DE2155622A1

DE2155622A1 - Vorrichtung zum elektroerosiven, konischen schneiden von werkstueckkonturen mit bahngesteuerter drahtelektrode

Info

Publication number: DE2155622A1
Application number: DE2155622A
Authority: DE
Inventors: Silvano Mattei; Bernd Dr Schumacher; Arno Sieg; Werner Dr Ullmann
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1971-11-09
Publication date: 1973-03-08
Also published as: SE378203B; JPS524799B2; FR2151377A5; BE788025A; GB1361233A; CH528328A; DE2155622B2; DE2155622C3; IT964038B; US3830996A; JPS4832291A

Description

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ρ-'-ΤΞΝΓΑΝν.ΆΙΤ 9· November 1971

/\ÜRCaeft21 - Ga&eidslr. 31 6828

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A.G. für industrielle Elektronik

AGIE Losone bei Locarno, Loaone (Schwe-.s)

Vorrichtung zum elektroerosiven, konischen Schneiden von Werkstückkonturen mit bahngesteuerter Drahtelektrode

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektroerosiven, konischen Schneiden von Konturen in Werkstücken mit bahngesteuerter Drahteiektrode, welche zwischen zwei in der Nähe der Oberflächen dea Werkstückes vorgesehenen Drahtführungen gespannt ist.

Neben den als ^MSenkverfahren ⁿ bekannten Anwendungen des funkenerosiven sowie des elektrochemischen Bohrens und Gravierens und neben dem funkenerosiven sowie dem elektrochemischen Schleifen, welches bevorzugt als Profilschleifen Verwendung findet, ist das elektroerosive Schneiden mit bahngesteuerten Drahtelektroden seit einiger Zeit bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird die materialabtragende Wirkung elektrischer Entladungen zwischen zwei auf geeigneten Abstand geregelten Elektroden unter einem dielektrischen Arbeitsmedium ausgenützt. Der als Bearbeitungsspalt definierte Elektrodenabetand wird von einer Regeleinrichtung während der Materialabtragung aufrechterhalten, welche die Werkzeugelektrode entsprechend dem Arbeitsfortschritt vorschiebt. Bei den Senk- und Schleifverfahren sowie bei dem geraden Schneiden mit Drahtelektroden bedeutet dies an den Maschinen eine einachsige Servo-Regeleinrichtung, die senkrecht zur Vorschubrichtung nahezu beliebige Geometrien erlaubt. Wird aao funkenerosive Schneiden jedoch mit einer bahngeslteuerten Drahtelektrode ftlr zwe LdLr.;*: nu.ional« ProbLsr^ angewf-n Ij t, ευ

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mu38 eine entsprechende mehrachsige Steuerung verwendet werden. Eine solche Steuerung kann eine Kopiersteuerup^ eier eine numerische Bahnsteuerung sein. Bei der mehrachsigen Steuerung 3ind bis heute konische Profilschnitte äusserct schwierig, da die Schräglage der schneidenden LrahteiektrGcie zusätzlich jeweils dem momentanen resultierenden üeweftungsvektor entsprechend eingestellt oder geregelt /«-erden muss. Für die Kopiersteuerung der Drahtelektrode ist ein Verfahren bekannt, welches diese variable Schrägstellung über fiing-Kontaktgeber mit unstetigem, d.h. stufenv/eise abgegriffenen Signal und mit Hilfe einer elektromechanischen Verstelleinrichtung für die Drahtführungselemente bewirkt. »Venn jedoch eine numerische Bahnsteuerung für die Hauptbewegung der schneidenden Drahtelektrode verwendet wird, kann die Relativbewegung der Drahtführungen bzw. Führuni-L-köpfe untereinander, die zur jeweiligen Schrägeinstellung nötig ist, gleichfalls in die Steuerung übernommen werden. Dies ist in der deutschen .Patentanmeldung. P 20 52 123-7 näher beschrieben. Die Schrägstellung der bahn_f esteuerten Drahtelektrode (Kopiersteuerung oder numerische Steuerung} erfordert jedoch einen bedeutenden technischen Aufwand.

