-
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die
eine dielektrische Flüssigkeit enthält, wenn eine
Oberfläche eines Werkstückes bearbeitet oder mit einer
texturierten Oberflächenbeschaffenheit versehen wird,
wobei mittels einer Entladungstechnik, bei der eine Serie
von elektrischen Impulsen von einer oder mehreren
Elektroden durch eine geeignete dielektrische Flüssigkeit
über einen Spalt zwischen den Elektroden und der
Werkstückoberfläche gegeben wird. Insbesondere befaßt sich
die Erfindung mit einer Vorrichtung zum Bereitstellen
einer dielektrischen Flüssigkeit, wenn eine texturierte
matte Oberflächenbeschaffenheit auf die Oberfläche einer
Arbeitswalze aufgebraucht wird, die zum Walzen von
metallischen Gegenständen, z. B. Stahlblech oder
Streifenmaterial, benutzt wird, um auf die gewalzten
Produkte eine komplementäre texturierte oder matte
Oberflächenbeschaffenheit aufzubringen.
-
Es wurde früher vorgeschlagen, die elektrische Flüssigkeit
auf die Arbeitswalzenoberfläche aufzusprühen und zwar
unmittelbar über den Spalt zwischen dem die elektrischen
Impulse geführt werden, oder den unteren Teil der Walze
teilweise in ein Bad von dielektrischer Flüssigkeit
einzutauchen. Sprühtechniken wurden als sehr
unbefriedigend empfunden, weil die Wahrscheinlichkeit
besteht, daß ein nicht ausreichender Versorgungsstand mit
Dielektrikum in dem Spalt zeitweilig besteht, was zur
Lichtbogenbildung führt. Beide Techniken sind unökonomisch
bezüglich des Verbrauchs des Dielektrikums; die letztere
Technik bedarf einer erheblicher Menge von Dielektrikum in
ständiger Anwesenheit.
-
Unsere veröffentlichten Europäischen Patentanmeldungen
294082 und 304235 beschreiben elektrische
Entladungsvorrichtungen, in denen die Entladungselektroden
in ein Bad von dielektrischer Flüssigkeit eingetaucht
sind, die in einem verhältnismäßig kleinen Behälter
enthalten ist, welcher an einer Seite durch einen Anschluß
an die Werkstückoberfläche geschlossen ist. Die die Walze
kontaktierende Seite des Behälters ist profiliert auf das
spezielle Profil des Werkstückes (insbesondere eine
Arbeitswalze die zu texturieren ist), und sie ist begrenzt
durch flexible Kantenstreifen, die eine Dichtung bilden zu
der angrenzenden Werkstückoberfläche. Die veröffentlichte
Vorrichtung sichert eine konstante und angemessene
Versorgung des Spaltes mit Dielektrikum, während sie
beachtlich die Menge des benötigten Dielektrikums
verringert.
-
Ein Nachteil des beschriebenen Gerätes in unseren
veröffentlichten Patentanmeldungen ist jedoch, daß ihr
Gebrauch notwendigerweise auf ein spezielles Walzenprofil
beschränkt ist. Deshalb ist eine Anzahl von Behältern oder
Behälter-Walzenkontaktierungs-Endanschlüssen notwendig,
wenn es eine Serie von verschiedenen Walzen gibt, die
texturiert werden sollen.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Vorrichtung zur Bereitstellung von Dielektrikum zu
offenbaren, deren Werkstückanschlußprofil verändert werden
kann, so daß sie zu den externen Oberflächen oder Profilen
von einer Serie von Arbeitsstücken, z. B. Arbeitswalzen,
paßt.
-
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung vorgesehen zur Verwendung beim Bearbeiten der
Oberfläche eines Werkstückes oder beim Aufbringen einer
texturierten Beschaffenheit auf der Oberfläche eines
Werkstückes, welche Vorrichtung aus einem Behälter für
dielektrische Flüssigkeit besteht, der an allen Seiten
außer der Seite geschlossen ist, die während der Benutzung
der Vorrichtung an der ihr gegenüberliegenden Oberfläche
des Werkstücks anliegt, wobei die Vorrichtung an dieser
offenen Seite eine flexible Konstruktion trägt, die
zwischen einer ersten Position, in der die offene Seite
des Behälters zum Werkstück beabstandet ist, und einer
zweiten Position, in der die Werkstückoberfläche die
offene Seite des Behälters verschließt, zur
Werkstückoberfläche hin- und von ihr wegbewegt werden kann
und die Vorrichtung an ihrer Randfläche ein elastisches
Element trägt, dessen Kontur passend zur Kontur des
Werkstückes veränderlich ist.
