DE1295331B

DE1295331B - Schaltungsanordnung zum Bearbeiten von Werkstuecken durch Funkenerosion

Info

Publication number: DE1295331B
Application number: DEE21037A
Authority: DE
Inventors: Webb Robert South
Original assignee: Elox Inc
Current assignee: Elox Inc
Priority date: 1960-05-03
Filing date: 1961-05-02
Publication date: 1969-05-14
Also published as: US3018411A; DE1295331C2; DE1540733A1; GB923706A; CH384742A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- Fig. 2 bis 7 zeigen die Spannungsverläufe an veranordnung zum Bearbeiten von Werkstücken durch schiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 1, und Funkenerosion mit einem Multivibrator zum Erzeu- zwar bei verschiedenen Betriebsbedingungen;
gen vorbestimmter Impulsfolgen, einen durch diese F i g. 8 bis 10 zeigen weitere Ausführungsformen Impulse gesteuerten elektronischen Schalter, über 5 einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
welchen der Erosionsimpulsstrom den Bearbeitungs- Gemäß F i g. 1 ist die Gleichspannungsquelle 10, elektroden zugeführt wird, sowie einer mit dem Elek- die etwa 300 V liefert, mit ihrem positiven Pol über trodenkreis zusammenwirkenden und die Impuls- die Leitung 12 mit der Primärwicklung 14 des Leierzeugung beeinflussenden elektronischen Abschalt- stungstransformators 16 verbunden. Die andere Seite einrichtung. io der Primärwicklung 14 ist mit der Anode 20 einer

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung dieser Art Leistungsröhre 22 verbunden, wobei die Röhre 22 bekannt, bei der die Abschalteinrichtung eine Pen- hier stellvertretend für eine Batterie von paralleltode umfaßt, über welche in Abhängigkeit von der geschalteten Röhren ist.

Spannung am Funkenspalt die Bearbeitungsimpuls- Die Sekundärwicklung 18 des Leistungstransforbreite geändert wird, so daß die Durchschnittslei- 15 mators 16 ist über eine Diode 26 an die Elektrode stung des Systems im wesentlichen konstant ist. Tritt 24 und mit ihrer anderen Seite an das Werkstück 28 bei dieser bekannten Anordnung beispielsweise am angeschlossen. Die Selbstinduktanz der Leitungen Funkenspalt ein Kurzschluß aus, so wird lediglich von der Sekundärwicklung 18 zum Funkenspalt wird die Breite des Impulses und damit die Zeitdauer des durch den Widerstand 30 und die Induktivität 32 aneinwirkenden Erosionsstromes verringert, der Multi- ao gedeutet. Der Funkenspalt ist durch eine Diode 34 vibrator selbst jedoch nicht abgeschaltet. Damit ist überbrückt.

keineswegs die Gewähr dafür gegeben, daß Schäden Die Leistungsröhrenbatterie 22 wird durch einen

durch Kurzschlußströme im Werkstück vermieden aus den Röhren 36 und 38 bestehenden Multivibrator

werden. gesteuert. Die Anoden dieser Röhren sind über Last-

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsan- 35 widerstände 40, 42 und eine Leitung 48 an die posi-

ordnung mit einer derartigen Abschalteinrichtung zu tive Klemme einer Spannungsquelle 44 angeschlossen,

schaffen, die es gestattet, jeden einzelnen Erosions- deren negative Klemme über eine Leitung 46 mit

impuls elektronisch zu überwachen und entweder pas- den Kathoden dieser Röhren verbunden ist.

sieren zu lassen oder augenblicklich zu unterbrechen. Die Steuergitter 50,52 der Röhren 36, 38 sind

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schal- 30 über Kreuz über Koppelkondensatoren 58, 60 mit den

tungsanordnung der eingangs erwähnten Art, erfin- Anoden 54 bzw. 56 verbunden und ferner über die

dungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine vorbe- Gitterwiderstände 62, 64 an die positive Klemme der

stimmte konstante Impulsfolge erzeugende astabile Spannungsquelle 44 angeschlossen.

Multivibrator unmittelbar mit dem elektronischen Das Ausgangssignal des Multivibrators 36, 38 wird

Schalter verbunden ist und daß die Abschalteinrich- 35 über einen Kondensator 68 einem aus einer oder

tung einerseits von einer von den Bearbeitungselek- mehreren Pentoden 66 bestehenden Verstärker zu-

troden abgeleiteten Spannung, andererseits von einer geleitet, wobei die Verbindungsleitung zugleich über

der den elektronischen Schalter steuernden Impuls- eine Begrenzerdiode 72 an eine negative Vorspan-

folge entsprechenden Spannung beaufschlagt wird nungsquelle 70 angeschlossen ist. Das verstärkte und

und beide Spannungen vergleicht. 40 auf ideale Rechteckform geformte Ausgangssignal der