Mit der Erfindung soll die gleiche Aufgabe mit wesentlich billigeren Mitteln erreicht werden. Die Erfindung kann sowohl bei der Funkenerosion als auch bei der elektrochemischen Bearbeitung eingesetzt werden. Daher ist der beide Bearbeitungsverfahren beinhaltende Ausdruck "Elektroerosion" gewählt worden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtelektrode durch eine zu ihrer Arbeitsvorschubrichtung zusätzliche, kreisförmige oder elliptische Bewegung mindestens einer Drahtführung kegelförmige Konturen aus dem Werkstück schneidet, welche Bewegung unter Berücksichtigung des Konturneigungswinkela cc in einer senkrecht zur Achse der Drahtelektrode liegenden Sbeni erfolgt, ;

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Aui?führungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Έϊ£. 1 das Grundprinzip der Erfindung,

Fig. 2 die Schnittdarstellung einer Bewegun^sart der Drahtelektrode,

Fi£. 3 die Schnittdarstellung einer weiteren Bewegungsart der Drahtelektrode,

Pig. 4, 5, 6 prinzipielle Darstellungen von Kurbeltrieben zur Erzeugung von Bewegungen der Drahtelektrode,

Fig. 7a, 7b die prinzipielle Darstellung eines iendelgelenkes zur Erzeugung einer Bewegung der Drahtelektrode,

Fig. 8, 9, 10 prinzipielle Darstellungen von Parallelgelenken zur Erzeugung von Bewegungen der Drahtelektrode,

Fig. 11 die prinzipielle Darstellung einer rotierenden Drahtführung zur Erzeugung einer Bewegung der Drahtelektrode,

Fig. 12 eine konstruktive Ausführung eines Kurbeltriebes zur Erzeugung der in der Fig. 4 gezeigten Bewegung der Drahtelektrode,

Fig. 135 eine konstruktive Ausführung eines Kurbeltriebes zur Erzeugung der in den Fig. 5, 6 gezeigten Bewegungen der Drahtelektrode,

Fig. 14 eine konstruktive Ausführung der in der Fig. 11 gezeigten rotierenden Drahtführung, und

Fig. 15 eine magnetostrictive oder piezostriktive Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung der Drahtelektrode.

In der Fig. 1 ist nur das Grundprinzip der Erfindung gezeigt, so dass die anderen Bauteile einer Vorschubeinrichtung für eine Elektroerosionsmaschine nicht dargestellt werden müssen. Solche Yorschubeinrichtungen sind in den . .de.utsch.ejx .Ra.-......

.tejitaimelxUingen. P. 20. 52.125,7-und.P.20.52 .178.2 '

; der gleichen Anmelderin gezeich-

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net und beschrieben. Daher ist die Pig. 1 auf das Wesentliche beschränkt. Die Drahtelektrode 1, welche aus einem dünnen Draht von 1/100 bis 1 mm Durchmesser bestehen kann, ist zwischen den beiden Drahtführungen 2 und 3 gespannt. Der Ausdruck "Draht" eoll so verstanden werden, dass der Querschnitt der Drahtelektrode kreisförmig, elliptisch oder polygonal sein kann. Die Drahtführungen sind dann dem Querschnitt der Drahtelektrode angepasst. Während der Erosion wird die Drahtelektrode 1 von einer nicht gezeigten unteren Vorratsrolle über die untere Drahtführung 3 durch das Werkstück 4 über die obere Drahtführung 2 zu einer nicht gezeigten Aufwickelspule transportiert. Die Drahtelektrode läuft in Einkerbungen 21 und 31 der beiden Drahtführungen. Jk Diese Einkerbungen sind in der Praxis so ausgeführt, dass die Drahtelektrode nicht beschädigt oder deformiert wird. In der Pig. 1 sind die beiden sogenannten Einkerbungen 21, 31 lediglich zur vereinfachten Illustration gezeichnet. Der oberen und/oder unteren Drahtführung 2, 3 werden rotatorische Bewegungen zusätzlich zu der durch einen Pfeil angedeuteten Schnittrichtung bzw. Arbeitsvorschubbewegung aufgezwungen. Hierdurch ergibt sich ein schräger bzw. konischer Schnitt mit einstellbarem Konturneigungswinkel cc . Der Konturneigungswinkel cc bleibt auch bei zweidimensionalem Schneiden in Jeder beliebigen Tangente an ein ebenfalls beliebiges Profil immer konstant.

