DE69931651T2 - Vorrichtung zum funkenerosiven bearbeiten - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung für die Herstellung von Bohrungen mit gewünschten Formgebungen in einem Werkstück, während wiederholt eine elektrische Entladung hervorgerufen wird, die zwischen einer Bearbeitungselektrode und einem leitfähigen Werkstück entsteht, und zum Hinbewegen der Bearbeitungselektrode gegen das Werkstück. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der Patentdokumentation JP-A-08309620 bekannt geworden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung kommt für die präzise Verarbeitung eines kompakten, leitfähigen Werkstücks in Gussform- und Stanzwerkzeugen weit verbreitet zum Einsatz. Das Werkstück wird an einem Werktisch befestigt, der in einer Werkstückkammer ausgerichtet ist, und eine Bearbeitungselektrode aus Kupfer oder Graphit wird an einer Hohlwelle befestigt, die sich mithilfe einer angepassten Elektrodenbefestigungsvorrichtung in eine vertikale Richtung bewegen kann. Die Werkstückkammer wird mit einer dielektrischen Flüssigkeit aufgefüllt, wie zum Beispiel Kerosin bzw. Petroleum, wobei die Bearbeitungselektrode an dem Werkstück ganz dicht positioniert ist. Ein Zwischenraum zwischen dem Werkstück und der Bearbeitungselektrode wird als Arbeitsspalt bezeichnet, wobei die Umfangsgröße dieses Arbeitsspalts zwischen ein paar μm bis zu einigen Zehn- μm betragen kann. Wenn während einer gesteuerten Einschaltzeit ein Leistungsimpuls für das Werkstück und die Bearbeitungselektrode eingesetzt wird, brechen die isolierenden Eigenschaften der dielektrischen Flüssigkeit in dem Arbeitsspalt zusammen und eine elektrische Entladung wird erzeugt. Mikroskopisch sichtbare Mengen des Werkstückmaterials verdampfen oder zerschmelzen durch die Hitze, die bei dieser Entladung entsteht, und fließen in die dielektrische Flüssigkeit. Nach Beendigung der Einschaltzeit werden in dem Arbeitsspalt die isolierenden Eigenschaften in der dielektrischen Flüssigkeit wieder hergestellt, da während der Ausschaltzeit die Anwendung eines Leistungsimpulses gestoppt worden ist. Als Folge der Entladung verbleiben auf der Oberfläche des Werkstücks mikroskopisch kleine, kraterförmige Ausnehmungen. In Verbindung mit der Beendigung der Einschaltzeit startet eine gesteuerte Ausschaltzeit. Durch das Stoppen der Anwendung einer Impulsleistung gegenüber dem Werkstück während der Ausschaltzeit, werden die isolierenden Eigenschaften der dielektrischen Flüssigkeit in dem Arbeitsspalt wieder hergestellt. Bei der Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung wird für die wiederholte Anwendung eines Leistungsimpulses in dem Arbeitsspalt die Einschalt- und die Ausschaltzeit mit einer Mikrosekunde bis zu einigen Zehn-Millisekunden gesteuert. Die Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung veranlasst die Bearbeitungselektrode sich gegen das Werkstück und entlang der Z-Achse nach unten zu bewegen und behält dabei den Arbeitsspalt in einem fixierten Größenumfang bei. Die Bearbeitungselektrode kann von dem Werkstück nur mit dem Mikroskop sichtbare Materialmengen entfernen, ohne dass sie mit dem Werkstück in direkten Kontakt kommt, das heißt, dass Ausnehmungen, die mit der Form der Bearbeitungselektrode aufeinander abgestimmt sind, in dem Werkstück mit einer guten Oberflächenkontur präzise ausgebildet werden können. Dieser Typ Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung kann als Drahterodieren unter Anwendung einer sich bewegenden Drahtelektrode klassifiziert werden, und sie wird daher auch als EDM-Bohrhammer bezeichnet (EDM = Electro Discharge Machining).