-
Die flexible Struktur kann eine balgartige Struktur
umfassen, und das elastische Element kann eine Dichtung
aus z. B. Gummi- oder Plastikmaterial, wie beispielsweise
Neoprene, sein.
-
Das Gefäß umschließt an einem Ende ein flexibles Element,
das hin und weg von der Oberfläche des Werkstückes
bewegbar ist; das flexible Element ergänzt sich mit der
Werkstückoberfläche um eine Wand des Gefäßes zu bilden,
und es umfaßt an seinem Ende, welches mit dem Werkstück
verbunden ist, ein Element, welches, wenn es in Kontakt
mit der Werkstückoberfläche gezwungen wird, eine
ausreichende Elastizität aufweist, um gleichförmig dazu zu
werden und sich so komplementär zum Profil der
Werkstückoberfläche zu verformen.
-
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen in Bezug auf
die schematischen Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht, die schematisch den
elektrischen Entladungsapparat einschließlich des
Behälters, der das Dielektrikum enthält, zeigt, welche
entsprechend der Erfindung anschließend an die
Arbeitsoberfläche von einer Arbeitswalze angeordnet ist.
-
Fig. 2 ist eine seitliche Perspektivansicht in
vergrößertem Maßstab von der Elektrodenanordnung der
elektrischen Entladevorrichtung, die in Fig. 1
dargestellt ist.
-
Fig. 3 ist eine schematische seitliche Perspektivansicht
in vergrößertem Maßstab von dem das Dielektrikum
enthaltenden Gefäß, das in Fig. 1 dargestellt ist, woraus
die Elektrodenanordnung entfernt ist.
-
Fig. 4 ist eine Aufsicht auf das Gefäß, gemäß Fig. 3,
das das Dielektrikum enthält.
-
Fig. 5 und 6 sind Seitenansichten von dem das
Dielektrikum enthaltenden Gefäß, gemäß Fig. 4, in zwei
verschiedenen Funktionsstellungen.
-
In Fig. 1 ist der elektrische Entladungsapparat 1
benachbart zur Arbeitsoberfläche einer Arbeitswalze 2
gezeigt. Die Bearbeitungswalze 2 ist horizontal montiert,
so daß sie um ihre Längsachse gedreht werden kann, und
zwar zwischen dem Spannfutter 3, das durch einen
elektrischen Motor getrieben ist (nicht dargestellt) und
einen mitlaufenden Reitstock einer drehbankartigen
Maschine, die in einem gesteuerten Geschwindigkeitsbereich
drehen kann.
-
Die elektrische Entladevorrichtung 1 ist auf einen Support
montiert, der entlang der Bearbeitungswalze 2 durch einen
zweiten elektrischen Motor (nicht dargestellt) entlang
einer Bahn 7 auf einer Seite der Walze 2 positionierbar
ist. Der Support ist an eine Steuerkonsole 5 über ein
gekapseltes Kabel in einem Kabelschacht 8 gekoppelt.
-
Wie deutlicher aus Fig. 2 zu ersehen ist, enthält der
Apparat 1 einen Kopf 9, welcher eine Elektrodenanordnung
umfaßt, welche von einem Block 11 aus Isoliermaterial
gehalten ist, so daß jede einzelne Elektrode elektrisch
von ihrer Nachbarelektrode isoliert ist. Der Kopf mit
seinen Elektroden 10 ist durch einen Servormechanismus
gehalten und steckt in einem Bad von dielektrischer
Flüssigkeit, welche in einem Gefäß gehalten ist, in das
kontinuierlich dielektrische Flüssigkeit zugeführt werden
kann und von dem gebrauchte dielektrische Flüssigkeit
kontinuierlich abgezogen werden kann, um einen notwendigen
Pegel von Flüssigkeit innerhalb des Behälters zu halten.
