SE445957B - Sett och anordning for reglereing av koncentrationen av fasta, elektriskt ledande partiklar, vilka er suspenderade i en vetska - Google Patents

Description

15 20 30 35 s0o79sa-2f 2 stycket minskar vid tidpunkten för åstadkommandet av strömpulserna, efter applicerandet av bearbetnings- spänningspulsen.

Uppfinningen har till ändamål att åstadkomma ett sätt, som till skillnad från de kända metoderna medger mätning av koncentrationen av partiklar, vilka är suspenderade i en vätska, med en mycket stor preci- sion och inom ett mycket vidsträckt koncentrationsom- råde.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas av att en spänning som är större än utlösningsspänningen appliceras för att framkalla successiva gnistor och att fördröjningen av utlösningen av dessa urladdningar mätes.

Uppfinningen omfattar även en anordning för ut- övning av ovannämnda sätt.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i form av ett utföringsexempel under hänvisning till bi- fogade ritningar, på vilka fig l visar ett diagram för åskådliggörande av de fysikaliska relationer, som lig- ger till grund för koncentrationsmätningen enligt upp- finningen, fig 2 visar schematiskt ett exempel på en anordning för mätning av koncentrationen och fig 3 vi- sar en gnistbearbetningsmaskin, vid vilken anordningen i fig 2 användes.

I diagrammet i fig l visas hur medelvärdet av fördröjningen av utlösningen av urladdningarna mellan två elektroder genom ett dielektriskt fluidum varierar som funktion av gniststräckan mellan elektroderna vid olika värden av koncentrationen av partiklar i suspen- sion i fluidet uttrycket i procent per volymenhet. Ut- lösningsfördröjningen representeras av tidsintervallet från det ögonblick, vid vilket en spänning appliceras mellan elektroderna, och ögonblicket för urladdningens början. Det kan konstateras att för en konstant gnist- sträcka g varierar medelvärdet för fördröjningen ED för urladdningsstarten omvänt mot partikelkoncentratio- 10 15 20 25 30 35 8007988-2 3 nen. EmeJlert1d varierar medelfördröjningen även i beroende av den yta, som utsättes för gnistbearbetningen, och av utlösningsspänningen för urladdningarna. För att relationen i fig l skall kunna användas för koncentra- tionsmätning är det därför nödvändigt att hålla även dessa båda andra parametrar konstanta. Vidare kan kon- stateras att man kan upprätthålla samma variationsom- råde för urladdningsmedelfördröjningen ED genom att välja storleken av gniststräckan g med hänsyn till variationsområdet för koncentrationen.

Den i fig 2 visade anordningen enligt uppfinningen för koncentrationsmätning innefattar en första elektrod l i form av ett rör och en andra elektrod 2, som är koaxiell med den förstnämnda elektroden och vars ytter- sida befinner sig på ett konstant avstånd från elektro- dens l insida. Dessa elektroder är placerade i en hyd- raulisk krets (ej visad), så att vätska bringas att passera genom gniststräckan 3 mellan elektroderna. En likspänningskälla 4 är ansluten mellan elektroderna via ett motstånd R, vars ohmska värde är tillräckligt stort för att urladdningarna, som utlöses vid applice- ringen av spänningen från spänningskällan 4, icke skall upprätthâllas och icke framkalla erosion. Dessa ur- laddningar, som i själva verket har formen av mikro- urladdningar, visar sig över motståndets R anslutningar under formen av kortvariga spänningspulser.

På grund av kapacitansen, som förekomer mellan elektroderna l och 2, ökar uppenbarligen spänningen mellan elektroderna endast progressivt, eftersom den av dessa elektroder bildade kondensatorn måste urladdas genom motståndet R. Tiden mellan två på varandra följan- de mikrourladdningar är sålunda en funktion, som växer med urladdningsfördröjningen, varför antalet urladd- ningar per tidsenhet bildar ett mått på medelfördröj- ningen för utlösningen av dessa mikrourladdningar. An- talet mikrourladdningar räknas medelst en anordning 5, fig 2, som innefattar en räknare 6, vars ingång är kopp- 10 15 20 25 30 35 8007988-2 4 lad till den gemensamma anslutningen för spännings- källan 4 och motståndet R. En minneskrets 7 mottager informationen från räknaren 6 och överför informationen till en visuell indikator 8. En oscillator 9 med be- stämd frekvens är ansluten till räknaren 6 och till minneskretsen 7 för att med bestämda tidsintervaller reglera_memoreringen av mikrourladdningarna under detta tidsintervall och nollställa räknaren 6.

De i fig 2 visade elektroderna kan ha andra for- mer, varvid de exempelvis kan ha konisk form eller kan ha formen av plattor, för att medge inställning av gniststräckan med hänsyn till koncentrationsnivån. Man kan använda samma koncentrationsmätningsmetod genom att byta ut mätelektroderna i fig 2 mot en elektrod i form av ett arbetsstycke och en elektrod i form av ett verk- tyg vid en gnistbearbetningsmaskin. I detta fall bör mätningen utföras endast efter den första utformninge- fasen, såsom under den slutfas, under vilken den för gnistbearbetningen utsatta ytan behåller ett konstant värde. Det skulle dessutom vara nödvändigt att för elektroden eller arbetsstycket använda en manöverservo- motor, som bör vara konstruerad för att upprätthålla gniststräckan vid ett rigoröst konstant värde under be- arbetningen, exempelvis genom reglering av frammatningen av elektroden, så att spänningsnivân för de erosiva ur- laddningarna upprätthâlles vid ett konstant värde. En sådan anordning skulle ha fördelen att koncentrations- mätningen kan utföras i själva bearbetningsområdet.