  • Ein Spülungsverfahren zum Erzeugen eines Stromflusses in der dielektrischen Flüssigkeit durch den Arbeitsspalt hinweg, um Splitterfragmente wegzuspülen, die von dem Werkstück entfernt worden sind und sich in dem Arbeitsspalt befinden, ist in einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung äußerst wichtig. Der Spülungsvorgang dient dazu, eine unerwünschte sekundäre Entladung zwischen der Bearbeitungselektrode und den von dem Werkstück entfernten Splittern zu verhindern, und um eine zuverlässige Isolierung während der Ausschaltzeit wiederherzustellen. Eine technisch versierte Gerätebedienungskraft bildet vor einer weiteren Verarbeitung Öffnungen zum Einleiten von neuer dielektrischer Flüssigkeit in den Arbeitsspalt und zum Ansaugen von verunreinigter dielektrischer Flüssigkeit aus dem Arbeitsspalt an den geeigneten Arbeitspositionen an der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück. Wenn die Ausbildung dieser Öffnungen wegen der Größe und Form der Bearbeitungselektrode eingeschränkt ist, wendet die Gerätebedienungskraft eine Einspritzanlage zum Injizieren von dielektrischer Flüssigkeit in den Arbeitsspalt an einer hierfür geeigneten Arbeitsposition an. Das Spülen spielt eine Schlüsselrolle für die Ausführung einer guten und schnellen funkenerosiven Präzisionsbearbeitung, jedoch sind fachtechnische Arbeitsfertigkeit und Erfahrung zum Erzeugen eines gleichmäßigen Stromflusses über den ganzen Arbeitsspalt hinweg notwendig. Die Wirkungsausführung, dass sich die Bearbeitungselektrode entlang der Z-Achse periodisch bewegt – um sie dann rapide anzuheben und rapide abzusenken –, so dass die verunreinigte dielektrische Flüssigkeit in dem Arbeitsspalt von den Aushöhlungen in dem Werkstück nahezu komplett entfernt werden kann, ist allgemein als Jumperbetriebsvorgang bekannt. Während des Jumperbetriebs bewegt sich die Bearbeitungselektrode auf herkömmliche Art und Weise mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert Millimetern pro Minute = mm/min. Wenn der oszillierende Zwischenraum [der Rückschub- und vorschubabstand] zur Bearbeitungselektrode vergrößert wird, strömt mehr frische, dielektrische Flüssigkeit in den Arbeitsspalt, und es wird mehr kontaminierte Flüssigkeit aus dem Arbeitsspalt ausgespült. Die Bearbeitungselektrode wird vorzugsweise zumindest um die Tiefe der Aushöhlung angehoben, die in dem Werkstück gerade ausgearbeitet wird. Da jedoch gerade während des Jumperbetriebs kein Material von dem Werkstück entfernt werden kann, bewirkt eine allzu häufige Durchführung des Jumperbetriebsvorgangs eine Reduzierung der Abtragsleistung. Zum Ausführen eines Jumperbetriebs mit einem großen Bewegungsvolumen, der aber dabei kein Reduzieren in der Abtragsleistung bewirken soll, wird die Bearbeitungselektrode vorteilhafterweise mit einer Beschleunigung und Verlangsamung von über 1G bewegt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung zur Verfügung zu stellen, welche – zusätzlich zu einer mit hoher Beschleunigung vertikal beweglichen Hohlwelle – eine Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleichen einer Gravitationskraft, welche auf die vertikal bewegliche Hohlwelle einwirken kann, aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung bereitzustellen, welche eine Hohlwelle mit einer am unteren Ende angebrachten Bearbeitungsmontageelektrode veranlasst, sich bei hoher Beschleunigung in vertikaler Richtung präzise zu bewegen.
  • Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt und sind für die Fachleute auf dem Gebiet nach dem Lesen dieser Beschreibung oder beim Ausführen der Erfindung erkennbar. Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können beim Ausführen der Erfindung realisiert und erzielt werden, welche in den anhängenden Patentansprüchen aufgeführt sind.
  • Zur Lösung der vorstehend erwähnten Aufgaben wird eine Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Es ist von Vorteil, dass die Ausgleichsvorrichtung einen Luftzylinder aufweist, der mit der Hohlwelle koaxial ausgerichtet ist.
  • Noch mehr von Vorteil ist, dass die Hohlwelle eine Öffnung aufweist, die sich in der Mitte vertikal erstreckt, und dass der Luftzylinder in dieser Öffnung platziert ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Seitenansicht, die eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 ist eine perspektivische Zeichnung, welche die Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung der 1 darstellt.
  • 3 ist ein Luftführungsdiagramm der Ausgleichsvorrichtung in 1.
  • 4 ist eine Zeichnung im Querschnitt, welche die Bremsbaugruppe in 1 darstellt.
