DE2044055A1 - Schaltungsanordnung für Stoßstromanlagen - Google Patents

Description

BROWN B

K 1190, Mappen-Nr. 599/70

BROWN₁BOVERlACIE-AKTiENGESELLSCHAFT

SVfAMWHElM BROWN BOVER!

Schaltungsanordnung für Stoßstromanlagen ;

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Stoßstromanlagen mit einem Energiespeieher> der durch ein Ladegerät aufladbar.und mittels eines Schalters über einen Entladungs- i zweig entladbar ist. j

Solche Stoßstromanlagen sind bekannt und werden vielfach ver- ^; wendet. Wird der Energiespeicher beispielsweise durch eine Magnetspule hindurch entladen, so treten hohe elektromagnet!- ■ sehe Kräfte auf, die zur Verformung von Werkstücken benutzt ■ werden können. Wird der Energiespeicher dagegen durch einen Draht oder ähnliches hindurch entladen, so kann man den Draht j zerstäuben und auf diese Weise dünne Schichten herstellen, ■ Als weitere Anwendung für Stoßstromanlagen sei die Erzeugung von Schockwellen genannt. Es gibt noch zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten, j

Es entsteht häufig der Wunsch, die Frequenz der Stromstöße j

zu erhöhen. Als Beispiel sei die Anwendung einer Stoßstromanlage zur Metallverformung in einem Herstellungsprozess angegeben. Die Anzahl der pro Zeiteinheit verformten Rohlinge hängt «dann von der Anzahl der pro Zeiteinheit erfolgten Stromstöße ab. Die Steigerung der Produktionsrate ist ! dann nur durch die Steigerung der Stromstoßfrequenz mög- j lieh. Hier sind jedoch aus praktischen Gründen Grenzen gesetzt. Einmal haben die Transportvorrichtungen, mit denen die Rohlinge den Magnetspulen zugeführt werden, nur eine begrenzte Transportgeschwindigkeit und zum anderen wird die in den Magnetspulen umgesetzte Verlustleistung zu hoch.

Wenn diese Grenze erreicht ist, konnte bisher die Produktion nur dadurch gesteigert werden, daß die Anzahl der verwende-

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Pat 4 (670-2COOZKt) . ^

ten Stoßstromanlagen erhöht wurde. Dieses ist der erheblichen Kosten wegen nachteilig.

Die Erfindung will nun die Aufgabe lösen, die Stromstoßfrequenzen zu erhöhen, ohne daß damit wie bisher ein proportional höherer Aufwand erforderlich ist. ;

Die Erfindung geht von einer Schaltungsanordnung für Stoßstromanlagen mit einem Energiespeicher aus, der durch ■ ein Ladegerät aufladbar und mittels eines Schalters über einen Entladungszweig entladbar ist. Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Entladungszweig mindestens ein weiterer Entladungszweig parallel geschal- \ tet ist, der mittels eines weiteren Schalters mit dem Ener- j giespeicher verbindbar ist. i

Wird die Stoßstromanlage beispielsweise zur Metallverfor- ' mung verwendet, so werden mehrere Spulen nacheinander an den I Energiespeicher geschaltet. Man erreicht dadurch folgende Vorteile: 1. Die zu verformenden Rohlinge können gleichzeitig oder sehr rasch nacheinander den Spulen gegenüber in Arbeitsstellung gebracht werden, so daß die gesamte Produktionsrate dadurch erhöht werden kann. Trotzdem überschreitet die Zahl der Stromstöße pro Spule nicht die von der Verlustleistung der Spule her gezogene Grenze. Der benötigte Energiespeicher braucht gegenüber dem Energiespeicher für eine Stoßstromanlage mit nur einer Entladungsstrecke nicht vergrößert zu werden, so daß gegenüber mehreren Stoßstromanlagen mit nur einer Entladungsstrecke äne erhebliche Kosteneinsparung verbunden ist. Der Ladestrom für den Energiespeicher einer Stoßstromanlage mit η Entladungsstrecken beträgt zwar das η-fache des Ladestroms einer Stoßstromanlage mit nur einer Entladestrekke; die Kosten solcher Ladegeräte steigen jedoch wesentlich geringer als ihre mittleren Leistungen an. Somit sind auch durch die geringeren Kosten des Ladegerätes erhebliche Einsparungen verbunden.