Das das Dielektrikum enthaltende Gefäß ist in mehr
Einzelheiten in den Fig. 3 bis 6 dargestellt.
-
Der Betrieb des elektrischen Entladegerätes und das
Verfahren der Steuerung der elektrischen Entladungen
zwischen dem Gerät und der Walzenoberfläche sind genauer
in unseren veröffentlichten Europäischen Patentanmeldungen
294082 und 304235 beschrieben.
-
Aus den Fig. 3 bis 6 kann man ersehen, daß das das
Dielektrikum enthaltende Gefäß 12 grundsätzlich oben offen
ist und einen Hinterteil 14 aufweist, welches an einer
Montageplatte der elektrischen Entladevorrichtung
befestigt ist, und ein Mittelteil 15 aufweist, der mit
Schwenkbolzen 16 (Fig. 2) an das Hinterteil 14 lösbar
angeschlossen ist, und einen Frontabschnitt 17 umfaßt,
dessen Vorderseite während des Gebrauches an die
benachbarte Oberfläche der Walze 2 anschließt.
-
Die Außenwand des Hinterteiles 14 des Gefäßes 12
umschließt zwei stehende Wände die eine Höhe haben, die
geringer als die der Außenwand ist, und die zusammen eine
Stauwand 18 bilden. Die Stauwand 18 teilt wirksam das
Hinterteil 14 in zwei Becken, in denen dielektrische
Flüssigkeit enthalten ist, wobei die Flüssigkeit die aus
dem vorderen Becken 19 überfließt über die Stauwand 18 in
das hintere Becken 20 eintritt.
-
Ein Abfluß 21 befindet sich in dem Boden des Beckens 19,
und ein ähnlicher Abfluß ist in dem Boden des Beckens 20
vorgesehen. Zwischen jedem der beiden Abflüsse sind
Steuerventile angeschlossen um den Fluß der dielektrischen
Flüssigkeit dadurch unabhängig kontrolliert zu steuern.
Dadurch können durch verschiedene Stellungen der Ventile
die entsprechenden Pegel der dielektrischen Flüssigkeit in
den Becken 19 und 20 des Hinterteiles 14 des Gefäßes
gesteuert werden.
-
Die Böden der Gefäßabschnitte 14 und 15 sind geneigt um
den Fluß des Dielektrikums zu dem Abfluß 21 zu
gewährleisten.
-
Das Becken 19 umfaßt einen Seitenraum 22 in dem Sensoren
eingesetzt sind, welche die Temperatur der Flüssigkeit in
dem Becken und somit in dem Gefäß melden. Die Sensoren
können automatisch den elektrischen Entladeapparat
abschalten, falls die gemessene Temperatur des
Dielektrikums einen vorgegebenen Schwellwert, z. B. 60ºC,
überschreitet.
-
Ein oder mehrere weitere Sensoren können in dem Seitenraum
22 angeordnet sein, um den Pegel des Dielektriums zu
messen, welches in dem Becken und entsprechend in dem
Gefäß 12 vorhanden ist. Dieser oder diese Sensoren
arbeiten vorzugsweise automatisch, indem sie die
elektrische Entladung abschalten, wenn der Pegel der
dielektrischen Flüssigkeit unter einen vorgegebenen Wert
abfällt; d. h. unter einen Pegel der so niedrig ist, daß
ein oder mehrere Elektroden freiliegen.
-
Wie bereits vorstehend erwähnt und wie Fig. 2 zeigt, ist
der Mittelteil 15 des Gefäßes 12 lösbar mit dem Hinterteil
14 durch Schwenkbolzen 16 verbunden. Die Außenwände 24 des
Mittelteils 15 tragen obere und untere Klammern 25, 26 an
die jeweils ein Ende von vier Gasfedern 27 schwenkbar
befestigt sind. Die Gasfedern 27 sind in zwei Paaren
angeordnet; ein solches Paar ist zu den oberen Klammern 25
verbunden, und das andere Paar ist zu den unteren Klammern
26 verbunden. Die Wirkungsweise dieser Gasfedern wird
weiter unten genauer beschrieben.
