DE1615333A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bearbeitung von Metallen durch Elektroerosion - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bearbeitung von Metallen durch ElektroerosionInfo
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- DE1615333A1 DE1615333A1 DE19671615333 DE1615333A DE1615333A1 DE 1615333 A1 DE1615333 A1 DE 1615333A1 DE 19671615333 DE19671615333 DE 19671615333 DE 1615333 A DE1615333 A DE 1615333A DE 1615333 A1 DE1615333 A1 DE 1615333A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
- B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
- B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H2300/00—Power source circuits or energization
- B23H2300/20—Relaxation circuit power supplies for supplying the machining current, e.g. capacitor or inductance energy storage circuits
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
767 BADEN-BADEN LE88INQ8TRAS8E 13
Anmelder in: The Ingersoll Hilling Machine Company
Rockford, Illinois, V, St. A0
Für die Patentanmeldung wird die Priorität der amerikanischen Anmeldung Nr· 576.168/66
vom 27. Juli 1966 in Anspruch genommen.
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bearbeitung von Metallen durch Elektroerosion.
- ■ - Die Erfindung besieht sich auf die Bearbeitung von
Metallen und anderen leitfähigen Materialien durch die Verwendung von elektrischen Entladungen zwischen einem
Werkstück und einer Werkzeugelektrode· Die Erfindung
betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren
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sur Metallabtragung mittels Elektroerosion, wobei lapulsförmige elektrische Entladungen in den Bearbeitungsspalt
zwischen Herkstiick und Werkzeugelektrode eingespeist werden, um die Materialabtragung vom Werkstück mit Hilfe
der Elektroerosion zu bewirken. Die Erfindung gibt ferner einige bevorzugte Ausführungeformen einer.Schaltungsanordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens
an«
Bei der Elektroerosion, vielfach auch Funkenerosion genannt, sind Werkzeugelektrode und Werkstück durch einen
Bearbeitungsspalt voneinander getrennt· Die Werkzeug" elektrode und das Werkstück sind mit einer elektrischen
Schalteinrichtung verbunden, welche unter anderem eine elektrische Energiequelle einschließt, wobei elektrische
Entladungen im Bearbeitungsspalt erzeugt werden, um das Material vom Werkstück abzutragen und eine ganz bestimmte
Werkstückform zu erzielen. Der Bearbeitungsspalt zwischen Werkzeugelektrods und Werkstück ist mit einem dielektrischen
Medium, z.B. einer dielektrischen Flüssigkeit angefüllt und die elektrischen Entladungen finden in diesem Medium
statt· Zur Erreichung der Erosion vom Material des Werkstückes mittels Funkenentladungen ist es notwendig, daß der
Bearbeitungsspalt zunächst Ionisiert und somit ein leitender Kanal geschaffen wird, In welchen später die
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Energie zur Abtragung des Materials eingespeist werden kann, welche die Bearbeitung des Werkstückes bewirkt.
Es ist bekannt, mittels Halbleiter als Schalter In dem
Stromkreis zwischen Stromquelle und Bearbteitungsspa.lt
Impulse zu erzeugen, wobei sowohl unipolare als auch Impulse wechselnder Polling, Zeitdauer und Amplitude' unabhängig voneinander festgelegt werden können. Die bekannten
Anordnungen weisen jedoch den Nachteil eines schlechten Wirkungsgrades auf, da die Ionisation des Bearbeitungsspaltes und die Energielieferung für die Materialabtragimg
einer einzigen Stromquelle überlassen werden. Ferner hat sich gezeigt, daß sich bei der bekannten Anordnung die
Einstellparaaeter gegenseitig beeinflussen, was ebenfalls als weiterer Nachteil anzusehen ist.
Um den Wirkungsgrad zu verbessern, wurde bereite auch
schon vorgeschlagen, eine gesonderte Spannungsquelle,
eine sogenannte Zündspannungsquelle für die Ionisierung des Bearbeitungsspaltes zusammen mit einer Arbeitsetromquelle, die ein niedrigeres Potential aufweist, jedoch
eine höhere Energiezufuhr ermöglicht, an den Bearbeitiragsspalt zu schalten. Dabei liefert die Zündspannungsquelle
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nur einen kleinen Strom, also eine geringe Leistung,
während der Hauptanteil des Entladestromes von der Arbeite* stromquelle geliefert wird, sobald der Bearbeitungsspalt
nach dem Schließen eines besonderen Schalters zwischen der Zündspannungsquelle und dem Bearbeitungsspalt ionisiert
ist. Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Spannung8- und die Stromquelle simultan an
den Bearbeitungsspalt geschaltet 1st, wodurch die Zustände
im Bearbeitungsspalt nicht berücksichtigt werden. Es kann
w dabei vorkommen, daß wenn der Spalt nicht ionisiert 1st, der nächste Zündimpuls automatisch in den vorherigen
Impuls zündet, wodurch Schädigungen am Werkstück bzw. Werkzeug beobachtet wurden. Wenn ferner der ZuM impuls fehlt,
so ergibt sich als Folge davon, daß die Leistung sinkt.
Man hat zwar schon vorgeschlagen, in dem Arbeitsstromkreis
in Reihe mit dem Leistungsschalter zwischen Bearbeitungsspalt und Arbeitsstromquelle eine Diode zu schalten, die
verhindern soll, daß sich das erheblich höhere Potential der Zündspannung auf den Transistor des Arbeitsatromschalters
auswirkt. Durch diese Maßnahme konnten jedoch die oben geschilderten Machteile nicht vermieden werden, da wie
bereits erwähnt, die Verhältnisse und Zustände im Bearbeitungs·
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spalt nicht berücksichtigt würden«
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die den
oben angeführten Anordnungen anhaftenden Nächteile zu beseitigen
und dem Bearbeitungsspalt die für die Bearbeitung erforderliche elektrische Energie mit einem möglichst
guten Wirkungsgrad zuzuführen. Dies geschieht gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Metallbearbeitung mittels
Elektro-Erosion durch die Einwirkung aufeinanderfolgender, zeitlich voneinander getrennter impulsförmiger elektrischer
Entladungen auf einen durch die Arbeitsfläche der Werkzeug»
elektrode und das zu bearbeitende Werkstück gebildetenp
vorzugsweise mit dielektrischer Flüssigkeit ausgefülltem Bearbeitungsspalt, welcher unterschiedliche Ionisierungspotentiale aufweist und mit Schaltucgsanordnungen zur Zündung
und Einspeisung der Entladungsenergie verbunden ist9 welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß in Abhängigkeit von einem zeitlich vorbestimmten und/oder durch die Verhältnisse im
Bearbeitungsspalt beeinflußten Programm dia Zündspannung
zur Einleitung der Ionisierung des Be&rbeituisgaspaltes und
der Arbeitsstrora für die Materialabtragung getrennt gesteuert
an den Bearbeitungsspalt angelegt werden„
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Die Zündspannung wird dabei höher, insbesondere drei- bis
viermal höher als die Spannung der Quelle für den Arbeitsstrom
gewählte Der Arheifcsstrosi kann an den Bearbeitung«!"
spalt nur für eins vorbeofciBsitf» Zeitdauer in Abhängigkeit
von einem Steuerimpuls sii*clagt werden, welcher füi- diasö
Zeitdauer des Aiilagesna dss Arbal&gimpulses atv.RUgt. -,'Irnl.
Schließlich kami des* Arhaltsa&rösi saii; öiner Verzögerung:
nach deia Anlegen der Zihidapmmung und f.n Über «ins tlifü-J^g
mit üiiicria in seinem z<l Lchmi Ablauf vorbaoui.Giaten
Programm an den Arbeitsspalt angölegt warden <,
Es ist ferner möglich, die Zeitdauer zum Anlegen der Zündspannung an den Bearbeitungsspalt größer als die Zeitdauer
des Anlegens des Arbeitsstromes an den Bearbeitungsspalt zo wählen. Schließlich kann das Anlegen der Zündspannung
und des Arbeitsstromes an den Bearbeitungsspalt durch ein spannungsempfindliches Schaltelement, welches sich
am Bearbeitungsspalt befindet, erst dann ausgelöst we^dsu,
wenn der BearbeitungS3palt nach deoi vorhergehender! ImvsaIn
vollständig entionisiert istc Dabei kenn das Anlage '.»&/;
Arbeitsstromes an den Boarbeitungsspalt durch die icnlsJevür.
des Bearbeitungsspaltes ausgelöst werdenο
BAD ORIGINAL
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In jede« Falle ist es zweckmäßig, daß die Zündapamnmgsquelie eine Impedanz aufweist, welche im wesentlichen der
Impedanz des nichtionisierten Bearbeitungsspaltes angepaßt
ist. Die Impedanz der Arbeitsstromquelle 1st so gewählt, daß sie «it der des ionisierten Bearbeittmgsspaltes über«
einstimmt.
Das erfindongsgemS0e Verfahren weist den besonderen Vorteil
auf, daB durc«E das getrennt gesteuerte Anlegen der Zündspannung und des Arbeitsstromes an den Bearbeitungsspalt
optimale Verhältnisse bei der Netallabtragung durch Elektro-Eroslon erzielt werden können. Bei einem festgelegten Programm können durch die Verhältnisse im Bearbeitungsspalt
die Zündspannung und der Arbeitestrom immer im günstigsten Augenblick angelegt bzw. zugeschaltet werden. Dadurch ergibt
sich ein außerordentlich günstiger Wirkungsgrad der Elektroerosiven Metallabtragung.
Weitere Vorteile und Erläuterungen der Erfindung sollen
in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnung« gegeben werden, in weichen Ausführungsformen des erf indungs
gemSSen Verfahrens und der hierzu mit Vorteil angewendeten
Schaltungsanordnungen dargestellt sind.
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Gnmdkontept der vorliegenden Erfindung zeigt,
in welcher zwei Spannungsquellen für die Zündspannung und den Arbeitsstrom vorgesehen sind,
Flg. 2 eine graphische Darstellung, welche die Besiehung
der Spannung in Abhängigkeit von der Tastung des Impulsgenerators zeigt und zwar an den Schaltern
und am Bearbeittmgsspalt gemäß Fig. 1,
andere Aueführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, mit einem zusätzlichen Schaltkreis bei dem System gemäß Fig. 1,
torm des zusätzlichen Schaltkreises gemäß FIg0 3V
FIg, 4 eine schematische Darstellung einer anderen
Form des zusätzlichen Schaltkreise» gemäß Fig. 3#
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abgeänderten Schaltuiigsanordnung, welche in de«
System gemäß Flg. 3 anstelle des Schaltkreises
verwendet wird, ^f* gestrichelt dargestellt
ist.
Fig. 6 eine scfcAmatische Darstellung» welche eine weitere
Attsfunrungsfom der vorliegenden Erfindung zeigt,
wobei Einrichtungen zur Ermittlung der Zustände im Bearbeitungsspalt vorgesehen sind, die
Signale erzeugen, welche sur Steuerung einer
Mehrzahl von Schaltern verwendet werden»
Fig«, 8 eine schematische Darstellung einer anderen
Ausfühnmgsform der vorliegenden Erfindung,
in welcher eine Gattereinrichtung zur Steuerung eines Schalters verwendet wird, die auf eine
Vielzahl von Zuständen in dem System anspricht» wie z.Bβ auf die Spannung im Bearbeitungsspalt,
den Zustand eines zweiten Schalters und das Vorhandensein eines getasteten Signals»
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Fig. 9 eine schematlsche Darstellung einer weiteren Aus -führungsfor« der vorliegenden Erfindung, wobei
gewisse Merlovmle, wie in den Figuren 5 und 7 dargestellt, miteinander koabiniert wurden, um ein einheitliches Ergebnis bei der Steuerung eines Schalterpaares
in Verbindung mit einer Mehrzahl von Spannungsquellen mit dem Bearbeitungsspalt zu erzeugen,
Fig «10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche gewisse andere Merkmale der vorliegenden Erfindung
zeigt,
Fig. 11 ein Diagramm einer Wellenform des Ausganges an verschiedenen Punkten in einem bevorzugten Impulsgenerator
gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig .1Ia eine schematische Darstellung, welche die spezifischen
Details des schematischen Diagramms gemäß Fig. 9 zeigt, wobei spezifische bevorzugte Ausführungsformen
eines einzelnen Schaltkreises gemäß Figo 9 dargestellt sind,
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spezifischen Details eines Teiles der Schenktischen Darstellung gcs*0 Fig. 9 zeigt, wobei eine
andere bevorzugte Ausfflhnmgsfom eines einseinen Schaltkreises gesäte Fig. 9 dargestellt ist,
Fig. lic eine scheamtlsche Darstellung, welche die spezifischen Details eines Teiles der schaeatlschen
Darstellung zeigt, welche in Fig. 9 dargestellt ist
wobei weitexe spezifische bevorzugte Ausfflhrungs- - foizMU eines einzelnen anderen Schaltkreises gen&B
Fig. 9 dargestellt sind.
In Flg. 1 ist eis Syst·* zur elektroerostven Metallabtragung
dargestellt» welches eise Einrichtung zur Ausübung dmm erf Indungsgezeeen Verfahrens darstellt. Werksetlgelektrodc 18 und
werkstück 16 sind dzrrch den Bearbeitungsspalt 17 voneinander
getrennt. Der BeeilwltiaigiMpait 17 ist an eine Z&ndapannungsejuelle 20 und-eine Arfaeltsetreexsjelle 22 angeschlossen,
wobei die Zundspaoaangsqoelle 20 eine hohe Spannung bei
geringer Leistung la den Spalt einspeisest kann, während die
Stroaottelle eine hohe Leistung geringer Spannung einzuspeisen
zest st t st. Vie bereite ehe» ausgeführt, hat es sich gezeigt, ΦΛ die Benutzung einer einzigen Stromquelle «sowohl zur Aus-
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führung der Funktion des Zünden» des Bearbeitungsspaltes und jsur Einspeisung der materialabtragenden Energie in
den Bearbeitungespalt wegen des geringen Wirkungsgrades unwirtschaftlich sind. Diese Unwirtschaftlichkeit ist im
wesentlichen darauf zurückzuführen, daß eine relativ ergiebige Stromquelle mit hoher Spannung vorgesehen werden
muß, um beide Funktionen zu erfüllen. Dabei wird jedoch die Leistung dieser Stromquelle nur zu einem Teil während des
Bearbeitungsvorganges voll ausgenutzt. Aus diesem Grunde wird eine Zündspannungsquelle mit hoher Spannung, hoher
Impedanz und geringer Stromergiebigkeit benutzt, um zunächst den Spalt zu ionisieren und gleichzeitig bzw» danach wird
ein« Stromquelle mit geringer Spannung, hoher Stromergiebigkeit und hoher Leistung an den Spalt angeschaltet, um
die Funktion der Materialabtragung mittels elektrischer Energie au «zufuhren.
In der Einrichtung der Fig. 1 1st ein Impulsgenerator 24 vorgesehen, um elnefr Steuerimpuls abgeben zu können, welche
den Schalter 28 betätigt, der seinerseits zwischen Zündspannungequelle 20 und Bearbeitungsspalt 17 eingeschaltet
ist und somit den Schaltkreis zwischen der Hochspannungszündquelle mit geringer Stromergiebigkeit 20 und dem Werkstück
sowie der Werkzeugelektrode 18 schließt. Der Schalter ist
mit dem Leiter 30 und die Zündspannungsquelle mit dem Werk-
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stück 16 mittels des Leiters 32 verbunden ο Die Zündapamumgsquelle sieht etwa 120 bis 150 Volt Gleichspannung vor, um
genügend Spannungspotential für die einleitende Ionisierung des Bearbeitungsspaltes vorzusehen« Der Impulsgenerator
speist außerdem das Verzögerungsglied 36 durch den Leiter 38, um einen Schaltimpuls an dieses Zeitverzögerungsglied 36
abzugeben· Das Verzögerungsglied 36 gibt gleichfalls einen
Ausgangsimpuls über den Leiter 40 und dann an den Schalter
ab, um diesen Schalter zu betätigen bzw. zu schlieBan zu
einem Zeitpunkt, der auf die Betätigung des Schalters 28 folgt. Der geschlossene Schalter 42 verbindet den Bearbeitungsspalt 17 siit der Arbaitsstromquelle geringer Spannung und
hoher Leistung 22 ssifcfcals dar Leiter 44 und 46. Die Strom'
quelle 22 hat vorzugsweise 40 bis 50 Volt Gleichspannung9
entsprechend etwa i/3 i@r Spasming der Zündspaonungsquelle
Der zeitlich, verzöger&e Ausgangsimpuls, welcher auf den
Leiter 40 gegeben wird, wird in dieser vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung nach der Betätigung des Schalters
in Abhängigkeit von einem zeitlich vorbestimmten Programm um eine bestiraate einstellbare Zeitdauer verzögert. Diese
Zeitdauer kann in Übereinstimmung mit der Wahrscheinlichkeit der Ionisierung des Bearbeitungsspaltes 17 nach einer vorher
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festgelegten Zeitdauer der Zqschaltung der Zfindspannunge·
quelle 20 an den Spalt 17 gebracht «erden« Falls jedoch der Bearbeittsngsspalt 17 nicht ionisiert, kann auch kein Material
vas Werkstück 16 abgetragen werden, bis der Bearbeitungsspalt von einem der folgenden Impulse ionisiert wird,
welche durch Betätigung des Schalters 28 vom Impulsgenerator 24 erfolgt werden.
