JP3670592B2 - 放電加工機のためのワイヤ緊張装置およびワイヤ緊張方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の一般的な概念の型式に示すような放電加工機のために意図された、ワイヤの形状をした金属加工電極または同様のもののためのワイヤ緊張装置に関する。また、本発明は、ワイヤ進入領域に配置された制動ロールおよび／またはワイヤ退出領域に配置された緊張ロールを有する放電加工機の、ワイヤ形状の金属加工電極の緊張または同様の緊張のためのワイヤ緊張方法を含む。
【０００２】
この明細書で用いる用語「ワイヤ緊張」は、主として、電極直径が一定であるという仮定のもとで金属加工電極に加えられる引張力により生じることをいう。
【０００３】
【従来の技術】
一般的な型式によるワイヤ緊張装置および方法のための例は、ドイツ特許第１９６０７７０５Ａ１号に開示されている。この装置において、ワイヤ形状の金属加工電極（以下「電極ワイヤ」という。）は、供給リールから引き出され、複数の方向切換ロールを経て制動ロールへ案内される。電極ワイヤは、制動ロールの周りを囲み、さらに、方向切換ロールを経て対の留めロールへ移動し、ここから廃棄物再循環用の容器へ移動する。ドイツ特許第１９６０７７０５Ａ１号は、さらに、制動ロールの周りへの電極ワイヤ通しの自動開始のために、流れる流体の噴射を生じさせるために噴射ノズルを設けることを提案している。この配置は、電極ワイヤの導入中、前記電極ワイヤが制動ロールの周りに案内されるように、制動ロールに接線方向の流体の流れが生じるように構成されている。
【０００４】
ワイヤ緊張の確立は、供給巻き枠、制動ロールおよび対の留めロールを駆動する３つのモータの助けにより実現される。この駆動装置の結合において、対の留めロール用モータは、電極ワイヤの所望の搬送スピードを決定する。制動ロールは、生じた摩擦効果により、特に、加工される加工物の領域の範囲内の加工領域において、特定の電極ワイヤ緊張を生じさせる。電極ワイヤが電気伝導性の加工物に運ばれたとき放電が生じ、放電加工の既知の技術にしたがって材料の除去が行われる。電極ワイヤと加工物との相対的な運動によって、所望の形状加工が達成される。放電加工処理が関係するいかなる場合においても、たとえば電極ワイヤの経路において偏向をもたらす電磁場および静電場から、力が生じる。この偏向を低減させるために、前記したように、ワイヤ電極は緊張させられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した現存の従来装置により提供される装置および方法と比べて、改善されたワイヤ緊張装置および前記電極ワイヤの緊張のためのよりよい方法を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１および２０に記載の事項によって目的を達成する。さらに、本発明の好適な実施例が、従属項において記載されている。
【０００７】
本発明の目的の達成のために、本発明は、放電加工機の、ワイヤ進入領域に配置された制動ロールの周りを摩擦を有して囲む、および／またはワイヤ退出領域に配置された緊張ロールを同様に囲む電極ワイヤまたは同様のもののためのワイヤ緊張装置を提供する。本発明による装置は、さらに、制動ロールおよび／または緊張ロールは付帯的な流体が流れるノズルが設けられた装置であり、該ノズルはワイヤ進入領域および／またはワイヤ退出領域において基本の（basic）ワイヤ緊張を生じさせるために電極ワイヤに引張力を加える。
【０００８】
本発明の目的を達成するために、本発明による方法は、放電加工機の電極ワイヤまたは同様のものの緊張のための方法であり、電極ワイヤは、ワイヤ進入領域において制動ロールの周りを少なくとも部分的に摩擦を有して囲む、および／またはワイヤ退出領域において緊張ロールを同様に囲む。付加的に、電極ワイヤ進入領域、同様に電極ワイヤ退出領域において基本のワイヤ緊張を生じさせるために、電極ワイヤは、前記制動ロールおよび／または緊張ロールに関係づけられた１つの流体が流れるノズルによる緊張下に配置されている。
【０００９】
前記方法において、「制動ロール」の概念のもとで、一般に、任意のロールが電極ワイヤ進入領域に配置されている。すなわち、ワイヤの移動方向に見て、制動ロールは、放電加工機の加工位置すなわち加工物が配置される位置の前に配置されている。好ましくは、前記制動ロールは、放電加工機の上方の電極ワイヤ案内ヘッドの近くに位置される。逆に、「緊張ロール」は、再び電極ワイヤの移動方向に見て、放電加工機の加工位置の後に続く、すなわち、好ましくは、電極ワイヤ退出領域において放電加工機の下方の電極ワイヤ案内ヘッドの近くに配置される。
【００１０】
本発明の目的を達成するために、制動ロールおよび緊張ロールに関係づけられた流体が流れるノズルは、ワイヤ進入領域およびワイヤ退出領域において基本の電極ワイヤ緊張を生じさせる目的を果たし、電極ワイヤの移動方向に見て制動ロールの前および緊張ロールの後において同様に行う。これは、ノズル噴射が、既に導かれた電極ワイヤに制動ロールまたは緊張ロールの引張力とは反対の引張力を加えることにおいて、達成される。この方法において、電極ワイヤは、制動ロールおよび／または緊張ロールを把握するために、摩擦による有効な係合状態に置かれる。放電加工機の加工物が置かれている加工位置における有効な（effective）緊張、すなわち、電極ワイヤの移動方向に見て制動ロールのすぐ後かつ緊張ロールのすぐ前での緊張は、制動ロールおよび／または緊張ロールが作動するもとで、線材摩擦の原理によって確立される。
【００１１】