  • 5 ist eine Zeichnung, welche die Bremsbaugruppe der 1 darstellt.
  • 6 ist eine Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht von der Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung in 6.
  • 8 ist eine Seitenansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht von der Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung in 8.
  • 10 ist ein Luftführungsdiagramm der Ausgleichsvorrichtung in 8.
  • Bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung
  • Es wird nun ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
  • Gemäß 1 ist eine Elektrodenbefestigungsvorrichtung 42 (in den Zeichnungen nicht detailliert dargestellt), an welcher eine Bearbeitungselektrode angebracht ist, an einem unteren Ende von einer Hohlwelle 41 fixiert und mit der Hohlwelle 41 koaxial ausgerichtet. Die rechtwinkelige, säulenartige Hohlwelle 41 besitzt eine zylinderförmige Öffnung, die sich in der Mitte vertikal erstreckt. Die Hohlwelle 41 kann bei einer hohen Geschwindigkeit von zwei Linearmotoren vertikal entlang der Z-Achse verschoben werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfasst ein lineares Motortriebwerk (Rotor) Permanentmagnete 44 und eine Magnetplatte 43, während ein linearer Motor-Stator ein Polsystem/Poljoch 31 und eine Ankerwicklung 32 aufweist. Die Magnetplatte 43, auf der eine einzelne Reihe mit Permanentmagneten 44 ausgerichtet ist, ist an parallelen Seitenwänden befestigt, die gegenüberliegend zur Hohlwelle 41 und in Bezug auf die Permanentmagnete 44 symmetrisch angeordnet sind. Die Permanentmagnete 44 sind jeweils an der Magnetplatte 43 befestigt und horizontal etwas abgeschrägt, um so eine Reduzierung der Drehmomentoberwelle bewirken zu können. Eine Säulenstütze 1 in der Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung ist auf einem Fundament (nicht dargestellt) platziert, und ein Rahmen 2 ist an dieser Stütze 1 angebracht. Das Polsystem 31, um das die Ankerwicklung 32 herumführt, ist mit dem Rahmen 2 befestigt und so zur Reihe der Permanentmagnete 44 gegenüberliegend angeordnet. Der Arbeitsspalt zwischen dem Triebwerk und dem Stator wird mit einem solchen Größenumfang aufrechterhalten, dass eine mittige Schubkraft, die an den beiden Seitenflächen erzeugt wurde, welche sich in der Hohlwelle 41 gegenüber befinden, mit der mittigen Achse der Hohlwelle 41 fluchtend ausgerichtet ist. Eine Kühlmittelleitung 33 ist in dem Polsystem 31 angeordnet. Wenn Strom in die Ankerwicklung 32 fließt, verschiebt sich die Hohlwelle 41 in die vertikale Richtung durch die Kraft, die zwischen dem Triebwerk und dem Stator erzeugt wurde. Anschlagstopper 45 und 46 zum Bestimmen der Begrenzung der Laufrichtung der Hohlwelle 41 sind jeweils an dem oberen und dem unteren Ende der Hohlwelle 41 vorgesehen. Die Anschlagstopper 45 und 46 enthalten elastische Elemente zur Stoßabdämpfung, sobald diese mit dem Rahmen 2 zusammenstoßen. Die Hohlwelle 41 wird von einer Führungskonstruktion geführt, welche eine Führungsschiene 52 und zwei lineare Motorwälzlager 51 aufweist. Die Führungsschiene 52 befindet sich an einer Innenfläche der Hohlwelle 41 – sie wird nicht mit dem Triebwerk bereitgestellt; die zwei linearen Motorwälzlager 51 sind auf dem Rahmen 2 angebracht und gelangen mit der Führungsschiene 52 in Eingriff.
