DE3208663C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elektroero­ sions-Bearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 26 32 180 und der CH-PS 5 36 680 ist be­ reits ein Verfahren zur Elektroerosions-Bearbeitung von Werkstücken bekannt, gemäß welchem während der Bear­ beitung des elektrisch leitenden Werkstücks ein dielek­ trisches Fluid in einem Bearbeitungsspalt zwischen dem elektrisch leitenden Werkstück und einer Werkzeugelek­ trode eingeleitet wird. Sowohl das Werkstück als auch die Werkzeugelektrode sind dabei in einem Bearbeitungs­ tank angeordnet. Durch diese Anordnung kann die Wirksam­ keit des dielektrischen Fluids erhöht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht dar­ in, ein Verfahren der angegebenen Gattung zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet, ein Werkstück auf der Grundlage des Elektroerosions-Bearbeitungsverfahrens mit höchstmöglicher Arbeitsgeschwindigkeit auf eine ge­ forderte Größe bei hoher erzielbarer Oberflächengüte be­ arbeiten zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung betrifft ferner auch eine Vorrichtung zur Elektroerosions-Bearbeitung von Werkstücken zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vor­ richtung umfaßt eine Werkzeugelektrode, welcher das zu bearbeitende Werkstück unter Bildung eines Bearbeitungs­ spaltes gegenüberliegt, und es sind zwei Behälter vor­ gesehen für zwei unterschiedliche dielektrische Fluide, die über ein Zuführsystem dem Bearbeitungsspalt zuführ­ bar sind. Gemäß der Erfindung umfaßt diese Vorrichtung eine das dielektrische Fluid rückgewinnende Einrichtung mit einem Trennbehälter zum Trennen der zwei verschiede­ nen Fluide in eine obere und eine untere Schicht. Ferner ist eine erste Zuführeinrichtung vorgesehen, um das Fluid, welches sich nahe der Unterseite des einen Be­ hälters befindet, in den Trennbehälter zurückzuleiten und es ist auch eine zweite Zuführleitung vorgesehen, um das Fluid, welches sich nahe der Oberfläche des dielek­ trischen Fluids in dem anderen Behälter befindet, dem Trennbehälter zuzuführen. Schließlich ist eine Einrich­ tung vorhanden, um das eine und das andere dielektrische Fluid, die in dem Trennbehälter getrennt sind, zurückzu­ gewinnen und um es dem einen Behälter bzw. dem anderen Behälter für eine neue Verwendung zuzuführen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3, während sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Anspruch 5 entnehmen läßt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Elektroerosions-Bearbeitung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuereinrich­ tung zum Steuern der in Fig. 1 wiederge­ gebenen Vorrichtung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, in welchem ein Pro­ gramm für die in Fig. 2 dargestellte Steuereinrichtung wiedergegeben ist;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Werkstücks;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Aus­ führungsform einer in der Vorrichtung der Fig. 1 verwendeten, das dielektrische Fluid trennenden Einrichtung;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Werkstücks;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer Trennein­ richtung für das dielektrische Fluid;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Ein­ richtung zum Entfernen von Öl, das auf der Oberfläche von Wasser in einem Was­ serbehälter schwimmt, und

Fig. 9 eine entlang einer Linie II-II in Fig. 8 vorgenommene, vergrößerte Schnittansicht eines wichtigen Teils der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bearbeitung mittels elektrischer Entladung dargestellt, wobei zur Durchführung das erfindungsgemäße Verfahren ver­ wendet ist. Eine Vorrichtung 1 zur Elektroerosions-Bearbeitung weist eine elektrische Entladungs­ vorrichtung 2 und eine Einrichtung 4 auf, um ein dielek­ trisches Fluid einem Bearbeitungstank 3 zuzuführen, der an der elektrischen Entladungsvorrichtung 2 angebracht ist.

Die in herkömmlicher Weise ausgeführte elektrische Entla­ dungsvorrichtung 2 weist einen Kopf 6, an welchem eine Werkzeugelektrode 5 angebracht ist, und einen Arbeits­ tisch 7 auf, auf welchem der Bearbeitungstank 3 gehaltert ist. Die Werkzeugelektrode 5 kann durch eine an dem Kopf 6 vorgesehene (nicht dargestellte) Vorschubeinrichtung in der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) bewegt werden; ferner ist der Arbeitstisch 7 so angeordnet, daß er in einer Ebene, die senkrecht zu der Vorschubrichtung der Werkzeugelektrode 5 verläuft, d. h. in der X-Y-Ebene beweg­ bar ist.