^w Die rotatorische Bewegung wird in der Pig. 1 der oberen Drahtführung 2 aufgezwungen, was durch einen gestrichelten Kreis und durch ein gestricheltes zweites Abbild der Drahtführung dargestellt ist. Die untere Drahtführung 3 nimmt nicht an dieser rotatorj sehen Bewegung teil. Beide Drahtführungen 2, 3 erhalten von der nicht dargestellten Vorschubeinrichtung eine Vorschubbewegung durch das Werkstück 4 in Richtung des Pfeils. Die rotatorische, kreisförmige Bewegung der oberen Drahtführung 2 bewirkt, dass die Drahtelektrode eine kegelförmige Kontur im Werkstück 4 schneidet. Da die

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rotatorische, kegelförmige Bewegung der Drahtelektrode 1 eine viel grössere Geschwindigkeit hat als die Yorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode, ergibt sich ein konischer Schnitt durch das Werkstück 4. Der konische Schnitt ist gestrichelt gezeich- ■ net. Selbstverständlich kann die rotatorische Bewegung auch von der unteren Drahtführung ausgeführt werden, während die obere Drahtführung nicht daran teilnimmt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die beiden Drahtführungen 2, 3 gemeinsam an der rotatorischen Bewegung teilnehmen, was in der Fig. 3 näher gezeigt ist. Das dargestellte Werkstück kann auch ein Paket von Einzelstücken sein (mehr als zwei vgl. Seite 6, Zeile 26). Wenn beide Pührungsköpfe 2, 3 rotieren, können die Radien verschieden gross sein, und die Bewegungen können in verschiedenem Verhältnis synchronisiert werden, so dass zylindrische und kegelige Profile entstehen. Das zylindrische Profil kann als Grenzfall des kegeligen Profils aufgefasst werden. Durch geeignete Wahl oder Veränderung der Bewegungsradien kann die im Werkstück 4 . erzeugte Schnittspur-Weite unabhängig von der Bearbeitungs-Spaltweite eingestellt werden. Bei Bedarf und entsprechender Auslegung der Einstelleinrichtungen kann diese Veränderung der Spurweite auch während der Arbeit erfolgen.

i Die Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt aus¹ der Fig. 1 für die eine Bewegungsart der Drahtelektrode 1, welche dadurch definiert ist, dass sich nur eine Drahtführung rotatorisch bewegt. Hierdurch ergibt sich ein konischer Schnitt im Werkstück 4, dessen Konturneigungswinkel cc durch die rotatorische Bewegung der Drahtführung einstellbar ist. Auf diese Weise können Schnitte erzeugt werden mit einem Konturneigungswinkel von kleiner als 1 bis 15°. Da dio Geschwindigkeit des Vorschubs der Drahtelektrode 1 wesentlich VIe iner iat als ihre rotatori3che Bewegung, ergeben sich Lm W^ticstück I- vollkommen ge vide und glatte Schnittflächen und nicht "gewellte" Schnittflächen, wie man bei alleiniger Betrachtung der rota torIschen, kegelförmigen Bewegung annehmen sollte. Zwischen dem Werkstück 4- und der Drahtelektrode 1 befindet sich bekanntlich der Bear-

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ι
beitungsspalt 5, in welchem ein Spülmedium vorhanden ist.

In der Fig. 3 ist die weitere Bewegungsart der Drahtelektrode 1 gezeigt, welche dadurch definiert ist, dass die beiden Drahtführungen 2 und 3 der Pig. 1 gleichzeitig an der rotatorischen Bewegung teilnehmen. Die obere Drahtelektrode ist gegenüber der unteren Drahtelektrode jedoch um 180° versetzt. Hierdurch entsteht im Werkstück 4 eine "doppel-kegelförnige" Schnittfigur. Durch Einstellen der Amplituden der rotatorischen Bewegungen beider Drahtführungen 2, 3 kann der Konturneigungswinkel cc in gleicher Weise wie in Pig. 2 von kleiner als 1° bis 15 gesteuert werden. Die zweite Bewegung3art der Drahtelektrcde 1 ist in der Pig. 3 so gezeichnet, dass der mittlere Drehpunkt genau in der Mitte des Werkstückes 4 liegt. Die rotatorische Bewegung der beiden Drahtführungen kann selbstverständlich eingestellt werden, dass dieser mittlere Drehpunkt an jede:- beliebigen Stelle im Werkstück 4 vorgesehen ist. Hierdurch können konische Schnitte erzeugt werden, welche für spezielle Anwendungen erforderlich slnC. Zum Beispiel kann auf diese Weise eine V-förmige Schweissnaht für ein Wurzelschweissverfahren vorbereitet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, zwei Werkstücke 4 gleichzeitig au erodieren. In diesem Pail wird zweckmässig der mittlere Drehpunkt 6 entweder an die Stelle gelegt, an der die beiden Werkstücke anliegen, oder gegenüber dieser Stelle versetzt angeordnet. Hierdurch ergeben sich entweder eine kegelförmige Schnittkontur in jedem Werkstück oder eine "doppel-kegelförmige" Schnittkontur in dem einen Werkstück und eine kegelförmige Schnittkontur im andern Werkstück. Die in den Figuren 1, 2, 3 gezeigte rotatorische Bewegung kann sowohl kreisförmig als auch elliptisch 3ein. Auch wenn diese Bewegung zusätzlich zu der mittleren Port3chrittgeschwindigkeit bzw. normalen Vorschubbewegung der Drahtel^lctrode 1 aufgezwungen wird, stellt üich ein JLeiehgewicL uzustind während des erosiven Schneidens ein» Dieser Gleichgewichtszustand garantiert eine konstante Weite des Bearbeitungsspaltes während des gesamten Schneidvorganges.

