DE3310995A1

DE3310995A1 - Edm-verfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE3310995A1
Application number: DE19833310995
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokyo Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1983-03-25
Publication date: 1983-09-29
Also published as: GB2117301B; JPS58165923A; FR2523889B1; IT1167088B; JPH0120015B2; GB2117301A; IT8347987A0; FR2523889A1; GB8307963D0; US4508950A

Description

EDM-Verfahren und -Vorrichtung

Die Erfindung betrifft grundsätzlich die elektroerosive Bearbeitung (EDM) eines Werkstücks, indem ein Arbeitsspalt zwischen einer Werkzeugelektrode und dem Werkstück mit einem Arbeits-Dielektrikum versehen wird, während wiederholt und intermittierend ein Spannungs-Impuls an den mit dem Arbeits-Dielektrikum gefüllten Arbeitsspalt angelegt wird. Eine Reihe von Leistungsimpulsen werden so gebildet, um örtlich begrenzte, getrennte und zufällig verteilte Werkstoffabtrag-Entladungen zu bilden, die sich häufende überlappende Krater auf der Werkstückoberfläche erzeugen; die gesamte der Werkzeugelektrode benachbarte Oberfläche wird so gleichmäßig über die der Werkzeugelektrode gegenüberliegenden Teile bearbeitet. Wenn der Werkstoff-Abtrag fortschreitet, werden die Werkzeugelektrode und das Werkstück relativ zueinander so verschoben, daß die Entwicklung dieser Werkstoffabtrag-Entladungen fortschreitet, bis ein gewünschtes Ausmaß an Bearbeitung erreicht ist. Während der Bearbeitung werden kleine metallische oder leitende Späne oder Teilchen, die von den Oberflächen des Werkstücks (und auch der Werkzeugelektrode) abgetragen wurden, ebenso wie andere Entladungs-Produkte, wie z. B. Teer und Gase, weggespült durch das Arbeits-Dielektrikum, das den Arbeitsspalt ausfüllt und grundsätz-

lieh darin umläuft, während die Werkzeugelektrode relativ zum Werkstück durch eine Regel-Einrichtung vorgeschoben wird, die ausgebildet ist, um eine vorbestimmte Spaltgröße im wesentlichen konstant zu halten oder um die gewünschte Arbeitsspalt-Größe so genau wie möglich anzunähern. Die Regel-Einrichtung kann auch auf Spalt-Kurzschlüsse und Spalt-Bogenentladungen ansprechen, um die Elektrode in bezug auf das Werkstück zurückzuziehen, wodurch derartige Verhältnisse beseitigt werden.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung der beschriebenen Art, wobei ein neuartiges Arbeits-Dielektrikum benutzt wird, um einen verbesserten Arbeits-Wirkungsgrad zu erzielen.

Bekanntlich wird bei einem EDM-Verfahren elektrische Energie vom Generator in Form von diskreten elektrischen Impulsen in den mit einem flüssigen Dielektrikum gefüllten Arbeitsspalt geliefert, um eine Folge von elektrischen Entladungen zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück zu bewirken, um Werkstoff von dem letzteren abzutragen. Jede einzelne Entladung trifft die der Werkzeugelektrode benachbarte Werkstückfläche auf irgendeinem kleinen örtlieh begrenztem Bereich, wobei der Bereich impulsartig schmilzt und/oder verdampft und mechanisch von der Werkstück-Fläche durch den plötzlichen Entladungsdruck abgetragen wird. Aufeinanderfolgende und wiederholte Entladungen werden benutzt, um das örtlich begrenzte Werkstoff-Abtragen oder Beseitigen über die gesamte Werkstück-Fläche auszudehnen und führen zu der Bildung von sich häufenden überlappenden Entladungskratern darauf. Wenn das Werkstoff -Abtragen fortschreitet, wird die Werkzeugelektrode relativ zum Werkstück mittels einer Servo-Vorschubeinrichtung verschoben, die so ausgebildet ist, daß sie die Ar-

beitsspalt-Größe im wesentlichen konstant hält und dadurch den Abtrage-Entladungen erlaubt, hintereinander erzeugt zu werden.

Elektroerosiv(EDM)-Verfahren werden grundsätzlich in drei Gruppen eingeteilt: EDM-Senken, EDM-Schleifen und EDM-Schneiden (mittels Draht).

Beim EDM-Senk-Verfahren ist die Werkzeugelektrode als Form-Voll-Elektrode ausgebildet, um einen in der Form komplementären Hohlraum in einem Werkstück zu bilden. Bei diesem Verfahren taucht das Werkstück in die Arbeitsflüssigkeit ein, die gewöhnlich aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Kerosin, besteht. Ein Arbeitsbehälter wird zur Aufnähme der Kohlenwasserstoff-Arbeitsflüssigkeit benutzt, · das Werkstück taucht darin ein und ist genügend unterhalb der Oberfläche dieser Flüssigkeit im Arbeitsbehälter positioniert. Die Werkzeugelektrode wird gewöhnlich mit einem oder mehreren Flüssigkeits-Durchgängen ausgebildet, durch die die Arbeits-Flüssigkeit dem Arbeitsspalt zugeführt wird. Alternativ oder zusätzlich werden eine oder mehrere Düsen im Bereich der Werkzeugelektrode oder des Werkstückes angeordnet und benutzt, um die Arbeitsflüssigkeit dem Arbeitsspalt zuzuführen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Verfahren Brandgefahr nach sich zieht wegen der Entzündbarkeit der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit. Wenn die durch die Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit ausgeführten elektrischen Entladungen der Luft ausgesetzt werden, kann sich Feuer entwickeln und Schaden zur Folge haben.

Außerdem erzeugt die Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit aufgrund der Zersetzung durch elektrische Entladungen Gase und Nebel und kann die Umgebung verunreinigen. Während die Brandgefahr durch Zusatz von bestimmten Chemikalien zu der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit herabgesetzt werden kann, erhöht das die Kosten und kann eine beträchtliche Verringerung des Arbeitswirkungsgrades zur Folge haben.

Beim EDM-Schleifen besteht die Werkzeugelektrode aus einem Stab od. dgl., der ein relativ einfaches oder "erzeugendes" Arbeitsprofil besitzt, und ein zwei- oder drei-dimensionaler relativer Vorschub zwischen der "erzeugenden" Elektrode und dem Werkstück wird ausgeführt, um eine gewünschte Form-Konfiguration in oder auf dem Werkstück gemäß dem Weg des relativen Vorschubs zu erzeugen.

Im EDM-Schneideverfahren (mit Draht) besteht die Werkzeugelektrode aus einem dünnen, kontinuierlichen Draht, der axial läuft, um das der Luft ausgesetzte Werkstück kontinuierlich zu durchqueren. Der Arbeitsspalt, der zwischen der bewegten Draht-Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, muß laufend mit der Arbeitsflüssigkeit gespült werden, die jedoch, da das Werkstück stets der Luft ausgesetzt ist, keineswegs eine entzündbare Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit wie beim EDM-Senk-Verfahren sein kann. Deshalb ist es beim EDM-Schneideverfahren (mit Draht) gewöhnlich üblich, Wasser als Arbeitsflüssigkeit zu verwenden. Man hat herausgefunden, daß Wasser viel wirksamer als Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten bei der Kühlung des Werkstücks und bei der Kühlung der Entladungs-Stellen und der davon entfernten Teilchen ist.

