DE1294161B

DE1294161B - Schaltanordnung zur Funkenerosion

Info

Publication number: DE1294161B
Application number: DEE21095A
Authority: DE
Inventors: Webb Robert South
Original assignee: Elox Inc
Current assignee: Elox Inc
Priority date: 1960-05-16
Filing date: 1961-05-16
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3229159A; CH380260A; DE1765552A1; DE1765552C3; DE1765552B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanord- Pause 21, und die Amplitude des negativen Impulsnung zur Funkenerosion, bei welcher dem Arbeits- abschnittes ist sehr viel größer als die des positiven impuls ein Zündimpuls höherer Spannung und ge- Abschnittes.

ringerer Leistung überlagert ist. Diese rückwärts gerichtete Spannung wird in dem

Es ist bereits eine Schaltanordnung dieser Art be- 5 kleinen Kondensator 5 gespeichert. Dieser kann klein kannt, bei der zwei getrennte Stromquellen für den sein, da er nur die Leistung zum Zünden der Funken-Arbeitsimpuls und den Zündimpuls vorgesehen sind strecke liefert. Im Bearbeitungszyklus wird an dem und bei der diese beiden gesonderten Stromkreise Transformator 1 die Spannung 20 erzeugt, und diese über Sperrdioden zusammengeschaltet sind. entspricht dem Stromfluß durch die Leistungsröhre 7.

Es ist ferner bereits eine Schaltanordnung dieser io Die in dem Kondensator 5 gespeicherte Spannung hat Art bekannt, bei der in Reihe zu der Arbeitsstrom- die gewünschte Polarität und überlagert sich dem quelle ein Kondensator geschaltet ist, der über einen Arbeitsimpuls. Die Diode 4 sperrt eine Rückladung, parallel zum Arbeitsspalt gelegten Gleichrichter auf- und dadurch wird die Spannung an der Funkengeladen wird, und zwar derart, daß sich die Lade- strecke beträchtlich erhöht. Wenn die Funkenstrecke spannung dieses Kondensators in einer Phase der Ar- 15 ionisiert ist und überschlägt, wird der Kondensator beitsspannung zu dieser in dem Sinne addiert, daß schnell über den Transformator und die Funkendas Werkstück, wie üblich, positiv ist, wobei diese strecke entladen, und der größte Teil der für die Be-Spannungssummierung zum gewünschten Funken- arbeitung erforderlichen Leistung fließt durch die Überschlag führt. Bei derartigen bekannten Schalt- Diode 6 in Phase mit dem Stromimpuls der Leianordnungen wird jedoch der Stromfluß durch den 20 stungsröhre 7.

zwischengeschalteten Zündspannungskondensator be- Eine derartige Spannungsverdopplerschaltung ist

grenzt, was durch die Erfindung vermieden werden zweckmäßig, wenn eine verhältnismäßig geringe Übersoll, lagerte Zündspannung geliefert werden soll, oder an-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der die ders ausgedrückt, lange Impulsdauerzeiten verglichen Zündspannung erzeugenden Vorrichtung eine Diode 25 mit den Impulspausen während eines Arbeitszyklus parallel geschaltet ist. Besteht dabei beispielsweise die vorliegen, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Vorrichtung zur Erzeugung der Zündspannung aus Bei dem in F i g. 1 dargestellten Stromkreis läßt

einem mit der Stromquelle und dem Funkenspalt in sich eine beträchtliche Leistung nur dann erzielen, Reihe liegenden Kondensator, so wird vorzugsweise wenn Gleichphasigkeit mit dem Stromfluß in der Leider Funkenspalt mit einer Diode überbrückt. Wenn 30 tungsröhre vorliegt. Wenn der Kondensator in diesem die erfindungsgemäße Schaltanordnung einen parallel Fall besonders groß wird, so wird die entgegengesetzt zum Funkenspalt liegenden kapazitiven Speicher auf- gerichtete Spannungsphase in beträchtlicher Weise weist, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn durch eine starke Gleichstrommagnetisierung im als Vorrichtung zur Erzeugung der Zündspannung Kern belastet, worunter die Impulseigenschaften des eine mit dem kapazitiven Speicher und dem Funken- 35 Transformators leiden. Eine überlagerte Spannung spalt in Reihe liegende zusätzliche Spannungsquelle von ungefähr 10 % Maximalleistung ist indessen hinvorgesehen ist, welcher über einen Widerstand ein reichend, um die Funkenstrecke zu ionisieren, und kapazitiver Zündspannungs-Speicher und eine Diode, unter solchen Umständen ergibt sich eine Möglichjeweils einzeln, parallel geschaltet sind, wobei die keit, wie vorstehend erörtert zu arbeiten. Zeitkonstante des Arbeitskreises niedriger ist als die 40 Wenn eine Wechselstromquelle an Stelle der Lei-Zeitkonstante des Zündkreises. stungsröhre verwendet wird und wenn der Trans-

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Über- formator ein Gegentakttransformator ist, kann der brückung der die Zündspannung erzeugenden Vor- Kondensator 5 groß sein und beide Halbwellen der richtung durch eine Diode wird ein ungehinderter Wechselstromwelle ausnutzen. Nachschub der gespeicherten Arbeitsimpulsenergie 45 Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erzielt, so daß ein wesentlich schnellerer und wirt- mit einer i?C-Kombination im Zündstromkreis, also schaftlicherer Betrieb als mit den bekannten Anord- einer Art Relaxationsoszillator, bilden die Spannungen dieser Art möglich ist. nungsquelle 8, der Widerstand 9 und der Kon-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- densator 10 den Arbeitsstromkreis für die Elektischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher 50 trode 11 und das Werkstück 12. Der Widerstand 9 erläutert. und der Kondensator 10 werden entsprechend den

