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Die Erfindung bezieht sich auf die Schaltungsanordnung eines Generators zur Erzeugung eines unterbrochenen Stromes (zerhackten Stromes) für Funkenerosionsanlagen.
Gegenwärtig steht die Funkenerosion an erster Stelle der elektrischen Bearbeitungsverfahren. Die ersten bei Funkenerosionsanlagen bekannten Generatoren waren Kippgeneratoren mit Kondensatoren, bei welchen die Ladung während einer bestimmten Zeit im Kondensator gespeichert und dann in einer kurzen Zeit mit einer grossen Stromamplitude in eine Funkenstrecke entladen wird.
Der Nachteil von solchen Generatoren besteht vor allem in der Abhängigkeit der Wiederholungsfrequenz der Funkenentladungen von den Verhältnissen im Raum zwischen den Elektroden der Funkenstrecke, wodurch ein unstabiles Verhalten des Generators verursacht wird. Ein weiterer Nachteil ist in dem relativ grossen Verschleiss der Werkzeugelektrode zu erblicken. Zu den weiters bekannten Typen von Generatoren gehören die rotierenden Generatoren, die Röhrengeneratoren und die Thyratron- und Halbleitergeneratoren mit Transistoren und Thyristoren. Der Nachteil von solchen Generatoren ist ihre Kompliziertheit und Kostspieligkeit.
Die angeführten Nachteile werden bei einer Schaltungsanordnung eines Generators zur Erzeugung eines unterbrochenen Stromes (zerhackten Stromes) für Funkenerosionsanlagen mit einer Gleichspannungsleistungsquelle und einer Funkenstrecke, der mindestens eine aus einem Kondensator und einem steuerbaren Schaltelement, vorzugsweise einer steuerbaren Diode, bestehende Serienschaltung parallel geschaltet ist, erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Gleichspannungsleistungsquelle über einen Vorwiderstand ständig mit der Funkenstrecke verbunden ist, wobei zur Unterbrechung des durch diesen Stromkreis fliessenden Arbeitsstromes die Funkenstrecke durch mittels des steuerbaren Schaltelementes ausgelöste Impulse entgegengesetzter Stromrichtung aus dem Kondensator beaufschlagt ist,
und dass der mit dem steuerbaren Schaltelement verbundene Anschluss des Kondensators über einen Ladewiderstand an eine Quelle einer höheren Gleichspannung als die der Gleichspannungsleistungsquelle selbst angeschlossen ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung besteht in der Möglichkeit auf einfache Art die Vorteile unabhängiger Generatoren auf Grund der Tatsache zu erzielen, dass dem durch die Funkenstrecke fliessenden Gleichstrom Stromspitzen einer umgekehrten Polarität überlagert werden, welche durch die Entladung des Kondensators über einen Thyristor gewonnen werden, so dass deren Wiederholungsfrequenz von den Verhältnissen in der Funkenstrecke unabhängig und in einem grossen Bereich veränderbar ist. Durch die Addition des Gleichstromes mit den negativen Stromspitzen entstehen in der Funkenstrecke einzelne Impulse mit einer durch die Entladungszeit des Kondensators bestimmten Impulspause.
Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass es bei grosser Einfachheit der Generatorschaltung möglich ist, die optimale Wiederholungsfrequenz für eine bestimmte Stromdichte einzustellen, so dass relativ geringe Abnahmen der Werkzeugelektrode einstellbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Durchschlagstart verbessert wird, wodurch eine höhere Ausnutzbarkeit des Arbeitsstromes erzielbar ist. Als weiterer Vorteil müssen auch die verbesserten Bedingungen für die Steuerung der Verschiebung der Werkzeugelektrode bei der Bearbeitung angesehen werden.
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Funkenerosionsanlagen, Fig. 2 eine Schaltung gemäss Fig. l, die durch einen weiteren Entladungskreis ergänzt ist, und Fig. 3 eine Schaltung des Generators gemäss Fig. l, die mit einem Zusatzgenerator für Startimpulse ergänzt ist.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung eines Generators für unterbrochenen Strom (zerhackter Strom) für Funkenerosionsanlagen ist gemäss Fig. 1 derart ausgeführt, dass der von einem Vorschaltwiderstand--5-- und einer Funkenstrecke --6-- gebildete Gleichstromkreis von einer Gleichspannungsleistungsquelle--7-gespeist ist. Parallel zur Funkenstrecke -6-- ist eine Serienkombination eines selbständig gesteuerten Schaltelementes -3-- (z. B. ein Thyristor) und eines Kondensators--4--geschaltet. Der gemeinsame Verbindungspunkt des Kondensators--4--und des gesteuerten Schaltelementes--3-- (der Thyristoranode) ist über einen Ladungswiderstand--2--mit dem Plus-Pol der Gleichspannungsleistungsquelle--7-verbunden.
Die Steuerelektrode des gesteuerten Schaltelementes--3--ist mit dem Ausgang des Taktgebers --l-- (Generators) verbunden.
Eine weitere mögliche Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung besteht aus der obenangeführten Anordnung, zu welcher ein weiterer Entladungskreis zugeschaltet ist (Fig. 2), der durch die zusätzliche
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Dieser zusätzliche Entladungskreis erhöht den Wirkungsgrad der Einrichtung. Bei dieser Schaltungsanordnung können auch parallele Kombinationen von mehreren Entladungskreisen an die Funkenstrecke angeschaltet werden, wobei die Steuerelektrode der selbständig gesteuerten Elemente--3--mit gegeneinander phasenverschobenen Signalen aus dem Ausgang des Taktgebers--l--beaufschlagt werden.
