DE2057465C3 - Funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die Frfindimg betrifft eine Funkenerosionsmaschine zur Bearbeitung von Rädern u. dgl., also von rad-, scheiben- oder zylinderförmigcn Werkstücken, insbesondere von Turbinenlaufrädern im Bereich der Schaufeln, mit einem Behälter zur teilweisen Aufnahme des im Bearbeitungsbereich in öl od. dgl. tauchenden Werkstückes, mit einem im Bereich der Behälterstirnseite angeordneten, beweglichen Arbeitskopf, mit an den Behälterseitenwänden angeordneten Stützlagern, in denen das Werkstück um seine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Achse verdrehbar lagert und mit einer Feststelleinrichtung für das Werkstück.

Elei einer bekannten Funkenerosionsmaschine dieser Art ist eine handelsübliche Erosionsmaschine, deren Arbeitskopf mit den Elektroden vertikal verstellbar ist, an der einen Stirnseite eines Behälters angeordnet, der die Grundform eines nach oben offenen, hohlen Prismas aufweist. (Werkstatt und Betrieb, 1967, Heft 12, S. 970). Der Maschinenkopf kann über Hebezeuge umgesetzt werden, so daß mit seiner Hilfe auch außerhalb de Behälters vorgesehene Werkstücke bearbeitet werdei können.

Der Behälter kann ein Fassungsvermögen bis zu etw; 20 000 Liter haben. Es ist bisher üblich, in de: Behälterseitenwänden vertikale Ausnehmungen ode Einschiebeführungen vorzusehen, in welche Achs- ode Wellenstummel des Werkstückes bzw. hilfsweise an Werkstück befestigte Wellenstummel eingreifen, wöbe

ίο das Werkstück so angebracht wird, daß seine durcl diese Wellen od. dgl. bestimmte Schwenkachse un'.e der Oberkante des Behälters liegt, der bis über dii Schwenkachse hinaus mit Öl od. dgl. gefüllt wird Praktisch sind die bisherigen Funkenerosionsmaschiner dieser Art nur für Räder mit einem bestimmter Durchmesser voll geeignet, da dann im Bearbeitungsbe reich die Vertikalverstellung des beweglichen Arbeits kopfes der Erosionsmaschine zur Einstellung ausreicht Bei Rädern mit abweichendem Durchmesser wäre ei notwendig, entweder die gesamte Erosionsmaschine zt verstellen, was auf Grund der vorhandenen Sockelkon· struktion kaum möglich ist oder den Arbeiiskopl and horizontal verschieblich anzubringen. Dabei müßte als( eine von den handelsüblichen ErosioiiMiiaschiner abweichende Sonderkonstruktion geschaffen werden bei der zusätzliche Schwierigkeiten hinsichtlich -lot Dichtung. Reinigung usw. auitr'ten. Eine weiten. Schwierigkeit besieht dann, daß beim Beirieb dei Erosionsmaschine /wischen den Elektroden und der Werkstücken mit relativ hohen Frec|iienzen wechselnde Kräfte auftreten. Diese Kräfte können bei größeren Stützweiten /wischen dem Kopf und dem Maschinenständer zu Vibrationen führen, durch die das Arbeitsergebnis nachteilig beeinflußt wird, weil die Erzielung einer hohen Oberflächengüte an sich von tier präzisen Einhaltung des Arbeitsspaltes /ν. μΊκίι Elektrode und Werkstück abhängt. Es muß also danach getrachtet werden, den Absland des Arbeiiskopies vom Maschinenständer so klein als möglich zu halten. Auf Cirund der erwähnten Schwierigkeiten sieht man bisher in der Praxis lieber für Werkstücke verschiedenen Durchmessers auch verschieden große Behälter vor, bei denen dann die stirnseitige Anbringung der Erosionsmaschine keine größeren Schwierigkeiten berciti't.

