DE1913954A1

DE1913954A1 - Verfahren und Anordnung zum Schuetzen eines elektrischen Arbeitskreises vor Kurzschluss

Info

Publication number: DE1913954A1
Application number: DE19691913954
Authority: DE
Inventors: Erickson Carl Rae; Drushel Robert Wayne
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1968-04-23
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1969-11-06
Also published as: GB1254587A; US3548257A; FR2006732A1; DE1913954B2; DE1913954C3

Description

PATENTANWÄLTE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1246

Ex-CeIl-O Corporation, Detroit, Michigan / USA

Verfahren und Anordnung zum Schützen eines elektrischen Arbeitskreises vor Kurzschluß

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schützen eines elektrischen Arbeitskreises, insbesondere einer auf elektrischem Wege arbeitenden Werkstückbearbeitungsmaschine, vor Kurzschluß.

Es sind bereits ausgeklügelte Verfahren und Schaltkreise zum Schütze der Arbeitskreise, des iVerkstückes und der Elektrode von elektrischen Werkstückbearbeitungsmaschinen während des elektrischen Bearbeitungsvorganges vorgeschlagen worden. Ein solcher Vorschlag findet sich z.B. in der älteren Anmeldung P 15 88 180.8. Schaltkreise dieser Art sind allgemein nur betätigbar, nachdem der Arbeitskreis in den Arbeitszustand überführt worden ist. Hierbei ist es z.B. bei der elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken möglich gewesen, den Arbeitskr'eis einzuschalten_t während Elektrode und Werkstück sich in einer Kurzschlußstellung befinden, welche die Elektrode oder das Werkstück oder beide zerstören kann.

Weiterhin hat man bisher keine Mittel gekannt, um zu verhindern, daß nach der Beseitigung des Kurzschlusses der ge-

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schützte Arbeitskreis unmittelbar eingeschaltet werden kann. Es ist deshalb bisher notwendig gewesen, die Stromzuführung für den elektrischen Arbeitskreis abzuschalten, bevor man versucht hat, einen darin auftretenden Kurzschluß zu beseitigen, wobei dieser Kurzschluß häufig nur Folge von geringen Unregelmäßigkeiten oder Fluchtungsfehlern ist., die durch geringfügige Einstellmaßnahmen von Werkstück und Elektrode beseitigt werden können. Das Abschalten des Arbeitskreises und das erneute Einstellen des i'/erkstückes zum Zwecke, zu versuchen, einen Kurzschluß durch Versuche zu beseitigen, haben sich bisher als unwirksam erwiesen wegen der zahlreichen notwendigen Schritte, die dazu erforderlich sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß eine Beschädigung des Werkstückes oder der Elektrode oder des Arbeitskreises oder aller dieser Teile bei Vorhandensein von Kurzschlüssen praktisch ausgeschlossen ist, und daß die Möglichkeit geschaffen wird, die Notwendigkeit eines Abschaltens des Speisenetzes zu verhindern und daß gleichzeitig dafür die Voraussetzung geschaffen wird, etwaige vorhandene geringfügige Kurzschlußbrücken auf einfache Weise zu beseitigen»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Einschalten des Arbeitskreises dieser zunächst auf das Vorhandensein eines Kurzschlusses geprüft wird, bevor an den Arfeeits-

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kreis die Arbeitsspannung angelegt wird, wobei der Arbeitskreis nur bei Fehlen eines Kurzschlusses an die Arbeitsspannung gelegt wird. Bei diesem Verfahren wird also ein vorhandener Kurzschluß in dem elektrischen Bearbeitungsschaltkreis gefühlt, bevor der Arbeitskreis eingeschaltet wird, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß der Arbeitskreis eingeschaltet wird, solange dieser Kurzschluß vorhanden ist.

Häufig hat es sich als notwendig erwiesen, bei Feststellung eines Kurzschlusses zu verhindern, daß der Arbeitskreis unter Strom gestellt wird, sobald der Kurzschluß beseitigt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird so verfahren, daß bei Feststellen eines Kurzschlusses die Einschaltung des Arbeitskreises verhindert wird, bis ein gesonderter Einschaltvorgang ausgelöst wird.