Mit zunehmender Anwendung des EDM-Schneideverfahrens (mit Draht) hat man versucht, flüssiges Wasser anzuwenden, das bei EDM-Verfahren bislang nur für das EDM-Senk- und EDM-Schleif-Verfahren benutzt wurde. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das in diesen letzteren Verfahren benutzte flüssige Wasser den bedeutsamen Nachteil hat, daß eine auf Spiegelglanz endbearbeitete Oberfläche, wie sie bei einem End- oder Ultrafein-Bearbeitungs-Bereich erforderlich ist, nicht erreichbar ist. Zudem hat man gefunden, daß es nicht geeignet ist zur Benutzung bei verschleißfreien oder verschleißarmen Betriebsarten, bei denen der

erosive Verschleiß der Werkzeugelektrode minimal gehalten werden muß. Darüber hinaus wurde beobachtet, daß - wenn die Werkzeug-Arbeitsfläche etwa auf weniger als einige hundert Quadratmillimeter verrringert wird - die Wasser-Arbeitsflüssigkeit selten die erforderliche Arbeitsstabilität und Wirksamkeit beim EDM-Senk- und-Schleif-Verfahren bietet.

Diese Mängel der Wasserflüssigkeit bringen auch beim EDM-Schneideverfahren (mit Draht) Probleme mit sich. So neigt das Schneiden bei einem dickeren Werkstück oder mit einer dickeren Drahtelektrode dazu, instabil zu sein. Das Ergebnis ist ein Bruch der Drahtelektrode.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung

- eines bei praktisch allen beschriebenen EDM-Bearbeitungen anwendbaren EDM-Verfahrens, das einen gewünschten EDM-Betrieb ohne Brandgefahr und doch mit ausgezeichneter Arbeitsstabilität, Güte und Wirkungsgrad ermöglicht und die Nachteile einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit und einer Wasser-Flüssigkeit vermeidet, indem es beide Flüssigkeiten neuartig benutzt; und

- einer EDM-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 25

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese im Stand der Technik angetroffenen Schwierigkeiten durch eine neue Benutzungsart von üblichem flüssigen Kohlenwasserstoff und Wasser in EDM-Verfahren überwunden werden. Durch diese Benutzungsart wurde gefunden, daß es möglich ist, die ihnen einzeln zukommenden Nachteile zu umgehen, und daß es möglich ist, in der Kombination von beiden ihre besonderen Vorteile zu verwirklichen, um so neue und verbesserte Arbeitsergebnisse zu erzielen, die man aufgrund ihrer Einzelverwendungen in der herkömmlichen EDM-Technik niemals erwartet hätte.

Die erfindungsgemäßeLösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

Die Erfindung wird weitergebildet durch die Ansprüche 2, 8 (geeignet sind auch Transformatoren oder jeder flüssige Kohlenwasserstoff für herkömmliche EDM), 3, 4, 7, 5, 6, 9 - 20.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt auch durch die Vorrichtung nach Anspruch 21.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 22 - 30 angegeben.

Wahlweise ist die Seitenfläche der Werkzeugelektrode mit einem Trennwand-Glied zur Begrenzung des Eintritts von Wasser-Flüssigkeit in den Arbeitsspalt umgeben. Das Trennwand-Glied kann aus einem porösen Körper aus Gummi oder synthetischem Harz bestehen oder aus Metall oder Metalllegierung, überzogen mit einem synthetischen Harz oder Gummi.

Vorzugsweise besteht das Trennwand-Glied wenigstens teilweise aus einem Dauermagneten, um aufgrund magnetischer Anziehung am Eisen-Werkstück anbringbar zu sein.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht - teils als Schnitt

und teils schematisch - ,

eines Ausführungsbeispiels der

Erfindung, wie für

ein EDM-Senk-Verfahren benutzt;

Fig. 2(A) - 2(E) Zeit-Diagramme für verschiedene

Arten der Zufuhr des Arbeits-Dielektrikums, das sich zusammensetzt aus oder enthält die durch Flüssig-Kohlenwasserstoff-Zerset-

zung erzeugten Gase, zum Arbeitsspalt gemäß der Erfindung; und

Fig. 3 . eine Seitenansicht, teils als

Schnitt, eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wie für ein EDM-Schneide-Verfahren (mit Draht) benutzt . 25

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, wo eine Vorrichtung gezeigt ist, bei der die Grundsätze der Erfindung zur Ausführung kommen, wie sie bei einer EDM-Bohr- oder -Senk-Maschine angewandt werden, die ein Fundament 1 und einen Kreuztisch 2 enthält, der darauf gleitend montiert ist. Der Kreuztisch 2 hat einen darauf fest montierten Arbeitsbehälter 3 und ist in einer X-Y- oder horizontalen Ebene mittels eines X-Achsen-Antriebsmotors 2x und eines Y-Achsen-Antriebsmotors 2y verschiebbar. Regelmäßig werden diese Motoren von einer AblaufSteuer-Einheit oder

einer NC-Einheit (nicht gezeigt) zur Einstellung einer EDM-Position oder für Zwecke von zwei- oder drei-dimensionalen EDM-Umrißbohrungen gesteuert. Wenn dreidimensionales Hohlraum-Senken ausgeführt werden soll, wie etwa mit der gezeigten Form-Werkzeugelektrode 4, muß diese Steuereinheit so ausgebildet sein, daß sie nur eine Punkt-zu-Punkt-Positionierfunktion annimmt, um die Position eines Werkstückes in der X-Y-Ebene relativ zu der Achse der Werkzeugelektrode 4 einzustellen.

Im Arbeitsbehälter 3 ist ein Arbeitstisch 5 angebracht und befestigt, auf dem sich das Werkstück 6 befindet. Das Werkstück 6 ist benachbart mit der Werkzeugelektrode 4 positioniert, um einen kleinen Arbeitsspalt 7 abzugrenzen, der zwischen einer ausgebildeten Arbeitsfläche 4a der Werkzeugelektrode 4 und einer Fläche 6a des Werkstücks 6 gezeigt ist, das elektroerosiv damit bearbeitet wird. Die Werkzeugelektrode 4 ist mit Durchlässen 4b für das Dielektrikum ausgebildet, die an ihren einen Enden zum Arbeitsspalt 7 hin offen sind und die an ihren anderen Enden einen gemeinsamen Einlaß haben. Die Durchlässe 4b für das Dielektrikum öffnen sich an der Werkzeugelektrode 4 zum Arbeitsspalt 7 hin primär an relativ vorspringenden oder konvexen Teilen auf der Arbeitsfläche 4a oder an Stellen in der Nähe. Es ist wünschenswert, daß diese Öffnungen der Dielektrikum-Durchlässe gleichförmig über die gesamte Arbeitsfläche 4a der Werkzeugelektrode 4 verteilt sind.

und daß die Wasser-Arbeitsflüssigkeit W im letzteren in Kontakt mit dem Arbeitsstück 6 gehalten wird, um es genügend kühl während des elektrischen Entlade-Arbeitsvorgangs zu halten.
5

Die Werkzeugelektrode 4 ist an einem Schaft 4c befestigt, der seinerseits lösbar durch ein Werkzeug-Kopfstück 9 gehalten wird. Das Werkzeug-Kopfstück 9 hat einen Träger 9a, der den Schaft 4c hält und einen Stößel 9b, der den Träger 9a trägt. Der Werkzeugträger 9a und der Schaft 4c haben Bohrungen zur Zuleitung einer Strönung von durch Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit-Zersetzung gebildeten Gasen F über einen Einlaß 9c, der an dem Träger 9a angebracht ist, um diese Strömung über die Durchlässe 4b in den Arbeitsspalt 7 zu leiten. Der Stößel 9b ist gezeigt als gleichachsig mit dem Werkzeugträger 9a und dem Elektrodenschaft 4c und ist durch eine Steuereinheit 10 vertikal bewegbar zur Auf- und AbVerschiebung der Werkzeugelektrode 4 längs einer Z-Achse, die orthogonal zur X-Y-Ebene ist.