Bei einer bekannten Funkenerosionsmaschine mit anderem Aufbau sieht man die Elektroden an Stützarmen vor, welche um die Werkstückwelle drehbar gelagert sind (CH-PS 4 28 022). Die Einstellung der Elektroden auf die Bearbeiuingsfläche erfolgt außerhalb eines Badbehälters. Nach erfolgter Einstellung wird das oberhalb des Behälters gelagerte Rad so weit gedreht, bis der Bearbeitungsbereich in das Bad eintaucht. Es handelt sich hier um eine Sonderkonstruktion der Erosionsmaschine, bei der die Vibrationskräfte auf den langen Traghebelarm vom Elektrodenkopf zur Welle wirken und daher praktisch nie voll unterdrückt werden können, d. h. es wird hier zu keiner einwandfreien Bearbeitung kommen.

Schließlich ist für die Bearbeitung kleiner Werkstücke auch eine Funkenerosionsmaschine bekannt, bei der ein das Werkstück aufnehmender Behälter auf einem Arbeitstisch am Fußteil der Maschine angebracht wird, so daß er mit diesem Tisch relativ zu dem nur in Ständerlängsrichtung, also vertikal, verstellbaren Arbcitskopf der Maschine verstellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Funkenerosionsmaschine der eingangs genannten Art, die für die Bearbeitung von Rädern u. dgl. mit

voneinander Mark .ιόν. eichenden Durchmessern geeignet ist. mit einer handelsüblichen, im wesentlichen nur eine Vertikalverstcilung des Arbeitskopfes bei geringer Stützweite zulassenden Hrosionsmaschine und mit nur einem Arbeitsbehälter und den zugehörigen Nebeneinrichtungen auskommt, wobei Vibrationen des Arbeitskopfes weitgehend verhindert werden können und der Arbeiiskopf für die Durchführung von Ijnsiellimgsarbeiten und das Auswechseln der F.lektrode gut zugänglich bleibt.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelost, daß die Siiii/Iager selbst auf Führungen angeordnet und auf diesen zumindest horizontal im Sinne einer Veränderung des Achsabslandes des Werkstückes vom Arbeilskopl verstellbar sind und dal.! die l'iihrungen zusätzlich I lalterungen der Feststelleinrichtung für das Werkstück verstellbar und feststellbar abstützen.

Durch diese Aiislührung kann der jeweils zu bearbeitende Werksiüekbereich nahe an die Stirnseite des Behälters verlegt werden, wobei für die I lorizontaleinstellung das Werkstück bewegt wird und die exakte Hinstellung der Elektroden aiii ilen Bearbeilungsbereich lediglich durch die sonst übliche Vertik.iK ersielliing des Koples bei der hanuviiüblichen Maschine erfolgen kann. Da der -. rbeiiskopl an der Stirnseite des Behälters i_S verbleibt, ist er lür Linsiellungs- und Wa,"lungs.,i-bciten hinreichend zugänglich.

Nach einer weheren .Ausbildung bestehen die Führungen aus außerhalb duv ebenen Seiienwäiule des Behälters angeordneten 1 ührungsbctlen. auf denen die Stützlager abgestützt sind, und in den Behalierseiienwiinden sind Duivhliihriingsüllniingcn lür die Wellen bzw. Vchsstiiinmeln ties Werkstückes vorgesehen, deren Länge wenigstens dem maximal möglichen Verschiebeweg entspricht und tieren von ilen Wellen -^ od. dgl. Ireigelassene Bereiche durch mit Dichiiingen zusammenwirkende, verschiebbare Blenden verschließbar sintl.

Dabei können die Blenden wenigstens je eine Öffnung zur abgedichteten Durchführung einer Welle bzw. eines Achsstummels ties Werkstückes aufweisen. Nach einer Weiterbildung können die Blenden überdies wenigstens je einen nach oben offenen Finführungsschlilz für die Wellen bzw. Achsstummeln aufweisen, dessen von tier Welle freigelassene Teil durch einen Deckel dicht verschließbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausrührungsbeispiel tier Krfindung veranschaulicht. Hs zeigt

I'ig. I eine Funkenerosionsmaschine schematisiert in Seitenansicht,

F i g. 2 die Maschine nach I-' i g. I in Draufsicht.

I ■'i g. J einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1 und

F i g. 4 als Detail zu F i g. J in größerem Maßstab eine Seitenwand des Behälters mit den Blenden und Deckeln im Schnitt.

Die Funkenerosionsmaschine besitzt beim Ausl'iihrungsbeispiel einen nach oben offenen, in seiner Grundform rechteckig-prismatischen Arbeitsbehälter 1, der teilweise in eine Bodenvertiefung 2 versenkt ist. ^₀ Hinter der einen Stirnwand 3 des Arbeitsbehälters 1 ist am Fundament ein Arbeitskopf 4 angebracht, der an einer der Länge nach verstellbaren und überdies verschwenkbaren Halterung 5 eine auswechselbare Arbeitselektrode 6 hält.

An beiden Längsseiten sintl außerhalb ties Behälters am Fundament 7 Führungsbetten 8 angeordnet, die über den Großteil der Behälterlänge reichen und horizontal

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55 angeordnet sind. Auf diesen Führungsbetten isl je ei aus einem Lagerbock 9 und zwei Stützrollen Ii bestehendes Stützrollenlager verschiebbar angebrach Beim Ausführungsbeispiel wild angenommen, daß dl Lagerbocke mit dem auf ihnen aufruhenden Werksuici von Hand aus verdreht bzw. verschoben werden, docl ist es auch möglich, für die Verstellung der Lagerbock' I lilfsaninebe. /. B. hydraulische Kolbeninebe. vor/use hen.

Die Stützlager 9, 10 haben die Aulgabe, cn Werkstück an Wellenenden oder Achsstiimmeln 1 drehbar abzustützen. Dabei ist es gleichgültig, ob tlii Wellen od. dgl. Il bereits am Werkstück vorhanden situ oder in theses erst für den liearbeitungsvorgaii; eingesetzt werden. In den F i g. I bis j wurde jeweils en einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen des Werkstück 12, this beispielsweise das Laufrad eine Peltonturbine sein kann, in seineu I linrissen angedeutci In Fig.! wurde ferne: ein einen wesentlich klcinerei Durchmesser aufweisendes Werkstück I] in seiner tin Bearbeitung ermöglichenden Lage veranschaulicht wobei für die Bearbeitung ties Werkstückes 13 du Lagerböcke 9, IO in die strichpunktiert angedeutet» Lage verschoben werden. Dabei wurde auch eine ebei in Bearbeitung sichende Scliaulel 14 des l'elimirades I strichpunktiert angelleine!. Wahrend ties l'irkenero dl e re η s soll sich zw ischeii der Lick t rode h und . :er ebei bearbeiteten I lache ties Werkstückes eine als l):elekln kiim wirkende Olschiehl belintlen. wobei tl.is () zusätzlich die Aulgabe übernimmt, abgetragene Male rialteilehen aus dem Bearbeilungsbereich lorizu schwemnien. Aus tliesen Bedingungen ergibt sieh, tl.ii tier Spiegel 15 einer Ölfüllung ties Arbciisbehalters I oberhalb der geometrischen Achse tier Wellen Il mit oberhalb tlei Flcklrode β liegen muß. Ls ist alsi notwendig, für eine abgedichtete Durchführung tlei Wellen Il durch die Seitenw autle Ij ties Behäliers I Sorge zu tragen, wobei aber diese Durchführungen ein». Verstellung der Wellen 11 in Richtung tier Führungen ί zulassen soilen. Um dies /v\ erreichen, sintl in tlei .Seitenwänden Ausnehmungen Ib vorgesehen, die voi tier l.ängsmitte tier Behälterseiienw äntle beginnen horizontal bis in die Nähe der Stirnwand 3 reichen nut sich nach unten bis unter ilen Auflagebereich tlei Siützrolien 10 erstrecken. Für den Abschluß diesel Ausnehmungen 16 dienen Blenden 17, die ir. Führungs leisten 18 längsverschiebbar geführt sintl. Dabe besitzen die Führungsleisten 18 gegen die Ränder der ir ihren Führungsnuten 19 geführten Blenden anstellbare Druckschrauben 20(F i g. 4), mit tieren 1 lilfe die Blender 17 gegen Dichtungen 21 gepreßt w eitlen können.

Die Blenden 17 besitzen für das Hinführen tlci Wellenenden Il nach oben offene, schlitzförmige Ausnehmungen 22, die durch Deckel 2 5 verschließbai sind. Diese Deckel 23 sind ihrerseits mit Öffnungen 24 versehen, wobei im Bereich der Öffnung 24 an tier Deckel 23 ein Ringdeckel 25 mit Schrauben 26 untei Zwischenschaltung von Dichtungen 27 angeschlosser werden kann. Der Deckel 25 besitzt eine Ringnut 28, ir der eine ringförmige Dichtung 29 untergebracht ist Normalerweise werden die Deckel 23 und 25 miteinander verbunden und auf die Wellen 11 ties noel· ■Rißerhalb des Behälters befindlichen Werkstücke¹ aufgeschoben, wobei man jeweils Deckel 23 und 25 mil dem Wcllendurchmesser entsprechenden Öffnuiiger wählt, so daß die Diirchführiingsöffnung 24 bzw. die Öffnung des Deckels 25 durch die Welle Il und the Dichtung 29 dicht verschlossen wird. Nach dem

Einsetzen des Werkstückes in den Behälter 1 wird (.!er Deckel 23 mit Hilfe von Schrauben 30 unier Zwischenschaltung von Dichtungen 31 mit der zugehörigen Blende 17 verbunden. Nach Lockern der Schrauben 20 können die Lagerböcke gegebenenfalls gemeinsam mit dem auf ihnen ruhenden Werkstück und unter gleichzeitiger Verschiebung der Blenden 17 in ihren Führungen 19 auf den Führungen 9 verstellt werden, so daß jedes Werkstück unabhängig von seinem Durchmesser in die günstigste Rclativlage zum Arbeitskopf 4 gebracht werden kann.

Auf den Führungsbetten 8 sind noch zusätzliche Gleitschuhe 32 verschiebbar und in verschiedenen Lagen feststellbar geführt, die über den oberen Bchälierrand ragende Stützen 33 tragen, an denen um eine Achse 34 verschwenkbar und feststellbar eine Haltevorrichtung 35 angebracht ist, die zum Festhallen des Werkstückes während der Bearbeitung dient und die in den Führungen 8 an das jeweilige Werkstück angestellt weiden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Funkenerosionsmaschine zur Bearbeitung von Rädern u. dgl., insbesondere von Turbinenlaufrädern im Bereich der Schaufeln, mit einem Behälter zur teilweisen Aufnahme des im Bearbeitungsbereich in Öl od. dgl. tauchenden Werkstückes, mit einem im Bereich der Behälterstirnseite ungeordneten, beweglichen Arbeitskopf mit an den Behälterseitenwänden angeordneten Stützlagern, in denen das Werkstück um seine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Achse verdrehbar lagert, und mit einer Feststelleinrichtung für das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlager (9, 10) selbst auf Führungen (8) angeordnet und auf diesen zumindest horizontal im Sinne einer Veränderung des Achsabstandes des Werkstückes (12, 13) vom Arbeitskopf (4) verstellbar sind und daß die Führungen (8) zusätzlich Halterungen (32, 3i) der Feststelleinrichtung (35) für das Werkstück verstellbar und feststellbar abstützen.

2. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus außerhalb der ebenen Seitenwände (l.v) des Behälters (1) angeordneten Führungsbetten (8) bestehen, auf denen die Stützlager (9, 10) abgestützt sind und daß in den Behälterseitenwänden Durchfiihrungsöl'fnungcn (16) für die Wellen (11) bzw. Achsstummeln des Laufrades (12, 13) vorgesehen sind, deren Länge wenigstens dem maximal möglichen Verschiebeweg entspricht und deren von den Wellen od. dgl. freigelassene Bereiche durch mit Dichtungen zusammenwirkende, verschiebbare Blenden (17) verschließbarsind.

3. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (17) wenigstens je eine Öffnung (24) zur abgedichteten Durchführung einer Welle (11) bzw. eines Achsstummels des Laufrades (12,13) aufweisen.

4. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch J. dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (17) wenigstens je einen nach oben offenen Einführungsschiit/ (22) für die Wellen (11) bzw. Achsstummel aufweisen, dessen von der Welle freigelassener Teil durch einen Deckel (23,25) dicht verschließbar ist.