DE1128063B - Schaltanordnung fuer Elektro-Erosion mit pulsierendem Gleichstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Elektro-Erosion mit pulsierendem Gleichstrom, bei der im Wechselstromkreis in Reihe mit der Erosions-Wechselstromquelle eine gleichstromvormagnetisierte Drossel liegt, deren Steuerwicklung von der Erosionsspannung beaufschlagt ist und bei der ein spannungsabhängiger Widerstand zur Verringerung der Ladeenergie in Abhängigkeit von der Spaltspannung beim Kurzschließen des Spaltes im Gleichstromladekreis des Speichers in Reihe mit diesem liegt.

Die inneren Vorgänge bei der Bearbeitung über Funkentladung verlaufen etwa folgendermaßen: Wenn die Entfernung zwischen der Elektrode und dem Werkstück verringert wird, setzt der Elektronenfluß, der von der Elektrode zum Werkstück gerichtet ist, die zwischen Werkstück und Elektrode angeordnete Flüssigkeit unter Strom, verstärkt den Elektronenfluß und wandelt ihn in die Funkentladung um. Wenn dann der Entladungsweg vollständig zersetzt ist, verdampfen die Entladungsstellen der Elektrode und des Werkstückes auf Grund der Entladungswärme und gehen in den gasförmigen und geschmolzenen flüssigen Zustand über. Dabei werden durch den Entladungsstrom elektromagnetische Kräfte (Pinch-Effekt) und eine hohe mechanische Kraft in der Umgebung der Entladung erzeugt. Diese Kräfte bewirken, daß ein Krater in den Teilen, die in flüssigem Zustand sind, ausgebildet wird und daß gleichzeitig die abgetrennten Teilchen aus der Entladungsumgebung entfernt werden. Wenn die Entladung dann beendet ist, weist dieser Krater tellerförmige Gestalt auf, und am Rand des Kraters wird eine Kratererhebung ausgebildet.

Da die Elektrode und das Werkstück nach Ausbildung der Kratererhebung und des Kraters durch einen sehr kleinen Spalt getrennt sind, treten im allgemeinen an der Kratererhöhung örtliche Kurzschlußstellen auf. Wird die Entladung nicht vollständig durchgeführt, während die Kurzschlußstellen erzeugt werden, so fließt die verbleibende Energie durch die Kurzschlußstellen in konzentrierter Form und schmilzt und verdampft diese Stellen.

Betrachtet man dies vom Standpunkt der Metallbearbeitung aus, so bedeutet das Verfahren, das eine ursprüngliche Verformung der Kratererhebung und des Kraters und ein nachfolgendes Schmelzen der Kurzschlußstellen ergibt, daß das Verfahren, das zuerst in einem Grobverfahren die Ausbildung der Kratererhebung und des Kraters und anschließend in einem Feinverfahren ein Wegschmelzen der Kurzschlußstellen vorsieht, zweifelsohne mit einer einzigen

Schaltanordnung für Elektro-Erosion
mit pulsierendem Gleichstrom

Anmelder:

Kiyoshi Inoue,

Tamagawayoga-Machi, Tokyo-To (Japan)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 27. August und 3. September 1959

(Nr. 27 487, Nr. 27 488, Nr. 27 489 und Nr. 28 251)

Kiyoshi Inoue, Tamagawayoga-Machi, Tokyo-To
ao (Japan),

ist als Erfinder genannt worden

as Entladung durchgeführt werden kann, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Vereinfachung des Verfahrens wesentlich verbessert werden.

Wenn aus diesem Grunde eine elektrische Einspeisung mit einer großen Impulsbreite vorgenommen wird, so daß der Entladungsstrom unverändert auch während des Kurzschließens oder Kratererhebung fließt, so lassen sich die beiden obenerwähnten Verfahrensgänge mit einer einzigen Entladung durchführen. Andererseits kann eine zu hohe Entladungsenergie im allgemeinen zur Folge haben, daß die Funkenentladung in eine Lichtbogenentladung übergeht. Bei dem Verfahren der Funkenentladung verhindert ein Übergang auf Lichtbogenentladung eine weitere Ausübung des Verfahrens. Um deshalb lediglieh die Funkenentladung aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, den Stromstoß ausreichend kurz zu halten. Aus diesem Grunde ist das Wegschmelzen der Kurzschlußstellen mit sehr hoher Energie im allgemeinen unerwünscht.