Wahlweise kann die Seitenfläche der Werkzeugelektrode 4 mit einem grundsätzlich ringförmigen Trennwand-Glied 4d zur Begrenzung des Eintritts der Wasser-Flüssigkeit W in den Arbeitsspalt 7 umgeben werden, wobei das Glied einen zylindrischen porösen Körper 4e enthält, der aus Gummi oder synthetischem Harz oder einem porösen Metall oder Legierung besteht, die mit einem Harz oder Gummi überzogen sind. Der Körper 4e ist gezeigt als stehend auf dem Werkstück 6 und als umgeben mit einer Schale 4f, durch deren obere öffnung die Werkzeugelektrode 4 gleitend montiert ist. Die Schale 4f ist mit öffnungen 4g ausgebildet. Durch die Gase F, die in den Arbeitsspalt 7 eingespritzt werden, werden elektrische Entladungen hindurchgeschickt, was einen Gasstrom F zur Folge hat, der die Entladeprodukte mitreißt, vom Arbeitsspalt 7 weggeleitet wird und durch

den porösen Körper 4e und dann durch die öffnungen 4g hindurchgeht, um in die Wasser-Flüssigkeit 8 zu diffundieren. Die Schale 4f besteht vorzugsweise aus einem Dauermagnet-Werkstoff, um eine magnetische Befestigung an dem Eisen-Werkstück 6 zu ermöglichen.

über der Werkzeugelektrode 4 und dem Werkstück 6 ist eine Abdeckung 11 angebracht in Form eines nach unten offenen Kastens oder Schirms, um den Gasstrom F¹ aufzufangen, der sich durch die Wasser-Flüssigkeit W vom Arbeitsspalt 7 her entwickelt. Die Abdeckung 11 wird vom Schaft 4c durch ihre mittige öffnung gehalten und sollte genügend groß sein, so daß sie den Arbeitsspalt 7 überdeckt und den sich entwickelnden Gasstrom F¹ vollständig auffängt. Die Abdeckung 11 kann so positioniert sein, daß sie ganz in die im Arbeitsbehälter 3 enthaltene Wasser-Flüssigkeit 8 eintaucht. Zu Beginn eines EDM-Betriebs sollte wenigstens der Rand 11a der Abdeckung 11 mit seinem unteren Ende in die Wasserflüssigkeit W eingetaucht sein. Die Abdeckung 11 ist auf einem Teil ihrer Oberfläche mit einem Abflußrohr 11b versehen zum Ableiten des Gasstroms F¹, der sich vom Arbeitsspalt 7 her entwickelt und sich unter der Abdeckung 11 sammelt. Dadurch wird wirksam verhindert, daß der aus dem Arbeitsspalt 7 gewonnene Gasstrom F¹ sich übermäßig in der Abdeckung 11 sammelt und von dort aus in den Rest des Arbeitsbehälters 3 strömt. Der Gasstrom F¹ wird durch eine Pumpe 11b abgesaugt und über die Röhre 11c an einen geeigneten Ort zur weiteren Verwendung abgeleitet.

Der Arbeitsbehälter 3 ist mit einer Abflußröhre 3a versehen, die mit einer Anordnung 12 zur Aufbereitung der Wasser-Flüssigkeit in Verbindung steht. Ein Ventil 3b ist in der Röhre 3a vorgesehen und wird geöffnet, um die Wasser-Flüssigkeit im Arbeitsbehälter 3 in diese Aufbereitungs-Anlage zu entleeren. Der obere Rand 3c des Arbeitsbehälters

3 ragt nach außen vor zur Aufnahme der überfließenden Wasser-Flüssigkeit, die die Arbeits-Verunreinigungen enthält, und zum Abfluß (mittels Schwerkraft) durch eine Röhre 3d in die Abflußröhre 3a.
5

Die Anlage 12 zur Aufbereitung der Wasser-Flüssigkeit umfaßt einen Sedimentationsbehälter 12a zur Aufnahme der gebrauchten Wasser-Flüssigkeit 8 aus der Abflußröhre 3a, um den Schlamm in der aufgenommenen Flüssigkeit grundsätzlich durch Schwerkraft sich absetzen zu lassen. Ein gereinigte obere Schicht der Wasser-Flüssigkeit in dem Sedimentationsbehälter 12a wird durch eine Pumpe 13a abgesaugt und durch ein Filter 13b zur Aufnahme in einen Behälter 12b für gereinigtes Wasser geschickt. Der letztere ist mit einer Temperatur-Steuereinheit (zum Kühlen und/oder Aufheizen) 12c versehen, um die gereinigte Wasser-Flüssigkeit in den Behälter 12b auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten. Die Wasser-Flüssigkeit im Behälter 12b wird mittels einer Pumpe 14a durch einen Ionenaustauscher 14b zurückgeführt, um ihre elektrische Leitfähigkeit oder ihren Widerstand zu regeln. Die bezüglich Leitfähigkeit eingestellte Wasserflüssigkeit wird mittels einer Pumpe 15a aus dem Behälter 12b gepumpt und durch ein Ultrafein-Filter 15b über ein oben am Arbeitsbehälter 3 angebrachtes Rohr 16 dem Arbeitsbehälter 3 zugeführt. Ein Leitfähigkeits-(Widerstands)Fühler 14c ist zwischen dem Filter 15b und dem Einlaßrohr 16 vorgesehen und mit einem Steuerglied 14d zur Steuerung des Betriebs der Pumpe 14a zusammengeschaltet, wodurch die elektrische Leitfähigkeit oder der spez.

Widerstand auf einem vorbestimmten Wert über 10 Ohm-cm gehalten wird. Falls der Fühler 14c eine Abweichung der Leitfähigkeit oder des Widerstands von diesem vorgegebenen Wert feststellt, schaltet der Steuerkreis I4d die Pumpe 14a ein (die abgeschaltet war), um die Wasser-Flüssigkeit im Behälter 12b durch den Ionenaustauscher 14b laufen zu las-

sen, bis die vorgegebene Leitfähigkeit oder der Widerstand der Wasser-Flüssigkeit W wieder erreicht ist.

Dem gereinigten Wasser, das durch die Wasserröhre 15c zwisehen dem Ultrafein-Filter 15b und dem Eingang 16 zum Behälter 3 fließt, kann Leitungswasser über einen Hahn 17 zugeführt werden. Wahlweise kann ein weiterer Ionenaustauscher 17a zwischen dem Hahn 17 und der Wasserrohrleitung 15c vorgesehen sein.