  • Eine Ausgleichsvorrichtung 6 zum Ausgleichen einer Gewichtslast durch einen beweglichen Körper, der in der Lage ist, sich mit einer Geschwindigkeit von über 1G in die vertikale Richtung zu bewegen, umfasst einen Luftzylinder 60 und eine Luftversorgungseinrichtung 61. Die Luftversorgungseinrichtung 61 enthält einen Zylinder 62, der in einer Öffnung der Hohlwelle 41 und koaxial mit der Hohlwelle 41 angeordnet ist, einen Kolben 63, der sich im Innern des Zylinders 62 wechselseitig verschieben kann, und eine Kolbenstange 64, die an einem Ende mit dem Kolben 63 verbunden ist. Ein Flansch 65 des Zylinders 62 ist mithilfe von Bolzen auf einem oberen Ende der Hohlwelle 41 starr befestigt. Die Kolbenstange 64 wird an deren anderem Ende mit einer Halterung 7 unterstützt. Die Halterung 7 umfasst eine obere Platte 71, die an dem anderen Ende der Kolbenstange 64 befestigt ist, und eine seitliche Wand 72 zum Tragen der oberen Platte 71. Die seitliche Wand 72 ist mit dem Rahmen 2 befestigt. Da sich der Zylinder 62 direkt in der Nähe zur Hohlwelle 8 befindet, kann der Luftzylinder 60 Bewegungen der Hohlwelle 41 mit sehr hoher Reaktionsschnelligkeit erfassen.
  • Es wird nun die Luftversorgungseinrichtung 61 mit Bezug auf 3 in den Einzelheiten beschrieben.
  • Ein Versorgungsanschluss 66 entweder zum Zuführen von Luft in eine obere Kammer 68 oder zum Ablassen von Luft aus dieser oberen Kammer 68, die im Innern des Zylinders 62 ausgebildet ist und höher als der Kolben 63 liegt, ist in dem Zylinder 62 vorgesehen. Die Luftmenge im Innern der oberen Kammer 68 wird in Reaktion auf die Position der Hohlwelle 41 gesteuert, um so den Luftdruck im Innern der oberen Kammer 68 mit einem fixierten Wert aufrechterhalten zu können. Eine untere Kammer 69, die in dem Zylinder 62 ausgebildet ist und weiter unten als der Kolben 63 liegt, steht mit einem Auspufftopf 67 in Verbindung und öffnet sich zur Luftatmosphäre hinaus. Die Luftversorgungseinrichtung 61 steuert den Luftzylinder 60 zur Aufrechterhaltung des Drucks in der Kompressionsluft, die von einer Luftzufuhr 618 eingeleitet worden ist, wie zum Beispiel von einem Kompressor, mit einem eingestellten Wert. Die Luftversorgungseinrichtung 61 enthält einen Filter 611 zum Entfernen von Schmutz und Staub aus der Kompressionsluft, einen Filter 612 zum zusätzlichen Entfernen von Ölnebel aus der Kompressionsluft und eine Luftregulierungsdüse 613 zum Abgleichen der Kompressionsluft auf einen spezifischen Druck. Die Luftversorgungseinrichtung 61 besitzt außerdem einen Maximalentlastungsluftregulator 614 zur Aufrechterhaltung des Luftdrucks im Innern der oberen Kammer 68 mit dem eingestellten Wert, mit welchem in die und aus der oberen Kammer 68 Luft bei einer hohen Geschwindigkeit zugeführt oder abgelassen wird. Der Maximalentlastungsluftregulator 614 ist eigentlich eine Luftreguliereinrichtung mit einer großen Kapazitätsleistung, die mit einem Druckbegrenzungsventil, wiederum mit großer Kapazitätsleistung, ausgerüstet ist. Wenn der Luftdruck im Innern der oberen Kammer 68 aufgrund eines Absenkens der Hohlwelle 41 größer wird als der eingestellte Wert, öffnet der Maximalentlastungsluftregulator 614 das Druckbegrenzungsventil und lässt Luft aus dem Innern der oberen Kammer 68 über den Versorgungsanschluss 66 mit einer hohen Geschwindigkeit ab. Wenn der Luftdruck im Innern der oberen Kammer 68 aufgrund eines Anhebens der Hohlwelle 41 niedriger als der eingestellte Wert ist, leitet der Maximalentlastungsluftregulator 614 Luft in die obere Kammer 68 über den Versorgungsanschluss 66 mit einer hohen Geschwindigkeit ein, wobei das Druckbegrenzungsventil geschlossen wird. Der Luftdruck im Innern der oberen Kammer 68 wird so eingestellt, dass eine Ausgleichskraft zum Entgegenwirken der Gravitationskraft erzeugt werden kann, die auf die Hohlwelle 41 in erster Linie aufgrund der Gewichtsmasse der Hohlwelle 41, des linearen Motortriebwerks, der Elektrodenbefestigungsvorrichtung 42 und der Bearbeitungselektrode einwirkt. Dieser eingestellte Wert kann leicht abgeändert werden, indem ein Einstellschaltknopf (nicht dargestellt) des Maximalentlastungsluftregulators 614 betätigt wird. Der eingestellte Luftdruck hängt von dem Gewicht der Bearbeitungselektrode ab, die an dem Gerät angebracht ist; er kann zum Beispiel im Bereich von 2,5–6 kg/cm2 liegen. Damit für die Gerätebedingungskraft die Handhabung zur Einstellung des Luftdrucks einfach wird, kann man in dem Luftdruckmessgerät beispielsweise das Gewicht der Bearbeitungselektrode anzeigen lassen.
