DE3126444C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ein­ fädeln des Endes eines Elektrodendrahtes in eine Bohrung oder in einen Arbeitsspalt eines von einer funkenerosiven Draht­ schneidemaschine zu bearbeitenden Werkstücks, wobei das Drahtende von einer Transportvorrichtung in die Nähe der Bohrung gebracht wird, die in der Richtung des Drahtdurch­ laufs von einem Fluid durchströmt wird.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der CH-PS 5 59 599 bekannt. Bei diesem Verfahren wird Fluid, beispielsweise unter Druck stehendes Wasser, mit einem von einer Düse gebildeten Einfädel­ organ in die Bohrung gespritzt, wodurch der Draht mitgerissen wird. Damit dieses Mitreißen genau in der gewünschten Einschieß­ richtung erfolgt, darf der Düsendurchmesser nicht zu groß sein und die Düse muß genau ausgerichtet werden, zumal das Druckmedium zwischen der Düse und der Bohrung divergiert. Es ergeben sich also mancherlei konstruktive Probleme und auch eine vergleichs­ weise schwierige Regelung. Darüber hinaus ist es nicht einfach, den Draht in die nachgeschalteten, seinen weiteren Abzug sicherstellenden Führungsorgane einzuführen, nachdem er die Bohrung des Werkstücks durchdrungen hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das Einfädeln des Drahtes auch noch bei Bohrungsdurchmesser von weniger als 1 mm vorgenommen werden kann, wobei die Präzision beim Ausrichten vergleichsweise gering sein soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Austrittsende der Bohrung eine Saugwirkung erzeugt wird, die einen zum Eintritts­ ende der Bohrung konvergierenden Strom des Arbeitsfluids des darin befindlichen Werkstücks bewirkt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, mit einer ein Drahtende in die Nähe der Bohrung bringenden Transportvorrichtung, mit einem Erzeuger einer in Richtung des Drahtdurchlaufs erfol­ genden Fluidströmung durch die Bohrung und mit einer in der­ selben Richtung hinter dem Werkstück angeordneten weiteren Draht­ transportvorrichtung.

Um die vorgenannte Vorrichtung so zu verbessern, daß sie auch noch bei Bohrungsdurchmessern von weniger als 1 mm angewendet werden kann, wird sie so ausgestaltet, daß der Erzeuger der Fluid­ strömung eine an der Unterseite des Werkstücks anliegende Kammer aufweist, die das Austrittsende der Bohrung mit einer Öffnung umgibt sowie an eine Arbeitsfluid absaugende Pumpe an­ geschlossen ist und daß die vor dem Werkstück angeordnete, den Draht in Durchlaufrichtung vorschiebende Transportvorrichtung bei Pumpensaugbetrieb wirksam ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Funkenerosions­ maschine für die elektroerosive Bearbeitung eines Werkstücks 2 mit einem Elektroden-Draht 1, wobei das Werkstück 2 in einen nicht dargestellten, einen Elektrolyten bzw. ein Arbeitsfluid enthaltenden Behälter eingetaucht ist. Die Entladungen zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 werden durch den Generator 3 erzeugt.

Das Werkstück 2 besitzt eine Anfangsbohrung 4, um den Draht 1 zu Beginn der Bearbeitung in Arbeitsstellung bringen zu können, oder auch um eine solche Bearbeitung nach etwaigem Bruch des Drahtes 1 wieder aufnehmen zu können.

Fig. 1 zeigt den Draht 1 unmittelbar vor dem Einführen seines freien Endes in die Anfangsbohrung 4, wobei der Draht 1 von einer nicht dargestellten Liefereinrichtung kommt und zwei Walzen 5, 6 einer mit einer Regeleinrichtung 7 ausgerüsteten Bremseinrichtung passiert. Der Draht 1 läuft sodann an einer Stützwand 8 vorbei, gegen die er durch einen unter Wirkung einer Feder 10 stehenden Daumen 9 gedrückt wird. Diese Teile 8 bis 10 sind auf einem Schlitten 11 für das Einfädeln des Drahtes 1 angeordnet. Der Schlitten 11 wird parallel zur Längsrichtung des Drahtes 1 mit einer durch einen Motor 13 angetriebenen Gewindespindel 12 verschoben.