Dadurch wird der Arbeitsbehälter 3 wieder mit der aufgefrischten Wasser-Flüssigkeit aufgefüllt, die eine gewünschte Leitfähigkeit oder einen spezifischen Widerstand hat, der über 10 Ohm-cm liegen sollte. Abwechselnd kann Leitungswasser aus dem Hahn 17 - mit oder ohne Entionisierung durch den weiteren Ionenaustauscher 17a - dem Behälter 12b oder 12a zugeführt werden. Die Behälter 12a und 12b können - wie gezeigt - zwei Behältnisse,getrennt durch eine Trennwand 12d, in einer einzigen Behältereinheit sein, die gekühlt und/oder geheizt wird durch die Temperatur-Steuereinheit 12c, um die Flüssigkeit in beiden Behältnissen auf derselben vorbestimmten Temperatur zu halten.

Das gasförmige Arbeitsmedium F wird zur Versorgung des EDM-Arbeitsspalts 7 durch eine Pumpe 18 dem Medium-Einlaß 9c an der Werkzeugelektrode 9 über eine Medium-Leitung 19 aus einem Medium-dichten Gefäß 20 zugeführt. Im Gefäß 20 ist ein Flüssig-Kohlenwasserstoff L, wie z. B. Kerosin, gespeichert, der mittels einer Pumpe 21 durch eine Heizröhre 22 hindurchbewegt wird. Der durch die Heizröhre 22 fliessende flüssige Kohlenwasserstoff L wird darin thermisch in Gase F zersetzt, die in das Gefäß 20 eingeleitet werden, wo sie sich über dem Flüssig-Kohlenwasserstoff L sammeln. Dem Heizapparat 22 wird Energie zugeführt, um einen Durchlaß für den Flüssig-Kohlenwasserstoff L darin auf eine

hohe Temperatur von 300 ⁰C oder weniger aufzuheizen, wodurch eine Gemisch der gasförmigen Komponenten F erzeugt wird, die aus 30 bis 85 Vol.-% Wasserstoff und im übrigen im wesentlichen aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen C H (unter Atmosphärendruck) besteht. Vorzugsweise ist der Heizapparat 22 mit einer Steuereinheit 22a versehen, um den Durchlaß im Heizapparat 22 auf einer vorbestimmten Temperatur von maximal 300 ⁰C zu halten. In der Leitung 19 ist ein Magnet-Ventil 23 vorgesehen,

dessen öffnen durch ein Eingabesignal gesteuert wird, das an eine Erregerwicklung 23a angelegt wird, um das gasförmige Arbeitsmedium F unter Druck in den Arbeitsspalt 7 mit gesteuertem Durchsatz zu fördern.

Von einem EDM-Generator 24 ist ein Ausgang über den leitfähigen Werkzeugträger 9a und den leitfähigen Elektrodenschaft 4c mit der Werkzeugelektrode 4 verbunden und der andere Ausgang ist mit dem Werkstück 6 verbunden. Der Generator 24 kann von beliebiger üblicher Bauart sein, um eine Folge von elektrischen Spannungsimpulsen am Arbeitsspalt 7 zwischen der Werkzeugelektrode 4 und dem Werkstück 6 anzulegen. Diese Spannungsimpulse haben eine Folge von elektrischen Entladungen im Arbeitsspalt 7 zur Folge, wodurch elektroerosiv Werkstoff vom Werkstück 6 abgetragen wird.

Ebenfalls angeschlossen an den Arbeitsspalt 7 ist ein Spalt-Füh]glied 25 zur Messung von einer oder mehreren elektrischen Spaltgrößen, z. B. der Spaltspannung und/oder des Spaltstromes, auf der Grundlage eines Einzelimpulses oder auf der Grundlage der Mittelung über eine Anzahl von Arbeitsimpulsen, um den Spaltzustand während des EDM-Betriebes zu überwachen. Z. B. können eine mittlere Spaltoder Entladungs-Spannung und/oder -Strom oder ein Spitzenentladungs-Strom oder -Spannung oder ein mittlerer Entla-

dungs-Strom oder -Spannung während jedes Einzel-Impulses oder eine Hochfrequenz-Strom- oder Spannungs-Komponente während jedes Entladungsimpulses gemessen werden durch das Arbeitsspalt-Fühlglied 25 und verglichen werden mit einem oder mehreren Bezugswerten, die darin vorgegeben sind. Das Ausgabesignal des Spalt-Fühlgliedes 25 wird an einen Regelkreis 26 angelegt, der über einen Schalter 27 mit dem Erregerkreis 20a des elektromagnetischen Ventils 20 zusammengeschaltet ist, um wahlweise das Ventil 20 zu öffnen und zu schließen oder die Öffnung des Ventils 20 zu steuern. Der Schalter 27 wird durch ein Programm-Steuergerät 28 geschlossen.

Bei offenem Ventil 20 wird das durch Zersetzung aus dem Flüssig-Kohlenwasserstoff gebildete gasförmige Medium F über den Einlaß 9c in den Arbeitsspalt 7 gezwungen, wo es im wesentlichen oder beinahe den ganzen Bereich zwischen der Werkzeugelektrode 4 und dem Werkstück 6 ausfüllt und dort als eindeutiges EDM-Arbeitsmedium dient, durch das eine Folge von elektrischen Arbeitsentladungen erfolgen. Das Arbeitsmedium kann einen Flüssig-Wasser-Anteil enthalten, der aus der Wasserflüssigkeit W im Arbeitstank 3 herausdiffundiert ist, so daß die gasförmigen Bestandteile F vermischt sein können mit diesem Wasserbestandteil. Aus dem Arbeitsspalt 7 kommt der Arbeitsstrom F¹ aus entarteten Gasen, der sich aus der Wasserflüssigkeit W entwickelt, sich in der Abdeckung 11 fängt und durch den Auslaß 11b abgesaugt wird.

Andererseits werden die Werkzeugelektrode 4 und das Werkstück 6 mit fast ihren gesamten Oberflächenbereichen ausser denen, die den Arbeitsspalt 7 abzugrenzen, in Verbindung mit der Wasserflüssigkeit 8 gehalten, die eine höhere thermische Leitfähigkeit und eine größere Wärmekapazität, folglich eine höhere Abkühl-Fähigkeit als eine Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit wie z. B. Kerosin hat. Wegen der Fähig-

keit der Wasserflüssigkeit 8, die Werkzeugelektrode 4 und das Werkstück 6 mit größerer Wirksamkeit zu kühlen, kann die Impulsdauer oder die Impulspause zwischen aufeinander-' folgenden Spannungsimpulsen stark verringert werden und die Frequenz dieser Impulse oder Entladungs-Wiederholgeschwindigkeit merklich vergrößert werden, wodurch die Abtraggeschwindigkeit erhöht oder die Bearbeitungszeit verkürzt werden. Außerdem wird aufgrund des beschriebenen Verfahrens eine merkliche Verbesserung beim relativen Elektrodenverschleiß erreicht, das ist das Verhältnis des Gewichtes oder des Volumens des Werkzeugelektrodenverschleisses zum Betrag des vom Werkstück 6 abgetragenen Werkstoffs, verglichen mit den üblichen Verfahren (von denen man bislang geglaubt hat, sie ergäben das beste Ergebnis), wo der Arbeitsbehälter 3 mit einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, wie z. B. Kerosin, gefüllt ist, deren Temperatur bei 25 ⁰C od. dgl. gehalten wird. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß eine derartige merkliche Verbesserung beim relativen Elektrodenverschleiß bei dieser Methode der Tatsache zuzuschreiben ist, daß sich aus dem gasförmigen Medium, das gasförmige Kohlenwasserstoffe enthält, Kohlenstoff in wirksamer Weise bildet und sich wirkungsvoll auf der Elektrodenoberflache zum Ausgleich für den Entladungs-Verschleiß ablagert.