Eine weitere mögliche erfindungsgemässe Schaltungsanordnung wird derart ausgeführt, dass gemäss Fig. 3 eine Serienkombination eines selbständig gesteuerten Schaltelementes --3-- und eines Kondensators-4-umgekehrt angeschaltet ist, wobei diese Kombination Impulse von konformer Polarität mit dem Gleichstrom der Gleichspannungsleistungsquelle--7--in die Funkenstrecke--6--liefert.
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aus einem Blocking-Generator, astabilen Multivibrator od. dgl. zur Steuerelektrode des selbständig gesteuerten Schaltelementes--3--gelieferte Impuls macht dieses Element leitend, so dass der auf die durch den
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Aufrechterhaltung der Entladung notwendigen Spannung fällt und somit die Entladung in der Funkenstrecke - erlischt.
Dadurch nimmt der Widerstand der Funkenstrecke --6-- stark zu und der Kondensator - beginnt sich wieder auf die Spannung der Gleichspannungsleistungsquelle-7-aufzuladen. Sobald die Spannung am Kondensator --4-- den Wert der Durchschlagsspannung der Funkenstrecke-6- übersteigt, erfolgt ein Durchschlag, wobei ein Teil der im Kondensator --4-- gespeicherten Ladung über die Funkenstrecke --6-- entladen wird.
Dadurch wird einerseits ein Überschwingen der Spannung der Anoden des
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Gleichstrom aus der Gleichspannungsleistungsquelle--7--über den Vorschaltwiderstand--5--und die Funkenstrecke --6-- eingeleitet. Durch die Entladung eines Teiles der Ladung des Kondensators --4-- über die Funkenstrecke --6-- wird ein guter Entladungsstart gesichert. Der Strom fliesst durch die Funkenstrecke --6-- bis zum Zeitpunkt des Einlangens eines nachfolgenden Taktimpulses. Die Stromstärke ist durch die Spannung der Gleichspannungsleistungsquelle--7--, durch den Vorschaltwiderstand--5--und durch den Funkenstreckenwiderstand--6--bestimmt. Dieser Wert ist für die Bestimmung des Wertes des Entladungskondensators --4-- massgebend.
Die Ladungszeitkonstante des Kondensators --4-- über den Widerstand --2-- bestimmt zusammen mit der Ausschaltzeitkonstante des gesteuerten Schaltelementes --3-- die maximal erreichbare Frequenz, bei welcher der Taktgeber--l--mit der Frequenz der Taktimpulse noch arbeiten kann.
Gemäss Fig. 2 kann eine weitere Erhöhung der Wiederholungsfrequenz durch Parallelschaltung von mehreren, durch selbständig gesteuerte Schaltelemente-3-geschaltete Entladungskondensatoren-4- erzielt werden. Aus dem direkten und gegenphasigen Ausgang des astabilen Multivibrators werden Impulse in die Schaltkreise geführt, deren Ausgänge abwechselnd die einzelnen selbständig gesteuerten Schaltelemente--3-beaufschlagen. Das angeführte Ausführungsbeispiel ist für eine parallele Schaltung von zwei Entladungskondensatoren--4--geeignet, aber durch eine geeignete Kombination und durch eine logische Auswahl ist es möglich, eine sukzessive Schaltung von mehreren selbständig gesteuerten Schaltelementen - -3--, über welche die entsprechenden Kondensatoren--4--entladen werden, durchzuführen.
Die den
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die Kondensatoren--4--über Ladungswiderstände--2--geladen werden. Die Erhöhung des Wirkungsgrades wird durch die Herabsetzung der Spannung der Gleichspannungsleistungsquelle --7-- erzielt, so dass eine geringere Leistung im Vorschaltwiderstand--5--verlorengeht, wobei aber in den Kondensatoren-4-trotzdem eine genügende Ladung dadurch gespeichert wird (ohne dass es notwendig wäre, ihre Kapazität zu
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Gemäss dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit, eine weitere Verkleinerung der Spannung der Gleichspannungsleistungsquelle--7--bis auf eine Spannung zu erzielen, die nur ein wenig höher ist als die Spannung der Funkenstrecke --6-- während der Entladung ; um aber dabei eine Störung des verlässlichen Durchschlages der Funkenstrecke --6-- nach jeder Unterbrechung der Entladung zu vermeiden, ist es notwendig, die Startimpulse der konformen Polarität in dem Zeitpunkt zuzuführen, in welchem der Impuls der umgekehrten Polarität, welcher den Fluss des Gleichstromes durch die Funkenstrecke --6-- unterbricht, schon beendet ist.
Die positiven Impulse werden durch die Entladung des Kondensators --4-- in ie Funkenstrecke --6-- über ein selbständig gesteuertes Schaltelement --3-- gewonnen. Der Taktgeber - l-wird wieder durch einen astabilen Multivibrator (der nicht eingezeichnet ist) mit einstellbarer Frequenz und einstellbarem Schaltimpulsverhältnis realisiert.
Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung für die Unterbrechung des Gleichstromes in der Funkenstrecke --6-- mit Hilfe von Impulsen der umgekehrten Polarität und wiederholtes Einleiten des Durchschlages durch die Impulse der konformen Polarität ermöglicht die Einstellung des Verhältnisses zwischen der Brennzeit der Ladung und der Entladungspause unter der Voraussetzung, dass eine wirksame Steuerung der Elektrodenverschiebung verwendet wird.
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