Die Einrichtung 4 ist eine Einrichtung, um selektiv Wasser oder Öl als dielektrisches Fluid in den Bearbeitungstank 3 einzubringen, in welchem ein Werkstück 8 angeordnet ist, und sie weist ein Wasserzuführsystem 10 mit einem Wasserbe­ hälter 9 und ein Ölzuführsystem 12 mit einem Ölbehälter 11 auf. Das Wasserzuführsystem 10 weist eine Wasserzuführlei­ tung 13 mit einer Wasserspeisepumpe 14 und einem Filter 15 auf, und ein Endteil der Wasserzuführleitung 13 erstreckt sich bis in die Nähe des Bodens des Wasserbehälters 9. Das Wasser, das aus dem Wasserbehälter 9 über die Wasserzu­ führleitung 13 gepumpt worden ist, wird durch den Filter 15 gefiltert, und dann durch ein Magnetventil 16 geleitet, um Wasser einer Speiseleitung 17 für das dielektrische Fluid zuzuleiten, welche direkt zu dem Bearbeitungstank 3 führt. Das Ölzuführsystem 12 weist eine Ölzuführleitung 18 mit einer Ölförderpumpe 19 und einem Ölfilter 20 auf, und ein Ende der Ölzuführleitung 18 ist etwas unterhalb der Oberfläche in dem Ölbehälter 11 angeordnet. Das Öl, das durch die Ölförderpumpe 19 durch die Ölzufuhrleitung 18 gepumpt worden ist, wird der Speiseleitung 17 über ein Magnetventil 21 zugeleitet, nachdem es durch den Ölfilter gefiltert worden ist. Ein Ende einer Abflußleitung 22 ist mit dem unteren Teil des Bearbeitungstanks 3 verbunden, und ihr anderes Ende ist mit einer mit dem Wasserbehälter 9 in Verbindung stehenden Wasserrückführleitung 23 und mit einer mit dem Ölbehälter 11 in Verbindung stehenden Ölrückführleitung 24 verbunden. Diese Leitungen 23 und 24 weisen Magnetventile 25 bzw. 26 auf, und durch wahlweises Öffnen des Magnetventils 25 oder 26 wird das dielektri­ sche Fluid (Öl oder Wasser) in dem Bearbeitungstank 3 se­ lektiv entweder in dem Behälter 9 oder dem Behälter 11 zurückgeleitet.

Wenn Wasser als dielektrisches Fluid gewählt ist, ist folg­ lich nur die Wasserspeisepumpe 14 wirksam, und die Magnet­ ventile 16 und 25 sind geöffnet, während die Magnetventile 21 und 26 geschlossen sind, so daß nur Wasser über die Speiseleitung 17 in den Bearbeitungstank 3 geleitet wird, und das dielektrische Fluid in dem Bearbeitungstank 3 kann über die Abflußleitung 22 und die Wasserrückführleitung 23 in den Wasserbehälter zurückgeleitet werden. Da in diesem Fall der Endteil der Wasserzuführleitung bis in die Nähe des Bodens des Wasserbehälters 9 verläuft, und Öl, das sich aus irgendeinem Grund in dem Wasserbehälter befindet, auf der Wasseroberfläche schwimmt, wird nur Wasser über die Was­ serzuführleitung 13 abgepumpt. Wenn dagegen Öl als dielektrisches Fluid gewählt ist, ist nur die Ölförderpum­ pe 19 wirksam und nur die Magnetventile 21 und 26 sind offen, während die Magnetventile 16 und 25 geschlossen sind, so daß nur Öl über die Speiseleitung 17 in den Bearbeitungs­ tank 3 geleitet wird, und das dielektrische Fluid in dem Bearbeitungstank 3 somit über die Abflußleitung 22 und die Ölrückführleitung 24 in den Ölbehälter 11 zurück­ geleitet wird. Da das Ende der Ölzuführleitung 18 nur etwas unter der Oberfläche in dem Ölbehälter 11 angeordnet ist, und da sich Wasser, das sich aus irgendeinem Grund in dem Ölbehälter 11 befindet, auf dem Boden des Behälters 11 absetzt, wird nur Öl über die Ölzuführleitung 18 abge­ pumpt.

Die Pumpen 14 und 19 und die Magnetventile 16, 21, 25 und 26 werden durch eine in Fig. 2 dargestellte Steuereinrich­ tung 31 gesteuert, welche im wesentlichen einen Speicher 32 und eine Zentraleinheit bzw. einen Prozessor (CPU) 33 aufweist. Die geforderten Arbeitsabläufe und -bedingungen werden in dem Speicher 32 mittels eines Steuerpults 34 ge­ speichert, und die Arbeitsweise wird entsprechend dem In­ halt des Speichers 32 und gesteuert durch den Prozessor (CPU) 33 automatisch durchgeführt. Insbesondere werden ein Schrittmotor 36, um den Arbeitstisch 7 in der Richtung X zu bewegen, ein Schrittmotor 37, um den Arbeitstisch 7 in der Richtung Y zu bewegen, Pumpen (P) 14 und 19 und die Magnetventile (V) 16, 21, 25 und 26 in einer vorbestimmten Reihenfolge durch eine Kopplungsschaltung 35 entsprechend Daten D betätigt, die durch den Prozessor (CPU) 33 aus dem Speicher 32 gelesen werden.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm dargestellt, das ein Pro­ gramm für die Steuereinrichtung 31 darstellt. Zuerst wer­ den, wenn eine (nicht dargestellte) Starttaste gedrückt wird, die Magnetventile 16 und 25 geöffnet, und die Pumpe 14 wird wirksam, so daß Wasser als dielektrisches Fluid in den Bearbeitungstank 3 geleitet wird (Schritt I). In diesem Fall werden, wie vorstehend beschrieben, die Magnetventile 11 und 26 geschlossen, und die Pumpe 19 ist unwirksam.

