DE1298853B

DE1298853B - Verfahren zur Energieversorgung von Funkenerosionsanlagen

Info

Publication number: DE1298853B
Application number: DEM67273A
Authority: DE
Inventors: Matulaitis Victor Edward
Original assignee: Ingersoll Milling Machine Co
Current assignee: Ingersoll Milling Machine Co
Priority date: 1959-07-27
Filing date: 1960-07-26
Publication date: 1969-07-03
Also published as: GB962635A; NL254242A; CH396250A; DE1294795B; US3035149A; GB962636A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum allel dem von der Elektrode und dem Werkstück geelektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken. bildeten Bearbeitungsspalt ein Kondensator geschal-Vorrichtungen zur Durchführung elektroerosiver tet werden. Ferner kann in weiterer Ausgestaltung Bearbeitung umfassen normalerweise eine Elektrode, des erfindungsgemäßen Verfahrens in Reihe zur Indie relativ zum Werkstück beweglich ist, Regelein- 5 duktivität ein Widerstand zur Kurzschlußstromrichtungen, um während der Bearbeitung zwischen begrenzung geschaltet werden.
Werkstück und Elektrode einen frei bestimmbaren Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Bearbeitungsspalt aufrechtzuerhalteny Mittel, um eine Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Arbeitsflüssigkeit durch den Spalt in Umlauf zu brin- Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer gen, und Mittel zur Heranführung eines pulsierenden io Funkenerosionsanlage unter Anwendung der Grundelektrischen Stromes an den Spalt. sätze dieser Erfindung;

Bei bekannten Verfahren zur Energieversorgung Fig.2 ist ein Prinzipschaltbild eines bekannten von Funkenerosionsanlagen sind zur Erzeugung der Generators für eine Funkenerosionsmaschine;
pulsierenden elektrischen Entladungsenergie am Spalt Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Zeitein an den Spalt angeschlossener Kondensator, eine 15 abhängigkeit der Spannung in dem Stromkreis nach Gleichstromquelle, deren Ausgangsspannung größer Fig. 2;

als die mittlere Spannung am Spalt und größer als die Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Zeithöchste Augenblicksspannung am Spalt ist, und gege- abhängigkeit des Stromes in dem Stromkreis nach benenfalls ein Schalter zur intermittierenden Verbin- Fig. 2;

dung der Gleichstromquelle mit dem Kondensator 20 F i g. 5 ist eine graphische Darstellung der Zeitvorgesehen. Dies führt dazu, daß die Stromkreise abhängigkeit der Spannung in der Funkenerosions-Zuleitungsinduktivitäten gegenüber empfindlich wer- anlage nach Fig. 1;

den, insbesondere gegenüber der Induktivität des Ent- Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Zeitladestromkreises einschließlich der den Kondensator abhängigkeit des Stromes in der Funkenerosionsmit der Elektrode und mit dem Werkstück verbinden- 25 anlage nach F i g. 1;

