DE1186961B - Schaltanordnung zur Funkenerosion mit unverzerrten Impulsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOSb

Deutsche KL: 21h -30/02

Nummer: 1186 961

Aktenzeichen: B 74261 VIII d/21 h

Anmeldetag: 14. November 1963

Auslegetag: 11. Februar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Funkenerosion mit einstellbarer Dauer, Frequenz und Amplitude der unverzerrt an den Erosionsspalt übermittelten Impulse, enthaltend einen praktisch speicherfreien Arbeitskreis mit von einem Taktgeber steuerbaren Arbeitsschalter, einen Löschkreis mit einem Kondensator zur Speicherung der Löschenergie für den Arbeitsschalter und mit einem von einem Taktgeber steuerbaren Löschschalter und Mittel zur Ladung des Kondensators über den Löschschalter.

Bei einer bekannten Schaltanordnung dieser Art wird bei beispielsweise als Vierschichttriode ausgebildetem gezündetem Arbeitsschalter der Kondensator mit der Löschenergie für den Arbeitsschalter aufgeladen. Danach wird der ebenfalls beispielsweise als Vierschichttriode ausgebildete Löschschalter ebenfalls gezündet, wodurch der Kondensator über Löschschalter und Arbeitsschalter entladen wird, wobei an letzterem eine Gegenspannung auftritt. Dadurch wird der Arbeitsschalter gelöscht. Unmittelbar danach wird über den noch gezündeten Löschschalter der Kondensator mit der Löschenergie für den Löschschalter aufgeladen. An dem Kondensator herrscht jetzt die entgegengesetzte Spannung zu der Spannung, die nach Ladung des Kondensators mit der Löschenergie für den Arbeitsschalter dort geherrscht hat. Nach erneutem Zünden des Arbeitsschalters entlädt sich der Kondensator über Arbeitsschalter und Löschschalter, wobei an letzterem eine Gegenspannung auftritt. Dadurch wird der Löschschalter gelöscht. Nachteilig ist an dieser bekannten Schaltanordnung unter anderem, daß auch zum Löschen des Löschschalters Löschenergie benötigt wird.

Die Erfindung bezweckt, die bekannte Schaltan-Ordnung zu verbessern und zu vereinfachen. Hierbei wird insbesondere angestrebt, das Löschen des Löschschalters selbsttätig erfolgen zu lassen. Bei einer Schaltanordnung der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, daß die Ladung des Kondensators mit Löschenergie für den Arbeitsschalter im unmittelbaren Anschluß an dessen Löschung erfolgt und der Kondensator in einem außerdem eine Induktivität und einen Umladegleichrichter enthaltenden Umladekreis liegt. Die Erfindung beruht demgemäß grundsätzlich darauf, daß der einzige Kondensator unmittelbar nach seiner Entladung, wobei er die Löschenergie für den Arbeitsschalter abgegeben hat, wieder für die Ladung mit Löschenergie für das erneute Löschen des Arbeitsschalters nach dem nächsten Impuls zur Verfügung steht. Der Umladekreis ist bei der Schaltanordnung nach der Er-Schaltanordnung zur Funkenerosion mit
unverzerrten Impulsen

Anmelder:

Beteiligungs- und Patentverwaltungsgesellschaft
mit beschränkter Haftung,
Essen, Altendorfer Str. 103

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Karl Otto August Poerschke,

Düsseldorf

findung erforderlich, um die zunächst mit für das Löschen des Arbeitsschalters falschem Ladungssinn, angesammelte Löschenergie auf richtigen Ladungssinn zu bringen. Dies geschieht durch die Induktivität im Umladekreis, wofür unter Umständen die ohnehin vorhandene Induktivität der Leitungen im Umladekreis ausreicht.

Mögliche Ausführungsformen der Schaltanordnung nach der Erfindung sind mit einem steuerbaren Gleichrichter als Umladegleichrichter versehen.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Schaltanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß der Löschkreis nur den Kondensator, den Löschschalter und den Arbeitsschalter enthält. Hierbei ist es zweckmäßig, zum Erosionsspalt in an sich bekannter Weise einen ohmschen Widerstand parallel zu schalten, wenn der Widerstand des Erosionsspaltes so groß ist, daß eine genügend schnelle Ladung des Kondensators über den Erosionsspalt nicht möglich ist. Der Umladegleichrichter und der Arbeitsschalter werden dabei so gesteuert, daß der Arbeitskreis und der Umladekreis gleichzeitig geschlossen werden. Dadurch erfolgt die Umladung des Kondensators gleichzeitig mit dem Fließen des Arbeitsstromes. Die minimale Dauer des Fließens des Arbeitsstromes ist damit auf die Dauer des Umladens des Kondensators begrenzt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß der Löschkreis den Kondensator, den Löschschalter, den Arbeitsschalter und den Erosionsspalt enthält. Die Ladung des Kondensators erfolgt hierbei direkt aus der Spannungsquelle, so daß der Widerstand des Erosionsspaltes die Bedingungen für die Ladung des Kondensators nicht beeinflussen kann. Bei dieser Schaltanordnung kann zum Erosionsspalt in an sich bekannter Weise ein Gleichrichter, z. B. eine Diode