Es stellte sich heraus, daß ein Volumen von 1000 cm³ mit der aufgrund der Zersetzung von Kerosin gebildeten gasförmigen Komponente F grundsätzlich benötigt wird, um Eisen-Werkstoff von 1 g durch elektrische Entladungen abzutragen.

Um eine Abtrag-Rate von 1 g/min zu erzielen, sollte daher das gasförmige Medium S mit einem Durchsatz von von 1000 cm³/min in und durch den Arbeitsspalt 7 strömen. Andererseits kann das Volumen von 1000 cm³ des gasförmigen Mediums F aus 1 cm³ Kerosin-Flüssigkeit erzeugt werden. Deshalb ist es wünschenswert,

die Kerosin-Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 1 cm³/min in der Zersetz-Anordnung 20 - 22 zu zersetzen.

Es wurde gefunden, daß die durch Zersetzung eines flüssigen Kohlenwasserstoffs in der Anordnung 20 - 22 entstehenden gasförmigen Bestandteile F in den Arbeitsspalt 7 gemischt mit dem flüssigen Wasser W gebracht werden können, um darin ein neuartiges EDM-Arbeitsmedium zu bilden. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung von Fig.1 außerdem eine Mischkammer 29 in der Leitung 19, mit einem ersten Einlaß 29a für Wasser-Flüssigkeit L mit einem gesteuerten elektrischen Widerstand, wie beschrieben, und einem zweiten Einlaß 29b für die gasförmigen Bestandteile F aus dem Gefäß 20. Das flüssige Wasser W kann durch eine Pumpe 30 in die Mischkammer 29 aus der Leitung 15c befördert werden. Zu diesem Zweck ist die Leitung 15c mit einer Gabelung 31 versehen, die einen ersten Auslaß 31a, der über ein Ventil 32 zu dem ersten Einlaß 29a der Mischkammer 29 führt, und einen zweiten Auslaß 31b besitzt, der zum Einlaß 16 des Arbeitsbehälters 3 führt. Das Ventil 32 reguliert den Volumenfluß des flüssigen Wassers W in die Mischkammer 29.

Daher werden in der Mischkammer 29 die gasförmigen Bestandteile F mit dem flüssigen Wasser W gemischt oder in einem Strom in den Arbeitsspalt 7 geliefert durch die Werkzeugelektrode 9.

Das Gas/Wasser(F/W)-Gemisch, das in den Arbeitsspalt 7 gespült wird, wird dort den elektrischen Arbeitsentladungen ausgesetzt und wirkt als einzigartiges EDM-Medium mit erhöhter Arbeits-Wirksamkeit.

Die gasförmigen Bestandteile F, die durch Zersetzung eines flüssigen Kohlenwasserstoffs L in der Anordnung 20 - 22 ge-

bildet werden, können gemischt mit flüssigen Wasser W dem Arbeitsspalt 7 zugeführt werden, um ein neues EDM-Arbeitsmedium dort darzustellen. Zu diesem Zweck enthält die Vorrichtung von Fig. 1 in der Leitung 19 eine Mischkammer 29 mit einem ersten Einlaß 29a für flüssiges Wasser W mit einem gesteuerten elektrischen Widerstand, wie beschrieben, und einem zweiten Einlaß 29b für die gasförmigen Bestandteile F aus dem Gefäß 20. Das flüssige Wasser W kann durch eine Pumpe 30 in .die Mischkammer 29 aus der Leitung 15c gebracht werden. Deshalb ist die Leitung 15c mit einer Gabelung 31 versehen, die einen ersten Auslaß 31a, der über ein Ventil 32 zum ersten Einlaß 29a der Mischkammer 29 führt, und einen zweiten Auslaß 31b besitzt, der zu dem Einlaß 16 des Arbeitsbehälters 3 führt. Das Ventil 32 reguliert den Volumenfluß des flüssigen Wassers W in die Mischkammer 29. Alternativ kann die Mischkammer 29 im Innern der Werkzeugelektrode 4 angeordnet sein.

Die gasförmigen Bestandteile F und das flüssige Wasser W

2Q werden so homogen zusammengemischt, um einen Mischstrom (F/W) zur Weitergabe in den Arbeitsspalt 7 durch die Werkzeugelektrode 9 zu bilden. Das Gas/Wasser(F/W)-Gemisch, das in den Arbeitsspalt 7 gespült wird, stellt ein sehr wirksames EDM-Medium dar. Dadurch werden einzigartige Arbeitsmerkmale erhalten. Die gasförmigen Bestandteile in der Mischung erleichtern das Einsetzen einer jeden einzelnen elektrischen Arbeitsentladung. Der Kühl-Wasser-Bestandteil dient dazu, jede gebildete Entladungssäule scharf zu bündeln und sorgt dafür, daß der Arbeitsspalt schnell deionisiert wird und daß die Entladung sofort nach Abklingen des Spannungsimpulses gelöscht wird. Das Wasser-Kühlmittel bewahrt das Werkstück 6 vor übermäßiger Erwärmung und kühlt die Entladungs-Stellen sofort. Die gasförmigen Kohlenwasserstoffe, die infolge Zersetzung in den gasförmigen Bestandteilen F enthalten sind, liefern bei jeder dis-

kreten elektrischen Entladung Kohlenstoff, der sich an der Elektrodenoberfläche ablagert, die infolge der elektrischen Entladungen einem Verschleiß unterliegt; auf diese Weise bildet sich eine Ablagerungsschicht, so daß im wesentlichen das ursprüngliche Volumen der Werkzeugelektrode eingehalten wird. Auf diese Weise schreitet die Bearbeitung mit einer verbesserten Genauigkeit in einer verbesserten verschleißarmen oder verschleißfreien Betriebsart fort. Außerdem stabilisiert die erhöhte Kühlung wiederholte elektrische Arbeitsentladungen, und so erreicht die Bearbeitung eine vergrößerte Abtraggeschwindigkeit. Die im Wasserstrom in Form von Blasen mitgeführten gasförmigen Bestandteile unterliegen einer dynamischen Ausdehnung oder Schrumpfung infolge von Druck-Unsymmetrien in dem engen Arbeitsspalt 7, so daß sich die Arbeitsentladungen selten auf einen begrenzten Bereich konzentrieren und so daß die durch die Entladung abgetragenen Teilchen daraus glatter abtransportiert werden als mit den üblichen Arbeitsmedien.

Beide Ventile 20 und 32 können zusammen durch das Steuergerät 28 gesteuert betrieben werden, wenn das durch die Werkzeugelektrode 4 gelieferte Arbeitsmedium aus dem Gas/Wasser-Gemisch F/W besteht. Falls das Arbeitsmedium, das in den Arbeitsspalt 7 über die Werkzeugelektrode 4 geliefert wird, aus den gasförmigen Bestandteilen F allein besteht, bleibt das Ventil 32 verständlicherweise geschlossen,und nur das Ventil 20 wird durch das Steuergerät 28 gesteuert betrieben.

