DE1111752B - Schaltanordnung fuer Elektroerosion mit verzoegerter Aufladung des Speichers - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

F28121Vrad/21h

6. APRIL 1959

27. JULI 1961

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für die Elektroerosion mit einem kapazitiven Speicher, dessen Aufladung aus einer Gleichspannungsquelle bis zur Entionisierung des Funkenspaltes verzögert ist durch Reihenschaltung der Stromquelle, einer Induktivität und eines Ventils im Ladekreis.

Bei der Verwendung eines Kondensators zur Speicherung von Energie aus einer Gleichstromquelle ist die Trennung der Belastung von der Ladequellenspannung vor der Entladung der gespeicherten Energie über eine Belastung niedriger Impedanz und während der Entladung oder unmittelbar danach bis zur Entionisierung der Leitungswege ein allgemein auftretendes Problem. In Funkenbearbeitungsschaltungen mit Speicherkondensatoren ist dieses Problem besonders schwerwiegend, da die Spannung der Stromquelle, falls sie an der Funkenstrecke aufrechterhalten wird, in die durch Überspannung eingeleitete Funkenentladung zwischen dem leitenden Werkstück und einer Werkzeugelektrode in einen Lichtbogen übergeht, der das Werkstück durch Wärmewirkung wahrscheinlich beschädigt.

Es ist bereits bekannt, bis zur Entionisierung der Funkenstrecke die Stromquelle abzutrennen, und zwar unter Verwendung von Induktivität in Reihe zu ihr. Die Erfindung bezweckt eine besonders vorteilhafte Schaltanordnung ohne bewegte Kontakte, die sich auf einfache und sichere Weise steuern läßt.

Die Erfindung besteht darin, daß als Induktivität eine an sich bekannte gleichstromvormagnetisierte Drossel mit einem Kern aus Material mit hoher magnetischer Anfangspermeabilität und plötzlicher Sättigungverwendet ist und daß die Vormagnetisierungswicklung über eine Impedanz an einer regelbaren Gleichstromquelle liegt.

Insbesondere wird in den Fällen, in denen in bekannter Weise ein Kondensator-Entladungsschalter zur Steuerung der Entladungsfrequenz benutzt wird, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im Entladekreis des kapazitiven Speichers in an sich bekannter Weise ein Schalter angeordnet, dessen Steuerkreis im Aufbau im wesentlichen dem Arbeitskreis entspricht.

Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ersichtlich. Es zeigt

Fig. 1 eine Funkenbearbeitungseinrichtung, welche die Erfindung in dem Funkenarbeitskreis und dem Steuerkreis enthält,

Fig. 2 a, 2 b und 2 c Diagramme der Kondensator-Spannung, des Ladestromes bzw. des Entladestromes als Funktion der Zeit zur Veranschaulichung der Schaltanordnung für Elektroerosion
mit verzögerter Aufladung des Speichers

Anmelder:

Firth Sterling Inc.,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37, und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. April 1958

Arbeitsweise der Erfindung bei Verwendung in dem Funkenarbeitskreis nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein verallgemeinertes Diagramm des Flusses als Funktion der Erregung für sättigungsfähige Kernmaterialien mit einer im wesentlichen rechteckigen Hystereseschleife bei Anwendung in einer Einrichtung, welche die Erfindung enthält.

In Fig. 1 ist eine Funkenbearbeitungseinrichtung durch ein Schaltbild dargestellt, welches Beispiele der Ausführungsformen der Erfindung gemäß Anspruch 1 und 2 veranschaulicht. Eine Gleichspannungsquelle 10 wird zum Laden eines Hauptkondensators 11 verwendet, der über einen Schalter 12 an den Funkenspalt G zwischen dem Werkstück W und der Elektrode T angeschlossen ist. Der Funkenspalt G ist von einem Dielektrikum überflutet. Die konstante Stromquelle 10 besteht aus einem Transformator 13, den Dioden 14 zur Doppelweggleichrichtung und der Drossel 15 und dem Kondensator 16 zum Glätten der gleichgerichteten Spannung. Die Kapazität des Kondensators 16 beträgt ein Mehrfaches der Kapazität des Kondensators 11, so daß die Ausgangsspannung der Stromquelle 10 etwa gleich ihrer Nennspannung ist, wenn der Kondensator 11 geladen ist.