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mit Sperrfunktion in Richtung des Arbeitsstromes parallel geschaltet sein. Dadurch wird die Entladung des Kondensators unter Löschung des Arbeitsschalters beschleunigt und eine Beeinflussung des Impulses am Erosionsspalt vermieden. Insbesondere lassen sich dadurch Impule am Erosionsspalt mit steiler Rückflanke (Rechteckimpulse) erzielen. Der Umladegleichrichter und der Arbeitsschalter werden dabei so gesteuert, daß der Arbeitskreis und der Umladekreis !gleichzeitig geschlossen werden, was die bereits erwähnten Folgen hat.

Vorteilhafterweise kann der Umladegleichrichter nicht steuerbar ausgebildet und im Arbeitskreis eine zusätzliche Induktivität vorgesehen sein. Infolgedessen beginnt das Umladen des Kondensators selbsttätig im Anschluß an dessen Aufladung mit Löschenergie für den Arbeitsschalter und bevor der Arbeitsstrom zu fließen beginnt. Dadurch ist die minimale Dauer des Fließens des Arbeitsstromes nicht auf die Dauer des Umladens des Kondensators begrenzt. Ladung und Entladung des Kondensators sowie Löschung des Arbeitsschalters erfolgen hierbei ebenso wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform. Diese Schaltanordnung ist auch insofern vorteilhaft gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungsformen, weil an Stelle eines steuerbaren Umladegleichrichters ein einfacherer, nicht steuerbarer Umladegleichrichter verwendet wird.

Im Umladekreis kann zusätzlich ein vorzugsweise regelbarer ohmscher Widerstand angeordnet sein, der eine Beeinflussung des Umladevorganges gestattet. Der Arbeitsschalter, der Löschschalter und gegebenenfalls der steuerbare Umladegleichrichter sind als Vierschichttrioden auszubilden.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele von Schaltanordnungen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Schaltanordnung, deren Löschkreis nur den Kondensator, den Löschschalter und den Arbeitsschalter und deren Umladekreis einen steuerbaren Umladegleichrichter enthält,

F i g. 2 eine Schaltanordnung, deren Löschkreis den Kondensator, den Löschschalter, den Arbeitsschalter und den Erosionsspalt und deren Umladekreis ebenfalls einen steuerbaren Umladegleichrichter enthält, und

F i g. 3 eine Schaltanordnung, deren Löschkreis ebenfalls den Kondensator, den Löschschalter, den Arbeitsschalter und den Erosionsspalt und deren Umladekreis einen nicht steuerbaren Umladegleichrichter enthält.

Die Schaltanordnung ist an die Spannungsquelle 1 (positives Potential) und 2 (negatives Potential) angeschlossen. In dem Arbeitskreis sind der Verzweigungspunkt 4, der ArbeitsschalterS, der Erosionsspalt 6 und der ohmsche Widerstand 3 in Reihe angeordnet. Der Widerstand 3 dient zur Begrenzung des Arbeitsstromes. Am Verzweigungspunkt 4 ist der Umladekreis angeschlossen, der aus dem Umladegleichrichter 9, dem Kondensator 10 und der Induktivität 11 in Reihe besteht. Der Umladekreis ist außerdem über den Löschschalter 8 mit dem Arbeitskreis verbunden. Der Arbeitsschalter 5, der Löschschalter 8 und gegebenenfalls der Umladegleichrichter 9 sind zur Steuerung mit einem geeigneten Taktgeber? verbunden, der abwechselnd einerseits den ArbeitsschalterS und gegebenenfalls den Umladegleichrichter 9 gleichzeitig und andererseits den Löschschalter 8 mit Impulsen versorgt. Die Schalter 5 und 8 sowie gegebenenfalls der Umladegleichrichter 9 sind als Vierschichttrioden ausgebildet.

