DE3514661C2

DE3514661C2 -

Info

Publication number: DE3514661C2
Application number: DE19853514661
Authority: DE
Inventors: Maksim Lvovic Levit; Vadim Evgenievic Polotsky; Vladimir Efimovic Askinazi; Jurij Michailovic Gorev; Boris Chaimovic Mecetner; Marina Vasilievna Moskau/Moskva Su Paradizova
Original assignee: EKSPERIMENTAL'NYJ NAUCNO-ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT METALLOREZUSCICH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
Current assignee: EKSPERIMENTAL'NYJ NAUCNO-ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT METALLOREZUSCICH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1987-11-26
Also published as: CH667827A5; DE3514661A1; FR2580969A1; FR2580969B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine, wobei gemäß dem Verfahren das einzuführende Ende eines Elektrodendrahtes koaxial zur Eintrittsöffnung eines Werkstücks angeordnet und in diese zwangsweise eingeführt wird.

Bei der Arbeit auf Elektroerosions-Drahtschneidemaschinen wird es von Zeit zu Zeit notwendig, zu einer neuen auszuschneidenden Kontur überzugehen, wozu der Draht (vor dem bearbeiteten Werkstück) abgeschnitten und das Werkstück in der Weise verschoben werden muß, daß die Achse des abgeschnittenen Drahtendes mit der Achse einer neuen Einlaßöffnung einer neuen Kontur zusammenfällt. Bei der Bearbeitung eines neuen Werkstücks ist es nötig, nach dem Auswechseln des Werkstücks das einzuführende Drahtende in die Einlaßöffnung dieses Werkstücks einzuführen, die Enden des Drahtes miteinander zu verbinden, diesen zu spannen und mit der Bearbeitung zu beginnen.

Der Drahtdurchmesser unterschreitet einen Wert von 0,3 mm, weshalb dessen einzuführendes Ende eine geringe Steifigkeit aufweist. Außerdem bleibt das einzuführende Ende beim Abschneiden nicht mehr geradlinig, sondern es wird gebogen, wobei die Biegungen sowohl in Achs- als auch in Querrichtung des Drahtes auftreten. Die Stirnseite des abgeschnittenen Endes weist einen Grat auf. Es bildet sich auch eine Drahtspirale aus. Zugleich beträgt der Durchmesser der Einlaßöffnung 2 bis 5 mm. All das führt dazu, daß beim manuellen Einführen der gesamte Arbeitsgang eine beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der kostspieligen Ausrüstung reduziert, wie sie eine moderne Elektroerosions-Drahtschneidemaschine mit numerischer Steuerung ist.

Darüber hinaus stellen Drahtschneidemaschinen einen Komplex mit hohem Automatisierungsgrad dar, der beinahe fertig zum Einfügen in Fertigungssystemen ist, die ohne Eingriff des Menschen arbeiten. Dies wird durch das Fehlen eines automatischen Drahteinführens behindert.

Das Wesen aller bekannter Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen auf Elektroerosions-Drahtschneidemaschinen besteht darin, daß das einzuführende Drahtende längs der Achse der Eintrittsöffnung des Werkstücks ausgerichtet und in diese zwangläufig eingeführt wird.

Hierbei unterscheiden sich alle bekannten Verfahren voneinander durch Methoden zum Drahteinführen in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und demzufolge unter scheiden sich alle bekannten Einrichtungen zum automatischen Elektrodendrahteinführen durch Drahtzufuhr vorrichtungen für die Einführung des Drahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und durch Hilfsvorrichtungen und -geräte, die eine Vorbearbeitung des Drahtes gewährleisten.

Aus der DE-OS 32 36 263 ist eine automatische Drahtführungsvorrichtung in einer Drahtelektroden-Entladungsmaschine bekannt, die einen Führungskopf für die Einführung der Drahtelektrode in einen engen Spalt zwischen Drahtelektrode und dem Werkstück umfaßt. In dem Führungskopf ist eine Schneideinrichtung und eine Führungsrohranordnung sowie Zuführrollen für die Drahtelektroden enthalten. Die Führungsrohranordnung ist auf dem Weg der Drahtelektrode zwischen der oberen Form und der unteren Form ausgerichtet und ist längs des Weges der Drahtelektrode zur unteren Form bewegbar. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß die Drahtelektrode durch die Führungsanordnung von der oberen Form durch ein neues Werkstück in die untere Form geführt wird.

Aus der DE-OS 31 26 444 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen des Endes eines Elektrodendrahtes in die Ausgangsöffnung eines durch elektroerosionsbearbeiteten Werkstücks bekannt. Zum Einführen des Drahtendes in die Öffnung ist eine Pumpe vorgesehen, die sich in einer unterhalb des Werkstücks vorhandenen Kammer befindet und die einen Fluidums-Saugzug erzeugt, der einen Saugfluß des Fluidums durch die Öffnung hervorruft. Der Draht wird in Richtung auf die Öffnung zu durch einen Schlitten soweit gefördert, daß der Bearbeitungs fluidumsstrom, der durch die Öffnung gesaugt wird, zur Eintrittsstelle dieser Öffnung hin konvergiert und eine hydraulische Führung für das Drahtende bildet, welches dadurch exakt an die Achse der Öffnung herangeführt wird.