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin- Röhre 66 gelangt zum Gitter 74 der Pentode 76, wo

dungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus es abermals verstärkt wird, ehe es zur Leistungs-

den Unteransprüchen. röhrenbatterie 22 gelangt. Die Ankopplung auf die

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Treiberröhre 76 erfolgt über einen Koppelkonden-

wird unter Verzicht auf eine Mittelwertbildung wäh- 45 sator 78, wobei eine Begrenzerdiode 80 vorgesehen

rend jedes einzelnen Impulses die Spannung am Be- ist.

arbeitungsspalt mit einem vorbestimmten Sollwert Die für die Aussteuerung der Leistungsröhrenbatverglichen, wobei eine von den Bearbeitungselektro- terie erforderlichen Leistungen liegen in der Größenden abgeleitete und eine der den elektronischen Ordnung von mehreren hundert Watt. Um den WirSchalter steuernden Impulsfolge entsprechende 50 kungsgrad zu erhöhen, liegt der Verstärker unmittel-Spannung gegeneinandergeschaltet werden. Es wird bar im Gitterkreis der Röhrenbatterie 22, statt, wie damit eine sehr schnell arbeitende Überwachungs- man es an sich erwarten würde, an die negative schaltung geschaffen, die es ermöglicht, sofort nach Klemme der Vorspannungsquelle 82 angeschlossen dem Auftreten einer anomalen Spannung am Fun- zu sein.

kenspalt, beispielsweise eines Kurzschlusses, unmit- 55 Zweckmäßigerweise schaltet man in Reihe mit der

telbar auf den frei schwingenden Multivibrator ein- Vorspannungsquelle 82 eine Hilfsspannungsquelle

zuwirken und dessen Impulserzeugung zu unter- 86, um eine angemessene Spannung für die Anode

drücken. Damit ist die Gewähr dafür gegeben, daß 88 der Treiberröhre 76 bereitzustellen. Das Aus-

sofort nach dem Auftreten eines Kurzschlusses gangssignal der Treiberröhre 76 wird aus dem Span-

od. dgl. ohne Verzögerung der Strom vollständig ab- 60 nungsabfall am veränderlichen Widerstand 90 gebil-

geschaltet wird und ein Bearbeitungsstrom erst dann det. Dieser Impuls plus die von der Quelle 82 zu-

wieder an die Elektroden abgegeben wird, wenn die- gesetzte Spannung gelangt als Steuerspannung auf

ser Kurzschluß wieder beseitigt ist. die Gitter 92 der Röhrenbatterie 22. Durch entspre-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schema- chende Bemessung und Einstellung der Schaltungstischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher 65 parameter erhält man an den Gittern 92 eine Impulserläutert, form nach F i g. 2 und 5.

F i g. 1 zeigt eine röhrenbestückte erfindungsge- Der Multivibrator wird aus der Spannungsquelle

mäße Schaltungsanordnung; 44 über die Widerstände 94 und 96 gespeist, wobei

der Widerstand 96 noch durch einen Kondensator 98 überbrückt ist.

Der Primärwicklung 14 des Transformators 16 ist ein Dämpfungsnetzwerk, bestehend aus einer Diode 100, einem Widerstand 102 und einem Nebenschlußkondensator 104, zugeschaltet.

Der Röhrenbatterie 22 wird von der Spannungsquelle 82 eine solche Vorspannung zugeführt, daß sie normalerweise verriegelt ist. Das vom Multivibrator auf die Gitter 92 der Batterie 22 gelangende verstärkte Signal hebt die Gittervorspannung der Röhren 22 auf, so daß die Röhrenbatterie leitend wird. An der Primärwicklung 14 erscheint eine Spannung, wie sie F i g. 3 zeigt. Diese Spannung induziert in der Sekundärwicklung eine Spannung von beispielsweise dem in F i g. 4 angedeuteten Verlauf. Diese Sekundärspannung wird augenblicklich am Funkenspalt wirksam.

Die in F i g. 1 gezeigte Schaltungsanordnung enthält eine Überwachungseinrichtung, die den Lei- ao stungsfluß zum Funkenspalt automatisch unterbricht, wenn ein das Werkstück möglicherweise beschädigender Kurzschluß oder eine möglicherweise das Werkstück oder die Maschinenteile beschädigende Fehlleistung der Maschine auftritt.

