DE3934638C2

DE3934638C2 - Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode

Info

Publication number: DE3934638C2
Application number: DE3934638A
Authority: DE
Inventors: Jun Aramaki; Makoto Tanaka; Shiro Imai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2009-10-18
Also published as: JPH02106224A; KR920006508B1; JPH0739056B2; DE3934638A1; KR900006058A; DE3934638C3; CH681070A5; US5028757A

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode zur Bearbeitung eines Werkstückes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mit einer derartigen Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung wird ein Werkstück in einer Bearbeitungslösung von einer Drahtelektrode, die relativ zu dem Bearbeitungsbehälter in X- und Y-Richtung beweglich ist, bearbeitet. Ein Arm zum Unterstützen der Drahtelektrode ist für ein Einbringen in eine Seitenwand des Bearbeitungsbehälters bestimmt, so daß es dem Arm ermöglicht wird, in den Bearbeitungsbehälter hineinzuragen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Abbildung, die ein Beispiel eines herkömmlichen Dichtaufbaus in einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung darstellt. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Bearbeitungsbehälter; 2 eine Arbeitsflüssigkeit; 3 einen Arm, der durch eine Seitenwand des Bearbeitungsbehälters 1 hindurchführt und der relativ zu dem Bearbeitungsgehälter 1 in X- und Y-Richtung beweglich ist; 1a ein Durchgangsfenster, das in horizontaler Richtung langgestreckt ist und in der Seitenwand des Bearbeitungsbehälters 1 vorgesehen ist, um zuzulassen, daß der Arm 3 und der Bearbeitungsbehälter 1 relativ zueinander in eine Richtung, z.B. eine Y-Richtung, bewegt werden; 4 eine Stahldichtung, die in dem Durchgangsfenster 1a angebracht ist; 5 einen Dichtungsaufnehmer, an dem die Stahldichtung 4 fest gesichert ist; 5a ein Durchgangsloch, das in dem Dichtungsaufnehmer 5 ausgebildet ist, um zuzulassen, daß der Arm 3 sich in der anderen Richtung, z. B. in X-Richtung, relativ zu dem Bearbeitungsbehälter 1 bewegt; und 6 eine Rohrdichtung, um zu verhindern, daß Arbeitsflüssigkeit 2 durch eine Lücke zwischen dem Arm 3 und dem Dichtungsaufnehmer 5 ausfließt. Ein Stützelement 1c ist längs eines Umfangs des Durchgangsfensters 1a vorgesehen, um die Stahldichtung 4 zwischen einer schmalen Lücke 1b, die zwischen dem Stützelement 1c und der Seitenwand des Bearbeitungsbehälters 1 ausgebildet ist, zu halten. Die Stahldichtung ist dazu vorgesehen, die Menge der ausgelaufenen Arbeitsflüssigkeit 2 zu minimieren.

Bei solch einer herkömmlichen Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode wird die Stahldichtung in X-Richtung, wie in Fig. 1 dargestellt, aufgrund eines hydraulischen Drucks der Arbeitsflüssigkeit 2 gegen das Stützelement 1c gedrückt. Dies führt zum Auftreten eines starken Kontaktdrucks zwischen der Stahldichtung 4 und dem Stützelement 1c. Folglich, wenn sich der Arm 3 relativ zu dem Bearbeitungsbehälter 1 in Y-Richtung bewegt, dann gleitet die Stahldichtung 4 mit einem großen Reibungswiderstand an dem Stützelement 1c entlang.

Der Arm 3 gleitet auch mit einem Reibungswiderstand zwischen der Rohrdichtung 6 und dem Arm 3 in X-Richtung durch das Loch 5a. Wenn der Reibungswiderstand dazwischen relativ groß ist, verursacht der Widerstand in X-Richtung eine Verformung des Arms 3 in Y-Richtung, wodurch eine Verstellung einer Drahtführung, die von dem Arm 3 unterstützt ist, hervorgerufen wird. Als Folge daraus ist es nachteilig, daß die Bearbeitungsgenauigkeit vermindert werden kann und weiterhin der Reibungswiderstand zwischen der Rohrdichtung 6 und dem Arm 3 in X-Richtung ein Beschädigen der Stahldichtung 4 hervorrufen kann.

Eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US 45 65 915 bekannt. Da es sich bei der aus dieser Druckschrift benannten Dichtungsanordnung hinsichtlich der zweiten Dichteinrichtung um zwei beabstandete Ringe handelt, ist dieser Anordnung nicht oder nur schlecht zur Aufnahme erheblicher Relativbewegungen des Führungsarmes einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung geeignet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die einen geringen Reibungswiderstand hat, der aufgrund des hydraulischen Drucks der Arbeitsflüssigkeit einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung auftritt, so daß der Reibungswiderstand keine Beschädigung eines Stützarmes der Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung bei dessen Bewegung hervorrufen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Wenn der hydraulische Druck der Arbeitsflüssigkeit auf den Bearbeitungsbehälter aufgebracht wird, dann wird die Abdeckplatte gegen die Lageranordnung gepreßt. Daher ist die Abdeckplatte durch die Lageranordnung in horizontaler Richtung beweglich. Die Dichtheit des Arms, der durch die Abdeckplatte ragt, wird durch die ausdehnbare zweite Dichteinrichtung gewährleistet, so daß der Arm die Abdeckplatte nicht berühren muß. Daher kann der Arm frei ohne den Einfluß von Verformungen aufgrund des hydraulischen Drucks der Arbeitsflüssigkeit bewegt werden.