Der Funkenarbeitskreis setzt sich zusammen aus dem Kondensator-Ladekreis und dem Kondensator-

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Entladekreis. Ein etwa gleichartiger, jedoch mit größenordnungsmäßig geringerer Leistung arbeitender Kondensator-Lade- und -Entladekreis ist als Steuerkreis dargestellt. Dieser hat eine Gleichspannungsquelle 17 und einen Speicherkondensator 18 mit einem Entladekreis, der eine Schaltvorrichtung 19 und den Steuerweg des Schalters 12 aufweist. Die Schaltvorrichtung 19 wird periodisch von einer Quelle zeitlich gesteuerter Impulse 20 gezündet, die einen ganz niedrigen Leistungspegel haben können.

In der Arbeitskreisschaltung muß dem Funkenspalt G im Entladekreis nach der Entladung des Kondensators 11 zum Entionisieren Zeit gegeben werden, bevor die Ladespannung wieder angelegt wird. Bereits 20 bis 30 V reichen aus, um die Ionisierung aufrechtzuerhalten, aber nach der Entionisierung hat die Überschlagspannung, bei welcher der Funken-Überschlag unmittelbar erneut erfolgt, einen höheren Wert, der von der Größe des Funkenspaltes abhängt. Dieser Wert liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 100 V bei den maximalen zur Bearbeitungsgenauigkeit erwünschten Arbeitsfunkenspaltlängen. Für hohe Leistungen wird die in dem Kondensator gespeicherte Energie vergrößert. Zu diesem Zweck ist der Ladespannungspegel des Kondensators 11 zweckmäßig hoch, und dann wird der Entladungsschalter 12 benötigt, um die Funkenstrecke von der Kondensatorspannung während des Ladens zu isolieren. Besondere Sorgfalt muß dann darauf verwendet werden, daß sich auch der Schalter 12 nach jeder Entladung des Kondensators 11 wieder entionisieren kann.

Der Schalter 12 kann zweckmäßig eine Zündstiftoder gittergesteuerte Gasentladungsstrecke (Ignitron oder Thyratron) mit einer Zündelektrode 12 a sein, welche als Steuerelektrode verwendet wird. Wie die Funkenstrecke selbst kann eine solche Röhre sehr hohe Spitzenströme führen, hat jedoch infolge ihres großen Ionisierungsstromes während des Leitens einen sehr geringen Spannungsabfall. Die Spannung zwischen den Elektroden muß, nachdem der Kondensator entladen ist, über einen Zeitraum unter ihr Ionisierungspotential fallen, der zur Entionisierung der Röhre ausreicht, so daß eine neue Ladeperiode beginnen kann.

Im Arbeitskreis ist ein nichtlinearer Magnetschalter 21 vorgesehen, dessen Hauptwicklung 22 in Reihe zwischen den positiven Pol 23 des Gleichstromnetzgerätes 10 und die als positiv bezeichnete Anschlußklemme 24 des Speicherkondensators 11 geschaltet ist. Eine Vormagnetisierungswicklung 25 an dem Schalterkern 26 ist mit ihrer eigenen Gleichstromquelle 27 über eine Begrenzungsimpedanz verbunden, die in geeigneter Weise aus einer Induktivität 28 und einem Widerstand 29 besteht und so gewählt ist, daß die gewünschte, im wesentlichen stromkonstante Vormagnetisierung entsteht. Diese wirkt der Magnetisierung oder Erregung entgegen, die durch den Ladestrom in der Wicklung 22 erzeugt wird, wie später noch erläutert wird.

