DE2041013C3 - Elektrochemische Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Bearbeitungsmaschine mit in senkrechter Richtung verschiebbarer Werkzeugelektrode und einer Druckkammer, die eine Grundplatte zur Auflage des Werkstükkes. einen Werkzeugträger und ein ortsfestes Dach umfaßt das mit einer eine Abdichtung aufweisenden öffnung für den dichten Durchtritt einer den Werkzeugträger tragenden, längsgeführten Säule versehen ist

Bei derartigen Maschinen ist es bekannt die zu bearbeitenden Werkstücke und die Werkzeugelektrode in einer dicht geschlossenen Kammer zu halten, in der sich der die Bearbeitung ermöglichende Elektrolyt befindet und unter Druck zirkuliert was unter anderem den Vorteil bietet daß Kavitation in der Arbeitszone vermieden wird Diese Anordnung hai jedoch gegenüber den in freier Luft arbeitenden Maschinen erhebliche Nachteile. Während der Pflege, der Unterhaltung oder dtr Reinigung der dichten Kammer ist es notwendig, der oberen, eine Glocke bildenden Teil anzuheben, der ein mit den Seitenwänden fest verbundenes Dach, eine an einem durch das Dach hin- und herbewegbaren Bed'enuTigskoIben befestigte Elektrode sowie verschiedene Verbindungselemente, wie z. B. Führungsteile, verschiedene Leitungen und Kabel, enthält die an der Anordnung befestigt sind. Dieses Vorgehen ist umständlich; es benötigt einen beträchtlichen Arbeitsaufwand und stellt Festigkeitsprobleme. Deshalb haben diese Einrichtungen, die schnell sehr umfangreich werden, einen begrenzten verhältnismäßig kleinen Arbeitsraum.

Außerdem haben die bisherigen Einrichtungen und die notwendigerweise beweglichen Kammern auf Grund ihres Gewichtes und ihres Volumens Probleme hinsichtlich Führung und Abdichtung. Tatsächlich ist die beträchtliche Masse der aufgehängten Teile Seitenkräften ausgesetzt, die die Abdichtungen zwischen dem unteren Glockenrand mit dem Werkstückträger und an der oberen öffnung des Daches für den Durchtritt des Elektrodenträgers erheblich beanspruchen.

Die FR-PS 1 435 965 zeigt eine elek*rochemische Bearbeitungsmaschine mit in senkrechter Richtung verschiebbarer Werkzeugelektrode und mit einer zylinderförmigen Druck- oder Arbeitskammer, in die von oben ein kolbenförmiger Elektrodenträger eintaucht, wenn die zylinderförmige Druckkammer mit ihrer nach unten abschließenden ringförmigen Platte auf dem Werkstück aufsitzt und die Elektrode dem Werkstück weiter angenähert werden soll. Um das Werkstück von außen zugänglich zu machen, wird der Elektrodenträger hochgezogen, wobei er die Druckkammer durch eine an ihrem oberen Ende wirksam werdende Mitnehmerverbindung vom Werkstück abhebt. Diese bekannte Druckkammer wird nach oben nicht durch ein ortsfestes Dach sondern durch den kolbenförmigen Elektrodenträger abgeschlossen und im Verlauf des Arbeitsganges mit dem Vorschub verkleinert, was beträchtliche Kräfte erfordert. Ein Zugang zum Werkstück ohne Elektrodenrückzug ist nicht möglich.

Bei der elektrochemischen Bearbeitungsvorrichtung nach der CH-PS 462 341 ist die Elektrode an einem

durchbohrten, vom Elektrolyten durchströmten Werkzeugträger befestigt, der mittels Stopfbuchspackung abgedichtet in einer Bohrung der oberen, ortsfesten Abschlußwand der Druckkammer verschiebbar ist Die Seitenwände der Druckkammer sind nicht hochziehbar.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemisch abtragende Bearbeitungsmaschine mit Druckkammer großer Dimensioner zu schaffen, bei der der Zugang zum Inneren des / j-beitsraumes erleichtert und die Hubeinrichtung und Abdichtung, insbesondere am Durchgang des Werkzeugträgers, vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß cadurch ge löst, daß die Druckkammer eine gegenüber dem Dach und dem Werkstück hochziehbare Seitenwand umfaßt, die das feste Dach, die Werkzeugelektrode und das Werkstück umgibt, wobei Dichtungen einerseits zwischen dem oberen Teil der beweglichen Seitenwand und dem älteren Rand des festen Daches und andererseits zwischen dem unteren Teil dieser hochziehbaren Seitenwand und der Grundplatte vorgesehen sind

Vorteilhafterweise ist die Seitenwand zylindrisch oder oval. Die Anordnung gemäß Her Erfindung bietet den Vorteil, daß auch bei einer Arbeitskammer mit großen Abmessungen der Zugang zum Inneren des Arbeitsraumes erleichtett ist und die Hubeinrichtung sowie die Abdichtung einfach sind.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Wand aus Qbereinandergesetzten Elementen zusammengesetzt, wodurch die Höhe der Kammer der Höhe der Arbeitselektrode und des in Serie zu fertigenden Werkstücks leicht angepaßt werden kann.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt einer Maschine nach der Erfindung,

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht der Dichtung am Durchgang des Werkzeugträgers durch die öffnung des Daches der Maschine nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Einzelheit der dichten Verbindung der Seitenwände mit dem Dach der Vorrichtung.