Das Magnet-Ventil 20 oder die Ventile 20 und 32 können aut verschiedene Arten betrieben werden - wie in den Zeit-Diagrammen (A) - (E) in Fig. 2 gezeigt - um die Flußgeschwindigkeit des gasförmigen Arbeitsmediums F zu steuern, das allein oder gemischt mit dem flüssigen Wasser W in den Arbeitsspalt 7 durch die Einlaßröhre 9c ab-

gegeben wird. Das Diagramm (A) zeigt eine konstante Abgabe (Q) von Arbeitsmedium F oder F/W bezüglich der Zeit. Das Diagramm (D) zeigt, daß das Ventil 20 oder die Ventile und 32 zusammen periodisch mit einer vorbestimmten Offenzeit und einer vorbestimmten Schließzeit geöffnet werden, um den Arbeitsspalt 7 mit einer vorbestimmten Menge von Arbeitsmedium F oder F/W periodisch zu spülen. In diesem Fall liefert die Steuereinheit 28 eine Folge von Signalimpulsen und ist über den Schalter 26 an den Erregerkreis 20a oder an beide Kreise 20a und 32a für das Magnet-Ventil 20 oder die Ventile 20 und 3 2 angeschlossen, um es oder sie periodisch zu öffnen. Der Steuerkreis 26 bleibt von dem Erregerkreis 20a oder den Kreisen 20a und 32a abgetrennt. Das Diagramm (B) zeigt, daß das Ventil 20 offen gehalten wird, um einen minimalen konstanten Fluß von Arbeitsmedium F oder F/W sicherzustellen, der an den Arbeitsspalt 7 abgegeben wird, und daß die Öffnung des Ventils 20 oder der Ventile 20 und 32 zusammen periodisch vergrößert wird, um den abgegebenen Fluß periodisch zu vergrößern. Das Steuergerät 28, das kontinuierlich mit dem Erregerkreis 20a über den Schalter 2 7 verbunden ist, liefert ein konstantes Erregersignal, dem eine Folge von Signalimpulsen überlagert sind. Das Zeitdiagramm (E) zeigt, daß der gemäß dem EDM-Spalt-Fühler 25 betriebene Steuerkreis 26 mit dem Erregerkreis 20 für das Magnet-Ventil 20 verbunden ist, während die Steuereinheit 28 davon getrennt bleibt. Es ist gezeigt, daß das Ventil 20 oder die Ventile 20 und 32 zusammen unregelmäßig geöffnet werden mit einer vorbestimmten Offenzeit und Schließzeit , die sich als Funktion des Arbeitsspalts-Zustands ändert. Das Diagramm (C) zeigt, daß das Ventil 20 oder die beiden Ventile 20 und 32 offen gehalten werden gemäß einem kontinuierlichen Signal von der Steuereinheit 28, um einen minimalen konstanten Durchsatz sicherzustellen, und daß die Öffnung

des Ventils 20 intermittierend vergrößert wird, um intermittierend den Abgabefluß gemäß dem Ausgabesignal des Steuerkreises 26 zu vergrößern, der über den Sensor 25 auf den Spaltzustand anspricht. Der Schalter 27 hält das Steuerglied 27 und die Steuereinheit 28 in elektrischer Verbindung mit dem Erregerkreis 20a. Es versteht sich von selbst, daß mehrere Kombinationen der verschiedenen Abgabearten von Arbeitsmedium F oder F/W, wie in F i g . 2 (A) 2 (E) gezeigt und beschrieben, ebenfalls möglich sind.

Die erfindungsgemäße Lehre ist auch auf eine EDM-Schneideanordnung (mit Draht) anwendbar, wo eine kontinuierliche Drahtelektrode axial verschoben wird und dabei vertikal ein zwischen einem Paar von Drahtführungs-Gliedern befindliches Werkstück durchquert. Bei der Ausführung der Erfindung ist z. B. das Werkstück in eine Wasser-Flüssigkeit (W) eingetaucht, die im Arbeitsbehälter 3 enthalten ist, und zwei Düsen an der oberen bzw. der unteren Seite des Werkstücks werden mit dem Arbeitsmedium F oder F/W zur Einspritzung in den Arbeitsspalt versorgt. Eine Abdeckung 11 kann an einem Träger hängen, an den das obere Drahtführungs-Glied montiert ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine EDM-Schneidemaschine (mit Draht). Wie üblich wird eine kontinuierliche Drahtelektrode 4w axial bewegt, um ein auf einem Arbeitstisch 5 montiertes Werkstück 6 vertikal zu durchqueren. Die Maschine enthält einen oberen Träger 33, der über dem Werkstück 6 angeordnet ist und eine Bremseinheit 34 besitzt, eine Führungsrolle 35 und ein daran befestigtes Drahtpositionier-Führungsglied 36 und einen unteren Träger 37 unterhalb des Werkstückes 6 mit einem unteren Drahtpositionier-Führungsglied 38, eine Antriebswelle und Andrückrolle 39 und eine daran montierte Führungsrolle 40. Die Drahtelek-

trode 4w wird so von einer Speichereinheit (nicht gezeigt) durch die Antriebswelle und die Andrückrolle 3 9 und unter einer von der Bremsrolle 34 ausgeübten Bremskraft bewegt und axial über die Führungsrolle 35, das obere Drahtpositionier-Führungsglied 36, das Werkstück 6, das untere Drahtpositionier-Führungsglied 38 und. die Führungsrolle 4 0 vorgeschoben und schließlich von einer Sammeleinrichtung (nicht gezeigt) aufgenommen.

Zusätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei gleichachsigen Düseneinheiten 41 und 4 2 versehen, die zwischen dem oberen Drahtpositionier-Führungsglied 36 und dem Werkstück 6 bzw. zwischen dem letzteren und dem unteren Drahtpositionier-Führungsglied 38 angebracht sind. Die obere, zur oberen Fläche des Werkstücks 6 offene und gleichachsig zur Drahtelektrode 4w liegende Düseneinheit 41 enthält eine erste Düse 43 mit einer Düsenöffnung 43a von größerem Querschnitt und eine zweite Düse 44 mit einer Düsenöffnung 44a von kleinerem Querschnitt gleichachsig mit und etwas über die Düsenöffnung 4 3a der ersten Düse 43 herausragend. Die untere Düseneinheit 4 2 mit der öffnung zu der unteren Fläche des Werkstücks 6 und gleichachsig gelegen zur Drahtelektrode 4w enthält eine erste Düse 45 mit einer Düsenöffnung 45a, die den gleichen Querschnitt wie die Düsenöffnung 39a haben kann, und eine zweite Düse 46, die eine kleinere Düsenöffnung 46a gleichachsig mit und etwas über die größere Düsenöffnung 41a herausragend besitzt. Die Düsenöffnung 46a der unteren zweiten Düse 46 liegt gleichachsig mit derDüsenöf fnung 44a der oberen zweiten Düse 4 4 und besizt denselben Querschnitt. Die obere und untere Düse 41 und 4 2 sind fest positioniert bezüglich der oberen und unteren Halterung 33 bzw. 37 (nämlich des oberen und unteren Drahtpositionier-Führungsgliedes 36 bzw. 38), so daß sie bei Vorschub des Werkstückes 6 während des Arbeitsbetriebes in ihrer Stellung bleiben, um die Gleichachsigkeit der zwei Düsenöffnungen 43a, 44a bzw. 45a, 46a mit der Drahtelektrode 4w aufrecht-

zuerhalten, die die EDM-Erosion des Werkstückes im Arbeitsspalt 7 ausführt. Elektrische Bürsten 47 und 48 sind gezeigt, die in Kontakt mit der sich bewegenden Drahtelektrode 4w in der oberen und unteren größeren Düse 43 bzw. 45 stehen, und sind beide verbunden mit einem Ausgang eines EDM-Generators 24, dessen anderer Ausgang mit dem Werkstück 6 verbunden ist.