Die Verwendung eines Stromstoßes verhältnismäßig geringer Breite hat unter Umständen folgende Nachteile: Die Entladungsenergie wird nur für die Bildung der Kratererhebungen und des Kraters verwendet. Die Kratererhebungen und der Krater, die deshalb kurzgeschlossen gehalten und nicht weggeschmolzen werden, entstehen durch den Stromstoß sehr hoher Energie beim nachfolgenden Wegschmelzen

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der Kurzschlußstellen, so daß ein weiteres Anwachsen der Kratererhebungen und eine Vergrößerung der Kurzschlußstellen gegeben ist. In einem solchen Falle werden die Elektrode und das Werkstück vollständig kurzgeschlossen und können nicht weiterbearbeitet werden, ähnlich wie im Falle der Lichtbogenentladung,

Bei Entladungsverfahren ist es erforderlich, den gegenseitigen Abstand einzuhalten, so daß der Spalt

Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit ergibt. Wenn die Länge des Spaltes auf dem vorhin erwähnten Wert gehalten werden soll, so ist die Gefahr des Kurzschlusses dauernd gegeben. In diesem Falle läßt sich eine ideale Nachlaufschaltung hiergegen auf Grund der mechanischen Trägheit und der elektrischen Zeitkonstante nicht erzielen.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß selbst bei Elektrodenservoeinrichtungen mit einem hohen Ge-

zwischen Elektrode und Werkstück stets konstant ist, 10 nauigkeitsgrad zur Unterdrückung des Kurzschlusses

unabhängig vom Zustand der Bearbeitung. Wenn, wie das einzige Ergebnis darin besteht, daß die Kosten

oben erläutert, der Kurzschluß dauernd auftritt, so der Ausführungsform erhöht werden; das erwünschte

wird die Verhinderung des Kurzschlusses zwischen Resultat kann damit jedoch nicht erzielt werden.

Elektrode und Werkstück zum Hauptproblem, und Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese

die Aufrechterhaltung des konstanten Spaltes wird 15 Nachteile der bekannten Schaltanordnungen zu ver-

weniger bedeutsam. Als Gegenmaßnahmen sind zwei meiden.

Verfahren möglich: einmal das Verfahren der zeit- Die Erfindung besteht darin, daß ein an sich beweisen Sperrung der Zufuhr elektrischer Energie kannter Resonanzkreis parallel zum Erosionsspalt andann, wenn ein Kurzschluß auftritt, so daß die Elek- geordnet und derart bemessen ist, daß nur im Falle trode und das Werkstück getrennt werden und die 20 eines Kurzschlusses am Ende einer Erosions-Entla-Ausbildung der Entladung unterdrückt wird, ferner dungsschwingung eine Hochfrequenz-Nachentladung das Verfahren einer exakten Nachlaufregelung der im Erosionsspalt zur Abtragung der den Kurzschluß Elektrode mit Hilfe von Servoeinrichtungen und da- bewirkenden Werkstückoberflächenspitzen erfolgt,
durch eine Verhinderung des Kurzschlusses. Vorzugsweise sind als Resonanzkreis ein Reihen-Ais Anwendung auf das ersterwähnte Verfahren 25 resonanzkreis oder mehrere parallelliegende Reihenwurde bereits vorgeschlagen, eine Energieeinspeisung resonanzkreise aus Induktivität und Kapazität vorzur Entladungsbearbeitung vorzusehen, bei der eine handen. Insbesondere sind mehrere parallelliegende Verringerung der Spannungsdifferenz zwischen Elek- Reihenresonanzkreise mit unterschiedlicher Resonanztrode und Werkstück beim Auftreten eines Kurz- frequenz und/oder unterschiedlicher Zeitkonstante Schlusses angezeigt, verstärkt und zur Unterdrückung 30 vorhanden.