Der Draht 1 läuft an einem Schneidmesser 14 vorbei, das durch eine elektromagnetische Einrichtung 15 betätigt werden kann und mit einem Widerlager 16 zusammenwirkt. Der Draht 1 passiert weiterhin nacheinander eine Stromzuführungswalze 17, eine Druckwalze 18 und eine Führung 19, bevor er in die Anfangsbohrung 4 gelangt. Unterhalb des Werkstücks 2 läuft der Draht 1 in eine Kammer 20 ein, deren Wände einen Trichter 21 bilden. Dieser mündet in der Nähe zweier Abzugwalzen 22, 23 aus, die durch einen Motor 24 angetrieben werden, um den Draht 1 zu ziehen und den Vorschub während der elektroerosiven Bearbeitung sicherzustellen. Der auf den Draht 1 ausgeübte Zug hängt von der Regelung der Bremseinrichtung 5 bis 7 ab. Der Draht 1 wird anschließend durch nicht dargestellte Mittel abgelegt.

Die Kammer 20 weist eine Führung 25 und einen Reibungs­ kontakt 26 auf, gegen die der Draht 1 von den Abzugwalzen 22, 23 gezogen wird. Die Kammer 20 steht mit einer reversibel zu betreibenden Pumpe 27 in Verbindung, deren eine Leitung 28 zu dem das Fluid enthaltenden Behälter führt. Die Kammer 20 besitzt eine obere Öffnung 29 mit einer Dichtung 30, die an der Unterseite des Werkstücks 2 anliegt.

Die Vorrichtung hat weiterhin noch eine Steuereinheit 31, die aus elektronischen Steuerkreisen besteht und die notwendigen Kommandos für das Einfädeln des Drahtes 1 in die Bohrung 4 gibt. Diese Steuereinheit 31 steuert den Motor 13, die elektromagnetische Einrichtung 15 des Schneidmessers 14 und die Druckwalze 18. Sie arbeitet mit zwei Indikatoren 32, 33 zusammen, die die äußersten Stellungen des Schlittens 11 anzeigen bzw. darauf ansprechen. Das Intätigkeitsetzen der Steuereinheit 31 wird durch ein auf den Eingang 34 gegebenes elektrisches Signal ausgelöst. Dieses Signal kann durch Handbetätigung zu Anfang der Bearbeitung erfolgen, oder auch durch eine Steuereinrichtung, die auf einen etwaigen Bruch des Drahts 1 anspricht.

Wenn bei der Bearbeitung ein Bruch des Drahts 1 auftritt, wird das in der Regel zwischen den Walzen 5, 6 und 22, 23 und fast immer nur im Arbeitsspalt des Werkstücks 2 sein, wo der Draht 1 erhitzt wird. Die Erhitzung erfolgt durch den Arbeits­ strom für die zwischen dem Draht 1 und dem Werkstück 2 überspringenden erodierenden Funken. Infolgedessen befindet sich das freie Ende des Drahtes 1 für das Einfädeln ungefähr auf Höhe des Werkstücks 2.

Das Einfädeln des Drahts 1 läuft wie folgt ab:

In der Ruhe- oder Wartestellung befindet sich der Schlitten 11 in seiner oberen Lage, in der sein Teil 35 in der Nähe des In­ dikators 32 liegt. Wenn das Signal des Eingangs 34 die Steuer­ einheit 31 in Tätigkeit setzt, liefert diese zunächst einen Steuerimpuls zur Betätigung des Schneidmessers 14, das in Zu­ sammenwirken mit dem Widerlager 16 das Fadenende exakt ab­ schneidet. Zugleich wird ein Signal zum Antrieb der Druckwalze 18 gegeben, um diese aus dem Bewegungsbereich des Drahtes 1 zu entfernen. Dann wird der Motor 13 in Gang gesetzt, um den Schlit­ ten 11 nach unten zu verschieben, während gleichzeitig die Pumpe 27 anläuft, um das in der Kammer 20 befindliche Arbeitsfluid abzusaugen. Der dann in der Kammer 20 herrschende Unterdruck ruft eine Saugwirkung durch die Bohrung 4 und auch durch die untere Öffnung der Kammer 20 hervor. Da das Werkstück 2 in Arbeitsfluid eingetaucht ist, bewirkt ihr durch die Bohrung 4 erfolgendes Absaugen einen Fluidstrom, der zum Eintritt der Bohrung 4 hin konvergiert.

Gemäß Fig. 1 hat der Schlitten 11 einen Teil seines Hubs durchlaufen, und zwar soweit, daß er das freie Ende 36 des Drahtes 1 in der Nähe des Eintritts der Bohrung 4 hält. Infolge der Konvergenz der Strömung des Fluids, das durch die Bohrung 4 angesaugt wird, wird das freie Fadenende 36 selbsttätig durch hydraulische Kräfte geführt und richtet sich infolgedessen auf die Bohrung 4 hin aus, selbst wenn die ursprüngliche Ausrich­ tung durchaus um mehr als einen Millimeter davon abweicht.