Wenn das Wasser in dem Wasserbehälter 9 in den Bearbeitungstank 3 zu fließen beginnt, wird die Werkzeugelektrode 5 auf das Werkstück 8 zu bewegt, um mit der Bearbeitung in der Z-Richtung zu beginnen. Bei diesem Schritt wird mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit eine Rohbearbeitung mit­ tels Wasser als dielektrischem Fluid durchgeführt (Schritt II). Wenn diese mit hoher Geschwindigkeit durchgeführte Rohbearbeitung in der Z-Richtung beendet ist (Schritt III), wird statt Wasser Öl als dielektrisches Fluid gewählt (Schritt IV). Das heißt, nachdem die Pumpe 14 stillgesetzt ist und das gesamte Wasser in dem Bearbeitungstank 3 in den Wasserbehälter 9 zurückgeleitet ist, werden die Magnetven­ tile 16 und 25 geschlossen und die Magnetventile 21 und 26 werden geöffnet, worauf die Pumpe 19 wirksam wird, so daß Öl als dielektrisches Fluid in den Bearbeitungstank 3 gelei­ tet wird (Schritt IV). Nachdem bei dem dielektrischen Fluid von Wasser auf Öl übergegangen ist, werden die Schrittmo­ tore 36 und 37 angetrieben, um eine vorbestimmte Relativbe­ wegung in der X-Y-Ebene zwischen dem Werkstück 8 und der Werkzeugelektrode 5 zu schaffen, um so eine Feinbearbeitung durchzuführen (Schritt V). Vorzugsweise ist die Relativbe­ wegung in der X-Y-Ebene eine Verschiebung in einer Viel­ zahl von Richtungen in der X-Y-Ebene. Da ein derartiges Feinbearbeitungsverfahren allgemein bekannt ist, (siehe beispielsweise die US-PS 34 33 919) braucht dies hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Das Werkstück 8 wird durch die vorbeschriebene Feinbearbeitung mit Öl als dem dielektrischen Fluid bezüglich seiner Größe genau bearbei­ tet, und insbesondere kann die Größe bzw. die Form des Eckenbereichs des Werkstücks 8 mit hoher Genauigkeit bear­ beitet werden.

Wenn, wie in Fig. 4 dargestellt, der Eckenteil 8 a des Werk­ stücks 8 einer Bearbeitung mittels elektrischer Entladung unterzogen wird, wobei Wasser als dielektrisches Fluid ver­ wendet wird, wird der Eckenteil 8 a von beiden Seitenflä­ chen aus bearbeitet, da das Wasser elektrolysiert ist, so daß ein abgerundeter Eckenteil 8 a so bearbeitet wird, wie durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist. Wenn dagegen Öl als dielektrisches Fluid benutzt wird, kann, da es zu keiner elektrolytischen Wirkung kommt, der Eckenteil 8 a nur durch eine Entladung in dem Spalt zwischen der Elektro­ de 5 und dem Werkstück 8 genau bearbeitet werden, so daß dann eine Ausführung und Form erhalten wird, wie sie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 4 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren einer Elektroerosions-Bearbeitung hat den Vorteil, daß die Elektroerosions-Bearbei­ tung mit einer hohen Ar­ beitsgeschwindigkeit genau durchgeführt werden kann, da die Elektroerosions-Bearbeitung bei einer genauen Endbearbeitung mittels Öl als dielektrisches Fluid durchgeführt wird, nachdem eine sehr schnelle Bearbeitung als Rohbearbeitung mit Hil­ fe von Wasser als dem dielektrischen Fluid durchgeführt worden ist.

Obwohl der Schritt V in dem in Fig. 3 dargestellten Bei­ spiel als ein Endbearbeitungsschritt angewendet ist, kön­ nen statt des Schrittes V ein Schritt V′ zum Abschrecken und Härten der Oberfläche des Werkstücks bei einer Elektroerosions-Bearbei­ tung mit Hilfe von Öl als dem dielektrischen Fluid und ein Schritt V′′ einer endgül­ tigen Feinbearbeitung vorgesehen werden, bei welchem wie­ der Wasser als das dielektrische Fluid für eine Elektroerosions-Bearbei­ tung verwendet ist. Bei dem Schritt V′′ wird eine Elektroerosions-Bearbeitung durchgeführt, um die beim Schritt V abgeschreckte Fläche (d. h. die bearbeitete Fläche) in einer Tiefe zu entfernen, die der Rauhigkeit der abgeschreckten Fläche entspricht. Auf diese Weise wird die Rauhigkeit der Ober­ fläche des Werkstücks in dem geforderten Grad herabge­ setzt, um dadurch ein entsprechendes Endprodukt zu erhal­ ten. Bei diesem Verfahren kann ein Weichmachen oder -wer­ den der Oberfläche aufgrund von Rost, der auf der Oberflä­ che des Werkstücks erzeugt wird, wenn Wasser als das di­ elektrische Fluid verwendet wird, verhindert werden, so daß eine bearbeitete Fläche mit einer guten Haltbarkeit erhalten wird.

Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich auf einen Fall, bei welchem die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung durch die Steuereinrichtung betrieben wird. Die Vorrichtung kann jedoch auch von Hand von einer Bedienungsperson in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben betrieben werden.

In Fig. 5 ist eine Trenneinrichtung 40 zum Trennen des di­ elektrischen Fluids dargestellt, die bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verwendbar ist. Mittels der Trenneinrichtung 40 können das Öl, das in den Wasserbe­ hälter 9 gelangt ist, und das Wasser, das in den Ölbehä­ ter 11 gelangt ist, getrennt und herausgenommen werden und es kann in den Öl- 11 bzw. den Wasserbehälter 9 zurückge­ leitet werden. Die Trenneinrichtung 40 weist eine Öl­ leitung 43, um Öl 41, das auf der Wasseroberfläche in dem Wasserbehälter 9 schwimmt, in einen Trennbehälter 42 zurückzuleiten, und weist ferner eine Wasser­ leitung 45 auf, um Wasser 44, das sich am Boden des Ölbe­ hälters 11 abgesetzt hat, zu dem Trennbehälter 42 zurück­ zuleiten. In der Öl- 43 und der Wasserleitung 45 sind Pum­ pen 46 bzw. 47 vorgesehen, und das Öl und das Wasser in den jeweiligen Behältern wird mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit in den Trennbehälter 42 einge­ bracht. Folglich sind Wasser und Öl miteinander in dem Trennbehälter 42 enthalten. Jedoch bildet das Wasser eine tiefer liegende Schicht und das Öl eine getrennte höher liegende Schicht.

Um das Niveau der Grenzfläche zwischen der Wasser- und der Ölschicht festzustellen, ist ein Detektor oder Anzeiger 48 in dem Trennbehälter 42 vorgesehen. Der Detektor oder An­ zeiger 48 hat ein spezifisches Gewicht, welches größer als das von Öl, aber kleiner als das von Wasser ist. Damit sich der Detektor oder Anzeiger 48 in dem Trennbehälter 42 entsprechend der Lageänderung der Grenzfläche zwischen Wasser und Öl in einer vorbestimmten Lage aufwärts und ab­ wärts bewegen kann, weist der Detektor 48 ein scheibenför­ miges Teil 48 a, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Trennbehälters 42 ist, und ein zylin­ drisches Teil 48 b auf, das koaxial mit dem scheibenförmi­ gen Teil 48 a verbunden ist. Ein Schalter 49 ist an einer dazwischenliegenden Stelle an der Seitenwandung des Trenn­ behälters 42 vorgesehen, und der Schalter 49 wird entspre­ chend der Auf-/Abwärtsbewegung des Detektors 48 betätigt. Eine Leitung 50 zum Zurückleiten des Wassers ist mit der Seitenwandung des Trennbehälters 42 an einer Stelle ange­ bracht, die etwas unterhalb des Schalters 49 liegt, und sie steht mit dem Wasserbehälter 9 in Verbindung. Die Lei­ tung 50 weist ein normalerweise geschlossenes Magnetventil 51 auf, welches mit einer Energiequelle 52 verbunden ist, um es zu öffnen, wenn der Detektor 48 sich nach oben be­ wegt, und das scheibenförmige Teil 48 a gegen den Schalter 49 drückt. Wenn das Magnetventil 51 offen ist, wird das Wasser, welches sich von dem Öl getrennt und in dem Trenn­ behälter 42 abgesetzt hat, durch die Leitung 50 zu dem Wasserbehälter 9 zurückgeleitet. Folglich wird das Niveau der Grenzfläche abgesenkt, und gleichzeitig bewegt sich der Detektor 48 nach unten, wodurch der Schalter 49 geöff­ net und das Magnetventil 51 wieder geschlossen wird. Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, und somit wird nur das Wasser in dem Trennbehälter 42 in den Wasserbehälter 9 zurückgeleitet.

Im oberen Teil des Trennbehälters 42 über dem Schalter 49 ist eine Rohrleitung 53 zum Rückleiten von Öl vorgesehen, durch welche der Trennbehälter 42 mit dem Ölbehälter 11 in Verbindung steht, so daß das Öl, das sich von dem Was­ ser getrennt hat und in dem Behälter 42 (auf dem Wasser) schwimmt, wegen des Unterschieds im Niveau der Ölober­ flächen über die Leitung 53 zu dem Ölbehälter 11 zurückge­ leitet werden kann.