Das Material des sättigungsfähigen Kerns 26, der durch die Ströme der beiden Wicklungen verkettet ist, hat eine im allgemeinen rechteckige Hystereseschleife. Charakteristisch für solche Stoffe ist die Form der Sättigungskurve, die in allgemeiner Form in Fig. 3 veranschaulicht ist, in welcher der Kernfluß als Funktion der Magnetisierungskraft aufgetragen ist. Solche Materialien zeigen einen praktisch senkrechten Anstieg des Flusses von einem Schleifensättigungsniveau in einer Richtung (— Φ) zu einem Schleifensättigungsniveau in der anderen Richtung (+Φ), d. h. plötzliche Änderungen der Permeabilität von niedrigen auf hohe und wieder auf niedrige Werte. Sie besitzen auch vorzugsweise einen hohen Grad an Koerzitivkraft, so daß sie an oder in der Nähe des Sättigungspegels bleiben, nachdem der Erregungsstrom aufhört. Magnetisierungsstrom in der entgegen- gesetzten Richtung ist erforderlich, um die Sättigungsrichtung des Kernes umzukehren. Die Hystereseschleife kann im wesentlichen zwischen den allgemeinen Schleifensättigungspegeln liegen, wie in der Figur dargestellt ist. Weitere Erregung bewirkt ein geringes Ansteigen des Kernflusses mit einer geringen Anstiegsgeschwindigkeit, und da das Anwachsen der begleitenden Hysterese im allgemeinen klein ist, wird keine Hysteresefläche im Querverlauf des Flusses durch den Zuwachs ΔΦ über den Durchschnitts-

ao schleifensättigungspegel H- Φ oder — Φ hinaus umschlossen. Innerhalb der im wesentlichen rechteckigen Hystereseschleife jedoch hat die Geschwindigkeit der Magnetisierungsstromänderung geringe Wirkung, und die Zeitverzögerungen des Volt-Sekunden-Produktes

z5 können leicht bestimmt werden.

Auf diese Weise vergeht für eine an die Primärwicklung 22 angelegte bestimmte Spannung eine bestimmte Zeit, bis der Kern 26 gesättigt ist. Während dieser Anfangsverzögerung ist der Magnetisierungsstrom so klein, daß keine wesentliche Ladung des Kondensators erfolgt, und die Kondensatorspannung bleibt zu niedrig, um die Ionisierung im Funkenspalt aufrechtzuerhalten. Im Zeitpunkt der Sättigung hört die Wicklung auf, eine hohe Impedanz für den Ladestromfluß in den Kondensator darzustellen, und läßt eine sehr schnelle Ladung des Kondensators zu.

Ebenfalls in Reihe mit der Wicklung 22 und dem Kondensator 11 ist ein Ventil 30 geschaltet. Diodengleichrichter sind für diesen Zweck gut geeignet, und es können auch Selen-, Germanium- oder Siliziumdioden verwendet werden. Obgleich der Vorwärtswiderstand der Vorrichtung 30 nicht kritisch ist, so ist doch ein niedriger Wert erwünscht, um eine niedrigere als die kritische Dämpfung des Ladekreises zu gewährleisten, d. h., der Gesamtwiderstand des Ladekreises ist mit Bezug auf seine Induktivität und Kapazität so ausreichend niedrig, daß er zu schwingen sucht. Der hohe Rückwärtswiderstand der Diode sperrt in bekannter Weise das Fließen eines Schwing-

stromes von dem Kondensator zurück zu der Stromversorgung.

Wie weiter gezeigt ist, ist eine sättigungsfähige Drosselspule 32 in Reihe mit dem Ignitron 12 in den Entladungskreis eingefügt. Ihr Kern hat vorzugsweise ebenfalls eine rechteckige Hystereseschleife, so daß eine gewisse Verzögerungszeit beim Rückstellen des Kernes enthalten ist, um die Entionisierung des Ignitrons ohne Rückzündungen zu unterstützen, wie noch weiterhin erläutert wird. Die Verwendung der Vorrichtung 32 erfolgt nach Wahl. Sie ist insofern vorteilhaft, als sie einer längeren Entionisierungszeit von Schaltvorrichtungen für höheren Strom entgegenwirkt. Die zulässige Entladungsinduktivität ist begrenzt, da eine zusätzliche Entladungsinduktivität die Kondensatorentladungszeit erhöht.

