DE3326866C2 - Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung - Google Patents
Elektrischer Generator für die funkenerosive MetallbearbeitungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- 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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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Generators und zum Zwecke eines frei wählbaren Stromverlaufs im Arbeitsspalt ist im Stromkreis des Arbeitsspaltes eine Induktivität (Leitungsinduktivität) (7) und in Reihe dazu ein elektronischer Schalter (2) angeordnet, mit dem die Speisespannung getriggert wird. Über das Tastverhältnis läßt sich im Arbeitsspalt (8) jeder gewünschte Stromverlauf und damit auch eine Begrenzung des Stromes ohne leistungsverzehrenden Vorwiderstand erreichen.
Description
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung, bestehend
aus einer Gleichstromquelle und einer Strombegrenzungsschaltung, die aus einer in Reihe mit dem Arbeitsspalt
und einem steuerbaren Schalter liegenden Induktivität sowie einer parallel zu dieser Induktivität und
dem Arbeitsspalt liegenden Freilaufdiode besteht, wobei der Schalter von einer Steuereinrichtung derart getriggert
wird, daß sich ein vorgegebener Stromverlauf im Arbeitsspalt einstellt
Bei den meisten, heute benutzten elektrischen Generatoren für die funkenerosive Metallbearbeitung wird
der über den Arbeitsspalt fließende Strom durch einen steuerbaren Vorschaltwiderstand begrenzt. Der durch
den Leistungsverlust im Vorschaltwiderstand verursachte schlechte Wirkungsgrad ist von der Fachwelt erkannt
worden. Um den Wirkungsgrad zu verbessern, ist bei einem bekannten Generator zwischen der einen pulsierenden
Gleichstrom liefernden Leistungsstufe und dem Arbeitsspalt ein Sperrwandler angeordnet. In einer
ersten Zeitphase wird dem Sperrwandler elektrische Leistung zugeführt. Nach Zündung des Funkens im Arbeitsspalt
wird diese elektrische Leistung in einer nachfolgenden Phase vom Sperrwandler an den Arbeitsspalt
abgegeben. Der Strom im Arbeitsspalt hat deshalb einen sägezahnförmigen Verlauf. Eine Veränderung des
prinzipiellen Verlaufs des Stromes ist nicht vorgesehen (DE-OS 31 29 265).
Bei einem anderen bekannten Generator zur funkenerosiven Metallbearbeitung kann der Verlauf des Stromes
im Arbeitsspalt einen gewünschten Verlauf haben. Der Verlauf des Stromes wird durch besondere Schaltungsmaßnahmen
bestimmt, die Hüllkurven erzeugen, zwischen denen der Strom im Arbeitsspalt verläuft. Der
dafür erforderliche schaltungstechnische Aufwand ist groß (DE-OS 25 47 767).
Darüberhinaus ist ein elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung bekannt, bei dem
über einen Schalter eine Reihenschaltung aus einer Induktiviliit
und dem Arbeitsspalt angeschlossen ist, wobei parallel zu der Induktivität und dem Arbeitsspalt
eine Freilaufdiode liegt. Die Induktivität wird von der Primärwicklung eines Transformators gebildet, dessen
Sekundärwicklung an einer Polarisationsstromquelle liegt. Durch diesen zusätzlichen Stromkreis mit der Polarisationsstromquelle
läßt sich die im Hauptstromkreis liegende Induktivität vormagnetisieren, so daß bei Anschalten
des Stromes im Hauptstromkreis der Strom sprunghaft bis auf den der Endsättigung nötigen Stromwert ansteigt, um danach nur noch allmählich linear anzusteigen,
bis daß der Schalter geöffnet wird. Danach fällt der Strom wieder auf den Sättigungswert linear ab,
um dann sprunghaft zu Null zu werden. Diese Art der Beeinflussung der Stromform im Arbeitsspalt ist nicht
nur sehr beschränkt, sondern auch schaltungstechnisch aufwendig (DE-AS 13 01 698).
Bei einem bekannten Generator der eingangs genannten Art dient die Induktivität zusammen mit einem
den Arbeitsspalt kurzschließenden zusätzlichen Schalter dazu, die für den Arbeitsspalt erforderliche Zündspannung
zu erzeugen und den Stromfluß über den Arbeitsspalt zu steuern. Während in einer ersten Phase bei
kurzgeschlossenem Schalter nach einer vorgegebenen Stromkurve die Induktivität mit magnetischer Energie
geladen wird, erfolgt in der zweiten Phase nach öffnen des kurzgeschlossenen Schalters die Entladung über
den Arbeitsspalt. Von Nachteil ist bei dieser Schaltung, daß der für die Entladung der Induktivität und damit für
die Steuerung des Stromflusses über den Arbeitsspalt verantwortliche Schalter in Verbindung mit der als magnetischer
Energiespeicher dienenden diskreten Induktivität induktivitätsarme Zuleitungen zum Arbeitsspalt
erforderlich macht, denn nur bei induktivitätsarmen Zuleitungen ist es möglich, die Zündspannung ungedämpft
am Arbeitsspalt wirksam werden zu lassen und den Strom abzuschalten, ohne daß ein nichtkontrolliertes
Nachflipßen des Stromes auftritt. In der Praxis lassen sich solche induktivitätsarme Leitungen aber kaum verwirklichen.
Eine denkbare Lösungsmöglichkeit bestünde darin, den kurzschließenden Schalter unmittelbar an
den Anschlüssen des Arbeitsspaltes anzuschließen, was jedoch aus praktischen Gründen kaum möglich ist (DE-OS
28 24 086).
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen
Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung zu schaffen, der bei einfachem Schaltungsaufbau die Einstellung
des Stromverlaufs im Arbeitsspalt ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Induktivität von der Induktivität der Stromzuleitungen gebildet ist und der Schalter als Hochfrequenzschalter
ausgebildet ist.
Im Gegensatz zum gesamten Stand der Technik wird bei der Erfindung keine diskrete Induktivität benötigt,
vielmehr wird die Induktivität der Zuleitungen in Verbindung mit dem Hochfrequenzschalter ausgenutzt, um
jede gewünschte Stromform des dem Arbeitsspalt zuzuführenden Stromes einzustellen. Insbesondere läßt sich
wegen der verhältnismäßig kleinen Leitungsinduktivität eine steile Anstiegs- und Abfallflanke des Stromes erzielen.
Die Ausnutzung der Leitungsinduktivität vermindert demnach nicht nur den schaltungstechnischen Aufwand
wegen des Fortfalls der diskreten Induktivität, sondern erweitert darüber hinaus noch den Einstellbereich.
Auch werden kein zweiter kurzschließender Schalter zur Steuerung des Stromflusses über den Arbeitsspalt
und induktivitätsarme Zuleitungen zu dem Arbeitsspalt benötigt.
Durch die Wahl der Schalterfrequenz, des Tastverhältnisses und der Tastverhältniszonen läßt sich jeder
gewünschte Stromverlauf einstellen. Wird zu Beginn eines Arbeitsstromimpulses ein schneller Stromanstieg
gewünscht, wird man ein großes Tastverhältnis (Ein-Ausschaltzustand) des HF-Schalters wählen. Umgekehrt
wird das Tastverhältnis klein gewählt, wenn nur
ein langsamer Stromanstieg zu Beginn des Stromimpulses gewünscht wird. Damit lassen sich durch — während
der Impulsdauer variable — Tasiverhiiltnisse neben tier
Stromform auch die Stromhöhe (Strombegrenzung) s einstellen. Versuche in der Praxis mit dem erfintfungsgemäßen
Generator ergaben gute Ergebnisse bei einer Schaltfrequenz von 50OkHz. Als für diese Schaltfre-
'■ quenz geeignete Schalter können Leistungs-MOSFETs
eingesetzt werden, die sich zur Erhöhung der Strombelastbarkeit problemlos parallelschalten lassen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild eines elektrischen Generators für funkenerosive Metallbearbeitung mit schematischer
Darstellung der getakteten Spannung und
Fig.2 verschiedene Kurvenverläufe (schematisch) des Stromes im Arbeitsspalt
Der Stromversorgungskreis des Generators besteht aus einer Gleichspannungsquelle 1 und einem elektronischen
Schalter 2, der von einer Steuereinrichturg 3 derart
gesteuert wird, daß an den Klemmen 4, 5 eine impulsförmige
Spannung ansteht Der Strom der Gleichstromquelle gelangt über einen elektronischen Schalter
2, insbesondere einem Leistungs-MOSFET, einer die Leitungsinduktivität bildenden Induktivität 7 zum Arbeitsspalt
8 des zu bearbeitenden Werkstückes. Der Schalter 2 wird von einer Steuereinrichtung 3 mit einer
hohen Frequenz in der Größenordnung von 20OkHz getriggert. Das Tastverhältnis, mit dem der Schalter 2
getriggert wird, hängt von dem Strom ab, der über den Arbeitsspalt 8 fließen soll. Der Steuereinrichtung 3 kann
zu diesem Zweck ein Sollwert vorgegeben werden, der mit einem Istwert verglichen wird, der von einem
Strommesser 9 geliefert wird. Der Steuereinrichtung 3 kann jeder beliebige Stromverlauf vorgegeben werden.
Damit bei Unterbrechung der Spannungsimpulse (Sperrzeit) durch den Schalter 2 in der Induktivität 7
keine Spannungsspitzen induziert werden und der Stromfluß während der Impulsdauer aufrecht erhalten
wird, ist parallel zu der Reihenschaltung aus Induktivität 7 und Arbeitsspalt 8 eine Freilaufdiode 6 geschaltet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung, bestehend aus einer Gleichstromquelle und einer Strombegrenzungsschaltung, die aus einer in Reihe mit dem Arbeitsspalt und einem steuerbaren Schalter liegenden Induktivität sowie einer parallel zu dieser Induktivität und dem Arbeitsspalt liegenden Freilaufdiode besteht, wobei der Schalter von einer Steuereinrichtung derart getriggert wird, daß sich ein vorgegebener Stromverlauf im Arbeitsspalt einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (7) von der Induktivität der Stromzuleitungen gebildet ist und der Schalter (2) als Hochfrequenz-Schalter ausgebildet ist10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833326866 DE3326866C2 (de) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833326866 DE3326866C2 (de) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3326866A1 DE3326866A1 (de) | 1985-02-14 |
DE3326866C2 true DE3326866C2 (de) | 1985-10-10 |
Family
ID=6204922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833326866 Expired DE3326866C2 (de) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3326866C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3800727A1 (de) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Inst Tech Precision Eng | Geraet zur elektroerosiven bearbeitung |
Families Citing this family (1)
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EP0190381A1 (de) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | AEG - Elotherm GmbH | Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung |
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NL278740A (de) * | 1961-05-23 | |||
CH591920A5 (de) * | 1975-06-17 | 1977-10-14 | Agie Ag Ind Elektronik | |
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DE3129265A1 (de) * | 1981-07-24 | 1983-02-17 | Friedrich Deckel AG, 8000 München | Generator fuer eine elektro-erosionsmaschine |
-
1983
- 1983-07-26 DE DE19833326866 patent/DE3326866C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3800727A1 (de) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Inst Tech Precision Eng | Geraet zur elektroerosiven bearbeitung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3326866A1 (de) | 1985-02-14 |
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