  • Da das Gewicht des beweglichen Körpers in erster Linie aus der Hohlwelle 41 besteht, stellen daher die linearen Triebwerke der Elektrodenbefestigungsvorrichtung und die Bearbeitungselektrode keine Belastung für den linearen Motor dar; elektrische Energie wird eingespart, während die Hohlwelle 41 stillsteht. Außerdem reduziert eine Ausgleichsvorrichtung 6 die Nennleistung des linearen Motors, was bedeutet, dass die Erzeugung von Hitze in dem linearen Motor unterdrückt und das Triebwerk des linearen Motors mit einem leichten Gewicht hergestellt werden kann. Das Herstellen eines leichtgewichtigen, beweglichen Bauteils trägt insgesamt zu einem hohen Beschleunigungsvermögen des beweglichen Körpers bei. Da der Zylinder 62 und die Hohlwelle 41 koaxial angeordnet sind, wird die Wirkungslinie einer Ausgleichskraft, die in dem Luftzylinder 60 erzeugt wird, mit der mittigen Achse der Hohlwelle 41 parallel ausgerichtet. Die Wirkungslinie der Ausgleichskraft wird außerdem mit der mittigen Schubkraft ausgerichtet, die von dem linearen Motor erzeugt wird. Folglich wirkt kein Biegemoment auf die Hohlwelle 41 oder den Luftzylinder 61 ein und die Geradlinigkeit in der Bewegung der Hohlwelle 41 ist gewährleistet.
  • Eine Bremsbaugruppe 8 zum Verhindern, dass das Werkstück und die Bearbeitungselektrode zusammenstoßen, wenn die Bearbeitungselektrode unvorhergesehen abfallen sollte, ist auf dem Flansch 65 vorgesehen. Wie in 4 dargestellt ist, wird von einem Schubelement 83 unter Anwendung von Kompressionsluft, die von einem Anschluss 82 in die Bremsbaugruppe 8 eingeleitet worden ist, das Paar bestehend aus zwei Hebeln 84 geöffnet. Während dieses Betriebszustands widersetzen sich die Hebel 84 und ein Paar Integralbremsbacken 86 der Schwingkraft einer Ankerspulenfeder 85, um eine Kolbenstange 64 freizugeben, welche die Bremsbaugruppe 8 durchdringt. Wie in 5 dargestellt ist, wird Kompressionsluft von einer Luftzufuhr 618 über ein elektromagnetisches Ventil 81 zur Bremsbaugruppe 8 befördert.
  • Es wird mit Bezug auf 5 der Betriebsvorgang der Bremsbaugruppe 8 im Folgenden beschrieben, wenn ein Stromausfall eintritt. Die Bezugszeichen EL und WP stehen für eine Bearbeitungselektrode bzw. ein Werkstück. Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung 91 schickt elektrische Energie an eine Steuereinheit 615, einen Motorantrieb 10 und an eine Relaisschaltung 616, sobald ein Stromausfall erkannt wird. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung 91 wird stets von einer Wechselstromleistungsquelle 9 gespeist. Wenn ein Signal, das einen Stromausfall anzeigt, in der unterbrechungsfreien Stromversorgung 91 eingeht, überträgt die Steuereinheit 615 das Signal, um zu bewirken, dass die Hohlwelle 41 mit einem ganz bestimmten Abstand zum Motorantrieb 10 entweder angehoben oder abgesenkt wird. Außerdem überträgt die Steuereinheit 615 ein Signal, das bewirkt, dass Kompressionsluft für das elektromagnetische Ventil 81 aus der Bremsbaugruppe 8 zur Relaisschaltung 616 abgelassen wird. Das elektromagnetische Ventil 81 blockiert zwischen der Luftzufuhr 618 und der Bremsbaugruppe 8 einen Luftdurchlass und bewirkt einen Ausstoß der Kompressionsluft aus dem Anschluss 82 der Bremsbaugruppe 8. Wenn die Schwingkraft der Ankerspulenfeder 85 den Luftdruck im Innern der Bremsbaugruppe 8 überwindet, wird das Bremsbackenpaar 86 gegen die Kolbenstange 64 gepresst. Indem dies geschieht, wird das Abfallen der Hohlwelle 41 verhindert, selbst dann, wenn ein Stromausfall eintritt. Die Bremsbaugruppe 8 funktioniert selbst in dem Fall, wenn der Luftdruck, der zum Luftzylinder 60 geschickt wird, außergewöhnlich niedrig ist. Ein außergewöhnliches Absinken des Luftdrucks wird von einem Druckschalter 617 erfasst, der zwischen der Luftregulierungsdüse 613 und dem Luftzylinder 60 vorgesehen ist. Wenn die Steuereinheit 615 ein Erfassungssignal vom Druckschalter 617 erhält, wird eine Warnmeldung ausgegeben, mit der bewirkt wird, dass die Bremsbaugruppe 8 in der gleichen Art und Weise wie bei einem Stromausfall funktioniert.