Der Schlitten 11 bewegt sich dann weiter abwärts, wobei er den Draht 1 mit seinem Daumen 9 mitnimmt, bis das freie Ende 36 die Bohrung 4 passiert und in die Kammer 20 gelangt. Dann wird die Pumpe 27 gestoppt oder beginnt im entgegengesetzten Sinne zu arbeiten, um Fluid mit Druck in die Kammer 20 einzuspeisen und dort eine Erneuerung des Fluids hervorzurufen.

Wenn der Schlitten 11 seine untere Stellung erreicht, die durch den Indikator 23 begrenzt ist, ist das freie Drahtende 36 zwischen die Walzen 22, 23 gelangt. Das durch den Indikator 33 an die Steuereinheit 33 übertragene Signal löst die Rück­ bewegung des Schlittens 1 in seine Ausgangs- und Wartestellung aus. Das auf den Eingang 34 gegebene Steuersignal kann auch auf andere Weise ausgelöst werden. Eine Möglichkeit, die Steuerein­ heit 31 in Tätigkeit treten zu lassen, könnte mit der Druck­ walze 18 bewirkt werden, denn im Augenblick des Drahtbruchs steht der Draht nicht mehr unter Spannung und stützt die Walze 18 also nicht mehr ab. Eine infolgedessen auftretende Verschie­ bung der Walze 18 könnte also einen Schalter schließen, um der Steuereinheit 31 das diese in Gang setzende Signal zu liefern.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind nur die gegenüber der Fig. 1 geänderten Teile dargestellt. Die Kammer 20 besitzt eine untere Öffnung 37, die durch eine aus einer biegsamen Membran bestehenden Klappe 38 abgesperrt werden kann. Der Unterdruck in der Kammer 20 wird durch eine Strahl­ pumpe 39 erzeugt, die eine durch die Pumpe 41 gespeiste Düse 40 besitzt. Die Pumpe 41 kann auch Fluid für den Arbeitsspalt bzw. die Bohrung 4 liefern, wobei die betreffenden Mittel nicht dargestellt sind. Ein Dreiwegeventil 42 erlaubt es, das unter Druck stehende Fluid entweder zur Strahlpumpe 39 oder aber zum Arbeitsspalt zu liefern.

Bei Betätigung der Strahlpumpe 39 bewirkt der in der Kammer 20 auftretende Saugunterdruck zunächst das Schließen der Öffnung 37 durch die Klappe 38 und dann die Saugwirkung durch die Bohrung 4 hindurch. Der Draht 1 wird in die Bohrung 4 gemäß Fig. 1 eingefädelt.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 nur durch die Strahlpumpe. Diese bildet zugleich eine Saugkammer 43, welche von einer Ringkammer 44 umgeben ist, die in eine Düse 45 mündet und eine Austrittsöffnung 46 der Kammer 43 umgibt. Die Kammer 44 wird mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt, das beim Durchströmen der Düse 45 eine Saugwirkung in der Kammer 43 hervorruft. Bei diesem Ausführungsbeispiel tritt der Draht 1 in die Kammer 43 ein und verläßt diese durch deren Austrittsöffnung 46, ohne daß es nötig wäre, die Pumpe 41 stillzusetzen.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer sehr einfachen Vorrichtung, mit der die Saugwirkung auf das Arbeitsfluid quer durch die Bohrung 4 des Werkstücks 2 hindurch mit Hilfe eines Balgs 47 erreicht wird, der durch den Arm 48 betätigt wird, welcher mit seinem äußersten Ende auf einem Steuerarm 49 befestigt ist. Der Balg 47 wird von einer Scheibe 50 und einer Ringscheibe 51 gebildet, zwischen denen sich ein Faltenbalgzy­ linder 57 befindet, der mit der Scheibe 50 und der Ringscheibe 51 hermetisch verbunden ist. Diese beiden Scheiben 50, 51 stehen unter Wirkung einer zwischen ihnen angeordneten Feder 52, die die beiden Scheiben 50, 51 auseinander zu drücken bestrebt ist. Die Ringscheibe 51 besitzt eine ringförmige Dichtung 53, die an der Unterseite des Werkstücks 2 anliegt. Die Scheibe 50 weist eine zentrale Öffnung 54 auf, damit der Draht 1 diese Öffnung 54 passieren und die nachgeschalteten Führungs- und Förderorgane erreichen kann.