des Abgabestromes der Energieeinspeisung verwendet Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind

wird. Jedoch ist diese Anordnung so ausgelegt, daß an die Reihenresonanzinduktivität ein oder mehrere

sie nur wirkt, wenn ein Kurzschluß über eine verhält- Parallelresonanzkreise induktiv angekoppelt. Die ein-

nismäßig lange Zeit (einige Perioden) aufgetreten ist. zelnen Resonanzkreise sind dabei vorzugsweise wahl-

Darum kann nicht erwartet werden, daß dieses Ver- 35 weise anschaltbar.

fahren mit so hoher Empfindlichkeit arbeitet wie ein Zweckmäßigerweise wird als spannungsabhängiger Verfahren, das auf einen Kurzschluß, der nur über
eine Periode auftritt, anspricht. Ist ein auf einen
Kurzschluß ansprechendes System erwünscht, so wird

dieses System kompliziert und ist nicht wirtschaftlich. Darüber hinaus tritt ein Kurzschluß nicht in konstanten Abständen auf, sondern verhältnismäßig unregelmäßig, und es hat auch nicht jede Entladung einen Kurzschluß zur Folge. Eine Einrichtung lediglich zur Verhinderung des Kurzschlusses ist deshalb sowohl aus technischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht die optimale Lösung.

Selbst bei Anwendung des vorerwähnten zweiten Verfahrens, wenn die Elektrodenservoeinrichtung mit

einem extrem hohen Grad an Genauigkeit ausgelegt 50 Joulesche Wärme des Hochfrequenzstromes erforderwird und die Frequenz der Stoßwiederholungen bei- lieh ist. Infolgedessen nimmt der Hochfrequenzstrom spielsweise 500 bis 1000 kHz beträgt, ist es erforder- nicht direkt an der Bearbeitung infolge Funkenentlich, eine Nachlaufsteuerung für die Elektrode vor- ladung teil. Wenn ein Kurzschluß nicht auftritt, so zusehen, und zwar in der Größenordnung von 10~s erfolgt auch kerne Hochfrequenzentladung, und die bis ΙΟ"⁶ Sekunden, wobei zu erwähnen ist, daß auf 55 Energie bleibt gespeichert, bis ein Kurzschluß auftritt. Grund der Massenträgheit die Verwendung solcher Da alle Mittel zur Unterdrückung der Umwandlung Elektrodenservoeinrichtungen praktisch unmöglich ist. der Funkenentladung in eine Lichtbogenentladung Es herrscht eine bestimmte Beziehung zwischen eingesetzt werden müssen, ist die Einrichtung vorder Länge des Spaltes und der Bearbeitungsgeschwin- zugsweise so ausgelegt, daß die Hochfrequenzentladigkeit, und die Größe des Funkenspaltes ermöglicht 60 dung, falls dies möglich ist, innerhalb einer halben bei einer bestimmten Länge eine maximale Bearbei- Welle der Wiederholfrequenz der Funkenentladung

Widerstand zur Verringerung der Ladeenergie in Abhängigkeit von der Spaltspannung beim Kurzschließen des Spaltes eine sättigbare Drossel verwendet.

Durch eine Anordnung gemäß der Erfindung können der Zeitpunkt des Beginnes oder die Zeitdauer der Nachentladung in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Metall von dem Elektrodenwerkstoff gesteuert werden.

Die Hochfrequenz-Nachentladungs-Sehaltung stellt einen geschlossenen Schaltkreis nur dann dar, wenn ein Kurzschluß an der Primär- bzw. Hauptentladung auftritt, und speist gerade so viel Energie ein, wie für das Wegschmelzen der Kurzschlußstellen durch die

tungsgeschwindigkeit. Wenn jedoch der Spalt größer oder kleiner als diese optimale Länge ist, so wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit verringert. Wird ein Kurzschluß befürchtet und wird die Elektrodenservoeinrichtung so ausgelegt, daß die Länge des Spaltes größer ist als der optimale Wert, so nimmt die Frequenz der Entladungswiederholung ab, was auch eine

beseitigt wird.

