DE3120790A1 - Verfahren und vorrichtung zum ablegen eines von einer funkenerosionsschneidemaschine benutzten drahtes - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ^DR-^iHa = ""-«**· H. STUR₁ES 3120790 DIPL.-ING. P. EICHLER BBAHMSSTRASSE 29. 5600 WUPPERTAL 2

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Ateliers des Charmilles S.A., 109, rue de Lyon, Geneve (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zum Ablegen eines von einer Funkenerosionsschneidemaschine benutzten Drahtes.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ablegen eines von einer Punkenerosionsschneidemaschxne zum Schneiden eines metallischen Werkstücks benutzten Drahtes in kompakter Form.

Eine derartige Maschine enthält einen elektrischen Impulsgenerator, um erosive Entladungen zwischen dem Draht und dem Werkstück zu erzeugen. Sie enthält unter anderem Drahtführungsund Antriebselemente, die einerseits eine langsame Verstellung zum Schneiden des Werkstücks entsprechend einer gewünschten Form und andererseits ein schnelles Abziehen in Längsrichtung erlauben. Das letztere gestattet es, den der Wirkung der erosiven Entladungen unterworfenen Drahtabschnitt fortlaufend zu erneuern, ohne welches die Abnutzung des Drahtes zu einem bei-

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nahe sofort erfolgenden Bruch führen würde. Wegen dieser Ab- ■ nutzung und auch wegen Gefügeänderungen kann der Draht für eine Bearbeitung nicht wiederverwendet werden. Wenn man das trotzdem machen wollte, würde es einer beträchtlichen Verringerung der Generatorleistung bedürfen. Darum wird der benutzte Draht üblicherweise als Altmetall verkauft, so daß Mittel zur in kompakter Form erfolgenden Lagerung erforderlich sind. Um richtig zu beurteilen, ist festzuhalten, daß die Abzugsgeschwindigkeit typischerweise 5 m/min ist, so daß 200 Minuten Bearbeitung 1 km Abfalldraht ergeben. Ein derartiger Ausstoß erfordert offensichtlich Mittel zur kompakten Ablage und Lagerung.

Eine einfache Lösung ist es, den Draht auf eine von einem Motor angetriebene Aufnahmespule aufzuwickeln. Jedoch wird mehr und mehr gefordert, daß die Drahtschneidemaschinen stundenweise ohne manuelle Eingriffe arbeiten sollen und man hat zu diesem Zweck automatische Einfädelvorrichtungen entwickelt, die im Falle des Drahtbruches oder des Werkstückwechsels eingreifen. Daher ist der Draht kein Einzelstück mehr und die Aufnahmespule erfordert eine komplizierte Vorrichtung, um den Anfang des Aufwickeins bei jedem Einfädelvorgang zu bewirken. Die Lösung, den Draht sich in einem Behälter lose anordnen zu lassen, ist wegen des übermäßigen Volumens unannehmbar, welches von den Kilometern Draht eingenommen wird, die im Verlauf der Bearbeitung in'einer Nacht anfallen. Man hat ein System entwickelt, um den Draht in kleine Stücke zu schneiden, und zwar mit Hilfe eines regelmäßig hin und her bewegten Messers (US-PS 3 822 374) bzw. mit Hilfe eines sich drehenden,

mit mehreren Schneiden versehenen Werkzeugs'(DE-PS 2 755 740). Das Material läßt sich nur in kompakter Form lagern, wenn die geschnittenen Stücke kurz sind, was eine schnelle Abnutzung der Schneidenabschnitte bewirkt und deswegen eine Wartung erfordert. Zum Transport sind geschlossene Behälter erforderlich. In dem zuerst genannten Patent hat man auch ein Führungsrohr vorgeschlagen, das den Draht zwingt, sich gleichmäßig in einem auf einer sich drehenden Platte angeordneten Behälter aufzuwickeln, was einen Motor und eine Regeleinrichtung erfordert, um die Drehgeschwindigkeit der Abzugsgeschwindigkeit anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ablegen des benutzten Drahtes in kompakter Form der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es einfach ist, keinerlei menschlichen Eingriffs bedarf und vermeidet, sich eine Wartung erfordernder schneidender Teile zu bedienen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Draht zur Beseitigung unkontrollierter, beim Durchlaufen der Schneidemaschine erzeugter Deformationen je nach seinem Verlassen dex Maschine abwechselnden, bleibenden Verformungen nach sich ziehenden Verbiegungen unterworfen wird, und daß der Draht zum Selbstaufwickeln in einen Aufnahmebehälter gegeben wird. Auf diese Weise erhält man eine ring- oder kreisringförmige Aufwicklung in einem Behälter, der in der Achsrichtung des Drahtausgangs angeordnet ist. Ohne dieses Verfahren würde der Draht die Maschine mit unkontrollierten Deformationen großer Krümmungsradien verlassen, welche sich beim Durchlaufen egten Messers (US-PS 3 822 374) bzw. eines sich drehenden,

der Maschine ergeben, so daß der Draht von Zeit zu Zeit spontan seinen Aufwickelsinn ändert. Auf diese Weise würde sich ein ungeordnetes und äußerst voluminöses Aufwickeln ergeben. Durch die durch das Verfahren bewirkten bleibenden Verformungen ist der Draht kaltverformt und hat eine gewisse Steifigkeit erworben. Des weiteren gibt man ihm vorzugsweise eine allgemein geradlinige Richtung. Auch erfolgt das Aufrollen im Behälter vollkommen regelmäßig, nachdem man einmal die Bewegung in einem Sinne eingeleitet hat.