  • Mit Bezug auf 6 und 7 wird nun eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Elemente, welche die gleichen sind, wie jene in 1, 2, 3, 4 und 5, haben die gleichen Bezugsziffern anhängend und auf deren nochmalige Beschreibung wird verzichtet.
  • Eine Bremsbaugruppe 8 ist auf einem Rahmen 2 zwischen einer Säulenstütze 1 und einer Hohlwelle 41 befestigt. Eine Welle 87, die sich parallel im Hinblick auf die Kolbenstange 64 bewegt, führt durch die Bremsbaugruppe 8 hindurch. Die bewegliche Welle 87 wird von einem Auflager 88 geführt, das durch Öffnungen in den Rahmen 2 eingesetzt ist. Ein oberes Ende der beweglichen Welle 87 ist mit einem oberen Ende der Hohlwelle 41 über eine sich horizontal erstreckende Überbrückungsplatte 73 verbunden. Eine seitliche Wand 72 von einer Halterung 7 weist eine Öffnung auf, die mit der Überbrückungsplatte 73 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist die Bremsbaugruppe 8 auf einem oberen Abschnitt der Hohlwelle 41 platziert, was bedeutet, dass die Kopfteilhöhe des Gerätes klein gehalten werden kann.
  • Mit Bezug auf 7, 8 und 9 wird nun eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Elemente, welche die gleichen sind, wie jene in 1, 2, 3, 4 und 5, haben die gleichen Bezugsziffern anhängend und auf deren nochmalige Beschreibung wird verzichtet.
  • Im Unterschied zur ersten und zur zweiten Ausführungsform sind hier die Magnetplatten 43 auf den Seitenwänden der Hohlwelle 41 parallel gegenüber zu den vertikalen Oberflächen 1a einer Säulenstütze 1 jeweils befestigt. Jedoch ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen sind zwei Linearmotoren so angeordnet, dass der Schubmittelpunkt der Motorantriebe mit der Mittelachse der Hohlwelle 41 ausgerichtet ist. Ein Flansch 65 eines Luftzylinders 60 ist auf einem Rahmen 2 mithilfe von Bolzen starr befestigt, so dass ein Zylinder 62 zwischen der Hohlwelle 41 und der Säule 1 im Hinblick auf die Hohlwelle 41 parallel ausgerichtet ist. Ein unteres Ende einer unterstützenden Stange 74, die sich mit der Hohlwelle 41 koaxial angeordnet erstreckt, ist auf einem oberen Ende der Hohlwelle 41 befestigt. Ein oberes Ende einer Kolbenstange 64 ist mit einem oberen Ende der unterstützenden Stange 74 mithilfe einer Überbrückungsplatte 73 verbunden, die horizontal verlaufend angeordnet ist. Sobald es wichtig erscheint, für den beweglichen Körper, welcher die Hohlwelle 41 einschließt, ein ganz leichtes Gewicht herzustellen, können der Luftzylinder 60 und die Bremsbaugruppe 8 in diesem Überbrückungsweg von dem beweglichen Körper entfernt werden.