Nach der erfindungsgemäßen Lehre werden die oberen und unteren größeren Düsen 43 und 45 mit einer Wasserflüssigkeit W versorgt, während die oberen und unteren kleineren Düsen 44 und 46 versorgt werden mit einem Strom von durch Zersetzung von Flüssig-Kohlenwasserstoff gebildeten gasförmigen Anteilen F oder einem Gemisch dieser Komponenten mit flüssigem Wasser F/W, wie zuvor erzeugt. Als Ergebnis wird das Arbeitsmedium F oder F/W gleichachsig zur sich bewegenden Drahtelektrode 4w zugeführt und an den Arbeitsspalt 7 von den oberen und unteren kleineren Düsen 44 und 4 6 weitergegeben, die näher am Werkstück 6 liegen. Die Wasserflüssigkeit W wird gleichachsig zum Strom des Mediums F oder F/W zugeführt, wobei sie als Mantel-Strömung von den oberen und unteren größeren Düsen 43 und 45 dient, und fließt über die oberen und unteren Flächen des Werkstücks 6 und hinter die sich verschiebende Drahtelektrode 4w und den Arbeitsspalt 7 darin. Elektrische Entladungen werden so wenigstens vorwiegend durch das Medium F oder F/W im Arbeitsspalt 7 erzeugt, während ein Teil des den Arbeitsspalt umgebenden Werkstücks 6 in die Wasser-Flüssigkeit W eingetaucht ist und von ihr umströmt wird und dabei genügend kühl gehalten wird.

Claims

PATENTANWALT* & RECHTSANWALT DIPL.-PHYS. DR.JUR. U. HEIDRlCH

•ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATF-.NTAMT
EUROPEAN PATf-NT ATTORNEY

Franziskanerstr. .D-8000 MÜNCHEN

Tel. (089) 448 50 Telex 52l37IOcptod

25. März 1983

IJR - DE KW-Zersetz

ANSPRÜCHE

Verfahren zur Bearbeitung eines elektrisch-leitenden Werkstücks mittels einer Folge von diskreten, zeitlich getrennten elektrischen Entladungen, die zwischen einer Werkzeugelektrode und dem Werkstück in einem Arbeitsspalt ausgeführt werden, um elektroerosiv Werkstoff vom Werkstück abzutragen,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Bereiten von flüssigem deionisiertem Wasser mit einer Temperatur, die ausreicht, um wenigstens einen Bereich der Werkzeugelektrode (4) und des Werkstücks (6), der den Arbeitsspalt (7) begrenzt, in bezug auf Wärme zu kühlen, die durch die elektrischen Entladungen erzeugt wird;

b) Eintauchen des Arbeitsspalt-Bereichs in ein kontinuierliches Volumen des flüssigen Wassers;

c) Zersetzen - außerhalb des Arbeitsspalts - eines Flüssig-Kohlenwasserstoffs zur Erzeugung von Gasen, die gasförmige Kohlenwasserstoffe enthalten; und

d) Einspritzen eines Volumens der erzeugten Gase in den in das flüssige Wasser eingetauchten Arbeitsspalt, wobei wenigstens ein Teil des eingespritzten Volumens der Gase ein Arbeitsspalt-Dielektrikum für die elektrischen Entladungen bildet, um den erosiven Werkstoff-Abtrag zu erzeugen, während der Bereich durch das deionisierte flüssige Wasser gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß der Schritt d) enthält:

- einen Schritt zur Minderung eines erosiven 5 zeugelektrodenverschleisses, indem wenigstens ein

Teil der gasförmigen Kohlenwasserstoffe durch die elektrischen Entladungen zersetzt wird, um pyrolytisch eine kohlenstoffhaltige Schicht auf der Werkzeugelektrode gegen den erosiven Verschleiß zu bil-10 den.

3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet 15 - daß die eingespritzten Gase

- ein Wasserstoffgas enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, 20 dadurch gekennzeichnet,

- daß das eingespritzte Gasvolumen

- aus 30 bis 85 Vol.-% Wasserstoff und als Rest im wesentlichen aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen besteht.
25

5 . Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Gase

30 - 0,1 bis 5 Vol.-% Sauerstoff enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

35 - daß die Gase

- 1 bis 5 Vol.-% Kohlenstoff enthalten.

-ΑΙ. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet - daß Wasserstoff

- bis zu 60 Vol.-% enthalten ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet

- daß der flüssige Kohlenwasserstoff - Kerosin ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch

- in Schritt d):

- Einführen eines Teils des Volumens deionisiertes flüssiges Wasser in den Arbeits-Spalt (7), um mit den eingespritzen Gasen ein Gemisch zu bilden, und

- Aussetzen des Gemisches den elektrischen Entladungen. 20

10. Verfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch - in Schritt d):

- Begrenzen des Eintritts des deionisierten flüssigen Wassers in den Arbeits-Spalt auf ein Minimum.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Eintritt auf ein Minimum begrenzt wird, - indem eine poröse Scheidewand (4e) vorgesehen ist, die an den Bereich des Arbeitsspalts angrenzt.
35

12. Verfahren nach Anspruch 1,

dad u r ch gekennzeichnet,

- daß die Gase in den Arbeitsspalt (7) eingespritzt werden, indem

- eine Strömung der Gase gegen den Arbeitsspalt gerichtet wird und

- das deionisierte flüssige Wasser in die Strömung vor dem Einspritzen in die Arbeits-Gase eingeleitet wird.
10

13. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

- Richten einer Strömung des deionisierten flüssigen Wassers auf den Arbeitsspalt (7) und

- Aufnahme des Volumens der Gase in die Strömung vor dem Einspritzen in den Arbeitsspalt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Strömung auf den Arbeitsspalt (7) gerichtet wird

- durch eine innere Bohrung der Werkzeugelektrode (4e) 25

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Aufnahme-Schritt ausgeführt wird - in der inneren Bohrung (4b).

16. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- daß in Schritt c)

- der flüssige Kohlenwasserstoff thermisch zersetzt wird

- durch Erhitzen des flüssigen Kohlenwasserstoffs auf eine Temperatur von maximal 300 ⁰C in einer Heiz-Einheit (22).

17. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das deionisierte Wasser

- einen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10³ Ohm-cm hat.

18. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- daß in Schritt d)

- das Volumen der erzeugten Gase in den Arbeitsspalt (7) eingespritzt wird, indem eine erste Strömung, die wenigstens teilweise aus den Gasen besteht, in den Arbeitsspalt geführt wird, und - daß in Schritt b)

- der Arbeitsspalt-Bereich in das Volumen des flüssigen Wassers eingetaucht ist, indem eine zweite Strömung, die aus dem flüssigen Wasser besteht, so auf den Bereich geführt wird, daß die zweite Strömung eine Mantel-Strömung bildet, die die erste Strömung im wesentlichen umschließt und dabei gezwungen ist, im wesentlichen nicht in den Arbeitsspalt einzudringen und dann sich über den Bereich auszubreiten, der den Arbeitsspalt umgibt.