Bei dieser Anordnung werden das Wasser und das Öl, die in dem Öl- 9 bzw. dem Wasserbehälter 11 enthalten sind, auf­ grund ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichtes in den jeweiligen Behältern getrennt, und das abgetrennte Öl sowie das abgetrennte Wasser werden nach und nach an den Trennbehälter 42 übertragen, in welchem das Wasser auch von dem Öl getrennt wird, um eine höher liegende Ölschicht und eine tiefer liegende Wasserschicht auszubilden. Folg­ lich ergeben sich keine Schwierigkeiten, selbst wenn das von dem Ölbehälter 11 zugeführte Wasser eine kleine Menge Öl und/oder das von dem Wasserbehälter 9 zugeführte Öl eine gewisse Menge Wasser enthält. Wenn mittels des Detek­ tors 48 festgestellt worden ist, daß das Niveau der Grenz­ fläche höher als ein vorbestimmtes Niveau ist, das beinahe gleich der Lage des Schalters 49 ist, wird das Magnetventil 51 geöffnet, so daß das Wasser in den Wasserbehälter 9 zu­ rückgeleitet wird. Das Magnetventil 51 wird nicht geöffnet, solange das Niveau der Grenzfläche nicht höher ist als die Lage bzw. das Niveau zum Öffnen des in der Seitenwandung des Trennbehälters angebrachten Rohrs 50, so daß nur das Wasser, das von dem Öl in dem Trennbehälter 42 getrennt worden ist, zu dem Wasserbehälter 9 zurückgeleitet wird. Das Öl, das von dem Wasser in dem Trennbehälter 42 ge­ trennt worden ist, wird über die Rohrleitung 53 in den Öl­ behälter 11 zurückgeleitet. Da das Niveau der Grenzfläche durch den Detektor 48 so begrenzt ist, daß es nicht über die Lage des Schalters 49 hinaus ansteigt, wird nur Öl in den Ölbehälter zurückgeleitet.

Obwohl nur eine in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform be­ schrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann die Erfin­ dung auch bei einer eine elektrische Entladung ausnutzenden Drahtschneideinrichtung verwendet werden, indem die elek­ trische Entladungseinrichtung 2 durch eine die elektrische Entladung ausnutzende Drahtschneideinrichtung ersetzt wird.

In diesem Fall wird von der das dielektrische Fluid zufüh­ renden Einrichtung 4 zuerst Wasser der Abschneideinrich­ tung zugeführt, um das Werkstück mittels einer elektri­ schen Entladung mit hoher Geschwindigkeit zu bearbeiten. Hierdurch wird ein in Fig. 6 dargestellter Querschnitt 54 erzeugt. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist aufgrund der elektrolytischen Wirkung (des Wassers) der Eckenteil 8 a noch nicht scharf ausgebildet. Nachdem dann statt Wasser Öl als dielektrisches Fluid ausgewählt ist, kann eine Be­ arbeitung mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden, und die Oberfläche wird durch eine Bearbeitung mittels elek­ trischer Entladung abgeschreckt bzw. gehärtet. Folglich wird der Umriß des Werkstückes entsprechend dem Quer­ schnitt 55 in Fig. 6 geändert. Als nächstes wird dann wie­ der Wasser als dielektrisches Fluid gewählt und es wird eine Endbearbeitung durchgeführt, um die Oberfläche des Werkstückes in einer Tiefe zu entfernen, welche der Rau­ higkeit der bearbeiteten Oberfläche entspricht. Die Rau­ higkeit des Querschnittes 55 des Werkstücks 8 in Fig. 6 ist übertrieben dargestellt, und der gewünschte bzw. geforder­ te Querschnitt ist durch eine strichpunktierte Linie wie­ dergegeben.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführung der das dielektrische Fluid trennenden Einrichtung dargestellt. Das Arbeitsprin­ zip der Trenneinrichtung 60 ist dasselbe wie das der in Fig. 5 dargestellten Trenneinrichtung 40, und die Trennein­ richtung 60 weist einen auf einem Untersatz 61 befestigten Trennbehälter 62 auf. Abflußöffnungen 63 und 64 sind im oberen bzw. unteren Teil der Umfangswandung des Trennbe­ hälters 62 ausgebildet; hierbei ist die Abflußöffnung 63 über eine Rohrleitung 65 mit dem Ölbehälter 11 und die Ab­ flußöffnung 64 über eine Rohrleitung 66, ein Magnetventil 67 und eine Rohrleitung 68 mit dem Wasserbehälter 9 ver­ bunden. Zwei Einlaßöffnungen 69 und 70 sind im mittleren Teil der Umfangswandung des Trennbehälters 62 vorgesehen und über Leitungen 71 bzw. 72 mit Drehkolbenpumpen 73 und 74 verbunden. Die Drehkolbenpumpe 73 ist mit einem Ende einer Rohrleitung 75 verbunden, deren anderes Ende sich bis nahe über den Boden des Ölbehälters 11 erstreckt; das auf dem Boden des Ölbehälters 11 abgesetzte Wasser wird dann über die Leitung 75 gepumpt und über die Ein­ laßöffnung 69 in den Trennbehälter 62 geleitet. Die Dreh­ kolbenpumpe 74 ist mit einem Ende einer Leitung 77 verbun­ den, deren anderes Ende mit einer ölentfernenden Einrich­ tung 76 verbunden ist, um das Öl abzuschöpfen, das auf der Wasseroberfläche des Wasserbehälters 9 schwimmt. Das Öl, das durch die ölentfernende Einrichtung 76 abgeschöpft worden ist, wird durch die Leitung 77 gepumpt und von der Einlaßöffnung 70 aus in den Trennbehälter 62 geleitet.

Der Trennbehälter 62 weist einen Schwimmer 81 mit einem Schwimmkörper 79 und einem Gewicht 80 auf, welche beide an einem Stab 78 befestigt sind. Der Stab 78 ist durch eine Führungsbuchse 83, die an einem Verschlußdeckel 82 des Trennbehälters 62 befestigt ist, und durch eine weitere Führungsbuchse 85 geführt, die an einem Gehäuse 84 gehal­ tert ist, das an dem Verschlußdeckel 82 befestigt ist, so daß der Stab in vertikaler Richtung beweglich ist. Das spe­ zifische Gewicht des Schwimmers 81 ist so gewählt, daß das Niveau der Grenzfläche 88 zwischen der Ölschicht 86 und der Wasserschicht 87, die sich in dem Trennbehälter 62 ausge­ bildet haben, mit dem Äquator 89 des Schwimmkörpers 79 zu­ sammenfällt. Folglich bewegt sich der Schwimmer 81 ent­ sprechend der Niveauänderung der Grenzfläche 88 in verti­ kaler Richtung.

Um das Niveau der Grenzfläche 88 zwischen den Einlaßöffnun­ gen 69 und 70 zu halten, ist ein Grenzwertschalter 90 vor­ gesehen, um das Niveau der Grenzfläche 88 festzustellen. Der Grenzwertschalter 90 wird durch ein an dem Stab 78 be­ festigtes Betätigungsteil 92 betätigt. Die Lage des Betä­ tigungsteils 92 ist so festgelegt, daß der Grenzwertschal­ ter 90 angeschaltet wird, wenn das Niveau der Grenzfläche 88, d. h. das Niveau des Äquators 89 eine Lage erreicht, die etwas unter der Einlaßöffnung 69 liegt. Ein Relais 93 zum Steuern des Öffnens/Schließens des Magnetventils 67 wird durch den Grenzwertschalter 90 ein-/ausgeschaltet, und das Magnetventil 67 wird geöffnet, so daß die Schicht 87 bildendes Wasser aus dem Trennbehälter 62 abfließt, wenn der Grenzwertschalter 90 angeschaltet ist. Folglich wird die Grenzfläche 88 abgesenkt und der Schwimmer 81 sinkt. Infolge der Hysteresekenndaten des Grenzwertschalters 90 beim Ein- und Ausschalten wird der Grenzwertschalter 90 nicht sofort abgeschaltet, sondern er wird erst abgeschal­ tet, nachdem der Schwimmer eine vorbestimmte Strecke abge­ sunken ist. Die Höhe der Einlaßöffnung 70 ist unter Berück­ sichtigung des durch die Hysterese bedingten Hubs des Schalters 90 festgelegt und ist unter dem Niveau der Grenz­ fläche 88 eingestellt, damit der Grenzwertschalter 90 von ein auf aus umgeschaltet wird.

Wie oben ausgeführt, steigt und sinkt der Schwimmer 81 entsprechend der Wassermenge in dem Trennbehälter 62, und das Magnetventil 67 wird geöffnet, um das Niveau der Grenz­ fläche 88 abzusenken, wenn diese (88) in die Nähe des Ni­ veaus der Einlaßöffnung 69 kommt. Folglich wird das Niveau der Grenzfläche 88 immer zwischen den Einlaßöffnungen 69 und 70 gehalten. Somit wird das Öl von der Einlaßöff­ nung 69 aus immer in die Ölschicht 86 geleitet und das Wasser wird von dem Einlaß 70 aus immer in die Wasser­ schicht 87 geleitet. Folglich wird Öl und Wasser in dem Trennbehälter 62 wirksam mit hoher Geschwindigkeit ge­ trennt. Außerdem fließt ähnlich wie bei der Ausführungs­ form der Fig. 5 das Öl in der Ölschicht 86 aus der Auslaß­ öffnung 63 entsprechend der Niveauänderung der Flüssig­ keitsoberfläche in dem Trennbehälter 62 ab.