In F i g. 1 sind lediglich die wesentlichen Elemente einer elektrochemischen Arbeitsmaschine in schematischer Form dargestellt, d. h. die Druckkammer und die Elektrode. Nicht dargestellt sind das Elektrolytspeicherbecken, die Druckpumpe, die Zu- und Abflußleitungen für den Elektrolyten, das Filter, die Wärmeaustauscher für Heizung und Kühlung des Elektrolyten, die Absaugeinrichtungen für die wahrend des Betriebes entstehenden Dämpfe des Elektrolyten, die elektrische Stromquelle und Zuführungsleitungen, die Bewegungseinrichtungen für die hydraulische und elektrische Steuerung sowie das Maschinengestell in seiner Gesamtheit.

Die Druckkammer setzt sich aus zwei Teilen zusammen, einem festen und einem beweglichen Teil. Der feste Teil umfaßt das Dach 1 des Raumes, das über eine Anzahl Zwischenstützen 2 am oberen Teil des Maschinengestells befestigt ist.

Das Dach 1 ist mit einer öffnung 4 versehen, die den Durchgang der Säule 5 des Werkzeugträgers erlaubt, die an ihrem unteren Ende einen mit der Werkzeugelektrode 7 ausgerüsteten Werkzeugträger 6 und an ihrem oberen Ende die nicht dargestellten Bewegungseinrichtungen für die Werkzeugelektrode aufweist.

Mit der Säule 5 des Werkzeugträgers 6 ist ein flexibles Rohr 8 verbunden, das wiederum mit nicht dargestellten Ventilen verbunden ist, die zur Leistungsregelung dienen (Ventile und Elektroventile programmgesteuert oder durch automatische Regelung betriebene Ventile). Das flexible Rohr 8 ist mit Elektrolytkanälen 9 verbunden, die die Säule 5 und die Werkzeugelektrode 7 durchdringen und an den vorspringenden Teilen der

S Elektrodenarbeüsfläche ausmünden.

Die öffnung 4 ist mit einer Dichtung 10 versehen, die die Abdichtung des Durchgangs der Säule 5 gewährleistet und die in F i g. 2 gezeigt ist Das Werkstück 11, das mittels elektrochemischer Be arbeitung geformt werden soll, ruht auf einem Sockel 12, der anodisch gepolt und auf der Grundplatte ruhend in der Druckkammer befestigt BL

Die bewegliche Seitenwand der vorzugsweise kreisrunden Druckkammer besteht aus selbständigen und

is übereinander angeordneten Elementen 13 und 14. Ihre vorzugsweise zylindrischen oder ovalen Hauptteile 15 und 16 sind aus plastischem Material hergestellt, das faserverstärkt ist, z. B. mit kunstharzimprägniertem wie epoxydimprägniertem Gespinst Es ist ersichtlich, daß das plastische Material im Hinblick auf die Beständigkeit gegen die agressive Wirkung des Elektrolyten ausgewählt werden muß.

Die Ränder der Hauptteile 15 und 16 sind durch Flansche 17,18,19,20 verstärkt, die ebenfalls aus einem der Elektrolytkorrosion widerstehenden Material bestehen, z. B. aus rostfreiem Stahl. Die Berührungsflächen 21, 22 und 23 der Flansche 17, 18 und 19 sind sauber bearbeitet, um ein einwandfreies Zusammensetzen der Elemente 13 und 14 untereinander und mit der Grundplatte 3 zu gewährleisten.

Der Flansch 17 ist nach innen durch einen Rand 24 verlangen, der mit einem Kragen 28 zusammenwirkt. Dieser ist am Dach 1 mittels Unterlagen 46 befestigt, die die Höhenunterschiede ausgleichen (Herstellungstoleranz an den Teilen) und die Ausrichtung dieser Teile um einige Millimeter (bis 10 mm) ermöglichen sollen (F ig.3).