F i g. 1 und 2 zeigen mögliche Ausführungsformen allgemeinen Prinzipien derartiger jRC-Kreise beeiner erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur messen.
Funkenerosion; Der überlagerte Hochspannungsimpuls wird von der

Fig. 3 zeigt den Spannungsimpulsverlauf einer 55 Spannungsquelle 13, dem Widerstand 14 und dem Schaltung nach F i g. 1. Kondensator 15 abgeleitet. Zu Beginn des Ladezyklus

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Kondensator 10 über den Widerstand9 von einer Spannungsverdopplerschaltung zur Funken- der Spannungsquelle 8 aufgeladen und zusätzlich der erosion ist in dem über den Transformator 1 ge- Kondensator 15 über den Widerstand 14 von der speisten Elektrodenkreis parallel zu dem durch das 60 Spannungsquelle 13 aufgeladen. Während des La-Werkstück 2 sowie die Elektrode 3 gebildeten Fun- dungsvorganges ist die Diode 16 für die Spannungskenspalt eine Diode 4 geschaltet. In Reihe zu dieser quelle 13 gesperrt. Die gesamte Spannung, die sich an Parallelschaltung von Funkenspalt und Diode sowie der Funkenstrecke ergibt, besteht daher aus der gezu der Sekundärwicklung des Transformators 1 ist speicherten Spannung des Kondensators 10 zusätzein Kondensator 5 geschaltet, der erfindungsgemäß 65 lieh zu der an dem Kondensator 15 gespeicherten durch eine Diode 6 überbrückt ist. Wie aus F i g. 3 Spannung. Wenn der Abstand der Funkenstrecke hinersichtlich, ist bei einem Bearbeitungsimpuls üblicher reichend klein ist, ergibt sich eine Entladung, und es Dauer der Abschnitt 20 beträchtlich größer als die wird der Kondensator 15 schnell über die Bearbei-

tungsfunkenstrecke und die Diode 16 entladen, wodurch sich ein kompletter Arbeitszyklus des Relaxationsoszillators ergibt. Dadurch arbeitet die Schaltung außerordentlich wirtschaftlich, da die Batterie 8 nur eine Spannung haben muß, welche den Lichtbogen zu unterhalten imstande ist, während die Batterie 13, welche die überlagerte Zündspannung liefert, nur eine Leistung zu liefern hat, welche die Ionisation des Bogens bei der hohen Spannung bewirkt, indem der Hauptteil der benötigten Bearbeitungsleistung von der Spannungsquelle 8 geliefert wird. Eine solche Wirkungsweise ist unter allen Umständen erforderlich, wenn der Vorteil einer hohen Zündspannung mit einer ÄC-Spannungsversorgung erreicht werden soll, da, wenn es sich um beträchtliehe Bearbeitungsleistungen handelt, hohe Forderungen sonst nicht nur an die Eingangsleistung der Spannungsquelle 8, sondern auch an die Stromfestigkeit des Widerstandes 9 gestellt würden. Bei Bearbeitungsanlagen der zur Erörterung stehenden Art sind Ströme ao von mehr als 100 Ampere erforderlich und überlagerte Zündspannungen von mehr als 300 Volt, was einen Leistungsverlust von 30 Kilowatt in dem Widerstand 9 bedeuten würde. Die Größe und die Kosten eines solchen Widerstandes wären in einem üblichen Elektroerosionsgerät nicht zu tragen; man hat es jedoch mit tragbaren Verhältnissen zu tun, wenn ein überlagerter Zündkreis gemäß der Erfindung benutzt wird. Für die ordnungsgemäße Arbeitsweise des Stromkreises ist es wichtig, daß die Zeitkonstante der Teile 10 und 9 niedriger ist als die Zeitkonstante der Teile 15 und 14, so daß der Zündvorgang sich nur abwickelt, wenn der Kondensator 10 vollgeladen ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung zur Funkenerosion, bei welcher dem Arbeitsimpuls ein Zündimpuls höherer Spannung und geringerer Leistung überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zündspannung erzeugenden Vorrichtung (5; 13,15) eine Diode (6; 16) parallel geschaltet ist.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Vorrichtung zur Erzeugung der Zündspannung aus einem mit der Stromquelle und dem Funkenspalt in Reihe liegenden Kondensator (5) besteht unter Überbrückung des Funkenspalts mit einer Diode (4).

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 mit einem parallel zum Funkenspalt liegenden kapazitiven Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Erzeugung der Zündspannung eine mit dem kapazitiven Speicher (10) und dem Funkenspalt (11,12) in Reihe liegende zusätzliche Spannungsquelle (13) vorgesehen ist, welcher über einen Widerstand (14) ein kapazitiver Zündspannungs-Speicher (15) und eine Diode (16) jeweils einzeln parallel geschaltet sind, wobei die Zeitkonstante des Arbeitskreises (8, 9,10) niedriger ist als die Zeitkonstante des Zündkreises (13,14,15).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen