Elektrodenkopf an einer elektroerosiven Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft einen Elektrodenkopf an einer elektroerosiven Werkzeugmaschine, bestehend aus einem mit der Vorschubeinrichtung der Maschine gekuppelten Werkzeugträger und einer Werkzeuge lektrode, wobei das werkzeugelektrodenseitige Ende des Werkzeugträgers als mit einem Gewinde verse hene Spindel mit einer konzentrisch in seinem Inne ren angeordneten Konusausnehmung ausgebildet ist und das trägerseitige Ende der Werkzeugelektrode einen gleichartigen Konusansatz aufweist, wobei der Konusansatz der Werkzeugelektrode in die Konus- ausnehmung des Werkzeugträgers eingesetzt und durch eine Schraubbefestigung verspannt ist.
Bei bekannten Elektrodeneinspannvorrichtungen wird z. B. ein Dreibackenfutter verwendet. Dieses hat den Nachteil, dass es für die Belange der elektroero- siven Metallbearbeitung nicht genau genug die Elek trode zentriert, so dass nach dem Einspannen die Elektrode genau zum Werkstück justiert werden muss. Ein weiterer Nachteil liegt in dem grossen Übergangswiderstand zwischen dem Dreibackenfutter und der Elektrode.
Da besonders bei der elektroero- siven Metallbearbeitung in vielen Fällen die dieelek trische oder elektrolytische Flüssigkeit, welche be kanntlich zwischen der Elektrode und dem Werk stück vorhanden sein muss, durch das Innere der Elektrode in den Bearbeitungsspalt mit Druck geför dert werden muss, ergibt sich der Nachteil, dass die Einspannung mit dem Dreibackenfutter nicht dicht ist gegen den inneren Flüssigkeitsdruck. Ein weiterer Nachteil ist die schlechte Montage in dem Fall, wenn die Elektrode an ihrem aktiven Teil einen grösseren Umfang aufweist als die Einspannvorrichtung hat.
Ebenso ist von Nachteil, dass bei Auswechseln von Elektroden -sei es dass entsprechend des ge wünschten Bearbeitungsvorganges mehrere verschie- denartige Elektroden benutzt werden müssen oder dass schadhafte Elektroden gegen neue ausgewechselt werden müssen - die zu entfernenden Elektroden schwierig aus den bisher bekannten Einspannvor richtungen herauszunehmen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodenkopf zu schaffen, der die obigen Nachteile vermeidet. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubbefestigung aus einer auf dem Gewinde am Spindelende des Werkzeugträgers aufgebrachten Mutter und einer auf einem weiteren Gewinde dersel ben aufgebrachten Gegenmutter besteht, wobei in die Gegenmutter ein geteilter, einen am Umfang der Werkzeugelektrode angeordneten Wulst umfassender Ring eingesetzt ist, der zwischen Schultern der Mut ter und der Gegenmutter eingespannt ist, wobei der Innendurchmesser von Mutter und Gegenmutter grösser ist als der Aussendurchmesser des Wulstes der Werkzeugelektrode.
Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil einer Vorschubeinrichtung mit der Einspannvorrichtung und der Elektrode, Fig. 2 das Spindelende mit der Einspannvorrich- tung und der eingespannten Elektrode, Fig. 3 die teilweise isolierte Elektrode.
In der Fig. 1 ist am Teil 1 der Vorschubeinrich- tung der Zylinder 2 angebracht, in welchem ein Kol ben 3 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 3 weist einen ringförmigen Wulst 4 auf, welcher in Verbin dung mit einer Ausnehmung 5 des Zylinders 2 die Kolbenverschiebung in seiner axialen Richtung in zwei Grenzlagen beschränkt. Auf den Kolben 3 wirkt eine regulierbare Druckfeder 6, welche im Deckel 7 um einen Stössel 8 angeordnet ist.
Im Deckel 7 ist weiter ein elektrischer Schalter 9 angebracht, der be tätigt wird, wenn der Kolben 3 gegen die Federspan nung der Druckfeder 6 angehoben wird. Das untere Ende des Kolbens läuft zu einer Spindel 10 aus. In dieser Spindel befindet sich der Konus 11, in welchen der Einspannkonus 12 der Elektrode 13 geschoben ist. Das Spindelende ist mit einem Gewinde 14 verse hen, auf welches eine Mutter 15 mit entsprechendem Gewinde aufgeschraubt ist. Die Schraube 15 trägt an ihrem unteren Ende ein Gewinde 16, auf welches die Gegenmutter 17 aufgeschraubt ist. Der innere Durch messer der Gegenmutter 17 ist grösser als der äussere Durchmesser des ringförmigen Wulstes 18 der Elek trode 13.
Um den Wulst 18 ist ein Ring 19 gelegt. Dieser Ring besteht aus zwei Hälften. Die Kombina tion der Mutter 15 mit der Gegenmutter 17 und dem Ring 19 stellt sowohl die Befestigungseinrichtung der Elektrode 13 am Spindelende 10 dar, als auch die Auswerfereinrichtung der Elektrode aus dem Konus 11. Die Elektrode weist in ihrem Innern eine durch gehende Bohrung 20 auf, die dafür gedacht ist, dass bei der elektroerosiven Metallbearbeitung die not wendige Flüssigkeit an den nicht dargestellten Bear beitungsspalt herangeführt werden kann. Die in der Fig. 1 dargestellte Elektrode 13 dient zur Herstellung von Ausnehmungen in der Art von Bohrlöchern, da der aktive Teil 23 ungefähr den gleichen Durchmes ser aufweist wie der Elektrodenschaft 22.
In der Fig. 2 ist der Einspannkonus 12 der Elek trode 13 im Spindelkonus 11 eingesetzt. Die Mutter 15, sowie die Gegenmutter 17 und der Ring 19 sind in gleicher Weise angeordnet wie es bereits in der Fig. 1 beschrieben ist. Der aktive Teil 21 der Elek trode ist um ein beträchtliches grösser als der Elek trodenschaft 22. Bei der in der Fig.2 dargestellten Elektrode ist die innere Bohrung 20 nicht bis zum aktiven Teil 21 durchgeführt, da bei dieser Elektro denform die Zuführung der Flüssigkeitsmenge zum Arbeitsspalt nicht durch das Innere der Elektrode vorgenommen wird. In der Fig. 2 sind die Mutter 15, der Ring 19 und die Gegenmutter 17 zum besseren Verständnis einzeln dargestellt.
In der Fig. 3 ist eine Elektrode 13 gezeigt ähnlich der Elektrode in der Fig. 1. Allerdings ist hierbei die innere Borhung 20 nicht bis zum aktiven Teil 23 durchgeführt. Auf der Oberfläche des Elektroden schaftes 22 befindet sich eine Schicht 24 aus Alumi niumoxyd oder Titanoxyd. Diese Schicht ist isolie rend. Sie wird z. B. mit einer Spritzpistole auf die handenen elektrolytischen oder dielektrischen Me diums zu gewährleisten, wird auf diese Schicht 24 porös. Um nun einen guten laminaren Fluss des zwi schen Elektrodenschaft 22 und der Wandung der Ausnehmung im nicht dargestellten Werkstück vor handenen elektrolytischen oder dielektrischen Mediums zu gewährleisten, wird auf diese Schicht 24 eine weitere Schicht 25, z. B. aus Silikonlack, mit einer Spritzpistole aufgetragen.
Es können mehrere Schichten des Silikonlacks aufgetragen werden. Diese Schichten müssen während 24 Stunden polymerisiert werden.
Im nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Elektrodenkopfes näher erläutert. Zum besseren Verständnis wird eine Vorschubeinrichtung, an wel cher der Elektrodenkopf befestigt ist, ebenfalls er klärt. Bevor die Elektrode 13 mit ihrem Einspannkonus 12 in den Spindelkonus 11 eingesetzt wird, wird über den Einspannkonus 12 und den ringförmigen Wulst 18 die Gegenmutter 17 geschoben. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, dass der innere Durchmesser der Gegenmutter 17 grösser ist als der äussere Durch messer des Wulstes 18. Dies ist von besonderer Be deutung bei Elektroden, wie sie in der Fig. 2 darge stellt sind, denn dort hat die Elektrode 13 einen wesentlich grösseren aktiven Teil 21 als der Schaft 22 und als der äussere Durchmesser des Wulstes 18. Um den Wulst 18 wird nun der aus zwei Hälften be stehende Ring 19 gelegt.
Nachdem die Mutter 15 mit ihrem Gewinde 14 auf das Spindelende geschraubt ist, wird die Elektrode 13 mit ihrem Einspannkonus 12 in den Spindelkonus 11 geschoben. Der innere Durchmesser der Mutter 15 ist ebenfalls grösser als der Wulst 18. Die Gegenmutter 17 wird mit ihrem Gewinde 16 auf das entsprechende Gewinde der Mutter 15 aufgeschraubt. Infolge des guten Pressitzes zwischen der Spindel und dem Einspannkonus 12 der Elektrode 13 ist ein geringer Übergangswiderstand sowie eine einwandfreie mechanische Befestigung und Zentrierung gewährleistet.
Weiterhin ist in dem Fall, wo durch das Innere der Elektrode die dielektri- sche oder elektrolytische Flüssigkeit an den nicht dargestellten Arbeitsspalt herangeführt werden muss, eine gute Dichtung gegen diesen inneren Flüssigkeits druck gegeben. Beim Bearbeitungsvorgang wird die Elektrode mittels der Vorschubeinrichtung 1 in Richtung Werk stück bewegt und zwar in der Weise, dass immer der gleiche Abstand zwischen Elektrode und Werkstück gegeben ist. Da die Feder 6 den Kolben 3 drückt, befindet sich der Kolben im Zylinder 2 in der Stellung wie sie in der Fig. 1 dargestellt- ist. Der Wulst 4 liegt also am unteren Anschlag der Ausnehmung 5.
Wenn nun im Bearbeitungsspalt eine Störung auftritt, sei es dass der aktive Teil 21 bzw. 23 der Elektrode 13 auf nicht leitende Einschlüsse trifft und diese bekanntlich der Elektroerosion Widerstand leisten, sei es dass der Flüssigkeitsdruck im Bearbeitungsspalt grösser wird, so wird der Kolben 3 gegen die Kraft der Druckfeder 6 angehoben und zwar bis der Wulst 4 den anderen Anschlag der Ausnehmung 5 erreicht hat. Durch diese Verschiebung des Kolbens 3 wird der elektri sche Kontakt 9 betätigt, welcher die gesamte Anlage ausschaltet. Hierdurch wird eine Beschädigung der Elektrode vermieden. Nach Entfernen der Störung kann die elektroerosive Bearbeitung weiter vorge nommen werden.
Wenn nun die Elektrode infolge natürlichen Ver- schleisses am aktiven Teil 21 bzw. 23 ausgewechselt werden muss oder wenn eine Elektrode mit anderer Form eingesetzt werden soll, wird die Mutter 15 von der Spindel 10 gelöst. Hierdurch wird die Elektrode 13 aus dem Einspannkonus 11 herausgeworfen, ohne dass dieser Konus beschädigt wird. Das Auswerfen geschieht dadurch, dass die Mutter 15 mit einer Schulter am Ring 19 anliegt und somit auf den Wulst 18 der Elektrode 13 einen Druck ausübt.