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Die Pig. 4 zeigt' eine Prinzipdai'stellung eines Parallel-Kurbeltriebea, welcher aus dem Trieb 7 und dem Trieb 8 besteht. Beide Triebe sind entweder formschlüssig oder kraftschlüsoig miteinander verbunden. Unter f ornischlüssiger Verbindung werden zum Beispiel Zahnräder oder Zahnriemen und unter kraftschlüssiger Verbindung zum Beispiel Rejibräder oder Riemen verstanden. Das konstruktive Ausführungsbeispiel des Prinzips der Pig. 4 ist in der Pig. 12 mit einer icrmschlüssigen Zahnradverbindung gezeigt. In der Pig. 4 ist die formschlü3sige bzw. kraftschlüssige Verbindung mit 9 bezeichnet. Die beiden Triebe 7, 8 drehen sich um ihre festen Mittelpunkte 10, 11 und erzeugen eine kreisende Bewegung, welche über die Verbindung 12 auf die Drahtführungen 2 und/oder 3 übertragen wird. Wie bereits erwähnt, kann entweder die obere Drahtführung 2 oder die untere Drahtführung 3,bzw. beide Drahtführungen, die kreisende Bewegung ausführen, so dass die in den Einkerbungen 21, 31 der beiden Drahtführungen vorgesehene Drahtelektrode 1 eine rotatorische, kreisförmige Bewegung macht. Mit dem Einstellbereich 13 des Parallel-Kurbeltriebes der Pig. 4 wird der Konturneigungswinkel oC eingestellt, was durch die strichpunktierte Zeichnung der Verbindungen 9, 12 und der Drahtführung symbolisch dargestellt ist. Einzelheiten werden im Zusammenhang mit der Fig. 12 beschrieben.

Die Pig. 5 zeigt einen einfachen Kurbeltrieb 14 mit einem Gleitgelenk: 15, welches zwischen dem Kurbeltrieb 14 und der Drahtführung 2, 3 angeordnet ist. Der Hebel 16 verbindet das Gleitgelenk 15 mit dem Kurbeltrieb 14. Der Hebel 17 verbindet die Drahtführung mit dem Gleitgelenk. Das Hebelverhältnis ist 1:1 gezeichnet. Selbstverständlich können auch andere Hebelverhältnisse benutzt werdm. Mit dem Einstellbereich 13 am einfachen Kurbeltrieb 14 wir] C< r Konturneigungswinkel OC der Drahtelektrode 1, welche i ι den Einkerbungen Pl, 31 der beiden Drahtführungen 2, 3 an.' t ι net ist, eingestellt Mes

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ist bei den Hebeln 16, 17 und der Drahtführung 2, 3'gestrichelt symbolisiert. Normalerweise wird die Einstellung des Konturneigungswinkels vor der erosiven Bearbeitung vorgenommen. Dieser Winkel kann jedoch auch während des erosiven Bearbeitungsvorganges ohne weiteres geändert werden. Der einfache Kurbeltrieb 14 mit Gleitgelenk 15 in der Mitte ist-so konstruiert, dass entweder die obere oder untere,bzw. beide Drahtführungen 2, 3, eine kreisförmige oder elliptische, rotatorische Bewegung ausführen können. Je nach Einstellung des Hebelverhältnisses ergibt sich eine kreisförmige oder elliptische Bewegung. Die Fig. 13 zeigt ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Prinzipdarstellung der Fig. 5.