Die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Schaltung ist mit Bezug auf das Spannungs-Zeit-Diagramm der Fig. 2 verständlich, welches den oszillographi-

sehen Diagrammen entspricht. Die Zeitachse dieses Diagrammes ist in aufeinanderfolgenden Intervallen mit A bis F bezeichnet, um eine Lade- und Entladeperiode zu veranschaulichen. Die Theorie, welche die beste Erklärung dieser Tatsachen bietet, bildet die Basis der entsprechenden Buchstabenbezeichnung des Flußdiagramms der Fig. 3.

Unter der Annahme, daß der Kondensator 11 an dem Punkt A der Fig. 2 vollständig geladen worden ist, wenn die Schaltvorrichtung 12 leitend gemacht ist, springt der Funken an der Strecke G über, und der Kondensator wird entladen. Die Spannung fällt schnell durch Null auf einen negativen Wert am Punkt B, d. h. an dem Punkt, wo die als positiv bezeichnete Elektrode des Kondensators gegen Erde negativ wird. Die Spannungsabfallinie ist sehr steil, jedoch sinusförmig und entspricht der Wellenform

bei einer Frequenz, die etwa y—p, proportional ist, wo-

bei L_d die Induktivität des Entladekreises (hauptsächlieh die Induktivität der Zuleitungen und des Kondensators selbst) und C die Speicherkapazität ist. Während des Zeitraumes A-B tritt Funkenentladung an der Strecke G auf und ist als Entladungsstromspitze oder -impuls in Fig. 2 c dargestellt.

In Fig. 2 a steigt die Kondensatorspannung nicht sogleich wieder an, sondern erhöht sich sehr langsam über das wesentliche Zeitintervall B-C, welches der gewünschte und durch die Wirkung der Reaktanzvorrichtung 21 hergestellte Verzögerungszeitraum ist. Dann steigt in dem Zeitraum C-D-E die Spannung wieder sehr steil an, entsprechend der Wellenform bei

einer Frequenz, die etwa γ-— proportional ist, wobei

L_c die gesättigte Ladeinduktivität des nichtlinearen Schalters (plus irgendeiner anderen an dem Ladekreis verteilten Induktivität) und C die Speicherkapazität ist. Danach erhöht sich die Spannung in dem Zeitraum E-F mit sehr langsamer Geschwindigkeit. Dieser Teil der Spannungskurve ist dem Ummagnetisierungsvorgang zugeordnet, wie noch erklärt wird. Nachdem die Spannung den Punkt F erreicht hat, wird der Schaltkern vollständig ummagnetisiert, und es kann zu jedem späteren Zeitpunkt gezündet werden. Die Maximalspannnung, welche F entspricht, ist größer als die Spannung der Quelle 10 infolge der Schwingspannungsausschläge, welche eine Dämpfung begleiten, die kleiner als die kritische Dämpfung ist. Dieser Zustand tritt auf, wenn das Quadrat des Gesamtwiderstandes des Ladekreises kleiner als —~- ist.

Der Maximalwert von 800 V der Kurve der Fig. 2 a wird somit mit einer Spannung der Gleichspannungsquelle 10 von nur 250 V erhalten.