Die Gründe für die Wahl eines Hochfrequenzstromes für die Nachentladung sind folgende:

1. Wenn der Strom ein hochfrequenter Strom ist, so läßt dieser sich dadurch erzeugen, daß auf sehr einfache Weise ein Stromkreis aus Induktivität und Kapazität parallel zum Kondensator zur Stoßstrom-

erzeugung gelegt wird, ohne daß eine besondere Energiequelle für den Hochfrequenzstrom erforderlich ist.

2. Die Schaltung weist kaum einen Ohmschen Widerstand auf, und die ganze im Kondensator gespeicherte Energie kann zum Wegschmelzen der Kurzschlußstellen verwendet werden.

3. Es ist möglich, den Zustand aufrechtzuerhalten, daß durch den Widerstand (der Widerstand wird durch den Grad der Bewegung der Ionen festgelegt) des Entladungsweges, der im Zeitpunkt der Funkenentladung gebildet wird, der Strom kurzzeitig durch die Induktivität zurückgehalten wird, so daß die Energie im Kondensator sich nicht direkt entlädt und es möglich ist, wenn die Kurzschlußstellen schon einmal gebildet sind, den Strom von Null aus zum erstenmal aufzubauen. Hierzu sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung hochfrequenten Stromes eine unerläßliche Bedingung für die Verhinderung der Umwandlung von Funkenentladung in Lichtbogenentladung darstellt.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist ein C-Resonanzkreis induktiv mit der Induktivität des Hochfrequenz-Nachentladungskreises gekoppelt. Die Einrichtung ist so getroffen, daß die wirksame Induktivität des Stromkreises als Ganzes verringert und die wirksame Kapazität erhöht wird Dadurch wird in der Entladungsenergie, die durch ¹Iz CV² ausgedrückt wird, eine Erhöhung des Wertes für C erhalten und die Änderung des Ausdruckes V² wird kompensiert.

In einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung setzt sich die Schaltung für die Nachentladung aus einer Reihe von parallel geschalteten Resonanzkreisen mit etwas voneinander abweichender Resonanzfrequenz zusammen. Dann werden, wenn ein Kurzschluß auftritt, die verschiedenen parallelen Resonanzkreise gleichzeitig geschlossen, und der resultierende Entladungsstrom nimmt die Form einer geometrischen Hüllkurve der Entladungsstromkurven der verschiedenen Resonanzkreise an.

Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine hochfrequente Spannung an Elektrode und Werkstück gelegt und eine Gleichspannung überlagert wird, so daß eine Funkenentladungsbearbeitung erreicht wird. Da hierbei eine Gleichstromvorspannung der Hochfrequenzspannung überlagert wird und nur eine Halbwelle bestimmter Polarität unterdrückt wird, ist das Ergebnis dieses Verfahrens etwa dasselbe, wie wenn Hochfrequenzstöße bestimmter Polarität erzeugt würden. Aus diesem Grunde unterscheidet sich dieses Verfahren grundlegend von dem gemäß der Erfindung.

In einer weiteren bereits vorgeschlagenen Einrichtung zur Funkenentladungsbearbeitung werden Stromstöße bestimmter Polarität an Elektrode und Werkstück geführt, und gleichzeitig wird eine Hochfrequenzspannung überlagert. Eine Zerlegung des Entladungsstromes dieser Einrichtung zeigt, daß der überlagerte Hochfrequenzstrom durch den Entladungsstrom des Kondensators, d. h. durch Impulse bestimmter Polarität, moduliert wird, und ein hochfrequenter Strom fließt kontinuierlich zwischen Elektrode und Werkstück. Als Folge davon fließt der Hochfrequenzstrom nicht nur während der Zeit des Kurzschlusses, sondern auch während der anderen, normalen Zeitperiode, und trägt direkt durch Zündfunkenentladung zur Bearbeitung bei. Hier unterscheidet sich diese Einrichtung wesentlich von der gemäß der Erfindung.