Die Fig. 6 zeigt einen einfachen Kurbeltrieb 14 mit einem Gleitgelenk 15, welches rückwärts von dem Kurbeltrieb angeordnet ist. Der Kurbeltrieb 14 enthält einen Einstellbereich 13, mit dessen Hilfe der Konturneigungswinkel OC eingestellt wird. Dies ist gestrichelt gezeichnet. Der Kurbeltrieb 14 wird genau wie in der Fig. 5 formschlüssig (zum Beispiel durch Zahnräder oder durch Zahnriemen) oder kraftschlüssig (zum Beispiel durch Reibräder) angetrieben. Gemäss Fig. 6 werden entweder die obere oder untere oder beide Drahtführungen 2, 3 in eine elliptische, rotatorische Bewegung versetzt. Das Verhältnis der beiden Hebel 16, 17 beträgt in diesem Falle 1:1. Je kürzer der Hebel 17 gegenüber dem Hebel 16 ist, desto mehr nähert sich die rotatorische Bewegung der Drahtelektrode 1, welche in den Einkerbungen 21, 31 der Drahtführungen 2, 3 eingespannt ist, der Kreisform.

Die Fig. 7 zeigt einen Kurbeltrieb 18 mit einem vertikal angeordneten Pendelgelenk 19. Der Kurbeltrieb 18 ist über seinen Lagerzapfen 181 in der nicht gezeichneten Vorschubeinrichtung gelagert. An der Platte 182, welche mit dem Lagerzapfen 181 starr verbunden ist, ist der Hebel 20 angeordnet, welcher mit den Pendelgelenk 19 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Pendelgelenk und der unteren bzw. oberen Drahtführung 2,

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besteht aus einem weiteren Hebel 21. Der Antrieb des Kurbeltriebes 18 erfolgt entweder formschlüssig mittels Zahnrädern oder Zahnriemen bzw. kraftschlüssig mittels Reibrädern. Der Hebel 20 ist in der Pig. 7a so an der Platte 182 des Kurbeltriebes 18 angebracht, dass er in dem Regulierbereich 13 verschoben werden kann. Hierdurch wird der Konturneigungswinkel O* der Drahtelektrode 1 eingestellt. Bei der gezeigten Anordnung führt die Drahtelektrode eine kreisende Bewegung aus. In der Pig. 7b ist das Pendelgelenk 19 so ausgebildet, dass die Drahtelektrode eine noch grössere Auslenkung erfährt. Der in den Pig. 7a, 7b gezeigte Kurbeltrieb 18 mit Pendelgelenk 19 treibt entweder die obere oder untere bzw. beide Drahtführungen 2, 3 an.

Der Antrieb der in den Pig. 4, 5, 6, 7 gezeigten Kurbeltriebe 7, 8, 14, 18 erfolgt durch einen steuerbaren Elektromotor, welcher ebenfalls in der Vorschubeinrichtung angeordnet ist.

Die Pig. 8, 9_t 10 zeigen in prinzipieller Darstellung Parallel-Gelenke. Der Kurbeltrieb 22, welcher formschlüssig oder kraftschlüssig durch einen Elektromotor angetrieben wird, bewegt die Stange 23, an deren einem Ende eine oder beide Drahtführungen 2, 3 befestigt ist. Das andere Ende der Stange 23 ist über ein Parallel-Gelenk mit einem Pixpunkt an der Vorschubeinrichtung verbunden. Das Parallel-Gelenk kann als Cardan-Gelenk 24 (Pig. 8) oder als Doppel-Viergelenk bzw. Storchenschnabel (Pig. 9) oder als Gelenkfedern 26 (Pig. 10) ausgebildet sein. Die obere Drahtführung 2 oder die untere Drahtführung 3 oder beide Drahtführungen zusammen bewegen sich in gleicher Weise kreisförmig wie der Kurbeltrieb 22. Der Konturneigungswinkel OC kann auch bei diesen Ausführungsprinzipien, wie bereits mehrfach erwähnt, durch einen Einstellbereich am Kurbeltrieb 22, welcher in den Pig. 8, 9, 10 nicht eingezeichnet ist, eingestellt und verändert werden.

Das Prinzip der Pig. 11 zeigt eine rotierende Drahtführung. Sie rotiert um den Mittelpunkt 10. Der Abstand zwischen dem

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Mittelpunkt und der Drahtführung 2, 3 bestimmt den Konturne igung 8 winkel oC der Drahtelektrode 1. Ein konstruktives Ausführungsbeispiel wird in der Fig. 14 näher beschrieben.