Die Arbeitsweise der Schaltanordnungen gemäß den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 und 2 besteht in der Aufeinanderfolge nachstehender Schritte:

a) Der Taktgeber 7 zündet den Löschschalter 8; dadurch wird der Kondensator 10 über den

ίο Löschschalter 8 aufgeladen. Nach Beendigung

des Ladens des Kondensators 10 löscht der Löschschalter 8 selbsttätig.

b) Der Taktgeber 7 zündet gleichzeitig den Arbeitsschalter 5 und den Umladegleichrichter 9. Dies bewirkt einerseits, daß der Arbeitsstrom im Arbeitskreis fließt und andererseits der Kondensator 10 durch die Induktivität 11 im Umladekreis umgeladen wird. Nach beendeter Umladung löscht der Umladegleichrichter 9 selbsttätig.

c) Der Taktgeber? zündet den Löschschalter8 erneut. Die auf dem Kondensator 10 gespeicherte Löschenergie wirkt auf den ArbeitsschalterS und löscht diesen unter teilweiser Entladung. Unmittelbar danach beendet der Kondensator 10 erforderlichenfalls seine Entladung über den Löschschalter 8 und wird über denselben erneut im entgegengesetzten Ladungssinn aufgeladen. Nach Beendigung des Ladens des Kondensators 10 erlischt der Löschschalter 8 wieder selbsttätig.

Bei der Schaltanordnung nach F i g. 1 ist im Löschkreis der Löschschalter 8 einerseits im Verzweigungspunkt 16 am Umladekreis und andererseits im Verzweigungspunkt 14 am Arbeitskreis angeschlossen. An den Verzweigungspunkten 14 und 15 des Arbeitskreises ist parallel zum Erosionsspalt 6 der ohmsche Widerstand 12 angeschlossen.

Bei der Schaltanordnung nach F i g. 2 ist im Löschkreis der Löschschalter 8 einerseits im Verzweigungspunkt 20 am Umladekreis und andererseits im Verzweigungspunkt 19 am Arbeitskreis angeschlossen. An den Verzweigungspunkten 17 und 18 des Arbeitskreises ist parallel zum Erosionsspalt 6 der als Diode ausgebildete Gleichrichter 13 angeschlossen. Im Schritt a) erfolgt bei der Schaltanordnung nach F i g. 1 die Ladung des Kondensators 10 (Ladungssinn: Verzweigungspunkt 16 negativ, Verzweigungspunkt 4 positiv) über den Erosionsspalt 6 bzw. den Widerstand 12, während bei der Schaltanordnung nach F i g. 2 die Ladung des Kondensators 10 (Ladungssinn: Verzweigungspunkt 20 negativ, Verzweigungspunkt 4 positiv) unmittelbar aus der Spannungsquelle 1, 2 erfolgt, also unabhängig vom Erosionsspalt 6.

Im Schritt b) erfolgt die Umladung des Kondensators 10 bei beiden Schaltanordnungen gleichartig (Ladungssinn in der Schaltanordnung nach Fig. 1: Verzweigungspunkt 16 positiv, Verzweigungspunkt 4 negativ; Ladungssinn in der Schaltanordnung nach Fig. 2: Verzweigungspunkt 20 positiv, Verzweigungspunkt 4 negativ).

Im Schritt c) wird bei der Schaltanordnung nach F i g. 1 der Verzweigungspunkt 16 praktisch mit dem Verzweigungspunkt 14 verbunden, während bei der Schaltanordnung nach F i g. 2 der Verzweigungspunkt 20 praktisch mit dem Verzweigungspunkt 19 verbunden wird. In der Schaltanordnung nach F i g. 1

erfolgt die restliche Entladung des Kondensators 10 und seine unmittelbar folgende erneute Ladung über den Erosionsspalt 6 und/oder den Widerstand 12; bei der Schaltanordnung nach F i g. 2 erfolgt die Entladung des Kondensators 10 im wesentlichen über die Diode 13 und die etwaige restliche Entladung und die erneute Ladung des Kondensators 10 über die Spannungsquelle 1, 2.

Aufbau und Arbeitsweise der Schaltanordnung gemäß dem AusSihrungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheiden sich von dem Aufbau und der Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2 hinsichtlich des Aufbaues nur dadurch, daß der Umladegleichrichter 9 nicht steuerbar ausgebildet ist, so daß der Anschluß an den Taktgeber? fehlt, und in dem Arbeitskreis zwischen der positiven Anschlußstellei der Spannungsquelle und dem Verzweigungspunkt 4 eine zusätzliche Induktivität 21 vorgesehen ist, die kleiner sein muß als die Induktivität 11 im Umladekreis.

Hinsichtlich der Arbeitsweise besteht zwischen dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und dem nach F i g. 3 der Hauptunterschied, daß nach Ladung des Kondensators 10 mit der Löschenergie für den Arbeitsschalter 5 die Umladung des Kondensators 10 in dem Umladekreis über den Umladegleichrichter 9 und die Induktivität 11 selbsttätig einsetzt. Hierbei sind gewisse zeitliche Überschneidungen zwischen dem Laden des Kondensators 10 und dessen Umladung möglich und durch die Größe der Induktivitäten 11 und 21 beeinflußbar.