Aus der DE 37 38 251 A1 ist zwar die Anordnung eines ausdehnbaren Dichtungselementes an sich bekannt, jedoch ist dessen Ausdehnungsrichtung aufgrund der dort vorgesehenen Konstruktion die horizontale Richtung. Überdies hat die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung einen völlig anderen Aufbau, da diese einen oberen oder unteren Tisch aufweisen, die in zueinander senkrechten Richtungen bewegbar sind, wobei die Drahtelektrode durch Öffnungen in beiden Tischen läuft.

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung zwei Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die einen senkrechten Schnitt durch den herkömmlichen Dichtaufbau einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode darstellt;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht, die einen horizontalen Schnitt längs einer Linie V-V aus Fig. 2 darstellt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht, die eine linksseitige Ansicht der Ausführungsform, wie in Fig. 2 gezeigt, darstellt; und

Fig. 5 eine schematische Ansicht, die einen horizontalen Schnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugsziffern 1 bis 6 dasselbe wie die bei dem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Dichtaufbau. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Drahtelektrode, die durch eine obere Drahtführung 8a und eine untere Drahtführung 8b befördert wird. Ein Werkstück 9 wird in dem Bearbeitungsbehälter 2 angeordnet, der von einem Maschinenständer 10 getragen wird, der auf einem stationären Grundaufbau angeordnet ist. Der Maschinenständer 10 ist mit einem Stopper 10a versehen. Die Bezugsziffer 401 bezeichnet eine Abdeckplatte, die an der Außenseite eines Durchgangsfensters 1a, das in einer Seitenwand des Bearbeitungsbehälters 1 ausgebildet ist, vorgesehen ist. Die horizontale Abmessung der Abdeckplatte 401 ist mehr als doppelt so groß wie der Bewegungsbereich des Arms 3 in horizontaler Richtung. Das Loch 401a ist in der Mitte der Abdeckplatte 401 vorgesehen, um einen Arm 3 derart aufzunehmen, daß es dem Arm 3 erlaubt ist, frei in das Innere des Bearbeitungsbehälters 1 zu ragen. Ein Dichtelement 101 ist an einem Umfang des Durchgangsfensters 1a des Bearbeitungsbehälters 1, wie in Fig. 4 dargestellt, befestigt. Eine Lageranordnung 100 beinhaltet erste Lagerungen 103, die mit einer anderen Fläche der Abdeckplatte 401 in Kontakt stehen, und zweite Lagerungen 105, die mit einer oberen und unteren Kante der Abdeckplatte 401 und einem Stützelement 104, das einstückig mit dem Bearbeitungsbehälter 1 ausgebildet ist um die Lagerungen 103 und 105 zu unterstützen, in Kontakt stehen. Die Lageranordnung 100 ist dafür bestimmt, der Abdeckplatte 401 zu gewähren sich stoßfrei in Y-Richtung zu bewegen. Der Arm 3 ist zusammen mit der Abdeckplatte 401 in Y-Richtung beweglich, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Bezugsziffer 601 bezeichnet einen ausdehnbaren Faltenbalg, der konzentrisch an dem Arm 3 vorgesehen ist. Ein Ende des ausdehnbaren Faltenbalgs 601 ist an dem Umfang des Lochs 401a befestigt, wohingegen sein anderes Ende am Umfang des Arms 3 befestigt ist.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der obigen Ausführungsform beschrieben.

Wenn der Bearbeitungsbehälter 1 mit der Arbeitsflüssigkeit 2 gefüllt ist, dann wird die Abdeckplatte 401 durch den hydraulischen Druck in eine X-Richtung gedrängt. Die Lagerungen 103 und 105 halten die Abdeckplatte 401 verschiebbar, um eine leichte Lücke zwischen dem Bearbeitungsbehälter 1 und der Abdeckplatte 401 beizubehalten. Die Abdeckplatte 401 gleitet aufgrund der Lagerungen 103 und 104 stoßfrei in eine Y-Richtung. Der Spalt wird durch ein Dichtelement 101 abgedichtet, um ein Auslaufen der Arbeitsflüssigkeit zu verhindern. Der Arm 3 dringt durch das Loch 401a der Abdeckplatte 401, wie in Fig. 3 dargestellt, ohne Kontakt zu dem Bearbeitungsbehälter 1 und der Abdeckplatte 401 zu haben. Der ausdehnbare Faltenbalg 601, der konzentrisch am Arm 3 vorgesehen ist, dient auch als Dichtelement zum Verhindern, daß Arbeitsflüssigkeit 2 durch das Loch 401a der Abdeckplatte 401 ausläuft. Mit einem solchen Dichtaufbau kann sich der Bearbeitungsbehälter 1 relativ zu dem Arm wasserdicht und stoßfrei in die X- und Y-Richtung bewegen.

