DE2653857C2

DE2653857C2 - Führungskopf für band- oder drahtförmige Elektroden an elektrisch abtragenden Bearbeitungseinrichtungen

Info

Publication number: DE2653857C2
Application number: DE2653857A
Authority: DE
Inventors: Ernst Tenero Bühler; Beat Kilcher; Herbert Ascona Ruh; Arno Locarno Sieg; Werner. Dr. Locarno Ullmann
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1984-07-12
Also published as: BR7608618A; SE7701356L; DE2653857A1; GB1546026A; US4205212A; SE427164B; CH594477A5; JPS6234496B2; FR2361970B1; IT1065776B; FR2361970A1; JPS5324700A

Description

Die Erfindung betrifft einen Führungskopf für elektrisch abtragende Bearbeitungsmaschinen, der eine geometrische Führung und eine Stromzuführung für eine band- oder drahtförmige Elektrode, die sich in Richtung ihrer Achse bewegt, und eine Spüldüse für die Umhüllung der Elektrode mit einem Spülmedium enthält.

Aus der CH-PS 5 60 574 ist ein Führungskopf dieser Art bekannt. Dabei ist ein mechanisches Führungselement zur geometrischen Drahtführung vorgesehen, das aus elektrisch nichtleitendem Saphir besteht. Ein Teil dieser Führung ist in einen Strömungskanal für Spülflüssigkeit eingebettet, wodurch der durch den elektroerosiven Bearbeitungsprozeß erhitzte Draht abgekühlt wird. Die Stromzuführung ist von der mechanischen Drahtführung getrennt und liegt außerhalb des Wirkungsbereiches der Spülllüssigkeil. Der Nachteil dieser Ausführung liegt einerseits auf der mechanischen und andererseits auf der elektrischen Seite.

Mechanisch hat sich die Spaltführung als anfällig er-

wiesen, da sie den Draht nicht vollständig umfaßt. Elektrisch ist die Belastbarkeit der Stromzuführung begrenzt und die Zuleitung nicht frei von Verlusten, insbesondere aufgrund induktiver Einflüsse im Stromzuleilungssystem. Zur Behebung einzelner dieser Mangels ist es bereits bekannt (CH-PS 5 69 547, CHPS 5 71 380), die gesamte Arbeitszone komplett in ein flüssiges Dielektrikum einzutauchen. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der stark beeinträchtigten Übersichtlichkeit der Bearbeitungsstelle und in den zusätzlichen Zeiten, die für das Füllen und Entleeren mit dem Dielektrikum beim Werkstückwechsel in Kauf genommen werden müssen. Außerdem schließt die Anordnung der Stromzuleitungen induktive Verluste nicht aus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Führungskopf der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er gleichzeitig

— die Stromzuleitungen an die Elektrode bzw. an das Werkstück möglichst verlustarm und betriebssichergestaltet,

— die optimale Spülung des Arbeitsspaltes und die optimaie Kühlung der Schneidelektrode sicherstellt und

— eine einwandfreie und unter allen Bedingungen betriebssichere Drahtführung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst.

Durch die vorteilhafte Verknüpfung der drei Funktionen geometrische Führung, Spülung und Stromzuleitung findet eine gegenseitige Unterstützung der bisher isoliert betrachteten Einzelfunklioncn statt. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich das Arbeitsergebnis erheblich verbessern. Es lassen sich beispielsweise bessere Genauigkeiten erzielen, da die Elektrode stärker gespannt werden kann und sie damit während des Erosionsvorganges weniger zum Schwingen neigt. Andererseits braucht eine relativ stark gespannte Elektrode nicht mehr die zusätzliche Beanspruchung durch die Stromzuleitung aufzunehmen. Infolge einer intensiven Kühlung des gesamten Elektrodenbereiches, einschließlich der Bearbeilungszone, kann die Stromleitfähigkeit und damit die Schneidleistung weiter verbessert werden.

Insbesondere werden durch die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile in Kombination erreicht:

1. Galvanische Trennung der Stromzuführung zu den benötigten zwei Führungsköpfen, zwischen denen die Draht- oder Bandelcktrode gespannt ist,

2. Vermeidung von Energieverlusten, insbesondere durch Induktion innerhalb der Stromzuführung,

3. Kühlung der Stromzuführkontakte und damit erhöhte Energieübertragung und Spülung der Bcarbeitungszone,

4. Symmetrische Beanspruchung der Drahteleklrodc in ihren mechanischen Führungszonen, und

5. Ermöglichung einer konstruktiven Lösung für den Führungskopf, bei welcher alle Bauteile für die unterschiedlichen Funktionen des mechanischen Führens, der elektrischen Stromzuführung und des Spülens bzw. Kühlens in einer einheitlichen Aggregatgruppe konzentriert sind, in die der Draht nach einem seitlichen Öffnen der Vorrichtung nicht eingefädelt, sondern nur eingelegt zu werden braucht.

Besonders vorteilhafte Weilerbildungen des crl'indungsgemäßen Führungskopfes sind in den Ansprüchen 13 bzw. 14 definiert, 'n beiden Fällen wird insbesondere für große Werkstücke der elektrische Widerstand, in erster Linie jedoch dessen induktive Komponente, ganz wesentlich durch die Schleifkontakt-ähnliehe Verbindung zwischen dem integrierten Führungskopf und dem Werkstück verbessert. Durch die Anordnung der Schleifkontakt-Verbindungen im Bereich der Kühl- und Spülflüssigkcit ergibt sich wegen der kombinierten Kühl- und Schmierwirkung eine erhöhte Kontaktsichcrheit und Leistungsfähigkeit für die elektrische Verbindung. Auf diese Weise läßt sich für den im Hochfrequenzbereich arbeitenden Erosionsgenerator ein besserer Wirkungsgrad, bzw. bei gleicher Generatorleistung eine nochmals höhere Schneidleistung erreichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Übersicht über den Aufbau der Arbeitszone bei elektrisch arbeitenden Schneidverfahren;

F i g. 2 erfindungsgemäßes Gestaltungsprinzip für eine Drahtführungs-Spül- und Stromzuleit-Einrichtung;

Fi g. 3 schematische Darstellung der Anordnung der Impuls-Stromkreise;

F i g. 4a bis 4f Lösungsalternativen für die geometrische Drahtführung;

Fig.5a bis 5c Lösungen für die Stromzuleitung zu dem zu bearbeitenden Werkstück und zu der draht- oder bandförmigen Elektrode;

F i g. 6a bis c Varianten der Gestaltung der Gehäuseöffnung zum Einlegen der Draht- oder Bandelektrode.

jo Die F i g. 1 zeigt eine Übersicht über die Bearbeitungszone mit der Draht- oder Bandelektrode 1, die entsprechend der Arbeitsaufgabe durch ein Werkstück 2 hindurchschneidet, das auf der Werkstückspanneinrichtung 3 der nicht gezeichneten Werkzeugmaschine

j5 befestigt wird. Der Funkengenerator 4 liefert über die Stromleitung 41a, 41 b und 42 die elektrische Energie über die Führungsköpfe 5a, 5b zur Bearbeitungsstelle.

Die Einrichtungen 5a und 5b beinhalten die Kontaktgeber 300a, 300i>, die Zuführmittel für das Arbeitsmedium 200a, 200b und die geometrischen Führungseinrichtungen 100a, 1006. Die Einrichtungen 5a, 5b selbst sind befestigt an Haltearmen 6a, 6b, die wie der Werkstückträger 3 Bestandteil der nicht gezeichneten mechanischen Baugruppen der Werkzeugmaschine bilden.

4^r> Ebenfalls nicht gezeichnet ist die Versorgungs- und Aufbereilungseinheit für das Arbeitsmedium 7a. 7b.

In der F i g. 2 ist die Einrichtung 5, die über eine Isolationsschicht 51 an der Trägereinrichtung 6 der Werkzeugmaschine befestigt ist, in ihrer Zuordnung zum bearbeiteten Werkstück 2 mit mehr Einzelheiten dargestellt. Die gesamte Einrichtung 5 kann an dieser Stelle auch so befestigt sein, daß sie während der Bearbeitung zur Orientierung der geometrischen Drallführung in die Bcarbeitungsrichtung gedreht werden kann. Zu diesen Führungsköpfen 5 werden das Arbeitsmedium 7 über die Zufuhr 200 die Drahtelektrode 1 und die elektrischen Energieimpulse über die Leitungen 41 und 42 zugeführt. Das Teil 101, im weiteren als Führung bezeichnet, ist zur genauen geometrischen Führung der

bo Elektrode mit einer bevorzugt V-förmigen Kerbe ausgestattet und innerhalb des Gehäuses 5 justierbar aber starr befestigt. Um die Drahtelektrode 1 in der V-förmigen Führung 101 sicher zu halten, wird ihr gegenüber ein Gegenstück 102 so angeordnet, daß am Umfang der

b5 Drahtclcktrode 1 symmetrisch liegende, gleich lange Berührungslinien entstehen, wodurch gleichzeitig die Beanspruchungen an der Drahtoberfläche gleichmäßig sind. Das Gegenstück 102 selbst ist innerhalb des Füh-

rungskopfgehäuses 5 beweglich in einem Lager 103 gelagert und kann durch mechanische, elektrische, hydraulische oder pneumatische Mittel 104 gegen die Führung

101 bzw. gegen die Drahtelektrode 1 angestellt werden. Einzelheiten dazu werden besonders in Verbindung mit Fig. 4 besprochen. Um die Einführung der Drahtelektrode während der Vorbereitung der Werkzeugmaschine vor der eigentlichen Bearbeitung zu erleichtern, können bei der Einrichtung zur Anstellung des Gegenstücks

102 auch Mittel 105 vorgesehen sein, mit denen das Gegenstück 102 so weit von der Führung 101 abgehoben werden kann, daß ein einfaches Einlegen der Drahtelektrode 1 möglich ist. Dazu kann eine in der Andruckeinrichtung 104 enthaltene Vorrichtung dienen oder eine separate Einrichtung 105 z. B. ein Rückstellnocken, der über einen seitlich angebrachten Hebel bedient wird. Dies ist als eine der vielen Varianten in der F i g. 4a gezeigt. Gemäß F i g. 4b und 4c sind an der Führung 101 und am Gegenstück 102 Anfasungen 128, 129 vorgesehen, die das Einlegen der Elektrode t vor dem Betrieb erleichtern. Die Elektrode 1 wird entweder von der einen oder anderen Seite eingelegt.

Das innere der Führungsköpfe 5 ist offen ausgebildet und dient als eine Kammer, in die über die Zuführmittel 200 das Arbeitsmedium bzw. Spülmedium 7 zugeführt wird Das zugeführte Arbeitsmedium übernimmt damit zunächst die Aufgabe, alle in der Kammer vorhandenen Einrichtungen zu kühlen, insbesondere auch die Stromanschlüsse 300 und 302. Die Zuführung des Arbeitsmediums erfoigt in so reichlicher Menge, daß die Leckagen, die durch die Austrittsstellen entstehen, ohne weiteres ersetzt werden können und daß die aus der Düse 303 hinauskommende Elektrode 1 vom Arbeitsmedium 7 vollkommen umhüllt ist. Die Elektrode ist somit koaxial zum Arbeitsmedium 7. Die Düse 303 besteht aus elektrisch nicht leitendem Material. Damit dieser koaxiale Spülstrom aus dem Düsenmundstück möglichst wirksam ist, wird der Anschluß 200 im Gehäuse so geführt, daß er durch die mechanischen Einbauten wenig gestört wird. Er kann so z. B. entgegen der Anordnung in der Fig. 2 auch unten in unmittelbarer Nähe der Düse 303 angebracht sein und die Einsprühung kann z. B. tangential an das z. B. rund ausgebohrte Gehäuse erfolgen. Die Stromanschlüsse der Leitungen 41 und 42 erfolgen über die Kontaktgeber 300 zur Drahtelektrode 1 und 302 zum Werkstück 2. Es handeli sich in beiden Fällen bevorzugt um Schleifkontakte, die so ausgebildet werden, daß eine möglichst große Kontaktfläche zur Übertragung des Stromes zur Verfügung steht. Es können natürlich auch bewegte Kontakteinrichtungen zur Anwendung kommen. Einzelheiten für die konstruktive Ausgestaltung der F.lprnpnte für die Strom?üführungen werden in Verbindung mit den F i g. 5a, 5b. 5c besprochen. Beide Kontaktgeber 300, 302 sind am Führungskopf 5 durch Isolationskörper 301 und 303 befestigt. Sie sind so gestaltet daß die Zuführleitungen 41 und 42 zur Vermeidung von Induktionsverlusten möglichst wenig Metall umschließen. Der eine Isolationskörper ist als Düse 303 ausgebildet.

Es ist ein Nachteil der bisher bekannten Stromzuführungstechnik, daß wie in F i g. 1 gezeigt zwischen den Leitungen 41a, 41 b und 42 relativ umfangreiche Metallteile liegen können und daß die Leitungen 41a und 416 auch nicht voneinander getrennt versorgt werden. Dadurch können erhebliche Energievcriuste aufgrund der elektrischen Induktionen in die in der Umgebung vorhandenen Metallteile erfolgen. Außerdem kann eine der Leitungen 41a oder 416 zuviel Strom zugeführt bekommen, wenn auf der anderen Kontaktstörung ist. Nach der erfindungsgemäßen Ausführung wird dies durch die neue Gestaltung der Kontaktgeber 300 und 302 (Fig. 5a —5c) sowie durch getrennte Impulszuführung über die Leitungen 41a und 4Ii(Fi g. 3) ausgeschlossen. Gemäß F i g. 3 wird der entladeimpulserzeugende Generator 4 so ausgeführt, daß zwei voneinander unabhängig gespeiste Leiterpaare 41 a, 42.7 bzw. 41 b, 42b vorhanden sind, so daß entgegen der bisherigen Technik es nicht mehr dazu kommen kann, daß ein .Stromzuführkontakt für den Fall einer Leitungsstörung auf der einen Seite mit entsprechend höherem Strom zur anderen Seite belastet wird, was im allgemeinen zu einer Überhitzung der zweiten Stromkonlaktstelle und zu einem Reißen der Drahteleklrode führt. Neben der unabhängigen Speisung sind diese beiden Leitungen 41a, 42a und 41/), 42b außerdem gemeinsam als induktionsarme Kabel bis zum Arbeitskopf geführt und werden dort gemäß dem prinzipiellen Aufbau der F i g. 2 nur in einem sehr geringen Maße aufgespalten. Das letztere erfolgt nur, um über den Kontaktgeber 300 einen Stromkontakt zur Drahtelektrode 1 und über den Kontaktgeber 302 einen Stromkontakt zum Werkstück 2 zu machen. Der Kontaktgeber 302 wird dabei koaxial ausgeführt und mit der Oberfläche des Werkstücks 2 in Verbindung gebracht, so daß bis zur eigentlichen Entladestelle der Funken im Inneren des vom Draht 1 geschnittenen Schlitzes im Werkstück 2 nur die geringst möglichen induktiven Erwärmungswirkungen auf Metallteile bestehen. Die

jo F i g. 3 zeigt ferner, daß jeder Führungskopf 5a, 5£> eigene Kontaktgeber 300a, 3006. 302a, 3026 für die Elektrode 1 und für das Werkstück 2 hat.

Bei der elektrischen Bearbeitung werden, wie im Zusammenhang mit der F i g. 3 erklärt, der Drahtelektrodc

r> 1 hochfrequente, elektrische Impulse über die Leitung 41 zugeführt. Die Drahtelektrode 1 selbst wird mit diesen Impulsen zu einer sogenannten »Sendeantenne« im Bereich der Drahtzuführung und der Drahtabführung. Um die von der »Sendeantenne« 1 ausgehenden Stör-Strahlungen für hochfrequente Geräte zu eliminieren, kann an der Einlaufseite und Auslaufseite der Drahtelektrode 1 in die Einrichtungen 5a, 5b jeweils ein Tiefpaß-Filter angeordnet werden. Vor allem kommt hierfür ein ringförmiges Ferrit-Rohr 400 in Frage, welches in der Fig. 2 dargestellt ist. Zur Ableitung der hochfrequenten Störungen kann ferner ein Kondensator zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Kopf 5 angeschlossen werden.

In den F i g. 4a bis 4f werden Einzelheiten für die Gestaltung der geometrischen Führung für die Drahtelektrodc 1 gezeigt. F i g. 4 zeigt eine bevorzugte Aufbauart, bei der die V-formi** ^ekerbte Führung 101 einstellbar aber fest durch eine Klemmvorrichtung 113/114 gehalten wird. Das Gegenstück 102 ist drehsicher und parallel verschieblich an einem Blattfederpaar oder Membranpaar 106,107 durch einen Haltedorn 108 befestigt. Das Blattfederpaar befindet sich in einer Halterung 109, die selbst im Arbeitskopf 5 einstellbar oder in fertigungsbestimmter Lage befestigt ist Diese Lage muß so gewählt werden, daß im Betrieb auf den Federn 107 und 106 die gewünschte Vorspannung zum Andruck des Gegenstücks 102 aufgebaut ist Für den Fall der Benutzung von geschlossenen Membranfedern wird gleichzeitig ein Durchfluß des Arbeitsmediums verhindert

b5 Um für die Einrichlarbeiten der Maschine die bereits besprochene Erleichterung für das Einlegen des Drahtes 1 zu haben, wird der Dorn 108 rückseitig z. B. über ein Gewinde mit einem Stift 110 verbunden, der mit

Hilfe zum Beispiel eines Nockens 111 durch Betätigung einer seitlich herausgeführten Welle 112 den Rückzug des Gegenstücks 102 bewerkstelligen kann. Umgekehrt kann dieselbe Einrichtung auch herangezogen werden dazu, dem Gegenstück 102 gegenüber der Drahtclcktrodc 1 bzw. gegenüber der Führung 101 eingc gewünschte Anpreßwirkung zu erteilen. Die Führung des Drahtes 1 zwischen den beiden Drahtfühiungselemcnte

101 und 102 erfolgt wie bereits besprochen mittels Linienberührung, die zur Vermeidung unsymmetrischer Beanspruchung der Drahtelektrode 1 für alle Elemente gleich lang und auf gleicher Höhe sein soll. Gestalterisches Merkmal ist weiterhin das an den Einlauf- und Auslaufzonen zur Vermeidung von Beschädigungen der Drahtoberfläche durch die Einlaufkanten entsprechende Einlaufverrundungen und Auslaufverrundungen vorgesehen sind.

Die F i g. 4b und 4c zeigen Aufsichten auf die Führungszone des Drahtes 1 zwischen den Drahtl'ührungseiementen 101 und 102. Sie zeigen schematisch die Klemmung der Führung 101 zwischen den Bauteilen 113 und 114 und lassen erkennen, daß dieses Teil selbst so gestaltet ist, daß es durch Umlegen mehrfach gebraucht werden kann. Es kann auch mit verschieden großen Kerben für verschiedene Drahtdurchmesser vorbereitet sein. Je nach Einsatzzweck der elektrisch arbeitenden Schneidanlage kann eine kraftschlüssige Führung des Drahtes durch die Anpreßkraft des Gegenstücks 102 gemäß F i g. 4b auf den Draht 1 benutzt werden oder es kann gemäß Fig.4c eine formschlüssige Führung des Drahtes zur Anwendung kommen, indem dann das Gegenstück 102 gegen die Führung 101 gedrückt wird und eine dreieckfönnige öffnung zur Drahtführung gebildet wird. Diese öffnung kann bei anderer Gestaltung der Kerbe auch eine andere Polygonform haben.

Die F i g. 4d zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit in Seitenansicht und F i g. 4e in Aufsicht zur Lösung der geometrischen Führung des Drahtes innerhalb der Führungsköpfe 5. Die Führung 101 und das Gegenstück

102 werden so ausgebildet, daß auf ihnen z. B. auf Zapfen 119 drehbar in fest zugeordneten Abstand zueinander bevorzugt dreicckförmigc Führungsplatten 115, 116, 117, 118 angeordnet sind, die aus einem sehr verschleißfesten Werkstoff hergestellt sind und die durch Drehung mehrfach eingesetzt werden können. Die Anzahl der auf einem Zapfen 119 angebrachten Führungsplatten kann größer sein als die in den F i g. 4d und 4c gezeichneten zwei Stück. Die Kanten der Ein- und Auslaufseite sind durch Verrunden so gestaltet, daß Beschädigungen der Drahtelektrode 1 ausgeschlossen sind. Wiederum sind die Kontaktlinien zur zentrierten Drahtelektrode 1 symmetrisch ausgebildet, wobei die beiden sich jeweils gegenüberliegenden auf gleicher Höhe angeordnet sind. Die auf beiden Seiten montierten Platten 115,116,117,118 sind auf den Zapfen 119 so gegeneinander verdreht, daß sich auf beiden Seiten (101 und 102) jeweils eine V-förmige Kerbe zur Zentrierung des Drahtes bildet. Das Gegenstück 102 ist ähnlich der in F i g. 4a beschriebenen Lösung in einem Halterteil 109 verdrehsicher aber verstellbar gelagert. In diesem Fall durch zwei Führungsbohrungen für die mit dem Gegenstück 102 fest verbundenen Zapfen 120 und 121. Durch den Gewindezapfen 122 kann die Verstellung des Teils 102 entweder in starrer Verknüpfung erfolgen oder wie gezeigt über eine Andruckfeder, je nachdem ob eine formschlüssige oder eine kraftschlüssige Führung des Drahtes in den sich ausbildenden V-förmigen Kerben angestrebt wird. Eine ebenfalls vorsehbare Einrichtung zum öffnen der Drahtführungszone für das Einlegen des Drahtes ist in diesem Falle nicht skizziert worden.

Eine weitere Ausführungsform der Führungsmittel 101, 102 ist die Kombination der V-förmigen Führung

"i 101 (Fig.4a, 4b. 4c) und der Führungsplatten 117, 118 (Fig.4d, 4e) als Gegenstück 102. Bei dieser Variante liegen die geometrischen Führungsmittel an vier Stellen an der Oberfläche der F.lektrode 1 an.