Aus der DE-OS 30 37 505 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drahtschneiden eines Werkstücks durch Elektroerosion bekannt, bei welchem eine kontinuierliche Drahtelektrode durch ein Durchgangsloch des Werkstücks durch Verwendung eines Flankenführungselementes in Form eines Hilfsdrahtes hindurchgeführt wird.

Aus der CH-PS 5 59 599 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektroerosiven oder elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken bekannt, unter Verwendung einer drahtförmigen oder bandförmigen Elektrode, wonach die drahtförmige oder bandförmige Elektrode mittels eines Antriebs- und Führungssystems in eine im Werkstück angebrachte Startbohrung eingefädelt wird und mittels des Führungssystems soweit durch die Startbohrung geschoben oder gezogen wird, bis die Elektrode in Wirkverbindung mit einer Ablageseite des Antriebs- und Führungssystems gebracht wird. Gemäß einer Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens gelangt ein flüssiges oder gasförmiges Medium zur Anwendung, mit dessen Hilfe die Elektrode durch die Werkstücksöffnung hindurchgespült wird.

Es ist ferner ein Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen auf einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine bekannt, das darin besteht, daß das einzuführende Elektrodendrahtende längs der Eintrittsöffnung des Werkstücks angeordnet und in dieses zwangläufig eingeführt wird.

Es ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen auf einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine bekannt, die eine Elektrodendrahtzufuhrvorrichtung für die Einführung des Elektrodendrahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und eine Elektrodendrahtabschneidevorrichtung, die vor dem Werkstück in Bewegungsrichtung des Elektrodendrahtes nacheinander angeordnet sind sowie eine hinter dem Werkstück angeordnete Elektrodendraht durchziehvorrichtung enthält.

In der genannten Einrichtung besteht die Drahtzufuhrvorrichtung aus einer unter dem Werkstück angeordneten Aufnahmebuchse und einer unter dem Werkstück liegenden Auffanghülse für das Elektrodendrahtende. In der Einrichtung ist die Abschneidevorrichtung in Form eines Messers ausgebildet, und es sind Greifzangen zum Verbinden der Elektrodendrahtenden miteinander sowie einen Durchziehmechanismus bildende Einzugsrollen vorgesehen. Die Umspulung geschieht von unten nach oben. Bevor zu einer neuen zu bearbeitenden Kontur übergegangen wird, wird der Elektrodendraht durch das unter dem Werkstück zwischen einer Führungsbuchse und den Einzugsrollen liegende Messer abgeschnitten. Danach wird das Werkstück in der Weise verschoben, daß die Achse der Eintrittsöffnung mit der Achse des Elektrodendrahtes zur Deckung gebracht wird, die Führungsachse nach oben geführt und mit ihrem Kegelteil in der Eintrittsöffnung zentriert wird. Anschließend wird der Elektrodendraht mittels der Rollen durch die Führungsbuchse, die Eintrittsöffnung des Werkstücks und die Auffanghülse nach oben geführt.

Die über der Auffanghülse angeordneten Greifzangen verbinden das obere und das untere einzuführende Elektroden drahtende miteinander, worauf der Draht hindurchgezogen wird, damit die Verbindungsstelle zur Aufnahmespule gelangt.

Diese Einrichtung bietet keine sichere Einführung des Elektrodendrahtendes, weil der Durchlauf des Drahtes durch die Führungsbuchse aus den gleichen Gründen wie auch der Durchlauf des Drahtes durch die Eintrittsöffnung im Werkstück selbst, auf die vorstehend hingewiesen wurde, nämlich wegen des Haftens des einzuführenden Drahtendes an der Wandung der Öffnung der Führungsbuchse, wegen seiner Verdrehung u. ä., erschwert wird.

Bei einem Durchbruch oberhalb der Greifzange wird das automatische Drahteinführen unmöglich. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Bruches ist gegeben, denn gerade auf diesem Abschnitt ist der Draht nach dem Passieren des Bearbeitungs bereiches unter der Wirkung elektrischer Ladungen abgenutzt (erodiert) und dessen Festigkeit als Folge davon verringert worden.

Es ist auch eine Einrichtung zum automatischen Drahteinführen bekannt, die im wesentlichen analog der oben genannten ausgeführt ist. Der Unterschied besteht darin, daß zwischen den Einzugsrollen und dem Werkstück ein bewegliches Führungsrohr angeordnet ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Eintrittsöffnung des Werkstücks ist.

Bei der Einführung wird der Draht zwischen dem Rohr und dem Werkstück abgeschnitten, wonach das Rohr in die Eintrittsöffnung des Werkstücks eingeführt und der Draht gleichzeitig damit durch die Einzugsrollen mit der glei chen Geschwindigkeit vorgeschoben wird. Nachdem das Rohr und der Draht das Werkstück durchlaufen sind, wird der Draht durch Aufnahmerollen erfaßt, und das Rohr verläßt die Eintrittsöffnung.