本発明による方法において、特に有利な方法において、結果は価値あるものとなる。その価値は、相対的に小さい引張力またはノズルによって影響を受けた引張力の変化は、必要な有効な引張を得るために十分であるという事実にある。言い換えれば、これは、有効な緊張に実質的に影響を及ぼすことを意味する。電極ワイヤは、制動ロールおよび／または緊張ロールを囲む。ノズル噴射の加速／減速の作動によって生じた基本のワイヤ緊張により、ワイヤは、電極ワイヤ面とロールの円周囲との間の摩擦力により、ロールとの有効な把握接触状態にある。オイラーによる線材摩擦に関する形式により、以下の式が有効である。
【００１２】
【数１】
Ｆ２＝Ｆ１×ｅ^αμ
【００１３】
ここで、Ｆ１は基本の緊張を生じさせる基本の引張力、Ｆ２は有効な緊張を生じさせる有効な引張力、αは円周の周りの巻きの角度、μは摩擦係数である。
【００１４】
これにより、有効な引張力は、基本の引張力に実質的に比例している。巻きの角度と摩擦係数との積が十分に大きいときは、装置は自身を抑制する、すなわち、Ｆ２は、Ｆ１＝０のときのＦ１と無関係となる。
【００１５】
前記によれば、利点の中でとりわけ、次のことは本発明により達成される。すなわち、加工位置におけるより大きな引張力、高信頼性、より優れた操作性、電極制御のより優れた自動化可能性である。
【００１６】
ノズルがベンチュリノズルとして設計されたとき、流体の流れを生じさせること、したがって電極ワイヤに引張力を加えることは好都合である。放電のために設計された流体を促進する流体は特に好ましい。好ましくは、ノズルは噴射ノズルである。これは、たとえば、互いに実質的に同軸状に配置された２つの室を有する２室ノズルとして構成される。
【００１７】
好都合に、電極ワイヤは、噴射ノズルの前記室の１つを経て移動する。外方のノズル室は、圧力流体の供給に好ましく関係づけられている。電極ワイヤの移動方向に見て、内方のノズル室構造が外方のノズル室を越えて突出するように伸長されている位置がとりわけ好都合である。また、それは、ノズルと該ノズルが割り当てられる制動ロールおよび／または緊張ロールとの間に、方向切換ロールまたは同様のものにような他の付加的なロールが設けられていないとき好都合である。ノズルは、割り当てられるロールの略近くに位置される。
【００１８】
前記に加え、特に価値を有するものとして、緊張ロールに回転モーメントを与える手段、および／または制動ロールに回転モーメントを与える付加的な手段が設けられている。この目的のために、たとえば、前記ロールを個々に駆動または制動する対応するモータが用いられる。たとえば、前記手段は、緊張ロールを駆動する緊張ロール用モータであり、前記付加的な手段は、制動ロールを制動する制動ロール用モータである。
【００１９】
摩擦の作動を生じさせるノズルは、好ましくは、該ノズルによって電極ワイヤに加えられた引張力が、関係づけられたロールから離れる方向へ向けられるように設計されている。たとえば、電極ワイヤの移動方向に見て、ノズルは、緊張ロールの後に配置される。制動ロールの前すなわち加工位置の前にノズルを配置することは考慮するに値する。ワイヤの移動方向に見て、ノズルがワイヤ退出領域において制動ロールの後すなわち加工物を有する加工位置の後に配置されている設計は、特に好都合である。この場合において、ノズルは、関係づけられた制動ロールから相対的に離れて配置されている。好都合に、緊張ロールはまったく無関係となる。電極ワイヤ緊張装置のこの設計は、相対的に細い電極ワイヤの場合において特に価値を有する。この場合において、ノズルによって生じた噴射は、有効な引張力を生じさせる。制動ロールの前における基本の引張力は、付加的なノズルによって、または重量緊張のような他の補助装置または遊びロールによって確立される。
【００２０】
緊張ロールを示す電極ワイヤ緊張装置であって、ノズルが、緊張ロールに関係づけられたノズルの１つであり、電極ワイヤの移動方向に見て前記緊張ロールの後に配置されている電極ワイヤ緊張装置は、特に好都合である。このノズルは、さらに、緊張ロールから離れる方向において電極ワイヤに力を加える。この設計の場合において、たとえば制動ロールなしで済まされる。それは、付加的に制動ロール、特に、前記した設計すなわち緊張を生じるノズルが割り当てられた制動ロールが設けられているにもかかわらず、特に有利である。この場合において、基本の引張力は、ロールによって、すなわち、該ロールに割り当てられた駆動手段によって確立される。
【００２１】
それは、電極ワイヤが制動ロールおよび／または緊張ロールの周りを少なくともほぼ囲み、ワイヤ自身が摩擦力により制動ロールおよび／または緊張ロールとの有効な把握の作動可能な接触状態にあるとき有利である。巻きの角度は一般に３６０度より小さくなり、特に３１０度と３５０度との間にある。最も好ましくは３３０度である。巻きの角度は、選択的に３６０度より大きくなる。たとえば、電極ワイヤは、対応するロールの周りに複数の巻きを形成する。これによって、ノズルを経る流体の流れの介在によって、ロールに作用する実質的な摩擦の作動が達成され、前記電極ワイヤまたはロールに重ねられるワイヤに損傷を与えることなく、電極ワイヤの緊張への力の伝達の優れた達成が生じる。
【００２２】
さらに好ましい実施例において、ワイヤ緊張装置である場合において、電極ワイヤに加えられる緊張の測定のために、付加的な手段が設けられている。好都合に、電極ワイヤは、１または２つの方向切換ロールへ案内される。これが行われたとき、２つの方向切換ロールの少なくとも１つは、バネ固定法によって伸縮自在に弾性的となる。測定手段は、方向切換ロール、バネ手段および／または現在の電極ワイヤの緊張の補助手段の位置を決定する。そのようにして得られたデータは、制御装置がワイヤ緊張に関しておよび／または設定位置の値に関して、ノズルから生じた流体の流れを調整することを可能にする。
【００２３】
この方法において、ノズルによって生じ、電極ワイヤに加えられた引張力および基本のワイヤ引張力は影響を受ける。したがって、加工位置で得られる有効な引張力すなわち有効なワイヤ緊張は制御される。基本の引張力および結果として生じる有効な引張力における変化は、金属加工の品質に負の影響を与える。