den Leiter. Die Wirkung der Induktivitäten besteht F i g. 7 ist ein Ersatzschaltbild eines in der Anlage darin, daß die erreichbaren Frequenzen der Spalt- nach Fig. 1 verwendeten Gleichrichters,
entladungen begrenzt werden. Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Funken-Es sind bereits Verfahren zur Energieversorgung erosionsanlage ist in Fig. 1 dargestellt und besteht von Funkenerosionsanlagen bekanntgeworden, bei 30 aus einer in der Nähe eines Werkstückes 12 gelagerdenen in einen Betriebsstromkreis, der Elektrode und ten beweglichen Elektrode 10, die durch eine Regel-Werkstück einschließt, eine Induktivität als primärer einrichtung mittels Zahnstangen- und Ritzelanord-Energiespeicher eingeschaltet ist, die in bestimmten nung 13 über ein Stellglied, beispielsweise einen Zeitabschnitten von einem vergleichsweise geringen Servomotor 16, bewegt werden kann, und einem Scheinwiderstand überbrückt wird. 35 Generator für die Erzeugung und Zufuhr der pulsie-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die renden Energie an Elektrode 10 und Werkstück 12. Stromversorgung für derartige Funkenerosionsanla- Der erfindungsgemäße Generator und die damit gen zu verbessern. Insbesondere soll die Wirkung der erzielten Verbesserungen werden am besten verständ-Zuleitungsinduktivitäten und Widerstände auf die lieh, wenn zunächst die Beschaffenheit und Betriebs-Entladefrequenz reduziert werden. 40 weise einer bekannten Generatorschaltung, beispiels-Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei weise des in F i g. 2 gezeigten, erläutert wird. In dieeinem Verfahren zur Energieversorgung von Funken- sem Stromkreis ist der Energiespeicher in Form eines erosionsmaschinen, bei dem ein induktiver Energie- Kondensators 200 mittels zweier Leiter parallel zu speicher in den Betriebsstromkreis eingeschaltet ist dem Spalt zwischen der Elektrode 202 und dem und von einem Steuerstromkreis mit vergleichsweise 45 Werkstück 204 angeschlossen. Diese Leiter haben geringem Scheinwiderstand und einem unabhängig bei den zur Verwendung kommenden Betriebsfrevom Betriebsstromkreis mit hoher Frequenz gesteu- quenzen und Strömen einen Leitungswiderstand und erten Schalter in bestimmten voneinander getrennten eine Leitungsinduktivität, die im Schaltbild als Sym-Zeitabschnitten überbrückt wird, dadurch gelöst, daß bole 206 punktiert dargestellt sind. Die Energie wird der im wesentlichen konstante Stromfluß durch den 5° von einer Stromquelle 208 über einen Schalter 210 induktiven Speicher je nach Schaltzustand des Schal- an den Kondensator 200 herangeführt. Der Schalter ters einmal durch den eine Stromquelle enthaltenden besteht aus einer Röhre oder einer Röhrengruppe 212 Betriebsstromkreis, zum anderen durch den ebenfalls und einem Impulsgenerator 214. Die Leiter, die den eine Stromquelle enthaltenden Steuerstromkreis fließt. Schalter 210 und den Kondensator 200 miteinander Hieraus ergibt sich ein wesentlicher Vorteil, da der 55 verbinden, haben ebenfalls eine Zuleitungsinduktiviüber den Schalter fließende Strom nur einen Bruch- tat und einen Zuleitungswiderstand, wie durch die teil der Größe des Bearbeitungsstromes entsprechend punktiert gezeichneten Symbole 216 dargestellt, die dem Tastverhältnis des Schalters hat und kein Teil bei den Arbeitsfrequenzen und -strömen von Bedeudes durch den Spalt fließenden Stromes unmittelbar tung sind. Der Widerstand und die Induktivität der vom Schalter zufließt. 60 Leitung zwischen dem Schalter 210 und dem Kon-Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens ge- densator200 rufen Spannungsunterschiede zwischen maß der Erfindung besteht darin, daß der Schein- dem Punkt 218 an dem Schalter 210 und dem Punkt widerstand des die Primärstromquelle enthaltenden 220 an dem Kondensator 200 hervor.
Kreises geringer ist als der Scheinwiderstand des Zum besseren Verständnis ist der bekannte Strom-Betriebsstromkreises. Es kann ferner in den Betriebs- 65 kreis der Fig. 2 so dargestellt, daß die Elektrode Stromkreis eine Sperrdiode geschaltet werden, die 202 mit dem Erdpotential verbunden ist. Die Spaneinen Stromfluß von der Primärstromquelle in den nungen der Punkte 218, 220 und des Werkstücks 204 Betriebsstromkreis verhindert. Weiterhin kann par- gegen Erde sind in den Kurven 218 a, 220 α und 204 a

in F i g. 3 abhängig von der Zeit dargestellt; der Strom durch die Röhre 212 sowie durch die Elektrode 202 und somit durch den Bearbeitungsspalt ist in den Kurven 212α und 202α der Fig. 4 zeitabhängig dargestellt.

Bei diesen Kurven sei angenommen, daß der Zyklus zu einer Zeit t₀ beginnt, wo die Röhre 212 gerade leitet. Die Spannung zwischen dem Punkt 218 und der Erde neigt dazu, auf einen maximalen Wert anzusteigen, und wird am Erreichen der Spannungshöhe der Quelle 208 nur durch den Widerstand oder die innere Impedanz der Röhrengruppe 212 gehindert. Die Spannung zwischen dem Punkt 220 und Erde ist infolge der Leitungsinduktivität in bezug auf die Spannung zwischen dem Punkt 218 und Erde nacheilend.

Der Kondensator 200 wird während des Zeitraumes t₀ bis U₁ aufgeladen. Während dieses Zeitraumes ist die Spannung zwischen dem Werkstück 204 und Erde im wesentlichen identisch mit der Spannung zwischen dem Punkt 220 und Erde, da zwischen der Elektrode 202 und dem Werkstück 204 kein Strom fließt. Zu der Zeit t_± beginnt die Spaltentladung. Die Spannung zwischen dem Werkstück 204 und Erde, d. h. die Spaltspannung, sinkt plötzlich auf die Lichtbogenspannung ab, die beispielsweise zwischen 14 und 15 Volt liegt.

Der Kondensator 200 beginnt seine Ladung bei einer Geschwindigkeit, die zunächst durch die Induktivität und den Widerstand des Entladestromkreises 206 begrenzt wird, durch den Spalt zu entladen. Der Spaltstrom ist anfänglich hoch, da der Spalt sowohl den Strom der Röhre 212 als auch den Entladestrom des Kondensators 200 führt.

Bei der Annäherung an den Zeitpunkt L₂ herrschen an dem Spalt im wesentlichen gleichbleibende Bedingungen, wobei der Spaltstrom ausschließlich durch die Röhre 212 hindurchgeführt wird und kein Strom in den Kondensator 200 ein- oder aus ihm herausfließt. Die Ungleichheit der Spannung zwischen den Punkten 218, 220 und 204 ist unter diesen Umständen nicht groß. Die Kurven der F i g. 3 sind im Interesse der klareren Darstellung absichtlich übertrieben gezeichnet.

In dem Zeitpunkt t.₂ legt der Impulsgenerator 214 Sperrspannung an die Röhre 212. Da jedoch der Lichtbogenstrom zu dieser Zeit durch die Leitungsinduktivität und den Widerstand 216 vom Punkt 218 zum Punkt 220 fließt und vorher geflossen ist, erzeugt die Öffnung des Stromkreises eine induktive Spannung an den Komponenten 216 mit einer solchen Polarität, daß der Punkt 218 mit Bezug auf den Punkt 220 negativ wird. Demgemäß wird die Röhre 212 während der Übergangszeit von der Zeit t₂ bis t_z nicht vollkommen gesperrt, da die Leitungsinduktivität 216 jede gewünschte Spannung erzeugt, die erforderlich ist, um den bei Beginn der Sperrung der Röhre 212 fließenden Strom aufrechtzuerhalten. Wenn der Impulsgenerator 214 eine größere Sperrspannung anlegt, so wird lediglich die Spitze der induktiven Spannung an den Komponenten 216 zu der Zeit t.₂ größer. Um die größere induktive Spannung unter dieser Bedingung zu erzeugen, muß das zugehörige magnetische Feld schneller zusammenfallen, da die Spannung an der Induktivität proportional dem Produkt aus Windungszahl und zeitlicher Änderung des magnetischen Flusses ist. Infolgedessen bewirkt eine Vergrößerung der durch den Impulsgenerator 214 der Röhre 212 zugeführten Sperrspannung eine Verkleinerung des Zeitraumes t₂ bis t_s.

Die Wirkung der Leitungsinduktivität 216 führt während der Zeit t₂ bis t₃ zu einer Erhöhung der Spannung an dem Punkt 220 in bezug auf Erde und zu einer Aufladung des Kondensators 200. Da der Strom durch die Röhre 212 sich in Abhängigkeit von der Gitterspannung vermindert, bis die Röhre ganz gesperrt ist, entlädt sich der Kondensator 200 durch den Spalt, wodurch der Lichtbogen weiter aufrechterhalten wird. Die Spannung zwischen dem Punkt 220 und Erde fällt daher während des Zeitraumes t_% bis t₄, wie in der Kurve220a der Fig. 3 dargestellt, ab. Zum Zeitpunkt, wenn die Energie der Leitungsinduktivität 206 im wesentlichen vernichtet ist, sinkt die Spannung zwischen dem Punkt 220 und Erde unter diejenige, die erforderlich ist, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten, und die Entladung endet bei der Zeit i₄, um den Zyklus zu beschließen.

Da die in Frage kommenden Spannungen von so geringer Größe sind, ist der Zeitraum t₂ bis t₄ sowohl verhältnismäßig lang als auch verhältnismäßig unbestimmt in seiner Dauer; dieser Faktor ist in erster Linie für die Begrenzung der erreichbaren Spaltentladefrequenz verantwortlich. Daher ergeben sich die Verzögerungen bei der Auslöschung der Entladung aus der Zeit, die für den Zerfall der magnetischen Felder erforderlich ist.

Der Verlauf des Stromes durch die Röhre 212 und durch die Elektrode 202 und somit durch den Bearbeitungsspalt wird in F i g. 4 in demselben Zeitmaßstab wie in F i g. 3 gezeigt.

Der auf der linken Seite der F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Generator umfaßt einen Steuerstromkreis und einen Betriebs- oder Entladestromkreis. Die primäre Stromquelle 20 ist als Batterie dargestellt, kann jedoch in der Praxis auch ein Gleichrichter sein. Die positive Anschlußklemme der Quelle 20 ist mit der Anode der Röhre 50 — in der Praxis normalerweise mehrere parallelgeschaltete Vakuumröhren — verbunden. Die Kathode der Vakuumröhre 50 ist mit einem Punkt 52 und mit einer Anschlußklemme der Induktivität 22 verbunden, die als Energiespeicher dient. Die untere Anschlußklemme der Induktivität 22 ist mit der oberen Anschlußklemme eines Widerstandes 53 verbunden, der für den Betrieb der Vorrichtung nicht unbedingt erforderlich ist, jedoch zur Stabilisierung der Betriebsbedingungen beiträgt und als Kurzschlußstrombegrenzung dient, um eine Auslöschung der Entladung zu erleichtern. Die untere Anschlußklemme (Punkt 73) des Widerstandes 53 ist an die negative Anschlußklemme der Quelle 20 zurückgeführt und ist ebenfalls mit der negativen Anschlußklemme der sekundären Stromquelle 26 verbunden. Die positive Anschlußklemme der Quelle 26 ist über die Primärwicklung 54 eines Transformators 28 mit dem geerdeten Werkstück 12 verbunden. Die Elektrode 10 ist über eine Leitung 56 und einen Gleichrichter 58 mit dem Punkt 52 und der oberen Anschlußklemme der Induktivität 22 verbunden. Ein Kondensator 60 ist an dem Punkt 66 mit dem Leiter 56 und an dem Punkt 62 mit der sekundären Quelle 26 und der Primärwicklung 54 verbunden. Die verbindenden Leitungen in der Anlage haben eine merkliche Leitungsinduktivität und einen Leitungswiderstand, was durch die gestrichelt gezeichneten Symbole 64 in der Leitung zwischen dem Gleichrichter 58 und dem Punkt 66 und durch die

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gestrichelt gezeichneten Symbole 68 in der Leitung Strom während des Zeitraumes i₀ bis t₂ im wesentzwischen dem Punkt 66 und der Elektrode 10 darge- liehen konstant ist.

stellt ist. Es ist zu beachten, daß eine Aufladung des Kon-

Der Transformator 28 dient zur Ankopplung des densators 60 und die folgende Spaltentladung statt-Regelkreises für die Elektrodenvorschubregelung, in 5 findet, während kein Strom durch die Röhrenreihe 50 dem eine von der Entladefrequenz abhängige Gleich- fließt, wie in F i g. 6 in der Kurve 50 b dargestellt,
spannung gewonnen und mit einem vorgegebenen Zu der Zeiti₂ macht der Impulsgenerator 70 die

Sollwert verglichen wird. Es können jedoch auch Röhrenreihe 50 leitfähig. Die Induktivität 22 wirkt andere Regeleinrichtungen, beispielsweise unter Aus- dann als Generator und arbeitet der Zunahme des wertung der mittleren Funkenspannung angewandt io durch sie hindurchfließenden Stromes entgegen. Inwerden. folgedessen steigt die Spannung zwischen dem Punkt

Der Gleichrichter 58 ist so gepolt, daß er eine 52 und Erde, wie in Fig. 5 in der Kurve 52 ß dargegeringe Impedanz gegenüber einem Stromfluß in stellt, unvermittelt an. Zu dieser Zeit treten verschie-Richtung des Pfeiles darstellt. dene Umschaltvorgänge auf, die noch nicht vollkom-

Die Röhre 50 wird an ihrem Steuergitter durch 15 men geklärt sind. In ihrer Kombination führen sie einen Impulsgenerator 70 gesteuert, so daß sie in jedoch praktisch zu einer vollständigen Vermeidung einem bestimmten Zyklus abwechselnd leitet und der entsprechenden Vorgänge, wie sie in dem mit t₂ sperrt. bis t₃ in Fig. 3 und 4 gezeigten Zeitabschnitt bei

In Fig. 5 wird die Spannung am Spalt 10, 12 bekannten Einrichtungen zu finden sind. Ebenso werdurch die Kurve 10a, die Spannung vom Punkt 66 20 den die Vorgänge in dem in den Fig. 3 und 4 mit t₂ zur Erde durch die Kurve 66a, die Spannung zwi- bis i₄ bezeichneten Zeitabschnitt auf einen Bruchteil sehen dem Punkt 52 und Erde durch die Kurve 52« des in bekannten Schaltungen Beobachteten verzeitabhängig wiedergegeben. mindert.

In der Fig. 6 ist der Entladestrom in der Kurve Es wird angenommen, daß diese Vorteile wenig-

10 b und der durch die Röhre 50 fließende Strom in 25 stens zum Teil auf die Verwendung eines Halbleiters der Kurve 50 b wiedergegeben. oder einer Diode in dem Entladestromkreis zurück-

Unmittelbar vor dem Zeitpunkt i₀ ist die Röhren- zuführen sind. Das Verhalten einer solchen Diode gruppe 50 leitend, und es fließt ein Strom von der während des Überganges von ihrem leitenden in ihren Quelle 20 durch die Röhren 50, die Induktivität 22 sperrenden Zustand wird durch das in F i g. 7 dar- und den Widerstand 53 zurück zur negativen An- 30 gestellte Ersatzschaltbild vermutlich nicht exakt, aber schlußklemme der Quelle 20. Zu dieser Zeit fließt doch in ziemlich genauer Annäherung dargestellt, kein Strom durch den Bearbeitungsspalt zwischen Dieses Ersatzschaltbild enthält eine der Diode 58 der Elektrode 10 und dem Werkstück 12. gleichgepolte Diode 58 b, die von einer entgegen-

Zu der Zeiti₀ sperrt der Impulsgenerator 70 die gesetzt gepolten Diode 82 und einem kleinen Kon-Röhrengruppe 50. Aus den bereits beschriebenen 35 densator 80 in Reihe überbrückt wird. Die Dioden Gründen erzeugt die Induktivität 22 an ihren An- 58 δ und 82 sind als ideal angenommen,
schlußklemmen eine Spannung von der erforderlichen Während des leitfähigen Zustandes fließt Strom

Größe und Polarität, um den zur Zeiti₀ fließenden von dem Punkt 74 in Fig. 7 zum Punkt 52 durch Strom aufrechtzuerhalten. Infolgedessen wird die die Diode 58 b. Während des gesperrten Zustandes Spannung zwischen dem Punkt 52 und Erde (F i g. 5, 40 wird der Strom durch die Sperrwirkung der Diode Kurve 52 α) augenblicklich genügend negativ, um den 58 δ daran gehindert, von dem Punkt 52 zum Punkt erforderlichen Strom über die Induktivität 22, den 74 zu fließen, und der Strom, der durch den oberen Widerstand 53, die sekundäre Quelle 26, den Kon- Zweig des Stromkreises fließen will, wird durch den densator 60, die Komponenten 64 und den Gleich- Kondensator 80 gesperrt. Jedoch kann während des richter 58 hervorzurufen. Infolge der verhältnismäßig 45 Überganges vom Leitzustand zum Sperrzustand der niedrigen Impedanz dieses Stromkreises ist die Span- gesamten Diode 58 ein Rückstrom im Schaltaugennung am Punkt 52 nicht genügend hoch, um die Roh- blick von dem Punkt 52 zum Punkt 74 fließen, der ren 50 wieder in den leitfähigen Zustand zu zwingen. den Ladestrom für den Kondensator 80 darstellt.

Der Strom in dem genannten Stromkreis lädt den In dem Stromkreis der F i g. 1 könnte man auf

Kondensator 60 zu der Zeit I₁ bis zu einer Spannung 5° Grund der Betrachtung der Zuleitungsinduktivitäten auf, die ausreicht, um eine Spaltentladung hervorzu- erwarten, daß die Spannung am Punkt 74 zu der Zeit rufen. Die unmittelbar an dem Spalt vorhandene t_z, zu welcher die Röhre 50 geöffnet wird, erheblich Spannung (Fig. 5, Kurve 10) sinkt sofort auf die über diejenige an dem Punkt 66 hinaus ansteigt. Höhe der Lichtbogenspannung ab, und die Spannung Wenn ein solcher Anstieg stattfindet, dann muß seine zwischen den Punkten 66 und Erde (Kurve 66 ä) sinkt 55 Zeitdauer äußerst gering sein, denn er läßt sich bei infolge der Leitungsinduktivität 68 langsamer ab. einer oszillographischen Untersuchung nicht feststel-

Während der Übergangszeit, die sich an die Zeit Z₁ len. Statt dessen scheint es, als ob der Rückstrom anschließt, ist der Spaltstrom normalerweise hoch, da durch die Diode 58 im Schaltaugenblick vorherrscht, dieser Strom die Summe des im wesentlichen kon- Außerdem ist festgestellt worden, daß dieser vor-

stanten, durch die Induktivität 22 fließenden Stromes ^5o übergehende umgekehrte Diodenstrom bei einer und des Entladestromes des Kondensators 60 ist. zweckmäßig bemessenen Diode 58 eine ausreichende Während der Annäherung an den Zeitpunkt t₂ hört Größe hat, um die Ladung des Kondensators 60 under Kondensator auf, zum Spaltstrom beizutragen, vermittelt zu ändern und die induktive Zeitverzöge- und der Spaltstrom wird gleich dem durch die Induk- rung der Leitungsimpedanz 68 radikal zu vermindern, tivität 22 fließenden Strom. 65 Dies ist in der Kurve 66a der Fig. 5 dargestellt. Im

Für den Betrieb bei günstigsten Bedingungen ist es Vergleich zu dem langsamen Abfall des Entladungszweckmäßig, daß die Induktivität 22 ausreichend stromes nach Fig. 3 und 4 führt der umgekehrte, groß ist, so daß der durch diese Induktivität fließende durch die Diode 58 fließende Diodenstrom dazu, daß

die Spannung am Punkt 66 an der oberen Anschlußklemme des Kondensators 60 unvermittelt in ausreichendem Maße steigt und eine plötzliche Beendigung des Entladestromes verursacht. Die Verminderung der für die Auslöschung des Lichtbogens erforderliehen Zeit ermöglicht eine erhebliche Verminderung der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Spaltentladungen und führt somit zu einer entsprechenden Erhöhung der wirksamen Bearbeitungszeit und des Wirkungsgrades der Anlage.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung werden die Anforderungen an die Röhre 50 hinsichtlich der Belastbarkeit beträchtlich vermindert. Wenn beispielsweise während eines normalen Betriebes durch die Induktivität 22 ein im wesentlichen konstanter *5 Strom von 25 Ampere fließt und wenn der in Fi g.5 und 6 dargestellte Zeitraum t₂ bis t₅ ein Fünftel des gesamten Zeitzyklus t₀ bis t_s beträgt, wird die Röhrenreihe 50 nur für ein Fünftel der Zeit mit einem Strom von 25 Ampere belastet. Während der verblei- ao benden vier Fünftel der Zeit wird der Strom gezwungen, entweder direkt durch den Bearbeitungsspalt oder in den Kondensator 60 zu fließen, der anschließend die gespeicherte Energie in den Spalt entlädt. Daher beträgt der Durchschnittswert des von der as Röhrenreihe 50 geführten Stromes bei diesen Betriebsbedingungen nur 5 Ampere, auch wenn der Durchschnittswert des Stromes im Spalt 20 Ampere beträgt. Somit wird zur Steuerung eines Spaltstromes von 20 Ampere nur eine Kapazität der Röhrenreihe 50 von 5 Ampere benötigt. Dieser Vorteil entsteht dadurch, daß die Röhrenreihe 50 nicht mit dem Erosionsspalt reihengeschaltet ist. Es fließt kein Teil des durch die Röhrenreihe fließenden Stromes direkt durch den Spalt, und kein Teil des durch den Spalt fließenden Stromes fließt direkt von der Röhrenreihe 5 zu.

Der Kondensator 60 ist nur eine Hilfsvorrichtung zur Energiespeicherung, und seine Funktion besteht in bezug auf die Stromzufuhr lediglich darin, die Amplitude bestimmter Schaltvorgänge zu vermindern. Seine Hauptfunktion ist es jedoch, in Verbindung mit der in F i g. 1 dargestellten Regeleinrichtung einen Kurzschluß zwischen Elektrode 10 und Werkstück 12 festzustellen. In diesem Fall besitzt der Entladestromkreis eine Resonanzfrequenz gleich einem Vielfachen der Speisefrequenz, wodurch im Regelkreis eine Stellgröße erzeugt wird, die die Elektrode vom Werkstück zurückzieht.

In einer Ausführungsform der Erfindung waren die Parameter so gewählt, daß ein Durchschnittsstrom von 5 Ampere durch die Röhrenreihe 50 floß und infolgedessen 20 Doppeltrioden parallel geschaltet waren, wobei jedes System Vs Ampere führte, so daß sich ein durch den Spalt strömender Durchschnittsstrom von 20 Ampere ergab. Bei einer Steuerung durch einen Impulsgenerator mit rechteckigen Impulsen mit einer Frequenz von 20 kHz zwischen den Steuergittern und den Kathoden der Röhren 50 in der Röhrenreihe führen die Röhren während 10 Mikrosekunden Strom und sind während 40 Mikrosekunden nichtleitend. Daher werden die Systeme nicht durch übermäßige Durchschnittsströme beansprucht, während jedes System tatsächlich für kurze Zeitspannen bei der genannten Frequenz ⁵/e Ampere führt.

In einer Ausführungsform der Erfindung wurde der Speicher 22 aus 60 Windungen eines Drahtes von etwa 4 mm Durchmesser gebildet, der um einen lameliierten Blechstapel mit einem viereckigen Querschnitt von 76 mm² auf der einen Seite gewickelt wurde. Der Widerstand 53 war so gewählt, daß er einen Wert in der Größenordnung von 1 bis 20 Ohm hatte, der Spannungsabfall an dem Spalt während der Entladung betrug 14 bis 15 Volt, der mittlere Spaltstrom 20 Ampere, und der durch die Induktivität 22 fließende Strom hatte einen Durchschnittswert von Ampere und stieg während des Leitzustandes der Röhre 50 auf etwa 25,05 Ampere an und fiel während des Nichtleitzustandes der Röhre 50 auf etwa 24,95 Ampere ab. Die Diode 58 war ein Siliziumgleichrichter mit 100 Ampere bei 300 Volt, der Kondensator 60 hatte die Größenordnung von 10 bis Mikrofarad (wobei sein Wert gemäß der Länge der Leitungen und anderer Faktoren gewählt wurde), die Spannungsquelle 20 erzeugte eine Spannung von 150VoIt, die Spannungsquelle 26 von 22VoIt. Die Spannungsquelle 26 kann, obwohl sie als Batterie dargestellt ist, auch als Gleichrichter ausgebildet sein, und es könnten selbstverständlich gemeinsame Bauteile für die beiden Spannungsquellen 20 und 26 verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Energieversorgung von Funkenerosionsmaschinen, bei dem ein induktiver Energiespeicher in den Betriebsstromkreis eingeschaltet ist und von einem Steuerstromkreis mit vergleichsweise geringem Scheinwiderstand und einem unabhängig vom Betriebsstromkreis mit hoher Frequenz gesteuerten Schalter in bestimmten voneinander getrennten Zeitabschnitten überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen konstante Stromfluß durch den induktiven Speicher (22) je nach Schaltzustand des Schalters (24) einmal durch den eine Stromquelle (26) enthaltenden Betriebsstromkreis, zum anderen durch den ebenfalls eine Stromquelle (20) enthaltenden Steuerstromkreis fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwiderstand des die Primärstromquelle (20) enthaltenden Kreises geringer ist als der Scheinwiderstand des Betriebsstromkreises (10, 12).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Betriebsstromkreis (10, 12) eine Sperrdiode (58) geschaltet wird, die einen Stromfluß von der Primärstromquelle (20) in den Betriebsstromkreis verhindert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem von der Elektrode (10) und dem Werkstück (12) gebildeten Bearbeitungsspalt ein Kondensator (60) geschaltet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zur Induktivität (22) ein Widerstand (53) zur Kurzschlußstrombegrenzung geschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909527/234