Die Flansche 18. 19 sind ausschließlich nach außen gerichtet und erlauben die Zusammenfügung der EIemente mittels Schrauben und Muttern Der Flansch 20 hat die Form eines umgekehrten »T«, dessen senkrechter Teil durch den unteren Teil des Hauptteils 16 gebildet wird. Dieser Flansch bildet also einen kreisrunden Fuß, der auf der Grundplatte 3 steht, während gleichzeitig der Rand 24 mit dem Kragen 28 zusammenwirkt. Ein Dichtungsring 29 ist in einer Ringnut 30 angeordnet, die sich in der Oberfläche der Grundplatte 3 befindet. Diese Dichtung wirkt mit der unteren Fläche 23 des unteren Flansches 20 zusammen und gewährleistet die Abdichtung. Indem der Innendruck auf die innere obere Fläche des Flansches 20 und auf die untere Fläche des Kragens 28 wirkt, wird durch die Anlage des Flansches 20 an der Grundplatte 3 und des Krapens 28 am Rand 24 die Abdichtung bewirkt.

Die Zahl der Wandelemente kann je nach der benötigten Höhe der Kammer gewählt werden.

Die Seitenwand der Kammer ist mit einer Hubvorrichtung verbunden, die eine Bewegung in Richtung der Pfeile 31 gestattet.

Während des Betriebes der elektrochemischen Arbeitsmaschine wird in die dichte Kammer durch die Werkzeugelektrode 7 hindurch Elektrolyt unter Druck eingeführt und durch Leitungen 32 abgeleitet, die die Grundplatte 3 durchsetzen. Die Zirkulation des Elek-

trolyten kann auch in umgekehrter Richtung stattfinden. Während des Arbeitsganges befinden sich die Wandelemente 13 und 14 unter Zusammenpressung der Dichtungsringe 28 und 29 in der unteren Ruhelage.

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Nach beendetem Arbeitsgang bringt man die Seitenwände des Raumes in ihre obere Lage, wodurch ein leichter Zugang zum Innern des Raumes ermöglicht ist.

F i g. 2 zeigt gleichzeitig eine Einrichtung zur Abdichtung der für die Behandlung großer Werkstücke bestimmten Druckkammer und eine Einrichtung zur Erneuerung defekter Dichtungen.

Der Druck des Elektrolyten bewirkt seitliche Kräfte, die den Dichtungsring 33 der Dichtung 10 einem erhöhten Verschleiß aussetzen, vor allem bei der Bearbeitung großer Werkstücke.

Daher wird gemäß F i g. 2 ein zylindrischer Lagerkörper 34 vorgesehen, der an ^Stelle des Dichtungsringes 33 die durch den Druck des Elektrolyten hervorgerufenen Reaktionskräfte aufnimmt.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, beginnt die im Dach 1 vorgesehene öffnung 4 oben mit einer kugelzonenringförmigen Ausnehmung 35, die sich nach unten in zylindrischer Form fortsetzt und mit einem Rand 37 endet. Die Dichtung wird mittels eines Ringes 38 im zylindrischen Ausnehmungsteil 36 gehalten.

Der Lagerkörper 34 befindet sich in der Ausnehmung 35 und besteht aus einem verschleißfesten Werkstoff, wie z. B. Messing oder einem mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Material oder auch aus einem selbstschmierenden Werkstoff, wie mit einem Schmiermittel gefüllte poröse Bronze oder Sintermetall.

Der Lagerkörper 34 ist ein Ring mit trapezförmigem Querschnitt, der aus mehreren trapezförmigen Segmenten besteht und daher leicht herausnehmbar ist. Er wird in der Ausnehmung 35 mittels einer Sperrplatte 39 gehalten, die ebenfalls aus mehreren, auf dem Dach 1 der Druckkammer mittels Schrauben 40 befestigten Segmenten besteht, in die Feststellschrauben 41 eingeschraubt sind. Diese sind gegen eine aus mehreren Elementen 42 bestehende Scheibe verspannt, die mit dem Lagerkörper 34 zusammenwirkt, wodurch die Neigung des Lagerkörpers 34 und damit in einem gewissen Maße auch die Neigung der Säule 5 des Werkzeugträgers 6 eingestellt wird.
Schrauben 43, die durch glatte Löcher der Sperrplatte 39 und eventuell auch durch die Scheibenelemente 42 hindurchgeführt sind, sind in Verstärkungsplättchen 44 eingeschraubt, die integrierende Bestandteile der kleinen Grundfläche der Elemente des Lagerkörpers 34 sind und diese durchdringen. Indem sich die Schrauben

"ο 43 mit ihrem Kopf auf der Sperrplatte 39 und mit ihrem anderen Ende auf dem Ring 38 abstützen, erlauben sie ein Abheben des Lagerkörpers 34 aus der Ausnehmung 35 während des Ausbaus der Dichtung.

