DE1081165B

DE1081165B - Einrichtung zur Stromversorgung der Funkenstrecke von Funkenerosionsmaschinen

Info

Publication number: DE1081165B
Application number: DED22276A
Authority: DE
Inventors: Carl Ballhausen; Theodor Krall; Dipl-Ing Hans Schierholt; Dipl-Ing Hans-Joachim Schulz
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1956-02-07
Filing date: 1956-02-07
Publication date: 1960-05-05
Also published as: CH350734A

Description

Einrichtung zur Stromversorgung der Funkenstrecke von Funkenerosionsmaschinen Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung zur Stromversorgung der Funkenstrecke von Funkenerosionsmaschinen, die nach dem Prinzip der Aufladung eines Energiespeichers und Entladung über die Arbeitsfunkenstrecke arbeiten. Der Speicher wird im allgemeinen ein dielektrischer Speicher, z. B. ein Kondensator, sein. Dieser wird über eine Vorschaltimpedanz, die gegebenenfalls auch nur aus einem Ohmschen Widerstand bestehen kann, mit Gleichstrom aufgeladen. Die Entladung erfolgt -über den Spalt zwischen Elektrode und Werkstück, wodurch infolge der erosiven Wirkung der elektrischen Funken der Werkstoff des zu bearbeitenden Werkstückes abgetragen wird.
Als Stromquelle wird im allgemeinen das Wechselstromnetz unter Zwischenschaltung von Transformatoren dienen. Die am Transformator abgegriffene Spannung wird einem Gleichrichter zugeführt, der die Gleichspannung zur Aufladung des Kondensators abgibt. Bei diesem Verfahren kann es vorkommen, daß durch entstehende-Kurzschlüsse in .der Funkenstrecke ein Kurzschlußstrom auftritt, der, da er von den festgelegten Ohmschen Widerständen abhängig ist, sehr groß sein kann. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn 'man- den gegebenen Verhältnissen entsprechend einen kleinen Ohmschen Widerstand in Verbindung-,mit einer =Irtduktivität im Aüfladekreis vorsieht. Es hat sich gezeigt, daß dann der bei Kurzschluß fließende Strom zwei- bis fünfmal größer ist als der Arbeitsstrom. Dies ist aber ein erheblicher Nachteil, da die Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstückes durch die Stärke des Kurzschlußstromes beeinflußt wird. Um eine gute Oberfläche zu erhalten, ist es daher notwendig, den Kurzschlußstrom zu begrenzen, so daß dieser den Arbeitsstrom möglichst wenig übersteigt.
Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Einrichtung zur Stromversorgung der Funkenstrecke von Funkenerosionsmaschinen, die nach dem Prinzip der direkten Entladung eines geladenen Energiespeichers arbeiten, vorgeschlagen, bei der zur Begrenzung des Kurzschlußstromes in den Aufladekreis nichtlineare Widerstände mit einer solchen Charakteristik eingeschaltet sind, daß diese in einem weiten Spannungsbereich den Ladestrom nahezu konstant halten. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der im gesamten Aufladekreis fließende Strom in weiten Bereichen nahezu belastungsunabhängig ist. Dabei ist es für die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung gleichgültig, ob dieser nichtlineare Widerstand im Gleich- oder Wechselstromteil des Aufladekreises eingeschaltet ist. Dies richtet sich im Einzelfall nach den gegebenen Forderungen an den Aufbau der Gesamteinrichtung. Als besondere Ausführungsform der. Erfindung wird vorgeschlagen, nichtlineare Widerstände in Form von Kaltleitern in den Gleich- oder Wechselstromteil des Aufladekreises einzuschalten. Diese Kaltleiter haben die Eigenschaft, im kalten Zustand einen kleinen und in heißem Zustand einen sehr hohen Widerstand zu besitzen, wodurch erreicht wird, daß der durch den Kaltleiter fließende Strom sich in einem weiten Bereich der angelegten Spannung nur wenig ändert. Als Kaltleiter können beispielsweise Eisenwasserstoffwiderstände und Glühbirnen verwendet werden.
Es ist auch möglich, als nichtlineare Widerstände in den Gleich- oder Wechselstromteil des Aufladekreises Elektronenröhren mit mehr als drei Elektroden einzuschalten. Diese Röhren, beispielsweise Pentoden, haben die Eigenschaft, daß ihr Anodenstrom in weiten Bereichen von der angelegten Anodenspannung nahezu unabhängig ist.