Das neue Verfahren bietet gegenüber den bisherigen Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß der Arbeitskreis auf das Vorhandensein von Kurzschlüssen geprüft wird, ehe die Arbeitsspannung an den Arbeitskreis gelegt wird. Diese überprüfung des Arbeitskreises ist Teil des Einschaltvorganges, d.h. die Verbindung des Arbeitskreises mit der Arbeitsstromquelle erfolgt automatisch wenn die Prüfung ergeben hat, daß ein Kurzschluß nicht vorhanden ist. Diese Verbindung wird jedoch verhindert, sofern ein Kurzschluß festgestellt wird. Dadurch besteht Gewähr dafür, daß beim Einschalten keine Gefahr besteht, daß die Elektrode,

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das Werkstück oder der Arbeitskreis an irgendeiner Stelle bei Auftreten von Kurzschlüssen während des Einschaltvorganges gefährdet oder beschädigt werden. Da dabei gleichzeitig erreicht werden kann, daß der automatische Ablauf des Einschaltvorganges dann vollständig unterbrochen wird, wenn ein Kurzschluß festgestellt wird und die Einschalteinrichtung in ihren Ausgangszustand wieder zurückgeführt wird, so daß der feinschaltvorgang erneut von Anfang an ausgelöst werden muß, besteht keinerlei Notwendigkeit, um das Netz als Ganzes abzuschalten, vielmehr ist die Anordnung automatisch wieder für den Einschaltvorgang bereit, sobald der Kurzschluß beseitigt ist. Da der Einschaltvorgang wieder von vorne eingeleitet werden muß, erfolgt bei dem erneuten Einschaltvorgang automatisch auch eine erneute Überprüfung des Arbeitskreises auf das Vorhandensein von Kurzschlüssen. Es bestehen damit auch keine Beschädigungegefahren in den Fällen, in denen die Kurzschlußursache nur verraeindlich beseitigt worden ist.

Das neue Verfahren eignet sich auch mit Vorteil dazu, während des Betriebes den Arbeitskreis bezüglich Auftreten von Kurzschlüssen zu überwachen. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn dabei so verfahren wird, daß während des Betriebes der Wert des von der Fühleinrichtung zu fühlenden Signalee wesentlich höher gelegt wird, als das Ftihlsignal, welches erforderlich ist, um beim Einschaltvorgang das Einschalten des Arbeitskreises zu verhindern, wenn ein Kurzschluß in dem Arbeitskreis festge-

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stellt wird. Zum Ausführen des neuen Verfahrens ist vorteilhafterweise eine Anordnung vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß eine Einschalteinrichtung für den Arbeitskreis mit einer . Fühleinrichtung zum Feststellen eines Kurzschlusses im Arbeitskreis vor Wirksamwerden der Arbeitsspannung versehen ist, welche eine Sperreinrichtung im Betätigungskreis der Einschalteinrichtung in Abhängigkeit vom Ansprechen der Fühleinrichtung steuert. Zur Verwirklichung dieser Anordnung hat sich von besonderem Vorteil erwiesen, wenn die Fühleinrichtung einen Halbleiter aufweist, welcher bei Vorliegen eines Kurzschlusses im Arbeitskreis gesperrt ist und der in Reihe mit einem die Einschalteinrichtung betätigenden Relais angeordnet ist, wobei das Relais und der Halbleiter parallel zu dem Arbeitskreis angeordnet sind. Hierbei weist das Relais zweckmäßigerweise Kontakte zwischen dem Arbeitskreis und dessen Arbeitsstromquelle auf, die beim Anziehen des Relais durch Leitendwerden des HaIb-, ieiters schließen. Zweckmäßigerweise ist der Anordnung ein besonderer Schaltkreis zugeordnet, der dazu dient, beim Feststellen von Kurzschlüssen im Arbeitskreis diese, wenn sie durch schwächere Kurzschlußbrücken gebildet werden, auf elektrischem Wege wegzubrennen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Abbrennspannung niedriger als eine den Arbeitskreis und die darin enthaltenden Teile gefährdende Spannung ist.

Weiterhin ist zweckmäßigerweise die Anordnung so ausgebildet, daß ein Schutzrelais vorgesehen ist, welches Kontakte aufweist,

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die ein Schließen der den Arbeitskreis an das Stromnetz anschließenden Kontakte verhindern, solange nicht ein gesonderter Einschaltvorgang nach dem anfänglichen Unterbinden des ßinschaltvorganges bei Auftreten eines Kurzschlusses eingeleitet wird. Weiterhin ist vorteilhafterweise ein Umschaltrelais vorgesehen _t mit dessen Kontakten eine Zenerdiode in Reihe mit dem Halbleiter geschaltet werden kann, sobald die den Arbeitskreis mit der Arbeitsstromquelle verbindenden Kontakte schließen, wodurch die das Leitendwerden des Halbleiters bestimmend© Spannung auf einen höheren Wert umgeschaltet wird, um bei Aul·= treten eines Kurzschlusses das Unterbrechen des Arbeitskreises bereits bei einem Signalwert auszulösen, der wesentlich oberhalb des Wertes liegt, der notwendig ist, um beim anfänglichen Einschaltvorgang und Fehlen eines Kurzschlusses den Halbleiter in den leitenden Zustand zu überführen, auf Grund dessen der Arbeitskreis an den Arbeitsstromkreis angeschaltet werden karm, und zwar wenn sich Elektrolyt zwischen dem Werkstück und der Elektrode befindet.