Diese pro Impulse wirksame Überwachungseinrichtung besteht aus einer Pentode 106, deren Steuergitter 108 über einen Widerstand 110 an die Anzapfung 112 des Tastwiderstandes 90 angeschlossen ist. Das Gitter 108 erhält über das ÄC-Glied 114,116, das über den Schirmgittervorwiderstand 118 und den Spannungsreduzierwiderstand 120 an der Spannungsquelle 82 liegt, eine solche Vorspannung, daß die Röhre 106 normalerweise verriegelt ist. Die Spannung am Widerstand 90 plus die Spannung der Quelle 82 bildet die steuernde Spannung für die Gitter 92 der Leistungsröhrenbatterie 22. Ein bestimmter Teil dieser Spannung ist mithin am Gitter 108 der Röhre 106 wirksam, derart, daß er immer dann, wenn die Batterie 22 leitend wird, auch die Röhre 106 leitend machen will. Die Anode der Röhre 106 ist über die Leitung 107 mit dem Gitterkreis der Multivibratorröhre 38 verbunden, so daß bei leitender Röhre 106 die Tätigkeit des Multivibrators augenblicklich unterbrochen wird.

Jedoch ist die Sekundärwicklung eines Transformators 122 über eine Sperrdiode 124 an den Widerstand 110 angeschlossen. Die Primärwicklung des Transformators 122 liegt über einen Begrenzungswiderstand 126 am Funkenspalt.

Arbeitet die Einrichtung einwandfrei, so führt ein an den Gittern 92 der Batterie 22 auftretendes Steuersignal dazu, daß in der Sekundärwicklung 18 des Leistungstransfonnators 16 eine Stoßspannung induziert wird, die den Funkenspalt »zündet«. Tritt an der Entladungsstrecke ein Kurzschluß auf, so steigt der Kurzschlußstrom auf nahezu 150% des normalen Stromwertes an. Arbeitet man mit schmalen, kurzen Impulsen, wie sie F i g. 4 zeigt, so entspricht der gewählte Spitzenstrom in der Regel den vorgegebenen Impulsscheitelwerten der einzelnen Röhren der Leistungsröhrenbatterie, und eine 150%ige Übersteuerung dieses Impulsstromes würde die Röhrenkathoden mit verhältnismäßig wenigen Impulsen »überziehen«. Gewöhnliche Kurzschluß-Unterbrecheinrichtungen, beispielsweise von Wärmefühlern gesteuerte Einrichtungen, arbeiten daher zu langsam, um einen wirksamen Schutz zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße pro Impuls wirksame Überwachungseinrichtung sorgt für eine augenblickliche Unterbrechung der Leistungszufuhr, d. h. für eine Unterbrechung binnen etwa 5 ⁰Zo der Dauer eines Leistungsimpulses. Dadurch wird eine vollständige Sicherheit für die Schaltung gewährleistet. Diese Überwachungseinrichtung ist für das Funktionieren der Maschine besonders dann von äußerster Wichtigkeit, wenn eine Präzisionsbearbeitung kostspieliger Werkstücke vorgenommen wird. Die Bereitschaft der Schaltung zum augenblicklichen Wirksamwerden wird ständig gewährleistet, indem man die Schaltungsgrößen sehr genau aufeinander abstimmt. Wegen des Anschlusses des Gitters 108 an den Tastwiderstand 90 besteht das Bestreben, die Röhre 106 immer dann zu entriegeln, wenn der Multivibrator einen Impuls liefert. Jedoch überwiegt die durch das Netzwerk 114,116 erzeugte negative Vorspannung so sehr, daß die Röhre 106 verriegelt bleibt, solange nicht irgendein Tastsignal vorhanden ist. Beim normalen Betrieb wird die am Widerstand 90 entwickelte Tastimpulsspannung im Gitterkreis der Röhre 106 durch den Einfluß des Kreises 122, 124, 110 gerade neutralisiert. Erscheint jedoch an der Primärwicklung des Transformators 122 eine Spannung (Funkenspaltspannung), die kleiner ist als ein vorgewählter Mindestwert, so wird das Sparmungsgleichgewicht gestört, und die Röhre 106 augenblicklich entriegelt, was zu einer augenblicklichen Lahmlegung des Multivibrators über die Leitung 107 führt. Natürlich läßt sich nicht verhindern, daß die Anstiegsflanke des gerade eingeleiteten Leistungsimpulses noch die Entladungsstrecke passiert. Der Abreißvorgang ist jedoch so schnell, daß der Leistungsimpuls unmittelbar nach seiner Einleitung buchstäblich abgewürgt wird und keine nennenswerte Leistung an die Entladungsstrecke gelangt.

Wie ohne weiteres ersichtlich, wird bei Unterbrechung der Multivibratortätigkeit sowohl die Röhrenbatterie 22 als auch die Röhre 106 blockiert. Nach der normalen Impulsfolgeverzögerungszeit nimmt der Multivibrator die Impulserzeugung wieder auf, und der normale Betrieb der Maschine wird automatisch wiederhergestellt, vorausgesetzt, daß der für die Unterspannung verantwortliche Übelstand in der Entladungsstrecke, beispielsweise durch Aufstauung der Leistungszufuhr, Ausräumen von Schmutz, ölschlamm od. dgl., beseitigt ist.

Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Abreißschaltung nicht nur in Verbindung mit der im vorliegenden beschriebenen speziellen Generatorschaltung anwendbar. Sie läßt sich mit gleichem Nutzen auch auf andere Schaltungsanordnungen zur Stromversorgung der Entladungsstrecke, mit oder ohne Impedanzanpassung, anwenden.

F i g. 2 zeigt die steuernde Gitterspannung an den Gittern der Leistungsröhren 22 für den Fall, daß vom Multivibrator ein Signal von verhältnismäßig kurzer Impulsdauer pro Periode empfangen wird. Dem Punkt A in F i g. 2 entspricht die normalerweise an den Gittern 92 liegende negative Gittervorspannung. Diese negative Vorspannung ist während der den Linien A-B und E-F entsprechenden Abschnitte der Periode an den Gittern wirksam. Die Kurve BCDE zeigt, daß die Gitterspannung um mindestens denjenigen Betrag positiv wird, der erforderlich ist, um die Röhrenbatterie für die DauerCD zu entriegeln. Über den Rest der Periode wird die Gitterspannung

wieder negativ, wie es durch die Kurve D E F G ver- verriegelt ist, wird die Tätigkeit des Multivibrators anschaulicht ist. F i g. 3 zeigt den Verlauf des Signals, nicht beeinträchtigt und bei Entriegelung der Multidas sich in der Primärwicklung des Transformators vibratorröhre 204 entsprechend auch die Pufferröhre 16 bei Empfang des Kurzimpulses von der Leistungs- 232 entriegelt. Im Anodenkreis der Röhre 232 liegt röhrenbatterie ausbildet. Dabei erscheint in der Pri- 5 ein Begrenzungswiderstand 234 sowie ein zum Kamärwicklung eine Spannung AB für die Dauer BC thodenkreis der Abreißröhre 290 gehörender Wider-F i g. 4 veranschaulicht den an den Funkenspalt 28 stand 240. Ein Verzögerungskondensator 242 überabgegebenen Spannungsimpuls, wobei der negative brückt den Widerstand 240 derart, daß das der Puf-Rücklauf D E F G der in der Sekundärwicklung des ferzone 232 entstammende Signal mit kurzzeitiger Transformators anstehenden Spannung durch den io Verzögerung im Kathodenkreis der Röhre 290 einGleichrichter 26 unterdrückt und somit vom Spalt trifft. Die Zeitkonstante dieser Verzögerung ist sehr ferngehalten wird. Der Nebenschlußgleichrichter 34 kurz und liegt im allgemeinen in der Größenordnung sorgt dafür, daß etwaige negative Spannungsreste, von einigen Mikrosekunden und darunter. Sie soll es die bei den verwendeten hohen Frequenzen durch ermöglichen, daß das steuernde Signal nach der Endden Gleichrichter 26 sickern können, unterdrückt 15 röhrenbatterie passieren kann. Angenommen, der werden. Es kann demnach am Spalt kein polaritäts- Stromkreis sei geöffnet, so liegt die volle Leerlaufverkehrter Impuls auftreten. spannung am Arbeitsspalt. Diese Spannung wird über

In Fig. 5, 6 und 7 sind Impulse gezeigt, wie sie die Leitung 274 wahrgenommen und über eine Diode durch verhältnismäßig lange Impulse des Multivibra- 276 auf das Bezugspotentiometer 278 gekoppelt. Dertors erzeugt werden. ao jenige Teil dieses Signals, der durch die Einstellung

Bei der Schaltung nach F i g. 8 ist die durch die des Potentiometerabgriffes 280 bestimmt ist, gelangt Triode 264 repräsentierte Röhrenbatterie unmittelbar zum Gitter der Abreißröhre 290. Dieses genau der an die Elektrode 270 angeschlossen. Das Werkstück herrschenden Spaltspannung entsprechende Signal 272 ist in diesem Falle an die positive Klemme der vergrößert die negative Spannung des Gitters der die Maschine speisenden Energiequelle 202 (Netz 25 Röhre 290. Nach dem durch den Kondensator 242 od. dgl.) angeschlossen. Die das Gitter 266 aus- bedingten Verzögerungsintervall erscheint das Signal steuernden Rechteckimpulse werden durch die Multi- am Widerstand 240 in der Kathodenleitung der Abvibratorröhren 204 und 206 nach den bekannten reißröhre 290. Dieses Signal hat eine solche Pola-Prinzipien der Kippschwingungserzeugung mit roh- rität, daß es die Röhre 290 zu entriegeln bestrebt ist. renbestückten Multivibratoren erzeugt. Der recht- 30 Die Anwesenheit eines Teiles der Spaltspannung am eckige Ausgangsimpuls der Multivibratorenröhre 206 Punkt 280 löscht jedoch dieses Entriegelungssignal, wird über einen Koppelkondensator 220 auf das so daß die Abreißröhre verriegelt bleibt und die Steuergitter der Pufferröhre 232 geschickt. Im Schaltung ungestört weiterarbeitet, entsprechend dem Gitterkreis dieser Röhre liegt eine an die Vor- normalen Kippvorgang der Multivibratorröhren 204 spannung 207 angeschlossene Begrenzerdiode 228. 35 und 206.