Wie bereits oben festgehalten, ist die Stromquelle 22 vorzugsweise In der tage, eine Spannung von 40 bis 50 Volt
durch den Schalter 42 in den Spalt einzuspeisen, 18 bis 32 Volt sind das normale lonisierungspotential für Elektroerosionebearbeltung· Dar Schalter 42 ist ein Schaltelement,
welches hohe Leistungen sehr schnell schalten kann und dadurch die Irosionsenergie an das Werkstück 16 und die Werkzeugelektrode abgeben kann, wenn das Verzögerungsglied 36
Ausgangsimpulse abgibt. Werkstück 16 und Werkzeugelektrode sind in der Üblichen Weise in einer Elektroerosionsmaechlne
eingespannt und vorzugsweise vollständig in eine dielektrische Arbeitsflüssigkeit eingetaucht. Die dielektrische Arbeitsflüssigkeit wird benutzt, um u.a. die metallischen Partikel, ,
welche vom Werkstück 16 abgetragen werden, zu entfernen und
•κ
gleichseitig Werkstück 16 und Werkzeugelektrode 18 zu kühlen.
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stück 16 automatiech geregelt alt Hilfe eines Regelmechanlsaus, welcher der Einfachheit halber nicht gezeigt worden
iet. Hierbei sorgt der Regelnechanlsniue dafür, daS der Bearbeitungaapalt 17 während der normalen Bearbeitungsoperation
konstant eingehalten wird. Hierfür kann jede der bekannten RegelBechanlsaen verwendet werden und irgendwelche Bedingungen des Bearbeittsngsspaltee können benutet werden,
um ala Stellgröße in die Regelstrecke eingespeist zu werden
wie s.B. Strom, Spannung, Leistung usw. Die Schalter 28 und 42 lähmen durch jede Art bekannter elektronischer Bauelemente dargestellt werden, wie s.B., um nur zwei zu
nennen« einen Transistor oder einer HochvaicuumrUhre. Das
Verzögerungsglied 36 sorgt für die seitliche Folge der
Betätigung der Sehalter Ii und 42 & vm. zt§ g@wüirleieteis9
dafi die Zündspannuisgsepelle 20 i^staictasis umi ipaJLfe ionisiert
und Lelstungestroskpielle 22 die hohe Leistung sssr Metallabtragung in den Spalt 17 einspeist. Die Verzögerung des
Hochleistungsschalters 42und die daait verbundene hohe Leerlaufiapedanz entkoppelt die Hochleistungsstroaquelle
voa Strosdcreis des Bearbeitungsspaltes. Die Entkopplung
hat darüber hinaus die Eigenheit, daß der Impuls der zur
Zündung und einleitenden Ionisierung von der Zündspannungsquelle 20 in den Spalt in eine hohe Iapedanz eingespeist
wird· Das* wiederue verbessert die Bedingungen für die
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iaea A«sgaagsiia|ssls, um den Selmiter 42 sur sthließen
glaieiis^ltig die Enfakr d@r aieclrlgexi Spaimunj aus H®ehs£r®ss^a@ll@
©iasmielfcen. JadQcb. bleibt der Bear·3
, so daß die
folgen,
d„h.9 daß im dsa g^iferlnmea mjlsehen T 5 und T δ die
spaniiMiEig aaiäegt -und d@xs© assf eiiaen iferfc sbstakfc,
der SpamiUBg säe» StTOsepigXie V 2 in den ZgiträttmeB zwischen
T 6 und T S ©Bespricht« Diese SpanmsEü.g bleibt konstant bis
zu de» Zeitpunkt, wc Schaltei? 42 mim Zeitpunkt T 8 wieder
geSffnafe ^t^d^ vmb&i gleiehzeitig die Spannung am Spalt &a£
Null absinkfe* Id sei festgehalten, daß der Strorafluß Mull
ist während dl©!1 Perioden zwischen T 5 «nd T 6, wenn α,ιβ .
Legt wird und ebenso in den Zeitperioden
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in der 2ε It? er iod·?, zwischen T 9 und TIl. In diesem Fall ist
der Zündzeitpunkt des Bearbeitungsspaltes im Zeitpunkt T 10
dargestellt. Die Spannung am Spalt sinkt ab auf das Potential der Icnisffitionsspannyng, welche im Zeitpunkt T 11 erreicht
wird. Glai&hsaitig wird zn diesem Zeitpunkt über die Verzögerung
der Verzögerungseinrichtung 36 ein um einen bestimmten
Batrag verzögerter Impuls en Schalter 42 angelegt
und schließt diesen« Entsprechend ist die Hochstromquelle mit geringer Spannung an den* Spalt angeschlossen und verursacht dann den gewünschten Materialabtrag vom Werkstück 16,
Die Spaltspaimmag sinkt dann auf Null ab, wenn der Schalter
geöffnet wird es ZmM d©@ ^©s?zögerten Impulses» welcher den
Schalter 42 normalerweise auslöst.
In Fig. 1 ist in gestrichelten Linien eine Diode 50 eingezeichnet,
welche in den Kreis zwischen Schalter 42 und Werkzeugelektrode
18 eingebracht werden kann und in diesem Falle gleichzeitig die Einschaltung des zeitverzögernden Elementes
36 überflüssig machen würde« Entsprechend würde bei Fehlen
des Zeitverzögerungselementes 36 der Impulsgenerator 24
einen Ausgangsimpuls an beide Schalter 28 und 42 anlegen, beide Schalter schließen und beide, und zwar die Zündspannung©·
quelle 20 und die Stromquelle 22 gleichzeitig an den Spalt
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anschlie8en. Jedoch bleibt das Potential am Spalt ent«
sprechend dem ZündsöannungspofcösifciöJ. solang© erhalten*
solange der Bearbeitungsspalt nicht Ionisiert» Wie bereits
früher ausgeführt, ist das Zündsp&nnungspotential der Zündspannungsquelle
20 ungefähr dreimal so hoch wie die von
der Stromquelle gelieferte Spannung, Dementsprechend ist
die Diode SO vorgespannt und verhindert einen Stro^fluS
zwischen der Stromquelle 22. und dem Be&rbeiUmgsapsIt 17.
In dem Augenblick» wenn der Bearbeitungsspalt ionisiert, vermindert
sich die Spannungsdifferenz: zwischen Werks tuck 16
und fferkzeugelektrode 18 soweit, bis sie geringer ist als ,
die Spannung der Stromquelle 22» In diesem Äugenblick schaltet die Diode 50 durch und die Stromquelle 22 kann ihre
Leistung in den Bearbeitungsspalt einspeisen und somit Material abtragenο
Bei der Anwendung dieses Verfahren^ isitd die Stromquelle 22
während der ganzen Zeit der Zuschaltung der Zündspstinungsquelle
auch zum Spalt zugeschaltet» Auf diese Art und Weise
kann die Stromquelle zu jedem Zeitpunkt die materiaiabtr®»
gende Energie in den Bearbeitungsspalt 17 einspeisen sowie
dieser ionisiert 1st.
Nie in der folgenden Beschreibung noch näher ausgeführt
wird, können verschiedene Impulsfonoungsnetzwerke vorgesehen
werden, welche zwischen di© Zündspaimtmgaquslie 20
in den Bearbeitungsap< 17 eingeschaltet werden, ist eine
gewünschte Impulsform zu erreichen« Diese Impulsforeung·-
netzwerke kfömen in Form von Kapazifcäts- und Induktlvitäts-Komblnationen in den Schaltkreis zur SÜndapairaimgaquell«
eingeschaltet werden oder sie mögen aber auch einfach aus
einem Kondensator oder einer Induktivität in an sich bekannter Weise bestehen.
In Flg. 3 ist eine Einrichtung zur Impulserzeugung für
Elektroeroslonsanlagen gezeigt, welche im Prinzip mit der in Flg. 1 dargestellten Einrichtung übereinstinmt. Man sieht»
daß der Impulsgenerator 24 wieder mit Hilfe des Verbindungeleiters 26 mit dem Schalter 28 der Zündspannungsquelle verbunden 1st und damit die Schalt funktion dieses Schalters
in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Impulsgenerators 24
steuert. Der lepula des Generators 24 ist gleichzeitig
mittels der Leitung 38 In ein Verzögerungsglied 36 eingespeist, welches seinerseits einen zeltverzSgerten Impuls
abgibt, welcher dazu benutzt wird, um den Schalter 42 zu
betätigen. Wenn der Schalter 42 geschlossen ist, 1st die Arbeitestromquelle 22 in den Stromkreis eingeschaltet» um den
Bearbeitungsspalt 1? mit einer Energie entsprechender
Leistung und geringer Spannung zu versehen, um Material vom
Werkstück 16 abzutragen« Die Zündspannungsquelle 20 ist an
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Leiter
tsfe
,siit der
Μ® m
des1 W&aoTstand W iefe
20 Über ti©» Trßnsformßtcr
Leistung 54 vorgesehen.
Fig. 3a zeigt andere Kopplimgsspalttragen, welche anstelle
des itt Fig. 3 gezeigten Kupplungenetζverkea 52 eitigetetst
werden kuimen. Hierbei ist ein RC-Net:z*erk 74 in die Leitung
zwitchen 30 usid 64 eingeeefeaiteter Dieses RC-ffetsweric 74
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besteht aus einem Kondensator 76 und einem Widerstand 78 parallel dazu.
Der leiter 32 ist direkt an das Werkstück 16 angeschlossen,
wie es auch in Flg. 1 der Fall war. Ein Kurzschluß des Bearbeitungsspaltes 17 1st auf ähnliche Art und Welse
verhindert.
Fig. 4 zeigt eine andere Methode, den Bearbaitungsspalt
von der Ziindspannungsquelle 20 zu speisen, wobei ein Impulstransformator 80 benutzt wird, um die Zündspstmungsquellö 20
mit dem Bearbeitimf esprit 17 zu verbinden. Oe? Transformator
80 besteht aus einer Primärwicklung 82, welche mit der Zündspannungsquelle durch den Schalter 28 verbunden ist. Die
Primärwicklung 1st magnetisch mit einer Sekundärwicklung 84 gekoppelt, welche in Reihe mit dem Spalt 17 und der Stromquelle. 22 und dem.Schalter 42 geschaltet ist. Der Impulsgenerator 24 1st genau wie in den Systemen in Flg. 1 und 3
vorgesehen, jedoch 1st das Verzögerungsnetzwerk 36 fortgelassen worden. Wenn der Impulsgenerator ein Ausgangssignal
abgibt, werden die Schalter 28 und 42 geschlossen und die
Zündspannungsquelle 20 wird magnetisch mit dem Spalt 17 durch den Transformator 80 verbunden. Wenn der Spalt 17
ionisiert, liefert die Stromquelle ZZ den materialabtragenden
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native für Fig« 1 beschrieben, ist das VerzSgeningenets-werk fortgelassen worden und die beiden Schalter 28 und
werden gleichseitig betätigt·
Fig. 5 zeigt eine weitere Modifikation eines Systems für
d&e Elektroerosion, welche ein anderes Verfahren des Einspeisene von Impulsen in den Bearbeitungespalt mit Hilfe
einer Zündspannungsquelle 20 und einer Stromquelle 22 zeigt«
In der Einrichtung gemSB Fig. 5 ist ein MeBglied 90 parallel
2UQt Spalt 17 mittels der beiden Leitungen 92 und 94 getchal*»
tet, um den Zustand der Ionisation und der Entionieation
des Spaltes 2U messen und gleichseitig typische Ausgangssignale
in Übereinstimmung mit diesen Zuständen abzugeben. Dieses Meßglied kann jede bekannte Art von Schaltungen darstellen, ^
welche die verschiedenen Zustande lot Bearbeitungsspalt ansprechen und, wie bereits oben beschrieben, in der Lage sind,
Ausgangssignale in Übereinstimmung mit diesen Zustanden su
erzeugen. Wenn der Spalt entionisiert ist oder in den endionisierten Zustand übergegangen ist, wird von dem MeSgIied
90 ein Signal erzeugt und über den Leiter 96 mit einer Flip-Flop-Schaltung 98 verbundenο Das Signal im Leiter 96
bestimmt die Zustände des Flip-Flop-Kreiaes 98 in der Welse,
daß ein Signal erzeugt wird, welches über den Leiter 100
den Schalter 102 schlieBt.
-25- 009821/0968
Wenn der Schalter 102 geschlossen ist» liegt die Zündspannung der ZÜndspamiungsqigelie 20 am Bearbeitungsspalt 17
mit Hilfe der Leitungen 104 und 106 an und veranlassen die Ionisation des Bearbeitungsspaltes* Wenn der Bearbeitung·spaIt
einen vorbestimmten lonisatlonssustand erreicht hat, bestirnt
das Meßglied 90 diesen neuen Ionisationszustand und erzeugt
ein Ausgangssignal la Leiter 1OS0 Dieses Signal wird einen
monostabilen Multivibrator 112 zugeführt, welcher seinerseits einen Ausgangsinpuls bestimmter Zeitdauer erzeugt· Dieser
Ausgangsimpuls wird über die Leitung 114 dem Schalter 116
zugeführt und schließt diesen Schalter, nobel dann die Strom*
quelle 22 an den Bearbeitungsspalt 17 mit Hilfe der Leitungen 120 und 122 zugeschaltet wird*
Der Ausgangsimpuls des Multivibrator« 112 wird gleichseitig
der Rückstellung des Flip-Flop 98 mittels der leitung 126
zugeführt, um diesen Flip-Flop 98 in Übereinstimmung mit dem ausgehenden Impuls zurückzustellen und sosalt den Schalter 102
zu öffnen zu einem Zeitpunkt, bei dem der Schalter 116 geschlossen ist. Der Impuls auf der Leitung 114 hat eine
Zeitdauer, weiche vorbedtiumt ist und von den Bauelementen des
monostabilen Multivibrators abhängt und fcird daher den Schal«
ter 116 am Ende des Impulses öffnen. Der Bearbeitungsapalt beginnt zu entionlaleren und wenn dieser Entionislerungs-
- 26 -
009821/0968
IDI5JJJ
a*
prozeS einen bestimmten Zustand erreicht hat, d.h. wenn die
Spannung annähernd Null ist, erzeugt das Meßglied 90 einen
Ausgangsimpuls in der Leitung .96,. im den Flip-Flop 98 tiaeuachalten und löet damit gleichseitig das Schließen des
Schalters 102 ans. Auf diese Axt und Welse wird der Vorgang
der Impulserzeugung wiederholt.
Die Anwendung des in Fig. 5 dargestellten Verfahrens zur Versorgung des fiearbeitungesp<es mit Impulsen hat den Vorteil,
daß die Abtragleistung des Systems erheblich verbessert wird
als Folge der Tatsache, daß dem Bearheittmgs&p@I& 17 die
metallabtragende Energie iss der 8chneli8tio8gl£chst<ex& Hiederholungsfolge zugeführt wird.
Es ist festzustellen, d&8 der Bearbeitungsspalt 17 nicht
gesundet wird und der Schalter 116 nicht mit der Arbeitsstrom·
quelle? verbunden wird, solange die Bedingungen im Bearbeltungsspalt eiae einwandfreie Metallabtragung nicht zulassen.
Has Ergebnis sind bessere Oberflächen auf dem Werkstück und
Vermeidung von Beeinflussungen in der Oberflächenschicht. Es ist bekannt, daß beim Verfahren der Funkenerosion auch
die Eln-und Aueschaltdauer des Impulses und ihr Verhältnis
zueinander, allgemein als Tastverhältnis bezeichnet, sehr wichtig sind» Verschiedene Werks tue !mater lallen des Werk-
- 27 -
009821/0968
Stückes 16 benötigen verschiedene Impulslängen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Aus diesem Grunde ist es
notwendig, daß die Impulse, welche in den Bearbeitungsspalt eingespeist werden, so genau wie möglich gesteuert
sind. Es sei noch erwähnt, daß, ebenso wie in Fig, I, eine Schaltdiode 130 in den Schaltkreis zwischen der
Arbeitsstromquelle 22 und dem Bearbeitungaspalt eingeschaltet werden kann.
zeltlichen AbILr f der Impulse &n den verschiedenen Stellen
wiedergibt und vor ail-nn die Funktion der Schalter 102
urid 116 in Verbindung mit der Bearbeitungsspannung am Bearbeitungsspalt darstellt« Wenn das Meßglied einen Impuls
erzeugt, um den Flip-Flop 98 anzustoßen, so wird von diesem Flip-Flop ein Impuls an den Schalter 102 gegeben und zwar
zum Zeitpunkt T 1. Dieser Impuls bleibt bis zum Zeitpunkt T 2 erhalten. Während dieser Zeitdauer zündet der Bearbeitungsspalt und beginnt zu ionisieren. Wenn genügend
Ionisation stattgefunden hat, gibt das Meßglied einen Impuls an den Multivibrator 112 ab, welcher seinerseits
ein Einschaltsignal für den Schalter 116 zum Zeltpunkt
T 2 erzeugt. Dieser Einschaltimpuls für den Schalter 116 ist von genau festgelegter Zeitdauer T, nach deren Ablauf
der Schalter 116 wieder öffnet und der Bearbei&ungsspalt
" 28 " 00982 1/0968
zu ent ionisieren beginnt und zwar zum Zeltpunkt T 3«
Zwischen den Zeitpunkten T 3 und t 4 fällt die Spannung am
Bearbeitungsspalt auf Null ab. Nach einer einstellbaren kurzen VerzÖgerungszeiü (beispielsweise 1 - 100 see),
welche benötigt wird, um den Spalt eindeutig von allen Abtragsprodukten in der Nähe der Überschlagsstelle zu reinigen und
welche auch notwendig ist zur Verhütung einer tfiederionlsation an demselben Funkt, erzeugt das Meßglied ein Ausgangssignal»
welches anzeigt f daß die Entionisierung des Bearbeitungsspaltes
abgeschlossen ist. Hierdurch wird der Flip-Flop 98 umgeschal*
tat und schließt den Schalter 102 zum Zeitpunkt T 4«
Zwischen den Zeiträumen T 4 und T 6 spielt .sich der oben beschriebene
Vorgang in ähnlicher Welse erneut ab·
den Zeitpunkts?! T 6 und T 7 wird wieder eine Versögertmgszeit
angewendet, um sicherzustellen, daß der Bearbeitungsspalt
entioniisi@£& und von Ab tragspar fcike Im gereinigt
ist ο Zur Zeit T 7 s?ird der Schalter 102 geschlossen als Folge
der Umschaltung des Flip-Flop 98 durch das M@0gli@d 90* Der
Zeitpunkt der Zündung T 3 liegt etwas später als Folge der
Bedingungen im Bemrbeitungsspait wie beispielsweise eine etwas
langsamere Reaktion des Vorschubmechanismus«. Zum Zeitpunkt
T 8 jedoch zündet der Spalt und gibt gleichzeitig an
009821/0968
Multivibrator 112 durch das Meßglied 90 einen Impuls ab.
Als. Folge davon wird der Schalter 116 geschlossen, der Zeitablauf, gesteuert durch den Multivibrator, bestimmt
die Länge der Impulsdauer, gesteuert wiederum durch den Schalter 116, so daß wiederum die vorher festgelegte
Impulsdauer T vorhanden ist, um die Energie aus der Stromquelle bis zum Zeltpunkt T 9 in den Beerbeitungsgpalt
einzuspeisen.
Im Fig. 7 ist eine weitere erflndungsge&äße Ausführung
des Verfahrens dargestellt „ Es handelt sich hie? vm eine
erweiterte Modifikation der im Prinzip in Fig. 1 »ledergegebenen Einrichtung«, In Flg. 7 ist wiederum eine Zündspannungsquelle 20 und eine Stromquelle 22 vorgesehen,
welche die Werkzeugelektrode 18 und das Werkstück 16 mit dem zugehörigen Bearbeitungsspalt 17 in einem zeitlich
festgelegten Programm einspeisen. Der erfindungsgg&äße
Gegenstand der Schaltung in Fig. 7 besteht darin, daß eine
außerordentlich schnell reagierende Kurgschlußsbschaltung
zugefügt ist, welche die Stromquelle 22 vom Bearbeitung*«»
spalt 17 im Falle eines Kurzschlusses im Bearbeitußgospalt;
trennt.
30 * BAD OPIlQiNAL
009821/0 96
Diese Rureschlußabschaltung wird erreicht ohne daß
erst der Mittelwert über mehrere Impulse ermittelt
verden nniß» tun die Stromquelle von dem Bearbsitungsspalt
im Falle des Kurzschlusses ohzuachilten, vie das In bekennten
Scheibtragen vor dem Zeitpunkt der Erfindung üblich
war·
Wie in den vorher beschriebenen Abbildungen gibt de?
Generator 154 ein Steuersignal en den Schalter 136 dmx.h
Leitung 138, Des&ntsprechend ist dar 5'ehnifcer 136 icmßr
dann geschlossen, wenn der IrajsßJa=<Gtm®isi>Lt&% 134 ©inen Im*nü
abgibt und erlaubt sosit die Einspeisung der Spssaamsg von
der ZÜndepanmingsquelle 20 in den ii-a«:d»el»:tmgsspalt 17«,
Der Ausgangslsig^"«? ^- ^.^isI®aO©Katf£itor. E34 wl'SU mmh am
ein Ünd-Gatter 140 gegeben.? c·-»^-^ seinerseiSa Wh®T die
leitung 144 mit dem Schalter 142 verbunden ist. Wenn ;also
von dem Ünd-Gatter 140 ein AusgangesignaX erzeugt wird, so
hat das zur Folge, daß der Schalte? 142 schließt, um die
Arbeitsstromquelle 22 mit dem Spalt 17 über die Diode zn
verbinden« Wie bereite fruhet versterbt, hat die Diode die
Aufgabe, die Stromquelle 22 von ihrem Lanttriderstanä solange
xu isolieren wie der Bearbeitungsspalt .licht ionisiert ist«,
Dadurch wird die Iapedanx des Bearb ^tungsspaltes 17 auf
einem hohen Wert gehalten bis die Ionisation stattfindete
. 31 . BAD
00932 1/0968
Es let dadurch ferner möglich, dad die Zündspannungsquelle 20 während der ganzen Dauer der Einschaltung des
Impulses am Spalt anliegt, auch wenn die Stromquelle 22 bereits eingeschaltet ist und wenn der Spalt nicht ionisiert«
Der Ausgangs-Impuls vom Impuls-Generator 134 wird über den Lei
ter 150 direkt zu einem Eingang des Und-Gatters geleitet.
Der zweite Eingang des Und-Gatters ist über den Leiter 152 mit dem Verzögerungsglied 154 verbunden. Das Verzögerungsglied empfängt den Impuls vom Impuls-Generator zur gleichen
Zeit, wenn der Schalter 136 geschlossen ist und gibt einen
verzögerten Ausgangsimpuls an das Und-Gatter. Auf diese Art
und Weise ist die Schal tf unkt lon des Schalters 142 in Übereinstimmung mit dem Schalter 136 in der Weise gesteuert,
daß dieser Schalter 142 zu einem bestimmten geringfügig verzögerten Zeltpunkt später schaltet. Am Bearbeitungsspelt
befindet sich ein Meßglied zur Messung des Zustandes im
Bearbeitungsspait, ausgeführt in Form einer Vergleichsspannungsquelle l60f welche mit der Werkzeugelektrode über
den Leiter 162 verbunden iato Der Ausgang disser Vergleichs-
160
3pannungsquelle/t ird jnit dem dritten Eingang des Und-Gatters
140 über den Leiter 164 verbunden. Die Vergleichsspannwngoquelie ist so ausgelegt, daß sie die Spanmmgszustände am
Spalt 17 mißt und ©in Ausgangs signal abgibt, wenn die Spannung
- 32 «
009821/0968
am Bearbeitungsspalt unter einen vorbestimmten Wert absinkt.
Das Ausgangssignal von der VergleichsSpannungsquelle
schaltet das Und-Gatter 140 in den ausgeschalteten Zustand, was zur Folge hat, daß das Schaltsignal, welches den
Schalter 142 betätigt, auch abgeschaltet wird. Wenn also
ein Kurzschluß im Bearbeitungsspalt 17 auftritt, so wird
als Folge der oben beschriebenen Schaltfunktionen der Schalter 142 unverzüglich geöffnet.
Wenn der Kurzschluß beendet und der Bearbeitungsspalt 17
wieder frei ist, d.h. also daß die Spannung an der Werkzeugelektrode
18 und am Werkstück 16 über die Vergleichsspannung ansteigt, dann ändert sich der Signalpegel auf
dem Leiter 164 so, daß das Und-Gatter wieder einen Impuls empfängt, welcher dieses Und-Gatter in den leitenden Zustand
versetzt, wodurch der Schalter 142 wieder geschlossen werden kann, vorausgesetzt, daß die Signale auf den Leitungen 150 und 152 auch das Potential des Einschaltzustandes
besitzen* Auf diese Art und Weise wird eine äußerst schnelle Schaltfunktion zum Öffnen des Schalters 142
erreicht für den FaIl5, daß ein Kurzschluß im Bearbeitungsspalt
17 auftritt. Die Möglichkeit, daß ein Werkstück durch Kurzschlüsse beschädigt oder die Werkstückoberfläche
33 -
00982 1/0968
metallurgische Schädigungen aufweist, ist praktisch ausgeschaltet , da das Und-Gatter Ober die Vergleichs spannutigequelle sofort die Schaltfunktion de· Schalters sur Stromquelle unterbricht solange der Bearbeltungsspalt nicht
wieder normale Bedingungen aufweist.
In Fig. 8 ist eine Einrichtung dargestellt, welche sehr
stark der Einrichtung in Fig. 5 Ähnelt. Jedoch ist auch
hier eine Vergleichsspannungsquelle und ein Und-Gatter vorgesehen, um die gleiche schnell« KurzschluBabschaltung zu
bewirken, vie bereits in Fig. 7 ausgeführt. Auch hier ist
die Zündspannungsquelle an Werkxeugelektrode und Werkstück mittels der Leiter 170 und 172 und über den Schalter 174
angeschlossen.
Die Arbeitsatromquelle 22 ist in ähnlicher Weise mit dem Spalt 17 verbunden über die Leiter 176 und 178 und den
Schalter 180 und die In Serie liegende Diode 182, welche
gegebenenfalls auch weggelassen werden kann· Die Spannung am Spalt 17 wird mit Hilfe des Meßgliedes 186 überwacht,
welches mit den Leitern 188 und 190 «it dem Bearbeitungsspalt, d.h. mit Werkzeugelektrode 18 und Werkstück 16 verbunden ist. Dieses Meßglied ist In seiner Funktion gleichartig wie das Meßglied, welches in Verbindung mit der Einrichtung In Flg. 5 beschrieben wurde, d.h. daS das Meßglied
~ 009821 /0968
186 ein Ausgangs«ignal auf dem Leiter 192 erzeugt, welches
ein MaB für den entionisierten Zustand im Bearbeitungsspalt 17 ist. Ein zweiter Impuls wird in den Leiter 194 gegeben,
welcher den Zustand der Ionisation des Bearbeitungsspaltes 17 anzeigt. Der im Leiter 192 vorhandene Ausgangsimpuls
wird dem Flip-Flop 198 zugeführt und schaltet diesen Flip-Flop in einen Zustand, daß ein Impuls ία dem Leiter
abgegeben wird, um den Schalter 174 zu schließen als Folge des. dem Leiter 192 vorhandenen Impulses.
Werni der Schalter 174 geschlossen ist, kann die Zündspannungsquelle 20 eine Spannung am Spalt anlegen, um die
Ionisation einzuleiten. Wenn die Ionisation einen bestimmten Zustand erreicht hat, wird der Impuls im Leiter 194 zu
dem monostabilen Impulserzeuger 204 geleitet, welcher
seinerseits einen in seiner Zeitdauer festgelegten Ausgangsimpuls erzeugt und auf den Leiter 206 gibt»
Der Ausgangsimpuls im Leite? 206 wird desa Und-Gafeter
sögsfUfets, welches seinerseits salt dam Schalter 18
dem Laiter 212 vprtand@n £§feo Der Auggangsimpuls wn
viteafeor 204 wisd gmBm^amm dte® Flip-Flop» 198 über um
Leiter "21.4 s^gtsßünfft„ sjeieliQE' a&zm dleafe
racfcislifsa ims seiaea stj@£fe©a lögstaadj wbsi fe
00 9 821/0
offen bis ein Impuls von dem Meßglied 186 abgegeben
wae dann anzeigt, daß der Bcasfbeifcungsapalt vollständig
entionisierfc ist«
Wenn alle Eingänge des Und-Gatters 210 im eingeschaltete
Zustand sind» wird der Schalter 180 geschlossen und die
Stromquelle wird mit dem Bearbeitung^»palt über die Diode
182 .verbunden. Wie bereits vorher festgestellt t ist die
Diode 182 eingeschaltet, im die Stromquelle 22 vom Bearbai·
ttmgsspalt 17 zu isolieren, wann der Böarbaitimgasp<
als entioaisiert oder nicht genügend ionisiert ist ο Seif ie
der Bearbeitungsspalt ionisiertp sinkt die Spannung sm
Spalt unter den Wert der Lgerlsufspsnnimg der Stromquelle
sind spannt damit die Diode 182 so vor, daß ein Stromflüß
von der ÄrbeitsstroBK|uelle 22 isöglich ^ird.
Eine Vergieichsapannungsquelle 218 ist aa dsn B
spalt angeschlossen, um den Spamiungssustand v.n
wie das bereits im Zusatonenhang «alt der Elnrichfeusg in
Fig» 7 beschrieben wurdeβ Wesrn also dia SpaTi-tepazmuxig
unter einen vorgegebenen Wert absinkt, a??seugt die Ver
gleichespazmungsquelle 218 ein Äasgangs,-3igt»al, besser
sagt einen AusschaltitnpuüU im Leiter 220 imd unterbricht
dfimit den Schaltzustand des Önd-Gsttera 210s wodurch
der Schalter 180 geöffnet wird. Weßa d&s Kaarsschluß im
- 36 «· ■
0 0 9 8 2 1/0968 BAD OWQINAL
Bearbeitungsspalt beseitigt ist und die Spannung wieder
über den vorgegebenen Spannungswert ansteigt, erzeugt
die Vergleichsspattnungsquelle ein Eißschaltsignal auf dem
Leiter 220 und gibt somit das Ünd-Gatter 210 wieder frei.
Somit hat die in Fig. 8 dargestellte Einrichtung die
Vorteile der Einrichtungen in den Fig. 5 und 7 vereinigt,
ins ein System der Erzeugung von Enssrgieiiapulsen zur
rae tallab tragenden Wirkung kij schaffen, welches sowohl die
Zustände der Ionisation und Entionisation überwacht, -.welches
femer Spannuiig@zuetlinds am Spslfc überwacht 9 welche den
Kurzschluß anzeigen und welche schlieSlich die Arbeitsstrom-»
quelle 22 vom Bearbeitungsspalt Isoliert solange der
Bearbsitungsspalt nicht genügend ionisiert iöt und
schließlich eine äußerst schnell wirkende KursschluBab»
schaltung der Stromquelle 22 im Falle eines Kursschlusses
im Bearbeitungsspalt vorsieht«
Ia Fig. 9 ist eine «eitere verbesserte Einrichtung gemäß
den erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt„ Atach hisr ist
das Konzept der getrennt gesteuerten guschaitung der Ziind=·
Spannungsquelle zur Einleitung der Ionisieiomg. wwä der
Sferomquelle sur Einspeisung der Ladungssnasrgie für die
Materialabtragung in ©inen Bearfoeitusngsspalt angew@nd@t.
Im einzelnen ist ©in Xmpulsg€nera&oif 230 r welcher line
00982 t/Q9B8 BAD
i».
