DE1128583B - Verfahren zur Funkenerosion mit periodischer Kurzschliessung der Stromquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren zur Funkenerosion mittels kurzer, zeitlich voneinander getrennter, durch eine Überspannung eingeleiteter Entladungen über eine Funkenstrecke, die von einem ionisierbaren Dielektrikum ausgefüllt ist und durch ein leitendes Werkstück und ein Elektrodenwerkzeug ge-■ bildet wird, wobei die Funkenstrecke von einer Gleichstromquelle gespeist wird, welche periodisch kurzgeschlossen wird.

Die rasche Desionisierung des Funkenspaltes nach Beendigung der Funkenentladung ist bekanntlich deshalb erwünscht, weil einmal dadurch der Übergang der Funkenentladung in eine Lichtbogenentladung unterbunden wird und weil außerdem dadurch eine rasche Aufeinanderfolge der erodierenden Funkenentladung ermöglicht wird.

Bei einer bekannten Schaltanordnung ist zwischen Stromquelle und Funkenspalt ein Übertrager-Transformator vorgesehen, dessen Primärwicklung taktweise durch eine Gasentladungsstrecke oder Elektronenröhre kurzgeschlossen wird, um die Desionisierung des Funkenspaltes zu bewirken. Diese bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß die relativ hochohmige Röhre nur die Primärwicklung des Übertragers kurzschließt, und daß infolgedessen der Spannungsabfall am Erosionsspalt selbst verzögert stattfindet.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Desionisierung im Funkenspalt möglichst schnell und mit einfachen Mitteln durchzuführen.

Die Erfindung besteht darin, daß die periodische Kurzschließung durch unmittelbare Kurzschließung der Funkenstrecke über einen niederohmigen Schalter erfolgt. Hierdurch geht die Desionisierung schneller vonstatten als bei der Kurzschließung des Übertragers bei der bekannten Schaltanordnung.

Vorzugsweise erfolgt die unmittelbare Kurzschließung über einen Transistor. In an sich bekannter Weise erfolgt dabei die Beaufschlagung des Transistors durch eine taktgebende Impulsquelle.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist die Stromquelle 10 über einen Widerstand 11 mit dem Werkstück W und der Elektrode T, die beide zusammen den Erosionsspalt G bilden, verbunden. Der Widerstand 11 schützt die Stromquelle, wenn diese keinen großen inneren Widerstand besitzt, während der Kurzschlußperioden. Der Funkenspalt G ist überbrückt durch den Transistor 12 mit dem Emitter E und dem Kollektor C; die Basis B dient als Steuerelektrode. Der Transistor wird betrieben durch eine Wechselstrom-Steuerspannungsquelle 3, vorzugsweise mit einer Rechteck-Ausgangsspannung.

Verfahren zur Funkenerosion

mit periodischer Kurzschließung

der Stromquelle

Anmelder:

Elox Corporation of Michigan,
Troy, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Juni 1959 (Nr. 822 270)

Der Schalttransistor ist ein Flächentransistor vom npn-Typ. Sein Kollektor c ist mit dem positiven Werkstück W und sein Emitter e mit dem negativen Elektrodenwerkzeug T verbunden. Der auf diese Weise geschaltete Transistor 12 wirkt als Schalter, in welchem der Kurzschlußstrom vom Kollektor zum Emitter fließt, wenn eine ausreichend positive Spannung an der Basis mit Bezug auf die Emitterelektrode oder die Kollektorelektrode liegt. Ein solcher Schaltvorgang wird gewöhnlich als Sättigungsbetrieb des Transistors bezeichnet, vorausgesetzt, daß die Steuerspannungsamplitude ausreichend hoch ist, so daß der Energieverlust im Transistor, trotz des starken Stroms, durch den sehr niedrigen Spannungsabfall niedrig gehalten wird.