Der grundsätzliche Vorteil der Erfindung ist es, daß die abwechselnden, bleibenden Verformungen mit einer besonders einfachen und wenig kostenaufwendigen Vorrichtung hergestellt werden und trotzdem zu einer völlig automatischen Lösung des Problems des in kompakter Form erfolgenden Aufwickeins von von einer Drahtschneidemaschine produzierten Äbfalldraht führen, trotz der Komplikation-en die als Unterbrechungen der Kontinuität beim Abwickeln des Drahtes infolge automatischer Einfädelvorgänge auftreten.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer mit Draht arbeitenden Funkenerosionsschneidemaschine, die mit einer Ablegevorrichtung für den Draht versehen ist und dessen kompaktes Aufwickeln erlaubt und

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Ablagevorrichtung.

Fig. 1 zeigt die üblichen Bauteile einer Funkenerosionsschneidemaschine, die mit einem Draht 1 zum Schneiden eines metallischen Werkstücks 2 mittels erosiver elektrischer Entladungen arbeitet. Der Draht 1 wird von einer Rolle 3 abgewickelt, die auf einer Platte 4 angebracht ist. Zwei über einen starren, ü-förmigen Doppelarm 7 verbundene Drahtführer 5, 6 sichern den genauen Verlauf des Drahtes 1, der das Werkstück 2 von oben nach unten durchläuft. Ein nicht dargestellter elektrischer Generator ist mit dem Draht 1 über nicht dargestellte Stromzuführungskontakte verbunden, um erosive Entladungen zwischen dem Draht 1 und dem Werkstück herbeizuführen. Hinter dem letzten Drahtführer 6 wird der Draht 1 zwischen zwei Laufbändern 8, 9 aufgenommen, welche seinen durch Reibung bewirkten Zug und seinen Transport bis zu einer Ablegevorrichtung 10 bewirken, die sein Aufwickeln als kompakte Ringwicklung 12 erlauben, die in einem Behälter 13 gelagert ist. Die weiter unten beschriebene Ablegevorrichtung 10 gibt dem Draht 1 die aus Fig. 2 ersichtliche Verformung 11. Die flachriemenförmigen Laufbänder 8, 9, deren Anordnung aus Fig. 2 besser ersichtlich ist, werden durch einen nicht dargestellten Motor mit derselben linearen Geschwindigkeit angetrieben.

Zur Kinematik der Bewegungen des Drahtes 1 im Verhältnis zum Werkstück 2 ist zu bemerken, daß die Gesamtheit der Antriebsorgane und der Drahtführung miteinander verbunden sind, entweder durch die Platte 4 oder den ü-förmigen Doppelarm 7. Diese Gesamtheit bildet ein Ganzes, das in einer Bewegungsrichtung X senkrecht' zur Darstellungsebene durch einen

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nicht dargestellten Motor angetrieben wird und mit einer Gleitbahn 14 an einem Traggerüst 15 gleitet, das an einem feststehenden Sockel 16 der Maschine befestigt ist· Das Werkstück 2 ist auf einem Support 17 angeordnet, der selbst auf einem Tisch 18 angebracht ist. Das Werkstück 2 bildet mit einem Behälter 19 ein Ganzes, welches in einer zur ersten Richtung senkrechten Richtung Y mittels eines Motors 21 bewegt wird und auf dem Sockel 16 mittels eines Gleitstücks 20 gleitet. Eine nicht dargestellte numerische Steuerung koordiniert die Bewegungen X und Y im Hinblick auf das Ausschneiden des Werkstücks 2 entsprechend einer gewünschten Form.

Die Fig. 2 zeigt in großem Maßstab eine mögliche Ausführungsform einer Ablegevorrichtung 10 des benutzten Drahtes 1, welche dessen Aufwickeln als kompakte ringförmige oder kreisringförmige Wicklung erlaubt. Diese Ablegevorrichtung 10 hat die bereits erwähnten Bänder 8, 9, welche durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben sind. Der Verlauf des Drahtes wurde durch seine Eintrittsachse 22 und seine Austrittsachse 23 angedeutet. Das Flachband 8 nimmt das gerippte Band 24 durch Reibung mit und letzteres nimmt seinerseits ein weiteres geripptes Band 25 eingriffsi-ireise mit, und zwar auf einer gemeinsamen Bahn auf der Ausgangsachse 23_o Das Medaillon 26 zeigt die Anordnung der Zähne, welche einer Folge von Trapezen entsprechen, der Ecken etwas abgerundet sein können. Die regelmäßig wiederkehrende Länge der Zähne kann beispielsweise 5 mm sein und ihre Höhe 2 mm. Der von diesen Zähnen

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umschlossene Draht 1 erleidet eine bleibende Verformung oder Kaltverfestigung bei großer Amplitude, welche weit größer ist, als jede Verformung, die zuvor bei dem Durchlaufen der Maschine aufgetreten ist. Der Draht 1 hat nun einen sinusförmigen Verlauf, wie durch das Bezugszeichen 11 angedeutet wird. Die hauptsächlichen Einschnürungen sind diejenigen, die sich aus den abwechselnden Biegungen ergeben, welche durch die Form der Zähne der gerippten Bänder 24, 25 bewirkt werden. In geringerem Ausmaß ist der Draht gleichermaßen belastet durch reine Dehnung, da der Weg zwischen den gerippten Bändern langer ist, als zwischen den Flachbändern. Der Hauptgesichtspunkt ist, daß die großen bleibenden, aus den Verbiegungen herrührenden Verformungen die Wirkung haben, die geringen Verformungen zu tilgen, die zuvor beim Durchlaufen durch die Maschine aufgetreten sind. Dieser Vorgang der Tilgung ist grundsätzlich derselbe, wie derjenige, der bei einem Ziehen des Drahtes stattfindet, um ihm eine große Dehnung zu geben. Jedoch bedingt die Durchführung der reinen Dehnung mit einer genügenden Deformation eine starke Zugwirkung auf den Draht, was in einem durch Flachbänder gebildeten Antriebssystem zu starken Drücken und starken Abnutzungen des Antriebssystems führt. Der Eingriff der gerippten Bänder 24, 25 erlaubt es, die Zugbeanspruchung wesentlich zu verringern, wie auch die Abnutzung der gerippten Bänder. Der höchst bemerkenswerte Umstand der Erfindung ist es, daß diese nur ein Minimum an zusätzlichen Teilen ohne jeden Motor und keine automatische Regeleinrichtung erfordert, da das von den Bändern 8, 9 gebildete Zug- und Transportsystem bereits vorhanden ist.

Wie es Fig. 1 zeigt, wickelt sich der Draht 1 im Behälter 13 von selbst kreisringförmig auf, ohne daß im Verlauf des Ablegens eines aus einem Stück bestehenden Drahtes jemals der Wickelsinn geändert wird.

Es sind auch andere Ausführungsformen möglich. Z. B. kann man mit Erfolg Bänder verwenden, die eine andere Zahnform haben, als diejenige der Fig. 2. Als wichtige Abänderung kann man auf den direkten Antrieb der gerippten Bänder 24, mittels Reibung durch das Band 9 verzichten. In diesem Fall erfolgt der Antrieb der beiden gerippten Bänder durch einen Hilfsmechanismus, z. B. ein anderes Band mit einem für diesen Zweck bestimmten Rollenpaar mit unterschiedlichen Durchmessern. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, die Zugwirkung auf den Draht einstellen zu können, indem die Durchmesser der Rollen dieses Hilfsmechanismus entsprechend gewählt werden. In dieser Richtung kann man auch die gerippten Bänder durch zwei in Eingriff befindliche, gezahnte Rollen ersetzen. Bei deren Antrieb kann man bei von den Zähnen bewirkten abwechselnden Verbiegungen und bei genügender Zugwirkung dasselbe Resultat erreichen, jedoch mit einer aufwendiger zu verwirklichenden Vorrichtung.

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Leerseite

Claims (3)

1. PATENTANWÄLTE DB-^.mPL.-l'MYS-.H.StL-it.ES 312 0 79

   DIPL-ING. P. EICHLER

   BRAHMSSTRASSE 29. 5600 WUPPERTAL H

   Ansprüche:

   l.y Verfahren zum Ablegen eines von einer Funkenerosionsschneidemaschine zum Schneiden eines metallischen Werkstücks benutzten Drahtes in kompakter Form, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (1) zur Beseitigung unkontrollierter, beim Durchlaufen der Schneidemaschine erzeugter Deformationen je nach seinem Verlassen der Maschine abwechselnden,-bleibende Verformungen nach sich ziehenden Verbiegungen unterworfen wird, und daß der Draht (1) zum Selbstaufwickeln in einen Aufnahmebehälter (13) gegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet, daß die Verbiegungen im Sinne der Erzeugung eines allgemein geradlinigen Drahtverlaufs abgewechselt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei gerippte Bänder (24, 25) hat, die ineinander eingreifen und auf einer gemeinsamen Bahn verstellbar sind, die der Draht (1) zu durchlaufen gezwungen und dabei durch die Form der Zähne der gerippten Bänder (24, 25) den aufgezwungenen Verbiegungen unterworfen ist.