalts bei Rotation des Gegenschneideelements
unverändert, so dass keine wesentliche Umwälzung
des Fluids stattfindet.
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Ferner
kann bei dem erfindungsgemäßen Gegenschneideelement
aufgrund der Aufhebung der Rotationssymmetrie einfacher beurteilt
werden, ob sich das Gegenschneideelement während des Betriebs
(in dem dieses nicht beobachtet werden kann) wirklich gedreht hat
oder nicht.
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Bevorzugt
ist das Gegenschneideelement in einem Umfangsbereich in Form eines
geraden Prismas ausgebildet, dessen Grundfläche in die
kreisförmige Grundfläche des Zylinders einbeschrieben
ist, d. h. nicht über die gedachte Verlängerung
des Mantels des Grundzylinders herausragt. Der Begriff ”gerades
Prisma” soll im Sinne der allgemeinen Definition einen
geometrischen Körper bezeichnen, der durch Parallelverschiebung
eines ebenen Vielecks entlang einer senkrecht zu dessen Ebene liegenden Geraden
im Raum entsteht.
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Durch
die Kanten des Prismas findet bei Drehung des Gegenschneideelements
eine Umwälzung des in dem Ringspalt eingeschlossenen Fluids
statt, so dass die Bildung permanenter Ablagerungen vermieden wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung tangieren wenigstens
eine und bevorzugt sämtliche Kanten des Prismas die gedachte
Verlängerung des Zylindermantels des Grundzylinders, d. h.
die Kanten des Prismas liegen (mit den vorgegebenen Toleranzen)
gegen die Innenwand des der Buchse an. Dadurch wird die Innenwand
der Buchse durch die Kanten von Ablagerungen mechanisch gereinigt
und so das Gegenschneideelement vor einem Festssetzen besonders
wirksam bewahrt. Alternativ können, um einen optimalen
Kompromiss zwischen Reinigungswirkung und Reibungsreduzierung zu
erzielen, die Kanten geringfügig gegenüber im
Vergleich zu dem Zylindermantel zurückspringen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist das Prisma eine
Grundfläche in Form eines regelmäßigen
Vielecks auf. Dabei kann es sich z. B. um ein regelmäßiges
Achteck oder um ein regelmäßiges Sechseck handeln.
Auch eine dreiecksförmige Grundfläche ist denkbar.
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Besonders
bevorzugt ist die Grundfläche des Prismas quadratisch,
so dass der prismatische Bereich die Form eines Quaders (”Vierkant”)
mit quadratischer Grundfläche hat. Es ist jedoch auch denkbar,
eine quadratartige Grundfläche mit bauchigen, insbesondere
konkav geformten Seiten auszubilden, wobei es sich dann nicht mehr
um ein Vieleck im strengen mathematischen Sinne handelt, jedoch
immer noch um eine nicht rotationssymmetrische Gestaltung.
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Bevorzugt
ist ein einziger axialer Bereich in Form eines geraden Prismas vorgesehen,
der bezogen auf die Längsachse des Gegenschneideelementes
mittig angeordnet ist, wobei beidseits des prismatischen Bereichs
jeweils Bereiche vorgesehen sind, die die zylindrische Grundform
aufweisen, so dass bei bestimmunge mäßer Anordnung
des Gegenschneidelements in einer Buchse der Schneidvorrichtung
das Gegenschneideelement über seinen axialen Verschiebeweg
hinweg stets durch die zylindrischen Bereiche gestützt
und in der Buchse geführt wird, unabhängig davon,
welche Stirnseite des Gegenschneideelements als Schneidfläche
benutzt wird.
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Es
kann aber auch vorgesehen sein, dass mehrere prismatische Bereiche
entlang der Längsachse des Gegenschneideelements vorgesehen sind,
die dann jeweils durch einen zylindrischen Bereich voneinander getrennt
werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
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1:
eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Gegenschneideelements mit einer Vierkantform, und
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2 und 3:
Ansichten eines aus dem Stand der Technik bekannten Gegenschneideelements.
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In
den 2 und 3 sind Ansichten der zylindrischen
Grundform eines insgesamt mit 10 bezeichneten aus dem Stand
der Technik bekannten Gegenschneideelements dargestellt, wobei bei
diesem Gegenschneideelement keine Nuten oder prismatischen Bereiche
vorgesehen sind.
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Das
Gegenschneideelement
10 aus gehärtetem Metall,
bevorzugt Stahl, weist eine axiale Bohrung
12 auf, durch
die der zu entsorgende Draht geführt und mittels einer
nicht dargestellten Drahtantriebsvorrichtung kontinuierlich vorgeschoben
wird. In der nicht dargestellten Schneidvorrichtung (vgl. die
EP 1 153 68 B1 bzw.
die
DE 600 05 305
T2 ) ist das Gegenschneideelement
10 in einer Buchse
dreh- und verschiebebeweglich geführt, wobei die gesamte Vorrichtung
im Betriebszustand von einem Fluid (auf der Basis von demineralisiertem
Wasser) überlagert ist. Eine der beiden Stirnseiten
20,
22 des
Gegenschneideelements wirkt bei bestimmungsgemäßer Verwendung
als Gegenschneidfläche. Für den Schneid vorgang
gleitet ein (nicht dargestelltes) verhältnismäßig
langsam rotierendes Fräsrad mit zahnradartigen Schneiden über
die jeweilige Gegenschneidfläche
20 oder
22 und
schneidet den jeweils überstehenden Drahtteil ab. Um den
Schneidspalt möglichst gering zu halten, wird das Gegenschneideelement
mittels einer Feder gegen das Fräsmesser gedrückt.
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Bei
dem Schneidvorgang wird insbesondere der Randbereich der Bohrung 12,
gegen den der Draht beim Schneidevorgang anliegt, einem verstärkten
Verschleiß ausgesetzt. Um einen gleichmäßigen
Verschleiß zu erreichen, ist das Gegenschneideelement 10 daher
frei drehbar gelagert und soll sich durch den Einfluss des drehenden
Scheidmessers regelmäßig um einen (undefinierten)
Winkelbetrag weiterbewegen, so dass sich der Verschleiß über den
Umfang gleichmäßig verteilt.
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Da
insbesondere Verunreinigungen des Fluids, z. B. durch Metallstaub
etc., eine Rotation des Gegenschneideelements 10 innerhalb
der Buchse der (nicht dargestellten Schneidvorrichtung) behindern
können, besitzt das in 1 dargestellte
Gegenschneideelement 10 erfindungsgemäß einen
Bereich 18 mit einem vierkantförmigen Querschnitt,
wobei die Kanten 24 des Vierkants die gedachte Verlängerung
des Zylindermantels des Grundzylinders des Zylinders tangieren.
Hierdurch wird zum einen erreicht, dass das Fluid bei Rotation des
Gegenschneideelements 10 in der Buchse mitgenommen wird und
somit unerwünschte Sedimentationen vermieden werden. Weiterhin
reinigen die Kanten 24 des Vierkants die Innenwand der
Buchse, so dass evtl. Ablagerungen aktiv beseitigt werden und eine
freie Drehbarkeit des Gegenschneideelements aufrecht erhalten wird.
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Im
Rahmen der Erfindung sind neben der dargestellten Vierkantform des
Bereichs 18 auch andere Formen auf der Basis anderer Vielecke
möglich, wobei die Seiten der Vierecke beispielsweise auch eine
konkave Krümmung aufweisen können. Beidseits des
mittig angeordneten Bereichs 18 weist das Gegenschneideelement
in den Bereichen 14 und 16 den Durchmesser und
die zylindrische Gestalt des bekannten Gegenschneideelements auf,
durch die das Gegenschneideelement 10 innerhalb der (nicht dargestellten)
Buchse geführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 115368
B1 [0004, 0024]
- - DE 60005305 T2 [0004, 0024]