Es wird insofern kein Speicherkondensator verwendet, als die Entladeperiode ebenso lang oder länger als die Schalter-» Aus «-Periode, welche als Speicherzeit zur Verfügung steht, ist. Bei einer auf das Mindestmaß herabgesetzten Reaktanz ist die Schaltarbeit gering. Wiederholungsfrequenzen in der Größenordnung von Kilohertz oder höher sind leicht erzielbar.

Fig. 2 a, 2 b und 2 c zeigen sowohl die Ergebnisse des Verfahrens als auch des Betriebs der beschriebenen Vorrichtung. Bei Leerlauf-Spannung folgt die Spannung an der Funkenstrecke G der Rechteckwelle oder dem Ein- oder Ausschaltbetrieb der Steuerspan-

209 577/355

mingsquelle, wie durch die ersten beiden Impulse in Fig. 2 a dargestellt. Eine Steuerspannung von etwa 5 bis 10 Volt ist gewöhnlich ausreichend für eine wirksame Parallelschaltung einer Stromquelle von beispielsweise 70 Volt. Der Strom durch den Schalter hat einen gleichmäßigen Verlauf, wie für die »Ein«-Perioden in Fig. 2 b gezeigt, unabhängig vom Zustand der Funkenstrecke (ausgenommen, daß während des Kurzschlusses der Funkenstrecke der Strom zwischen dem Schalter und den kurzgeschlossenen Elektroden aufgeteilt werden kann). Die Stromamplitude des Parallelschalters kann beispielsweise 1 Ampere betragen. Bei normalen Funkenstreckenabständen, wie während des dritten, vierten und fünften Impulses in Fig. 2 a gezeigt, fällt die Funkenstreckenspannung rasch auf etwa 20 Volt ab, während der übrige Spannungsabfall von 50 Volt durch den Stromfluß über den Widerstand der Stromquelle, der durch den Widerstand 11 dargestellt ist, bedingt ist. Bei dieser niedrigen Funkenstreckenspannung schließen die Schalterkontakte gewöhnlich. Der Funkenstreckenstrom ist in Fig. 2 c gezeigt.

Der Kurzschlußstrom ist geringfügig stärker als der normale Erosionsstrom und hat eine Amplitude, die gleich der des über den Schalter verlaufenden Nebenschlußstroms ist. Obwohl die Stromquelle ebensogut einen kontinuierlichen Erosionsstrom liefern oder ohne Unterbrechung infolge des Schalterstroms kurzschließen könnte, liegt der Vorteil in der Aufrechterhaltung der gewünschten Funkenerosionsbedingungen. Die Entladung wird sehr wirksam unterbrochen, so daß sie sich neu bilden kann, statt daß sie ein kontinuierlicher Lichtbogen wird.

In Anbetracht der vernachlässigbaren Stoßschaltspannungen kann der Prozentsatz der Schalter-Aus-Zeit mit Bezug auf jede gegebene Schalter-Ein-Zeit herabgesetzt werden, bis die Funkenstrecken-Entionisierungszeit annähernd erreicht wird. Diese Zeit ist bei den kleinen Funkenstreckenabständen (in der Regel weniger als 0,0254 mm) und bei der Entladungskühlungs- oder Löschwirkung infolge der Verwendung des fließfähigen Dielektrikums sehr kurz.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Funkenerosion mittels kurzer, zeitlich voneinander getrennter, durch eine Überspannung eingeleiteter Entladungen über eine Funkenstrecke, die von einem ionisierbaren Dielektrikum ausgefüllt ist und durch ein leitendes Werkstück und ein Elektrodenwerkzeug gebildet wird, wobei die Funkenstrecke von einer Gleichstromquelle gespeist wird, welche periodisch kurzgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Kurzschließung durch unmittelbare Kurzschließung der Funkenstrecke (G) über einen niederohmigen Schalter erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbare Kurzschließung über einen Transistor (12) erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 967 179;
französische Patentschrift Nr. 1098 961;
USA.-Patentschrift Nr. 2769 078.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 577/355 4.62