In der genannten Einrichtung gestattet es die Anwendung des Rohres, den Draht in die Eintrittsöffnung des Werkstücks gegenüber der oben genannten Einrichtung sicherer einzuführen. Jedoch wird das Rohr bei der Arbeit der Elektroerosionsmaschine mit der Einrichtung zum automatischen Drahteinführen verstaubt, durch feine metallische Teilchen verstopft, wodurch die Umspulung des durch das Rohr beim Ausschneiden ständig hindurchlaufenden Drahtes erschwert wird. Dies verschlechtert die Arbeit der Elektroerosions maschine.

Darüber hinaus entstehen bei einem Drahtbruch vor dem Rohr Schwierigkeiten mit dem Einführen des Drahtes in dem Rohr selbst.

Es sind auch Einrichtungen zum automatischen Drahteinführen bekannt (DE-OS 31 00 029), in denen verschiedene Hilfsverfahren zur Bearbeitung des Drahtes vor dessen Zuführen in die Eintrittsöffnung angewendet werden. So führt die Firma "Charmilles" (Schweiz) ein Vorglühen des Drahtes, wodurch die letztere biegsamer wird, sowie dessen Kalibrieren in einer Diamantziehdüse durch. Hierbei wird zur Erleichterung des Durchlaufes des einzuführenden Endes durch die Eintrittsöffnung des Werkstücks von einem Hochgeschwindigkeits- Luftstrahl oder -Wasserstrahl Gebrauch gemacht.

Die genannten Einrichtungen ermöglichen die Einführung des Drahtes in 80 bis 100 mm hohe Werkstücke. Zum Durchlauf durch höhere Werkstücke ist es notwendig, die Strahlenergie zu vergrößern, was die Anwendung von leistungsstärkeren Pumpen verlangt, die Abmessungen und die Kompliziertheit der gesamten Einrichtung vergrößert und demzufolge deren Betriebszuverlässigkeit herabsetzt. In diesem Zusammenhang ist das Anwendungsgebiet des genannten Verfahrens und der dazugehörigen Einrichtung begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Elektrodendrahteinführen auf einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine zu schaffen, die durch eine Erhöhung der Steifigkeit des einzuführenden Elektrodendrahtendes es gestatten, die Zuverlässigkeit des Drahteinführens zu erhöhen.

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

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine, die vor dem Werkstück in Bewegungsrichtung des Elektrodendrahtes nacheinander angeordnet enthält:

- eine Elektrodendrahtzuführvorrichtung für die Einführung des Elektrodendrahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und eine Elektrodendrahtabschneidevorrichtung und eine hinter dem Werkstück angeordnete Elektrodendraht durchziehvorrichtung.

Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie eine vor der Elektrodendrahtzuführvorrichtung angeordnete Formeinheit für die feste Ummantelung des in die Eintrittsöffnung des Werkstücks einzuführenden Elektrodendrahtes aufweist.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 5 bis 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform einer Einrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung zum automatischen Elektrodendrahteinführen auf einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine, in der eine Ummantelung an dem einzuführenden Drahtende aus der Schmelze eines Werkstoffes geformt wird (im teilweisen Längsschnitt);

Fig. 2 eine Gesamtansicht einer Kammer für die Formung der Ummantelung an dem einzuführenden Drahtende aus der Schmelze eines Werkstoffes in einer Vergrößerung (im Längsschnitt);

Fig. 3 dto., wie in Fig. 1, mit der Formung der erfindungsgemäßen Ummantelung an dem einzuführenden Elektrodendraht ende aus Wasser durch dessen Einfrieren (im teilweisen Längsschnitt);

Fig. 4 eine Kammer mit einem Dosiergerät in dem Augenblick, wo die Kammer mit einer Teilmenge eines leichtschmelzenden Werkstoffes gefüllt und der Draht abgeschnitten wird;

Fig. 5 dto., wie in Fig. 4, in dem Augenblick der Formung eines Stabes aus der Schmelze;

Fig. 6 dto., wie in Fig. 5, in dem Augenblick des Drahtabschneidens;

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Einrichtung zum automatischen Drahteinführen in dem Augenblick des Durchlaufes des Stabes durch die Eintrittsöffnung eines Werkstücks;

Fig. 8 dto., wie in Fig. 7, in dem Augenblick des Abschneidens des Stabes durch eine Fräse;

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Formeinheit für die Ummantelung, ausgebildet als zwei Koaxialrohre in dem Augenblick des Drahtabschneidens und der Wasserzufuhr zum Innen rohr;

Fig. 10 dto., wie in Fig. 9, in dem Augenblick des Wasser einfrierens unter Ausbildung einer Ummantelung;

Fig. 11 dto., wie in Fig. 9, in dem Augenblick der Erzeugung eines Spaltes zwischen dem erhitzten Innenrohr und der Ummantelung;

Fig. 12 dto., wie in Fig. 3, in dem Augenblick des Durchlaufes des einzuführenden Drahtendes in der Ummantelung durch die Eintrittsöffnung eines Werkstücks.