Im folgenden wird an Hand von Ausführungsbeispielen die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, bei dem ein Reihenresonanz-Nachentladungskreis vorgesehen ist;

ίο Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Spannungskurvenform der Hauptentladung und der Spannungskurvenform der Nachentladung in einer Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 zeigt auf graphischem Wege den Verlauf der Entladungsspannung, wenn eine bekannte Einrichtung vorgesehen ist, bei der hochfrequente Wellen Stromimpulsen überlagert werden;

Fig. 4 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Hochfreqenz-Nachentladungsschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 stellt ein elektrisches Schaltdiagramm einer Abänderung der Schaltung nach Fig. 4 dar;

Fig. 6 zeigt ein elektrisches Schaltdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, bei dem eine Reihe von Hochfrequenz-Nachentladungskreisen vorgesehen ist, deren Resonanzfrequenzen verschieden voneinander sind;

Fig. 7 zeigt in graphischer Darstellung die Nachentladungsspannung der Einrichtung nach Fig. 6;
Fig. 8 zeigt ein Diagramm der Primärentladungsund der Nachentladungsspannung einer Einrichtung nach Fig. 6;

Fig. 9 stellt ein elektrisches Schaltbild dar, das eine weitere Ausführungsform der Nachentladungsschaltung gemäß Fig. 6 zeigt, und

Fig. 10 zeigt ein elektrisches Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, bei dem eine Schaltvorrichtung zum selektiven Verbinden einer der zahlreichen Nachentladungskreise verschiedener Zeitkonstanten vorhanden ist.

In allen Figuren stellen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile dar.

In Fig. 1 dient die Speisequelle 1, die die elektrische Energie für die Bearbeitung liefert, dazu, eine elektrische Impulsspannung an den Entladungsspalt zwischen einer Elektrode 2 und einem Werkstück 3, das als andere Elektrode dient, zu legen. Bei der Auslegung der Speisequelle 1 wurde die Steuerung so vorgenommen, daß zur Zeit des Kurzschlusses am Spalt die Ausgangsspannung der Speisequelle plötzlich gesenkt wird. Ein Kondensator 4 zur Erzeugung elektrischer Stromstöße wird durch die Abgabe dieser Energiequelle 1 über eine sättigbare Drossel 5, die als Filter wirkt, geladen. Die Speisequelle 1 setzt sich aus einer Wechselstromquelle Ia₁ einem Transformator Ib, einer sättigbaren Drossel Ic mit einer Gleichstromerregerspule ld und einer Gleichrichteranordnung le zusammen, wobei die Erregerspule Id an die Ausgangsseite der Gleichrichteranordnung angeschlossen ist.

Wenn der Entladungsspalt zwischen Elektrode 2 und Werkstück 3 kurzgeschlossen wird, so wird der Strom der Erregerspule Id plötzlich gesenkt, wobei die Impedanz der Drossel Ic groß wird und die Ausgangsspannung der Speisequelle 1 sofort gesenkt wird. Gemäß der Erfindung wird ein Reihenresonanzkreis 6 an die Elektrode 2 und das Werkstück 3 gelegt und gleichzeitig parallel zu einem Kondensator 4, der die

Stromstöße erzeugt. Dieser Reihenresonanzkreis 6 besteht aus einer Spule 7 und einem Kondensator 8. Die Kapazität des Kondensators 8 soll, wie Versuche gezeigt haben, in der Größenordnung von einem Zehntel der Kapazität des Kondensators 4 zur Erzeugung der Stromstöße sein. Die Wellen- bzw. Kurvenform der Hauptenladungs- und der Nachentladungsspannungen im Zeitraum der Entladungsbearbeitung sind graphisch in Fig. 2 dargestellt. Wie in diesem Dia-

diese Impulse aus einer anderen elektrischen Energiequelle abzunehmen, obgleich eine elektrische Energiequelle, die einen Impuls auf die Nachentladung für jedes Intervall des Impulses für die Hauptentladung einspeist, möglich ist, da die Einrichtung nicht nur ohne Nutzen komplizierter wird, sondern auch wirtschaftliche Probleme mit sich bringt. Ferner bleibt eine elektrische Energiequelle zur selektiven Erzeugung von Impulsen nur während des Kurzschlusses

gramm gezeigt, bringt die Spannung der Impulse V₁, io außer Betracht,

die durch den Kondensator 4 erzeugt werden, eine Auf Grund dieser Tatsachen wird gemäß der Erfin-

Metallbearbeitung auf Grund der Funkenentladung dung eine elektrische Stromversorgung zur Ent-

durch zyklische Wiederholung von bestimmter Peri- ladungsbearbeitung vorgesehen, die mit einer Reihe

odendauer zustande. Wenn beispielsweise ein Kurz- von Hochfrequenzresonanzkreisen arbeitet, deren

Schluß in jedem Zyklus auftritt, so wird die Spannung 15 jeder eine etwas von der anderen abweichende Reso-

des Nachentladungsimpulses F₂ nach Fig. 2 erzeugt und nur wenn die Spannung des Impulses V₁ einen minimalen Wert oder einen Wert in der Nähe dieses minimalen Wertes erreicht, tritt der Impuls F₂ plötzlich auf.

Im Falle dieser Einrichtung, bei der eine Hochfrequenzenergiequelle parallel zu einem Impulse abgebenden Kondensator gelegt wird, unterscheiden sich die Spannungskurvenformen von denen der

nanzfrequenz aufweist. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Nachentladungsschaltung 6 mehrere Reihenresonanzkreise aufweist, die aus den Spulen 7' bis T" und den Kondensatoren 8' bis 8"' bestehen. Diese Resonanzkreise sind parallel geschaltet und weisen Resonanzfrequenzen auf, die etwas voneinander abweichen. Die Kurvenformen dieser Hochfrequenzentladungsströme aus diesen Schaltkreisen während eines Kurzschlusses sind in

Fig. 2. Sie sind in Fig. 3 dargestellt. Wie diese Figur 25 Fig. 7 dargestellt, und die Hüllkurve dieser Kurven zeigt, wird ständig eine elektrische Hochfrequenz- stellt eine gedämpfte Schwingung einer Rechteckwelle spannung der Impulsspannung überlagert, und eine positiver und negativer Polarität dar. Wird die Einkonstante Hochfrequenzenergie wird kontinuierlich richtung so ausgelegt, daß die Dämpfung plötzlich zwischen Elektrode und Werkstück zugeführt, und auftritt, und wird der darauffolgende Impuls zur zwar während der Zeit der Bearbeitung durch die 30 Funkenentladungsbearbeitung den Bearbeitungsstellen Funkenentladung und auch während der Zeit des zu einer Zeit aufgegeben, wenn die Hüllkurve negativ Kurzschlusses. Infolgedessen ist es dauernd möglich, wird, so wird die elektrische Bearbeitungsspannung daß die Funkenentladung in eine Lichtbogenentladung etwa die Form der in Fig. 8 dargestellten Kurve anübergeht, nehmen. So ist es möglich, während des Kurzschlusses Im Falle der Einrichtung gemäß der Erfindung ist 35 selektiv Impulse mit HiKe eines äußerst einfachen der Hochfrequenzstrom aus der Nachentladung bei Schaltkreises zu erzeugen und darüber hinaus diesen Beginn der Funkenentladung Null und baut sich von
Null aus nur auf, wenn der Stromkreis auf Grund
eines Kurzschlusses geschlossen wurde. Er trägt somit
in keinem Falle zur Funkenentladungsbearbeitung bei. 40
Entsprechend ist es möglich, einen Übergang in eine
Lichtbogenentladung vollständig zu verhindern.