Wenn man also eine hinreichende Abnutzung des

'S Dichtungsringes 33 feststellt, schraubt man die Feststellschrauben 41 heraus, zieht die Schrauben 43 an und hebt damit die den Lagerkörper 34 bildenden Elemente aus ihrer Ausnehmung 35. Es genügt dann, die Schrauben 40 zu lösen, um die Sperrplatte 39 und die Elemen-

te des Lagerkörpers aus der öffnung herauszuziehen. Man hat damit Zugang zum Ring 38, den man bis in eine mittlere Höhe anhebt, wodurch der Dichtungsring 33 freigegeben wird, den man durch Abreißen oder Auftrennen entfernt.

*5 Eine gewisse Anzahl Ersatzringe 45 ist vorher am oberen Teil der Säule 5 aufgereiht worden; den ersten von diesen zieht man zum Auswechseln des abgenutzten Dichtungsringes 33 heran, indem man ihn an det Säule 5 des Werkzeugträgers 6 entlang und — dank seiner Elastizität — über den Ring 38 streift. Der Zu sammenbau wird in umgekehrtem Sinn, wie oben be schrieben, vorgenommen.

Die oben beschriebene Gleitfläche vermindert di< Reibungswirkung an der Säule 5 des Werkzeugträger:

6, die zum Sicherstellen einer guten Verschleißfestig keit im allgemeinen mit einem siliziumhaltigen Epoxyd harz versehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrochemische Bearbeitungsmaschine mit in senkrechter Richtung verschiebbarer Werkzeugelektrode und einer Druckkammer, die eine Grundplatte zur Auflage des Werkstücks, einen Werkzeugträger und ein ortsfestes Dach umfaßt das mit einer eine Abdichtung aufweisenden öffnung finden dichten Durchtritt einer den Werkzeugträger tragenden, längsgeführten Säule versehen ist d a durch gekennzeichnet, daß die Druckkammer eine gegenüber dem Dach und dem Werkstück hochztehbare Seitenwand (13, 14) umfaßt die das feste Dach (1), die Werkzeugelektrode (7) und das Werkstück (11) umgibt wobei Dichtungen einerseits zwischen dem oberen Teil (13) der beweglichen Seitenwand und dem äußeren Rand des festen Daches und andererseits zwischen dem unteren Teil (14) dieser hochziehbaren Seitenwand und der Grundplatte (3) vorgesehen sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die hochziehbare Seitenwand aus übereinander angeordneten Elementen, und zwar wenigstens aus einem oberen (13) und einem unteren Element (14) besteht vtobei die Elemente je nach Höhe des Werkstücks (11) ausgewählt und zusammengesetzt sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß jedes Element einen zylindrischen oder ovalen Teil (15, 16) aus plastischem, faserverstärktem Material aufweist dessen oberer und unterer Rand jeweils mit Verstärkungsflanschen (17,18, 19.20) versehen sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindung zwischen Dach und Seitenwand durch Zusammenwirken der inneren unteren Fläche des oberen Flansches (17) der oberen Seitenwand (13) mit einem den Rand des Daches (1) umgebenden Kragen (28) gewährleistet ist während die Verbindung zwischen Grundplatte (3) und Seitenwand (14) über eine ebene Fläche (23) am unteren Flansch (20) der unteren Seitenwand (14) erfolgt die mit einer ebenen Fläche der Grundplatte (3) zusammenwirkt wobei ein an einer dieser Flächen anliegender Dichtungsring (29) in einer Nut (30) in der anderen Fläche vorgesehen ist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Durchgang der Säule (5) des Werkzeugträgers (6) durch das Dach (1) mittels eines Dichtungsringes

(33) gewährleistet ist, der im unteren Bereich der Öffnung (4) des Daches (1) unterhalb eines Lagerkörpers (34) angeordnet ist, wobei der Lagerkörper

(34) aus einem verschleißfesten Werkstoff hergestellt und in einer entsprechenden Ausnehmung (35) der Öffnung angeordnet ist, in der die Säule (5) gleitet, und daß der Lagerkörper (34) aus getrennten Elementen in Form von Ringsegmenten zusammengesetzt ist, die in der Ausnehmung (35) mittels einer Sperrplatte (39) gehalten sind, die ebenfalls aus Ringsegmenten zusammengesetzt und jedes Ringsegment einzeln auf dem Dach (1) um die Säule (5) herum befestigt ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß Ersatzdichtungsringe (45) vor der Montage der Maschine auf dem oberen Teil der Säule (5) derart aufgereiht sind, daß sie entlang der Säule nach unten gleiten können, um jeweils eine schadhafte Dichtung zu ersetzen, nachdem die Sperrplatte (39) und der Lagerkörper (34) entfernt worden sind.