Das Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine besteht darin, daß zuerst ein Draht abgeschnitten und ein Werkstück gleichzeitig in der Weise verschoben wird, daß das einzuführende Drahtende längs der Eintrittsöffnung des Werkstücks zu liegen kommt. Dann wird am einzuführenden Ende, um dessen Steifig keit in Axialrichtung, d. h. in Richtung der zwangläufigen Drahtzuführung in die Eintrittsöffnung des Werkstücks, zu erhöhen, eine feste Ummantelung geformt, deren Querschnitt kleiner als der Durchmesser der Eintrittsöffnung ist.

Die Ummantelung wird aus der Schmelze eines Werkstoffes durch dessen Abkühlung bis zum festen Zustand geformt, dessen Schmelztemperatur t _S unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes des Drahtes liegt. Als solch ein Werkstoff kommen beispielsweise leichtschmelzende Metalle und Legierungen: Zinn mit t _S = 231°C, Blei mit t _S = 327°C, Woods Legierung (die zu 50% aus Bi, zu 12,5% aus Sn, zu 25% aus Pb, zu 12,5% aus Cd zusammengesetzt ist) mit t _S = 68°C in Frage. Es können auch Polymere beispielsweise Polyäthylen mit der Schmelztemperatur t _S = 125° bis 130°C und der Polymerisationsbeginntemperatur t _Polym. = 60° bis 80°C, Polystyrol mit der Schmelztemperatur t _S = 180° bis 230°C und der Polymerisationstemperatur t _Polym. = 60° bis 80°C eingesetzt werden.

Die Ummantelung wird auch aus Wasser durch dessen Abkühlung bis zum festen Zustand (bis zum Einfrieren) geformt.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions- Drahtschneidemaschine enthält vor einem Werkstück 1 (Fig. 1) in Bewegungsrichtung des Elektrodendrahtes 2 (von oben nach unten) nacheinander angeordnet: eine Formeinheit 3 für eine feste Ummantelung an dem in die Eintrittsöffnung 4 (Fig. 2) des Werkstücks 1 einzuführenden Elektrodendrahtende, eine Elektrodendrahtzufuhrvorrichtung 5 (Fig. 1) für die Einführung des Elektrodendrahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und eine Elektrodendrahtabschneidevorrichtung 6. Hinter dem Werkstück 1 befinden sich eine Elektrodendrahtdurchziehvorrichtung 7 und eine Vorrichtung 8 für die Entfernung des verbrauchten Drahtes.

Unmittelbar vor und nach dem Werkstück 1 sind Einheiten 9 und 10 von oberen bzw. unteren Führungen für den Elektrodendraht vorgesehen.

Die Elektrodendrahtzufuhrvorrichtung 5 für die Einführung des Elektrodendrahtes in die Eintrittsöffnung besteht aus einer Antriebsrolle 11, die über eine elastische Kupplung 12 mit deren Antrieb 13 für die Drehbewegung verbunden ist, und einer angetriebenen Rolle 14, die gegen den Draht durch eine Feder 15 angedrückt ist. Die Feder 15 ist zwischen zwei Scheiben 16 eingeklemmt, zwischen denen ein Geber 17 liegt, der einen End-Mikroschalter darstellt.

Die Drahtabschneidevorrichtung 6 setzt sich aus einem Messer 18 und seinem Antrieb 19 zusammen.

Die Drahtdurchziehvorrichtung 7 ist in konstruktiver Hinsicht der Drahtzufuhrvorrichtung 5 ähnlich und besteht aus Rollen 20 und 21, einer elastischen Kupplung 22, einem Antrieb 23, einer Feder 24, Scheiben 25 und einem Geber 26 bzw. einem End-Mikroschalter.

Die Vorrichtung 8 für die Entfernung des verbrauchten Drahtes schließt eine mit einem Antrieb 28 gekoppelte Fräse 27 und einen Sammler 29 für den Drahtabfall in sich ein. Die Einheit 9 von oberen Führungen weist eine mit einem Elektromagnetantrieb 31 gekoppelte Führung 30 und eine mit einem Elektromagnetantrieb 33 verbundene abgefederte Führung 32 auf. Die Einheit 10 von unteren Führungen ähnelt der Einheit 9 von oberen Führungen und setzt sich aus einer Führung 34, einem Elektromagnetantrieb 35, einer abgefederten Führung 36 und einem Elektromagnetantrieb 37 zusammen.

Die Formeinheit 3 für die Ummantelung hat in Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren verschiedene kontruktive Ausführungen. Falls die Ummantelung aus der Schmelze eines Werkstoffes hergestellt wird, stellt die Einheit 3 (Fig. 2) eine Kammer 38 dar, die aus einem Gehäuse 39 besteht, an dessen Seitenwand ein Heizelement 40, in der beschriebenen Ausführungs variante eine durch eine Isolierglocke 41 abgedeckte elektrische Heizspirale, befestigt ist. Die Kammer 38 ist durch einen Deckel 42 abgeschlossen, durch dessen Bohrung der Elektrodendraht 2 hindurchgeführt ist. Der obere Eingangsteil der Kammer ist mit einer Druckluftleitung 43 über ein elektrisches Ventil 44 verbunden.