Durch die ω?findung wird eine besonders einfache, ökonomische und wirksame Anordnung geschaffen, die verhindert, daß ein elektrischer Kreis für eine elektrische Bearbeitungsmaschine od.dgl. eingeschaltet oder geschlossen wird, sofern ein Kurzschluß in diesem Kreise vorhanden ist. Mit der Anordnung können kleinere, einen Kurzschluß verursachende Unregelmäßigkeiten außerdem auf einfache Weise weggebrannt werden. Mit der neuen

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Anordnung wird weiterhin verhindert} daß der Arbeitskreis bei Auftreten eines Kurzschlusses geschlossen wird, sofern die Bedienungsperson nicht einen neuen getrennten tiinschaltvorgang einleitet, nachdem ein Kurzschluß anfänglich in dem Arbeitskreis gefühlt und anschließend beseitigt worden ist. Während des Arbeitsbetriebes kann außerdem der Arbeitsschaltkreis bei einem Spannungswert unterbrochen werden, der wesentlich höher liegt, als das niedrige Spannungssignal, welches einen Kurzschluß in dem elektrischen Arbeitskreis beim einschalten des Kreises anzeigt, wobei davon ausgegangen wird, daß zwischen dem Werkstück und der Elektrode durch einen Elektrolyten eine elektrische Zelle gebildet ist, nachdem einmal tier elektrische Arbeitskreis geschlossen worden ist. Durch diese Maßnahme wird eine rasche Unterbrechung des elektrischen Arbeitskreises bei Auftreten eines Kurzschlusses während des Betriebes gewährleistet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Schaltdiagramm des zum Schütze bei Auftreten von Kurzschlüssen dienenden Schaltkreises.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Weise einen uiiischaltkreis für den Arbeite- und Schutzkreis gemäß Fig. 1.

Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm die Spannungsverhältnisse, die in dem Arbeite- und Schutzkreis auftreten.

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Fig. 4 ist schließlich ein Ausführungsbeispiel des Schutzkreises, der in der Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden kann.

Gemäß der in Fig. 1 wiedergegebenen Anordnung ist ein elektrischer Schutzkreis vorgesehen, der zum Schutz eines Arbeitskreises 12 einer elektrochemischen Bearbeitungsmaschine dient. Diesem Schutzkreis ist ein weiterer Arbeitskreis 14 zugeordnet, der dazu dient, auftretende kleinere Kurzschlußbrücken auf einfache Weise zu beseitigen. Jeder der angeführten Kreise 10, 12 und 14 ist, wie dargestellt, parallel zu dem Werkstück 16 und einer Arbeitselektrode 18 geschaltet.

Während des Betriebes sind unter der Annahme, daß ein Kurzschluß in dem Arbeitskreis 12 nicht vorliegt, die Relaiskontakte R4A, R4B und R4C geschlossen, wenn ein uinschaltvorgang eingeleitet wird, um den Arbeitskreis 12 an das Netz anzuschalten und den elektrochemischen Arbeitsvorgang in bekannter Weise einzuleiten. Wenn jedoch ein Kurzschlußkreis in dem Arbeitskreis vorhanden ist, z.B. dann, wenn das Werkstück und die Elektrode 16 beim einschalten des Arbeitskreises 12 sich in Kontakt befinden, verhindert der Schutzkreis 10 ein Schließen der Relaiskontakte R4A, R4B und R4C, bis der Kurzschluß beseitigt worden ist.

Wenn ein Kurzschluß anfänglich festgestellt worden ist, und zwar mit Hilfe des Schutzkreises 10, muß ein zweiter Startvor-

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gang eingeleitet werden und zwar von Anfang an, bevor die Relaiskontakte R4A, R4B und R4C nach dem anfänglichen Fühlen eines Kurzschlusses in dem Arbeitskreis 12 geschlossen werden können.