In Fig. 8 und 9 ist die ölentfernende Einrichtung 76 im ein­ zelnen dargestellt. Öl, das in den Wasserbehälter 9 ge­ langt ist, schwimmt auf der Wasseroberfläche. Um diese Öl­ schicht von der Wasseroberfläche zu entfernen, ist eine ölentfernende Einrichtung 76 in dem Wasserbehälter 9 ange­ ordnet. Die ölentfernende Einrichtung 76 weist folgende Teile auf: zwei im Abstand voneinander angeordnete, verti­ kale Führungsstäbe 105, die vom Boden des Wassertanks 9 vorstehen, zwei Schwimmkörper 106, die an den vertikalen Führungsstäben 105 gehaltert sind, um so entlang der Stäbe 105 vertikal verschiebbar zu sein, da die Schwimmer im Wasser in dem Wasserbehälter 9 schwimmen, eine Verbindungs­ platte 107, die angebracht ist, um die Oberseiten der Schwimmer 106 miteinander zu verbinden, einen Öl enthalten­ den Behälter 111 mit einer Öffnung 112, über welche Öl von der Wasseroberfläche in den Behälter abgezogen wird, wobei der Öl enthaltende Behälter 111 auf einer horizontal ver­ laufenden Welle 110 gehaltert ist, deren Enden verschieb­ bar und drehbar in vertikal verlaufenden Langlöchern 109 in den Seitenflächen 108 der beiden Schwimmer 106 einge­ setzt sind, und einen sich selbst einstellenden Mechanis­ mus 113, welcher dazu dient, die Lage der Öffnung 112 des Öl aufnehmenden Behälters 111 so einzustellen, daß ein un­ terer Rand 114 der Öffnung 112 immer mit der Ölschicht in Berührung steht, die auf der Wasseroberfläche in dem Was­ serbehälter 9 schwimmt. Der sich selbst einstellende Me­ chanismus 115 weist an den Flächen 108 der Schwimmer 106 angebrachte Zahnstangen 116 und Ritzel 117 auf, die je­ weils an einem Ende der horizontalen Wellen 110 angebracht sind und mit den Zahnstangen 116 kämmen. Ein Ende eines Rohrs 77, das zum Herauspumpen des in den Behälter 111 ge­ langten Öls vorgesehen ist, ist in das Öl in dem Behälter 111 eingetaucht, und deren anderes Ende ist mit der Pumpe 74 verbunden. Der Behälter 111 ist vorzugsweise als ein hohler zylindrischer Behälter ausgebildet, wie am besten aus Fig. 9 zu ersehen ist.

Nunmehr wird die Arbeitsweise der ölentfernenden Einrich­ tung beschrieben.

Die beiden Schwimmer 106, die in dem Wasser in dem Wasser­ behälter 9 schwimmen, sind mittels der Verbindungsplatte 107 miteinander verbunden. Wenn sich folglich das Niveau des Wassers in dem Behälter 9 ändert, bewegen sich die Schwimmer 106 entlang der Führungsstäbe 105 nach oben und unten. Der Behälter 111 schwimmt ebenfalls in dem Wasser, und da die Öffnung 112 des Behälters 111 so vorgesehen ist, daß der unter Rand 113 der Öffnung 112 bei oder an­ liegend an der auf der Wasseroberfläche schwimmenden Öl­ schicht angeordnet ist, fließt das Öl der Ölschicht nach und nach über den unteren Rand 113 in den Behälter 111. Folglich wird das Öl der Ölschicht nach und nach von der Wasseroberfläche entfernt. Das in den Behälter 111 flie­ ßende Öl erhöht allmählich das Gewicht des Behälters, und folglich sinkt der Behälter 111 allmählich in dem Wasser. Folglich bewegen sich die Enden der horizontalen Welle 110, an welcher der Behälter 111 gehaltert ist, in den vertikal verlaufenden Langlöchern 109 nach unten. Durch dieses Ab­ sinken der horizontalen Welle 110 dreht sie sich um ihre eigene Achse, da die an der Welle 110 angebrachten Ritzel 117 sich entlang der an den Schwimmern 106 angebrachten Zahnstangen 116 bewegen. Folglich wird auch der an der Welle 110 angebrachte Behälter 111 langsam um die Achse der Welle 110 gedreht. Folglich wird die Öffnung 112 nach oben ausgerichtet, so daß der Rand 113 an die Ölschicht angrenzend zu liegen kommt. Das heißt, wenn der Ölbehälter 111 mit Öl gefüllt wird und in das Wasser sinkt, wird der Behälter 111 fortlaufend gedreht, so daß der untere Rand 113 der Öffnung 112 des Behälters 111 automatisch nach oben gedreht wird, bis der Rand 113 wieder die Ölschicht an der Wasseroberfläche berührt. Folglich arbeitet der Öl­ behälter 111 immer so, daß das Öl von der Wasseroberfläche entfernt wird.