Die Fig. 12 zeigt das Ausführungsbeißpiel des in Fig. 4 dargestellten Prinzips eines Parallel-Kurbeltriebs mit rotatorischer, kreisförmiger Bewegung der Drahtelektrode 1. In einem ^: Gestell 22 der Vorschubeinrichtung sind die Triebe 7, 8 angeordnet und werden durch den Elektromotor 23 formschlüssig über das Zahnrad 24 angetrieben. Das Zahnrad 24 greift in die Zahnräder 25 der beiden Triebe 7, 8 ein, was im unteren Teil der Zeichnung deutlich dargestellt ist. Die in dem Rahmen 22 durch Kugellager 26 gelagerten Zahnräder 25 enthalten in ihrem unteren Teil einen Exzenter 27, welcher durch die Einstellschrauben 30 verschoben werden kann'. Der' M.Exzenter 27 steht mit einem Zapfen 28 in Verbindung, welcher im Arm bzw. Hebel 9 gelagert ist. Das gleiche gilt für den Trieb 8, dessen Exzenterzapfen im Arm bzw. Hebel 12 gelagert ist. Am Hebel 12 befindet sich zum Beispiel die obere Drahtführung 2 mit der Drahtelektrode 1. Wenn die Einstellschra-men 30 der beiden Triebe 7, 8 verdreht werden, verschiebt sich der Exzenter 27 und der Zapfen 28 aus dem Drehmittelpunkt der Zahnräder 25· Hierdurch wird der Bereich 13 (Fig. 4) eingestellt. Wie bereits beschrieben, ändert sich hierdurch der Konturneigung3winkel °C (Fig. 1, 2, 3). Der untere Teil der Fig. 12 zeigt die Verschiebung der Exzentrizität in Prinzipdarstellung. Im Betrieb dee Elektromotors 23 bewegt sich die obere Drahtführung 2 kreisförmig, so das3 die Drahtelektrode 1 eine kegelförmige Kontur aus dem Werkstück 4 (Fig. 1, 2) schneidet und gleichzeitig durch die nicht gezeigte eigentliche Vorschubeinrichtung vorgeschoben wird. Man kann sich dies dadurch vorstellen, dass der Rahmen 22 durch einen weiteren Elektromotor in Vorschubrichtung transportiert wird. Es sei noch bemerkt, dass die Exzentrizität der beiden Triebe 7» 8 in völliger Uebereinstimmung zueinander

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eingestellt werden muss, da Ci.; Exzenterstifte 28 in den Arnen 9 und 12 miteinander verbunden sind. Die übereinstimmende Ein-· stellung der beiden Einstellschrauben 30 erfolgt durch eine nicht gezeigte mechanische Verbindung. Wenn auch in der Fig.12 eine formschlüssige Uebertragung des Antriebs vom Motor 23 zur Drahtführung 2 mittels Zahnrädern 24, 25 gezeigt ist, so kann diese uebertragung auch mittels Zahnriemen oder kraftschlüssig mittels Reibrädern bzw. Riemen vorgenommen werden. Die Anordnung der Pig. 12 kann, wenn gewünscht, auch die untere Drahtfährung 3 in eine kreisförmige, rotatorische Bewegung versetzen. Wie schon im Zusammenhang mit Pig. 4 erwähnt, können selbstverständlich beide Drahtführungen bewegt werden, so dass sich eine Werkstückkontur gemäss Fig. 3 ergibt.

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Die Fig. 13 zeigt ein konstruktives Ausführungsbeispiel des in den Fig. 5» 6 gezeigten Prinzips eines Kurbeltriebes mit Gleitgelenk in der Mitte oder rückwärts. Am Arm 22 der nicht gezeigten Vorschubeinrichtung sind der Elektromotor 231 der einfache Kurbeltrieb 14, das Gleitgelenk 15 mit den Hebeln 16, 17, und die obere Drahtführung 2 angeordnet. Der Elektromotor 23 treibt über das Zahnrad 24- das Zahnrad 25 des Kurbel-

triebee 14 an, welches im Arm 22 über das Kugellager 26 gelagert ist. Die Einstellschraube 30 verschiebt den im Zahnrad 25 angeordneten Exzenter 27 und den im Hebel 16 über das Kugellager 29 gelagerten Exzenterstift 28. Das Gleit- gelenk 15 bewegt sich im unteren Teil des Armes 22 in bekannter Weise und ist über die drei Kugellager 32 gelagert. Im Betrieb des Elektromotors 23 bewirkt die eingestellte Exzentrizität am Kurbeltrieb 14 eine rotatorische Bewegung der Drahtführung 2, wie sie in der Pig. 5 dargestellt ist. Mit der Einstellschraube 30 wird die Exzentrizität im Einstellbereich 13 variiert. Bei einem Verhältnis von 1:1 der beiden Hebel 16, 17 ergibt sich eine kreisförmige Bewegung der Drahtführung 2. Eine elliptische Bewegung ergibt sich, wenn das Hebelverhältnis entsprechend geändert wird. Die

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konstruktive Lösung des In Fig. 6 gezeigten Prinzips wird dadurch bewerkstelligt, uaüs das Gleitlager 15 und der Kurbel trieb 14 in der Pig. 13 miteinander ausgetauscht werden. Die Einstellung der Exzentrizität und somit des Konturneigun.-swinkels OC erfolgt in der gleichen Weise wie beschrieben. In der Fig. 13 ist am Hebel 17 die obere Drahtführung für die Drahtelektrode 1 gezeichnet. Selbstverständlich >ann die gleiche Anordnung für die kreisförmige oder ellittische Bewegung der unteren Drahtführung 3 oder beider Drahtführungen benutzt werden.