Im Ausgangsteil der Kammer befindet sich eine Ziehdüse 45. An der Anordnungsstelle der Ziehdüse 45 in der Kammer 38 ist ein Kanal 46 vorgesehen, der mit einer Kühlmittelleitung 47 über ein elektrisches Ventil 48 verbunden ist. Als Kühlmittel kommt in der beschriebenen Ausführungsvariante Wasser zur Anwendung.

Die Kammer 38 ist mit einem Dosiergerät 49 versehen, das zur Zuführung einer Teilmenge eines Werkstoffes 50 zur Kammer dient, aus dem die Ummantelung geformt ist. Die Kammer 38 ist vom Dosiergerät 49 durch einen Schieber 51 abgetrennt, der mit seinem Antrieb 52 verbunden ist.

Im mittleren und unteren Teil der Kammer 38 sind Temperaturgeber 53 und 54 untergebracht, die mit dem Eingang einer Vergleichseinheit 55 gekoppelt sind. Der Ausgang der Vergleichseinheit 55 ist mit dem Eingang einer Temperaturregeleinheit 56 für die Kammer verbunden.

Die Einrichtung schließt auch eine automatische Steuereinheit 57 (Fig. 1) für das Drahteinführen in sich ein. Der Eingang der Einheit 57 ist mit einem Steuersystem 58 der Elektroerosionsmaschine und mit den Gebern 17 und 26 verbunden, die den Durchlauf eines Stabes durch die Vorrichtungen 5 und 7 überwachen, während der Ausgang der Einheit 57 mit den Antrieben 13, 19, 23, 28, 31, 33, 35, 37, 52 aller Vorrichtungen, mit dem elektrischen Ventil 44 und mit dem Eingang der Regeleinheit 56 gekoppelt ist. Der Ausgang der Regeleinheit 56 ist an das Heizelement 40 und an das elektrische Ventil 48 angeschlossen.

Die Einheit 3 stellt im Falle der Herstellung der Ummantelung aus Wasser durch dessen Einfrieren zwei koaxial angeordnete Rohre dar. Das Innenrohr 59 (Fig. 3) ist aus einem stromleitenden Werkstoff beispielsweise aus Stahl ausgeführt und mit einer Stromquelle 60 verbunden. Das Außenrohr 61 ist aus einem Wärmeisolierstoff beispielsweise aus Textolit gefertigt. Durch das Innenrohr 59 wird der Elektrodendraht 2 hindurchgeführt. Das Rohr 59 ist mit einer Wasserleitung 62 über ein durch einen Antrieb 63 gesteuertes Ventil 64 verbunden. Das Außenrohr 61 ist beidseitig abgeschlossen. Die Rohre 59, 61 sind mit einem Spalt angeordnet, in den durch eine Leitung 65 über ein elektrisches Ventil 66 ein Kühlmittel beispielsweise ein flüssiger Stickstoff geleitet wird, der über eine Leitung 67 abgeführt wird.

Die Länge des Innenrohres 59 muß den Abstand von dessen unterem Ende bis zur Eintrittsöffnung im Werkstück 1 überschreiten, was für einen sicheren Durchlauf des erzeugten steifen Stabes mit dem Draht in der Mitte durch den Bearbeitungsbereich erforderlich ist.

In Fig. 4 bis 8 ist eine Einrichtung nach einer in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform bei der Formierung der aus der Schmelze eines Werkstoffes mit dem Draht einen Stab 68 bildenden festen Ummantelung dargestellt.

In Fig. 9 bis 12 ist eine Einrichtung nach einer in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform bei der Formierung der aus Wasser mit dem Draht einen Stab 69 bildenden festen Ummantelung dargestellt.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions- Drahtschneidemaschine arbeitet wie folgt.

Die Notwendigkeit eines automatischen Drahteinführens entsteht beim Übergang zu einer neuen zu bearbeitenden Kontur oder bei einem Drahtbruch.

In beiden Fällen schaltet das Steuersystem 58 (Fig. 1) der Elektroerosionsmaschine die Einrichtung zum automatischen Drahteinführen ein. Hierbei kommen von der Einheit 57 Befehle zur Ausschaltung der Drahtdurchziehvorrichtung 7 und zur Öffnung der Führungen der Einheiten 9 und 10 von oberen bzw. unteren Führungen.

Gleichzeitig schaltet die Drahtabschneidevorrichtung 6 ein, worauf sich der (in der Zeichnung nicht angedeutete) Tisch der Elektroerosionsmaschine derart verschiebt, daß die Achse des Elektrodendrahtes 2 längs der Achse der Eintrittsöffnung 4 (Fig. 2) des Werkstücks 1 zu liegen kommt. In der Ausführungsform zur Herstellung der Ummantelung aus der Schmelze wird weiter in einer in Fig. 4 bis 8 gezeigten Reihenfolge gearbeitet.

Zuerst kommt von der Einheit 57 (Fig. 1) ein Befehl an dem Antrieb 52 an, der den Schieber 51 für eine festgelegte Zeitdauer öffnet, und aus dem Dosiergerät 49 wird der Kammer 38 eine Teilmenge vom Werkstoff 50 (Fig. 4) zugeführt.

Dann gelangt von der Einheit 57 (Fig. 1) ein Befehl auf die Temperaturregeleinheit 56 für die Kammer 38, die das Heiz element 40 (Fig. 5, 6, 7, 8) für eine Zeit einschaltet, die zum Erschmelzen des Werkstoffes 50 erforderlich ist.

Da das Heizelement 40 nur den mittleren Teil der Kammer 38 umschließt, fällt die Temperatur in Richtung auf die Ziehdüse 45 zu ab. Indem die Heizstufe des Heizelementes 40 geregelt wird, wird ein derartiges Temperaturgefälle geschaffen, daß die Temperatur im mittleren Teil oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes liegt, d. h., daß sich der Werkstoff in einem schmelzflüssigen Zustand befindet, während die Temperatur im unteren Teil die Schmelztemperatur etwas unterschreitet, und der Werkstoff befindet sich in einem dünnflüssigen plastischen Zustand.

Nach dem Erschmelzen des Werkstoffes wird die Drahtzufuhrvorrichtung 5 (Fig. 1) für die Einführung des Drahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks betätigt, die diesen aus der Kammer 38 zieht. Dabei kommt der Draht aus der letzteren mit einer Ummantelung, deren Dicke durch den Durchmesser der Öffnung der Ziehdüse 45 festgelegt wird. Nach dem Austritt aus der Ziehdüse 45 erstarrt der Werkstoff an der Luft endgültig, indem er mit dem Draht 2 einen festen Stab 68 (Fig. 5) bildet.

Um das Erreichen des erforderlichen Temperaturgefälles zwischen dem mittleren und unteren Teil der Kammer 38 zu erleichtern, wird die Ziehdüse 45 mit der Möglichkeit einer Kühlung ausgeführt. In diesem Fall wird die erforderliche Temperatur im mittleren Teil der Kammer durch das Heizelement 40 und im unteren Teil durch Wasserzufuhr über einen die Ziehdüse 45 umgebenden Ringkanal 46 gewährleistet. Die Soll temperaturen werden hierbei mit Hilfe der Temperaturgeber 53 (Fig. 2) und 54 überwacht und aufrechterhalten, deren Signale auf die Vergleichseinheit 55 gelangen.

Falls die Isttemperaturen von den Solltemperaturen abweichen, kommt von der Einheit 55 an der Temperaturregeleinheit 56 ein Befehl für eine jeweilige Temperaturänderung im mittleren und unteren Teil der Kammer 38 an.

Um den Austritt des Stabes 68 (Fig. 5) aus der Kammer 38 zu erleichtern, wird in den oberen Teil der Kammer 38 über die Leitung 43 Druckluft eingepreßt. Sobald der Stab 68 die Rollen 11 und 14 erreicht hat, preßt er sie (Fig. 6) auseinander. Hierbei verschiebt sich die linke Scheibe 16 (Fig. 1) nach rechts und drückt gegen den Geber 17. Ein Signal von diesem gelangt auf die Steuereinheit 57, die einen Schaltbefehl an die Drahtzufuhrvorrichtung 5 und die Abschneidevorrichtung 6 abgibt. Das Messer 18 (Fig. 6) schneidet das aus dem Stab hervortretende Drahtende ab, wobei es eine kurze Führungsnase (2 bis 5 mm) übrig läßt.

Nach dem Durchlauf durch die offenen oberen Führungen 30 (Fig. 1) und 32 passiert der Stab 68 (Fig. 7) die Eintritts öffnung 4 des Werkstücks 1 und die offenen unteren Führungen 34 und 36. Beim Erreichen der Rollen 20 und 21 preßt der Stab 68 sie auseinander. Hierbei wird der Geber 26 (Fig. 1) ausgelöst, der einen Schaltbefehl an die Durchziehvorrichtung 7 abgibt. Der Stab wird durch die Rollen 20 (Fig. 7) und 21 erfaßt, an die Zähne der Fräse 27 zugeführt, abgeschnitten und fällt in den Sammler 29 herunter.

Die Teilmenge des vom Dosiergerät 49 (Fig. 1, 2, 4) zur Kammer 38 gelieferten Werkstoffes 50 wird in der Weise gewählt, daß sie für die Ausbildung des Stabes 68 (Fig. 5, 6, 7, 8) mit einer Länge ausreicht, die den Abstand von der unteren Stirnseite der Ziehdüse 45 (Fig. 2) bis zur Fräse 27 (Fig. 1) um ein ca. 1,2- bis 1,5faches überschreitet.

Nachdem die gesamte Teilmenge verbraucht worden ist, kommt aus der Kammer 38 (Fig. 8) ein Draht 2 ohne Ummantelung heraus, der mit dem Stab wie der Faden mit der Nadel verbunden ist. Nachdem der Stab den gesamten Einführungskanal von der Zufuhrvorrichtung 5 (Fig. 1) bis zur Durchzieh vorrichtung 7 durchgemacht hat, nähern sich die Rollen 20 und 21 einander, der Geber 26 bewirkt eine Ausschaltung, und es wird ein Befehl für eine Annäherung der oberen und unteren Führungen 30 (Fig. 8), 32, 34, 36 gegeben. Der Einführungs arbeitsgang wird abgeschlossen, und die Elektroerosionsmaschine ist bereit zum Ausschneiden einer neuen Kontur.

Nach der Ausführungsvariante zur Ausbildung der Ummantelung aus Wasser durch dessen Einfrieren wird wie folgt gearbeitet. Nachdem der Draht abgeschnitten und das Werkstück für die Einführung in die neue Eintrittsöffnung verschoben worden ist, kommt von der Steuereinheit 57 (Fig. 3) am Antrieb 63 ein Befehl für die Öffnung des Ventils 64 an, über welches Wasser dem Innenrohr 59 (Fig. 9) zugeleitet wird. Gleichzeitig gelangt auf das elektrische Ventil 66 ein Befehl für das Einlassen eines flüssigen Gases, beispielsweise des Stickstoffes in das Außenrohr 61, wodurch Wasser im Innenrohr 59 (Fig. 10) zum Einfrieren gebracht wird.

Nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die ausreicht, das Wasser im Innenrohr 59 vollständig einfrieren zu lassen und in dessen Längsrichtung samt dem Draht 2 einen festen Stab 69 zu erzeugen, wird die Zufuhr des flüssigen Stickstoffes in das Außenrohr 61 unterbrochen. Gleichzeitig damit wird ein Signal auf die Stromquelle 60 (Fig. 3) gegeben. Ein Stromimpuls von der Quelle 60 erwärmt das Innenrohr 59, was zu dessen Erweiterung und zum Erschmelzen der Oberfläche des Eisstabes 69 (Fig. 11) führt, der an den Wänden des Rohres 59 anliegt. Dies ermöglicht einen leichten Austritt des festen Eisstabes 69 mit dem Draht unter der Wirkung der in das Innenrohr 59 einströmenden neuen Wasserportion. Der Stab durchläuft frei die offenen oberen Führungen 30, 32, die Eintrittsöffnung 4 (Fig. 12) des Werkstücks 1, die offenen unteren Führungen 34, 36 und wird durch die Rollen 20, 21, indem er sie auseinanderpreßt, erfaßt und an die Fräse 27 ausgeführt. Nachdem der ganze Eisstab 69 den gesamten Einführungskanal durchgemacht hat, nähern sich die Rollen 20 und 21 einander, der Geber 26 (Fig. 3) bewirkt eine Abschaltung, die oberen und unteren Führungen 30, 32, 34, 36 nähern sich einander.

Der Einführungsarbeitsgang endet damit, und die Elektroerosionsmaschine ist bereit zum Ausschneiden einer neuen Kontur.

Zum besseren Verständnis des Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine sind nachstehend dessen konkrete Durchführungsbeispiele angeführt.

Beispiel 1

Als Werkstoff, aus dem die Ummantelung geformt wird, wird Zinn mit der Schmelztemperatur t _S = 231°C eingesetzt.

Durchmesser der Ziehdüse 1,5 mm Durchmesser der Eintrittsöffnung 3 mm Höhe des Werkstücks150 mm

Als Elektrode wurde ein Messingdraht von 0,25 mm Durchmesser mit der Schmelztemperatur t _S = 900°C verwendet.

In die Kammer wurde Zinn eingetragen. Die Erhitzungstemperatur betrug innerhalb der Kammer 240° bis 250°C.

Beim Drahtziehen durch die abzukühlende Ziehdüse ist aus der Kammer ein 200 mm langer Stab herausgekommen, der die Eintrittsöffnung des Werkstücks frei durchlaufen ist.

Beispiel 2

Als Werkstoff für die Ummantelung wurde Blei mit der Schmelztemperatur t _S = 327°C eingesetzt.

Der Durchmesser der Ziehdüse, der Durchmesser der Eintrittsöffnung, die Höhe des Werkstücks, der Werkstoff und der Durchmesser des Elektrodendrahtes sind wie im Beispiel 1.

In die Kammer wurde Blei eingetragen. Die Erhitzungstemperatur betrug innerhalb der Kammer 330° bis 340°C.

Beim Drahtziehen durch die abzukühlende Ziehdüse ist aus der Kammer ein 225 mm langer Stab herausgekommen, der die Eintrittsöffnung des Arbeitsstücks frei durchlaufen ist.

Beispiel 3

Als Werkstoff für die Ummantelung wurde eine Woods Legierung mit der Schmelztemperatur t _S = 68°C eingesetzt.

Der Durchmesser der Ziehdüse, der Durchmesser der Eintrittsöffnung des Werkstücks, die Höhe des Werkstücks, der Werkstoff und der Durchmesser des Elektrodendrahtes sind wie im Beispiel 1.

In die Kammer wurde Woods Legierung eingetragen. Die Temperatur betrug innerhalb der Kammer 70° bis 75°C.