In Fig.41' ist eine weitere mögliche Ausführungsart

ίο für die geometrische Führung des Drahtes skizziert, die bevorzugt dann Anwendung finden kann, wenn auf das leichte Einlegen und die dann immer vorausgesetzte Teilung der Führungscinrichtungen verzichtet werden kann, z. B. bei Vorhandensein einer automatischen Einfädelungsvorrichtung, wie sie in der CH-PS 559 599 beschrieben ist. Der Tragkörper 123 ist ein ringförmiger mit Bund versehener Einsatz, der in den Führungskopf 5 entsprechend einmontiert wird. Im Innern des Teils 123 befindet sich ein Führungsröhrchen 24, in dem die Drahtelektrode 1 geführt wird. Das Röhrchen ist in dem Tragkörper 123 radial und axial gehalten und durch die Dichtelemente 125 (z. B. übliche O-Ringe) gegen einen Verlust von Druckmedium 126 abgedichtet. Dieses Druckmedium 126 befindet sich in einer ringförmigen Kammer, die ebenfalls in dem Tragkörper 123 um das eingesetzte Röhrchen herum angeordnet ist und die durch eine Spanneinrichtung, z. B. mit einer Schraube 127 gespannt werden kann. Durch den ringförmig um das Röhrchen 124 aufgebrachten Druck wird dieses ra-

jo dial so geschrumpft, daß eine spielfreie und sehr präzise Führung um die Drahtelektrode 1 gebildet wird. Ein Nebenvorzug dieser Anordnung ist die Möglichkeit, den Draht in diesem Führungssystcm bei weiterer Erhöhung des Drucks auch zu klemmen, was zum Beispiel dazu

j5 dienen kann, durch eine geregelte Verstellung eines Führungskopfes in der Drahtlaufrichtung Bohrbearbeitungen mit derselben Anlage durchführen zu können. Statt der beschriebenen hydraulischen Kräfte können auch mechanische Mittel benutzt werden, z. B. Federkräfte oder schräggestellte Nadeln, um die entsprechenden Schrumpfkräfte auf das Röhrchen auszuüben.

Das in den beschriebenen Lösungen enthaltene Prinzip der segmentförmigen oder ringförmigen Führung des Drahtes, kann selbstverständlich mechanisch auch mit anderen Mitteln nachgebildet werden, indem z. B. Rollen mit zur Drahtführungsrichtung senkrechten oder parallelen Lagerachse benutzt werden oder indem auch Kugeln benutzt werden, die die dreipunktförmige Anlage gemäß dem Führungsprinzip von F i g. 4c nachbilden.

Es können ferner auch hydrodynamische Lagerungseffekte oder Flüssigkeitsmagnete für die Bildung der Zentrierung herangezogen werden.

In Fig.5a ist ein Lösungsbeispiel für die Gestaltung der Stromzuführung 300 zur Elektrode 1 gemäß F i g. 2 in einer Aufsicht dargestellt. In dem Isolierkörper 301 befindet sich eine Einsatzbuchse 304, in der ein verdrehgesicherter Zapfen 305 gelagert ist und durch die Schraube 306 axial angezogen werden kann. Auf diesem Zapfen 305 wird von der Leitung 41 der Strom zugeführt. Im Innern des Führungskopfes 5 trägt der Zapfen 305 eine Halterung 307, die gabelförmig ausgebildet ist zur Aufnahme von zwei zylindrischen Kontaktstiften 308, deren Achsen sich kreuzen und senkrecht zur Drahtrichtung liegen. Es versteht sich von selbst, daß die Zylinderstifte 308 aus einem gut leitenden Material hergestellt sein müssen, das gleichzeitig gegenüber der Reibung mit der Drahtelektrode 1 verschleißfest ausgebildet ist. Eventuell unvermeidbarer Verschleiß kann

durch Drehen und axiales Verschieben der Stifte ausgeglichen werden. In der wiederum V-förmigen Kerbe, die durch die beiden Stifte 308 gebildet wird, wird der Draht gegenüber der eigentlichen geometrischen Führung vorzentriert und findet gleichzeitig zwei Anlageflächen zur Stromübertragung. Konstruktiv wird der Druchmesser der Stifte möglichst groß ausgebildet, damit eine möglichst breite Kontaktfläche gebildet wird und der Flächerianpreßdruck nicht so hoch sein muß. Zur Erreichung des besseren Kontakteffektes kann die Anordnung der gekreuzten Rollen auch in eine leichte Schräglage gegenüber der Drahachse verstellt werden oder es kann statt der zylindrischen Stifte mit /.. B. elliptischen Körpern gearbeitet werden.