【００２４】
主として、緊張ロールおよび／または制動ロールは、好ましくは、円柱状の円盤として構成され、該円盤には、リム面の範囲内で有効に対称的に一様に周りを囲む溝が設けられ、該溝は前記側面の中心の方向へかつ円盤軸線の方向において細くなっている。そのようなロールは、実際に振動自由な精密な電極ワイヤ案内を可能にし、加工物の金属加工品質を改善する。前記ロールは、直径が変化するワイヤを扱うことができる。たとえば、Ｖ字形状の溝によって、制動ロール（緊張ロールも同様に）と電極ワイヤとの間の摩擦力が増加する。
【００２５】
好都合に、制動ロールおよび／または緊張ロールの場合において、所望の中央溝において前記電極ワイヤを維持するために、電極ワイヤへの螺旋ねじ状案内部および／または電極ワイヤの戻りのためのねじ状案内部が設けられている。たとえば、電極ワイヤの初期の導入に関して、ワイヤは、対応するロールの中央軸（すなわち「Ｖ字溝」）から退去される。内方案内および戻り案内の手段の助けによって、電極ワイヤは、円周において囲む中央の溝へ（または戻るように）案内される。また、電極ワイヤは、該ワイヤが加工機の作動中、前記した溝の外へ跳んだ場合において、その正しい場所へ戻るように搬送される。この種のねじ状の巻きは、制動ロールおよび緊張ロールに任意に取り付けられるのみならず、放電加工機の任意な他のロールにも取り付けられる。出願人は、特に制動ロールまたは緊張ロールに関して制限を有することなく、一般に放電加工機のロールに関してねじ状の巻きが設けられる将来の請求項を呈示するために特典を留保する。好都合に、そのようなロールのために、ワイヤが反対の軸線方向において戻ることを可能にする２つのねじ山が設けられている。
【００２６】
これに加え、好都合に、そのようなロールは２つの部分から確立され、２つの部分から、間におかれた１つの溝が形成され、電極ワイヤの導入のために用いられる。
【００２７】
最後に、好都合な実施例において、電極ワイヤが搬送されるすなわち運ばれる流体の流れの経路において、低エネルギーの流体が経て放出される、１またはそれ以上の補助穴が設けられている。これらの穴は、好都合に、次に得られる運動エネルギーの実質的な部分が既に流体へ運ばれているような位置すなわち流れを加速させるノズルの近くに配置されている。これは、遅い移動したがって低エネルギーの流体が新たに入ってくる高エネルギーの流体を非常に強く妨害する状況を防止する。さらに、体積の流れにおける連続的な継続的な増加が回避される。
【００２８】
以下において、本発明は、添付図面および付加的な実施例を用いることによってさらに詳細に記載かつ説明される。これから、さらに本発明の利点および特徴が明白となろう。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図を用いる以下の記載において、同じ部分または機能的に同様の部分には同じ参照番号を用いている。さらに、用語「上方」及び「下方」はワイヤ放電加工機の従来の運転可能な設置を参照しており、制動手段は「上方」に配置され、緊張手段は「下方」に配置されている。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施例によるワイヤ緊張装置を有する放電加工機１の概観図である。図１によるワイヤ緊張装置は、（ワイヤの移動方向に見て）放電加工機の加工位置の前に配置された制動装置５と、（ワイヤの移動方向に見て）放電加工機の加工位置の後に配置された緊張装置１０とを示している。前記ワイヤ緊張装置によって緊張される電極ワイヤすなわちワイヤの形状をした加工電極２（以下「電極ワイヤ２」という。）は、最初に、供給巻き枠３にあり、電極ワイヤ２は、複数の層に積み重ねられ、かつ互いに接近して前記供給巻き枠３の芯の周りに巻かれている。供給巻き枠３から、巻き戻し電極ワイヤ２は、電極ワイヤ２の移動方向に対して予荷重を与えられている遊びロール４に垂直上方へ移動する。この遊びロール４は、放電加工機１に固定されているバネ手段３２によって弾性的に固定されている。この遊びロール／バネの配置は、数ある中で、ワイヤ緊張の測定装置ならびに補正部分（電極ワイヤの貯蔵）として作動する。
【００３１】
電極ワイヤ２は、遊びロール４の上方の四半分を経て移動し、約９０度向きを変えられ水平方向の右へ制動装置５に向けられている。
【００３２】
この制動装置５は、ハウジング状の案内ブロック６ａに収容され、案内ブロック６ａの軸受に回動可能に取り付けられ制動モータによって駆動される制動ロール７を有する。電極ワイヤ２が適合されるＶ字形状の溝が制動ロール７の外周に設けられている。摩擦力により電極ワイヤ２が制動ロール７と有効に把握接触するように、電極ワイヤ２は、制動ロール７の周りに逆時計回りの方向へに移動し、約２７０度の角度で制動ロール７の周りを巻く。
【００３３】
制動ロール７から、電極ワイヤは、案内ブロック６ａに結合された上方の案内ヘッド６ｂを経て、加工物９を有する特定の加工位置８に垂直下方へ移動し、そこから、さらに、下方の案内ヘッド６ｃを経て緊張装置１０に移動する。
【００３４】
これは、緊張装置が、案内ブロック６ｄに収容され、回動可能に軸受に支持された緊張ロール１１を有し、緊張ロール用モータによって駆動されることにおいて、制動装置５と同様である。この緊張ロール１１の周りに、電極ワイヤ２が適合される溝が設けられている。電極ワイヤ２は、緊張ロール１１の周りにおいても逆時計回り方向へ移動する。電極ワイヤ２は、約２７０度の巻きの角度で緊張ロール１１の周りを巻き、電極ワイヤ１は、摩擦力により、前記緊張ロール１１と有効に把握接触している。緊張ロール１１から、電極ワイヤ２は、対の留めロール１２を形成している２つのカウンタローリングロールの方向において左方へ水平に移動する。この対の留めロール１２から、電極ワイヤは、電極ワイヤの再生利用の移動整理に進む。選択肢として、実施例として示していないが、対の留めロールの代わりに、案内ロールが実質的に設けられる。