Beim Drahtziehen durch die abzukühlende Ziehdüse ist aus der Kammer ein 250 mm langer Stab herausgekommen, der anschließend die Eintrittsöffnung im Werkstück frei durchlaufen ist.

Beispiel 4

Als Werkstoff für die Ummantelung wurde Polyäthylen mit der Schmelztemperatur t _S = 120°C eingesetzt.

In die Kammer wurde eine Teilmenge von Polyäthylengranulen geschüttet. Die Erhitzungstemperatur betrug innerhalb der Kammer 140° bis 130°C.

Beim Drahtziehen ist aus der Kammer ein 250 mm langer Stab herausgekommen, der die Eintrittsöffnung im Werkstück frei durchlaufen ist.

Beispiel 5

Als Werkstoff für die Ummantelung wurde Polystyrol mit der Schmelztemperatur t _S = 180°C eingesetzt.

In die Kammer wurde eine Teilmenge von Polystyrolgranulen geschüttet. Die Erhitzungstemperatur betrug innerhalb der Kammer 240° bis 250°C.

Beispiel 6

Als Werkstoff für die Ummantelung wird Wasser ausgenutzt.

Das Rohr, mit dessen Hilfe die Ummantelung geformt wird, ist aus Stahl mit einem Innendurchmesser von 2 mm und einem Außendurchmesser von 3 mm ausgeführt. Das Rohr ist 60 mm lang. Der Durchmesser der Eintrittsöffnung im Werkstück beträgt 3 mm. Der Durchmesser und der Werkstoff des Elektrodendrahtes sind wie im Beispiel 1. Die Höhe des Werkstücks ist 150 mm gleich. Durch den Spalt zwischen dem Innen- und dem Außenrohr der Einrichtung wurde ein flüssiger Stickstoff hindurchgeleitet.

Dann wurde auf das Innenrohr ein Stromimpuls mit einer Amplitude von I = 60 A und einer Dauer von IO s gegeben.

Aus dem Rohr kam ein fester Eisstab mit einer Länge von 60 mm, der die Eintrittsöffnung im Werkstück frei durchlief.

Claims

1. Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions-Drahtschneidemaschine, bei dem

- das einzuführende Ende eines Elektrodendrahtes (2) koaxial zur Eintrittsöffnung (4) eines Werkstücks (1) angeordnet, und
- in diese zwangsweise eingeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

- an dem einzuführenden Ende des Elektrodendrahtes (2), bevor dieses in die Eintrittsöffnung (4) des Werkstücks (1) eingeführt wird, eine feste Ummantelung geformt wird, deren Querschnitt kleiner als der Durchmesser der Eintrittsöffnung (4) ist.

2. Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die feste Ummantelung aus der Schmelze eines Werkstoffes geformt wird, dessen Schmelztemperatur unterhalb der des Werkstoffes des Elektrodendrahtes (2) liegt, wobei diese Schmelze bis zum festen Zustand abgekühlt wird.

3. Verfahren zum automatischen Elektrodendrahteinführen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die feste Ummantelung aus Wasser durch dessen Abkühlung bis zum festen Zustand geformt wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Elektrodendrahteinführen bei einer Elektroerosions- Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1, die vor dem Werkstück (1) in Bewegungsrichtung des Elektrodendrahtes (2) nacheinander angeordnet

- eine Elektrodendrahtzufuhrvorrichtung (5) für die Einführung des Elektrodendrahtes in die Eintrittsöffnung des Werkstücks und eine Elektrodendrahtabschneidvorrichtung (6), und
- eine hinter dem Werkstück (1) angeordnete Elektrodendraht durchziehvorrichtung (7) enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß sie

- eine vor der Elektrodendrahtzufuhrvorrichtung (5) angeordnete Formeinheit (3) für die feste Ummantelung des in die Eintrittsöffnung (4) des Werkstücks (1) einzuführenden Elektrodendrahtendes hat.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Formeinheit (3) für die Ummantelung des Elektrodendrahtendes als eine Kammer (38) ausgeführt ist, wobei
- die Kammer (38) mit einem Heizelement (40),
- einem Dosiergerät (49) für den Werkstoff, aus dem die feste Ummantelung geformt wird, und
- einer am Austritt der Kammer (38) angeordneten Ziehdüse (45), deren Durchmesser kleiner als der der Eintrittsöffnung (4) des Werkstücks (1) ist, versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- in der Kammer (38) um die Ziehdüse (45) herum ein mit einer Kühlmittelleitung (47) verbundener Kanal (46) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Kammer (38) mit einer Druckluftleitung (43) ver bunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Formeinheit (3) für die Ummantelung des Elektrodendrahtendes als zwei unter Belassen eines Spaltes koaxial zueinander angeordnete Rohre (59, 61) ausgeführt ist, wobei
- das Innenrohr (59) mit einer Wasserleitung (62) verbunden, aus einem stromleitenden Werkstoff hergestellt und an eine Stromquelle (60) angeschaltet ist, und
- das Außenrohr (61) aus einem Wärmeisolierstoff hergestellt und mit einer Kühlmittelleitung (65) verbunden ist.