Folge gesteuerter periodisch aufeinander folgender Impulse
erzeugt, um die Energiezufuhr zu dem durch Werkgeugeiektrode
18 und Werkstück 16 gebildeten Bearbeitungsspalt 17 zu steuern· Wie aus der in Einzelheiten in Fig. 10 dargestellten
Beschreibung hervorgeht, besteht der IiüipulS"Gsnerator vorzugsweise
aus einer Schaltung, wobei das Tastverhältnis der Impulse gesteuert werden kann und %?obei diese Einstellung
des Tastverhältnisses einstellbar, jedoch ohne Einflüsse auf
die Amplitude des Generatorausganges ist. Der 7.@puls~Gene?&to?
ist so gewählt j daß er eine Folgefrequenz von efcwa 100 Ks bis
500Miss und in nomalen Bearbeitungsbedingungen Frequenzen
für Schnippen und Schlichten in der Größenordnung von 500 Hs bis 100 kHz erzeugen kann. Der angegebene Frequenzbereich kann
durchaus zur höheren oder niedrigeren Frequenz variieren, vas
davon abhängt, ob die Einrichtung mehr für Feinschlichtbear»
beitrag oder aber für grobe Schruppbearbeitung vorgesehen isto
Es nuß ferner in Betracht gezogen «erden, daß der mittlere
Strorarert umso größer ist, je größer das Tastverhältnis 1st, so daß also bei hohen Strömen ein vergleichsweise hohes Tast«
verhältnis vorgesehen «erden muß· Bei der Auswahl der Frequenz
für die funkenerosive Bearbeitung ist ferner zu berücksichtigen»
daß die Hntionieienrogszeit eine bestimmte Dauer hat und die
Metallabtragung und die Wärmeentwicklung im Bearbeitungsspalt hier eine Rolle spielen· Es ist daher von Vorteil,
BAD OHIflHNAL
- 38 -
00982 1/0968
daß man in der Lage ist, das Tastverhältnis eines Steuergenerators im Bereich von etwa 5 hie 95% variieren kann.
Der Ausgang des Impuls-Generators 230 wird eines zur Einleitung der ionisierung vorgesehenen Zündimpiilsverstärkerkreis
258 zugeführt, gleichseitig wird der Impuls Über den
Leiter 232 auch auf einen Zündspannungsschaltkreis 250 zügeführt. Zunächst sei die Wirkungsweise des ZÜndimpulsverstärkers
beschrieben. Das Signal wird über den Leiter 232 und ein Differenziernetzwerk 234 auf den Zündimpulsverstärker
238 gegeben. Der Zündimpulsverstärker ist so ausgelegt,) daß er
einen Impuls entsprechender Zündspannung von einer Dauer von
etwa 1 Mikrosekunde erzeugt« um den BearbeltungsspaZt unverzüglich
zu ionisieren wie bereits oben beschrieben. Der 1;
Ausgang"dieses Zitadiiopuls^resOtltekeirs' wtrd an dess !!©arbei- . '
tungsspalt 17 mittels des1 Leiter 240 ? 242 und 244 mma die
Werkzeugelektrede IS afegeg@fe@a. Des ZuadlmpnjILsFsrsfcig-keif
ist in dieser iporgugsweisea tosführung so ssasg(gi@gt9 d&Q
er einen Impuls von 1 top Serom; für eisi© Ö©y@s· w&n -l
1 Hikrpsekunde bsi @£ner Spannuag von ca» 120 ¥©it
kann. Hieedorela wird ""der BssKbeifeungsspalt. @fal@£fc@sid
'Welse ©dejg1
BAD OKIQiNAL
009821/090
Ausgang des Impuls-Generators 230 wird außerdem einest
EÜodepaxmongsechaltkreis 150 Über den Leiter 252 augeführt.
Der Ausgang des Zündspannungsschaitkreises 250 «rird der
üerkseugslektrode 18 über den Leiter 254, 242 und 244 zugeführt.
Der Ausgang dieses Ziindspannungsschaltkreises ist
in der bevorzugten Ausführung des Erflndungsgedankens etwa
120 Volt» üb die Ionisierung des Bearbeitungsspaltes zusätzlich
zu sichern.
Ferner ist dieser Schaltkreis auch in der Lage, einen
geringen Strom In den Bearbeitungsspalt einzuspeisen,
worauf später noch näher eingegangen wird. Im ftirsschlußfalle
tritt die mechanische Berührung zwischen Elektrode und
sssOTalerweise an Spitzen: der Werkstückoberfläche
· Ba im S&nsekreis ein stromempf indllches MeSglled 332
angeordnet ist, welches in ähnlicher Weise wie vorher ausgs-
£tii£t9 dafür sorgtf daS der StromfluB aus der Stromquelle
den Bearbeitungsspait abgeschaltet wird, so ist es doch
wenn ein geringer Strom weiterhin fließen kann,
i» Sie ^rate am der Oberfläche des Werkstückes 16 zu beseitigen
utsä aus diesem Qrunde ist der Zündspanaungsschaltkreis
tee aesgslegt, daS ein Strom geringer Amplitude in den Sp.alt
gelangen kasm, um diese Grat* zu beseitigen.
0 0 9 8 2 1/0968
Zur gleichen Zeit, wenn dar Impuls in den Leiter232 einge~
speist #ird und von dort an den Zündlmpulsverstärker 238
und den Zündspannungscchaltkreis 250 gelangt» wirdein
Impuls stich in ein Und-Gatt er 253 über den Leiter 260 eingespeist
, das "Ein"-Signal, welches dem Und~Gatter 258 suge~
führt wird, erzeugt ein irEin"-Signäl an Ausgang des Und-Gatters
258, vorausgesetzt* deß das Signal Im Leiter 262
von dem Flip-Flop 264, wie später noch erklärt wird» auch int
Zustande "Ein"ist. Angenonsnen, diese Bedingung existiert im
Leiter 262, dann wird das "Ein"-Signal dem Leiter 268 zugeführt
und weiter in den Eingang des monostabil en Impulsinver«
terkreises 270 angeführt. Diesem ist SchmittwTrigger-Inverter
ausgeführt, «m ein "Aus"-Sigttal am Ausgang su erzeugen„ Der
Ausgang des Schmitt-Trigger-Xnverters 270, dargestellt durch
den Leiter'272, wird einem Inverterverstärker 276 zugeführt,
welcher das "Aus"-Signal im Leiter 272 in ein "Ein-VSignal
an seinem Ausgang, dem Leiter 278 usßmndelto Dieses "Sin"·9
Signal Im Leiter 278 wird benutzt sum Steuern des H&uptschaltkrelses
280, um den hohen Strom ssur Matesfialabtragung in den
Spalt einzuspeisen. . =■ .
Die vorhergegangene Beschreibung des Impulssblaufes erlaubt zumindest einem "Einl3-Impuls bis in den Hauptleistungskreis
zu gelangen, ohne Rücksicht auf die Bedingungen in dem Bear*
009821/0900
baitungaspalt. Wie später noch genauer erklärt ??ird,
ist der Flip-Flop-Kreis 264 so geschaltet, daß er im
Falle einer Unterspannung oder Oberstrombedlngimg ©ra
Bearbeitung^spalt umschaltet, jedoch einen ersten Xci^ula
zur Funktion das Leistungsechalters 286 beaUfclgt. Falls
es wünschenswert ist, die Wirkung des Und-Gattevo in Abhängigkeit von einer Onterspannungsbedingung sä Bearbeitungsspalt su unterbinden» so kenn ein dritter Eingang
zum Und-Gatter 258 vorgesehen werden, solcher alt dem Ausgang
des Schmitt-Trigger 308 fiber den Leiter 341 verbunden iste
Der Hauptschaltkreis besteht aus einer in ihrer Spannung einstellbaren Stromquelle 282, wobei in dieser bevorzugten
Ausführangeform ein Spanntragsbereich von etwa 15 bis 40 V0
Gleichspannung vorgesehen 1st und eine StroBerglebigkelt
von 200 Ααιρ,α&χ erreicht werden kenn ο
Der Strom in dem Bearbeitungsspalt 17 wird über den
Leistungsschalter 286 geschaltet» der als Leistungstr^n»
slstor dargestellt ist und in der bevorzugten Ausführungg»
fora aus einer Reihe parallel geschalteter Leistungstrattsistoren besteht. Jedoch sei betont, <fcß jedes schnellschaltende elektronische Eieeeat anstelle des Transistors
Verwendung finden kann, beispielsweise durch Vakuumröhren
oder gesteuerte Sllisiuaglelchrichtero Wie bereits in Ver-
- 42 -
009821/0968
bindung ©it der Beschreibung der ver&ergehenden Figuren
ausgeführt» ist ein Sperrgleichrichter 290 in Eelhe alt
der Stromquelle 282 des Leistungsschalter 286 und dea
Bearbeitungsspalt geschaltet. Venn die Spannung am Bear»
tialtsmgespalt gröSer ist als die einstellbare Spannung
der Stromquelle 232,, wird die Diode 290 gesperre: bis ni
das. Zeitpunkt, wo der iearbeitungsspalt soweit ionisiert
ist» vm die Spaltspamiung auf einen Wert absusenlcen» welcher
«mteraalb der einstellbaren Spannung der Strcaquclle 282
liegt« Heim die Xoni«£«rang atfittfiodefc, ^ird die Mode
wed 4®s &2heitsetroB kann
IS2 '
250 oder beide und die Piois i
liest der ArböiSssäsroe iron- der alt
g -^sssehenen Strijequelle 282 ist den Spalt
die leiter 292 und 294 nährend der Zeltperiode«
der der ieistsmgsscnalter 286 von des leiter 278 aus in den
eingeschalteten Zustand versetzt worden ist» Hihrend dieser
Zeit wird der Materäalabtrag as WerkatOck 16 osn
und dieser Zustand bleibt solange erhalten als der Leiter 27$
• 43 - "■■.'..■■■..-.---
BAD ORiQINAL
003821/0988
Hf
einen "Ein"-Irapul3 abigibt· Es sind jedoch für die verschiedenen Zustände im Bearbeitungsupait noch Glieder vorgesehen,
um das Werkstück und auch die Elemente des Schaltkreises
su schützen iss Falle daß die Bedingung des 213 ger Ingen
Spannung oder des su höhen Strome» fa Spalt: existier«; o
Diese Meßglieder sind go geschaltet, daß s£ü eine abschaltung des Sy st era» vornehmen; solange eine solche
Bedingung: im Bearbeitungsspalt
Das System, welches die Spanmmgssustände im Bearbaltungs»
spalt übefvacht, ist ein SpannungsraeSglied 30O9 welches
parallel zua Bearbeltungsspalt aiit Hilfe der Leiter 244
und 242 geschaltet lot, un eine Sigtralspamiung zu ereeugen9
welche eine Anzeige des Zustandes im Bearbeltungsspalt darstellt.
Die Signalspannung wird rait einer Vergleichssp&omsng
verglichen» welche von einem Spannungsvergleichskreis
erseugt wird und eine Signalabweichußg wird in den Leiter
306 abgegeben· Dieses von de? Vergleiehsspeasung
Differeneeignal hat eine gleichbleibende Folung und let
während eines Zeitraumes vorhanden, ^?«rm die Bearbaitu^
spannung am Spalt gröBer 1st als die\?ergieichsspaniximg
Wenn jedoch die Spannung im Bearbeitungespalt unter den
der Vergleichsspannung absinkt, wie susl Beispiel la Kurz»
schlußfalle oder bei anderen Störungen im Bearbeitungsspalt
- 44 - IAD OftfOINAL
009821/096 8
dann wird auch das Differsnsssignal la Leiter 306 entsprechend
verkleinert*. Dieses XlifferensalipBali, entweder
sis norasaies ^ss&iufiesdes Signal (eberhalb der Ver»
öder als ssiiseareiuheactes.- Potential
der lefeffessspsisMsstg) liegend, wird ©inaa
die Fora eines Schaitfc-Tsiigers bat
Eixtgang des Schmitt«!riggers veeersaehc« UsM dieser
la ά®η "Αιΐβη-Ε·ί28ί^οα wveaetst ^IwU9 webei eia **Äaw
Leiter 310 gsgeb-aa w£r<ä für die Zeifedpsesr
Bar Laitei* SlO führt mm Eingsng. @iB@@
2« Sia ssirailuer Eingeng im di#@^s; Öder
312 ist vörg@nete©a titoas am X@it@r 316i
d@a t^iß^s1 2?2-sa de«
Entsßrecfe^nd ^isd9 w@sa eia
d@a ©ä@^«0mi^¥f 312 .mehen^Bit ist.,,
dem Ireitar 316 infolge -dpg
des lopülsgeaerato^e ©ia Äsisg©ag des
'-. ■ " - 45V ■■■:"'■■ '
BAD OSsSINAL
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Inverters 270 und infolge des Sgrnnnungszustandes la Bear™
beitungasp<» WaI1Um^ bei zu geringer Spannung sin "
Sigtial. auf den Leiten 310 gibtp amm eeaeisgt das
6atfc©s? 312 eis °*Äws03-Signa?, «a aelneia Ausgangsleiten
Diese? leiter geht sua Elag^ssg aiaef Uakshieefcufe 3225. weie
das Ausgangseignal ©air ds® L©it@£ 320 tsük^h^fc tsB«S diöse
a» d«n.-Elmiöog des Odee-Gatt&rs 326 t$b®s den Leitet? 328
gibtc
Das Oder^Gäfefee^ 32$ hat slaas* ^yeifceEs Siageasg.- übs^ '&
33O9 «?«ieher" mit eiaera Übe^^sehesdes MeBglted
ista welches des Sfcsosaf IwB la Asbeitsefcsesfeeis
230 ÜböE^iscfct e Der SfeE«ms velehec dy^cb dieses Hsßglisi 3S2
fließt, fjird mit einem VöE^letchseigaal, ve^iliefe©®i>
<s?eieh®©
von einem Veifgle^^höelsiBaiit 326 ge liefen fc ^icd» Ein
DIfföfsnzsigiial ^ird la LaIter 330 eKaeögt;^ wesss der Strass?
im Ascaitsnfcrecikrals übes· eine di^ch den Veirgl^ich
festgelegte Höbe ansteigt<,
Ausgang des Odeg'-Gattess 326 Igt mit desi
des FIip-Pl©p-Ifeeises 264 ve^bund^a wed axszus übsx1
340, welche? das Ausgsngsslgnal des Oder-Gatfcess 326
um den Flip-Flop 264 in seinen sVU?s"· Zustand (Leitung
su versetzen für den FaIl9 ά&Β ein "Ein"-Signal auf dem
Leiter 340 vorhanden ist» Dieses "Ein11 -Signal w!«d
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Leiter 340 erzeugt, wssm entweder die Signale 1st Leiter
328 oder 330 la des "Eic"-Ziiotand sich bgfiadenf wie oben
aissgefilfest» Ia diesem F&Ile wird dsir Loiter 328 ein
"-Signal hßbens felle gleichseitig Ms?r-£üst£nd %u .-
er Spsnmmg sb deffl spaim*?i^süb«s:^söheßd®si Meßglied
■ 300 maf tritt «sad dl© llAys"-Beäisig«2g y©sa Ausgang der
Schmitt«T^iggssf-lii^ehi'etuf β 270 ^©Ehasidoa 1st <. Dia Gleichgeltigkeit
dieser Signale em EjL«g©Bg d®e OdeE'-Gstteirfl
csseisgfc ein® "Ein'^Sltyaticm sm Efejg&ng des
326 msS de® Leltei? 328. Ebenso wira ein "Eita"
assf- des Leiter 330 ©Esseugt, wsstss ©its Üb®£sfcsoazis®t:©sd
Meßgtiöd for die StEOmsust&sde 232 herrschte Dl© F®Ig© 136»
daß im Leiter 340 der HEinw«Sigo$l&uBtand vorhamd$a let»
Damit ^ird ei« Stelisigaal d«a Flip-Flop-264
der Ausgang des Flip-Flop !©Leite? 261 schalfe©fe
dia wAtssM«=-Bedingting tmd .unterbricht den DurehgsEg drasch dme
Uad~G&tt©r 25β. Das Ünd-Gatter 258 bleibt aoleagu ge°
Schlosses bis dex näshst® lEgswls vosi I«p?s-i«g€ffieKstor 230
«apfangsa lsfco Dieser Ιεφιΐΐε" tdlrrl gleieh^sitig ©tßea
DifferensgXtsd 344 zugeführt. Der Ausgangdieses Bifferen»
sierglledes *?ird de? Rückst ellung des Flip-Flop 264 über
den Leiter 346 zugeführt, um den Flip-Flop «leder in die
nomale Position zurUcksuschalten «ad das Sperrslgnftl von
dem Und-Gatt er 258 wegzunehmen*. Als Folge davon wird der
■ .-47 ,, -.--BAD GWetNAL
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ν«
Leistungsschalter wieder eingeschaltet, wenn entweder der Zustand der asu geringen Spannung oder des Überetroraee
Bearbeitungsspalt beseitigt sind»
Angenoiaaen, der setsr Ionisation vorgesehene Ziapuls des
ZÜndlsapulsverät&rkers 238 sümdet den Bearheltungsspalt
nicht, dann sieht der oben beschriebene Schaltkreis eine
Bedingung v©r, weich® en dan Bearbeitungsspalt eine
Spannung von öfct?a 120 V salt Hilfe des Zllifidspsimuiffgssciialfc"
kreises 2SO anlegt, der mich von dem Xsipilsgoneimtor eingespeist
wird« Diese hohe Spannung bleibt solenge $m Bearbeltungsepalt
wie der Impuls «»£ ?*Eln" geschaltet Ist,
Da. der Iraptalrj gleichseitig bis sum Leistungsschalter
gelangt, da die Bedingungen für den 11EIn"-Zustand am
Und-Gatter 258 erfüllt sind, d«h. deo9 daß beide Eingange
die Leiter 260 und 262 im "E in"-Zu et and sich befinden,
kann der Be&rbeitungsstrott zu jedem Zeitpunkt wfihrend
der "Bin1*-Bedingung des Iaqpulsgeneratore wirksam werden»
wann loner der Bearbeitungsspait wihrend dieses Zeitraumes Ionisiert, taa die Trenndiode 290 du^chSchalte)Di
su lassen« Entsprechend sehen alse die Bedingungen ie
Arbeitsspalt mitoaaatisch den Schalsustand für die Trenn«
diode 290 vor, ua die Stromquelle 282 während der Zeitdauer
des lsEiaH-Ie|wltes vorn Zs^ulsgenerator 230 mittel« des
Leistungsschalters 286 wirksam werden asu lessen«. Hierdurch
- 48 -
-, . - \ , ■ 0 0982 1/0968 BAD ORDINAL
kann das erfIndimgsgemäße System zur funkönerosiven Beasrbettung
auf schnellstmögliche Waise arbeiten, «renn immer
dies durch die Bedingungen im Bearbeitungsspalt 17 vorgesehen
ist.
In Fig» Xl ist nun ein aehi' detailliertes Schaltbild einer
erfindungsgemäßen Ausführung des £rf indungsgedänkens für
eine Funkenerosionseirorichtung dargestellt· Zwischen
FIg* 9 tmd Flg. 11 f die die Abschnitte A, B und C umfaßt,
besteht sin grundsätzlicher Zusammenhang. Die Fig. 9 stellt
im wesentlichendie Bloekschaltbilddarsteilung-""der in
Fig. Ha9 11b und lic in allen Einzelheiten beschriebenen
Schaltung dar. Figo 10 ist eine Wiedergabe der Form der
ÄU3gang3spannung des Impulsgenerators« welcher in Verbindung
mit Fig. lla beschrieben wird und auf welches noch
näher eingegangen werden soll. .
In Fig. lla ist ein Teil des Systems zum Erzeugen der
Impulse und zum Einspeisen dieser Impulse in die End°
schaltstufen des linpulsersseugungssydtems für eine Funken«·
erosionsarclaga dargestellt Zm Vereinfachung folgt die
Beschreibung etwa dem Ablauf der Signale in Richtung der
normalen Einapeieimg der «Impuls» für die Speisung der
elektrischen Energie In den Bearbeitiragsspalt. Wie bereite
oben ausgeführt, ist es auP ^ordentlich wichtig und im
"" 4 '"■■.- 009821/0968
Interesse der Erzielung bester Arbeitsergebnisse erforderlich, daß man in der Lage ist, sowohl, die Frequenz als auch
das Tastverhältnis der Impulse einzustellen» Es 1st ferner
wichtig, daß man in der Lage ist, den Bearbeitungsstrom,
welcher in den Bear bei tungsspalt fließt, und die Spannung,,
welche am Bearbeitungsspalt anliegt, einsteilbar au raschen
und, daß schließlich ein gewisser einstellbarer Strom Vorhände
ist, weicher in den Spalt eingespeist wird in Zeiträumen, wenn der Bedienungsmann Grata oder Spitzen am Werkstück
entfernen iüuß„ welche einen Kurzschluß zwischen Elektrode
und Werkstück hervorrufen» Es ist fernerhin außerordentlich
wichtig, daß der Bedienende d@r Einrichtung alle oben
genannten Bedingungen unabhängig voneinander einsteilen
kann, um ein optimales Bearbeitungsergebtiis für den jei^fiilig«
Bearbeitungsfall und das jeweilig zu bearbeitende Material
zu erzielen« Nur so lassen sich beste Leistungen für das fertiggestellte Werkstück erreichen. So ist es im Falle
der Frequenz wünschenswerts daß der Bedienende diese
von etwa 100 Hz bi3 500 kHz einsteilen und das Tastverhältnis
der Impulse ebenso von etwa 5% bis 95% variieren kann.»
Die folgende Erfindung und insbesondere die in der Folge
noch beschriebene vorzugsweise Ausführungsform des Erfindungsgedankens sieht einen Impulsgenerator vor, welcher eine
entsprechende Frequenzvariation erlaubt» Der Impulsgenerator
• 50 -
..'I'-' BAD
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350 hat zunächst eine sinusförmige Spannungsquelle 352
entsprechend der Frequenz* Der Ausgang dieser Sp&tmungsquelle
352 wird durch einen Strombegrenzungswiderstand einem Spnnnungoverdopplungafcreis zugeführt, welcher eine
Diode 356 und einen Kondensator 358 für die eine Halbzelle
und eine zweite Diode 362 und einen Kondensator 354 für die andere Halbwelle vorsieht.
Wenn beispielsweise die positive Halbzelle am Ausgang des
Signaigenerators 352 vorhanden ist, fließt: Strom durch den
Widerstand 354, den Leiter 366, die Dlode 356 * den Leiter
368, den Kondensator 358 und dem Leiter 370 aarück
Spannungsquelle 353. Bei der negativen Halbwell®
der Strom entsprechend von der Spannungsqueile Leiter 370, Kondensator 364,Diode 362, Leiter_ .366 mud den
Begrenzungswider3tand 3540 Die Kondensatoren-358 und 364
werden aufgeladen in einer Weise, deflsie eisen Spaxmungs~
Verdopplungseffekt hervorbringen, wobei die Ausgangsspannung
am Lastwiderstand 372 anliegt. Diese Ausgangsspannung ist
ungefähr doppelt so groß In der Amplitude wie die Amplitude
jeder Halbwelle am Ausgang der Spannungsquelle 352.
Der Lastwiderstand 372 ist in der Art eines Potentiometers
mit einem Abgriff 376 ausgebildet und bildet zusammen mit
dem Widerstand 378 einen einstellbaren Spannungsteiler»
-51- . BAD QfUOiNAL
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Die am Ausgang dieses Spannungsteilers abgreifbare und
einstellbare Gleichspannung wird algebraisch zur sinusförmigen
Ausgängsspannung der Spanmmgsqueile 352 zugefügt,
welches die Spannung im Leiter 366 und 380 am Widerstand 382 ist· Der Widerstand 383 parallel zur Stromquelle 352
sorgt für ein entsprechendes Vergleichspotential gegenübe? dem Mittelpunkt des Widerstandes 372« Somit stellt also
der Mittelabgriff .des Widerstandes 372 Null-Potential dar*.
Die Widerstände 382 und 372' sind vorzugsweise groß gegen den Wert des Widerstandes 354. Somit kann der Bedienende
durch Variierung der Einstellung des Potentiometers 379 das Gleichspannungspotential oberhalb und unterhalb Null
in Relation zur sinusförmigen Ausgangsspannung im Leiter
einstellen, welches Im Effekt bestimmt» welcher Teil der
sinusförmigen Ausgangsspannung oberhalb des Gleichspatmungsvergleichspotentiales
liegt. Wenn also das Potentiometer auf Null Potential eingestellt ist, wird die Ausgangsspannung
zwischen den Widerständen 382 und 378 symmetrisch ausgebildet sein« Wenn jedoch die Ausgangsspannung mehr positiv gemacht
wird, dann erscheint ein größerer Anteil der Sinusform oberhalb der Zeitachse und ein geringerer unterhalb „ Das
gleiche geschieht r wenn ein negatives Gleichspannungspotential der Wechselspannung zugeführt wird«
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Die Ausgangsspannung swisehen den Schaltungspunkfc@iv 386 imd
388 wird dent Transistor 390 und der Diode 392 sugiöführt, wobei
die Baais-Eiaifetssf-Verbiniiiiog des Transistors 390 gegenläufig zur Diode 392 gä?ehaltafc ist« So stallen dia gleichrichtenden
VerbindunggHM&i&^Emltts^ ^
«ad die Diode .392-@iae Bsgsresagougssstialtuiag: für: beide Halb«
der Auegangsspsnmmg. swisehea den Punkfceia 38β yad
Die AysgsaigsspaBBUsig wlfd also oberhalb/eimeo. bestimmten
Weglas bßgreHSt» Es sei hier betont,, daß die be=*
schriebsna Schaltung hitaiilehfelieh ä&s Spannung köstpsasiert ist
und die AtisgöngsspannuEig ihren West nieht Sndeet s auch Wenn dlt~
Quellenspannung 352 geändert wird als Folge der Tatsachöp daß
ein® Änderung der Wöshse!spannung der Spannyngequslle 352
gleichseitig eise Änderung der Gleichgpannting zwi W©lg© hatP
so da8 also der Anteil der sinusfSrmigea AusgÄngsspamsüng
oberhalb oder unterhalb der Vergleichsspannung kansteat bleibt,
so daß eine Ausgangsspannisng mit konstantesa Xa
bei einer gegabeaesi EinsteliiaBg des 'Fotäaloiaeters 37$
ist. ; ■ -■ ■ ■
Der Transistorverstärker 3§0 118t !©digllch den
bis sum Ausgang 394 dwsch...usad. l^gfe s@ait die.
als Vergleich zur "Aus"-Zeitdauer, dofe* äiacs
nis des AusgangsimpnlöG j. .fedt«. Eine typische Daratelluiig der
Form. d&9 Atjsgöiigßimpiilses ist, in FIg0 10 t^i©degg©gabeis0 Die
■ -:.". ■".■ -.-V. *S$ ~r ■''■... f :V"BAp.ORfillNAL
.-'.." -■;' 003 82 1
sinusförmige Spannung auf der linken Seite in Fig» IO
ist ein typisches Ausgangssignal des Spanmingsgenemtors
352» In der Mitte der Figo 10 ist des Gleichapannungapotentii&l
angegeben» welches dee sinusförmigen Ausgangs=·
spannung suaddiert wird. Ia dar rechten Seitß der Mg0
ist eine Einstellung des Tastverhälfcnisses von etwa
25% für die Spannung oberhalb des Verglalchssignales
und 75% für die Spannung oberhalb des Vergleichsoignals
dargestellt, Dia am Ausgang des Transistors 390 auftretenden Impulse folgen der Spannungsfora des Etng®m%nimmla&a9
jedoch werden die Ausgangsimpials© stark begrenzt durch die
bereits oben beschriebene Wirkungeweise der Diode 392 imä
der Basis-Emitter-Verbindyng des Traasistors 390. Es sei
zugefügt ρ daß die Fore des Spannungs&nstiegss nicht sehr
steil ist, da ja eine sinusförmige Spannung als Ausgangs spannung
benutzt mirde» Aus diesem Grunde ist es ^
wert, die Auagangaitnpulse weiter zu verformen, so
Rechteökimpulse mit sehr steilesi SpsnnungsaB0tieg
Die Ausgangsisiipuise im Leiter 394
einem laonestabilen Impulsformungsnetzwerk 400
welches in der erflndungsgesäBen Ausführung als mim®
Schniifct-Trigger-Schaltutig dargestellt ist. Wie bekamt s
ist der Ausgang eines Schmitt-Trigger te lies konstant in
seiner Amplitude, wobei der Spannungsanstieg sehr steil
erfolgt, wen» das Trigger- oder Ausi$sgpotenti&l ein Eingang
- 54-
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5S - '■:'. ■ -
erreicht ist. Wenn also das eingangssignal einen bestimmten
Wert Überschreitet, wird am Ausgang ein scharfer Spannungsanstieg
erfolgen, der auf dem Potential bleibt bis zu den
Zeitpunkt, wenn der Eingangsltnpuls wieder unterhalb des
Auslösepotentials absinkt und gleichzeitig den Schmitt-Trigger
«rieder in seinen Ausg&ngszmitiand zurückschaltet»
Der Strom für den Transistor 390 wird über die Widerstände
402 und 404 zugeführt und der Ausgangsimpuls vom Transistor
390 wird dem Schmitt-Triggerkreia 400 durch den Leiter 408
eingespeist ο In der vorzugsweise« Ausführungsforia ist ein
normalerweise leitender Transistor 410 und ein.. normalerweise
nicht leitender Transistor 412 Vorgesehen, welche im der
üblichen Schmitt-Trigger-Schaltung geschaltet sind, wobei
der Kollektor 414 des Transistors 410 zur Basis 416 des
Transistors 412 durch ein RC-Netzwerk 418 verbunden ist.
Der Emitter 420 des Transistors 410 und der Emitter 422
des Transistors 412 sind mit einem gemeinsamen Widerstand
424 verbunden, welcher seinerseits mit dem Ku 11 -Potential im Leiter 426 verbunden ist. Die Basis 416 wird durch den
Widerstand 428 mit dem gleichen Null-Potential verbunden
und die Basis 430 des Transistors 410 1st durch Leiter 426
alt einer Diode 432 verbunden* Der Kollektor-Emitterstrom für den Transistor 410 wird durch den Kollektonriderstand
436 und der Kollektor-Emitterstrom für Transistor 412 durch
■' τ 55 - '
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den Kollektor-Widerstand 438 zugeführt. Beide Widerstände
sind rait einer gemeinsamen Spannungsquelle durch den Leiter
440 verbunden« Der Ausgang des Schmitt »Triggers 400 wird
dem Sehaitungsknotenpunkt 444 zugeführt. Dieser Ausgang
dient als Eingangssignal für die verschiedenen Schaltkreise des Systems wie Heiter beschrieben wird.
Die Leitfähigkeit des Transistors 412 verursacht auch einen Stromf luß durch die Emit ter*Basls-Verbindung des Transistors
452 448 über einen Widerstand 450. Der Emitter/des Transistors
1st mit dem Leiter 440 verbunden und die Basis 454 mit dem
Widerstand 450. Eine Diode 456 ist parallel zum Emitter»
Basis-Anschluß des Transistors 448 geschaltet, um diese Verbindung gegen Spannungsspitzen zu schützen. Die Basis 454
wird mit einer 18 Volt Gleichspannungsquelle über den Widerstand 458 verbunden« Der Ausgang des Transistors 448 ist durch
den Kollektor 460 und einen Leiter 462 mit dem Verstärker und Differentialkreis 464 verbunden wie es in Fig» lib dargestellt
ist. Der Verstärker und Differentialkreis 464 zusammen mit den NPH-Transistoren 466 und 468 bildet ein Hetzwerk
für die Gittervorspannung der Hochvakuumröhren 47O5 472,
welche den Zündimpulaverstärker und Zündspannungsschaltkreis
darstellen.
- 56 >
0 0 9 8 2 1/0968
sr
1015333
Das Signal im Leiter 462 wird durch den Widerstand 474
der Basis 476 des normalerweise leitenden Transistors .
477 zugeführt» Der Emitter das Transistors 477 wird mittels
des Leiters 480 verbunden, welcher seinersei ta mit das
positiven Potential der Gleichspannungsquelle 484 verbunder
ist. Der Kollektor 486 wird mit dem Differentialkreis 487 verbunden, wobei diese einen Kondensator 488, eine Diode
490 und einen Widerstand 492 enthalten, welche die wesentlichen
Bestandteile des Differenzierpetzwerkes 437: dar-*
stellen« Das untere Ende des Widerstandes 492 wird mit dem
negativen Punkt der Spannungsquelle 484 über den Leiter 494 verbunden» ·.·■"- . · .· ·"■ · ,
Der Ausgang des Differenziernetzwerkes wird dem Transistor
468 mittels der Diode 498 und dem Leiter 500 ziigefÜbst?
welche mit der Basis 502 verbunden sind«, Die Diode 493
siebt den negativen Spitzenimpuls vom Diffareaziernetzwerk
487 aus, um den normalerweise leitenden Transistor 468 in
den nichtleitenden Zustand umzuschalten«, - -
Der leitende Kollektor-Emitterkre.is des T&ansistors 468
ist mit der Gleichspannungsquelle 484 über den Widerstand
506 und dia Diode 508 mit dem''Letter 480 verbunden «nd der
Mitter 510 mit dem Leiter 494« Der Kollektor 512 wird mit .
dem Leiter 514 an den Gitterkreis dee
.. .-57 - ""■■
angeschlossen» welcher Ια wesentlichen aus der Verstärkerröhre
472 besteht. Somit wird also ein negativer Impuls über die Diode 498 der Basis 502 des Traneistors 468 zugeführt und bewirkt die Umschaltung in den nichtleitenden
Zustand. Das Spannungspotential am Kollektor 512 wird daher positiver als die Spannung ata Kollektor 512 während
des Zeitraumes wo der Transistor leitend ist. Der Basis-Emitter-Strom
für den Transistor 468 wird Über die Diode aus der Spannungsquelle 484 durch den Widerstand 506 geliefert.
Ebenso ist die Diode 520 vorgesehen^ um die Basis-Emitter-Verbindung
des Transistors 463 zu schützen und eine Diode 522 ist in gleicher Welse vorgesehen? um die Basis»
Emitter-Verbindung das Transistors 464 gegss Spannungsspitzen
in entgegengesetzter Schaltrichtung zu schützen»
Der Zündimpulsverstärker, welcher die einleitende Ionisation des Bearbeituitgsspaltes durchführt- besteht im wesentlichen
aus der Röhre 472, welche mit Anoden-Kathoden-Kreis mit einer
Gleichspanmmgsquelld 526 verbunden i3tP wobei die Anode
mit dem positiven Potential dieser Gleichspannungsqu&lls
über den Leiter 430 verbunden ist» Die Kathode 532 ist
mit der Werkzeugelektrode 18 über den Leiter 534 angeschlossen, und Über einen Widerstand 536, Das Werkstück 16 ist mittels
dee Leiters 538 und das einstellbare Potential der Arbeits*
58 * BAD
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stromquelle 540 im negativen Anschlug der Zünd^pansungsquelle
526 über den Leiter 542 verbunden„ SoMit «irfct also
die Triode 472 als ein SeMIter, welcher ir» einem, zeitlich
vorbestimmten Ablauf die Spanmmgapotenti&Xe 526 wanmit
dem Baarbeitiraga spalt 17 verbindet, in Abhängigkeit
von dem Schaltzustand des Transistors 478, welcher die
Zustände am Gitter der HochväkmimrShre 472
Im eitterfcreis der Triode 472 ist der Kollektor 512 des
Translators 468 über den. Widerstand 448 und 450 mit dem
Gitter 446 verbundene Wenn der Transistor 468 sich im nicht»
leitenden Zustand befindet, als Folge des Signale vcm
Differenzialglied 464, steigt die Koliektorspannung auf
ein höheres Potential al© venn der Transistor 468 leitend
wäre/Aus diesem Grunde wird die Röhre 472 in den leitfähigen
Zustand versetzt und legt die Spannung der Zündspannungsquelle
526 an den Bearheitiingsspalt„ um diesen zu
ionisieren* Zur Vermeidung von Gltterstrumext ist eine Diode
454 parallel zum Gitter-Kathoden-Anschluß geschaltet«
Der ZündspannungsschaXtkrels, welcher daau dient ? eine
Spannung am Bearbeitungsspalt zu haltens für den Fall,
daß der Bearbeitungsspalt nicht unmittelbar bei Anlegen des Zündimpulses ionisiert wirdf besteht im «resentliehen
aus der Röhre 470$ deren Gitter mit dem Transistor 466
— 59 -
■'"'. 009821/0968
verbunden ist» Ebenso wie bei Transistor 468» ist mich hier
der Basis-Eraltter-Kreis des normalsr&ei&e. leitenden Transistors
466 angeschlossen, um den Transistor in den nichtleitenden
Zustand s« überführen und dadurch den Gitterkreis der Köhre
470 positiver zu machen« Der Impuls von Transistor 477 wird
der Basis 562 des Transistors 466 über den Widerstand 460
zugeführt und zwar über die Diode 464*,. Der. Kollektor-Emitter*
Strom wird aus der stromquelle 484 Über den Widerstand 566
und die Diode 568 gewonnen. Der Basia-Ejaitter-Sfcrom für den
normalerweise leitenden Zustand des Transistors 466 wird
über die Mode 564 und die Basis 562 erreicht. Die Kathode
der Diode 568 1st rait dem Kollektor 572 über den Leiter 574
verbunden. .Die Diode 568 wird benutzt, um die Sättigung des
Transistors 466 in an sich bekannter Weise zu vermeiden«. Wenn
Impulsspitzen vom Kondensator 488 als Folge der Schaltfunktio«
nen des Transistors 477 erzeugt werden, so werden die negativen
Impulsspitsen der Basis 502 zugeführt, welche dann den
Basis-Emitter-Kreis des Transistors 468 entsprechend vorspannt„
Wenn der Transistor 466 in den nichtleitenden Zustand durch
einen negativen Impuls überführt worden ist oder das Ausschalten des Transistors 477 erfolgt ist, steigt die Spannung am
Kollektor 572 von einem Potential, wie es im Leiter 494 vor»
banden ist# ztt einem stärker positiven Potential an, welches
dem Gitter 580 der Zündspannungsröhre 470 über den Leiter
- 60 -
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U-.: ■■■ ;; :
und einer Wldersfcandskoabiisation 584 und 586 sugoführt
Die Anode 587 der Hächvalmu&rShre 470 ist mit der £I|ad~
spanmmgsquelle 526 über die Leiter 588* 59Qy die Kathode
591 mit der Werkzeugelektrode 18 über den Widerstand 592$
einen Leiter 594 und d&a Eiderstand 536 verbuadeiSo Somit
«s&rd also das Gitter 580 positiver, wenn das Sg^ramsgg«·
potential im Leiter 582 ansteigt ο Di© Rühre wird leitend
und legt das Potential der ZündspaDnungsqiielle 526 und der
Arbeitsstroraepielle 540 an den Bearbeitungssp. alt 17»
In gewissen Situationen kann der Strom, uelcher dem Gitter
über die Widerstünde 584 und 586 sugeführt wird, einen
extireia hotien Wert annehmeno Aus dies^a Gründe ist eine
Diode 600 und eine Zenerdiode 602 im der Röhre.470 vorgesehen» uct im Falle des
durch den Widerstand 586 ein Durchschalten der 602 zu erzeugen und dadurch sine GittQ^c?xspäiiaöi3g
sehen» um den Gitterstrom über den Kathodenwlderstasad
abzuleiten« Wenn die üenerdiode 602 dtifghsehaltft, fol^t. die
Gitterspannung der ^thoden#panR«is0'-asW^§ß%®t&%
Die Zenerdiode 602 schaltet dann dygeh? ^epm das
Ende des Widerstandes 592 negativej|^|sd% J^ hlihei? 4ψψ
StrpmfloÖ durch die Röhre 470 ist* fle W^©rsfea«Üe 608
und 610 sind entsprechend für die Röhren 472 .y
vorgesehen und eine Diode 612 ist jpfisefcen dgn
^ Ä BAD
-- OQ 9821 AO96 8
stand 586 und die Kathode 591 geschaltet, um eine über»
steuerung des Gitters 580 zu vermeiden» Das Schalten der Spannungsquelle 526 erzeugt Schaltspamiungespitzen ia Kreise
und deswegen ist ein Filterkreis 616 vorgesehen, welcher .
ita wesentlichen au3 den Kondensatoren 618 und 620 besteht«
Eine Schutzdiode 622 let parallel zum Basis-Emittey-AnschluQ
des Transistors 466 geschaltet. Die. Basis 562 ist mit der negativen Hilf sspannungsquelle 623 über den Widerstand 624
verbunden, um ein einwandfreies Ausschalten des Transistors
466 zu erreichen, «renn der Transistor 477 sich im nicht leiten*
den Zustand befindet.
Wem der Bearbeitungsspalt 17 durch den Zündspaammgsiinpula
der Bohre 470 oder die Zündspannung der Eöhrs 472 ionisiert
ist, wird es notwendig s nunmehr dan Arbeitsstrom ixt den Bear beitungsspalt
einzuspeisen* um die materialabtragende Wirkung dieses Stromes für die Elektroerosion wirksam werden
zu lassen. Wie bereits vorher festgestellt, ist das Spannungspotential der Arbeitsstrooquelle 540 einstellbar
ausgeführt bei einem vergleichsweise geringen Potential, jedoch bei einer hohen Stromergiebigk<, welche erforderlich
ist, uat das Haterial vom Werkstück abzutragen„ Ibt diese
Arbeitsstrooquelle 540 an den Bearbeitungsspalt anzuschalten»
ist eine Vielzahl von Leistungstransistoren 630 und 632
m BAD
009821/096 8
vorgesehen, welche parallel zueinander geschaltet sind und in Reihe sit dor Arbeitsstromquelle 540 und dem Bear«
beitungsepalt 17 liegen. Wenn also die Transistoren 630
und 632 leitend werden, liegt die Spannung der Arbeitsetrovquelle 540 am Bearbeitungsspalt 17, um Material vom Werk*
stück abzutragen, vorausgesetzt, daß der Bearbeitisngsepalt
ionisiert ist.
Wie bereits im Zusamstenhang alt der Beschreibung der Figo
1*9 ausgeführt, bleibt das Potential am Bearbeitungespalt bei der einleitenden Zündung oder während der Ionisierung
oberhalb der Spannung, welche die Arbeitsstromquelle 540
vorsieht. Wie bereits früher ausgeführt, ist eine Sperrdiode 636 in Reihe zwischen die Schaftransistoren 630 und 632 und
den Bearbeitungsspalt 17 geschaltet. Wenn also der Bearbeitungftspalt oberhalb eines Spannungspotentiales bleibt 9 welches
größer ist als das der Arbeitsetromquelle 540, 1st die Diode 636 so vorgespannt, daß die Arbeitsstroatquelle 540 keinen
Strom in den Bearbeitungsspait einspeisen kann. Diese Bedingungist auch dann vorhanden, wenn die Transistoren 630 und 632 -bereits in den leitenden Zustand umgeschaltet sein sollten.
Sowie jedoch der Spalt vollständig ionisiert und die Spannung am Bearbeitungespalt auf einen Wert absinkt, welcher unterhalb
der Spannung der Arbeitsstromquelle liegt, schaltet die
- 63 -
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Diode 636 als Folge der entsprechenden Vorspannung durch und der metallabtragende Strom kann je tat in den Bearbaittmgsspalt 17 einfließen.
Die Sehalttransistoren 630 und 632 werden von einem Treibertransistor 640 gespeist* welcher entweder jeden der Hochleistungstratisistoren 630 oder 632 getrennt einspeist oder
aber auch «ine Reihe von Sch<transistören ansteuert, wie
es in der Figo 11b dargestellt .ist. Eine Sperrspannung ent»
sprechender Polarität liegt an der Basis 642 des Transistor?
64Oi um den normalerweise leitenden Transistor £n den nicht*·
leitenden Zustand zu überfuhren. Der normalerweise leitende
Transistor 640 wird den StromfIuB beenden und das Potential
am Kollektor 646 sinkt auf einen West, weicher den negatives
Potential der Widerstand« 648 und 654 entspricht. Als Folge davon werden die Basen der Transistoren 630 und 632 negativer
und als Folge davon werden die Transistoren 630 bzw. 632 in den leitenden Zustand überfuhrt. Es wird daher ein Stromf iu0
durch die ftollektorwiderstände 6S6 und 65& und durch die
Diode 636 zum Arbeitsspalt 17 stattfinden,, welcher dazu dient, das Material vom Werkstück 16 abzutragen,
welche letztlich die Leistungstransi stören in den leitfälligen
- 64 - ■
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Zustand versetzen, um den Materialabtragenden Strom in dien
Bearbeitungespalt einspeisen zu können» Diese Schaltlapulie
werden vom Impulsgenerator 352 dem Treibertransistor 640
über einen Schaltkreis 670 zugeführt, «reicher ein Und-Gatter 672y einen monostabilen Impylsfomungskreis 674, eine
Umkehrstufe 676 und einen InvGrfceryfersfcärker 678 enthält»
Der Ausgang des Usakehrverstärkers S78 wird dem Leiter 680
zugeführt, welcher seinerseits mit der Basiö dee Treiber*
transistors 640 verbunden ist, w&, schließlich das Schalten
des Leistungstransistors ztt bewirken« Auf Einzelheiten
eingehend sei festgehalten, daB der Ausgang des Sehmitt-Trlggers 400 durch den Wideretand 682 dei? Basis 684 dam
TransiätorVestärker 686 zugeführt ayird?.Des Eaittsr 690 des
Transistors 686 wird mit dem Leitet 440 vejfb«iideti? ua soiiit
einen Qnitter-Kollektorstrora vorsusehen mia idei? Kolle?i:tor
1st mit der Diode 694 verbunden^ «reiche eineä Eingang des
Und-Gatters 672 darstellt»
Die Diode 694 wird alt dem positiven Potential, welches der
Leitar 440 führt, über den Widerstand 636 lind mit dem ηύ^ά-tiven Potential über den Widerstand 698 verbandeä» Wenn der
Transistor 686 nicht leitet, ist die Diode 694 etstsprechend
vorgespannt, so daß ein Strom durch den Widerstand 696, Diode 694 und Widerstand 698 fließen kann* Wenn jedocÜ der
Transistor 686 leitend wird, dann wird dim Kathode der
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Diode 694 auf ein Potential angehoben, welches etwa dem
Potential des Leiters 440 entspricht, wodurch die Diode gesperrt wird und den Strosnfluß nicht mehr durchläßt. Das
Und-Gatter hat einen zweiten Eingang, welcher die Diode dareteilt.
Angenommen die Diode 700 ist entsprechend vorgespannt,, danr
wird der Strom durch den Widerstand 696 mittels de£ Dioden
blockiert und gezwungen, durch eine dritte Diode 702 zu fließen. Die "Ein"-Bedingung der Dioden 694 und 700
herrscht vor, wenn die Dioden beide entsprechend vorgespannt sind und damit einen Stromfluß durch die beiden
Dioden verhindern. Der Stroraf luß durch Widerstand 696 und
Diode, 702 hat zur Folge, daß der monostabil^ Schaltkreis
67O9 welcher die Form eines Schmitt-Trigger hat, in den
"Ein"*»Zustand versetzt wird, wobei der normalerweise nicht»
leitende Transistor 708 leitf Siig wird und der normaler"
weise leitende Transistor 710 in den nichtleitenden Zustand
übergeführt wird. Der Strom fließt von der Diode 702 zum Leiter 699 durch den Widerstand 714. Wie bereits früher la
Verbindung mit Fig. 9 beschrieben, kann ein dritter Eingang
am Und-Gatter 772 vorgesehen werden. Dieser dritte Eingang
könnte beispielsweise mit einem Meßglied verbunden werden,
welches Unterspannungszustände am Bearbeitungsspalt mißt»
BAD OBIQlNAL - 66 -
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Als Folge davon würde das Und-Gatter 672 solange gesperrt
bleiben, bis das Potential des Bearbeitungsspaltes 17 einen vorbestimmten Wert wieder überschreitet.
Wenn ein Impuls auf die Basis 720 des Transistors 708
gegeben wird, schaltet der Transistor in den leitfähigen Zustand, wobei der Kollektor 722 Spannung der Basis 724 des
Transistors 710 zuführt und diesen in den nichtleitenden Zustand versetzt. Der Kollektor 728 des Transistors 710
nimmt dann ein Potential an, welches praktisch der Spannung im Leiter 440 entspricht.
Der Ausgang des Transistors 728 bleibt auf dem Spannung«- niveau bis das Eingangssignal unter den Auslösepunkt des
Schmitt-Trigger absinkt und der Schmitt-Trigger wieder in seinen Ausgangszustand zurückschaltet.
Der Ausgangs impuls am Kollektor 728 wird eines Umkehroder Inverterverstärker 732 durch die Basis 734 zugeführt.
Der Emitter 736 des Transistors 732 ist mit dem Leiter verbunden und der Kollektor 738 ist in einen Basis-Emitter-Kreis eines NPH-Transistor 742 geschaltet« Entsprechende
Vorschaltwiderstände 744, 746 und 748 sind vorgesehen, um die erforderlichen Spannungen für die Transistoren
- 67 - ■
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vorzusehen. Der Transistor 742 ist leitend als Folge des
Stromflusses durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 732, welcher durch den Basis-Emitter«-Kreis
des Transistors 742 fließt. Durch die Umschaltung des Transistors 732 in den nichtleitenden Zustand wird der
Bas is-Emitter-Strom des Transistors 742 unterbrochen und
der normalerweise leitende Transistor 742 wird nichtleitend. Der Ausgang, d.h..Kollektor 756 de3 Transistors 742 ist
mit einem Transistor 758 durch einen Kollektor-Widerstand 760 verbunden. Wie vorher beschrieben, liefert der Kollektor-Emitter-Strom
des Transistors 742 den Stromf luß von der
Basis 764 zum Emitter 762 des Transistors 758„
Ebenso liefert der Ausgang des Transistors 758 den Basis 768-Emitter
770-Strom für einen Ausgangstransistor 772, dessen Kollektor über einen Widerstand 776 mit dem ausgehenden
Leiter 680 zum Treiber-Transistor 640, s;ie oben beschrieben*
verbunden ist. Entsprechende Kollekfcor-Widerstände "HZ und
780 sind zusammen mit einigen Basis-Emitter-·· Schutzdioden
vorgesehene Eine Diode 784 ist zwischen, die Verbindung der
Widerstätide 778 und 780 und den Kollektor 736 des Transistor«
772 geschaltet.
Wenn der Transistor 772 nur einen geringen StromfIuO hat,
ist die feth©de der Diode 784 genügend vorgespannt;,
BAD
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. 68 BAD ORIGINAL
so daß sie nicht leitet. Wenn jedoch die Leitfähigkeit
des Transistors 772 einen vorbestimmten Wert erreicht p wird
die Diode 784 durchgeschaltet und ein gewisser Basis-Emitter-Strom
kann durch die Diode 784 fließen» um den Basis-Emitter-Strom
vom Transistor 758 zu begrenzen»
Auf diese Art und Weise wird den Treiber-Transistoren und
den Leistungsschalttransistoren ©ine Folge von Impulsen zugeführt, welche in Übereinstimmung mit den vom Impulsgenerator 350 erzeugten Impulsen stehen. Auf diese Art und
Weise wird der Bearbalttmgsspalt pulsierend mit materialabtragendea
Strom versehen, vorausgesetzt 9 daß die übrigen
Bedingungen am Bearbeitungsspalt dieses zulassen, d.ho daß.
die Ionisierung des Bearbeitungsspaltes eingeleitet ist
und die Spaltspannung ihren vorbestimmten Wert erreicht hat. Eine Reihe von Schiitsdioden sind über dia Basis-Emitter-Verbindungen
der bereits oben diskutierten Transistoren geschaltet worden, um entsprechende Schut maßnahmen
für diese Transistoren vorzusehen,; Man wird feststellen, daß
der Ausgangsimpuls im Leiter 680 eine solche Polarität hat, daß er den Basis-Emijtter-Strom des Treiber-Transistors 64Q
unterbricht. Wie bereits früher ausgeführtf sind die
Transistoren 732, 742, 758 und 772 normalerweise leitend
und der Ausgangsimpuls des Schmitt^Trigger-inverters hafe ,,
eine solche Polarität, daß der die Traneistoren 732, 742,
69 -f- 70 - ■
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und 772 in den nichtleitenden Zustand überführt und auf
diese Art und Weise den Baeis-Emitter-Strom des TRedber-Transiators
640 unterbricht.
Wie oben auch ausgeführt, hat das Und-Gatter 672 ein® aweite
Eingangddiode 700, welche sich normalerweise in dar "Ein"-Bedingung
befindet, um die Impulse zum Schmitt-Trigger gelangen zu lassen in Übereinstimmung mit den Ausgangs impuls&s
des Schmitt-Trigger 400. Die Diode 700 ist mit einem Flip-Flop
790 durch den Leiter 792 verbunden. In der bevorzugten
Auafülmmgsform des Erfißdimgögegenstsndea ist ein Flip-Flop»
Kreis gewählt worden. Es können jedoch ebensogut ändere bistabile Schaltungen anstelle dieser Schaltimg Verwendung
finden. Der Flip-»F1.op-Kreis enthält im allgemeinen einen
normalerweise leitenden Transistor 794 und einen nichtleitenden Transistor 796. Die Ausgangsbedingung in dar
#iip*Flpp^Schaitung wird mittels des Differenziergliedess
gebildet aus dem Widerstand 798 und dem Kondensator 8Ö09
herbeigeführt, wobei ein positiver Impuls vom Ausgang des
Differenziergliedes durch die Diode 802 fließt» Die negative Spannungsspitze, welche vom Differenzierglied erzeugt
wird, wird durch die Diode 804 der Basis 806 des Transistor
796 zugeführt, Diese negative Spitze schaltet entweder den
Tranifittor 796 in den nichtleitenden Zustand, wenn er leitend
- 71 - BAD OffiQlNAL
. .0 098 21/0 96 8
.■■■■.■ :. :
ist oder ist gar nicht wirksam, wenn der Transistor
sich bereits im nichtleitenden Zustand befindet.
In an sich bekannter Welse 1st der Kollektor 808 mit der
Basis 810 des Transistors 794 Über ein RC-Netzwerk 812
Mir schnellen Schaltfunktion verbunden, so daß der
Transistor 796, wenn er in den nichtleitenden Zustand geschaltet wird, den Transistor 794 in den leitenden
Zustand umschaltet und damit den Flip-Flop in den anderen
stabilen Zustand überführt. Ähnlich wird der Kollektor des Transistors 794 mit der Basis 806 über ein RC-GIied
818 verbunden«, Mit der Ausgangsposition des Flip-Flop, welche durch den negativen Impuls durch die Diode erreicht
wird, wird der Ausgang des Flip-Flop t d.h. das Potential
des Kollektors 808, durch den Eeiter 792 mit der Diode
verbunden.. Damit "wird'.die Diode 700 entsprechend vorgespannt und erlaufet somit eisen Sferomfluß von- Widerstand -696
durch dia Diqö® 702 und weiter" zum Schmitt-Trigger 670 =
Die Trass.ist-©^ea ?§4 nnä ?9&-sind-mit ^
822 und 824 ^©f1bimiesi9 <sfe®ss@ sind, die Widerstände 826 .
Vfäd 828 mit ύ&τ Basis de© Tsas©ist®rs 794 bzw« 796' g«B*»
sslmltet „ Bi@. Di@deai 830 nrad 831 - bsgreasea 'Zasmmm. mit
834 w&d dms atm Sgnsrassm®.
009821/096
Emitter-Verbindung der Transistoren 79ft und 796 angelegt
Werden kann wxd sehen gleichseitig genügend Vorspannung
vor, um den Schaltvorgang der Transistoren 794 und 796
äußerst schnell ausführen zu közmen.
Wie oben ausgeführt, ist die Ausgangsposition des Flip-Floj.
790 immer wieder dann eingestellt; wenn der Impulsgenerator
3S0 einen Ausgangaimpula auf dem Leiter 797 gibt und diese
Bedingung des Flip-Flop 790 wird dem Und-Gatter 672 zugeführt, um den "Ein"-Impuls «reiterzuleiten bzw« festzuhalten0
Es 1st jedoch vorgesehen, daß der Flip-Flop auch umgeschaltet
werden kann, wenn die Bedingung zu geringer Spannung oder zu hohen Stromes von den Meßgliedern am Bearbeitungospalt
festgestellt wird. Ein Signal, welches entweder die Bedingung der zu geringen Spannung oder dea xu hohen Stromes anzeigt,
wird dem Flip-Flop zugeführt, xtm dias&n in den anderen
Schaltzustand umzuschalten und dadtsrcl. das Und«Gatfcer
zu schließen und die Weiterleitung dei>
"Ein"«Impulses durch den Schmitt-Trigger 670 zu unterb
In Fig· lic ist ein Spannungsroeßglied 840 im einzelnen
dargestellt, welches über die Leitungen 842 und 844
die Bearbeitungsspannimg am Bearbeitungsspalt überwacht,
- 73 -
0 09821/0968
Das Spannungsmeßglied besteht im wesentlichen aus einer
Pentode 846» welche mit einem positiven Gleichspannungspotential
848 in üblicher Heise verbunden ist» Das
Signal im Leiter 844 wird durch die Diode 848, den Widerstand
850 und den Widerstand 852, dem Gitter 854 der Pentode 846 über den Leiter 856 zugeführt. Die Spannung
zwischen den Leitungen 856 und 842 wird einer Kombination einer Serienschaltung aus der Diode 860 und der Zener«
Diode 862 zugeführt„ um eine Gittervorspannung zu erzeugen 9
welche die Röhre leitfähig macht, solange normale Spannung^*
Verhältnisse am Bearbeitungsspalt vorhanden sind und die
Röhre sperrt im Falle zu geringer Spannung am Bearbeitungsspalt 17. Die Zener-Diode 862 bildet in dieser Anordnung
eine konstante Vergleichsspannungsquelle für das Gitter
854β Diese Vergleichsspannung wird erreicht durch die Verbindung
der Zener-Diode 862 «um Spannungspotential im Leiter 876 über die Zener-Diode 870« Immer wenn die
Zener-Durchbruchsspannung zwischen den Leitern 856 und 842
überschritten wird, 1st das Gitter 854 entsprechend vorgespannt. Wenn also die Zener-Durchbruchsspannung überschritten wird, wird am Gitter 854 ein konstantes Gitter-«
Vorspannungspotential als Folge der Diode 860 eingehalten, welche positiver ist als das Potential des Gitters
vor dem Durchbruch der Zener-Diode 362. Damit wird die
Röhre in den Zustand dsr Leitfähigkeit oberhalb df r Zener»
-74 -
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Spannung gehalten ohne daß die Röhre übersteuert wäre. Wenn
eine vorbestirante geringe Spannung am Bearbeitungsspalt herrscht, wird dem Gitter 854 nicht mehr genügend Spannung
zugeführt, um die Leitfähigkeit der Röhre 846 aufrechtsu~
erhalten. Die Röhre wird daher nichtleitend und gibt ein
entsprechendes iiignal an der Anode ab, welches anzeigt,
daß im Bearbeittragsspalt zu geringe Spannung herrscht»
Die Schirmgitter spannung am Schirmgitter 880 der Pentode wird
über die Diodo 870 zugeführt, welche in den Schaltkreis mit
dem Schirmgitter mittels des Leiters 872 eingeschaltet ist« Die Spannung jquelIe für die Zener-Diode wird mittels des
Leiters 876 und eines Widerstandes 878 vorgesehen, wie in diesem Fal'e beispielsweise eine positive Spannung von 120 VoI
ausreicht . als Schirmgittervorspannung für die Pentode 846o
Ein BreiEAgitter ist in üblicher Weise mit der Kathode verbünde
Es sei bier erwähnt, daß der Widerstand 882 einen Ladestrom für die Zener-Diode liefert» um die Zener-Spannung einhalten
zu können. Eine Verzögerungsschaltung ist in das Spannungs»
meßglieil eingeschaltet mit Hilfe eines Kondensators 888 und
eines Widerstandes 890, welche parallel zu den Signalleitungen
geschaltet sind«
Der Ausgang der Röhre 846, d.h. also die Anode ist alt einem
- 75 - BAD
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monostabilen Schaltkreis 900 verbunden, welcher beispielsweise die Form eines Schmitt-Trigger annehmen kann und
dem das Signal über den Leiter 802 zugeführt wird« üblicherweise enthält auch dieser Schmitt-Trigger zwei
Transistoren, von denen der eine 904 den einen Leitfähig« keltszustand einnimmt, während der andere 906 sich in
dem entgegengesetzten Zustand der Leitfähigkeit befindet, wie das in an sich bekannter Weise bei solchen Schaltkreisen Üblich ist. Die beiden Traneistoren 906 und 904
sind mit Kopplungsnetzwerken 908 in üblicher Art und Weise verbunden, wobei der Kollektor 910 mit der Basis 914 des
Transistors 906 durch ein RC-Kopplungsglied 908 verbunden-1st.
Die Kollektor-Widerstände 916 Uta 918 sind in üblicher
Größe vorgesehen, um den Kollektor-Eciltter-Strom für die
Transistoren 904 und 906 einzustellen. Ebenso sind in be- kannter
Weise die Emitter 920 und 922 susasmengeschaltet
über einen gemeinsamen Widerstand 924 an eis Potential 9
welches geringer ist als des Potential am Koll@ktore Der
ana EsüektöE1 927 als Folge d©r Sebaltvordes
Transistors 906 wird d®% Basis 928 des Trmaslstore
daceh dem Widerstand 932 s«!g©fü$2ife vma seiialfcefc diesen
930 ita seines ©ad^sa Sefealfesastead*
982 1/09
Wenn beide Transistoren 904 und 906 sich in dem zum
normalen Zustand entgegengesetzten Zustand befinden,
erzeugt der Schmitt-Trigger 900 einen Ausgangsimpuls in - _
Übereinstitonung mit der Dauer des Eingangs impuls es. In der
erfindungsgemäßen Ausführung ist der Transistor 904 normaler*
weise so vorgespannt, daß er leitfähig ist und die Transistoren 906 und 930 sind normalerweise nicht leitfähig.
Ebenso ist der Ausgangsirapuls des Schmitt-Trigger 900 in
Abhängigkeit von einer Bedingung genügender Spannung so geschaltet, daß er den Eraitter-Basie-Kreis des Transistors
930 durchschaltet, um den Transistor 930 in den leitfähig^
Zustand zu versetzen. Der Ausgang des Transistors 930 wird am Kollektor 936 abgegriffen und einem Leiter 938 zugeführt, welcher alt einem Eingang des Gatters 944 (Figo lla)
verbunden ist.
Das Ausgangssignal am Leiter 938 wird in Abhängigkeit von der Spannungebedingung am Bearbeitungsspalt dem Gatter 944
zugeführt und insbesondere hler der Diode 948. Das Gatter enthält eine zweite Diode 950, welche mit dem Ausgang des
Transistors 732 über den Leiter 852 und das Verzögerungsnetzwerk 954 verbunden ist. Der Lsiter 952 ist mit dem
Ausgang des Inverter-Transistors 732 verbunden, wobei dieses
Ausgangasignal dem Gatter 944 als Eingangssignal zugeführt
wird. Das Verzögerungsnetzwerk 954 enthält im wesentlichen
- 77 - 6AD
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einen Widerstand 958 und einen Kondensator 960, welches
das Signal vom Schmitt-Xnverter^Schaltungskreis 670
verzögert» um dem vom Spannungsmeßglied am Spalt des Schmitt»
Trigger-Kreis 900 zugeführten Signal genügend Zeit zu lassen«
Die Verzögerungszeit 1st so gewählt, daß der Impuls vom Schmitt-Trigger·=·Inverter das Gatter 944 nicht eher erreicht,
ehe das Signal vom Spaimungsmeßglied im Leiter 938 vorhanden
ist.
Das Gatter 944 ist in der Weise geschaltet, daß das Vorhandensein
eines Signales geringer Spannung im Leiter 938 und ferner das Vorhandensein sines "Ein"-Impiilses im Leiter 952 als
Folge der Schaltfunktion des Schmitt-Trigger 670 ein wEin"-Signal am Ausgang im Leiter 964 durch den Widerstand
966 erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird einer Umkehrstufe
zugeführt» welche eine Diode 970 und einen Widerstand enthält. Das Invertierte Ausgangssignal wird einem dritten
Gatter 966 und hier insbesondere einer Diode 978 zugeführt» Das Vorhandensein eines Signales axt der Diode 978 als
Folge der Koinzidenz einer Bedingung geringer Spannung im Leiter 938 und eines nEin"-Zmpulses im Leiter 952
schaltet den Flip-Flop 970 in seinen Ausg&ngszttst&ndo Der
Ausgangszustand ist der stabile Zustand, welcher im Flip-Flop herrscht als Folge eines vom Impulsgenerator
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350 eingespeisten Impulses. Als. Folge davon wird vom Flip-Flop·
Kreis im Leiter 792 ein Ausgangssignal abgegeben, welches dem
Und-Gatter 672 über die Diode 700 zugeführt wird, um den
"EinM-Impuls am weiteren Durchgang durch den Schmitt-Trigger
670 zu hindern. Als Folge davon wird das "Ein"*Signal die
Leistungstransistoren 630 und 632 nicht schalten oder wird diese Leistungstransistoren ausschalten raid damit den Fluß
des Arbeltsstromes in den Bearbeitungsspalt 17 unterbinden»
Das dritte Gatter 976 hat einen zweiten Eingang über die
Diode 930, welches von einem MeBglied gespeist wird, welches
im Folgenden beschrieben wird. Wenn dieses Meßglied, welches der Strombedingung im Hauptstrankreis zugeordnet ist, ά&η
Zustand dines zu hohen Stromes mißt, wird ein Signal impuls der Diode 980 durch den Eingangsleitungszug 982 zugeführt
und der Flip-Flop 790 wird in seinen Äusgangszustaxid geschaltet. Wiederum verhindert der Flip-Flop 790 in diesem Schaltzustand, daß ein Signal durch das Ünd-Gatter 652 gelangen
kann und unterbricht damit wiederum die Funktion dieses Gatters
Der Strom durch den Bearbeitungsspa.lt wird gemessen mit HiXf^
eines Widerstandes 656 In Reihe mit des Arbeitsstromkrois *
Am Meßwiderstand 656 tritt ein Spannungsabfall entsprechend
dem durchfließenden Arbeitsstrom auf 0 Diese Spannung wird dem
Schaltkreis 1000 zugeführt, welcher damit die Stromzustände
«Λ BAD ORIGINAL
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im Bearbeitungsspalt überwacht· Die Zuführung des Signale
erfolgt über die Leitungen 1002 und 1004, wobei der Leiter
1002 alt dem positiveren Ende des Meßwiderstandes 656 verbunden ist und der Leiter 1004 vom negativen Ende dieses
Widerstandes gespeiet wird. Das Eingangssignal Im Leiter 100?
