DE2057465B2 - Funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkenerosionsmaschine zur Bearbeitung von Rädern u.dgl., also von rad-, scheiben- oder zylinderförmigen Werkstücken, insbesondere von Turbinenlaufrädern im Bereich der Schaufeln, mit einem Behälter zur teilweisen Aufnahme des im Bearbeitungsbereich in öl od. dgl. tauchenden Werkstückes, mit einem im Bereich der Behälterstirnseite angeordneten, beweglichen Arbeitskopf, mit an den Behälterseitenwänden angeordneten Stützlagern, in denen das Werkstück um seine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Achse verdrehbar lagert und mit einer Feststelleinrichtung für das Werkstück.

Bei einer bekannten Funkenerosionsmaschine dieser Art ist eine handelsübliche Erosionsmaschine, deren Arbeitskopf mit den Elektroden vertikal verstellbar ist, an der einen Stirnseite eines Behälters angeordnet, der die Grundform eines nach oben offenen, hohlen Prismas •ufweist. (Werkstatt und Betrieb, 1967, Heft 12, S. 970). Der Maschinenkopf kann über Hebezeuge umgesetzt werden, so daß mit seiner Hilfe auch außerhalb de Behälters vorgesehene Werkstücke bearbeitet werdei

können.

Der Behälter kann ein Fassungsvermögen bis zu etw; 20 000 Liter haben. Es ist bisher üblich, in der Behälterseitenwänden vertikale Ausnehmungen odei Einschiebeführungen vorzusehen, in welche Achs- odei Wellenstummel des Werkstückes bzw. hilfsweise an Werkstück befestigte Wellenstummel eingreifen, wöbe das Werkstück so angebracht wird, daß seine durcf diese Wellen od. dgl. bestimmte Schwenkachse untei der Oberkante des Behälters liegt, der bis über die Schwenkachse hinaus mit öl od. dgl. gefüllt wird Praktisch sind die bisherigen Funkenerosionsmaschiner dieser Art nur für Räder mit einem bestimmter Durchmesser voll geeignet, da dann im Bearbeitungsbe reich die Vertikalverstellung des beweglichen Arbeitskopfes der Erosionsmaschine zur Einstellung ausreicht Bei Rädern mit abweichendem Durchmesser wäre es notwendig, entweder die gesamte Erosionsmaschine zu verstellen, was auf Grund der vorhandenen Sockelkonstruktior kaum möglich ist oder den Arbeitskopf auch horizontal verschieblich anzubringen. Dabei müßte also eine von den handelsüblichen Erosionsmaschinen abweichende Sonderkonstruktion geschaffen werden, bei der zusätzliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Dichtung, Reinigung usw. auftreten. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß beim Betrieb der Erosionsmaschine zwischen den Elektroden und den Werkstücken mit relativ hohen Frequenzen wechselnde Kräfte auftreten. Diese Kräfte können bei größeren Stützweiten zwischen dem Kopf und dem Maschinenständer zu Vibrationen führen, durch die das Arbeitsergebnis nachteilig beeinflußt wird, weil die Erzielung einer hohen Oberflächengüte an sich von der prä/isen Einhaltung des Arbeitsspaltes zwischen Elektrode und Werkstück abhängt. Es muß also danach getrachtet werden, den Abstand des Arbeitskopfes vom Maschinenständer so klein als möglich zu halten. Auf Grund der erwähnten Schwierigkeiten sieht man bisher in der Praxis lieber für Werkstücke verschiedenen Durchmessers auch verschieden große Behälter vor, bei denen dann die stirnseitige Anbringung der Erosionsmaschine keine größeren Schwierigkeiten bereitet.