Weiterhin ist der Schutzkreis 10 in der Weise betätigbar, daß er die Relaiskontakte R4A, R4B und R4C zum Offnen bringen kann bei einer vorbestimmten Spannung, die höher ist als die Spannung, die anfänglich einen Kurzschluß in dem Arbeitskreis anzeigt, wobei eine elektrische Zelle zwischen dem Werkstück 16 und der Elektrode 18 nach Schließen des elektrochemischen Bearbeitungskreises gebildet worden ist.

Der zum Abbrennen dienende Kreis 14 kann beim Betätigen des Schalters 20 eingeschaltet werden, um eine gleichgerichtete Spannung vom Transformator 21, durch den Gleichrichter 23 und den Filter mit dem Kondensator 25 und dem Widerstand 27 und . dem variablen Widerstand 29 an die Elektrode und das Werkstück des elektrochemischen Arbeitskreises 12 anzulegen, welche ausreicht, kleinere Unregelmäßigkeiten oder Brücken zwischen der Elektrode und dem Werkstück, welche Kurzschlüsse verursachen, wegzubrennen. Diese Spannung, die durch den Kreis 14 angelegt wird, reicht jedoch nicht aus, um irgendeinen Teil des Schutzkreises 10, des Werkstückes 16, der Elektrode 18 oder des elektrochemischen Arbeitskreises 12 zu gefährden oder zu beschädigen.

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Auf diese Weise ist es während des Betriebes möglich, einige Kurzschlußverhältnisse beim Einschalten des elektrochemischen Arbeitskreises oder nach dem Einschalten zu beseitigen, vorausgesetzt, daß der Kurzschluß durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung über den Kurzschluß beseitigt werden kann, welche Spannung nicht so groß ist, daß sie am Arbeitskreis, am Werkstück oder der elektrode einen Schaden anrichten kann.

Der elektrochemische Arbeitskreis 12 ist in üblicher Weise ausgebildet und braucht nicht im einzelnen beschrieben zu werden mit der Ausnahme auf die schon genannten Relaiskontakte R4A, R4B und R4C, die geschlossen werden müssen, um den elektrochemischen Arbeitskreis 12 einzuschalten.

Der elektrische Schutzkreis 10 ist in Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt. Der Kreis 10 ist über die Leiter 22 und 24 Bit dem Werkstück 16 und der Elektrode 18 parallel zu dem elektrochefe mischen Arbeitskreis 12 geschaltet. Strom wird dem elektrischen Schutzkreis 10 über die Leiter 26 und 28 zugeführt, die an der Primärwicklung 30 eines Transformators 32 angeschlossen sind, dessen Sekundärwicklung 34 das Eingangsglied des Schutzkreises bildet. Die Sekundärwicklung 34 des Transformators steht über einen Vollwellen-Brückengleichrichter 36 axt einem Filterkreis in Verbindung, der die Widerstand® 38 und 40 und den Kondensator 42 umfaßt. Beim Schließen der Melaiskontakte RlC während Auslösen eines Zyklus des elektrochemischen Arbeits-

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Vorganges mit dem Arbeitskreis 12, wird eine einen Kurzschluß fühlende Spannung von dem Gleichrichter 36 in den übrigen Teil des elektrischen Schutzkreises IO geleitet.

Dieser übrige Teil des Schutzkreises 10 umfaßt eine Diode 44 und einen Spannungsteiler mit den Widerstünden 46, 48 und 50, welche quer zu den Leitern 22 und 24 geschaltet sind. Eine Relaiswicklung R2 liegt in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 52 und einem Halbleiter 54, und zwar parallel zu dem Widerstand 46 des Spannungsteilers, der seinerseits in Reihe mit den Widerständen 74 und 76 und den Regeldioden 48a und 50a liegt. Wie gezeigt, ist die Basis des Transistorhalbleiters 54 durch den Widerstand 56 mit dem einen Ende des Widerstandes 46 verbunden. Ein Widerstand 58 und ein Kondensator 60 dienen zum Schütze des Transistors 54 gegen induktive Vorgänge, die in dem Kreis 10 auf Grund des Vorhandenseins der Relaiswicklung R2 auftreten können.

liine Diode 62 ist mit dem Emitter des Transistors 54 und mit der einen Seite des Gleichrichters 36 durch einen Strombegrenzungswiderstand 64 einerseits und andererseits durch die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte R5A mit der anderen Seite des Gleichrichters 36 verbunden, lüine rot leuchtende Anzeigelampe 66 liegt in Reihe mit einem Widerstand 68 und den normalerweise offenen Relaiskontakten R2C und zwar parallel zum Widerstand 64 und der Diode 62 und den normalerweise geschlossenen

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Kontakten R5A, wie dies Fig. 4 wiedergibt. Eine ähnliche weißleuchtende Anzeigelampe 70 liegt parallel zu dem Gleichrichter 36 über die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte R2B.