Die Verwendung solcher Röhren bringt auch noch den weiteren Vorteil mit sich, daß die Einstellung des gewünschten Ladestromes fast leistungslos mit Hilfe eines kleinen Reglers im Schirmgitter der Röhre ermöglicht wird. Es ist auch ferner möglich, bei Verwendung derartiger Röhren den Gleichrichter wegfallen zu lassen und die Röhre als gesteuerten, strombegrenzenden Gleichrichter zu verwenden.
Im Wechselstromteil des Aufladekreises können gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung vormagnetisierte Drosseln, beispielsweise Transduktoren, in Strombegrenzungssteuerung eingeschaltet werden. Ferner ist es möglich, im Wechselstromteil des Aufladekreises an sich bekannte Kondensatoren mit nichtlinearem Dielektrikum, beispielsweise Barium-Titanat, zu verwenden. Da die beiden letztgenannten Widerstandsarten Blind-,viderstände sind, ergibt sich hierdurch der besondere Vorzug, daß praktisch kein Leistungsverbrauch durch Wärme entsteht.
An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Schaltungen soll die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert werden.
Abb. 1 stellt im Prinzip den Auf- und Entladekreis einer Funkenerosionsmaschine dar. Der Kondensator 1 wird über die Induktivität 2 mit der vom Gleichrichter 4 abgegebenen Gleichspannung aufgeladen. Die für den Gleichrichter erforderliche Wechselspannung wird über den Transformator 5 aus dem Wechselstromnetz entnommen. Die Entladung findet über den Spalt zwischen Elektrode 6 und Werkstück 7 statt. Zur Begrenzung eines etwa auftretenden Kurzschlußstromes ist erfindungsgemäß bei 3 im Gleichstromteil des Aufladekreises ein nichtlinearer Widerstand eingeschaltet, der in diesem Beispiel ein Kaltleiter ist, und zwar vorzugsweise ein Eisenwasserstoffwiderstand oder eine Glühbirne.
In Abb. 2 befindet sich der Kaltleiter 3 im Wechselstromteil des Aufladekreises.
Abb. 3 gibt das Prinzip einer Schaltung wieder, in welcher eine Schirmgitterröhre 8 im Gleichstromteil des Aufladekreises eingeschaltet ist. Zur Einstellung des gewünschten Maximal-Ladestromes wird die Sehirmgitterspannung aus der Spannungsquelle 10 über ein Potentiometer 9 eingestellt.
Abb. 4 zeigt eine Prinzipschaltung, bei welcher im Wechselstromteil des Aufladekreises ein Transduktor 11 in Strombegrenzungssteuerung vorgesehen ist, dessen maximaler Durchlaßstrom nach Art eines magnetischen Verstärkers einstellbar ist.
In Abb.5 ist der gemäß der Erfindung vorzusehende nichtlineare Widerstand ein Kondensator 12 mit nichtlinearem Dielektrikum 13, welches beispielsweise ein Barium-Titanat sein kann. Abb. 6 zeigt eine weitere Abwandlung der Schaltung nach Abb. 5. Gemäß dieser Schaltung sind zwei Kondensatoren 12 und 12' mit nichtlinearem Dielektrikum 13, 13' vorgesehen. Zur Einstellung des durchfließenden Stromes wird aus einer veränderlichen zusätzlichen Spannungquelle 15 über zwei Drosseln 14 und 14' den Kondensatoren eine veränderliche Vorspannung erteilt. Hierdurch wird ermöglicht, den maximalen Strom nach Art eines dielektrischen Verstärkers vorbestimmbar einzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Stromversorgung der Funkenstrecke von Funkenerosionsmaschinen, die nach dem Prinzip der direkten Entladung eines Energiespeichers auf die Funkenstrecke arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Kurzschlußstromes in den Aufladekreis nichtlineare Widerstände mit einer solchen Charakteristik eingeschaltet sind, daß diese in einem weiten Spannungsbereich den Ladestrom nahezu konstant halten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineare Widerstände in den Gleich- oder Wechselstromteil des Aufladekreises Kaltleiter eingeschaltet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet' daß als nichtlineare Widerstände in den Gleich- oder Wechselstromteil des Aufladekreises Elektronenröhren mit mehr als drei Elektroden eingeschaltet sind.
4: Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- däß als nichtlineare Widerstände in den Wechselstrorriteil des Aufladekreises vormagnetisierte Drosseln, beispielsweise Transduk toren, in Strombegrenzungssteuerung eingeschaltet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineare Widerstände in den Wechselstromteil des Aufladekreises Kondensatoren mit nichtlinearem Dielektrikum, beispielsweise Barium-Titanat, eingeschaltet sind.