. Die Fig. 14 zeigt das konstruktive Ausführungsbeisriel des " in Fig. 11 gezeigten Prinzips der rotierenden Drahtführung. Aa Arm 22 der nicht gezeichneten Vorschubeinrichtung sind der Elektromotor 23, die Zahnräder 24, 25 und der Exzenter

33 angeordnet. Der Exzenter 33 ist im Zahnrad 25 austauschbar befestigt und weist für die Drahtelektrode 1 eine Halterung

34 auf. Die Halterung 34 ist so ausgebildet, dass bei der Rotation des Zahnrades 25 und des Exzenters 33 keine Drehkraft auf die Drahtelektrode 1 ausgeübt wird. Hierdurch wira eine Verdrillung der Drahtelektrode vermieden. Dies gilt i'.r sämtliche hier beschriebenen Ausführungsbeispiele. Der Konturneigungswinkel °£ wird durch die Exzentrizität der Drahtelektrode 1 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 14 kann die Exzentrizität dadurch geändert werden, dass der Exzenter 33 im Zahnrad 25 durch einen anderen Exzenter ausgetauscht werden kann. Das Zahnrad 25 ist im Arm 22 über das Kugellager 35 gelagert. Wenn auch in diesem Ausführungsbeispiel die obere Drahtführung 2 angetrieben wird, so sei darauf hingewiesen, dass mit der gleichen Ausführung auch die untere Drahtführung 3 bzw. beide Drahtführungen gemeinsam antreibbar sind.

Die Fig. 15 zeigt eine Einrichtung, welche durch magnetostriktive oder piezostriktive Einwirkung die Drahtführung in

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eine rotatorische, kreisförmige oder elliptische Bewegung versetzt. Zwei magnetostriktive oder piezoatriktive Geräte 40, 50 sind für eine Drahtführung 2, 3 vorgesehen. Wie bereits früher erwähnt, können entweder die obere oder die untere, bzw. beide Drahtführungen gleichzeitig,von diesen Geräten 40, 50 bewegt werden. Pur jede Drahtführung sind zwei Geräte notwendig, welche im Winkel von 90° zueinander fest angeordnet sind. Ein elektronischer Oszillator 60 gibt elektrische Impulse auf das Gerät 40, welches die Drahtfuhrung 2, 3 in Richtung der x-Koordinate bewegt, und auf das Gerät 50, welches die Drahtführung in Richtung der y-Koordinate bewegt. Wenn der Oszillator über die leitungen 61, 62 sinusförmige Wechselspannungen auf die beiden Ger,ate 40, 50 gibt, überlagern sich diese Schwingungen in der «eise, dass die Drahtführung 2, 3 und somit die Drahtelektrode 1 eine kreisförmige Bewegung ausführen. Dies ist in der Fig.15 gestrichelt dargestellt. Die beiden Ausgänge des Oszillator» 60 über die Leitungen 61, 62 können so eingestellt werden, dass die Schwingungen der Geräte 40, 50 sich zu einer elliptischen Bewegung der Drahtelektrode 1 überlagern. Die Einstellung des Konturneigungswinkels CC erfolgt durch Verändern der Amplituden der elektrischen Ausgangssignale auf den Leitungen 61» 62. Ab3chliessend sei noch darauf hingewiesen, dass die beiden Geräte 40, 50 für eine Drahtführung immer vom gleichen Typ sind. Bei magnetostriktiven oder piezostriktiven Geräten 40, 50 gibt der Generator 60 immer solche elektrischen Ausgangssignale, welche die Geräte 40, 50 in mechanische Bewegungen versetzen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum elektroerosiven, konischen Schneiden von Konturen in Werkstücken mit bahngesteuerter Drahtelektrode, weiche zwischen zwei in der Hähe der Oberflächen des Werkstückes vorgesehenen Drahtführungen gespannt ist, 'dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtelektrode (1) durch eine zu ihrer Schnittrichtung zusätzliche, kreisförmige oder elliptische Bewegung mindestens einer Drahtführung (2, 3) kegelförmige Konturen aus mindestens einem »Verkstück (4) schneidet, welche Bewegung unter Berücksichtigung des Konturneigungswinkels (OC) in einer senkrecht zur Achse der Drahtelektrode (l) liegenden Ebene erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (2, 3) über Hebel (9, 12) mit einem Parallel-Kurbeltrieb (7, 8) verbunden ist, welcher einen Einstellbereich (13) zum Einstellen des Kontumeigungswinkels ( CC ) aufweist (Fig. 4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das3 jeder Trieb (7, 8) des Parallel-Kurbeltriebes, welcher von einem Motor (23) angetrieben wird, einen Exzenter (27) mit einem in den Hebeln (9, 17) gelagerten Exzenterstift (28)