Bei einer bekannten Funkenerosionsmaschine mit anderem Aufbau sieht man die Elektroden an Stützarmen vor, welche um die Werkstückwelle drehbar gelagert sind (CH-PS 4 28 022). Die Einstellung der Elektroden auf die Bearbeitungsfläche erfolgt außerhalb eines Badbehälters. Nach erfolgter Einstellung wird das oberhalb des Behälters gelagerte Rad so weit gedreht, bis der Bearbeitungsbereich in das Bad eintaucht. Es handelt sich hier um eine Sonderkonstruktion der Erosionsmaschine, bei der die Vibrationskräfte auf den langen Traghebelarm vom Elektrodenkopf zur Welle wirken und daher praktisch nie voll unterdrückt werden können, d. h. es wird hier zu keiner einwandfreien Bearbeitung kommen.

Schließlich ist für die Bearbeitung kleiner Werkstücke auch eine Funkenerosionsmaschine bekannt, bei der ein das Werkstück aufnehmender Behälter auf einem Arbeitstisch am Fußteil der Maschine angebracht wird, so daß er mit diesem Tisch relativ zu dem nur in Ständerlängsrichtung, also vertikal, verstellbaren Arbeitskopf der Maschine verstellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Funkenerosionsmaschine der eingangs genannten Art, die für die Bearbeitung von Rädern u. dgl. mit

voneinander stark abweichenden Durchmessern geeignet ist, mit einer handelsüblichen, im wesentlichen nur eine Vertikalverstellung des Arbeitskopfes bei geringer Stützweite zulassenden Erosionsmaschine und mit nur einem Arbeitsbehälter und den zugehörigen Nebeneinrichtungen auskommt, wobei Vibri'.ionen des Arbeitskopfes weitgehend verhindert werden können und der Arbeitskopf für die Durchführung von Einstellungsarbeiten und das Auswechseln der Elektrode gut zugänglich bleibt. _[0

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stützlager selbst auf Führungen angeordnet und auf diesen zumindest horizontal im Sinne einer Veränderung des Achsabjtandes des Werkstückes vom Arbeitskopf verstellbar sind und daß die Führungen zusätzlich Halterungen der Feststelleinrichtung für das Werkstück verstellbar und feststellbar abstützen.

Durch diese Ausführung kann der jeweils zu bearbeitende Werkstückbereich nahe ai. die Stirnseite des Behälters verlegt werden, wobei für die Horizontaleinstellung das Werkstück bewegt wird und die exakte Einstellung der Elektroden auf den Bearbeitungsbereich lediglich durch die sonst übliche Vertikalverstellung des Kopfes bei der handelsüblichen Maschine erfolgen kann. Da der Arbeitskopf an der Stirnseite des Behälters verbleibt, ist er für Einstellungs- und Wariungsarbeitcn hinreichend zugänglich.

Nach einer weiteren Ausbildung bestehen die Führungen aus außerhalb der ebenen Seitenwände des Behälters angeordneten Führungsbetten, auf denen die Stützlager abgestützt sind, und in den Behälterseitenwänden sind Durchführungsöffnungen für die Wellen bzw. Achsstummeln des Werkstückes vorgesehen, deren Länge wenigstens dem maximal möglichen Verschiebeweg entspricht und deren von den Wellen od. dgl. freigelassene Bereiche durch mit Dichtungen zusammenwirkende, verschiebbare Blenden verschließbar sind.

Dabei können die Blenden wenigstens je eine öffnung zur abgedichteten Durchführung einer Welle bzw. eines Achsstummels des Werkstückes aufweisen. Nach einer Weiterbildung können die Blenden überdies wenigstens je einen nach oben offenen Einführungsschlitz für die Wellen bzw. Achsstummeln aufweisen, dessen von der Welle freigelassene Teil durch einen ^₅ Deckel dicht verschließbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Funkenerosionsmaschine schematisiert in Seitenansicht, F i g. 2 die Maschine nach F i g. 1 in Draufsicht Fig.3 einen Schnitt nach der Linie 111 -111 der Fig. I und

F i g. 4 als Detail zu F i g. 3 in größerem Maßstab eine Seitenwand des Behälters mit den Blencien und Deckeln im Schnitt.