Weiterhin ist ein Stift 402 an der äußeren Fläche der Abdeckplatte 401 vorgesehen, um mit einem Ring 10b, der an einem oberen Bereich des Stoppers 10a, wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen ist, gekoppelt zu werden, so daß die Bewegung der Abdeckplatte 401 relativ zum Arm 3 in die Y-Richtung beschränkt werden kann, wenn sich der Bearbeitungsbehälter 1 in die Y-Richtung bewegt.

Weiterhin kann eine innere Fläche der Abdeckplatte 401 mit einem Harz 401b beschichtet sein, um den Reibungswiderstand zwischen der Abdeckplatte 401 und der ersten Dichteinrichtung 101 zu verringern, der auftreten kann, wenn sich der Bearbeitungsbehälter relativ zu der Abdeckplatte 401 in die Y-Richtung bewegt. Vorzugsweise wird ein Fluorharz als Material für das Beschichtungsharz 401b verwendet. Weiterhin ist es auch von Vorteil, ein Fluorharz, z. B. ein Teflonharz, als Material für die erste Dichteinrichtung 101 zu verwenden. Folglich tritt eine Abnützung der ersten Dichteinrichtung 101 kaum auf.

Fig. 5 zeigt eine horizontale Schnittansicht einer zweiten Ausführungform der vorliegenden Erfindung. Wie in dieser Figur dargestellt, kann der Faltenbalg 601 außerhalb des Bearbeitungsbehälters 1 angeordnet sein.

Wie oben beschrieben, umfaßt der erfindungsgemäße Dichtaufbau für eine Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode eine Abdeckplatte zum Dichten einer Arbeitsflüssigkeit, die verschiebbar von einer Lageranordnung unterstützt wird, einen Arm zum Unterstützen der Drahtelektrode, der berührungslos durch die Abdeckplatte dringt, und einen ausdehnbaren Faltenbalg, der zwischen dem Arm und der Abdeckplatte verbunden ist, um ein Auslaufen der Arbeitsflüssigkeit aus dem Bearbeitungsbehälter zu verhindern. Mit einer derartigen Konstruktion kann sich der Arm in dem Bearbeitungsbehälter frei in die X- und Y-Richtung bewegen, da die Reibungswiderstände verringert werden. Demzufolge kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.

Claims

1. Dichtungsanordnung zur Verwendung in einer Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode (7) zur Bearbeitung eines Werkstückes (9) in einer Arbeitsflüssigkeit (2), die in einem Bearbeitungsbehälter (1) enthalten ist, der in einer horizontalen Richtung in einer Seitenwand ein Durchgangsfenster (1a) aufweist, um einem Arm (3) zum Führen der Drahtelektrode (7) eine Bewegung in horizontaler Ebene zu ermöglichen,

- mit einer Abdeckplatte (401) zum Abdecken des Durchgangsfensters (1a), die ein Loch (401a) aufweist, durch das der Arm (3) in den Behälter (1) ragt;
- mit einer ersten Dichteinrichtung (101) zur Abdichtung des Durchgangsfensters (1a), die zwischen einem Umfangsbereich des Durchgangsfensters (1a) und der Abdeckplatte (401) angeordnet ist;
- mit einer außerhalb der Abeckplatte (401) angeordneten Lageranordnung (100) zur beweglichen Lagerung und Abdeckplatte (401) relativ zum Behälter (1), und
- mit einer zweiten Dichteinrichtung (601) zur Abdichtung des Loches (401a), die hierzu den Arm (3) umgibt,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die zweite Dichteinrichtung (601) in Axialrichtung des Arms (3) als Reaktion auf eine Bewegung des Armes (3) ausdehnbar ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- einen Stift (402), der an der äußeren Fläche der Abdeckplatte (401) vorgesehen ist; und
- einen an einem Maschinenständer (10) befestigten Stopper (10a), der einen Ring (10b) aufweist, in den der Stift (402) eingreift, um die Bewegung der Abdeckplatte (401) relativ zum Maschinenständer (10) zu begrenzen.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichteinrichtung (601) zwischen dem Umfang des Lochs (401a) der Abdeckplatte (401) und dem Umfang des Arms (3) eingebracht ist.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichteinrichtung (601) zwischen dem Maschinenständer (10) und dem Umfang des Lochs (401a) der Abdeckplatte (401) angeordnet ist.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (401) mit einem Harz beschichtet ist.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Fluorharz ist.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichteinrichtung (101) aus Fluorharz hergestellt ist.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (100) ein Stützelement (104), das an dem Bearbeitungsbehälter (1) befestigt ist, erste Lagerungen (103), die im Kontakt mit einer äußeren Fläche der Abdeckplatte (401) sind, und zweite Lagerungen (105), die mit den oberen und unteren Kanten der Abdeckplatte (401) in Kontakt steht, umfaßt, wobei die ersten (103) und die zweiten Lagerungen (105) an dem Stützelement (104) befestigt sind.