Falls irgendeine Rückableitung durch den Gleichrichter30 erfolgt, sucht sich die Spannung an dem Kondensator 11 in geringem Maße gegen den Wert F zu vermindern, bis wieder bei dem Punkt A gezündet wird. Man erkennt, daß trotz der Impulssteilheit, die sehr hohen Resonanzfrequenzen entspricht die in erwünschter Weise in dem Entladungskreis und in zulässiger Weise in dem Ladekreis enthalten sind, keine kritische Zündzeit vorhanden ist, solange das Steuersignal nicht an das Ignitron 12 angelegt wird, bis die Spannungskurve der Fig. 2 a den Punkt F oder einen nahegelegenen Punkt erreicht hat, was der negativen Sättigung oder Rückstellbedingung des Schalterkernes in Fig. 3 entspricht. Der Wert des Querflusses (-ΑΦ) über den Pegel (—Φ) hinaus hängt von dem Ableitungsstrom von dem Kondensator 11 zurück zu der Spannungsquelle 10 und dem Wert der Vormagnetisierung ab und ist nicht kritisch. Obgleich die Kondensatorentladung den Fluß schnell auf den Punk* B bringt, erfordert der Wechsel des Kernflusses von dem Punkt B das Volt-Sekunden-Produkt, für welches der Kern entwickelt ist. Während dieses Zeitraumes B-C tritt eine Spannung, die gleich der algebraischen Differenz zwischen der Speisespannung (in diesem Fall 250 V) und der Kondensatormomentanspannung (in der Nähe von —400 V) ist, zwischen den Enden der Wicklung 22 auf, wobei aber nur ein sehr kleiner Magnetisierungsstrom fließt. Während der Punkt 24 negativ gehalten wird, haben das Ignitron 12 und die Funkenstrecke G weitgehend Zeit, um sich vollständig zu entionisieren und für den nächsten positiven Funkenüberschlag vorbereitet zu sein.

Die sehr schnelle Spannungsumkehr in dem Entladekreis kann nicht nur ionisierte Entladung löschen, sondern die im Punkt B in Fig. 2 a gezeigte negative Spannung kann an der Anode des Ignitrons 12 auftreten, bevor sie eine Gelegenheit zur Entionisierung hatte. Unter einer solchen Bedingung, und solche Begungen sind zu berücksichtigen, wenn die Funkenwiederholungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 2 kHz oder mehr auftreten, kann eine zerstörende Rückzündung in dem Ignitron infolge des Vorhandenseins der Reaktanz 32 mit dem sättigungsfähigen Rück- oder Abhaltekern in dem Entladekreis erfolgen. Der Kern der Entladungsreaktanz 32, der in einer Richtung durch den Fluß des Entladungsstromes gesättigt wird, wird durch die Umkehrspannung ummagnetisiert. Dieser Magnetisierungsstrom als Ableitungs- oder Sickerstrom durch das Ignitron hindurch ist zu niedrig, um das Ignitron in einem ionisierten Zustand zu halten. Die daraus resultierende Verzögerung der Anlegung der vollen entgegengesetzten Spannung an das Ignitron gewährleistet seine Entionisierung. Es wird bemerkt, daß die Wirkung der sättigungsfähigen Ladekreisreaktanz 21 das Aufrechterhalten der hohen negativen Spannung während des Zeitraumes B-C unterstützt, so daß ein hohes Volt-Sekunden-Produkt zum Ummagnetisieren des Kernes der Entladungsreaktanz 32 verfügbar ist. Kritische Konstruktionsanforderungen hinsichtlich der Reaktanz 32 werden somit vermieden, und es können Wicklungen mit verhältnismäßig geringer Induktivität verwendet werden, so daß der Nutzeffekt der Anwendung der Induktivität 32 darin besteht, die Wiederholungsgeschwindigkeit, mit der ein bestimmtes Ignitron betrieben werden kann, zu vergrößern und nicht zu verkleinern.

Während des Zeitraumes C-D-E, nachdem der Kern 26 der Vorrichtung 21 in positiver Richtung gesättigt worden ist, wird dem Ladestromfluß sehr geringe Impedanz entgegengesetzt, so daß die Kondensatorspannung schnell ansteigt, wie in Fig. 2 a gezeigt ist. Wenn sich der Kondensator 11 seiner maximalen Ladung nähert, nimmt der Ladestrom ab. Fig. 2 b veranschaulicht den Stromimpuls, der sich aus dem niedrigen Magnetisierungsstrompegel, bei C ansteigend auf einen Maximalwert D und dann wieder abfallend auf einen niedrigen Wert zum Zeitpunkt E, ergibt. Fig. 2 b stellt keinen Maßstab dar, da der Strompegel bei D das Mehrfache von dem Strompegel bei C betragen kann.

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Während dieses Zeitraumes wird die negative oder Kern 26 nach jeder Betätigung des Schalters 12 umentgegenwirkende Erregung, die von der Spannungs- magnetisieren kann. Wenn aus einem Grunde die quelle 27 in der Vormagnetisierungswicklung 25 ent- Steuerelektrode 12 a des Ignitronsl2 nicht in erfolgsteht, von der Erregung übertroffen, die von dem reicher Weise den leitenden Zustand einleitet, wenn Ladestrom erzeugt wird. Da jedoch der Ladestrom 5 z. B. die Funkenstreckenlänge zu groß ist, um das abnimmt, überwiegt die Wirkung der Erregung der Zünden bei der Kondensatorspannung zu ermöglichen, Vormagnetisierungswicklung. Aus Beobachtungen bleibt der Kondensator 11 geladen. Unter diesen Beder Änderungswirkung des Vormagnetisierungswertes dingungen bleibt der Kern 26 in seinem ummagneti- und des Rückwärtswiderstandes 30 α des Gleichrichters sierten Zustand, da 10 eine Gleichstromquelle ist. wird angenommen, daß der Vormagnetisierungsfluß io Immer dann, wenn der fehlerhafte Funkenstreckenden Ladefluß in der Nähe des Punktes E der Fig. 3 zustand beseitigt ist, setzen die Entladungs- und überwiegt und daß nach einem Volt-Sekunden-Verzö- Wiederladungsperioden ohne die Notwendigkeit gerungszeitraum E-F der Kernfluß wiederum schnell eines Eingriffs wieder ein.

von einem positiven auf einen negativen Sättigungs- Bisher ist auf die Anwendung der Erfindung im

pegel wechselt. 15 Arbeitskreis Bezug genommen worden, in der die

Die Beziehung der Ladestrom- und Vormagneti- hohen Leistungen besonders schwierige Schaltpro-

sierungsstromerregungskomponenten für den Kern 26 bleme bieten. Auch der Steuerkreis für das Ignitron 12

ist in Fig. 3 graphisch dargestellt. Eine gestrichelt ge- enthält mit den Vorteil der Erfindung, wie in Fig. 1

zeichnete senkrechte Achse liefert einen Bezug für gezeigt ist. Auf diese Weise ist die Zündelektrode 12 a

die ersichtliche primäre Erregung, die zur Erzielung 20 des Ignitrons 12 mit einer positiven Impulsspannung

der beobachteten Wirkungen erforderlich ist. mit Bezug auf die Kathode versehen, um den leitfähi-

Unter diesem ersten Gesichtspunkt liegt die pri- gen Zustand einzuleiten. Dieser positive Energiemäre Nullerregung (O₁,) links von der Hysterese- impuls wird vorteilhaft durch die plötzliche Entladung schleife. An dem Punkt £ mit Bezug auf die ge- des Kondensators 18 geliefert, wobei eine Schaltstrichelte primär betrachtete Achse reicht die primäre 25 vorrichtung, wie ein Thyratron 19, parallel zu dem Amperewindungserregung nicht aus, um zu verhin- Kondensator 18 als sein Entladekreis geschaltet ist. dem, daß der Kern in die entgegengesetzte Sättigung Dieser Entladekreis kann wahlweise einen Widerstand zurückkehrt. Dies ist naturgemäß durch die konstant 33 enthalten, der in Reihe mit der Ignitronzündelekaufrechterhaltene Vormagnetisierung des Kernes be- trode liegt, um den Zündelektrodenstrom auf einen dingt. Somit erhöht sich die Kondensatorspannung 30 sicheren Wert in Übereinstimmung mit der Zündweiter mit langsamer Geschwindigkeit von E auf F in geschwindigkeit zu begrenzen.
Fig. 2 a zu dem Zeitpunkt, zu dem die Nutzvormagne- Der Schalter 34 im Ladekreis hat in diesem Falle, tisierung den Kern ummagnetisiert. wie im Arbeitskreis, ebenfalls einen sättigungsfähigen

Die in Fig. 3 dargestellte induktive Komponente Kern 35 mit einer im wesentlichen rechteckigen

der Reaktanz 21 bewirkt die geringe Zunahme des 35 Hystereseschleife. Seine Hauptwicklung 36 ist zwi-

Flusses, da die Erregung über den Schleifensättigungs- sehen die Gleichstromquelle 17 und den Kondensator

pegel hinaus zunimmt. Sie trägt somit dazu bei, daß 18 geschaltet. Eine Wicklung 37 auf dem Kern der

die unterkritische Dämpfung eine Rolle bei der end- Vorrichtung 43 liefert eine konstante Vormagnetisie-

gültigen Ladung des Kondensators 11 auf eine Span- rung und ist an ihre eigene Gleichstromquelle 38 über

nung spielt, die viel größer als die Spannung der 40 eine Begrenzungsimpedanz geschaltet, die zweckmä-

Gleichspannungsquelle 10 ist. ßig aus einer Induktivität 39 und einem Widerstand

Der Gleichrichter 30 verhindert eine osziüatorische 40 in der Weise besteht, die für den Sekundärkreis

Umkehrschwingung der an dem Kondensator 11 ge- der Induktivität 21 dargestellt ist. In Reihe mit der

speicherten Spannung, was sonst eine kritische Zeit- Primärwicklung 36 der Vorrichtung 34 ist eine Diode

Steuerbedingung für das an die Steuerelektrode 17 45 41 geschaltet, die in diesem Falle als ein Thyratron

des Ignitrons 12 angelegte Signal sein könnte. Die dargestellt ist, dessen Steuerelektrode mit seiner

Induktivität, die den Kondensator-Lade- und -Ent- Anode verbunden ist, um Strom in der Flußrichtung

ladekreisen zugeordnet ist und die Schwingneigung von der positiven Klemme der Gleichstromquelle 17

der Ladespannung verursacht, wird auf diese Weise zu der ungeerdeten Elektrode 42 des Kondensators

vorteilhaft ausgenutzt. Wirkungsgemäß wird die 50 18 hindurchzulassen.

Schwingungsenergie des Ladekreises aufgefangen und Die Quelle der bei 20 dargestellten Steuerimpulse

die Schwingungsenergie des Entladekreises erneut kann zweckmäßig irgendein üblicher Impulsgenera-

aufgefangen, und die Entladung der hohen Konden- tor geringer Leistung sein. Darstellungsgemäß ist die

satorspannuag zurück in die Stromquelle 10 wird ver- Quelle mittels eines Übertragers 44 induktiv gekop-

hindert. 55 pelt, so daß die Impulse zwischen dem Gitter und der

Es ist wesentlich, daß eine kurzzeitige Fehlfunktion Kathode des Thyratrons 19 auftreten. Ein Kondendes Entladungskreises nicht verhindern darf, daß der sator 45 in der Gitterleitung und ein Widerstand 45 Ladekreis in konstanter Bereitschaft bleibt, während zwischen dem Gitter und der Kathode unterstützen der Fehler beseitigt wird. Im Hinblick auf die Mög- die Schaffung eines stabilen und zuverlässigen Stromlichkeit, daß die Funkenstrecke G kurzgeschlossen 60 kreises, um das Gitter kurzzeitig gegen die Kathode werden und während der normalen Entladungsperiode positiv oder wenigstens ausreichend weniger negativ bleiben kann, sind dann Bedingungen vorhanden, zu machen, um zu bewirken, daß die Röhre bei Einwenn der Entladungshalter 12 tatsächlich die ein- führung eines Impulses zündet,
zige Belastung parallel zu dem Kondensator ist (mit Der Steuerkreis arbeitet in derselben Weise, wie sie der Ausnahme der verteilten Stromkreisinduktivität). 65 im Zusammenhang mit der Arbeitskreisschaltung be-Dies verhindert nicht ihre Entionisierung und die schrieben wurde. Gewöhnlich zeigen sich bei dem Wiederöffnung des Entladekreises, so daß der Kon- Steuerkreis weniger Probleme als bei dem Funkendensator 11 sich wieder aufladen kann und sich der kreis im Hinblick auf die geringere Belastung und

die auftretenden kleineren Ströme, obgleich in manchen Fällen das Quecksilber des Ignitrons 12 von der Spitze der Zündelektrode weggeblasen werden kann, wodurch eine Unterbrechung des Steuerkreises entsteht. Wenn die Zeitsteuerung des Entladeschaltvorgangs genau und zuverlässig aufrechterhalten wird, so daß er an oder in der Nähe des Punktes F erfolgt, kann die Diode 41 aus dem Stromkreis weggelassen werden. Eine gewisse Unterstützung bei der Ummagnetisierung des Reaktanzkernes wird durch das Fließen von Strom von dem Kondensator zurück zu der Stromquelle realisiert (falls der Ladekreis weniger als kritisch gedämpft, ist). Jedoch wird die Vorrichtung 21 so geschaltet, daß sie diesen Rückstrom schnell leitet und den Kondensator zurück in die Stromquelle entladet, falls nicht der Entladungsschalter zu dem Zeitpunkt schließt, zu dem der Kern rückgestellt wird.

Es wird bemerkt, daß die übliche fachmännische Geschicklichkeit beim Wählen der Kernabmessungen und der Windungen der sättigungsfähigen Kernvorrichtungen 21 und 43 darauf gelenkt werden kann, die Zeit zutreffend zu ermitteln, die zum Laden und Entladen der Kondensatoren 11 und 18 verfügbar ist. Falls keine Zeit zum Ummagnetisieren zugelassen werden sollte, dann wirkt naturgemäß der Schalter 21 oder 34 lediglich als eine einfache lineare kleine Induktivität und zieht keinen Vorteil aus dem angenähert senkrechten Teil der Magnetisierungskurve zwischen den negativen und positiven Sättigungspegeln. Da eine Sychronisierung des Schalters zwecks genauer Arbeitsweise am Punkt F wegen der Gleichrichter 30 und 41 ganz unnötig ist, bleibt jedoch die Schaltung praktisch verwendbar für einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen. _

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltanordnung für die Elektroerosion mit einem kapazitiven Speicher, dessen Aufladung aus einer Gleichspannungsquelle bis zur Entionisierung des Funkenspaltes verzögert ist durch Reihenschaltung der Stromquelle, einer Induktivität und eines Ventils im Ladekreis, dadurch ge kennzeichnet, daß als Induktivität eine an sich bekannte gleichstromvormagnetisierte Drossel (21) mit einem Kern aus Material mit hoher magnetischer Anfangspermeabilität und plötzlicher Sättigung verwendet ist und daß die Vormagnetisierungswicklung (25) über eine Impedanz (28, 29) an einer regelbaren Gleichstromquelle liegt.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladekreis des kapazitiven Speichers (11) in an sich bekannter Weise ein Schalter (12) angeordnet ist und daß der Steuerkreis (17, 34, 41, 18) für diesen Schalter (12) im Aufbau im wesentlichen dem Arbeitskreis (13 bis 16, 21, 30, 11) entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 967 179, 972 733;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 010 673;
britische Patentschrift Nr. 666 574;
USA.-Patentschrift Nr. 2769 078, 2308 680;
Zeitschrift »Fertigungstechnik«, 1956, Dezember, S. 563 bis 564.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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