DE3342785T1 - Drahtelektroden-Schneideinrichtung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Drahtelektroden-Schneideinrichtung, und zwar insbesondere eine Drahtelektroden-Schneideinrichtung zum Durchschneiden einer Drahtschnittelektrode, die für eine Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung verwendet wird.

Kürzlich wurde versucht, die Bearbeitungsgenauigkeit der Drahtschnitt-Funkenerosion und andere Arbeitsleistungsfähigkeiten zu verbessern, und um das zu erreichen, bestand die Tendenz, bei einer Drahtelektrode, die für die Drahtschnitt-Funkenerosion verwendet werden soll, die Funkenerosion in der Weise auszuführen, daß man die Zugfestigkeit der Drahtelektrode so einstellt, daß sie einen höheren Wert beim Bearbeiten hat, indem man einen Draht als Elektrodendraht benutzt, der eine hohe Zugfestigkeit hat, beispielsweise Messing (Kupfer-Zink-Legierung) oder dergleichen. Wenn man daher versucht, die Drahtelektrode in einer konventionellen Weise durch starkes Ziehen durchzutrennen, indem man sie mit der Hand ergreift oder sie so mit der Hand erfaßt, daß ein Teil derselben um einen Finger gewickelt ist, merkt man, daß eine große Kraft erforderlich ist, die Drahtelektrode durchzutrennen, und es besteht außerdem die Gefahr, daß es beim Durchtrennen der Drahtelektrode dazu kommt, daß diese in die Hand und die Finger oder dergleichen einschneidet.

Man kann zwar als Folge dieser Verhältnisse daran denken, Beißzangen, Schneid-Kneifzangen, Schneid-Ziehzangen oder andere verschiedene Arten von Metallscheren zu benutzten, um die Drahtelektrode durchzuschneiden. Jedoch verursacht das Durchschneiden mittels solcher verschiedenen Arten von Werkzeugen und dergleichen verschiedene Arten von Grat, Biegeteilen, beschädigten Teilen etc. an dem Schneidkantenteil bzw. am durchgeschnittenen Ende der Drahtelektrode. In vie-

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len Fällen ist der Durchmesser von deren Schnittfläche im wesentlichen der gleiche wie derjenige der verwendeten Drahtelektrode, oder die Schnittfläche wird zu einer flachen Form zusammengedrückt, die einen großen maximalen Durchmesser hat. Infolgedessen ergeben sich Schwierigkeiten bei der nachfolgenden Drahtschnitt-Funkenerosion insofern, als es schwierig ist, die Installierungsarbeit der Drahtelektrode glatt auszuführen, wie das Hindurchführen durch ein Paar von oberen und unteren Drahtelektrodenführungen, durch Arbeitsströmungsmittel-Injektionsdüsen, durch Löcher des Werkstücks, in denen der Beginn der Bearbeitung erfolgt, oder dergleichen.

Wegen dieser Gründe wird der durchzuschneidende Teil beim Durchtrennen einer Drahtelektrode gezogen und gestreckt, damit er dünn ist, und zwar durch Anwendung einer Zugkraft auf die Drahtelektrode, um die Drahtelektrode durchzutrennen, während eine Werkstückhärtung bewirkt wird, so daß dadurch ein Durchtrennteil erhalten wird, das eine besser Linearität aber keinen Grat hat. Jedoch kommt es bei einer Drahtelektrode mit einer hohen Zugfestigkeit, wie sie häufig in den letzten Jahren, wie oben beschrieben, benutzt wird, selbst wenn sie mittels einer mechanischen Streck-Schneid-Einrichtung durchgetrennt wird, dazu, daß der Elektrodendraht durchgetrennt wird, bevor er genügend gezogen und gestreckt worden ist, da seine prozentuale Streckung niedrig ist, obwohl die Zugfestigkeit hoch ist, so daß infolgedessen der Schneidkantenteil bzw. das durchgetrennte Ende keine geradlinige Form erhält. Darüber hinaus wird die Drahtelektrode so durchgetrennt, daß der Querschnitt des durchgetrennten Teil etwa die gleiche Form wie vor dem Durchtrennen hat, und häufig wird irgendwelcher Grat und dergleichen auf der Schnittfläche ausgebildet. Infolgedessen ist es schwierig, die Drahtelektrode durch die Führungen und Düsen in der Bearbeitungsmaschine sowie durch das Einführungsloch des Werkstücks oder dergleichen hindurchzuführen .

Es ist daher eine derartige Technologie vorgeschlagen worden, bei welcher eine Drahtelektrode erhitzt und eine Zugkraft auf die Drahtelektrode in deren Axialrichtung angewandt wird, so daß dadurch ein Schmelz-Schneiden oder ein Durchschneiden während des Ziehens und Streckens des Drahtes erfolgt; diese Technologie ist in dem Amtsblatt beschrieben, in dem die nichtgeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 76338 von 1981 veröffentlicht worden ist. Jedoch kommt es bei dieser an sich bekannten Technologie, da die Steuerung der Temperatur und der Zugkraft beim Schneiden der Drahtelektrode ungenügend ist, dazu, daß die Form der Schnittkante bzw. des Schnittendes unstabil ist und daß weiterhin Schwierigkeiten insofern vorhanden sind, als die Schneideinrichtung groß ist und die Arbeit nicht sehr schnell vonstatten geht.

Mit der vorliegenden Erfindung werden diese konventionellen Nachteile ausgeschaltet. Insbesondere soll mit der Erfindung eine Drahtschneideeinrichtung zur Verfügung gestellt werden, in der eine einfache Erhitzungseinrichtung verwendet werden kann, und in der die Drahtelektrode fast augenblicklich an einer gewünschten Stelle durchgeschnitten werden kann, und in der weiterhin die Drahtelektrode so durchgeschnitten werden kann, daß der Endteil gerade und gestreckt und in einem besseren Zustand derart ist, daß kein Grat an der Schnittfläche vorhanden ist. Es sei hier darauf hingewiesen, daß unter Durchschneiden ganz allgemein ein Durchtrennen der Drahtelektrode zu verstehen ist.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Drahtelektroden-Schneideinrichtung in einer solchen Wei se aufgebaut ist, daß das Durchschneiden geschieht, während die Drahtelektrode gezogen und gestreckt und lokal auf eine konstante Temperatur in dem Zustand erhitzt wird, in dem ei ne konstante Zugkraft auf den durchzuschneidenden Teil der Drahtelektrode angewandt wird, so daß dadurch eine gedehnte

Schnittkante bzw. ein gedehntes und gestrecktes Schnittende ohne irgendwelchen Grat erhalten wird.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen, mit denen die beste Art der Ausführung der Erfindung verwirklicht wird, unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, die eine Ausführungsform einer Drahtelektroden-Schneideinrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht;

Figur 2 eine teilweise vergrößerte Darstellung dieser Drahtelektroden-Schneideinrichtung zu deren weiterer Erläuterung;

Figur 3 eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform der Drahtelektroden-Schneideinrichtung zeigt, welehe in eine Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung eingebaut ist;

Figur 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Drahtelektroden-Schneidabschnitts der in Figur 3 gezeigten Einrichtung;

Figuren 5 bis 7 Querschnittsansichten von Schnitten, die jeweils entlang der Linien V-V, VI-VI und VII-VII der Figur 4 ausgeführt sind; und
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Figuren 8 und 9 Darstellungen zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform einer Drahtelektroden-Schneideinrichtung .

Nach Figur 1 umfaßt eine Drahtelektroden-Schneideinrichtung einen Drahtelektroden-Abgabeabschnitt 1 und einen Draht-

elektroden-Ziehabschnitt 2, die auf Basen, wie beispielsweise Grundplatten, oder dergleichen (nicht gezeigt) angebracht sind, welche ihrerseits jeweils an einem Paar von oberen und unteren Armen (nicht gezeigt) angebracht sind, die ortsfest oder höhenverstellbar an einer Säule einer Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung bzw. -maschine gehaltert sind.

In den Ausführungsformen, die in Figur 1 gezeigt sind, sind der Abgabeabschnitt 1 und der Ziehabschnitt 2 gleichartig aufgebaut; sie umfassen nämlich Treibrollen 11 und 21, sowie Klemmrollen 12 und 22, die dazu geeignet sind, eine Drahtelektrode 3 an die Treibrollen 11 und 21 anzudrücken, und Motoren 13 und 23 zum Antrieb der Treibrollen 11 und 21.

Mit 4 ist eine Abwickelspule zum Zuführen der Drahtelektrode 3 bezeichnet, während 5 eine Aufwickelspule für die Draht elektrode 3 ist. Die Drahtelektrode 3 wird von der Abwickel spule 4 abgezogen und läuft durch den Durchlauf zwischen der Treibrolle 11 und der Klemmrolle 12 hindurch. Dann läuft sie durch den Durchlauf zwischen der Treibrolle 21 und der Klemmrolle 22 im Drahtelektroden-Ziehabschnitt 2 und wird um die Aufwickelspule 5 herumgewickelt. Die Drahtelektrode 3 kann so durchgeschnitten werden, daß sie eine angemessene Länge hat, und sie kann in Form von kurzen Stücken in einen Behälter oder dergleichen geworfen werden.

Obwohl nicht dargestellt, sind die Klemmrollen 12 und 22 so ausgebildet und/oder angeordnet, daß sie die Drahtelektrode 3 genügend und stark, beispielsweise mittels einer an

30. sich bekannten Einrichtung, wie zum Beispiel mittels einer Feder oder dergleichen, gegen die Treibrollen 11 und 21 drücken, und diese Klemmrollen sind drehbar gehaltert, während die erforderlichen Reibungskräfte durch die Treibrollen 11 und 21 aufgebracht werden.

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Obwohl der Motor 13 nicht notwendigerweise ein wesentliches Bauteil für die Funkenerosion ist, wird er nach dem Durchschneiden der Drahtelektrode für das automatische Drahteinfädeln bzw. -durchziehen benötigt.
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Die Treibrolle 21 ist an den Motor 23 angekuppelt und so angeordnet, daß sie in einer derartigen Richtung rotiert, daß sie die Drahtelektrode 3 von dem Abgabeteil bzw. -abschnitt 1 zum Ziehabschnitt 2 bewegt, sowie derart, daß sie die Drahtelektrode 3 nicht bewegt, wenn der Motor 23 während der Funkenerosion inoperativ ist.

Obwohl sich die Motoren 13 und 23 während der elektrischen Entladungsbearbeitung synchron drehen, ist die Umfangsgeschwindigkeit der Treibrolle 21 auf der Ziehseite größer als diejenige der Treibrolle 11 auf der Abgabeseite, weil der Durchmesser der Treibrolle 11 in vorbestimmter Weise ein wenig kleiner als derjenige der Treibrolle 21 gemacht worden ist; infolgedessen wird eine vorbestimmte Zugkraft auf die Drahtelektrode 3 ausgeübt.

Jedoch kann der Motor 13 zum Antrieb der Treibrolle 11 während der Funkenerosion als Bremsgenerator benutzt werden, und die Treibrolle 11 kann auch als Bremsrolle oder BeIastungsrolle und nicht als Treibrolle benutzt werden.

Ein Kondensator 83 wird über einen Widerstand 81 mittels ei ner Gleichstromquelle (nicht gezeigt), die mit den Anschlüs sen 82 und 84 verbunden ist, auf eine vorbestimmte Spannung aufgeladen. Stromzuführungsrollen 6 und 7 sind in einem vor bestimmten Abstand zwischen dem Abgabeabschnitt 1 und dem Ziehabschnitt 2 angeordnet. Diese Stromzuführungsrollen 6 und 7 sind so angeordnet und/oder ausgebildet, daß sie lösbar um bzw. auf die Drahtelektrode 3 aufgebracht werden kön nen bzw. daß sie an die Drahtelektrode 3 angedrückt und von derselben abgehoben werden können, und sie sind über einen

Schalter 8 mit dem Kondensator 83 verbunden. Diese Stromzuführungsrollen 6 und 7 werden dann mit der Drahtelektrode 3, die zwischen dem Abgabeabschnitt 1 und dem Ziehabschnitt 2 gestreckt wird, in Kontakt gebracht, wenn es notwendig ist, die Drahtelektrode durchzuschneiden. Wenn der Schalter 8 eingeschaltet wird, fließt die im Kondensator 83 gespeicherte elektrische Ladung von der Stromzuführungsrolle 6 zwischen den Stromzuführungsrollen 6 und 7 durch die Drahtelektrode 3 zu der Stromzuführungsrolle 7, so daß dadurch die Drahtelektrode 3 erhitzt wird.

Obwohl nicht dargestellt, sind an sich bekannte Drahtelektrodenpositonierungsführungen vom Matrizen-, Ziehsteinoder Ziehtrichtertyp oder von Schifform, die eine V-Nut oder dergleichen haben, jeweils zwischen dem Abgabeabschnitt 1 und der Stromzuführungsrolle 6 sowie zwischen dem Ziehabschnitt 2 und der Stromzuführungsrolle 7 vorgesehen. Der Teil, der sich zwischen dem vorstehend erwähnten Paar von Positionierungsführungen befindet, ist der Werkstückbearbeitungsabschnitt.

Weiterhin 'ist ein Spannungsdetektionsmechanismus 9 zum Detektieren der auf die Drahtelektrode 3 ausgeübten Zugspannung an dem Motor 23 angebracht, der mit der "!reibrolle 21 des Ziehabschnitts 2 verbunden ist.

Der Spannungsdetektionsmechanismus 9 umfaßt eine Stromquelle 91, welche dem Motor 23 Antriebsleistung zuführt, einen Widerstand 92, der zwischen den Motor 23 und die Stromquel-Ie 91 geschaltet ist und dazu dient, die dem Motor zugeführte Leistung sensormäßig zu erfassen, und einen Signalwandler 93. Die Eingangsanschlüsse des Signalwandlers 93 sind mit den beiden Enden des Widerstands 92 verbunden, während sein Ausgangsanschluß mit dem Schalter 8 verbunden ist, so daß darüber ein Schaltsteuersignal zum Schalter 8 zugeführt werden kann.

Während des Durchführens der Funkenerosion werden die Treibrollen 11 und 21 des Abgabeabschnitts 1 und des Ziehabschnitts 2 mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit einem leichten Unterschied in der Geschwindigkeit gedreht, und die Drahtelektrode 3, die um die Aufwickelspule 4 herumgewickelt worden ist, wird von dem Abgabeabschnitt 1 zu dem Ziehabschnitt 2 zugeführt. Nach Vollendung der Bearbeitung, und wenn die Drahtelektrode 3 durchgeschnitten werden soll, werden zunächst die Stromzuführungsrollen 6 und 7 in Kontakt mit der Drahtelektrode 3 bewegt, dann wird die Drehung des Motors 13 des Abgabeabschnitts 1 angehalten, und nur der Motor 23 des Ziehabschnitts 2 bleibt in Drehung.

In diesem Zustand wird die Drahtelektrode 3 auf der Seite des Abgabeabschnitts 1 festgehalten oder kräftig gezogen, indem bewirkt wird, daß sich der Motor 13 oder dergleichen im umgedrehten Sinne dreht, so daß die auf die Drahtelektrode 3 ausgeübte Zugkraft sehr schnell zunimmt.

Wenn die auf die Drahtelektrode 3 ausgeübte Zugkraft zunimmt, nimmt auch die axiale Belastung des Motors 23, die dieser bei der Drehung der Treibrolle 21 erfährt bzw. die der Drehung der Treibrolle 21 entgegenwirkt, zu, und der Potentialunterschied zwischen den beiden Anschlüssen an den Enden des Widerstands 92 nimmt ebenfalls zu.

Wenn dieser elektrische Potentialunterschied einen konstanten festen Wert erreicht, wird ein Steuersignal von dem Signalkonverter bzw. -wandler 93 zu der Schaltsteuereinheit des Schalters 8 übertragen, aufgrund dessen der Schalter 8 ■geschlossen wird, wodurch der elektrische Entladungskreis geschlossen wird, welcher den Schalter 8, die Stromzufüh— rungsrolle 6, die Drahtelektrode 3 und die Stromzuführungsrolle 7 umfaßt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die beiden Stromzuführungsrollen 6 und 7 den Strom jeweils in dem Sinn zuführen, daß eine dieser beiden Stromzu-

führungsrollen den Strom von Kondensator 83 zur Drahtelektrode 3 zuführt, während die andere dieser beiden Stromzuführungsrollen den Strom von der Drahtelektrode 3 zum Kondensator zuführt. Aufgrund des Schließens des elektrischen Entladungskreises fließt die Ladung, mit welcher der Kondensator 83 vorher aufgeladen worden ist, durch die Drahtelektrode 3, wodurch diese erhitzt und erweicht wird. Infolgedessen wird die Drahtelektrode 3 in Längsrichtung gestreckt, und sie wird dünn, und schließlich wird sie in dem Zwischenteil bzw. -bereich zwischen den beiden Stromzuführungsrollen 6 und 7 durchgeschnitten, d.h. durch die kombinierte Wirkung der Erhitzung und der Zugkraft durchgetrennt, was hier als Durchschneiden bezeichnet wird.

In der vorliegenden Ausführungsform ist zwar die Drahtelektrode 3 in einer solchen Weise angeordnet, daß sie sandwichartig zwischen der Treibrolle 11 und der Klemmrolle 12 sowie zwischen der Treibrolle 21 und der Klemmrolle 22 eingeklemmt ist, es ist jedoch auch möglich, die Drahtelektrode 3 in der in Figur 2 gezeigten Weise anzuordnen, indem die Drahtelektrode um die Treibrolle 11 und die Klemmrolle 12 herumgelegt bzw. -gewickelt ist sowie dann um die Treibrolle 21 und die Klemmrolle 22; diese Herumlege- oder -wickelreihenfolge kann auch umgekehrt sein, indem nämlich die Drahtelektrode 3 zunächst um die Klemmrolle 12 und die Treibrolle 11 und dann um die Klemmrolle 22 und die Treibrolle 21 herumgewickelt ist; in beiden Fällen dient diese Anordnung dazu, einen Schlupf der Drahtelektrode 3 zu verhindern .

Als nächstes sei eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 7 beschrieben.

Es sei zunächst auf Figur 3 Bezug genommen, in welcher eine Einrichtung veranschaulicht ist, in der eine Drahtelektro-

den-Schneideinrichtung, deren Aufbau ähnlich wie der Aufbau der oben beschriebenen Ausführungsform ist, in einer Elektroentladungseinrichtung bzw. -maschine installiert ist.

In Figur 3 sind mit 101 und 102 ein oberer und unterer Arm bezeichnet, die ortsfest oder höhenverstellbar an einer Säule einer Elektroentladungseinrichtung bzw. -maschine (nicht gezeigt) gehaltert sind; 103 ist ein Werkstück, das mittels einer an sich bekannten Halterungseinrichtung (nicht gezeigt) gehaltert und zum Bearbeiten zugeführt worden ist; 104 ist eine Drahtelektrode; 105 ist ein Arbeitskopf, der höhenverstellbar an dem Arm 101 gehaltert ist; 106 ist eine Treibrolle zum Zuführen der Drahtelektrode; 107 ist eine Klemmrolle zum Zuführen der Drahtelektrode; 108 ist ein Bremsmotor zum Antreiben der Treibrolle 106; 109 ist ein Solenoid, das aus einer Spule 110, einem Eisenkern 111, einer Feder 112, einem Kontakthalter 113 sowie Kontakten 114 und 115 besteht; 116 ist ein Leistungstransformator; 117 ist ein Kondensator; 118 ist eine Diode; 119 sind Stromanschlüsse; 120 und 121 sind Kühlrohre; 122 ist ein Kühlrohrhalter; 123 ist eine Elektrodenhol- bzw. -einfädelungsführung; 124 ist eine Treibrolle zum Ziehen der Drahtelektrode; 125 ist eine Klemmrolle zum Ziehen der Drahtelektrode; 126 ist ein Motor zum Antreiben der Treibrolle 124; 127 ist eine Gleichstrom-Versorgungsquelle zum Antreiben des Motors 126; 128 ist ein Widerstand, der so eingefügt ist, daß er den Läufer- bzw. Ankerstrom des Motors 126 detektiert bzw. daß er einen Strom detektiert, welcher ein Maß für die Belastung des Motors 126 ist; 129 ist eine Schaltung zum Steuern des SoIenoids 109, d.h. eine Solenoidsteuereinrichtung; 130 ist ein Stromzuführungsschuh für die Funkenerosion; 131 ist ein energiezuführender' Schuhhalter, der mittels des Arbeitskopfs 105 bewegbar gehaltert ist; 132 ist ein Druckkontaktteil, das mittels des Arbeitskopfs 105 so gehaltert ist, daß es die Drahtelektrode 104 an den Stromzuführungsschuh andrükken und von der Drahtelektrode gelöst werden kann; 133 ist

ein Düsengehäuse, das an dem Arbeitskopf 105 befestigt ist;

134 ist eine Führung zum Holen bzw. Einfädeln der Elektrode;

135 ist eine Bearbeitungsströmungsmitteldüse; 136 ist eine Feder; 137 ist ein Führungshalter zum Halten einer ziehtrichterartigen Elektrodenführung 138; 139 ist ein Schlauch zum Zuführen von Arbeitsströmungsmittel von einer Arbeitsströmungsmittelzuführungseinrichtung (nicht gezeigt) ; und 140 ist eine Düse bzw. ein Schlauchanschlußstück zum Befestigen des Schlauchs.

In Figur 3 ist derjenige Zustand gezeigt, in dem die Funkenerosion beendet worden ist. Obwohl der Bearbeitungsvorschub des Werkstücks 103, die Zuführung von Bearbeitungsströmungsmittel von dem Schlauch 139 her und die Zuführung von Bearbeitungsimpulsen von dem Stromzuführungsschuh 130 her alle gestoppt worden sind, wird die Zuführung der Drahtelektrode durch die Treibrollen 124 und 106 noch fortgesetzt. Die Spule 110 des Solenoids 109 ist noch nicht erregt, so daß sich die Kontakte 114 und 115 entfernt von der Drahtelektrode 104 befinden.

Um die Drahtelektrode 104 in diesem Zustand durchzuschneiden (d.h. durchzutrennen), werden zunächst der Stromzuführungsschuh 130 und dessen Halter 131 zu der Stelle nach 5 rückwärts bewegt, die durch eine strichpunktierte Linie (siehe das Bezugszeichen 130') angedeutet ist, und der Antriebsstrom des Bremsmotors 108 wird in einer angemessenen Rate vermindert, während der Motor 126 rotieren gelassen wird, so daß dadurch die Geschwindigkeit des Motors 108 vermindert wird.

In diesem Falle nimmt die auf den Motor 126 wirkende Last allmählich zu, und die auf die Drahtelektrode 104 angewandte Zugkraft nimmt ebenfalls zu, und auch der Antriebsstrom des Motors 126 nimmt zu.

Dadurch, daß vorher die Relation zwischen dieser Zugkraft und dem Motorantriebsstrom eingestellt bzw. ermittelt wurde, weiß man, daß die Zugkraft dann, wenn der Antriebsstrom einen vorbestimmten konstanten Wert erreicht, einen gewünschten Wert erreicht hat.

Wenn der Antriebsstrom des Motors 126 den vorbestimmten konstanten Wert erreicht, also den Wert, bei dem eine erwünschte vorbestimmte Zugkraft auf die Drahtelektrode ausgeübt wird, erregt die Solenoidsteuereinrichtung 129 die Spule 110 des Solenoids 109, so daß dadurch der Eisenkern 111, bezogen auf die Ansicht der Figur 3, nach links bewegt wird, was zur Folge hat, daß die Kontakte 114 und 115 durch den Kontakthalter 113 in Kontakt mit der Drahtelektrode 104 kommen, wodurch eine sehr schnelle Bremsung auf den Bremsmotor 108 ausgeübt wird, so daß dieser angehalten wird.

Jetzt wird die im Kondensator 117 gespeicherte elektrische Ladung durch die Drahtelektrode 104 in dem Bereich, der sich zwischen den Kontakten 114 und 115 befindet, entladen, und die Drahtelektrode 104 wird erhitzt. Jedoch verläuft die Drahtelektrode 104 in dem entsprechenden Teil durch das Innere der kalten Reservierungs- bzw. Kühlrohre 120 und 122, und da die Wärme dieses Teils der Drahtelektrode, der sich innerhalb der Kühlrohre befindet, von den Kühlrohren 126 und 127 absorbiert wird, wird ein Temperaturanstieg unterdrückt bzw. gering gehalten. Infolgedessen nimmt nur der Teil der Drahtelektrode, der sich in dem Spalt zwischen den beiden Kühlrohren befindet, eine hohe Temperatur an, was zu

30. einer Verminderung der Zugfestigkeit und einer Vergrößerung des Dehnungsprozentsatzes führt, so daß die Drahtelektrode 104 in diesem Teil durchgeschnitten bzw. durchgetrennt wird. Die Einzelheiten der Kühlrohre 120 und 121 sind in den Figuren 4 bis 7 veranschaulicht.

Dadurch, daß der Durchtrenn- bzw. Durchschneidevorgang in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wird, ohne daß der Motor 126 angehalten wird, kann die Drahtelektrode glatt, sanft und stoßfrei durchgeschnitten bzw. -getrennt werden, ohne daß sie nachteilig durch einen Stoßstrom, einen Stoß oder dergleichen des Motors 126 beeinflußt wird.

Nach Vollendung des Durchschneidens bzw. -trennens wird die auf diese Weise durchgeschnittene Drahtelektrode 104 mittels der Treibrolle 124 aufgewickelt, und dann wird das Werkstück 103, dessen Bearbeitung beendet worden ist, durch ein neues ersetzt.

Jetzt werden die Treibrollen 106 und 124 erneut gedreht, und der eine freie Spitze bzw. ein freies Ende aufweisende Teil der Drahtelektrode 104, der im Spalt zwischen den Kühlrohren 120 und 121 geblieben ist, läuft durch das Innere der Kühlrohre 121 und fällt herab bzw. bewegt sich nach abwärts. Danach läuft er aufeinanderfolgend durch die Elektrodenhol- bzw. -einfadelungsführung 134 und die ziehtrichterartige Elektrodenführung 138, und nötigenfalls läuft er durch ein kleines Loch, das am Ausgangspunkt der Bearbeitung in dem Werkstück 103 ausgebildet ist, dann läuft er durch die Elektrodenhol- bzw. -einfädelungführung 123 und tritt in den unteren Arm 102 ein. Die Drahtelektrode 104 tritt dann in den Durchlauf zwischen der Treibrolle 124 und der Klemmrolle 125 ein und wird eingefangen. Danach wird sie mittels einer an sich bekannten Zieheinrichtung (nicht gezeigt) in eine Sammel- bzw. Aufwickeleinrichtung (nicht gezeigt) eingeführt.

Es sei nun nachstehend die in den Figuren 8 und 9 gezeigte Ausführungsform einer Drahtelektroden-Schneideinrichtung beschrieben .

Diese Ausführungsform ist gesondert von dem Elektrodenzuführungsmechanismus für Funkenerosionen, wie es beispiels-

weise die oben erwähnte Treibrolle 106 oder dergleichen ist, vorgesehen.

In den Figuren 8 und 9 ist mit 210 eine Drahtschneide- bzw. -durchtrenneinrichtung bezeichnet. Ihre Basis 201, beispielsweise eine Grundplatte, hat eine rechteckige Form, deren Längsrichtung (mit Längsrichtung ist hier die zur längeren Rechteckseite parallele Richtung bezeichnet, während die zur kürzeren Rechteckseite parallele Richtung als Querrichtung bezeichnet ist) in der Bewegungsrichtung der Drahtelektrode verläuft, und diese Basis hat einen Vorsprung 211 an ihrem Umfangsrandteil auf der Längsseite, und ihr vertikaler Querschnitt in der Längsrichtung ist U-förmig, und sie ist ein aus nichtleitendem Material hergestelltes Teil.

Ein Paar von L-förmigen Bewegungsteilen 202 und 203, die aus nichtleitendem Material bestehen, sind jeweils verschiebbar in der Längsrichtung in dem konkaven Teil der Basis 201 mittels einer Mehrzahl von Führungsrollen 212 gehaltert, die an der Basis 201 angebracht sind.

Obwohl nicht dargestellt, sind Anschläge vorgesehen, welche verhindern, daß sich diese Bewegungsteile 202 und 203 aus den in Figur 8 gezeigten Positionen gegenseitig annähern, und es sind weiter nichtdargestellte Federn vorgesehen, welehe diese Bewegungsteile 202 und 203 nach den Anschlägen zu drücken.

Keilförmige Elektrodenteile 221 und 231, die je aus leitfähigem Material bestehen, sind fest, beispielsweise durch Ankleben, an je einem Ende der Bewegungsteile 202 und 203 angebracht. Weiterhin- sind schwingende Druckteile 222 und 232 an solchen Stellen angebracht, an denen sie den Elektrodenteilen zugewandt sind bzw. gegenüberliegen, und sie sind lösbar so angebracht, daß sie je um eine Drehachse 20 9 drehbar sind.

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Ein Paar von gebogenen Hebeln 204 und 205, die jeweils eine Rolle 241 bzw. 251 an ihrer Spitze bzw. ihrem freien Ende haben, sind zwischen den Bewegungsteilen 202 und 203 derart angebracht, daß sie mittels Öffnungs-Schließ-Drehachsen 242 und 252, welche an dem Umfangsrandteil der Basis 201 montiert sind, frei geöffnet und geschlossen werden können. Die Rollen 241 und 251 befinden sich in Anlage an dem schwingenden Druckteil 222 bzw. 232. ;

Eine Blattfeder 206 ist zwischen die Handgriffe der Hebel 204 und 205 derart eingefügt, daß die Hebel 204 und 205 einer elastischen Kraft in der Richtung ausgesetzt sind, in der durch diese elastische Kraft die Handgriffe der Hebel geöffnet werden. In dem in Figur 8 gezeigten Zustand sind die Hebel in ihren maximalen Öffnungsstellungen, nämlich in den Bewegungsendpositionen, die durch die Anschläge (nicht gezeigt) begrenzt bzw. festgelegt sind.

Obwohl nicht dargestellt, ist auch eine Feder zwischen das Bewegungsteil 202 und das schwingende Druckteil 222 sowie zwischen das Bewegungsteil 203 und das schwingende Druckteil 232 zwischengefügt. Diese Federn dienen dazu, elastische Kräfte auf die erwähnten Teile in dem Sinn auszuüben, daß dadurch die schwingenden Druckteile 222 und 232 jeweils von den Elektrodenteilen 221 und 231 gelöst bzw. weggedrückt werden, so daß dieselben in Kontakt mit den Rollen 241 bzw. 251 kommen (siehe insbesondere Figur 8). Daher sind in dem in Figur 8 gezeigten Zustand zwischen den Bewegungsteilen 202 und 203 und den schwingenden Druckteilen 222 und 232 Mikrospalte ausgebildet, durch welche eine Drahtelektrode 207 insgesamt nahezu geradlinig hindurchlaufen kann. Bei der Funkenerosion ist die Drahtelektrode 207 in diese Mikrospalte eingefügt.

An dem schwingenden Druckteil 222 ist ein Grenzschalter 283 angebracht. Dieser Grenzschalter 283 wird eingeschaltet,

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wenn sich das schwingende Druckteil 222 um eine konstante Mikroentfernung von der in Figur 8 gezeigten Position, bezogen auf die Zeichnungsdarstellung, nach links bewegt. Es sei hier darauf hingewiesen, daß die schwingenden Drucktei-Ie 222 und 232 auch als verschwenkbare Druckteile bezeichnet werden können.

Die Elektrodenteile 221 und 231 werden durch den Grenzschalter 283 mit der Sekundärseite eines Transformators 208 verbunden. Die Primärseite des Transformators 208 ist über ein Kabel 284 mit einer kommerziellen Stromquelle verbunden.

Wenn die Drahtelektrode durch die Einrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform durchgeschnitten bzw. -getrennt werden soll, dann werden die Handgriffe der Hebel 203 und 205 gegen die elastische Kraft der Feder 206 manuell oder mittels einer anderen geeigneten mechanischen Einrichtung gegenseitig angenähert, wie in Figur 9 gezeigt ist. Hierdurch drücken die Rollen 241 und 251, die sich an den von den Handgriffen abgewandten Köpfen der Hebel befinden, zunächst die verschwenkbaren Druckteile 222 und 232 derart, daß letztere durch dieselben um einen Mikrowinkel gedreht werden, wodurch die Drahtelektrode 207, die sich zwischen den Elektrodenteilen 221 und 231 befindet, sandwichartig fest zwischen den erwähnten Elektrodenteilen und den Druckteilen 222 und 232 eingeklemmt wird. Dann werden die Bewegungsteile 20 2 und 20 3 nach links und rechts derart gedrückt, daß sie sich öffnen bzw. sich voneinander entfernen. Auf diese Weise wird eine konstante Zugkraft auf die Drahtelektrode 207 ausgeübt, und wenn das Bewegungsteil 202 weiter geöffnet bzw-, im Sinne einer Auseinanderbewegung der Bewegungsteile bewegt wird und sich über eine konstante Entfernung bewegt hat, dann wird der Grenzschalter 283 eingeschaltet. Infolgedessen wird der Drahtelektrode 207 in dem Bereich, der sich zwischen den Elektrodenteilen 221 und 231 befindet, elektrischer Strom zugeführt, und sie wird erhitzt

und entsprechend erweicht und gedehnt und schließlich durchgeschnitten bzw. -getrennt. Der Grenzschalter 283 wird während des Durchtrennvorgangs eingeschaltet gehalten.

Selbstverständlich kann eine Gleichstromquelle oder eine gesteuerte Impulsleistungsquelle anstelle des Transformators 208 als Stromquelle zum Erhitzen der Drahtelektrode vorgesehen sein. Es ist auch möglich, einen elektrischen Entladungskreis zur Erhitzung zu verwenden, der aus einem Kondensator besteht, welcher mittels eines Gleichstroms geladen wird, der seinerseits durch Gleichrichtung von kommerziellem Wechselstrom erhalten wird, und aus einer Schaltereinrichtung, welche die Entladung des Kondensators steuert.

Es sei weiter darauf hingewiesen, daß diese zur Erhitzung dienenden Stromquellen so eingestellt oder gesteuert werden sollten, daß kein Schmelzen, Verdampfen, Explodieren oder dergleichen der Drahtelektrode aufgrund eines Überhitzens bewirkt wird, wobei diese Einstellung oder Steuerung von dem Material, dem Durchmesser, der Länge o.dgl. der Drahtelektrode abhängt.

Obwohl die in Figur 8 gezeigte Ausführungsform auch als manuell betätigbare Einrichtung von handlicher und praktischer Art verwendet werden kann, ist es ebenso möglich, sie in der Weise zu verwenden, daß sie an ortsfesten Stellen einer Armpaarhaltesäule einer Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung angebracht wird. In diesem Fall kann der Aufbau so sein, daß die Schneid- bzw. Durchtrenneinrichtung während der Funkenentladung an einem angemessenen Ort platziert ist, und daß sie zum Zwecke der Durchschneid- bzw. -trennoperation der Drahtelektrode zu einem geeigneten Durchschneid- bzw. -trennteil bzw. -bereich bewegt wird, so daß dadurch die Drahtelektrode manuell oder automatisch durchgeschnitten bzw. -getrennt wird. Weiter können die Betätigungen der Hebel 204 und 205 oder dergleichen und der Leistungs-

bzw. Stromzuführungssteuerung oder dergleichen auch durch eine Folgesteuereinrichtung oder dergleichen gesteuert werden .

Bezüglich der auf die Drahtelektrode angewandten Zugkraft und der Größe des durch die Drahtelektrode fließenden Stromes sind verschiedenste Abwandlungen möglich; jedoch ist es zum Beispiel im Falle eines Messingdrahts, der einen Durchmesser von 0,2 mm hat, zu empfehlen, eine Zugkraft von etwa 1,8 bis 1,9 kg anzuwenden und die Drahtelektrode dadurch zu erhitzen, daß man einen Spitzenstrom von 30 bis 150 A durch dieselbe hindurchschickt.

Wenn die Entladungsenergie des Kondensators so eingestellt wird, daß sie extrem groß ist, dann kann es dazu kommen, daß die Drahtelektrode geschmolzen und von dem Teil, der dünn oder dergleichen wird, abgeschnitten wird, oder daß sie explosiv verdampft und geschmolzen wird. Eine solche Situation ist nicht zu bevorzugen bzw. sollte verhindert werden, da der durchgetrennte Teil geschmolzen und wie ein Tropfen verfestigt wird, und da ein großer Grat auftritt sowie ein oxidierter zersetzter Teil oder dergleichen verursacht werden kann.

Es ist möglich, als Spannungsdetektionsmechanismus verschiedenste Arten von an sich bekannten mechanischen, elektrischen oder elektromechanischen Verfahren bzw. Einrichtungen anstelle des oben erwähnten Verfahrens bzw. der oben erwähnten Einrichtung zu verwenden, worin der Motorantriebsstrom zum Antrieb der Treibrollen bzw. der Treibrolle gemessen wird.

Als Verfahren zum Zuführen von Strom zu der Drahtelektrode und zum Erhitzen derselben kann auch ein solches Verfahren angewandt werden, bei dem der Kondensator eine Anzahl von Malen teilweise entladen wird, indem der Schalter eine An-

zahl von Malen geschaltet wird, oder bei dem das Laden und Entladen mehrmals wiederholt wird. Weiter ist es möglich, den Aufbau so zu gestalten, daß die elektrostatische Kapazität und/oder die Ladespannung des Kondensators umgeschaltet und gewählt werden kann. Es ist auch möglich, eine Impulsleistungsquelle ein- und auszuschalten, welche eine leichte Steuerung des Erhitzungsstroms ermöglicht, zum Beispiel eine Gleichstrom-Spannungsquelle mittels einer Schalteinrichtung, und diese Ein-Aus-Signale mittels Impulsbreitenmodulation zu verwenden.

Für die Abgabe- und Ziehabschnitte der Drahtelektrode kann man übliche Mechanismen verwenden, die üblicherweise bei einer gebräuchlichen Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung vorgesehen sind; es ist jedoch auch möglich, dieselben in einer solchen Weise aufzubauen, daß diese Abschnitte einzeln voneinander angebracht und gewöhnlich an Orten pla_ziert sind, wo sie die Funkenentladung nicht behindern, und daß sie nur dann von dem vorerwähnten inoperativen Ort in die Durchtrennarbeitspositionen bewegt werden, wenn die Drahtelektrode durchgetrennt werden soll, und daß sie durch dieses Bewegen oder danach den Durchschneide- bzw. Durchtrennvorgang ausführen.

Die Drahtelektroden-Schneideinrichtung gemäß der Erfindung, die in der vorerwähnten Weise aufgebaut ist, kann infolgedessen installiert werden, indem eine Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung, die sich bereits in Gebrauch befindet, nur leicht modifiziert wird.

Hinsichtlich der industriellen Verwendbarkeit der Drahtelektroden-Schneideinrichtung gemäß der Erfindung sei auf folgendes hingewiesen: Da konstante Leistungsmengen und Wärmemengen auf die Drahtelektrode zur Anwendung gebracht werden, die unter einer vorbestimmten Zugkraft durchgetrennt werden soll, wird die Drahtelektrode in der Drahtelektroden-Schneid-

einrichtung wie bei einer konventionellen, an sich bekannten Schneideinrichtung unter idealsten Bedingungen derart durchgeschnitten, daß die Form und die physikalischen Eigenschaften des durchgeschnittenen Teils konstant bzw. unverän dert sind und kein Grat vorhanden ist, und außerdem wird der Endteil linear gedehnt und angemessen gehärtet. Daher kann die Drahtelektrode extrem leicht durch die Führungen und Düsen oder dergleichen einer Elektroentladungseinrichtung oder durch ein kleines Loch, das in einem Werkstück ausgebildet worden ist, eingeführt sowie hindurchgeführt werden.

Die Drahtelektroden-Schneideinrichtung gemäß der Erfindung ist besonders dazu geeignet, in einer Elektroentladungseinrichtung installiert zu werden, die mit einer automatischen Drahteinfügungs- oder -einfädelungs- bzw. -durchzieheinrich tung versehen ist.

Claims (7)

1. PATENTANWÄLTE

   UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

   DR. WALTER KRAUS DIPLOMCH EMIKER ■ DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPI—ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/79707 7-797078 ■ TELEX O5-212 156 kpat d

   TELEGRAMM KRAUSPATENT

   - -23 ' 3963 JS/an

   INOUE-JAPAX RESEARCH INCORPORATED Yokohama, Japan

   Drahtelektroden-Schneideinrichtung

   PATENTANSPRÜCHE

   (1·) Drahtelektroden-Schneideinrichtung für eine Draht- schnitt-Elektroentladungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung (13,21-23,92; 104,118,124-126,128;201-206,211-252) zum Anwenden einer vorbestimmten Zugkraft auf einen durchzuschneidenden Teil einer Drahtelektrode (3;104,-207) und eine Einrichtung (8,81-84; 109 -119 ; 208 , 283) zum Zuführen von Elektrizität eines vorbestimmten Betrags zu dem zu durchschneidenden Teil umfaßt.
2. 2. Drahtelektroden-Schneideinrichtung für eine Drahtschnitt-Elektroentladungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zugkraftanwendungseinrichtung folgendes umfaßt: eine Treibrolle (21 ;124) und eine Klemmrolle (22;125), die auf der Zugseite der Drahtelektrode (3;104) vorgesehen sind; eine Bremseinrichtung (13; 118), die auf der Zuführungsseite vorgesehen ist; und eine Einrichtung (92; 128) zum Messen des Antriebsstroms eines Motors (23; 126) für den Antrieb der Treibrolle (21; 124).
3. 3. Drahtelektroden-Schneideinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zugkraftanwendungseinrichtung eine mechanische Einrichtung (201-206, 210-252) zum sandwichartigen Anordnen bzw. Einklemmen und Ziehen der Drahtelektrode (207) umfaßt.
4. 4. Drahtelektroden-Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zuführen von Elektrizität einen Entladungskreis umfaßt, der folgendes aufweist: einen Kondensator (83;117); eine Stromversorgungsschaltung (81,82, 84;116,118,119) zum Laden des Kondensators (83;117) auf eine vorbestimmte Spannung; und eine Schalteinrichtung (8; -115); wobei der Entladungskreis derart aufgebaut ist, daß der aufgeladene Kondensator (83; 117) durch die Schalteinrichtung (8;109-115) entladbar ist, indem die Entladung über den durchzuschneidenden Teil der Drahtelektrode (3;107) erfolgt.
5. 5. Drahtelektroden-Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zuführen von Elektrizität eine Schaltung umfaßt, die folgendes aufweist: eine Wechselstromquelle (208) und eine Schalteinrichtung (283) , wobei die Schaltung so aufgebaut ist, daß sie die Wechselstromquelle (208) durch die Schalteinrichtung (283) mit zwei in Längsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Stellen der Drahtelektrode (207) verbindet, indem der durchzuschneidende Teil der Drahtelektrode (207) sandwichartig angeordnet bzw. eingeklemmt wird.
6. 6. Drahtelektroden-Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zuführen von Elektrizität eine Schaltung umfaßt, die eine Gleichstromquelle und eine Schalteinrichtung aufweist und die Gleichstromquelle durch

   die Schalteinrichtung mit zwei.in Längsrichtung im Abstand voneinander befindlichen Stellen der Drahtelektrode verbindet, indem sie den durchzuschneidenden Teil der Drahtelektrode sandwichartig anordnet bzw. einklemmt. 5
7. 7. Drahtelektroden-Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zuführen von Elektrizität eine gesteuerte Impulsleistungsquelle und eine Steuereinrichtung hierfür umfaßt.