Die Funkenerosionsmaschine besitzt beim Ausführungsbeispiel einen nach oben offenen, in seiner Grundform rechteckig-prismatischen Arbeitsbehälter 1, der teilweise in eine Bodenvertiefung 2 versenkt ist. Hinter der einen Stirnwand 3 des Arbeitsbehälters 1 ist am Fundament ein Arbeitskopf 4 angebracht, der an einer der Länge nach verstellbaren und überdies verschwenkbaren Halterung 5 eine auswechselbare Arbeitselektrode 6 hält.

An beiden Längsseiten sind außerhalb des Behälters am Fundament 7 Führungsbetten 8 angeordnet, die über den Großteil der Behälterlänge reichen und horizontal angeordnet sind. Auf diesen Führungsbetten ist je ein aus einem Lagerbock 9 und zwei Stützrollen 10 bestehendes Stützrollenlager verschiebbar angebrach*. Beim Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Lagerböcke mit dem auf ihnsn aufruhenden Werkstück von Hand aus verdreht bzw. verschoben werden, doch ist es auch möglich, für die Verstellung der Lagerböcke Hilfsantriebe, z. B. hydraulische Kolbentriebe, vorzusehen.

Die Stützlager 9, 10 haben die Aufgabe, ein Werkstück an Wellenenden oder Achsstummeln 11 drehbar abzustützen. Dabei ist es gleichgültig, ob die Wellen od. dgl. 11 bereits am Werkstück vorhanden sind oder in dieses erst für den Bearbeitungsvorgang eingesetzt werden. In den F i g. 1 bis 3 wurde jeweils ein einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisendes Werkstück 12, das beispielsweise das Laufrad einer Peltonturbine sein kann, in seinen Umrissen angedeutet. In Fig. 1 wurde ferner ein einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisendes Werkstück 13 in seiner die Bearbeitung ermöglichenden Lage veranschaulicht, wobei für die Bearbeitung des Werkstückes 13 die Lagerböcke 9, 10 in die strichpunktiert angedeutete Lage verschoben werden. Dabei wurde auch eine eben in Bearbeitung stehende Schaufel 14 des Peltonrades 13 strichpunktiert angedeutet. Während des Funkenerodierens soll sich zwischen der Elektrode 6 und der eben bearbeiteten Fläche des Werkstückes eine als Dielektrikum wirkende Ölschichi befinden, wobei das Öl zusätzlich die Aufgabe übernimmt, abgetragene Materialteilchen aus dem Bearbeitungsbercich fortzuschwemmen. Aus diesen Bedingungen ergibt sich, daß der Spiegel 15 einer ölfüllung des Arbeitsbehälters 1 oberhalb der geometrischen Achse der Wellen 11 und oberhalb der Elektrode 6 liegen muß. Es ist also notwendig, für eine abgedichtete Durchführung der Wellen 11 durch die Seitenwande la des Behälters 1 Sorge zu tragen, wobei aber diese Durchführungen eine Verstellung der Wellen 11 in Richtung der Führungen 8 zulassen sollen. Um dies zu erreichen, sind in den Seitenwänden Ausnehmungen 16 vorgesehen, die vor der Längsmitte der Behälterseitenwände beginnen, horizontal bis in die Nähe der Stirnwand 3 reichen und sich nach unten bis unter den Auflagebereich der Stützrollen 10 erstrecken. Für den Abschluß dieser Ausnehmungen 16 dienen Blenden 17, die in Führungsleisten 18 längsverschiebbar geführt sind. Dabei besitzen die Führungsleisten 18 gegen die Ränder der in ihren Führungsnuten 19 geführten Blenden anstellr-are Druckschrauben 20 (F i g. 4), mit dei en Hilfe die Blenden 17 gegen Dichtungen 21 gepreßt werden können.