BAD ORlGiNAL

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Pill 4 f I (B6B. 5000/ΕΛ)

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Kf- ist günstig, wenn die Sehalter in den einzelnen Entla-, dungszweigen Thyristoren sind. Man kann die Schalter in den

einzelnen Entladungszweigen auch als mechanische Schalter ■'ausbilden und in Reihe mit einem steuerbaren Hauptschalter

■ legen. In diesem Fall wird der mechanische Schalter in einem Entladungszwfcig bei geöffnetem Hauptschalter geschlossen und anschließend der Energiespeicher durch Schließen des Hauptschalters entladen. Diese Ausführungsform der Erfindung ist

; besonders dann vorteilhaft, wenn die zu erwartenden Stoßstrom-ι ■■■-,.-

stärken eine Parallelschaltung von Thyristoren erforderlich

_- macht. Wurden nämlich in jedem Entladungszweig Thyristoren als Schalter verwendet, so müßten diese Thyristoren zu jedem T-ntladungszweig' vervielfacht werden. Bei dieser Ausführungs- i ί form kommt man dagegen mit einem einzigen Thyristor bzw. einer j einzigen Gruppe parallel geschalteter Thyristoren aus.

■ Äusführüngsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt; es zejgt

Fig. ^Λ ein elektrisches Schaltbild einer erfindungs-

gemäßen Anordnung und

Fig. 2 ein Schaltbild einer weiteren erfindungsgemä-. ßen Anordnung

tfie aus Fig. 1 hervorgeht, kann ein Entladungszweig 1, der eine Spule 2 und einen Schalter 3 aufweist, durch Schließen des Schalters 3 mit einem ITnergiespeicher 4 !verbunden werden. Als Energiespeicher ist in bevorzugter Weise ein Kondensator -vorgesehen; es können aber auch andere Energiespeicher,

. wie beispielsweise eine Unipolarmaschine, verwendet werden. Der Energiespeicher A wird bei geöffnetem Schalter 3 durch ein steuerbares Ladegerät 5 aufgeladen und gibt beim Schließen des Schalters 3 seine Energie in Form eines Stoßstroms an den Entladungszweig 1 ab. Der Stoßstrom induziert in der Spule 2 des Entladungszweiges-1 ein magnetisches Feld, das auf .einen zu verformenden Rohling eine Kraftwirkung in der

^; Weise ausübt, daß der Rohling gegen einen Stempel gepreßt und bleibend verformt wird. Insoweit entspricht die beschrie-

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- 4 bene Anordnung bekannten Schaltungen -für Stoßstromanlagen.

Der erfinderische Schritt besteht nun darin, parallel zu dem Entladungszweig 1 weitere Entladungszweige 6, 7 anzuordnen. Wie- der Entladungszweig 1, so weisen auch die parallel geschalteten Entladungszweige 6, 7 je eine Spule 2' bzw. 2'' sowie einen Schalter 3' bzw. 3''auf. Die Schalter 3, 3', 3¹' sind in Fig. 1 als mechanische Schalter dargestellt; es können aber in bevorzugter Weise auch Thyristoren vorgesehen werden, die über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung nacheinander angesteuert werden.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2 ist zusätzlich zu der Schaltungsanordnung nach Fig.1 in die Verbindung zwischen dem Energiespeicher 4 und den parallel geschalteten Entladungszweigen 1, 6, 7 ein Hauptschalter 8 gelegt. Soll der Energiespeicher 4 über einen der Entladungszweige 1, 6, 7 entladen werden, so wird der entsprechendeßchalter 3 bzw. 3' bzw. 3¹¹ bei geöffnetem Hauptschalter 8 geschlossen und anschließend der Hauptschalter 8 betätigt. Als Hauptschalter 8 können u. a. Thyristoren oder Funkenstrecken vorgesehen werden, während für die Schalter 3, 3'» 3^lf einfache mechanische Schalter genügen, die beispielsweise elektrisch oder pneumatisch gesteuert werden können. Die Steuerung des Hauptschalters 8 und der Schalter 3, 3'» 3^ri der Entladungszweige erfolgt durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, die dem Hauptschalter 8 erst dann ein Steuersignal zuführt, wenn die mechanischen Schalter 3, 3'» 3'^! durch entsprechende Steuersignale geschlossen sind und der Energiespeicher auf seine Arbeitsspannung aufgeladen ist.

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Pat 4 F 1 (670.10000/KE)

Claims (3)

1. Patentansprüche

   M 7) Schaltungsanordnung für Stoßstromanlagen mit einem Energiespeicher, der durch ein Ladegerät aufladbar und mittels eines Schalters über einen Entladungszweig entladbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entladungszweig (1) mindestens ein weiterer Entladungszweig (6 bzw. 7) parallel geschaltet ist, der mittels eines weiteren Schalters (3¹ bzw. 3¹¹) mit dem Energiespeicher (4) verbindbar ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter (3, 3¹, 3^fl) in den einzelnen Entladungs-

   . zweigen (6, 7, 1) Thyristoren vorgesehen sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Schalter (3, 3N3¹') in den einzelnen Entladungszweigen (1,6, 7) als mechanische Schalter ausgebildet sind und in Reihe mit einem steuerbaren Hauptschalter (8) gelegt sind.

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