19. Verfahren nach Anspruch 18,
wobei die Werkzeugelektrode(4; 4w)

- ein kontinuierlicher Elektrodendraht ist, gekennzeichnet durch:

- kontinuierliches Verschieben des Elektrodendrahts (4w) in axialer Richtung, um das Werkstück (6) zu durchqueren ,.-.."

- Ausströmen der zweiten Strömung aus einer ersten Düse mit einer Öffnung (43a, 45a), die an das Werkstück angrenzt und gleichachsig mit dem das Werkstück durchquerenden Elektrodendraht ist, und

- Ausströmen der ersten Strömung aus einer zweiten Düse mit einer Öffnung (44a, 46a) gleichachsig, aber querschnittsmäßig kleiner als die Öffnung der ersten Düse.

20. Verfahren nach Anspruch 19,
gekennzeichnet durch:

- Einmischen in die Gase - vor dem Durchgang durch

die erste Düsenöffnung (43a, 45a) - des deionisierten Wassers, um die erste Strömung zu bilden.

21. Vorrichtung zur Bearbeitung eines elektrisch-leitenden Werkstücks (6) mittels einer Folge von diskreten, zeitlich getrennten elektrischen Entladungen, die zwischen einer Werkzeugelektrode (4) und dem Werkstück in einem Arbeitsspalt (7) ausgeführt werden, um elektroerosiv Werkstoff vom Werkstück abzutragen, gekennzeichnet durch

- eine Einrichtung (12, 13, 14, 15, 16) zum Eintauchen von wenigstens einem Bereich der Werkzeugelektrode und des Werkstücks, der den Arbeitsspalt bildet,

- in ein kontinuierliches Volumen von deionisiertem flüssigem Wasser mit einer ausreichenden Temperatur, um wenigstens den Bereich in bezug auf Wärme zu kühlen, die durch die elektrischen Entladungen erzeugt wird;

- eine Einrichtung (22) zum Zersetzen - außerhalb des Arbeitsspalts - eines flüssigen Kohlenwasserstoffs,

- um Gase zu erzeugen, die gasförmige Kohlenwasserstoffe enthalten; und

- eine Einrichtung (19, 23, 9c) zum Einspritzen eines Volumens der erzeugten Gase in den in das flüssige Wasser eingetauchten Arbeitsspalt,

- wobei wenigstens ein Teil des eingespritzen Volumens der Gase ein Arbeitsspalt-Dielektrikum für die elektrischen Entladungen darstellt, um den erosiven Werkstoff-Abtrag zu erzeugen, während der Bereich durch das deionisierte flüssige Wasser gekühlt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet, - daß die Zersetz-Einrichtung enthält:

- eine Heiz-Einrichtung (22),

- eine Zufuhr-Einrichtung (21) zum Schicken eines Stroms des flüssigen Kohlenwasserstoffs durch die Heiz-Einrichtung, um wenigstens einen Teil des durchfließenden flüssigen Kohlenwasserstoffs thermisch zu zersetzen, wobei die Gase erzeugt werden, und

- eine mit der Heiz-Einrichtung verbundene Einrichtung (20) zum Sammeln der erzeugten Gase, wobei die Einspritz-Einrlchtung eine Rohr-Einrichtung (19, 23, 9c) enthält zur Verbindung der Sammel-Einrichtung (20) mit dem Arbeitsspalt (7), um die gesammelten Gase in den Arbeitsspalt zu fördern.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, - daß die Zersetz-Einrichtung enthält:

- eine Einrichtung (22a), um die Wärme, die durch die Heiz-Einrichtung erzeugt wird und auf den fließenden flüssigen Kohlenwasserstoff einwirkt, auf einer Temperatur von maximal 300 ⁰C zu halten.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch - eine Misch-Kammer (29) zur Aufnahme der Gase durch einen ersten Einlaß (29b) und des deionisierten flüssigen Wassers durch einen zweiten Einlaß (29a), um eine Strömung zu erzeugen, die die erhaltenen Gase und das flüssige Wasser enthält, sowie - eine Einrichtung, um die Strömung in den Arbeitsspalt (7) zu leiten.

- ίο -

25. Vorrichtung nach Anspruch 21,

gekennzeichnet durch

- eine Quelle (2a) des flüssigen Kohlenwasserstoffs und

- eine Förder-Einrichtung (18, 19, 23, 9c),

- um den flüssigen Kohlenwasserstoff aus der Quelle in einer Leitungs-Einrichtung zum Arbeitsspalt zu fördern,

- wobei die Zersetz-Einrichtung an einer vorgewählten Stelle der Leitungs-Einrichtung angeordnet ist und eine Heiz-Einrichtung (22) besitzt,

- um wenigstens einen Teil des aus der Quelle kommenden flüssigen Kohlenwasserstoffs thermisch zu zersetzen, wodurch die durch die Zersetzung erzeugten Gase in den Arbeitsspalt (7) gefördert und eingespritzt werden.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, - daß die Werkzeugelektrode (4)

- eine innere Bohrung (4b) mit einer Öffnung zum Arbeitsspalt (7) besitzt und einen Teil der Leitungs-Einrichtung darstellt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,

' - daß die Heiz-Einrichtung (22)

- in der inneren Bohrung liegt.
30

-TT-

28. Vorrichtung nach Anspruch 25,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Einspritz-Einrichtung

- wenigstens eine Düsen-Einrichtung (44, 46) besitzt, - um eine Strömung, die wenigstens teilweise aus

den Gase-ibesteht, in den Arbeitsspalt (7) zu leiten , und

- daß die Eintauch-Einrichtung

- eine zweite Düsen-Einrichtung (43, 45) enthält, - um eine zweite Strömung, die aus dem flüssigen Wasser besteht, so in den Bereich zu leiten, daß die zweite Strömung eine Mantel-Strömung bildet, die die erste Strömung im wesentlichen einschließt und so gezwungen ist, im wesentlichen nicht in den Arbeitsspalt einzudringen und sich

dann über den den Arbeitsspalt umgebenden Bereich auszubreiten.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28,

- wobei die Werkzeug-Elektrode

- eine kontinuierliche Draht-Elektrode (4w) darstellt, gekennzeichnet d u r c h

- eine Einrichtung zum kontinuierlichen Verschieben des Elektroden-Drahtes (4w) in axialer Richtung, um das Werkstück (6) zu durchqueren,

- wobei die erste Düsen-Einrichtung (44, 46) eine erste Düsen-Öffnung (44a, 46a)besitzt zum Einspritzen der zweiten Strömung, wobei die erste Düsen-Öffnung an das Werkstück angrenzt und gleichachsig mit dem das Werkstück durchquerenden Elektroden-Draht liegt,

- wobei die zweite Düsen-Einrichtung (43, 45) eine zweite Düsen-Öffnung (43a, 45a) zum Einspritzen der ersten Strömung besitzt, wobei die zweite Düsen-Öffnung gleichachsig, aber querschnittsmäßig kleiner als die erste Düsen-Öffnung der ersten Düsen-Einrichtung ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, - daß die Heiz-Einrichtung (22)

- in der ersten Düsen-Einrichtung (4 4, 46) angeord-5 net ist.