Die Fig.5b zeigt in Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel der Stromzuführung zum Werkstück 2 gemäß Fig. 2. Die aus elektrisch isolierendem Materia! bestehende Düse 303, welche am unteren Ende des Führungskopfes 5 angeordnet ist, leitet das Arbeitsmedium bzw. Spülmedium 7 koaxial zur Elektrode 1 in Richtung Werkstück 2. Die Elektrode 1 ist vom Arbeitsmedium 7 wie mit einem Mantel umhüllt. Die Düse 303 hat eine Ringnut, mittels welcher die Düse in einen Schlitz des Führungskopfes 5 eingeschoben und in die Achse der Elektrode 1 zentriert wird. Die Stromleitung 42 ist mittels des Stromkontaktes 312 an einem elektrisch leitenden Ringkörper 309 befestigt. Dieser Ringkörper 309 ist gemäß F i g. 5b auf die elektrisch isolierende Düse 303 geschoben und mittels der Schraube 310 befestigt. Der Ringkörper 309 kann höhenverstellbar auf die Düse 303 geschoben werden. An seinem äußeren Umfang besitzt dieser Ringkörper 309 eine konusförmige Andrehung mit zylindrischem Vorsatz, auf den eine torusförmige (ringförmige) Schraubenfeder 311 aufgeschoben wird, die durch die Konuswirkung kontaktgebend an dem s*> Werkstück 2 anliegt und bei Veränderung von dessen Höhenlage ausgleichend wirken kann. Natürlich kann der konische Teil zur Aufnahme der torusförmigen Feder nach innen ausgearbeitet sein.

Die Fig.5c zeigt in Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stromzuführung zum Werkstück 2. Der verschiebüche. ringförmige Körper 309 kann auch mit einer Anzahl zu seiner Verschiebungsrichtung paralleler Bohrungen versehen werden, in denen eine Anzahl üblicher Schleifkontakte 313 geführt 4^r> werden, die durch axiale Federn 314 gegen das Werkstück 2 zur Kontaktgabe gepreßt werden. Die Gestaltung des Innenraumes, sowohl der isolierenden Düse 303 wie auch des Ringkörpers 309 wird jeweils so durchgeführt, daß sich eine Spüldüse bildet, die möglichst laminar das zugeführte Arbeitsmedium 7 als koaxialen Spülstrahl um die im Zentrum der Einrichtung 5 laufende Drahtelektrode 1 bildet und diesen Spülstrahl in die Bearbeitungszone fördert.

Es sei an dieser Stelle noch einmal betont, daß die Zuführkontakte 300 und 302 (F i g. 2, 3,5a, 5b) räumlich möglichst dicht einander zugeordnet sein sollen, damit in der entstehenden Kabelschleife keine Induktion auf Metallteile möglich ist Durch diese Bedingung muß natürlich in den räumlichen Abmessungen der entsprechenden Konstruktionsteile ein Kompromiß gegenüber den Wünschen einfacher Bauart eingegangen werden.

In den F i g. 6a bis 6c werden drei mögliche Varianten für die Gestaltung des Führungskopfcs 5 dargestellt, so daß die Elektrode 1 vor dem Betrieb in die Bauelemente bs des Führungskopfes 5 einfach eingelegt werden kann. Es sind die Aufsichten gezeichnet, wo in dem Strichlinienkreuz jeweils die senkrecht verlaufende Drahtelekirode 1 sich befindet. In der F i g. 6a ist eine Lösungsvariante dargestellt, bei der der rechte Teil 52 des Führungskopfes 5 um eine Achse 53 schwenkbar gelagert ist, so daß er nach elastischem Auslenken des Halters 54 zur Seite gedreht werden kann, um freien Zugang zum Einlegen des Drahtes zu erhalten. In der Ausführungsvariante gemäß F i g. 6b wird ein U-förmiger Deckel 55, der durch einen schwenkbaren Klemmhebel 56 am Gehäuse 5 dichtend angedrückt wird, nach Entfernung dieses Hebels abnehmbar, um die Zugänglichkeit zur Drahtführungszone zu gewährleisten. Eine ähnliche Drahtführungszonc kann im Prinzip in jeder freien Seite des Führungskopfes 5 angeordnet sein. Eine Untervariante für die Lösung mit Deckel ist in Fig. 6c enthalten, wo der Schwenkhebel 57 den vorher blockierten Deckel 58 so freigibt, daß dieser ungehindert nach links geschoben weiden kann, um den Zugang zur Drahtführungsstelle zu gewährleisten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

