DE1790269C3

DE1790269C3 - Schutzstromkreis für eine Maschine zur elektrolytischen abtragenden Bearbeitung

Info

Publication number: DE1790269C3
Application number: DE1790269A
Authority: DE
Inventors: Georges Marendaz; Jean Pfau; Heinz Rhyner
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1965-03-04
Filing date: 1965-12-20
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1143932A; AT262468B; US3520791A; DE1438908A1; CH416882A; BE676163A; DE1438908B2; AT263169B; DE1790269B2; FR1465321A; DE1790269A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schutzstromkreis für eine elektrolytische Abtragungsmaschine, deren Bearbeitungsstromquellc gesteuerte Gleichrichterelemente aufweist, mit einem an eine Elektrode bzw. ein Werkstück angeschlossenen, nur auf schnelle Spannungsveränderungen zwischen Elektrode und Werkstück ansprechenden Überwachungskreis und einem durch diesen betätigbaren Ausschalter in der Stromzuleitung zu Elektrode und Werkstück.

Es ist bekannt, bei Maschinen zur elektrolytisch abtragenden Bearbeitung einen Anzeigestromkreis zu benutzen, der das Auftreten von Lichtbogen und Kurzschlüssen zwischen Elektrode und Werkstück während der Bearbeitung meldet (z. B. britische Patentschrift 944 613). Diese Stromkreise haben im allgemeinen mindestens ein Element, das auf plötzliche Veränderungen der Spannung zwischen Elektrode und Werkstück anspricht, die dann auftreten, wenn der Bearbeitungsablauf durch das Entstehen von Boden oder Kurzschlüssen gestört wird. Derartige Signale sind leicht meßbar. Sie werden dazu verwendet, den Bearbeitungsstrom und im allgemeinen auch den automatischen Vorschub der Elektrode zu unterbrechen. Der Arbeiter muß die Maschine neu einschalten, nachdem er die Ursachen der Bildung von Lichtbogen oder Kurzschlüssen abgestellt hat.

Es ist einerseits wünschenswert, daß der Anzeigestromkreis sehr empfindlich ist und das Abstellen des Bearbeitungsstromes sehr schnell sicherstellt, um im Maße des Möglichen jegliche Beschädigung des zu bearbeitenden Werkstückes durch Lichtbogen zu vermeiden, Andererseits ist die zwischen der Elektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück herrschende Spannung nicht völlig konstant, sie enthält Stürwellen, die von benachbarten elektrischen Geräten, insbesondere aber von den der Maschine eigenen gesteuerten Gleichrichtern hervorgerufen werden.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen Schutzstromkreis für elektrolytische Abtragungsmaschinen mit gesteuerten Gleichrichtern so auszubilden, daß trotz großer Empfindlichkeit des Schutzstromkreises ein Ansprechen auf die durch Kommutierung der Gleichrichter entstehenden Störspannungen unterbleibt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Einrichtung zum periodischen Außerbetriebsetzen de-, Überwachungskreises für vorbestimmte Dauer jedesmal dann, wenn ein Gleichrichterelement in den leitenden Zustand übergeht.

Die vorstehend angegebene Lösung enann Weiterbildungen dadurch, daß das Signal für das Außerbetriebsetzen vom Steuersignal der gesteuerten Gleichrichter abgeleitet wird und daß vor dem Eingang des Überwachungskreises eine Verzögerungseinrichtung mit solcher Bemessung angeordnet ist, welche die durch die Kommutation der Gleichrichter entstehenden Spannungsänderungen cst dann in den Überwachungskreis gelangen läßt, nachdem dieser durch das vom Steuersignal der gesteuerten Gleichrichter abgeleitete Signal außer Betrieb gesetzt wurde.

Die Zeichnung iivigt schematisch und als Beispie! eine Ausführungsform des Gegenstandes nach der Erfindung.

Bei der Ausführungsform nach der Figur gibt ein Speisungsnetz, dessen drei Phasen mit R, S und / bezeichnet sind, seine Leistung in die Primärwicklung eines Dreiphasentransformators 1 ab, dessen Sekundärwicklungen 2 mit einem Gleichrichter verbunden sind, der drei gesteuerte Siliziumdioden 3, 4 und 5 hat. Dieser Gleichrichter liefert den Gleichstrom für die Bearbeitung eines Werkstückes P mit Hilfe einer Elektrode E.

Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, um Steuersignale für das Leiten und Zünden der Dioden 3, 4 und 5 zu senden. Diese Einrichtung weist für jeden gesteuerten Siliziumgleichrichter einen Transformator 6 auf, dessen Primärwicklung zwischen eine Phase und den Null-Leiter geschaltet ist. Die Sekundärwicklung, die eine mittlere Anzapfung aufweist, ist mit einem Kondensator 7 verbunden, der in Serie mit einem veränderbaren Widerstand 8 geschaltet ist. Der Verbindungspunkt zwischen diesem Kondensator und diesem Widerstand ist über einen Widerstand 9 und eine sättigbare Drossel 10 mit der Mitlelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 6 verbunden.

Die beschriebene Schaltung stellt eine Phasenbrücke dar, und die Spannung zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators 7 mit dem Widerstand 8 und der mittleren Anzapfung ist konstant, aber die Phase kann innerhalb weiter Grenzen verändert werden, maximal zwischen + und — 90°, wenn der Widerstand 8 alle Werte von 0 bis unendlich einnehmen kann.

Die sättigbare Drossel 10 ist auf diese Art und Weise in Serie mit dem Widerstand 9 einer Wechselspannung konstanter Amplitude ausgesetzt, deren Phase durch einfaches Regeln des veränderlichen Widerstandes 8 verändert werden kann. Diese

Drossel ist so bemessen, daß sie schnell in ihren gesättigten Bereich kommt, so daß an ihren Einklemmen ein kurzer Spannungsimpuls jedesmal dann auftritt, wenn sie in ihrem nichtgesauigten Bereich ankommt, d. h. in der Praxis jedesmal dann, wenn die von der Phasenverschiebungsbrücke gelieferte Spannung sich umkehrt. Die zwischen der Drossel 10 und dem Widerstand 9 auftretende Spannung wird durch eine Diode 11 und einen Widerstand 12 zur Zündelektrode χ des Gleichrichters 3 geleitet.

Die Steuerspannungen der Gleichrichter 4 und 5 ■,,erden durch gleichartige Elemente erzielt, die durch Traüsformatoren 6' und 6" gespeist werden, die zwischen die anderen Phasen des Speisungsnetzes und Erde geschaltet sind.

Der Anzeigestromkreis für die Bearbeitungsunregelmäßigkeiten wird über ein Panzerkabel 13 gespeist, das an einem Ende einerseits mit der Elektrode E und andererseits mit dem Werkstück P verbunden ist. Das Panzerkabel speist einen Transformator 14 über einen Hochpaßfilter 15. Der Eingang des Filters 15 weist einen parallelgeschalteten Kondensator 16 auf, der genügend groß ist, um die Störwellensignale kurzzuschließen, die in der Zuführungsleitung des Bearbeitungsstromes zur Elektrode E und zum Werkstück P induziert werden, wenn diese letzten zu weit voneinander entfernt sind, als daß ein Bearbeitungsstrom auftritt, denn in diesem Fall ist der Scheinwiderstand dieser Stromzuführungsleitung erhöht. Der Kondensator 16 ist andererseits so klein, daß die Spannung an seinen Klemmen den schnellen Spannungsveränderungen folgt, die zwischen der Elektrode E und dem Werkstück P auftreten, wenn der Bearbeitungsstrom sich eingestellt hat und der Scheinwiderstand des Arbeitskreises gering ist.

Die Ausgangsspannung der Sekundärspule dieses Transformators 14 wird durch zwei Dioden D1 und D 2 gleichgerichtet und als Steuersignal der Basis eines Transistors Ql zugeführt. Dieser Transistor wird durch eine Gleichstromquelle gespeist, bestehend aus einer Gleichrichterbrücke 17, die von einer Sekundärwicklung 18 eines zwischen den Phasen S und T angeordneten Transformators 19 gespeist wird.

Der Kollektor des Transistors Ql ist durch einen Widerstand R1 mit der Basis eines Transistors Ql verbunden, der mit dem Transistor Q3 einen Schmitt-Trigger bildet. Der Widerstand R 2 ist so gewählt, daß er Q 2 zur gleichen Zeit wie QX leitend macht und Ql blockiert, wenn Ql blockiert ist. Wenn im Gegensatz dazu Ql nichtleitend gewesen ist und wieder leitend wird, weist der Widerstand Λ 2 einen genügend hohen Wert auf, um das an der Basis von Ql ankommende Signal zu dämpfen, damit Ql nicht automatisch wieder leitend wird. Das Kippen des Schmitt-Triggers, so daß Q2 wieder leitet, wird durch Schließen des Kontaktes B erzielt.