Die Blenden 17 besitzen für das Einführen der Wellenenden 11 nach oben offene, schlitzförmige Ausnehmungen 22, die durch Deckel 23 verschließbar sind. Diese Deckel 23 sind ihrerseits mit Öffnungen 24 versehen, wobei im Bereich der öffnung 24 an der Deckel 23 ein Ringdeckel 25 mit Schrauben 26 unter Zwischenschaltung von Dichtungen 27 angeschlosser werden kann. Der Deckel 25 besitzt eine Ringnut 28. ir der eine ringförmige Dichtung 29 untergebracht ist Normalerweise werden die Deckel 23 und 25 miteinan der verbunden und auf die Wellen 11 des nocr außerhalb des Behälters befindlichen Werkstücke· aufgeschoben, wobei man jeweils Deckel 23 und 25 mi dem Wellendurchmesser entsprechenden öffnunger wählt, so daß die Durchführungsöffnung 24 bzw. die öffnung des Deckels 25 durch die Welle 11 und di< Dichtung 29 dicht verschlossen wird. Nach den

Einsetzen des Werkstückes in den Behälter 1 wird der Deckel 23 mit Hilfe von Schrauben 30 unter Zwischenschaltung von Dichtungen 31 mit der zugehörigen Blende 17 verbunden. Nach Lockern der Schrauben 20 können die Lagerböcke gegebenenfalls gemeinsam mit dem auf ihnen ruhenden Werkstück und unter gleichzeitiger Verschiebung der Blenden 17 in ihren Führungen 19 auf den Führungen 9 verstellt werden, so daß jedes Werkstück unabhängig von seinem Durchmesser in die günstigste Relativlage zum Arbeitskopf 4 gebracht werden kann.

Auf den Führungsbetten 8 sind noch zusätzliche Gleitschuhe 32 verschiebbar und in verschiedenen Lagen feststellbar geführt, die über den obe:ren Behälterrand ragende Stützen 33 tragen, an denen um eine Achse 34 verschwenkbar und feststellbar eine Haltevorrichtung 35 angebracht ist, die zum Festhalten des Werkstückes während der Bearbeitung dient und die in den Führungen 8 an das jeweilige Werkstück

ίο angestellt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1, Funkenerosionsmaschine zur Bearbeitung von Rädern u. dgl, insbesondere von Turbinenlaufrädern im Bereich der Schaufeln, mit einem Behälter zur teilweisen Aufnahme des im Bearbeitungsbereich in öl od. dgl. tauchenden Werkstückes, mit einem im Bereich der Behälterstirnseite angeordneten, beweglichen Arbeitskopf mit an den Behälterseitenwänden angeordneten Stützlagern, in denen das Werkstück um seine unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Achse verdrehbar lagert, und mit einer Feststelleinrichtung für das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlager (9, 10) selbst auf Führungen (8) angeordnet und auf diesen zumindest horizontal im Sinne einer Veränderung des Achsabstandes des Werkstückes (12, 13) vom Arbeitskopf (4) verstellbar sind und daß die Führungen (8) zusätzlich Halterungen (32, 33) der Feststelleinrichtung (35) für das Werkstück verstellbar und feststellbar abstützen.
2. 2. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus außerhalb der ebenen Seitenwände (la) des Behälters (1) angeordneten Führungsbetten (8) bestehen, auf denen die Stützlager (9, 10) abgestützt sind und daß in den Behälterseitenwänden Durchführungsöffnungen (16) für die Wellen (11) bzw. Achsstummeln des Laufrades (12,13) vorgesehen sind, deren Länge wenigstens dem maximal möglichen Verschiebeweg entspricht und deren von den Wellen od. dgl. freigelassene Bereiche durch mit Dichtungen zusammenwirkende, verschiebbare Blenden (17) verschließbar sind.
3. 3. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (17) wenigstens je eine Öffnung (24) zur abgedichteten Durchführung einer Welle (11) bzw. eines Achsstummels des Laufrades (12,13) aufweisen.
4. 4. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (17) wenigstens je einen nach oben offenen Einführungsschlitz (22) für die Wellen (U) bzw. Achsstummel aufweisen, dessen von der Welle freigelassener Teil durch einen Deckel (23,25) dicht verschließbar ist.