!. Führungskopf für elektrisch abtragende Bearbeitungsmaschinen, der eine geometrische Führung und eine Stromzuführung für eine band- oder drahtförmige Elektrode, die sich in Richtung ihrer Achse bewegt, und eine Spüldüse für die Umhüllung der Elektrode mit einem Spülmedium enthält, d a durch gek en nzeich η et, daß die Elektrodenführung (101,102) und die Stromzuführung (300) für die Elektrode im Innern des vom Spülmedium angefüllten und durchströmten Führungskopfes (5a, 5b) angeordnet und vom Spülmedium umgeben sind.
2. Führungskopf nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenführung in an sich bekannter Weise aus einer Führungskerbe (101) und einem Gegenstück (102) besteht, das die Elektrode (1) durch die Kraft von Federn oder Membranen (106, 107) an die Führungskerbe andrückt, und daß eine Rückstellvorrichtung (108,110,111,113) vorgesehen ist, die zum Einlegen der Elektrode (1) in die Führung das Gegenstück (102) von der Kerbe (101) entfernt (Fig. 4a, 4b, 4c).
3. Führungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung aus einem am Gegenstück (102) befestigten Dorn (108), einem Stift (UO), einem Nocken (111) besteht und durch die Drehung einer Welle (112) das Gegenstück (112) gegen die Kraft der Feder oder Membranen jo (101,102) von der Führungskerbe (101) entfernt wird (F ig. 4a).
4. Führungskopf nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenführung aus einem Führungselement (101) und einem Gegenstück (102) besteht, wobei das Führungselement und das Gegenstück je einen Zapfen (119) enthalten, auf denen dreieckförmige Führungsplattcn (115, 116, 117, 1Ü8) drehbar und übereinander so angeordnet sind, daß die sich gegenüberliegenden Führung· platten (115, 118; 116,117) auf gleicher Höhe liegen und die Führungsplatten die Elektrode (1) an vier auf dem Elektrodenumfang gleichmäßig verteilten, symmetrischen und gleichlangen Linien berühren (Fig.4d, 4e).
5. Führungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Führungsplatte (117, 118) tragende Gegenstück (102) durch die Kraft einer Feder und mittels eines Gewindezapfens (122) gegen die Elektrode (1) gedrückt wird (Fig.4d,4e).
6. Führungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (102) mittels einer Rückstellanordnung (120, 121, 122) von dem Führungselement (101) entfernt wird zum Einlegen der Elektrode (1) zwischen die auf ihren Zapfen (119) drehbar gelagerten Führungsplatten (115, 116, 117, U8)(Fig.4e).
7. Führungskopf naoh einem der Ansprüche 2,4,6, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Führungsplat- bo ten (115,116 und 117, 118) eine V-förmige Führung (101) bilden und alle Führungsplattcn bis zur Berührung mit der Elektrode (I) zueinander zugestellt sind (Fig.4e).
8. Führungskopf nach Anspruch 1, dadurch ge- t>^r> kennzeichnet, daß die Klekirodenlühning aus einem die Elektrode (1) umhüllenden Rohr (124) besieht, welches durch eine auf seine Oberfläche wirkende Kraft eine spielfreie und präzise Führung der Elektrode ergibt (Fig. 4f).
9. Führungskopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmedium (126), welches mittels eines Organes (127) komprimierbar ist, auf die Oberfläche des Rohres (124) einwirkt (F i g. 41).
10. Führungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung (300), die die Elektrode (1) mit elektrischer Energie versorgt, mindestens zwei zueinander gekreuzt angeordnete Kontaktstifte (308) enthält, welche mit einer aus dem elektrischen Generator (4) kommenden Zuleitung (41) verbunden sind und mindestens zwei Kontaktstellen mit der Elektrode (1) aufweisen (F i g. 5a).
11. Führungskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (308) zur Achse der Elektrode (1) senkrecht angeordnet sind.
12. Führungskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (308) eine Schräglage zur Achse der Elektrode (1) haben.
13. Führungskopf nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß er an der die Elektrode (1) koaxial umgebenden Spüldüse (303) eine ringförmige Kontaktfeder (311) enthält, die mit der Zuleitung (42a, 42b) für den Stromanschluß des Werkstücks (3) verbunden ist und die Oberfläche des Werkstücks berührt und vom Spülmedium zumindest ieilweise gekühlt isi (F ig. 5b).
14. Führungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an der die Elektrode (1) koaxial umgebenden Spüldüse (303) einen elektrisch leitenden Körper (309) enthält, der mit der Zuleitung (42a. 42b) für die Stromversorgung des Werkstücks (3) verbunden ist und Stifte (313) zur Kontaktgabe mit der Werkstückoberfläche enthält, wobei die Stifte mindestens teilweise vom Spülmedium gekühlt sind (F ig. 5c).
15. Führungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner einen Seite einen Deckel (52,55,58) aufweist, der durch eine Verriegelung (54,56,57) befestigt ist. wobei nach Öffnen des Deckels das Innere des Führungskopfes (5) zugänglich ist zum Einlegender Elektrode(1)in die Bauteile des Führungskopfes bevor die elektrische Bearbeitung beginnt (F ig. 6a, 6b, 6c).