.wird durch einen Strombegrenzungswiderstand 1008 und zwei weitere Widerstände 1010 und 1012 der Diode 1014 und einer
Zener-Diode 1020 zugeführt. Die Zener-Diode 1020 1st mit der Basis-Emitter-Schaltung eines MeBtranoistors 1022 verbunden,
welcher sich normalerweise im nichtleitenden Zustand befindet, da durch die Baeie-Emitter-Strecke kein Strom flieBt. Dieser
Zustand wird durch den Widerstand 1024 aufrechterhalten, welcher an eine entsprechende Hilf esparraungaquelle angeschlossen
ist. Wenn die Spannung am Heßwiderstand 656 einen Wert erreicht, der einem entsprechenden Überstrom entspricht, schaltet die
Zener-Diode 1020 beim Erreichen der Durchbruchespannung durch
und sorgt somit für einen Basis-Emltter-Strom im Transistor
1022. Der leitfähige Zustand des Transistors 1022 erzeugt ein Ausgangssignal im Laiter 982, welcher der Diode 980
des dritten Gatters 976 zugeführt wircL Als Folge dieses
Schaltzustacdss des Transistors 1022, welcher durch dh&s&'cvQvs.
im BearbeitiM5gsspalt hervorgerufen %?ird? *jii?d also smch eis
Signal erzeugt f welches den Flip-Flop 790 stsrückachelfeefc w
wiederum das Uscl-Gatter 672 sperrt«
<=» 3Ö "
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Ein Kondensator 1036 am Eingang am dem Meßglied für die Stromzustände sorgt zusammen alt Widerstand 1008 für eine
Ausfilterung von schnellen Stromänderungen, wie sie während normaler Be&rbeltungsbedlngungen ita Arbeitsstromkreis
inner vorhanden sein können. Eine Diode 1040 und ein Widerstand 1042 sind parallel zum Basie-Emitter-Kreis dee
Transistors 1022 geschaltet worden, um diesen zu schützen
und ein Widerstand 1044 ist mit der positiven Hilf sspannungs-»
quelle und der Zener-Diode 1020 verbunden, um einen Ladestrom
für die Zener-Diode 1020 vorzusehen.
Um den Transistor 1022 vor überströmen zu schützen, 1st eine
Zener-Diode 1050 parallel zu den durch die Widerstände 1012 und 1010 fließenden Strom geschaltet. Eine Diode 1052 ist
in Serie mit der Zener-Diode 1050 gelegt, um zu verhindern,
daß ein Stromf luß in umgekehrter Richtung durch die Zener*
Diode 1050 fließen kann und schließlich ist eine Diode Io56
parallel zu den Dioden 1050 und 1052 geschaltet worden, um umgekehrte Spannungen auf den Leitern 1002 und 1004 kurzzuschließen. Ein Strombegrenzungswiderstand 1060 1st in
leihe mit dem Leiter 1004 geschaltat.
Wenn im Bearbeitungspalt ein Kurzschluß vorhanden ist bevor der Impuls zu den Leistungstransistoren 630 und 632
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gelangen konnte, bleibt das Spaüramgaraeßglied,, dargestellt
durch die Röhre 846, in der MAu8**°Bedingung» Vletm die
Zündspannung angelegt ifird, »ird jedoch wie oben be»
schrieben 9 das Gatte? 944 snmäehst kein SigB&l durchlassen?
solange bis der "Ein"-Imp«Is durch den Schmitt-Trigger 670
und Translator 732 gelssgt und damit anzeigt, daß die
Kiirzselilnßbeditigung im Ba&rheitungssp< beendet iste Dann
erst wird entsprechend der oben beschriebenen Sch<usgs-
smsxasiwag a&s "Ein19"Impuls ämn Leisttmgstransistorea 630 und
632 als Folge des Durchgangs© des eiEin"-»Is^iiIses atswch den
Schmitt-Trigger &70 sugsfüirt β Jedoch sot#ie der MEinn«
Impuls am Gatter 944 fehlt, visd der Flip-Flop 790 in die
Atisgangsposition isisgesehäitet als Folge der Wlr&xrag des
zweiten Gatters mit der Diode 970 und dm& Widerstand 972
und des dritten Gatters 976. Auf diese Art und Weise werden
die Impulse gehindert, zum Schmitt-Trigger 670 zu gelangen
als Folge der Funktion des Und-G&ttera 672« Das wriederuja
hat zur Folge, daß die Leiatirngstransiätoiren 630 und 632
unverzüglich ausgeschaltet werden. Jedoch ist die Schaltung
so ausgelegt, daB die Stromimpuls« für eine gan» kurze
Zelt noch, im Bearbeitungsspalt wirksam werden Wsmxsaf bei»
splelsveise für eine Zeitdauer von einer «der mehr&ifez*
Hikrosekunden^. wenn die Isaguiss vom
0 0 0 8 21/0
erzeugt werden« Diese Zeitdauer des
wird im wesentlichen durch die I*uf,seit der
Stufen? »eiche der nEiii"~Inpttl9 su durchlaufen hat»
legt und ferner vor allem aber euch durch das
netzwerk 954«
bereits FO^feer im Zisammechs&g aiifc der Bßschr«ifc«s»g "
disr Fig« 9 festg-ssteiJ*, 'i&ras
<?.cr A'iiögßng; des Spantsirngs-me
gliedes la Fosrm ι^οϊ». Scteltt-Tiiggsr 500 s&ch &\a tan Ein·»
g&ngssignal dem Und"Gattc:r 672 scfjgeführt w6*£<5f,b5 im
Durehgsng des "Ein"»Slgnales diirch dc-Ώ S&iaiitt"T
Inverter 670 1 67β tsnd der* Ifeikehrvarstärker S78 £5olaage
zu verzögera, bis das Spamaingsmeßgiled 840 am Baa
spalt wieder normale Bedingungen feststellt.. Es könnte also
der Ausgang des Schmitt-Trigger 900 einem dritten Eingang
(nicht dargestellt) des Und-Gatters 672 zugeführt werden,
welcher durch eine Diode gebildet werden könntep welche an
di« Verbindung zwischen den Dioden 694, 700 und 702 geschaltet ist.
Obwohl die im einzelnen beschriebene und dargestellte
bevorzugte Ausführungsforaa des erfindungsgemäßen Gedankens
ordnungsgemäß entworfen und berechnet mirde, um den
BAD ORiQlNAL ~ 83 -
009821/0983
Gegenstand der Erfindung zutreffend darzustellen, können
die erf indungsgemäSen Einrichtungen auch' andere, hier
nicht näher beschriebene Forsten haben, ohne da0 vom Erfindungsgedanken und den in den Ansprüchen offenbarten
lusungen der erfinduagsgeat8en Aufgabe abgewichen wird»
- 84 -
00982 1/0968
Claims (1)
- *615333SMPatentansprüche1. Verfahren zur Metallbearbeitung mittels Elektro-Erosion durch die Einwirkung aufeinanderfolgender, zeitlich voneinander getrennter impulsförmiger elektrischer Entladungen auf einen durch die Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode und das zu bearbeitende Werkstück gebildeten, vorzugsweise mit dielektrischer Flüssigkeit ausgefülltem Bearbeitung*spalt, welcher . 'unterschiedliche lonislerungspotentlale aufweist und mit Schaltungeanordnungen zur Zündung und Einspeisung der Entladungsenergie verbunden 1st, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einem zeitlich vorbestimmten und/oder durch* die Verhältnisse im Bearbeitungsspalt beeinflußten Programm die Zündspannung zur Einleitung der Ionisierung des Bearbeitungsspaltes und der Arbeitsstroa für die Materialabtragung getrennt gesteuert an den Bearbeitungsspalt angelegt werden.2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannung höher, insbesondere drei- bis viermal hffher als die Spannung der Arbeitsstromquelle ist." 85" 00982 1/0968INSPECTED3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstrom an den Bearbeitungsspalt nur für eine vorbestiasnte Zeitdauer in Abhängigkeit von einem Steuerimpuls angelegt wird« welcher für diese Zeitdauer des Anlegens des Arbeitsstrotass erzeugt wird·4. Verfahren nach einem oder mehreren der.Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da® dlei? A?be£t@st2;em mit einer Verzögerung nach dem Anlegen der Zündspannung und in Übereinstimmung mit einem in seinem zeitlichen-Ablauf vorbestimmten Programm an den Arbeitsspalt angelegt wird.5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer zum Anlegen der Zündspannung an den Bearbeitungsspalt größer ist als die Zeitdauer des Anlegens des Arbeitsstromes an den Bearbeitungsspalt.6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Anlegender . Zündspannung und des Arbeits-tromes an denBearbeitungsspalt durch ein spannungsempfindliches Schaltelement am Bearbeitungsspalt erst ausgelöst wird, wenn der Bearbeitungespalt nach dem vorhergehenden Impuls voll«009821/0961ständig entionisiert ist;7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen des Arbeitsstromes an den Bearbeitungsspalt durch die Ionisierung des Bearbeitungespaltes ausgelöst wird.8. SchaitUBgsanoram. ή sur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei weicher in den Zuleitungen von der Zündspflnnungsquelle und der Arbeitsstrotsquelle zum Bearbeitimgsspalt Schalter geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter mit Schalteinrichtungen verbunden sind, welche Impulse erzeugen und diese Schalter in Abhängigkeit von einem seitlich vorbestimmten und/oder durch die Verhältnisse im Bearbeitungsspalr. beeinflußten Program betätigen und die Zündspannungsquelle und die Arbeitsstromquelle nach diesem Programm an den Bearbeitungsapalt anlegen»f« Schaltungsanordnung nach Anspruch 8y dadurch gekennzeichnet, daß dl« Zündepannungsquelle (20) eine Impedanz aufweist, welche im wesentlichen der Impedanz- 87 -009821/0968de· nicht!-onlcierten Bearbeitungsepaltes und die Impedanz der Arbeltsstromquelle (22) der des Ionisierten Bearbeitung«- spaltes angepaßt 1st.10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen spannungsempfindliehen Sehalter, der zwischen die Arbeltsstromquelle und den Bearbeltungsspalt geschaltet 1st, um die Stromquelle vom Bearbeitungsspalt zu isolieren, solange die Spannung oberhalb des lonislerungspotentlales liegt.11. Schaltungsanordnung s&ach. den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung sur Impulserzeugung eine Verzögerungsleitung enthält, welche zwischen den Impulserzeuger (24,134) und den Schaltar für den Arbelt·- strom oder einem Und-Gatter geschaltet ist.12. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch die Impulsform der Zflndimpulse verändernde Schaltmittel, die zwischen den Bearbeitungsspalt und die Zündspannungsqueile (20) geschaltet sind.13· Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Impulstransformator (54,80), dessen Sekundärwicklung- 88 -009821/09688%unit dem Bearbeitungsspalt verbunden ist.14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Impuls trims« fortnators in Reihe mit der Arbeitsotroraquelle und dem Bearbeitungsspalt geschaltet ist.15. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schalteinrichtung zur Erzeugung der Impulse und den Schalter in der ZuI itung für den Arbeitsstrom ein Gatter (140, 210, 258) geschaltet ist16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dad.irch gekennzeichnet, daß das Gatter die Form eine.? Und-Gatters aufweist und zusätzlich Über eine Verzögerungsleitung an die Impulserzeugungseinrichtung geschaltet ist..17. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein oder mehrere an den Bearbeitungssp^lt gekuppelte Meßglieder (90,160,186,218), welche Signale in Übereinstimmung mit den Spannungszuständen des Bearbeitungsspaltes erzeugen, die an die Schalteiniriehttingen zum Zu- oderBAD - 89 -009821 /0968Abschalten de* Arbeltsstrooe· und dee AuelSsens eines neuen Arbeitszyklus««* Abgegeben werdenc18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (90,186) ein sp&neungsempfindliches Schaltelement ist, welches in Abhängigkeit von dem ionisierten oder nichtlonisierten Zustand je ein Signal abgibt.19» Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter an das spannungsempfindliche Meßglied, z.B. eine Vergleichsspannung (218, 160) angekoppelt ist und von diesem geöffnet wird, wenn die Spannung am Bearbeitungsspalt einen vorgegebenen Wert unterschreitet.20» Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungseinrichtung, welche die Auslösung der Schaltsignale bewirkt, aus einem monostabilen Multivibrator (112,204) besteht.21. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiler Multivibrator oder ein Flip-Flop009821/0968(98,198) mit dem Schalter zur Zündspennungaquelle und gleichzeitig mit dem spannungsempfindlichau Schalter verbunden ist, um den Schalter zur Zündspannungsquelle entsprechend dem Spannungszustand s« schließe:! odex· zu öffnen und gegebenenfalls nin Heßglied (218) enthält, welches mit dem Bearbaitungsspalt verbunden ist und ein Signal abgibt, wenn die Spannung unter einen, vorgegebenen Wert absinkt.22. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen spannungsempfindliehen Schalter (186), welcher Signals entsprechend dem ionisierten oder anfcionisierfcen Erstand des Bearbeitungsspaltas abgibt, wobei ein aonostabiler Multivibrator (204) als Irapulserzeugungseinrichtung dient und mit dem Schaltsr zur Arbeitsstromquelle (180) über ein Und-Gatter (210) verbunden ist und ein bistabiler Multivibrator (198) mit dem Schalter zur Zttadopannungsquelle (20) verbunden int, welcher Multivibrator (198) zwei Schaltzustände aufweist? wobei ferner der monostabile Multivibrator (204) den bistabilen Multivibrator (198) mit dem spannungsempfindlichen Schalter (186) verbindet, um den bistabilen Multivibrator (198) in den Schaltzustand zu versetzen, daö derOQ9821/0968Schalter (174) zur Zündspannungsquelle zunächst geschlossen wird und ferner der monostabile Multivibrator (204) mit dem Meßglied (186) verbunden ist, um den Schalter (130) zur Ärbeitsstromquelle (22) zu betätigen und ferner der monostabile Multivibrator mit dem bistabilen Multivibrator verbunden ist, um diesen zu schalten, so daß der Schalter (174) zur Zündspannungsquelle (20) geöffnet wird, Kenn der Schalter zur Ärbeitsstromquelle geschlossen ist, wobei ferner ein Meßglied (216) vorgesehen ist, welches ein Signal abgibt, welches den Schalter zur Arbeitsstromquells öffnet, wenn die Spannung am Bearbeitungsspalt unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsgenerator (230) vorgesehen ist, dessen Ausgang über ein Differenzierglied (234) en einen Zünd« impulsverstärker (238) und gleichzeitig direkt an einen Zündspannungsschaltkreis (250) geschaltet ist und die Ausgänge der Kreise(238,250) direkt an der Werkzeugelektrode (18) lieges^ daß der Ausgang des Impulsgenerator (230) an ein Und-Gatter (258) geschaltet ist, welches mit einem moncstabilen Impulsinverterkreis (270) Verbunden dessen Ausgang dem Inverterverstärker (276) zugeführ' j der meinerseits mit dem Arbeitüsti-omkrsir» (280)»92- 009821/0968BAD OSIQSNALin Verbindung steht, in welchem ein st rom empfindliches Meßglied (322) und gegebenenfalls ein Gleichrichter (290) liegt, wobei das Meßglied zu einen Oder-Gatter (326) führt, dass am Ba&rbeitungsspalfc ein Spannungsmeßglied (300) vorgesehen ist, welches mit einem Xstpulsformkreis (308) verbunden ist, dessen Ausgang zu einem Oder-Gatter (312) führt dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des ImpulsinveKterkreises (270) verbunden ist, wobei der Ausgang des Oder-Gatters (312) über eine Umkehrstufe (322) mit dem Oder-Gatter (326) verbunden ist, dessen Ausgang an den einen Eingang des Flip-Flop-Kreises (264) geschaltet ist, dessin Ausgang mit dem zweiten Eingang des Und-Gatters (258) verbunden ist und daß schließlich der Ausgang des kreises 230 über ein weiteres Differentierglied (346) mit dem Rückstelleingang des Flip-Flop Kreises (264) verbunden ist.. 93 «. BAD009 8 21/0968
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