I fig 3 visas en gnistbearbetningsmaskin, vid vil- ken bearbetningsvätskan regleras enligt föreliggande uppfinning.

Maskinen har en elektrod 10, som förflyttas i för- hållande till ett arbetsstycke ll medelst en servomeka- nism 12. De bearbetande urladdningarna alstras medelst en likströmskälla 13 och en elektronisk brytare 14, som regleras medelst en pulsgenerator 15. Servomekanis- men 12 regleras medelst en reglerkrets 36 för att upp- 10 15 20 25 30 35 8007988-2 5 rätthålla bestämda gnistbearbetningsförhâllanden mel- lan elektroden 10 och arbetsstycket ll.

Bearbetningsvätskan matas in i bearbetningszonen medelst ett insprutningsmunstycke 16 och uppsamlas i en behållare 17. Vätskan bringas att cirkulera i en hydraulisk krets, som innefattar en pump 18, ett i en shuntledning 20 anbragt filter 19 och en mätanordning 21, som innefattar två orörliga elektroder 22, 23, vi1~ ka är placerade i vätskeinsprutningsledningen uppströms munstycket 16.

Urladdningar med låg energi alstras liksom enligt det under hänvisning till fig 2 beskrivna exemplet me- delst en spänningskälla 4, som är ansluten till elektro- derna 22, 23 via ett motstånd R. En mätkrets 5, som är analog med den i fig 2 visade, sänder en signal, vilken är representativ för det genomsnittliga antalet urladd- ningar per tidsenhet. Denna signal jämföres med en referenssignal från en potentiometer 24 medelst en driftförstärkare 25, vars utgångssignal via en ström- ställare 26 reglerar en ventil 27, som medger direkt återinföring av förorenad vätska i bearbetningszonen, och en ventil 28, som reglerar tillförseln av ren vätska, som lämnar filtret 19. Denna anordning medger en exakt reglering av koncentrationen av fasta partiklar i vätskan, som införes i bearbetningszonen.

Koncentrationsmätningen skulle även kunna utföras nedströms bearbetningszonen mellan behållaren 17 och pumpen 18 eller vid ett mittemot den ena eller den andra elektroden beläget utlopp från en sugledning för bearbetningsvätskan.

I det ovanstående har beskrivits ett exempel på utövning av förfaringssättet enligt uppfinningen med tillämpning på en gnistbearbetningsmaskin, men givet- vis finns flera användningsområden förutom gnistbear- betning. Förfaringssättet enligt uppfinningen kan exempelvis även användas för reglering av halten av järnfilspån i vätska, som användes vid konventionell 10 15 8007988-2 6 bearbetning medelst verktygsmaskiner. Denna mätning skulle exempelvis kunna användas för reglering av erforderlig vätsketillförsel. För stationära motorer eller fordonsmotorer skulle på liknande sätt smörj- oljan för motorn kunna kontrolleras periodiskt eller kontinuerligt med avseende på halten av elektriskt ledande partiklar för bestämning av den tidpunkt, vid vilken det är nödvändigt att tömma motorn och byta olja.

Elektroden 2 i fig 2 skulle kunna bestå av en tråd, som användes som verktyg i en gnistbearbetnings- maskin för skärning. Röret 1 skulle då kunna placeras i närheten av gnistzonen, exempelvis vid änden av en insprutningsledning eller en sugledning för bearbet- ningsvätskan i denna zon. På detta sätt skulle även i detta fall en mycket exakt reglering av koncentratio- nen av partiklar i suspension i bearbetningsvätskan kunna regleras.

Claims (4)

1. (I). 10 15 20 25 30 8007988-2 PATENTKRAV l. Sätt att reglera koncentrationen av fasta, elektriskt ledande partiklar, vilka är suspenderade i en vätska för elektro-erosionsbearbetning, varvid denna vätska bringas att cirkulera mellan aktiva ytor med bestämda dimensioner hos två elektroder, vilka ytor bibehâlles på ett konstant avstånd i förhållande till varandra, varjämte en spänning appliceras mellan dessa två elektroder för att framkalla gnistor mellan dem, k ä n n e t e c k n a t av att en spänning som är större än ntlösningsspänningen appliceras för att framkalla successiva gnistor och att fördröjningen av utlösningen av dessa urladdningar mätes.

2. Anordning för att reglera koncentrationen av fasta, elektriskt ledande partiklar, vilka är sus- penderade i en vätska för elektro~erosionsbearbetning, varvid anordningen innefattar två orörliga elektroder (l, 2) med aktiva elektrodytor, vilka är belägna mitt- emot och på ett bestämt avstånd från varandra, k ä n ~ n e t e c k n a d av en hydraulisk krets för att mellan dessa ytor åstadkomma cirkulation av vätskan, i vilken partiklarna är suspenderade, en likspännings- källa (4), som är ansluten mellan elektroderna (l, 2) för att åstadkomma elektriska urladdningar med låg energi, och en mätkrets (5), som är anordnad att alstra en för medelfördröjningen av utlösningen av urladd- ningarna representativ elektrisk signal.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att elektrodernas (l, 2) aktiva ytor är rotationsytor, som är parallella och koaxiella med varandra.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k ~ n a d av att mätkretsen (5) innefattar en anordning (6) för räkning av antalet urladdningar mellan de aktiva ytorna under ett bestämt tidsintervall.