Eine Zenerdiode 72 liegt zwischen dem Emit tor des Transistors 54 und einem Leiter 24, um eine vorbestimmte Vorspannung zu liefern, die notwendig ist, um die Leitfähigkeit des HalbIei- ^ ters 54 herzustellen, nachdem anfänglich die Relaiswicklung R2 eingeschaltet worden ist, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.

Nachdem der elektrochemische Arbeitskreis 12 eingeschaltet worden ist, werden die Relaiskontakte R5B geöffnet und die Kontakte R5C geschlossen, um den Widerstand einschließlich dem Widerstand 78 parallel mit dem elektrischen Schutzkreis 10 zu variieren und gleichzeitig den Widerstand zu ändern, der die Widerstände 74 und 76 in Reihe zwischen der Diode 44 und dem Relaiskontakt RlC gemäß Fig. 4 umfaßt.

Die Gesamtarbeitsweise des elektrischen Schutzkreises 10 ist folgende: Zunächst wird ein Kurzschluß geprüft, indem eine hohe FUhlspannung, z.B. von 30 Volt zwischen der Elektrode und dem Werkstück angelegt wird, wobei sich kein Elektrolyt zwischen diesen beiden befindet, während sich" diese Spannung auf eine niedrige Spannung von etwa 1,5 Volt erniedrigt, wenn sich diese elektrische Zelle zwischen Werkstück und Elektrode ausge-

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bildet hat, wie dies Fig. 3 andeutet, wobei vorausgesetzt ist, daß der Hauptgleichrichter noch nicht eingeschaltet ist.

Der Widerstand 78 ist anfänglich nicht parallel zu dem elektrischen Schutzkreis eingeschaltet, da es schwierig ist, einen Kurzschlußkreis über den chemischen Arbeitskreis 12 von einem nicht kurzgeschlossenen Arbeitszustand zu unterscheiden, wenn sich der Elektrolyt zwischen Werkstück und elektrode befindet, selbst wenn der Widerstand 78 anfänglich in den Kreis eingeschaltet ist, und zwar auf Grund der verschiedenen Flächen von Elektroden und Werkstücken, die miteinander zusammenwirken und die sich von Fall zu Fall ändern. Hierbei mag der Unterschied zwischen einer normalen Arbeitsspannung zwischen dem Werkstück 16 und der Elektrode 18 anfänglich in der Größenordnung von 1 1/2 Volt liegen, während schlechte Arbeitsverhältnisse oder ein Kurzschlußkreis durch eine Spannung von 0,75 Volt oder weniger wiedergegeben werden kann, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Der Widerstand 78 ist jedoch wünschenswert, um die Arbeitsweise des elektrochemischen Arbeitskreises 12 nach seiner Einschaltung und während des Betriebes zu stabilisieren.

Während die Widerstände 76 und 78 in dem Schutzkreis 10 auf Grund der Stellung der Kontakte R5B und R5C anfänglich nicht wirksam sind, wird bein Niederdrücken des Startschalters SWl in Fig. 2 der Kontaktsatz RlC geschlossen. Beim Drücken des

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SchaltersSWl wird die Relaiswicklung Rl unter Spannung gesetzt und zwar über den geschlossenen Ausschaltschalter SW2. Die Relaiskontakte HlA, RlB und RlC werden beim Anziehen der Relaisspule Rl geschlossen.

Die Relaiskontakte RIA verbinden den unteren Teil des Steuerkreises nach Fig. 2 einschließlich der Relaiswicklungen R3, A R4 und R5 mit einer Spannungsquelle von 115 Volt, wobei die Spannungsquelle nicht gezeigt ist. Diese Arbeitsspannung dient zum Betätigen der Relais Rl, R5, R4 und R3 über die Leiter 80 und 82, wie dies Fig. 2 zeigt. Die Relaiskontakte RlB überbrücken den Startschalter SWl, so daß die Betätigungsenergie auch weiterhin für das Relais Rl zur Verfügung steht, wenn der Schalter SWl freigegeben ist. Die Relaiskontakte RlC verbinden, wie zuvor erwähnt, die Spannung von den Gleichrichter 36 mit dem elektrischen Schutzkreis 10.