| aufweist, welcher Exzenter durch eine Einstellschraube (30) eine veränderbare Exzentrizität zu seinen; vom llotpr (23) angetriebenen Organ (25) enthält (Fig. 12).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (2, 3) über Hebel (16, 17) an einem Gleitgelenk (15) und an "einem einfachen Kurbeltrieb (14) befestigt ist, welcher Kurbeltrieb einen Einstellbereich (13) zum Einstellen des Konturneigungswinkels ( oC ) enthält, wobei die Bewegung der Drahtführung durch Aenderung des Hebelverhältnissee kontinuierlich von kreisförmig bi9 elliptisch steuerbar iet (Fig. 5).

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (°, 3) über Hebel. (16, 17) an einem einfachen Kurbeltrieb (14) und an einem Gleitgelenk (15) befestigt ist, welcher Kurbeltrieb einen Einotellbereich (13) zum Einstellen des Konturneigungswinkels ( CC ) enthält, wobei die Bewegung der Drahtführung durch Aenderung des Hebelverhältnisses kontinuierlich von kreisförmig bis elliptisch steuerbar ist (Pig. 6),

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Motor (23) angetriebene, einfache Kurbeltrieb (14) einen Exzenter (27) und einen in eines der beiden Hebel (16, 17) gelagerten Exzenterstift (28) aufweist, welch.;r Exzenter durch eine Einstellschraube (30) eine veränderbare Exzentrizität zu seinem vom Motor (23) angetriebenen. Organ (25) enthält, wobei das im anderen der beiden Hebel (16, 17) gelagerte Gleitgelenk (15) zwischen dem Kurbeltrieb (14) und der Drahtführung (2, 3) oder hinter Kurbeltrieb und Drahtführung angeordnet ist (Pig. 5, 6, 13).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (2, 3) über Hebel (20, 21) an ein Pendelgelenk (19) und an einem Kurbeltrieb (18) angeordnet ist, welcher Kurbeltrieb einen Einstellbereich (13) zum Einstellen des Konturneigungswinkels (OC) enthält, wobei mindestens ein Hebel (21) aus der Fluchtlinie aus- lenkbar ist (Pig. 7a, 7b).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbeltrieb (22) über einen Hebel (23) einerseits an mindestens einer Drahtführung (2, 3) und andererseits über ein Parallel-Gelenk (24, 25, 26) an einem Fixpunkt befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parallel-Gelenk als Kardangelenk (24) ausgebildet ist (Pig. 8)

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parallel-Gelenk als Doppel-Viergelenk oder als Storchenschnabel ausgebildet ist (Pig. 9).

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parallel-Gelenk als Gelenkfedern (26) ausgebildet ist (Pig. 10).

12. Vorrichtung nach Anspruh 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (2, 3) an einem Rotationstrieb befestigt ist, und die Drahtelektrode (1) in einer Halterung (34) geführt ist (33) (Pig. H), wobei die Exzentervorrichtung (33) im vom Motor (23) angetriebenen Organ (25) eine Exzentrizitätsverstellung besitzt oder austauschbar (Pig. 14) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drahtführung (2, 3) an zwei magnetostriktive

oder piezostriktive Geräte (40, 50) befestigt ist, welche 'Geräte durch einen elektrischen Oszillator (60) so ansteuerbar sind, dass durch'Ueberlagerungen ihrer Schwingungen die Drahtführung eine rotatorische Bewegung erhält, wobei durch Einstellen der Amplituden der am Ausgang des Oszillators (60) auftretenden elektrischen Steuerungsimpulee der Konturneigungswinkel ( QC ) veränderbar ist (Pig. 15).

Gp/r 25-Okt. 1971

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