Bei bekannten Entladungsbearbeitungseinrichtungen wird ein großer Spalt zwischen Elektrode und
Werkstück verwendet, um einen Kurzschluß zu ver- 45 entladungsschaltung nach Fig. 1 zu erhalten, kann hindern, selbst wenn dies auf Kosten der Bearbei- der Nachentladungsstrom nicht proportional mit der tungsgeschwindigkeit geschieht. Da es stets möglich Kapazität anwachsen, und es besteht im allgemeinen ist, die Kurzschlußstellen, die die Möglichkeiten eines keine lineare Beziehung zwischen dem NachKurzschlusses bilden, wegzuschmelzen, ist es bei der entladungsstrom und der Kapazität. Wenn aus diesem Einrichtung gemäß der Erfindung möglich, die Elek- 50 Grunde die Kapazität des Kondensators 8 aufgeteilt trode und das Werkstück so nahe wie möglich anein- und in Parallelkreise 7', 8'; T', 8"; T", 8"', wie in

Fig. 6 gezeigt, zerlegt wird, wächst der Nachentladungsstrom etwa linear mit der Zahl der Parallelkreise an und läßt Ergebnisse erzielen, die nicht mit einer einzelnen Hochfrequenzentladungsschaltung erzielbar sind.

Für diese Nachentladungsschaltung ist der gleiche Effekt erzielbar, wenn eine Reihe von Parallelresonanzkreisen 7', 8'; 7", 8"; T", 8"' nach Fig. 9

gestellt, in dem Parallelresonanzkreise 9 und 10 mit 60 parallel geschaltet wird, bei denen die Kondensatoren einer Induktivität 7 eines Serienresonanzkreises zu- 13, 13' und 13" zur Unterdrückung des Gleichsammengeschaltet sind. stromes vorgesehen sind.

Darüber hinaus braucht die Sekundärentladung Praktische Versuche haben ergeben, daß gute Er-

nicht stets ein hochfrequenter elektrischer Strom zu gebnisse erzielt werden, wenn die obenerwähnte sein. Solange die Kurzschlußstellen durch die 6g Sekundärentladungsenergie in Abhängigkeit von der Joulesche Wärme weggeschmolzen werden, können Metallart des Werkstückes geändert wird, statt jedem auch Impulse geringer Breite verwendet werden. Je- zu bearbeitenden Werkstück die gleiche Energie zuzudoch ist es in der Praxis nicht sehr zu empfehlen, führen. Wenn die Kurzschlußstellen weggeschmolzen

Impulsen eine größere Energie zu erteilen, als die anderer Wellenform, d. h. reckteckförmige Impulse, zu erzeugen.

Weiterhin hat der Aufbau einer Nachentladungsschaltung mit der Verwendung einer Reihe von Resonanzkreisen die folgenden Vorteile: Selbst wenn die Kapazität des Kondensators 8 erhöht wird, um eine hohe Energie aus einer einzigen Hochfrequenz-

anderzubringen, und es ist weiter möglich, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu vervielfachen und gleichzeitig den Grad der Bearbeitungsgenauigkeit der
Oberfläche zu verbessern.

Die Nachentladungsschaltung braucht nicht auf
einen Reihenresonanzkreis begrenzt zu sein. Es ist
möglich, einen C-Resonanzkreis zu verwenden. Ein
derartiger Resonanzkreis ist in den Fig. 4 und 5 dar-

werden sollen, gibt es eine Reihe von Metallen, die voneinander ganz verschiedene Nachentladungen, abhängig von der Art des Metalls, erforderlich machen, nämlich solche, bei denen gute Ergebnisse durch Verzögerung des Einsatzes des Beginns der Nachentladung ergeben, ferner solche, die eine ziemlich lange Periode des Stromflusses benötigen, und solche, bei denen gute Ergebnisse erhalten werden, wenn der Augenblick der Entladung soweit wie möglich vorverlegt und gleichzeitig die Periode des Stromflusses kurzgehalten wird. Wenn beispielsweise das zu bearbeitende Werkstück aus Kupfer besteht, werden gute Ergebnisse erzielt, wenn die Sekundärschaltung kurz nach der Entladung des Impulses für die Funkenentladungsbearbeitung auftritt. Für den Fall, das be- ig sonders harte Metalle bearbeitet werden sollen, ist es vorteilhaft, die Nachentladung unmittelbar nach der vollständigen Funkenentladung stattfinden zu lassen.

Auf Grund der vorerwähnten Tatsachen stellt die Erfindung eine Stromversorgungsanordnung zur Ent- ao ladungsbearbeitung dar, die so aufgebaut ist, daß sie eine Auswahl der Nachentladungsschaltung mit der optimalen Zeitkonstante ermöglicht, und zwar in jedem Fall für die Metallart des Werkstückes und der Elektrode.

In Fig. 10 ist die Nachentladungsschaltung 6 aus Hochfrequenzresonanzschaltkreisen 6', 6" und 6'" aufgebaut, deren jede eine andere Zeitkonstante besitzt. Ein Anschluß eines jeden dieser Schaltkreise ist an die Elektrode 2 gelegt und das andere Ende mit den Schaltanzapfungen IV, 11" und 11'" verbunden. Die erwähnten Schaltanzapfungen werden durch einen Wechselschalter 12 entsprechend der Metallart, die verwendet wird und bearbeitet werden soll, eingestellt. Somit ist jeder Schaltkreis selektiv mit dem Kondensator 8', 8" und 8'" zur Erzeugung von Impulsen verbunden, und die vorerwähnte Aufgabe läßt sich durchführen.

An Stelle der Verwendung der oben beschriebenen Schaltvorrichtungen können veränderliche Spulen oder veränderbare Kondensatoren in den Hochfrequenzresonanzschaltkreisen verwendet werden und ergeben dann dieselben Möglichkeiten.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltanordnung zur Elektro-Erosion mit pulsierendem Gleichstrom, bei der im Wechselstromkreis in Reihe mit der Erosinos-Wechselstromquelle eine gleichstromvormagnetisierte Drossel liegt, deren Steuerwicklung von der Erosionsspannung beaufschlagt ist und bei der ein spannungsabhängiger Widerstand zur Verringerung der Ladeenergie in Abhängigkeit von der Spaltspannung beim Kurzschließen des Spaltes im Gleichstromladekreis des Speichers in Reihe mit diesem liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Resonanzkreis (6) parallel zum Erosionsspalt (2, 3) angeordnet und derart bemessen ist, daß nur im Falle eines Kurzschlusses am Ende einer Erosions-Entladungsschwingung (F₁) eine Hochfrequenz-Nachentladung (F₂) im Erosionsspalt (2, 3) zur Abtragung der den Kurzschluß bewirkenden Werkstückoberflächenspitzen erfolgt.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Resonanzkreis (6) ein Reihenresonanzkreis oder mehrere parallelliegende Reihenresonanzkreise aus Induktivität (7, T, 7", T") und Kapazität (8, 8', 8", 8'") vorhanden sind.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallelliegende Reihenresonanzkreise (6, 6', 6", 6'") mit unterschiedlicher Resonanzfrequenz und/oder unterschiedlicher Zeitkonstante vorhanden sind. _

4. Schaltanordnung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Reihenresonanzinduktivität (7, 7', 7", T") ein oder mehrere Parallelresonanzkreise (9, 10) induktiv angekoppelt sind.

5. Schaltanordnung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Resonanzkreise (6, 6', 6", 6'", 9, 10) wahlweise einzeln anschaltbar (11,12) sind.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige Widerstand zur Verringerung der Ladeenergie in Abhängigkeit von der Spaltspannung beim Kurzschließen des Spaltes in bekannter Weise eine sättigbare Drossel (5) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1055 052;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1052 599;
USA.-Patentschrift Nr. 2 769 078.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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