Wenn dagegen das Öl in dem Behälter 111 über die Rohrlei­ tung 77 abgepumpt wird, nimmt das Gewicht des Behälters 111 wieder ab und der Behälter 111 beginnt in dem Wasser allmählich wieder hochzusteigen. In diesem Fall dreht sich dann der Behälter 111 zusammen mit der Welle 110 in einer Richtung, die zu der Richtung im Fall des vorstehend be­ schriebenen Absinkens des Behälters 111 entgegengesetzt ist. Somit hält der untere Rand 113 der Öffnung 112 des Behälters 111 immer Kontakt mit der auf der Wasseroberflä­ che schwimmenden Ölschicht. Folglich fließt das Öl immer in den Behälter 111, so daß das Öl auf der Wasseroberflä­ che entfernt wird.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß mit der ölentfernenden Einrichtung 76 immer das auf der Wasseroberfläche schwimmende Öl entfernt wird, da die Stel­ lung der Öffnung des Behälters 111 automatisch eingestellt wird, solange Öl auf der Wasseroberfläche verbleibt, selbst wenn sich die Wassermenge in dem Wasserbehälter 9 ändert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Elektroerosions-Bearbeitung von Werk­ stücken, gemäß welchem während der Bearbeitung eines elektrisch leitenden Werkstücks ein dielektrisches Fluid in einen Bearbeitungsspalt zwischen dem elektrisch lei­ tenden Werkstück und einer Werkzeugelektrode eingeleitet wird, wobei das Werkstück und die Werkzeugelektrode in einem Bearbeitungstank angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) in den Bearbeitungstank zunächst als dielektrisches Fluid Wasser eingeleitet wird und das Werkstück mit großer Abtragsgeschwindigkeit roh bearbeitet wird,
• b) nach der Rohbearbeitung des Werkstücks das Wasser dann aus dem Bearbeitungstank entfernt wird und als dielektrisches Fluid Öl in den Bearbeitungstank einge­ leitet wird, und
• c) die Oberfläche des Werkstücks durch Bearbeitung mittels elektrischer Entladung bei Verwendung des Öls als dieelektrischem Fluid abgeschreckt wird,
• d) dann das Öl in dem Bearbeitungstank durch Wasser ersetzt wird, und
• e) die abgeschreckte Oberfläche des Werkstücks in einer Stärke abgetragen wird, die der Tiefe der Rauhig­ keit der Oberfläche entspricht, um eine endgültige bzw. Feinbearbeitung des Werkstücks auf eine gewünschte Größe durchzuführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei den Bearbeitungsschritten das Werkstück (8) bezüglich der Werkzeugelektrode (5) in vorbestimmter Weise in einer Ebene bewegt wird, die senkrecht zu der Richtung der Relativbewegung der Werk­ zeugelektrode (5) auf das Werkstück (8) verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, das das Werkstück (8) jeweils um vor­ bestimmte Strecken in einer Anzahl Richtungen in der Ebene bewegt wird.

4. Vorrichtung zur Elektroerosions-Bearbeitung von Werk­ stücken zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 1 bis 3, mit einer Werkzeugelektrode, welcher das zu bearbeitende Werkstück unter Bildung eines Bearbeitungsspaltes gegenüber liegt, mit zwei Behältern für zwei unterschiedliche dielektrische Fluide, die über ein Zuführsystem dem Bearbeitungsspalt zuführbar sind, gekennzeichnet durch eine das dielektrische Fluid rückgewinnende Einrichtung (40; 60) mit einem Trennbehälter (42; 64) zum Trennen der zwei verschie­ denen Fluide in eine obere und eine untere Schicht, mit einer ersten Zuführeinrichtung (45, 47; 70, 72), um das Fluid, welches sich nahe der Unterseite des einen Behäl­ ters (11) befindet, in den Trennbehälter (42; 62) zurück­ zuleiten, mit einer zweiten Zuführeinrichtung (43, 46; 69, 71), um das Fluid, welches sich nahe der Oberfläche des dielektrischen Fluids in dem anderen Behälter (9) befindet, dem Trennbehälter (42; 62) zuzuführen, und mit einer Einrichtung (50-53; 63-68), um das eine und das andere dielektrische Fluid, die in dem Trennbehäl­ ter (42; 62) getrennt sind, zurückzugewinnen und um es dem einen Behälter (11) bzw. dem anderen Behälter (9) zuzuführen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rückgewinnende Einrichtung (40) eine Richtungssteuereinrichtung mit einem Magnet­ ventil (54) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungseinrichtung (63 bis 68) eine erste Leitung, die zwischen einer ersten Stelle (64) an dem Trennbehälter (42; 62) und dem Wasserbehälter (9) vorgesehen ist, eine zweite Leitung ( 53; 65), die zwischen einer zweiten Stelle (63) an dem Trenn­ behälter (62) und dem Ölbehälter (11) vorgesehen ist, wobei die zweite Stelle (63) höher liegt als die erste Stelle (64), ein Ventil ( 46; 67), das in der ersten Leitung (66, 68) vorgesehen ist, einen De­ tektor (48; 81), der in dem Trennbehälter (42; 62) vorgesehen ist und sich entsprechend der Änderung im Niveau der Grenzfläche zwischen der oberen und der unteren Schicht aufwärts und abwärts bewegt, und eine Einrichtung (49; 90) zum Öffnen des Ven­ tils aufweist, wenn der Detektor (48; 81) sich zu­ mindest auf dem Niveau der ersten Stelle (64) nach oben bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (48; 81) ein Schwimmer (48 a; 79) ist, des­ sen spezifisches Gewicht größer als das von Öl, aber kleiner als das von Wasser ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau, auf welchem Wasser dem Trennbehälter (42; 62) durch die erste Zuführeinrichtung (45, 47; 70, 72) zugeführt wird, niedriger als der Pegel ist, auch welchem Öl dem Trennbehälter (42; 62) durch die zweite Zuführeinrichtung (43, 46; 69, 71) zu­ geführt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in der Weise gesteuert wird, daß das Niveau der Grenzfläche immer zwischen den beiden Niveaus liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zuführeinrichtung eine ölentfernende Ein­ richtung (104 bis 117) aufweist, um das Öl zu ent­ fernen, das auf der Oberfläche des Wassers in dem Wasserbehälter (9) schwimmt.