Der Zustand des elektrochemischen Arbeitskreises wird über die Relaiskontakte R5A, die Diode 62, die Widerstände 48 und 50, den Widerstand 46 parallel mit' den Widerständen 48 und 50 und der Diode 44 gefühlt. Wenn die gefühlte Spannung zwischen dem Eaittor und der Basis des Transistors 54 auf Grund der Spannung über den Leitern 22 und 24 oberhalb derjenigen Spannung liegt, die maßgeblich für das Vorliegen eines Kurzschlusses im elektrochemischen Bearbeitungskreise ist, d.h. oberhalb einem Wert von 0,75 Volt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Transi-

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stor 54 zünden, so daß die Relaisspule R2 eingeschaltet wird. Das einschalten dieser Spule läßt die Kontakte R2A schließen und die Kontakte R2D öffnen (Fig. 2) während sich die Kontakte R2B öffnen und die Kontakte R2C schließen (siehe Fig. 4).

Das Schließen der Kontakte R2A in Fig. 2 liefert energie durch die normalerweise geschlossenen Kontakte R3A, so daß die Relaiswicklung R4 anzieht und die Kontakte R4A, R4B, R4C und R4D geschlossen werden, um den elektrochemischen Arbeitskreis an das Stromversorgungsnetz anzuschließen und den elektrochemischen Arbeitsvorgang in der üblichen Weise einzuleiten. Das Schließen der Kontakte R4D läßt das Relais R5 anziehen, um die Kontakte R5A und R5B zu öffnen und die Kontakte R5C zu schließen, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt zeigt das Brennen der roten Anzeigelampe 84 im Kontrollkreis der Fig. 2 an, daß eine Fühlspannung an dem Kreis 10 anliegt und daß an dem Arbeitskreis 12 die erforderliche Arbeitsenergie angeschlossen ist ein Merkmal, das sich im Gegensatz zu den früheren Anordnungen befindet, in denen die Schutzkreise abgeschaltet wurden, wenn die Arbeitskreise mit der Arbeitsspannung gespeist werden.

Das Öffnen der Kontakte R2B veranlaßt die weißbrennende Anzeigelampe 70 nach einem momentanen Aufleuchten auszugehen. Die rote Anzeigelampe 66 beginnt zu brennen, wenn die Kontakte R2C geschlossen werden, d.h. wenn die Spannung an das Werkstück und die elektrode 18 angelegt wird.

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Das Schließen der normalerweise offenen Relaiskontakte R4D in dem zuletzt beschriebenen Augenblick führt zum Anziehen des Relais R5, so daß die Relaiskontakte R5A und R5B geöffnet und die Relaiskontakte R5C geschlossen werden. Wie zuvor erwähnt, schalten die Kontakte R5B und R5C den Widerstand 76 in Reihe zwischen den Widerstand 74 und die Diode 44 in dem elektrischen Schutzkreis 10 und bringen den Widerstand 78 parallel zum elektrischen Schutzkreis 10 zur Wirkung. Die geänderten elektrischen Kreiskonstanten liefern stabilere und wirksamere Arbeitsverhältnisse im elektrischen Schutzkreis 10, während sich der elektrochemische Arbeitskreis 12 in seinem Betriebszustand befindet.

Das öffnen der Relaiskontakte R5A verbindet den Emittor des Halbleiters 54 mit dem Leiter 24 über die Zenerdiode 72, wobei die Diode 62 außer Wirkung gesetzt wird. Dadurch wird das elektrische Signal über den chemischen Arbeitskreis 12, welches notwendig ist, um den Halbleiter 54 in einem leitenden Zustand zum Einschalten der Relaisspule R2 zu halten, angehoben bis auf einen Wert von z.B. 6 Volt, welcher wesentlich oberhalb der Spannung liegt, die notwendig ist, um die anfängliche Leitfähigkeit des Halbleiters 54 auszulösen, wenn dieser mit der Leitung 24 über die Diode 62 verbunden ist.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Arbeitsweise dann so, daß wenn der elektrochemische Arbeitskreis 12 über das Schließen

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der Kontakte R4A und R4B sowie R4C an die Arbeitsspannung angelegt worden ist, und sich ein Kurzschlußkreis entwickelt, z.B. zwischen dem Werkstück 16 und der Elektrode 18, daß dann die Arbeitsspannung, welche beispielsweise 16 Volt beträgt, nur bis zu einem Wert abzufallen braucht von z.B. 6 Volt, der durch die Zenerdiode 72 reguliert wird, um den Transistor 54 zum Löschen zu bringen.

Die Arbeitsspannung, die oben mit 16 Volt angegeben und in Fig. 3 wiedergegeben ist, sowie die Ausschaltspannung, die mit 6 Volt in Fig. 3 angegeben ist, können noch wesentlich näher zusammengerückt werden, wenn die Arbeitscharakteristiken des elektrochemischen Maschinenkreises bekannt sind, so daß das Abschalten des elektrochemischen Arbeitskreises 12 außerordentlich schnell erfolgen kann, beispielsweise innerhalb einer halben Spannungswelle, sobald ein Kurzschluß sich entwickelt hat, um die Beschädigung des Werkstückes 16 und der Elektrode 18 zu verhindern oder möglichst klein zu halten.

Sollte ein Kurzschluß anfänglich über dem elektrochemischen Arbeitskreis 12 vorliegen, wenn der momentan arbeitende Startzyklusschalter SWl niedergedrückt wird, .ist die Spannung über den Leitern 22 und 24 so niedrig, daß der Transistor 54 nichtleitend wird. Die Relaisspule R2 bleibt also abgefallen. Die Kontakte R2A werden daher nicht geschlossen und die Kontakte R2B werden nicht geöffnet, während auch die Kontakte R2C offen

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bleiben. Hierbei werden die itelaiskontakte Ϊ14Α und 1MB sowie R4C nicht geschlossen, da die Relaisspule R4 nicht eingeschaltet ist. Zusätzlich wird die weiße Anzeigelampe 70 aufleuchten, um anzuzeigen, daß keine Bearbeitungsspannung zwischen Werkstück 16 und Elektrode 18 vorliegt, obwohl selbstverständlich die Fühlspannung weiterhin zur Verfügung steht. Wenn die weiße Lampe 70 erlischt wird angezeigt, daß auch keine Spannung im m. Fühlkreis vorliegt.

Wenn die Relaiskontakte R2D in dem beschriebenen Zustand nicht öffnen, wird bei Freigabe des Schalters SWl der untere Teil dieses Schalters veranlaßt, daß die Relaisspule R3 eingeschaltet wird, so daß die Kontakte R3A öffnen und die Kontakte R3B schließen. Die Kontakte R3B neigen dazu, das Relais R3 eingeschaltet zu halten, bis der Start Zyklusschalter SVfI erneut oder ein zweites Mal niedergedrückt wird. Weiterhin wird erreicht, daß solange die Spule R3 eingeschaltet ist, die Relaisspule R4 P nicht eingeschaltet werden kann, selbst dann nicht, wenn der Kurzschluß in dem elektrochemischen Arbeitskreis 12 entfernt worden ist. Die Arbeitsspannung wird daher dem elektrochemischen Arbeitskreis 12 nicht zugeführt, wenn anfänglich der Transistor 54 nicht leitfähig wird, und zwar solange nicht, bis der Startzyklusschalter SWl ein zweites Mal nach der Beseitigung des Kurzschlusses in dem Arbeitskreis 12 niedergedrückt wird.

Damit erhält man also eine Sicherheitsgarantie in dem elektrischen Schutzkreis 10, welche beispielsweise die Möglichkeit

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schafft, die Elektrode oder das Werkstück geringfügig zu verschieben, solange die weiße Lampe 70 brennt, die anzeigt, daß ein Kurzschlußzustand vorliegt, während die Arbeitsspannung dem -elektrochemischen Arbeitskreis 12 nicht zugeführt werden kann, bis der Schalter SWl ein zweites Mal niedergedrückt worden ist. In der Praxis ist daher möglich, die Elektrode und das Werkstück erheblich zu verschieben, um kleinere Kurzschlüsse zwischen diesen zu beseitigen, ohne daß irgendeine Gefahr besteht, so daß erheblich Zeit gespart wird bei der Beseitigung von Kurzschlüssen zwischen Elektrode und Werkstück.

Beim Drücken des Startzyklusschalters SWl zum zweiten Mal wird der Kreis zu dem Relais R3 unterbrochen, so daß die Kontakte R3A in ihre normal geschlossene Ausgangsstellung zurückkehren, um den chemischen Arbeitskreis 12 einzuschalten, wie dies zuvor erläutert wird, sofern ein Kurzschluß in dem Kreis nicht vorliegt oder entfernt worden ist. Die Beseitigung des Kurzschlusses kann z.B. mit Hilfe des Ausbrennkreises 14 erfolgen.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

t.) Verfahren zum Schützen vor Kurzschluß eines elektrischen Arbeitskreises, insbesondere einer auf elektrischem Wege arbeitenden Werkstückbearbeitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet , daß beim einschalten des Arbeitskreises dieser zunächst auf das Vorhandensein eines Kurzschlusses ge- ^ prüft wird, bevor an den Arbeitskreis die Arbeitsspannung angelegt wird, und der Arbeitskreis nur bei Fehlen eines Kurzschlusses eingeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei Feststellen eines Kurzschlusses die Einschaltung des Arbeitskreises verhindert wird, bis ein gesonderter ttinschaltvorgang ausgelöst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -

W kennzeichnet, daß der Arbeitskreis während des Betriebes bei durch Kurzschluß im Arbeitskreis veranlaßtem Auftreten eines bestimmten Wertes eines elektrischen Signals unterbrochen wird, welcher Wert wesentlich von dem Signalwert abweicht, der bei Feststellen eines Kurzschlusses während des iüinschaltens des Arbeitskreises auftritt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß dem Arbeitskreis ein elektri-

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sches Prüfsignal aufgedrückt wird, dessen Größe unterhalb der einen Schaden verursachenden Schwellgröße so gewählt wird, daß die Signalspannung zum Wegbrennen kleinerer festgestellter Kurzschlußbrücken im Arbeitskreis ausreicht.
5. Anordnung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 mit einer hiinschalteinrichtung zum Anlegen des elektrischen Arbeitskreises an eine Arbeitsspannung, dadurch gekennzeichnet , daß der Einschalteinrichtung (Fig. 2) eine Fühleinrichtung (10) zum Feststellen eines Kurzschlusses im Arbeitskreis (12) vor Wirksamwerden der Arbeitsspannung zugeordnet ist, weiche eine Sperreinrichtung (R2) im Betätigungskreis der Einschalteinrichtung in Abhängigkeit vom Ansprechen der Fühleinrichtung steuert.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Sperreinrichtung (R2) eine Anzeigeeinrichtung (66, 70) zugeordnet ist, welche den Fühlzustand bzw. den Arbeitszustand des Arbeitskreises (12) anzeigt.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß diejSperreinrichtung (R2) eine einrichtung (R2D, R3, R3A) aufweist, die bei Feststellen eines Kurzschlusses die tüinschalteinrichtung in den - eine erneute Betätigung erfordernden - Ausgangszustand steuert.

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8. Anordnung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Einschalteinrichtung eine Umschalteinrichtung (34D, Jß5, R5A, i?5B) zugeordnet ist, welche bei einschalten des Arbeitskreises die Ansprechempfindlichkeit der Kurzschlußfühleinrichtung (10) selbständig heraufsetzt.
9. Anordnung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch g e k e η η ^ zeichnet, daß der Fühleinrichtung (10) eine einrichtung (14) zur Beseitigung kleinerer Kurzschlußbrückeu im Arbeitskreis zugeordnet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadarch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (14) so ausgebildet ist, daß mit ihr an den Arbeitskreis (12) eine zum Abtrennen von schmc*i-u£ Kurzschlußbrücken ausreichende für den Arbeitskreis jedoch ungefährliche Spannung anlegbar ist,

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11. Anordnung nach Anspruch 5 bis 10, gekennzeichnet durch einen Halbleiter (54) in dem Kurzschlußfühlkreis, der parallel zu einer Fühlspannungsquelle und zu dem Arbeitskreis geschaltet ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei Vorliegen eines Kurzschlusses im Arbeitskreis die an dem Halbleiter (54) anliegende Spannung unterhalb der Zündspannung des Halbleiters liegt, wobei in Reihe mit dem Halbleiter ein Relais (R2) geschaltet ist_s dessen Kontakte (R2A) das Relais (R4) der Einschalteinriehtung des Ärls ses steuern.

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12, Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Kontakten (R2A) des mit dem Halbleiter (54) in Reihe liegenden Relais (R2) die Kontakte (R3A) eines Schutzrelais liegen, welche normalerweise geschlossen sind und heim Anziehen des Schutzrelais öffnen, wobei das Schutzrelais anspricht, wenn das Steuerrelais (R2) in Reihe mit dem Halbleiter (54) bei Vorliegen eines Kurzschlusses nicht anzieht.
13. Anordnung nach Anspruch 5 bis 12, gekennzeichnet durch ein Umschaltrelais (R5), welches bei Anziehen des lünschaltrelais (R4) anzieht und den Stromkreis des Halbleiters (54) umschaltet, so daß der Halbleiter mit einer Zenerdiode (72) in Reihe geschaltet wird bzw. die Zündspannung des Halbleiters (54) während des Betriebs des Arbeitskreises (12) wesentlich gegenüber der Zündspannung beim Eif schaltvorgang heraufgesetzt wird.

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