Der Transistor Ql ist durch einen Transistor Q_n überbrückt, dessen Basis durch die Widerstände 20, 20' und 20", die in Serie mit Dioden 21, 21 und 21" geschaltet sind, die kurzen Steuerzündsignale der Gleichrichter 3, 4 und 5 empfängt.
Wenn kein Signal vorhanden ist, ist der Transistor Q_n, dessen B?sis mit dem Emitter durch den Widerstand R 3 verbunden ist, blockiert. Wenn kein Signal vorhanden ist, leitet der Transistor Q1 wegen der Polarisation seiner Basis über den Wider-

JO stand R1. Wenn ein Signal, das von Spannungen verhältnismäßig hoher Frequenz zwischen der Elektrode E und dem Werkstück P stammt, über das Filter 15, den Transformator 14 und die Dioden Dl und Dl auf die Basis des Transistors Q1 wirkt, ist dieser Transistor Ql blockiert und ruft so das Blokkieren des Transistors Ql und da.« Durchschalten des Transistors Q 3 hervor. Der Transistors Q 4, der von Q 3 gesteuert wird, ist gleichzeitig wie dieser letzlere blockiert oder leitend. So m.i'ht das Auftreten eines

ao Signals, das auf hochfrequente Spannungen im Arbeitsspalt zurückzuführen ist, die Transistoren Q 3 und QA leitend, was einen Strom in dun Relais 22 fließen läßt und so den Kontakt dieses Relais in dem Speisungsstromkreis der Wicklung 25 eines Dreiphasenunterbrechers öffnet. Dadurch öffnen sich die drei Arbeitskontakte 23 dieses Unterbrechers und bewirken das schnelle Unterbrechen des Bearbeitungsstromes. Die Wicklung 25 wird von einer Sekundärwicklung 26 des Transformators 19 gespeist, durch Schließen eines Druckknopfschalters 27 eingeschaltet und in diesem Zustand durch den Kontakt 24 gehalten. Ein Druckknopfschalter 28 für Handschaltung gestattet es, den elektromagnetischen Unterbrecher zu öffnen.

Die Umschaltung der gesteuerten Siliziumgleichrichter 3, 4 und 5 erzeugt periodisch verhältnismäßig hohe und sehr schnelle Spannungsveränderungen zwischen der Elektrode E und dem Werkstück P. Da jedoch der Transistor Q₀ Steuerimpulse gleichzeitig wie jeder der Gleichrichter 3 bi? 5 erhält, wird dieser Transistor Q_n während der Dauei der durch die Schaltung der Gleichrichter hervorgerufenen Störwellen leitend. So überbrückt er den Transistor ρ 1. so daß, obwohl Ql infolge der vom Filter 15 und vom Transformator 14 übertragenen Störwelle augenblicklich nichtleitend wird, der Transistor Ql leitend bleibt. Wenn jedoch schnelle Spannungsveränderungen, die einen Kurzschluß oder eine Lichtbogenbildung ankündigen, selbst wenn sie von geringer Am-

jo piitude sind, zwischen der Elektrode E und dem Werkstück P zu jedem beliebigen anderen Zeitpunkt auftreten, dann rufen sie das Blockieren des Transistors öl in einem Zeitpunkt hervor, zu dem der Transistor Q_n ebenfalls nichtleitend ist, was Ql nichlleitend und Q 3 und Q4 leitend macht. Das Relais 22 spricht an und unterbricht die Speisung der Maschine mit Bearbeitungsstrom.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzstromkreis für eine elektrolytische Abtragungsmaschine, deren Bearbeitungsstromquelle gesteuerte Gleichrichterelemente aufweist, mit einem an eine Elektrode bzw. ein Werkstück angeschlossenen, nur auf schnelle Spannungsveränderungen zwischen Elektrode und Werkstück ansprechenden Überwachungskreis und einem durch diesen betätigbaren Ausschalter in der Stromleitung zu Elektrode und Werkstück, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20, 21, Q_n) zum periodischen Außerbetriebsetzen des Überwachungskreises für vorbestimmte Dauer »5 jedesmal dann, wenn ein Gleichrichterelement (3, 4, 5) in den leitenden Zustand übergeht.

2. Schutzstromkreis nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß das Signal für das Außerbetriebsetzen \om Steuersignal der gesteuerten Gleichrichter (3, 4, 5) abgeleitet wird.

3. Schutzstromkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingang des Überwachungskreises eine Verzögerungseinrichtung (15) mit solcher Bemessung angeordnet ist, welche die durch die KommuUtion der Gleichrichter entstehenden Spannungsänderungen erst dann in den Überwachungskreis gelangen läßt, nachdem dieser durch das vom Steuersignal der gesteuerten Gleichrichter abgeleitete Signal außer Betrieb gesetzt wurde.