Das steuernde Signal für die Röhre 232 wird am Wird die Entladungsstrecke kurzgeschlossen oder Widerstand 230 gebildet. Die Rechteckspannung hat sinkt die Bogenspannung so weit ab, daß das am die Tendenz, die Vorspannung 207 zu übersteigen. Potentiometerabgriff 280 entwickelte Signal nicht Der überschüssige Teil dieser Spannung wird durch mehr ausreicht, das am Widerstand 240 entwickelte das Gitter 231 der Pentode 232 beschnitten, so daß 40 Entriegelungssignal niederzuhalten, so wird die Abdas Ausgangssignal der Röhre 232 einen noch stei- reißröhre 290 augenblicklich entriegelt. Die am leren Flankenanstieg und -abfall aufweist als das Widerstand 294 erzeugte Spannung ist wesentlich Ausgangssignal des Multivibrators. In ähnlicher Weise höher als die vom Bgriff 222 gelieferte Spannung, so wird das Ausgangssignal der Pentode 232 in einer daß der Punkt 209 negativ gegenüber der Kathode durch die Pentode 254 repräsentierten Röhrenbatte- ₄₅ der Röhre 204 wird. Der Punkt 209 wird hinreichend rie nachverstärkt und am Gitter dieser Röhre sowie negativ, um die Leitung der Multivibratorröhre 204 auch am Gitter 266 der Leistungsröhrenbatterie selbst zu beenden und die Impulspause einzuleiten. Wähabermals beschnitten. rend der Entriegelungsdauer war die Röhre 204 Iei-

Mittels des Potentiometers 214 des Multivibrators tend und in Phase mit der Leistungsröhrenbatterie kann bei Einhaltung einer konstanten Arbeitsfre- 50 264. Sobald nun die Abreißröhre 290 die Röhre 204 quenz die Einschaltdauer des Impulses geändert verriegelt, verriegelt der Verstärker augenblicklich werden. auch die Leistungsröhrenbatterie 264, so daß der

Das Schirmgitter der Pentode 204 ist über einen Kurzschlußzustand in der Entladungsstrecke beseitigt Begrenzungswiderstand 226 an den Schirmgitterspan- wird. Diese Unterbrechung hält während der nornungsabgriff 222 angeschlossen. Ebenso sind das 55 malen Pause zwischen den Impulsen, wie sie durch Schirmgitter der Pentode 206 über einen Widerstand die Bemessung des Gitterkreises 218, 203, 214 der 224, das Schirmgitter der Pentode 232 über einen Multivibratorröhre 204 gegeben ist, an. Auf diese Widerstand 238 und das Schirmgitter der Pentode Weise ist dafür gesorgt, daß durch den Fehler oder 254 über einen Widerstand 248 jeweils an den Kurzschluß am Spalt der betreffende spezielle Schirmgitterspannungsabgriff 222 angeschlossen. 60 Arbeitszyklus in genau der gleichen Weise unter-

Die Überwachungseinrichtung wird hier durch die brachen wird wie bei der Schaltung nach Fig. 1. Röhre 290 gebildet. Vor Eintreffen des Impulses sind Solange die Schaltung normal arbeitet, ist das Gitter sowohl die Multivibratorröhre 204 als auch die Puf- der Multivibratorröhre 204 durch die Diode 296 von ferröhre232 als auch die Leistungsröhrenbatterie der Abreißschaltung abgetrennt. Die Diode 296 ist nichtleitend. Die Abreißröhre 290 wird durch 65 lediglich während derjenigen Betriebsabschnitte der die im Kondensator 288 gespeicherte und durch die Abreißröhre 290 leitend, da der Punkt 209 negativer Spannungsteilerwiderstände 284 und 286 entwickelte ist als entweder die Kathode oder das Gitter 208 der Vorspannung verriegelt. Solange die Abreißröhre 290 Röhre 204.

F i g. 9 zeigt eine transistorbestückte Funkenerosionsschaltung. Auch in diesem Fall werden Rechteckimpulse in einer sehr ähnlichen Weise wie bei der Schaltung nach F i g. 8 erzeugt. In der Transistorschaltung nach F i g. 9 ist der durch die Elektrode 300 und das Werkstück 302 gebildete Spalt über einen Widerstand 308 mit dem Kollektor des Transistors 306 verbunden. Der Emitter des Transistors 306 ist an die positive Klemme der Netzgleichspannungsquelle 304 angeschlossen. Die negative Klemme der Quelle 304 ist mit der Elektrode 300 verbunden. So wird analog der Schaltung nach F i g. 8 auch hier eine ähnliche, direkt an die Energiequelle 304 angekoppelte Stromschleife, bestehend in diesem Fall aus einem Transistor, dem Widerstand 308 und der Entladungsstrecke, gebildet. Der Impulsgeber- und Verstärkerteil für die Steuerung der Endtransistorenbatterie 306 ist im Prinzipanalog der Schaltung nach F i g. 8. Der Transistor 306 besteht im allgemeinen aus sehr vielen, unter Umständen Hunderten von Einzeltransistoren, die die für die Funkenerosion benötigten sehr starken Arbeitsströme zu erzeugen vermögen. Der P-N-P-Transistor 314 kann analog der Röhrenbatterie 254 in der Schaltung nach F i g. 8 eine ganze Vorverstärker-Transistorenbatterie repräsentieren. Bei der gezeigten Schaltung ist die Treibertransistorenbatterie 314 während der Entriegelung des Transistors 306 verriegelt. Der P-N-P-Transistor 306 wird durch die Gleichspannungsquelle 312 über den Widerstand 326 und die Drossel 324 entriegelt. Wenn die Treibertransistorenbatterie 314 entriegelt ist, ist die Basis der Leistungsbatterie 306 mit der positiven Vorspannung 310 verbunden. Dadurch wird die Leistungsbatterie 306 verriegelt und der Stromfluß vom Widerstand 326 und von der Drossel 324 her nebengeschlossen, so daß der Strom in diesem Fall von der Spannungsquelle 312 über den Widerstand 326, die Drossel 324, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 314 und zurück zur positiven Klemme der Spannungsquelle 310 gerichtet ist.

Der Betriebsstrom während der Entriegelungszeit des Transistors 306 fließt von der Batterie 312 über den Widerstand 326, die Drossel 324, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 306 und zurück zur positiven Klemme der Batterie 312. Die Drossel 324 sowie Drosseln 318 und 330 sind vorgesehen, um dem die betreffenden Transistorstufen steuernden Impuls eine steile Anstiegsflanke zu geben. Während der Entriegelungsperiode des Transistors 314 geht durch den Widerstand 326 und die Drossel 324 ein erhöhter Strom entsprechend der höheren Gesamtspannung aus der Vorspannung 310 und der Betriebsspannung 312. Bei augenblicklicher Verriegelung des Transistors 314 erfährt dieser erhöhte Strom im Basis-Emitter-Kreis des Leistungstransistors 306 einen Stoß, so daß für die Dauer des induktiven Effektes der Drossel 324 eine Steuerung mit steilem Flankenanstieg erfolgt. Analog wird bei augenblicklicher Entriegelung des Transistors 314 der Anstieg des Stromes durch die Drossel 324 momentan gebremst, so daß der Transistor 306 einen steilen Verriegelungsimpuls erhält. Auf diese Weise wird ein vertikaler Flankenanstieg und -abfall mit scharf definierter Schaltwirkung für jede einzelne Transistorstufe gewährleistet. Ähnlich steuert der N-P-N-Tran- ι sistor320 den Transistor 314, wobei der Strom von der Batterie 312 über den Vorspannungswiderstand 322, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors

320 und den Basis-Emitter-Kreis des Transistors 314 fließt. Der Stromfluß wird durch die Drossel 318 momentan gebremst, so daß in der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 314 und im Vorspannungswiderstand 350 ein scharfer Stromstoß auftritt, der den Transistor 314 entriegelt. Während der Entriegelungszeit erfolgt ferner ein Stromfluß durch den Nebenschlußzweig mit der Drossel 318 und dem Widerstand 316. Bei scharfer Verriegelung des Tran sistors320 dauert der Stromfluß durch die Drossel 318 in der gleichen Richtung an, so daß der Transistor 314 scharf verriegelt wird und in seinem Emitter-Basis-Kreis ein Sperrstrom durch den Widerstand 316 und den Widerstand 350 fließt.

Der N-P-N-Transistor 320 wird seinerseits durch die erste Treiberstufe, die in dem gezeigten Verstärker durch den Transistor 334 verkörpert ist, gesteuert. Der den Transistor 320 steuernde Strom fließt von der negativen Klemme der Batterie 312 durch

ο den Begrenzungswiderstand 322, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 320, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 334, den Widerstand 332 und die Vorspannungsbatterie 310 zur positiven Klemme der Batterie 312. Nach einer durch die Induktanz 330 verursachten kurzzeitigen Verzögerung fließt ferner ein Strom durch den Widerstand 328 und die Induktanz 330, die als Nebenschlußzweig parallel zum Netzwerk 322, 320 geschaltet sind. Bei scharfer Verriegelung des Transistors 334 schickt die Drossel 330

ο einen Sperrstrom durch den Basis-Emitter-Zweig des Transistors 320, den Widerstand 322 und den Widerstand 328, so daß der Transistor 320 scharf verriegelt wird.

Der Impulsgeber 336 kann ein röhrenbestückter 5 oder transistorbestückter Multivibrator sein.

Der Transistor 338 arbeitet in der Schaltung nach F i g. 9 als pro Impuls wirksame Abreißschaltung. Zu beachten in diesem Falle ist, daß bei Entriegelung des Transistors 334 die Endtransistorenbatterie D 306 verriegelt wird. Der Funkenimpuls in F i g. 9 tritt auf, wenn der Transistor 306 entriegelt ist, und er wird beim normalen Betrieb unterbrochen durch den Kippstrom des Impulsgebers 336, der in vorgewählten Zeitintervallen durch den Basis-Emitter-Kreis des Transistors 334 fließt.

Vor dem Einsetzen des Erosionsimpulses sind sowohl der Ausgang des Impulsgebers 336 als auch der Transistor 334, als auch der Transistor 314 leitend, derart, daß die Leistungstransistorenbatterie 306 ver> riegelt ist. Unter diesen Verhältnissen ist auch der Transistor 338 verriegelt, da in seinem Basiskreis keinerlei Steuersignal vorhanden ist und da die direkte Widerstandsverbindung von der Basis des Transistors 338 zu seinem Emitter über den Poten- > tiometerabgriff 340 und den unteren Zweig des Potentiometers 344 sowie den unteren Teil des Potentiometers 346 ohne Spannung ist. Bei Einsetzen des Erosionsimpulses wird der Impulsgeber 336 scharf verriegelt. Als Folge der dadurch bedingten Ver) riegelung des Transistors 334 und des Transistors 314 wird der Leistungstransistor 306 entriegelt. Ist der Abstand zwischen der Elektrode 300 und dem Werkstück 302 so bemessen, daß sich an der Funkenstrecke eine Spannung ausbilden kann, so erscheint diese Spannung zugleich auch am Potentiometer 346 und mit einem entsprechenden Teilwert am Abgriff 348. Nach einem durch die Größen des Kondensators 342, des oberen Teiles des Potentiometers 344 und

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Claims

1 29 des Widerstandes 352 bestimmten momentanen Verzögerungsintervall erscheint am Potentiometerabgriff 340 ein Tastsignal. Die Abreißschaltung arbeitet in diesem Falle so, daß der am Punkt 348 erscheinende Teil der Funkenspannung und das am Punkt 340 erscheinende Tastsignal in ihrer relativen Größe miteinander verglichen werden. Ist die Funkenspannung hinreichend groß, so daß sie die Spannung am Punkt 340 übersteigt, so bleibt der Transistor 338 verriegelt und kann daher die Tätigkeit der Leistungsstufe nicht beeinflussen. Unterschreitet dagegen die Spannung am Punkt 348 den eingestellten Bezugsspannungswert am Punkt 340, so wird der Transistor 338 augenblicklich entriegelt, wobei in diesem Fall ein Strom von der negativen Klemme der Energiequelle 304 über den unteren Ast des Potentiometers 346, den Potentiometerabgriff 348, den Emitter-Basis-Zweig des Transistors 338, den oberen Ast des Potentiometers 344 und den Widerstand 352 sowie den Kollektor-Emitter-Zweig des Transistors 306 und den Ausgleichswiderstand 354 zur positiven Klemme der Energiequelle 304 fließt. Dadurch wird der Transistor 338 leitend. Dieser Entriegelungs- oder Leitungszustand entspricht genau der Arbeitsweise anderweitiger Schaltungen, bei denen der Abreiß- as Vorgang augenblicklich ausgelöst wird, wenn die Spannung an der Funkenstrecke einen voreingestellten Bezugswert unterschreitet. Im vorliegenden Falle wird durch die Entriegelung des Transistors 338 der Transistor 334 so gesteuert, daß er den Transistor 306 blockiert und damit der fehlerhafte Impuls am Ausgang augenblicklich abgewürgt wird. Ähnlich wie bei den früher beschriebenen Schaltungen kann auch hier der Transistor 338 so geschaltet sein, daß er durch Tastung des Multivibrators direkt auf den Impulsgeber einwirkt. Bei der in F i g. 9 gezeigten Schaltung beeinflußt bzw. annuliert der Abreißtransistor 338 jedoch das Resultat der Tätigkeit des Impulsgebers 336 unabhängig vom Impulsgeber selbst, und zwar derart, daß der fehlerhafte Erosionsimpuls abgerissen wird. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß nach der durch die Transistorkomponenten und die verschiedenen Verstärkerstufen bedingten sehr kurzen Laufzeitverzögerung der Funken sofort wieder gezündet werden kann, ohne daß man das vom Impulsgeber vorgeschriebene Intervall zwischen den Impulsen abzuwarten braucht. Selbstverständlich kann die durch den Impulsgeber 336 bestimmte Impulsdauer nicht überschritten werden, wobei in diesem Fall die Tätigkeit des Abreißtransistors 338 lediglich darin besteht, daß er den fehlerhaften Teil des betreffenden Impulses abreißt oder wegschneidet. Die pro Impuls wirksame Abreißschaltung könnte auch in Abhängigkeit von dem im Spalt fließenden Strom, statt in Abhängigkeit von der Spannung gesteuert werden. Eine solche stromabhängige Schaltung spricht augenblicklich dann an, wenn der Stromfluß durch die Funkenstrecke einen vorbestimmten Wert übersteigt. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Schaltung ist in Fig. 10 gezeigt. Die Abreißschaltung nach Fig. 10 ist für das Stromversorgungsgerät nach F i g. 9 bestimmt, wobei der Abreißtransistor 400 an die Stelle des Transistors 338 in F i g. 9 tritt. In der Schaltung nach F i g. 10 hat der am Punkt erscheinende Tastimpuls das Bestreben, den Transistor 400 zu verriegeln. Die Größe der Tastspannung wird nach Wahl durch Einstellung des 331 Potentiometerabgriffes 406 und durch die Bemessung des Potentiometers 404 und des Widerstandes 408 bestimmt. Während der Dauer der einzelnen Entladungen zwischen der Elektrode 300 und dem Werkstück 302 erzeugt der Strom durch den Fühlwiderstand 402 eine positive Spannung zwischen den Punkten 410 und 412. Überschreitet der Stromfluß das vorbestimmte Maß, so wird die Spannung am Punkt 412 größer als die Spannung am Abgriff 406, und es fließt ein Strom vom Punkt 410 über den unteren Ast des Potentiometers 404, den Potentiometerabgriff 406 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 400 zum Punkt 412, wodurch der Transistor 400 entriegelt wird. In genau der gleichen Weise wie bei der Schaltung nach F i g. 9 hat die Entriegelung des Transistors 400 eine augenblickliche Unterbrechung der Energiezufuhr an die Funkenstrecke zur Folge. Des weiteren kann man die Schaltung auch so einrichten, daß sie das jeweils herrschende Strom-Spannungs-Verhältnis vergleicht, derart, daß die Abreißschaltung tätig wird, sobald eine unerwünschte Verschiebung dieses Verhältnisses eintritt. Es soll daher das offenbarte Prinzip des pro Impuls wirksamen Abreißvorganges nicht auf die speziell gezeigten Schaltungen beschränkt sein. Soweit in der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck »augenblicklich« in bezug auf die Unterbrechung eines einzelnen Entladungsvorgangs verwendet ist, soll dies bedeuten, daß die Unterbrechung sehr rasch und innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Bruchteils der Gesamtdauer einer Einzelentladung stattfindet. Bei 100 Mikrosekunden Gesamtdauer je Einzelentladung beträgt dieser Bruchteil im allgemeinen 1 bis 10 Mikrosekunden. Für Einzelentladungen längerer oder kürzererer Dauer läßt sich der genannte »Augenblickswert« entsprechend einstellen bzw. variieren. Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Bearbeiten von Werkstücken durch Funkenerosion mit einem Multivibrator zum Erzeugen vorbestimmter Impulsfolgen, einem durch diese Impulse gesteuerten elektronischen Schalter, über welchen der Erosionsimpulsstrom den Bearbeitungselektroden zugeführt wird, sowie einer mit dem Elektrodenkreis zusammenwirkenden und die Impulserzeugung beeinflussenden elektronischen Abschalteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der eine vorbestimmte konstante Impulsfolge erzeugende astabile Multivibrator (36, 38) unmittelbar mit dem elektronischen Schalter (22) verbunden ist und daß die Abschalteinrichtung einerseits von einer von den Bearbeitungselektroden abgeleiteten Spannung, andererseits von einer der den elektronischen Schalter steuernden Impulsfolge entsprechenden Spannung beaufschlagt wird und beide Spannungen vergleicht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung aus einer Elektronenröhre besteht, deren Gitter einen einstellbaren Teil der den elektronischen Schalter steuernden Spannung als Vorspannung sowie über einen primärseitig an den Bearbeitungselektroden liegenden Transformator eine von diesen abgeleitete Spannung erhält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da-

durch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung aus einer Elektronenröhre oder einem Transistor besteht und an einer Klemme von einem einstellbaren Teil der Spaltspannung als Bezugsspannung, an einer anderen Klemme von der der steuernden Impulsfolge entsprechenden Spannung beaufschlagt wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der An-

Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung unmittelbar in Abhängigkeit von der Spannung oder dem Strom des Spaltes gesteuert ist und die Ansprechgeschwindigkeit der Abschalteinrichtung derart bemessen ist, daß bei Kurzschluß in etwa 10 °/o oder weniger der normalen Impulsdauer eine Abschaltung des Multivibrators erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen