DE1438908B2 - Schutzstromkreis fuer eine maschine zur elektrolytisch abge tragenden bearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzstromkreis für eine Maschine zum elektrolytisch abtragenden Bearbeiten mit einem an eine Elektrode bzw, ein Werkstück angeschlossenen, nur auf schnelle Spannungsveränderungen zwischen Elektrode und Werkstück ansprechenden Überwachungskreis und einem durch diesen betätigbaren Ausschalter in der Stromzuleitung zu Elektrode und Werkstück.

Bei Maschinen zur elektrolytisch abtragenden Bearbeitung speist eine Stromquelle eine Elektrode und ein zu bearbeitendes Werkstück, zwischen denen ein Elektrolyt unter Druck eingespritzt wird. Um ein schnelles und genaues Bearbeiten zu erreichen, soll die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode so weit wie möglich vergrößert werden, wobei das Werkstück während der Bearbeitung im allgemeinen feststehen bleibt, was die Wirkung hat, die Bearbeitungsstromstärke zu erhöhen und den Abstand zwischen Elektrode und Werkstück zu verringern. Für diese Erhöhung besteht jedoch eine Grenze in Folge des Auftretens von Kurzschlüssen oder Lichtbogen zwischen Elektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück. Diese Lichtbogen oder Kurzschlüsse können auch von einem ungleichmäßigen Ablauf des Elektrolyten aus dem Zwischenraum zwischen Elektrode und Werkstück, von einem ungenügenden Einspritzdruck oder auch noch vom zufälligen Vorhandensein von festen Teilen im Elektrolyt verursacht werden.

Es ist bekannt, einen Anzeigestromkreis zu benutzen, der das Auftreten von Lichtbogen und Kurz-Schlüssen während der Bearbeitung meldet, vgl. z. B. die britische Patentschrift 944 613. Diese Stromkreise haben im allgemeinen mindestens ein Element, das auf plötzliche Veränderungen der Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück anspricht, die dann auftreten, wenn der Bearbeitungsablauf durch das Entstehen von Bogen oder Kurzschlüssen gestört wird. Derartige Signale sind leicht meßbar. Sie sind dazu bestimmt, den Bearbeitungsstrom und im allgemeinen auch den automatischen Vorschub der Elektrode zu unterbrechen. Der Arbeiter muß die Maschine neu einschalten, nachdem er die vorstehend genannten Gründe der Bildung von Lichtbogen oder Kurzschlüssen abgestellt hat.

Es ist wünschenswert, daß der Anzeigestromkreis sehr empfindlich ist und das Abstellen des Bearbeitungsstromes sehr schnell sicherstellt, um im Maße des Möglichen jegliches Verbrennen des zu bearbeitenden Werkstückes zu vermeiden, das sich aus der Bildung von Bogen oder Kurzschlüssen ergibt. In jedem Falle ist die zwischen der Elektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück herrschende Spannung nicht regelmäßig, und sie kann durch Störwellen, die von benachbarten elektrischen Geräten hervorgerufen werden, insbesondere durch die Kommutierung von Gleichrichtern, wenn der Gleichstrom von einer gleichgerichteten Wechselstromquelle stammt.

Es ist demgemäß nicht möglich, den Anzeigestromkreis empfindlich genug zu machen, weil sonst in jedem Zeitpunkt Unterbrechungen der Maschine eintreten würden, die nicht auf das Auftreten von Unregelmäßigkeiten in der Bearbeitung zurückzuführen sind, sondern die durch die genannten Störwellen hervorgerufen werden.

Daraus ergibt sich, daß es bisher unmöglich war, eine Beschädigung der Elektrode und des Werkstückes in Folge von Lichtbogen oder Kurzschlüssen zu vermeiden.

Pie der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nur darin, Elektrode und Werkstück vor Beschädigungen durch Lichtbogen oder Kurzschlüsse mit Sicherheit zu bewahren durch Schaffung einer sehr empfindlichen selektiven Anzeige entstehender Lichtbogen und Kurzschlüsse, die vorstehend erwähnte Störwellen ausschließt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine an sich bekannte Vorrichtung zum Einstellen einer für das Ansprechen des Überwachungskreises erforderlichen Mindestdauer der Spannungsänderungen.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß es durch kurzzeitig auftretende Störwellen nicht zur Abschaltung der Maschine kommt.

Die vorstehend angegebene Lösung erfährt Weiterbildungen dadurch, daß der Überwachungskreis auf Spannungsveränderungen von mindestens 10 Mikrosekunden Dauer anspricht, daß der Überwachungskreis auf die schnellen Verringerungen der Bearbeitungsspannung anspricht, daß der Überwachungskreis einen Kondensator, dessen Ladung durch das Auftauchen schneller Spannungsveränderungen verändert wird, sowie einen mit ihm verbundenen Widerstand, der das Bestreben hat, ihn in seinen ursprünglichen Ladezustand zurückzubringen sowie einen Kippstromkreis umfaßt, dessen Zustand sich plötzlich ändert, sobald die Spannung des Kondensators einen bestimmten Wert erreicht.

Die Zeichnung zeigt schematisch und als Beispiel eine Ausführungsform des Gegenstandes nach der Erfindung.

Der gezeigte Stromkreis gibt nur dann ein das Abschalten der Maschine hervorrufendes Fehlersignal, wenn die Störwellen eine gewisse Dauer erreicht haben. Auf diese Art und Weise werden die Störwellen kurzer Dauer, die nicht durch Lichtbogen zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und der Elektrode hervorgerufen werden, sondern beispielsweise durch Wirkungen der Kommutation normaler Gleichrichter nicht in Betracht gezogen und rufen kein Abschalten der Maschine hervor.

Zur Speisung der Maschine dient ein Speisungsnetz, dessen drei Phasen mit R, S und T bezeichnet sind und die Primärwicklungen eines Dreiphasentransformators 1 erregen, denen sättigbare Selbstinduktionsspulen 29 zur Regelung des Stromes der Primärwicklungen vorgeschaltet sind. Die Sekundärwicklungen 2 des Transformators 1 speisen einen Briiekengleichrichter 30, der ungesteuerte Dioden enthält und einen nicht gefilterten Strom zur Elektrode E und zum Werkstück P führt.

Ein Transformator 19 speist mit seiner einen Sekundärwicklung 18 über eine Gleichrichterbrücke 17 den Anzeigestrornkreis, und über eine weitere Sekundärwicklung 26 die Wicklung 25 eines elektromagnetisch gesteuerten Schalters mit Haltekontakt 24.

Der Halteatrpmkreis umfaßt einen bistabilen Schmitt-Trigger, der zwei Transistoren Q 2 und Q 3 umfaßt, wobei der Transistor β 3 einen Transistor Q 4 steuert, der seinerseits den Strom in der Wicklung eines Relais 22 steuert.

Die zwischen der Elektrode £ und dem Werkstück P herrschende Spannung wird durch ein Panzerkabel 13 einem Hochpaßfilter 15 zugeführt, das durch Widerstände und Kapazitäten gebildet wird. Das aus dem Filter 15 austretende Signal wird der Basis eines Transistors Q1 zugeleitet, der bei Nicht-

Claims (4)

Vorhandensein eines Signals in Folge der Polarisation auf Grund des Widerstandes R1 im leitenden Zustand ist. Wenn ein Signal an seiner Basis auftritt, wird der Transistor Q1 immer dann nichtleitend, wenn dieses Signal eine positive Spannung aufweist. Das ist jedesmal der Fall, wenn die Spannung Elektrode — Werkstück plötzlich sinkt. Der Kollektor des Transistors β1 ist mit der Basis des Transistors β 2 durch ein T-Glied verbunden, das zwei Widerstände R 4 und R 5 längs und einen Kondensator C1 quer umfaßt. Bei Nichtvorhandensein eines Signales an der Basis von Q 1 ist dieser Transistor leitend und macht gleichzeitig die Basis von β 2 genügend positiv, damit β 2 ebenfalls leitend wird. Unter diesen Bedingungen sind β 3 und β 4 nicht leitend. Wenn ein Signal das Filter 15 durchläuft, wird der Transistor β 1 nichtleitend gemacht, und die Spannung der Basis von Q 2 verschiebt sich zum negativen Pol der Speisungsquelle in dem Ausmaß wie der Kondensator C1 sich über die Widerstände R 4, R 5, R 6, R 7 auflädt. Wenn das Ausgangssignal des Filters 15 eine genügende Dauer hat, wird die Spannung der Basis von β 2 genügend negativ, um das Blockieren von β 2 hervorzurufen und β 3 und β 4 leitend zu machen. Dadurch spricht das Relais 22 an und unterbricht den Stromkreis der Wicklung 25 des elektromagnetischen Schalters, dessen drei Arbeitskontakte 23 den Bearbeitungsstrom abschalten. Wenn im Gegensatz dazu das den Filter 15 durchlaufende Signal von zu kurzer Dauer ist, wird β 1 wieder leitend, bevor β 2 nichtleitend geworden ist. Die teilweise Belastung des Kondensators C1 fließt durch den Widerstand R 5 und den Transistor β 1 ab, und die Spannung der Basis von β 2 verschiebt sich nach der positiven Seite, wobei β 2 dann leitend bleibt. ... Patenanspruche:

1. Schuztstromkreis für eine Maschine zum elektrolytisch abtragenden Bearbeiten mit einem an eine Elektrode bzw. ein Werkstück angeschlossenen, nur auf schnelle Spannungsveränderungen zwischen Elektrode und Werkstück ansprechenden Überwachungskreis und einem durch diesen betätigbaren Ausschalter in der Stromzuleitung zu Elektrode und Werkstück, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Vorrichtung zum Einstellen einer für das Ansprechen des Uberwachungskreises erforderlichen Mindestdauer der Spannungsänderungen.

2. Stromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungskreis derart bemessen ist, daß er auf Spannungsveränderungen von mindestens 10 Mikrosekunden Dauer anspricht.

3. Stromkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungskreis auf die schnellen Verringerungen der Bearbeitungsspannung anspricht.

4. Stromkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungskreis einen Kondensator (C 1), dessen Ladung durch das Auftauchen schneller Spannungsveränderungen verändert wird, sowie einen mit ihm verbundenen Widerstand (R 4), der das Bestreben hat, ihn in seinen ursprünglichen Ladezustand zurückzubringen, sowie einen Kippstromkreis (Q 2, β 3) umfaßt, dessen Zustand sich plötzlich ändert, sobald die Spannung des Kondensators (C 1) einen bestimmten Wert erreicht.

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