【００３５】
電極ワイヤ再生利用の領域において、電極ワイヤを小片に切断する電極ワイヤ切断装置１４が配置されている。切断された電極ワイヤ２の片は、コンテナに収集される。
【００３６】
電極ワイヤの移動方向に見て、案内ブロック６ｄにおいて、緊張ロール１１の後に、緊張ノズル１３が設けられている。これは、図４と関連してさらに詳しく記載する。流体が、電極ワイヤ２の移動方向において、該流体が下方へ排出される緊張ノズル１３を経て流れる。流体は、たとえば空気、または、たとえば水洗および冷却のために放電加工機に用いられる誘電性流体である。流体の噴射によって、流体の流れは、緊張ロール１１から離れる方向へ生じる。電極ワイヤ２は、中心的に配置され、緊張ノズル１３を経て直接に移動する。前記流体と電極ワイヤ２の表面との間の摩擦は、生じた流体の流れによって運ばれる。
【００３７】
言い換えれば、緊張ノズル１３によって、緊張ロール１１から離れる方向へ向けられた引張力Ｆ４（ａ）は電極ワイヤ２に加えられ、電極ワイヤ２は緊張ロール１１との摩擦把握をもたらす。基本の引張力は、ノズル１３によって生じる。
【００３８】
これに対する選択肢として、引張力は、対の留めロール１２は関係づけられたモータの補助により駆動され、電極ワイヤ２はさらに引張力Ｆ４（ｂ）に適用されることにおいて増加する。電極ワイヤ２は、ワイヤの移動方向に見て、緊張ロール１１の後に、結合された基本の引張力Ｆ４＝Ｆ４（ａ）＋Ｆ４（ｂ）に適用される。対の留めロール１２は制御可能である、すなわち、自動的に開放されかつ閉鎖される。対の留めロール１２は、ノズルのみによって得ることのできないより大きな基本の緊張が要求されたとき、作動させられる。
【００３９】
対の留めロールを有しない前記した選択的な実施例の場合において、これに反して、基本の引張力は、ノズル１３によって断続的に生じる。
【００４０】
緊張ロール用モータは、緊張ロールを駆動し、その点で逆時計回り方向へ回転モーメントＭｚを生じさせる。電極ワイヤ２と緊張ロール１１との間の摩擦により、有効な引張力Ｆ３は緊張ロール１１の前の領域において電極ワイヤ２に加えられる。さらに、電極ワイヤの移動方向に見て、遊びロール４によって、制動ロール７の前に位置する領域において、引張力Ｆ１は、制動ロール７から離れる方向へ向けられた電極ワイヤ１に加えられる。基本の引張力Ｆ１は、図１による制動装置５においてワイヤの移動方向に見て制動ロール７の前に配置されたノズル１３ａによって増強される。このノズルは、図４に示すノズル１３，１３′と同様に設計され、制動ロール７から離れる方向へ向けられた力を電極ワイヤに生じさせる。前記力は、このノズル１３ａが圧力流体の吸気口を経て流体中に引くことから生じ、これが、制動ロール７から離れる方向へ向けられた流体の流れが周りに運ばれた、漏斗形状の貫通穴の方向において噴射される。
【００４１】
前記した関係のある強化効果に基づいて、基本の引張力Ｆ１はノズル１３ａのみから生じる、すなわち遊びロール４のような付加的な緊張手段がなしで済まされる位置に対して、熟慮が与えられる。
【００４２】
制動ロール用のモータは、前記ロール７を駆動し、時計回りの方向へ制動モーメントＭｂを生じる。電極ワイヤ２と制動ロール７との間の摩擦により、電極ワイヤ２によって制動ロール７の後の領域は有効な引張力Ｆ２に適用される。
【００４３】
２つの有効な引張力Ｆ２およびＦ３は、反対の方向への作動であり、放電加工機１の加工位置８において、加工物９にかかる加工作動のために必要なワイヤ緊張が生じる。構成に関しておよび後に続くワイヤ緊張の確立のためにさらに詳細に説明する。
【００４４】
第２の実施例
【００４５】
本発明の他の実施例による、図２、図３に示すワイヤ緊張装置は、図２による制動装置５′および図３による緊張装置１０′を示している。ワイヤ緊張装置は、図１に記載の放電加工機と同様に構成された放電加工機に組み込まれている。
【００４６】
図２によれば、制動装置５′は、ハウジング状の案内ブロック６ａ′内に配置されている。電極ワイヤ２′は、案内管１６′を経て経路装置１７′内に導かれている。この経路装置１７′は、案内ブロック６ａ′内に形成され、案内ブロック６ａ′と結合されている案内ブロック６ｂ′に続いている。図２に示す経路装置１７′は、電極ワイヤの移動方向において連続して配置された実質的に５つの続く経路部分すなわち１８ａ′，１８ｂ′，１８ｃ′，１８ｄ′，１８ｅ′を含む。すなわち、より詳細には、経路は、第１の直線に走る経路部分１８ａ′、制動ロール７′の周りを囲む第２の曲がり部分１８ｂ′、および、それぞれが直線部分であるがジグザグに形成されて配列された第３の経路部分１８ｃ′、第４の経路部分１８ｄ′および第５の経路部分１８ｅ′である。第２の経路部分１８ｂ′および第３の経路部分１８ｃ′は補助穴１９ａ′および１９ｂ′にそれぞれ結合されている。
【００４７】
制動ロール７′は、案内ブロック６ａ′内にボールベアリングに支持されている。このロールはその周囲に、電極ワイヤ２′が位置可能なＶ字形状の溝を有する。
【００４８】
電極ワイヤ２′は、約３３０度の巻きの角度で制動ロール７′の周りを囲み、摩擦力により、電極ワイヤ２′は、制動ロール７′と有効な把握接触の状態にある。第３の経路部分１８ｃ′と第４の経路部分１８ｄ′との間に上方の電流供給源２０′が配置され、第４の経路部分１８ｄ′と第５の経路部分１８ｅ′との間に上方のワイヤ案内部２１′が配置されている。この配置によって、電極ワイヤ２′は、巻きの角度３３０度が維持された同じ位置で制動ロール７′を常に保つ。
【００４９】
さらに、制動ロール７′の周りを囲む第２の経路部分１８ｂ′を有する穴２３ａ′と通じているノズル２２ａ′が設けられている。加えて、付加的なノズル２２ｂ′，２２ｃ′，２２ｄ′が、第１，第３，第５の経路部分１８ａ′，１８ｃ′，１８ｅ′の領域にある。連続的な方法で漸次配置された、連続するノズル２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′，２２ｄ′は、電極ワイヤが最初に装置を経て通されるときに電極ワイヤの方向の変化を容易にする主機能を務め、好ましくは、図４に記載の緊張噴射ノズル１３，１３′によって構成されている。
【００５０】
図３によれば、緊張装置１０′は、ハウジング状の案内ブロック６ｄ′に配置されている。これを経て、および、前記の案内ブロック６ｄ′に結合された案内ヘッド６ｃ′を経て、電極ワイヤ２′のための連続した案内経路２４′が形成されている。この前記経路は、前記電極ワイヤ２′の移動の方向において連続するように配置された、実質的に５つの連続した経路部分２５ａ′，２５ｂ′，２５ｃ′，２５ｄ′，２５ｅ′を含む。
【００５１】
前記の経路２４は、言い換えれば、噴射漏斗２６′を有する第１の経路部分２５ａ′を含んで構成されている。部分２５ａ′′は、それぞれが直線部分である第２および第３の経路部分すなわち２５ｂ′および２５ｃ′に実質的に直線方向において通じている。
【００５２】
経路は、緊張ロール１１′を囲み、案内管２６ａ′に通じる第５の部分２５ｅ′に結合されている第４の部分２５ｄ′と結合している。
【００５３】
この構成において、第１、第２および第３の経路部分、すなわち２５ａ′，２５ｂ′および２５ｃ′は、電極ワイヤ２′が電流供給源２９′に確実に対抗して位置するように配置されている。
【００５４】
緊張ロール１１′は、案内ブロック６ｄ′に回動可能なベアリングに支持されている。前記ロールは、その周囲に、電極ワイヤ２′が配置されるＶ字形状の溝を所有する。これが、約３３０度の巻きの角度で緊張ロール１１′を円周において囲み、電極ワイヤ２′は、摩擦力により、有効な把握を形成する。さらに、第１および第２の経路部分２５ａ′および２５ｂ′間に、下方のワイヤ案内部２８′が配置され、第２および第３の経路部分２５ｂ′および２５ｃ′間に、下方の電流供給源２９′が配置されている。前記した配置によって、電極ワイヤ２′が所定の位置で常に緊張ロールに接触し、これにより前記約３３０度の巻きの角度が維持される保証が与えられる。ワイヤ案内部２１′および２８′は、加工物に関して電極ワイヤの正確な案内のために働く。
【００５５】
緊張装置１０′の場合において、複数のノズルが、連続的なノズルひとそろいとして配置され、搬送装置の種々の部分に組み込まれている。第１のノズル３０ａ′は、緊張ロール１１′の周りを囲む第４の経路部分２５ｄ′と通じる穴３１′である。第３の経路部分２５ｃ′の領域に付加的なノズル３０ｂ′が設けられている。さらに、第５の経路部分２５ｅ′において、図４に関連してさらに詳細に以下に記載する緊張ノズル１３′が配置されている。残りのノズル３０ａ′，３０ｂ′は、構成および役割において、緊張ノズル１３′に対応する。
【００５６】
図４を参照するに、図１、図３それぞれに示されている緊張ノズル１３，１３′は、好ましくは、互いに実質的に同軸の２つの室８５，９５を有する、二重室の噴射ノズルとして構成されている。この構成において、前方噴射の漏斗は内室８５を形成し、その外壁９１は、漏斗状に形作られ、前方へ先細になっている。
【００５７】
そのように形成された漏斗は、漏斗形状の貫流経路９４のように形成した中空の円筒体９３に入れられ、充填材９２によって中空の円筒体９３に密封されている。噴射ノズル８５の外壁および漏斗形状の貫流経路９４の内壁は、外方の噴射室９５で互いに接近している。室９５は、さらに、各案内ブロック６ｄ，６ｄ′の圧力流体の注入経路への流体注入穴９６と結合され、この手段により、加圧流体の供給がノズルへ行われることを可能にする。
【００５８】
対応する電極ワイヤ２，２′は、ノズル１３，１３′の実質的に中央軸線に沿って、すなわち内室８５の中央を経て移動する。内室の壁は、電極ワイヤの移動方向に見て、外方のノズル室９５をわずかに越えて伸びている。密封環９７は、案内ブロック６ｄ、６ｄ′の対応する凹所において、緊張ノズル１３，１３′の漏れのない挿入を行う。
【００５９】
図１、図２に示す緊張装置は、以下のように作動する。
【００６０】
放電加工機１の自動挿入モードにおいて、導かれた電極ワイヤ２，２′は、
案内経路２４′を含む経路装置１７′内の、流体の流れを噴射する、対応するノズルすなわちノズル２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′，２２ｄ′，３０ａ′，３０ｂ′，１３′，１３の流れのインパルスによって動力を供給された図示のワイヤ緊張装置を経て搬送される。この作動において、電極ワイヤ２，２′は、流体の流れに乗せられ、すなわち、経路装置１７′を経て、案内経路２４′にしたがって流れる流体によって運ばれる。
【００６１】
電極ワイヤ２，２′は、この方法によって、経路装置１７′すなわち案内経路２４′を経て搬送されている。流体に関して、低電気伝導度の水は、放電加工において誘電体媒質として常に用いられる作動液体として働く。補助穴１９ａ′，１９ｂ′，２７ａ′，２７ｂ′は、次に得られる運動上の実質的な増加部分を流体が既に受け取っているような位置、すなわち、第３の経路部分２５ｃ′の付近のどこか、ノズル３０ｂ′のちょうど前、または流体の流れの方向に見てノズル３０ａ′，２２ａ′の直接前の円形状の経路部分２５ｄ′，１８ｂ′の付近に配置されている。
【００６２】
前記補助穴のこの位置決めは、低エネルギーの流体が高エネルギーの流体を極度に強く妨害することをしないように防止する。
【００６３】
放電加工機の作動モードにおいて、電極ワイヤの緊張は設定かつ調整されている。すべてのときにおいて、特に加工物９の加工位置８，８′でのときにおいて、この緊張は、最も大きな可能な精度を有して特定の値を示す。本発明の場合においては、緊張ノズル１３，１３′、遊びロール４、３つのモータすなわち対の留めロール用モータと巻き枠を駆動するためのモータと制動ロール７，７′を駆動するためのモータ、および緊張ロール１１，１１′を駆動する緊張ロール用モータによって所望のワイヤ緊張を設定することである。
【００６４】
同時に、前記のノズルが、加圧流体注入穴９６を経る流体を受け入れ、漏斗形状の貫流開口９４の方向へこの流体を噴射している間、緊張ノズル１３，１３′は、ノズルと緊張ロール１１，１１′との間の引張において電極ワイヤ２，２′のある一定の基本の緊張を与える。前記したように、吸入される流体は、空気または、たとえば放電加工に用いられる誘電性流体とすることができる。
【００６５】
したがって、ワイヤの移動方向に見て、緊張装置１０，１０′の後に、特に第５の経路部分２５ｅ′および案内管２６ａ′の近くに、緊張ロール１１，１１′から離れる方向へ向けられた流体の流れが生じ、それによって、付随する効果が電極ワイヤ２，２′に加えられている。言い換えれば、電極ワイヤ２，２′は、緊張ノズル１３，１３′によって喚起された低圧力によって吸引される。この理由により、緊張ロール１１，１１′から離れる方向へ向けられた引張力Ｆ４（ａ）は、電極ワイヤ２，２′に加えられている。選択的により大きな断面の電極ワイヤを用いることによって、対の留めロール１２に関係づけられた巻き枠用モータの駆動によってもたらされた、緊張ロール１１，１１′から離れる方向への引張力Ｆ４（ｂ）のような付加的な力が、電極ワイヤ２，２′に加えられることから、（ワイヤの移動方向に見て）緊張ロール１１，１１′の後の領域における、そのように生じた基本の緊張は増加する。結合された基本の引張力Ｆ４＝Ｆ４（ａ）＋Ｆ４（ｂ）が存在する。
【００６６】
前記したように、電極ワイヤ２，２′は、緊張ロール１１，１１′の周りを巻き、存在する基本の引張力Ｆ４により、また、線材摩擦力の原理により、前記の電極ワイヤ２，２′は、緊張ロール１１，１１′との有効な把握接触の状態になる。緊張ロール１３，１３′および選択的に対の留めロール１２によってもたらされた、電極ワイヤに加えられる基本の引張力Ｆ４も、妥当性が以下に見出される線材摩擦に関する式によって、増加する。
【００６７】
【数２】
Ｆ３＝Ｆ４×ｅ^αμ
【００６８】
ここで、Ｆ３は有効な引張力、αは巻きの角度、μは摩擦係数である。
【００６９】
電極ワイヤの移動方向に見て緊張ロール１１，１１′の前すなわち特に加工物９に関する加工位置８，８′の有効な引張力Ｆ３は、特に、相対的に大きな３３０度の巻きの角度により、基本の引張力Ｆ４より実質的に大きい。
【００７０】
いわゆる補正条件を満たすために、これは以下の通りとなる。
【００７１】
【数３】
Ｍｚ＝（Ｆ４−Ｆ３）×Ｒ
【００７２】
ここで、Ｒは緊張ロール１１の半径、Ｍｚは前記ロールに与えられる反時計回り方向へ向けられた回転モーメントである。回転モーメントＭｚは、緊張ロール１１，１１′のモータの作動によってもたらされる。
【００７３】
制動ロール７，７′の補助により、Ｆ３への方向において反対にある有効な引張力Ｆ２がもたらされ、これによって、電極ワイヤ２，２′は、加工機の加工位置８，８′において所望に緊張される。
【００７４】
この目的に寄与して、制動ロール７，７′は、関係づけられた制動ロール用モータによって対応する回転速度で駆動される。時計回りの方向のモーメントＭｂは制動ロール７，７′に与えられる。制動ロール７，７′と電極ワイヤ２，２′との間のトグル作動は、線材摩擦にもとづいて、ふたたび静止する。
【００７５】
この場合において、ワイヤの移動方向に見て制動ロール７，７′の前の領域において基本の引張力Ｆ１が電極ワイヤ２，２′に加えられている。基本の引張力Ｆ１は、所望の加工引張力Ｆ２より明確ではない。
【００７６】
基本の引張力Ｆ１は、前記したようにワイヤの移動方向に見て制動ロール７，７′の前に位置した遊びロールが放電加工機にバネ３２によって固定されている領域において生じる。遊びロール４は、この機能に加え、補正部分（ワイヤ貯蔵庫）として働く。基本の引張力Ｆ１は、再び電極ワイヤの移動方向に見て、図１の制動装置５で制動ロール７の前に配置されたノズル１３ａによって補強されている（たとえば、第１の経路部分１８ａ′（図示しない）の領域における、図２の制動装置５′の制動ロールで）。前記したように、これは、制動ロール７，７′から離れる方向へ向けられた力を電極ワイヤ２，２′に加える。前記した補強により、基本の引張力Ｆ１がノズル１３ａのみからもたらされる、すなわち遊びロール４が除かれるような緊張手段からもたらされることの意味において熟考される。このノズル１３ａおよび供給巻き枠３との間の領域において、ワイヤは、実際に、緊張（ワイヤ貯蔵庫）を有することなく、ぶら下がっている。この場合において、測定装置はワイヤの凸部／凹部を測定し、そのデータを用いてワイヤ供給巻き枠用モータが制御される。
【００７７】
電極ワイヤの緊張の場合における変化は、以下のように補正される。
【００７８】
前記したように、遊びロール４は、ワイヤの移動方向に見て制動ロール７，７′の前に位置し、前記遊びロールは、バネ手段３２によって放電加工機１に弾性的に留められている。この結果として、遊びロール４の空間的位置と電極ワイヤ２，２′において有効な基本の引張力Ｆ１との間に結合が存在する。
【００７９】
たとえば、連続する基本に関して送信データから遊びロール４の実際の位置を決定するためにセンサを用いるとき、そのときの有効な基本の引張力Ｆ１を決定することができる。
【００８０】
任意の値（たとえば、制動ロール用モータによってもたらされた回転モーメントＭｂ、制動ロールの半径Ｒ、その他）を熟考するに、中央制御装置（図示しない）は、加工位置８，８′で得ることの可能な有効な緊張を決定することができる。この値が付加的な値から逸脱した場合、制御装置は、制動ロール用モータおよび／または緊張ロール用モータおよび／または緊張ノズル１３，１３′および／または留めロール用モータを調整することによって、それに相応して補正することができる。この方法において、前記の基本の緊張は実質的に一定に保たれる。
【００８１】
図６に示す付加的な実施例において、緊張装置１０の領域は、そのハウジングが、一種の迂回作動において緊張ロールのいかなる巻きもなく迂回されている。したがって、有効な緊張は、必要に応じて（たとえばワイヤ、有効な力のような）、種々の方法において調整可能である。この解決は、非常に小さな有効な力が必要であるとき、特に有用である。この場合において、流体ノズルおよび／または対の遊びロールは、有効な力のために直接の要因となっている。ある一定の条件下で、任意の電極ワイヤ緊張を達成するために、一連のまたは１組のノズルが必要である。流体ノズルは、図４に示すノズルと同様に構成されている。ノズルは、圧力流体の吸入口を経て流体を取り入れ、漏斗形状の開口の方向において流体を噴射する。この手段によって、図６を参照するに、再び、制動ロールから離れる方向へ向けられた流体の流れが達成され、該流体の流れは電極ワイヤ２′′′を流体と共に運び、電極ワイヤは加工物の加工位置で緊張される。この配置は、非常に小さな有効な力が必要であるとき、特に用いられる。緊張装置は、図３に点線で示すように、付加的なノズル３０ｃ′′′と付加的な方向切換ロール３０ｄ′′′とを有する。ノズル３０ｃ′′′は、電極ワイヤ２′′′の挿入時間の間において、ロール１１′によって左方に通る流体の流れを生じさせる。電極ワイヤ２′′′は、第３の経路部分２５ｃ′から、方向切換ロール３０ｄ′′′を過ぎ、第５の経路部分２５ｅ′に指向されて移動する。
【００８２】
図５は、本発明の他の実施例によるワイヤ緊張装置の概略図で、細い電極ワイヤのために好ましくかつ適当である。この装置は、主として制動装置５′′を有するが、緊張装置を有していない。
【００８３】
この場合において、制動装置５′′は、図５に示す制動装置によって構成され、図１に示す加工機と実質的に類似する放電加工機に組み込まれている。しかし、緊張装置の代わりに、主として緊張ノズル１３′′が設けられ、ワイヤ移動方向に見て加工物９′′を有する加工位置８′′の後の領域に実際に配置されている。一定の条件下で、一連のまたは１組のノズルは、必要なワイヤ緊張を達成するために必要である。緊張ノズル１３′′は、図４に示すノズルと同じように構成され、ハウジング状の案内ブロック６ａ′′にベアリングで支持されている制動ロール７′′から離れる方向へ向けられた力Ｆをワイヤ電極２′′に加えるように生じる。これは、ノズル１３′′が圧力流体穴を経る流体を取り入れかつ漏斗形状の貫通穴の方向において流体を噴射することから達成される。この手段によって、電極ワイヤ２′′を扱う制動ロール７′′から離れる方向において移動する流体の流れがもたらされる。この方法において、加工物９′′の加工位置８′′において電極ワイヤは緊張下にある。また、この配置は非常に小さな有効な力が必要なとき用いられる。
【００８４】
図７は、前記したように緊張ロールおよび制動ロールが放電加工機に用いられたときの緊張ロールおよび制動ロールの概略図である。このロールは、互いに結合された２つの同軸の円盤を含んでおり、２つの部分から構成されている。円盤は、実質的に円柱状の円盤４０ａ，４０ｂである。左盤４０ａは、右方の円周のリム上に円錐形の面取り面を有する。逆に、右盤は、左方の円周のリム上に円錐形の面取り面を有する。この方法において、結合された円盤４０ａ，４０ｂは、それらの間に円周を囲むＶ字形状の案内溝を形成している。この溝において、右盤４０ｂの面取り面４１ｂの内端４３ｂは、左盤４０ａの面取り面４１ａの内端４３ａよりも、円盤の回転中央軸線の近くに配置されている。
【００８５】
この結果は、相対的に大きな直径の電極ワイヤは、面４１ａと面４１ｂとの間を移動する。他方で、相対的に小さな直径の細い電極ワイヤは、右盤４０ｂの面取り面４１ｂと左盤４０ａの右側壁４２ａとの間で相殺の範囲内で移動する。付加的に、盤４０ａおよび４０ｂは、円周においてねじ状の巻き４４ａおよび４４ｂが設けられている。２つのねじ状の巻きは、反対に方向付けされている。いかなる理由により、電極ワイヤ２が、面取り面４１ａと面取り面４１ｂとの間すなわち面取り面４１ｂと側壁４２ａ（細いワイヤであるとき）との間の前記したＶ字形状の溝４５の外へ跳んだ場合でも、電極ワイヤは、巻き４４ａ，４４ｂから中央のＶ字溝へ戻るように運ばれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例によるワイヤ緊張装置を有する放電加工機の概略図。
【図２】 本発明の第２の実施例によるワイヤ緊張装置の制動装置の垂直長手方向の断面図。
【図３】 本発明の第２の実施例によるワイヤ緊張装置の緊張装置の垂直長手方向の断面図。
【図４】 図１、図２に示すノズルの拡大した断面図。
【図５】 本発明の他の実施例によるワイヤ緊張装置の概略図。
【図６】 本発明の一実施例による、緊張ロールが迂回されたワイヤ緊張装置の概略図。
【図７】 放電加工機に用いられる緊張ロールおよび制動ロールを示す図。
【符号の説明】
１ 放電加工機
２ 加工電極、電極ワイヤ
３ 供給巻き枠
４ 遊びロール
５ 制動装置
６ａ，６ｄ 案内ブロック
６ｂ，６ｃ 案内ヘッド
７ 制動ロール
８ 加工位置
９ 加工物
１０ 緊張装置
１１ 緊張ロール
１２ 対の留めロール
１３ 緊張ノズル
３２ バネ手段

Claims (20)

1. 放電加工機（１）に既に導入されている電極ワイヤ（２，２′）のための緊張装置であって、前記電極ワイヤが該電極ワイヤの進入領域に配置された制動ロール（７，７′）または該電極ワイヤの退出領域に配置された緊張ロール（１１，１１′）の周りを部分的に囲み、前記制動ロールまたは前記緊張ロールに割り当てられた、流体が流れる少なくとも１つのノズル（１３ａ）が設けられ、前記流体は前記放電加工機に既に導入されている前記電極ワイヤに引張力を加え、該引張力は前記放電加工機の放電加工中に電極ワイヤ張力を増強するために前記電極ワイヤの移動方向とは反対方向に作用する、ワイヤ緊張装置。
2. 少なくとも１つのノズル（１３a）は、ベンチュリノズルとして設計され、流体または液体の流れを促進し、それによって引張力が前記電極ワイヤ（２，２′）に加えられる、請求項１に記載の装置。
3. 前記ノズル（１３a）は噴射ノズルであり、前記電極ワイヤ（２，２′）は前記噴射ノズルのノズル室（８５）を経て案内される、請求項１または２に記載の装置。
4. 付加的な緊張ロール（１１，１１′）を有し、
   前記ノズル（１３，１３′）は、前記緊張ロールに割り当てられ、前記電極ワイヤの移動方向に見て前記緊張ロールの後に配置され、前記ノズルは、前記緊張ロールから離れる方向へ向けられた引張力を生じ、該引張力を前記電極ワイヤ（２，２′）に加える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
5. 付加的な制動ロール（７，７′）を有する、請求項４に記載の装置。
6. 付加的な制動ロール（７，７′）を有し、
   前記制動ロールに割り当てられた１つのノズルが設けられ、
   前記ノズルは、前記電極ワイヤの移動方向に見て前記制動ロールの前に配置され、前記進入領域において基本のワイヤ緊張を生じる際に、前記制動ロールから離れる方向へ向けられた引張力を前記電極ワイヤ（２，２′）に加える、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記緊張ロール（１１，１１′）に回転モーメントを与える手段が設けられている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記緊張ロール（１１，１１′）を駆動する前記手段は、緊張ロール用モータである、請求項７に記載の装置。
9. 前記制動ロール（７，７′）に回転モーメントを生じさせる付加的手段が設けられている、請求項１ないし３、５および６のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記付加的手段は、前記制動ロール（７，７′）を制動する制動ロール用モータである、請求項９に記載の装置。
11. 導かれた前記電極ワイヤ（２，２′）は前記制動ロール（７，７′）の周りを少なくとも１回囲み、前記電極ワイヤは摩擦力により前記制動ロールに有効な把握を形成する、請求項１ないし３、５、６、９および１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 導かれた前記電極ワイヤ（２，２′）は前記緊張ロール（１１，１１′）の周りを少なくとも１回囲み、前記電極ワイヤは摩擦力により前記緊張ロールに有効な把握を形成する、請求項１ないし４、７および８のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記電極ワイヤへの引張力を測定するための手段が設けられている、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 方向切換ロール（４）が設けられ、
    前記方向切換ロールはバネ手段（３２）によって放電加工機に取り付けられ、
    前記測定するための手段は、前記方向切換ロールの切換位置またはバネ手段の位置を測定する、請求項１３に記載の装置。
15. 制御装置が設けられ、
    前記制御装置は、前記測定するための手段によって測定された前記電極ワイヤへの引張力または前記測定するための手段によって測定された位置に応じて、前記ノズル（１３，１３′）によって導かれた流体の流れを制御する、請求項１３または１４に記載の装置。
16. 補助穴（１９ｂ’、２７ａ’）（１９ａ’、２７ｂ’）が、流体の流れの方向に見て、ノズル（２２ｄ’、３０ｂ’）の前の経路部分（１８ｃ’、２５ｃ’）の近く、またはノズル（２２ａ’，３０ａ’）前の円形の経路部分（１７’、２５ｄ’）の近くに設けられている、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 前記緊張ロール（１１，１１’）または前記制動ロール（７，７’）は円柱状の円盤として設計され、該円盤の外周面に先細形状の溝が設けられている、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記緊張ロールまたは前記制動ロールの場合において、前記電極ワイヤの前記溝への案内または戻しのために、前記円盤の外周面に形成されたねじ状の案内部が設けられている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記緊張ロールまたは前記制動ロールは２つの部分を含んで構成され、前記２つの部分間で１つの溝が形成され、該溝は前記電極ワイヤの案内のために用いられる、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
20. 電極ワイヤが該電極ワイヤの進入領域に配置された制動ロール（７，７′）または前記電極ワイヤの退出領域に配置された緊張ロール（１１，１１′）の周りを部分的に囲み、流体が流れる少なくとも１つのノズル（１３ａ）が前記制動ロールまたは前記緊張ロールに割り当てられた放電加工機（１）おいて該放電加工機に既に導入されている電極ワイヤ（２，２′）を緊張する方法であって、
    前記放電加工機の放電加工中に電極ワイヤ張力を増強するために前記電極ワイヤの移動方向とは反対方向に作用する引張力を前記電極ワイヤに加える、放電加工機におけるワイヤ緊張方法。

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