  • Wie in 10 dargestellt ist, wird entweder von einem Versorgungsanschluss 66 in eine untere Kammer 69, die im Innern des Zylinders 62 ausgebildet ist und tiefer als ein Kolben 63 liegt, Luft zugeführt oder aus der unteren Kammer 69 ausgestoßen. Die Menge der Luft im Innern der unteren Kammer 69 wird in Übereinstimmung mit der Position der Hohlwelle 41 gesteuert, so dass der Luftdruck im Innern der unteren Kammer 69 mit einem vorbestimmten Wert aufrechterhalten werden kann. Eine obere Kammer 68, die in dem Zylinder 62 ausgebildet ist und tiefer als der Kolben 63 liegt, steht mit einem Auspufftopf 67 in Verbindung und öffnet sich zur Luftatmosphäre hinaus.
  • Die vorstehende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt zum Zwecke der Veranschaulichung und detaillierten Schilderung. Sie soll nicht ganzheitlich aufgefasst werden und die Erfindung auf genau die jeweils offenbarte Ausführungsform einschränken. Aufgrund der vorstehenden Grundsatzlehren sind zweifellos verschiedene Modifikationen und Varianten möglich. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist aufgrund der anhängenden Patentansprüche zu definieren.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung für das Bearbeiten eines Werkstücks durch das Bewegen einer Bearbeitungselektrode (EL) zu einem Werkstück (WP) hin in vertikaler Richtung, wobei eine elektrische Entladung zwischen dem Werkstück und der Bearbeitungselektrode stattfindet, mit: – einer Hohlwelle (41), die vertikal beweglich ist; – einer Elektrodenbefestigungsvorrichtung (42) zum Befestigen der Bearbeitungselektrode, die auf einem unteren Ende der Hohlwelle (41) angebracht ist; – mindestens zwei linearen Motortriebwerken (43, 44), die in der Hohlwelle (41) um die Mittelachse der Hohlwelle (41) symmetrisch angebracht sind; und mit – mindestens zwei linearen Motor-Statoren (31, 32), die jeweils zu den mindestens zwei Triebwerken (43, 44) gegenüberliegend angeordnet sind; gekennzeichnet durch – eine Ausgleichsvorrichtung (6) zum Ausgleichen der Gravitationskraft, die auf die Hohlwelle (41) einwirkt, so dass die Wirkungslinie einer Ausgleichskraft mit der Mittelachse der Hohlwelle (41) parallel ausgerichtet wird.
  2. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgleichsvorrichtung (6) einen Luftzylinder (60) aufweist, der mit der Hohlwelle (41) koaxial angeordnet ist.
  3. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 2, wobei die Hohlwelle (41) eine Öffnung aufweist, die sich in der Mitte vertikal erstreckt, und wobei der Luftzylinder (60) in dieser Öffnung untergebracht ist.
  4. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgleichsvorrichtung (6) einen Zylinderkopf aufweist, welcher an der und mit der Hohlwelle (41) koaxial befestigt ist, einen Kolben (63), der im Innern des Zylinders (60) wechselseitig laufen kann, und eine fixierte Kolbenstange (64), die mit dem Kolben (63) verbunden ist.
  5. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 4, welche ferner eine Bremsvorrichtung (8) zum Beaufschlagen einer Bremskraft auf die Kolbenstange (64) aufweist.
  6. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 4, welche eine bewegliche Welle (87) aufweist, die sich im Hinblick auf die Kolbenstange (64) parallel erstreckt, eine Überbrückungsplatte (73), die zum Verbinden der beweglichen Welle (87) mit der Hohlwelle (41) horizontal angeordnet verläuft, und eine Bremsvorrichtung (8) zum Beaufschlagen einer Bremskraft auf die bewegliche Welle (87).
  7. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrodenbefestigungsvorrichtung (42) mit der Hohlwelle (41) koaxial angeordnet ist.
  8. Vorrichtung zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung gemäß Anspruch 1 mit: – einem Zylinder (62), der im Hinblick auf die Hohlwelle (41) parallel befestigt ist; – einem Kolben (63), der im Innern des Zylinders (62) wechselseitig laufen kann; – einer Kolbenstange (64), die mit dem Kolben (63) verbunden ist; – einer unterstützenden Stange (74), die an der Hohlwelle (41) befestigt ist und sich mit der Hohlwelle (41) koaxial angeordnet erstreckt; und mit – einer Überbrückungsplatte (73), die zum Verbinden der Kolbenstange (64) mit der unterstützenden Stange (74) horizontal verläuft.
DE69931651T 1998-12-02 1999-12-02 Vorrichtung zum funkenerosiven bearbeiten Expired - Lifetime DE69931651T2 (de)

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