Wenn der Draht 1 in die Bohrung 4 eingefädelt werden soll, wird der Arm 48 durch eine nicht dargestellte Einrichtung so betätigt, daß der Balg gegen die Unterseite des Werkstücks 2 gepreßt wird, wobei die Feder 52 zusammengedrückt wird. Die in dem Balg 47 enthaltene Flüssigkeit wird dabei zunächst durch die Bohrung 4, durch die Öffnung 54 und zum Teil auch am Umfang der Ringscheibe 51 aus dem Balg 47 herausströmen, wobei die Dichtung 53 eine biegsame Lippendichtung ist. Danach und sobald der Draht 1 in die Nähe der Eintrittsstelle der Bohrung 4 ge­ langt, wird der Arm 48 freigegeben, so daß die Feder 52 den Faltenbalgzylinder 57 auseinanderdrückt und infolgedessen ein Saugfluß des Fluids durch die Bohrung 4 hindurch zustandekommt. Wegen des im Balg 47 herrschenden Unterdrucks bleibt die Dich­ tung 51 selbsttätig in Anlage an der Unterseite des Werkstücks 2. Im allgemeinen ist die Drahtgeschwindigkeit bekannt, also auch der Augenblick, in dem der Draht in die Nähe der Öffnung 54 gelangt. In diesem Augenblick vollführt der Arm 48 eine den Balg 47 schließende Bewegung, wodurch ein Teil des Fluids durch die Öffnung 54 herausgedrückt wird, so daß der Fluidstrom des Balgs 47 in Richtung der Öffnung 54 konvergiert. Dadurch ergibt sich eine hydraulische Führung des Drahtendes, das die Öffnung 54 infolgedessen ohne Schwierigkeiten durchdringt.

Die Vorrichtung nach Fig. 4 kann dahingehend geändert werden, daß zur Entfernung des Balgs 47 beispielsweise eine zusätzliche Translationsbewegung in Richtung der Stirnfläche des Werkstücks 2 durchgeführt wird, sobald der Draht 1 in die Bohrung 4 eingedrungen ist. Damit wird der Zugang zu den unteren Führungsmitteln für den Draht 1 und dessen weiteren Einzug vollkommen frei.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einfädeln des Endes eines Elektroden­ drahtes in eine Bohrung oder in einen Arbeitsspalt eines von einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine zu bearbeitenden Werkstücks, wobei das Drahtende von einer Transportvorrichtung in die Nähe der Bohrung ge­ bracht wird, die in der Richtung des Drahtdurchlaufs von einem Fluid durchströmt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Austrittsende der Bohrung (4) eine Saugwirkung erzeugt wird, die einen zum Eintrittsende der Bohrung (4) konvergierenden Strom des Arbeitsfluids des darin befindlichen Werkstücks (2) be­ wirkt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, mit einer ein Drahtende in die Nähe der Boh­ rung bringenden Transportvorrichtung, mit einem Erzeu­ ger einer in Richtung des Drahtdurchlaufs erfolgenden Fluidströmung durch die Bohrung und mit einer in der­ selben Richtung hinter dem Werkstück angeordneten weiteren Drahttransportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger der Fluidströmung eine an der Unterseite des Werkstücks (2) anliegende Kammer (20) aufweist, die das Austritts­ ende der Bohrung (4) mit einer Öffnung (29) umgibt sowie an eine Arbeitsfluid absaugende Pumpe (27) ange­ schlossen ist und daß die vor dem Werkstück (2) ange­ ordnete, den Draht (1) in Durchlaufrichtung vorschiebende Transportvorrichtung (8 bis 11) bei Pumpensaugbetrieb wirksam ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Kammer (20, 43) eine der Öffnung (29) gegenüberliegende Drahtaustrittsöffnung (z. B. 37, Fig. 2) vorhanden ist, die von einer vom in der Kammer (20) erzeugbaren Unterdruck zu betätigenden Klappe (38) verschließbar ist, oder die in unmittelbarer Nähe von Drahtabzugwalzen (22, 23) angeordnet und von wenigstens einer geneigten Kammerwand (21) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammer (43, Fig. 3) von einer Ringkammer (44) umgeben ist, die mit einer die Austrittsöffnung (46) der Kammer (43) umgebenden Düse (45) ausmündet und die von einem in der Kammer (43) Unterdruck und Arbeitsfluidströmung erzeugenden Fluid durchströmbar ist.