-
Weiterhin sind auf die externe Oberfläche der Außenwände
24 des Mittelteiles 15 Führungen 18 montiert, durch welche
Arme 29 gleiten können.
-
An der Frontseite des Mittelteiles 15 ist ein Balg 30
befestigt, der von einem Tuch auf einer Neoprene-
Gummibasis mit Kettstichnähten hergestellt ist, um eine
wirksame flüssigkeitshaltende Struktur zu schaffen. Der
Balg bildet einen Teil des Frontabschnittes 17 des Gefäßes
12 und ist sicher befestigt an die Frontseite des
Mittelstückes 15 durch eine Klemmplatte 31; eine Dichtung
ist zwischen die angrenzenden Oberflächen von der
Klemmplatte und der Frontseite des Mittelstücks 15
eingefügt.
-
Die Frontseite des Balges 13 ist mit einem Klebstoff an
ein flexibles Stahlschild befestigt, das durch obere und
untere Klammern 33 gehalten ist, an welche die freien
Enden der Gasfedern 27 angeschlossen sind. Das Schild
wiederum trägt eine flexible Dichtung 34; die Dichtung ist
an den Balg, z. B. durch ein zweiseitiges Klebeband,
befestigt. Die Dichtung ist vorzugsweise aus einem
geschlossenporigen Neoprene-Schwammaterial hergestellt.
Weiterhin sind die Klemmplatten 35 an den Seiten des
Schildes 32 befestigt; die Klemmplatten sind ihrerseits
jeweils mit einem von zwei Gleitarmen 29 verbunden (einer
ist jeweils an jeder Seite des Gefäßes 12 gehalten).
-
Zum Gebrauch der Vorrichtung wird die benötigte Menge
dielektrischer Flüssigkeit in das Gefäß eingefüllt, und
der elektrische Entladeapparat wird gegenüber der
Oberfläche, die texturiert werden soll, mit dem
Elektrodenkopf 11 angeordnet, der von dem Servomechanismus
im allgemeinen mittig in dem Gefäß 12 gehalten wird. Der
Kopf hängt in das Gefäß 12 so hinein, daß alle Elektroden
während des Gebrauchs in die dielektrische Flüssigkeit
eingetaucht sind, die in dem Gefäß enthalten ist. Das
Servosystem arbeitet um den Elektrodenkopf (und damit die
Elektroden 10) zu und weg von der Walzenoberfläche zu
bewegen, wobei die Art und Weise in unserer publizierten
Europa-Patentanmeldung 294082 angegeben ist.
-
Die Gasfeder 27 wird betätigt, um den Balg 30 und das
Stahlschild 32 auf die Walzenoberfläche zu bewegen. Sobald
der Mittelabschnitt des Schildes Kontakt zu der
Walzenoberfläche hat, verursacht eine weiter Anwendung des
Druckes der Gasfedern, daß sich das Schild 32 um die Mitte
biegt und das Profil von der Walzenoberfläche annimmt. Die
Gasfedern 27 sind vorgespannt, um sicher zu stellen, daß
der Kontaktdruck zwischen dem Schild und der
Walzenoberfläche in vorgegebenen Grenzen liegt. Während
das Schild 32 das Profil der Walze annimmt, gleiten die
Gleitarme 29 in den Führungen 28, um sicher zu stellen,
daß die ganze Front von der Neoprene-Gummidichtung 32
ausreichend Kontakt mit der Walzenoberfläche bekommt,
damit eine wirksame Abdichtung geschaffen ist, um zu
verhindern, daß deneben ein Fluß von Dielelektrikum
auftritt.
-
Fig. 5 und 6 zeigen den Balg und die damit verbunden
Strukturen in zwei verschiedenen Stellungen; die eine ist
mehr nach vorne verschoben als die andere.
-
Die Führungen und Gleitarme dienen um Belastungen und
Drehmomente von dem Balg fernzuhalten, insbesondere wenn
das Gefäß von der Walzenoberfläche zurückgezogen wird oder
wenn der Balg sich der Oberfläche nähert.
-
Die dielektrische Flüssigkeit wird kontinuierlich dem
Gefäß 12 zugeführt und über die Stauwand 18 und den Abfluß
21 rezirkuliert.