Infolge der fehlenden Steuerbarkeit des Umladegleichrichters 9 wäre bei dieser Schaltanordnung das selbsttätige Löschen des Löschschalters 8 nicht gewährleistet. Infolge der zusätzlichen Induktivität 21 verhält sich der aus der Spannungsquelle 1,2 der Induktivität 21, dem Verzweigungspunkt 4, dem Kondensator 10, dem Verzweigungspunkt 20, dem Löschschalter 8, dem Verzweigungspunkt 19 und dem ohmschen Widerstand 3 bestehende Kreis wie ein Schwingkreis. Daraus ergibt sich, daß nach Entladung und folgender Ladung des Kondensators 10 aus der Spannungsquelle 1, 2 (Ladungssinn: Verzweigungspunkt 4 positiv, Verzweigungspunkt 20 negativ) eine teilweise Entladung des Kondensators 10 in dem vorgenannten, die zusätzliche Induktivität 21 enthaltenden Kreis einsetzt, die auf Grund ihrer Stromrichtung den Löschschalter 8 löscht. Daran schließt sich wegen der Unmöglichkeit eines weiteren Stromflusses durch den Löschschalter 8 die bereits erwähnte Umladung des Kondensators 10 in dem Umladekreis über den Umladegleichrichter 9 und die Induktivität 11 an. Danach ist der Kondensator 10, wie bereits erwähnt, derart geladen (Ladungssinn: Verzweigungspunkt 4 negativ, Verzweigungspunkt 20 positiv), daß nach Zünden des Löschschalters 8 die Entladung des Kondensators 10 die spätere Löschung des Arbeitsschalters 5 bewirken kann.

Aus der beschriebenen Wirkungsweise der Schaltanordnung nach F i g. 3 ist ersichtlich, daß in diesem Fall die Induktivität 11 im Umladekreis derart größer als die zusätzliche Induktivität 21 bemessen sein muß, daß sich die Umladung im Umladekreis nicht dem Löschen des Löschschalters 8 überlagert.

In der Schaltanordnung nach F i g. 3 hat der ohmsehe Widerstand 3 zusätzlich zur Begrenzung des Arbeitsstromes noch die Aufgabe, den Stromfluß über die zusätzliche Induktivität 21, den Verzweigungspunkt 4, die Induktivität 11, den nicht steuerbaren Umladegleichrichter 9, den Verzweigungspunkt 20, den Löschschalter 8, den Verzweigungspunkt 19 und den ohmschen Widerstand 3 so zu begrenzen, daß eine geringfügige, teilweise Entladung des Kondensators 10 das Löschen des Löschschalters 8 in der beschriebenen Weise bewirken kann.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung zur Funkenerosion mit einstellbarer Dauer, Frequenz und Amplitude der unverzerrt an den Erosionsspalt übermittelten Impulse, enthaltend einen praktisch speicherfreien Arbeitskreis mit von einem Taktgeber steuerbarem Arbeitsschalter, einen Löschkreis mit einem Kondensator zur Speicherung der Löschenergie für den Arbeitsschalter und mit einem von einem Taktgeber steuerbaren Löschschalter und Mittel zur Ladung des Kondensators über den Löschschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung des Kondensators (10) mit der Löschenergie für den Arbeitsschalter (5) im unmittelbaren Anschluß an dessen Löschung erfolgt und der Kondensator (10) in einem außerdem eine Induktivität (11) und einen Umladegleichrichter (9) enthaltenden Umladekreis liegt.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umladegleichrichter (9) als steuerbarer Gleichrichter ausgebildet ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkreis nur den Kondensator (10), den Löschschalter (8) und den Arbeitsschalter (5) enthält.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erosionsspalt (6) in an sich bekannter Weise ein ohmscher Widerstand (12) parallel geschaltet ist.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkreis den Kondensator (10), den Löschschalter (8), den Arbeitsschalter (5) und den Erosionsspalt (6) enthält.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erosionsspalt (6) in an sich bekannter Weise ein Gleichrichter (13), z. B. eine Diode, mit Sperrfunktion in Richtung des Arbeitsstromes parallel geschaltet ist.

7. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umladegleichrichter (9) nicht steuerbar ausgebildet und im Arbeitskreis eine zusätzliche Induktivität (21) vorgesehen ist.

8. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umladekreis zusätzlich einen vorzugsweise regelbaren ohmschen Widerstand enthält.

9. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (5, 8) und gegebenenfalls der steuerbare Umladegleichrichter (9) als Vierschichttrioden ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 058 653,
1154582.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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