DE2944505C2 - Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines metallenen Werkstückes und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines metallenen Werkstükkes entsprechend dem Oberbegriff des Palentantpruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.

Bei einem bekannten Verfahren und einer bekannten Einrichtung dieser Art (US-PS 36 17 680) hat der im Hilfsstromkreis über einen Transformator eingespeiste Strom die Aufgabe, das öffnen eines im Hilfsstromkreis liegenden Thyristors zu erleichtern bzw. erst möglich zu machen. Sobald der Thyristor gezündet hat, wird entsprechend dem Verhältnis der Widerstände des geöffneten Thyristors und des kurzgeschlossenen Arbeitsspaltes ein Teil des über den Arbeitsspalt fließenden Stromes über den Thyristc r abgeleitet

Es ist eine Einrichtung zur elektrochemischen Metallbearbeitung der von der Erfindung getroffenen Art bekannt (vgl. GB-PS 9 44 613), bei der im Falle eines Kurz-Schlusses zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück die Speisung des Arbcilsspaltes mit dem Arbeitsgleichstrom unterbrochen und die Bearbeitungselektrode mittels ihres Antriebsmotors in eine Kurzschlußposition zurückgefahren wird. Die Spülung des Arbeitsspalts mit dem flüssigen Elckirolylen wird dadurch erhöht und die Ursache des Kurzschlusses beseitigt. Danach wird die Bcarbcilungselcktrode mittels ihres Antriebsmotors ; icdcr in ihre ursprüngliche Bearbeitungsposilion vorgefahren und der Arbeitsvorgang durch Wiedereinschalten der Gleichstromquelle fortgesetzt.

Wegen der im Arbeitsstromkreis der Metallbearbeitungseinrichtung elektrisch und/oder magnetisch gespeicherten elektrischen Energie, die trotz Abschaltung der Arbeitsstromquelle im Kurzschlußfall zu Zerstörungen bzw. Beschädigungen am Arbeitsspalt führen kann, ist es bekannt (vgl. US-PS 37 79 888), parallel zum Arbeitsspalt der Einrichtung einen oder mehrere parallel geschaltete elektrische Schalter zu schalten, die im Kurzschlußfall durch den Kurzschlußdetektor betätigt einen Entlastungsstromkreis schließen. Der Innenwiderstand dieses Entiastungsstromkreises wird klein gegenüber dem Innenwiderstand im Arbeitsstromkreis gewählt, so daß die im Arbeitsstromkreis gespeicherte mngnelische bzw. elektrische Energie über den Entlastungsstromkreis abführbar ist.

Diese Einrichtungen weisen den Nachteil auf. daß bei eintretenden Kurzschlüssen Bearbeitungsungenauigkeiten am zu bearbeitenden Werkstück eintreten. Die Ungenauigkeiten geben sich z. B. als wellenförmige Unebenheiten in einer ebenen Oberfläche zu erkennen. Diese Unebenheiten sind auf Ungenauigkeiten in der Rückpositionierung der Bearbeitungscleklrode, die im Kurzschlußfall aus ihrer Arbeitsposition in eine Kurz-

t>5 Schlußposition zurückgefahren und nach Behebung der Kurzschlußursache zur Fortsetzung des Bearbeitungsvorganges erneut in die Beaibeitungsposition vorgcfahren wird, und ist auf Positionierfehler der Positionsvor-

richtung, die die Bearbeitungselektrode verstellt, zurückzuführen. Es gelingt nicht, die ursprüngliche Bearbeitungsposition der Bearbeitungselektrode im Kurzsehiußfall genau zu reproduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Bcarbeitungsfehler zu vermindern, insbesondere den Zeitaufwand, der sich bti der Umpositionierung als Fehlzcit in der Bearbeitung ergibt, zu mindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst

Einrichtungsmäßig wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßer, Einrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 bis 8 gekennzeichnet

Bei Anwendung der Merkmale nach der Erfindung läßt sich die längerfristige Unterbrechung des Arbeitsvorganges beim Auftreten von Kurzschlüssen mit Bildung eines Lichtbogens vermeiden, indem beim Auftreten eines solchen Lichtbogens ein Hilfsstrorr. entgegen der Stromflußrichtung des Arbeitsgleichstroms über den Arbeitsspalt geschickt wird, der den aufgetretenen Lichtbogen löscht Die Beschädigung des Werkstücks oder der Bearbeitungselektrode durch den Lichtbogen wird dadurch vermieden und die Unterbrechung des Arbeitsvorganges durch Abschaltung der Gleichstromspeisung und Rückführung der Bearbeitungselektrode in eine Kurzschlußposition vermieden.

Praktische Erfahrungen haben nämlich gezeigt daß ein erheblicher Teil der im praktischen Betriebsfall auftretenden Kurzschlüsse unter Bildung eines im Arbeitsspalt der Einrichtung stehenden Lichtbogens abläuft Beim Auftreten eines oder mehrerer Lichtbogen im Arbeitsspalt reicht es aus, den oder die Lichtbögen zu löschen und den Arbeitsvorgang unbeeinflußt fortzusetzen. Dabei ist es zweckmäßig, den den Lichtbogen (bzw. die Lichtbogen) löschenden Hilfsgleichstrom beim Fortbrennen der Lichtbogen wiederholt über den Arbeitsspalt zu schicken.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Detektor lichtelektrisch wirksam sein oder auf die beim Kurzschluß unter Lichtbogenbildung auftretenden HF-Schwingungen ansprechen. Die Steuereinrichtung sollte frühestens nach Abgabe des ersten Stromimpulses bei andauerndem Lichtbogen ein Signal zur Unterbrechung der Stromzufuhr zum Hauptstromkreis an einen Schalter und ein Signal zum Stoppen an die Vorschubeinrichtung der Elektrode liefern. Dadurch wird erreicht, daß bei erfolgreichem ersten Löschungsversuch nicht unnötigerweise die sich negativ auf die Arbeitsqualität auswirkende Umsteuerung der Vorschubbewegung unter Unterbrechung der Stromzufuhr erfolgt. Um die verschiedenen Arten des Kurzschlusses noch besser erfassen /u können, kann ein weiterer, selektiv auf lichtbogenfreie Kurzschlüsse ansprechender Detektor vorgesehen sein, der über die Steuereinrichtung im Kurzschlußfall ein Signal zur Unterbrechung der Stromzufuhr zum Hauptstromkreis an einen Schalter und ein Signal zum Stoppen an die Vorschubeinrichtung der Elektrode liefert

Besondere Bedeutung kommt der Ausgestaltung der Erfindung zu, daß die Gleichstromquelle des Hilfsstromkrcises aus mehreren parallelen, über Schalter selektiv zuschaltbaren, auflaübaren Kondensatoren mit einem ohm'schen, kapazitiven cder induktiven Widerstand besieht. Dadurch ist es möglich, Hüfsgleichströme unterschiedlicher Dauer, Form und Stromstärke zu erzeugen, die dem zu erwartenden Strom im Hauptstromkreis entsprechen. Der Verlauf des Stroms im Hauptstromkreis im Kurzschlußfall läßt sich aus dem Aufbau der Einrichtung zur Gleichstromeinspeisung und dem Zeitpunkt des Eintritts des Kurzschlußstromes wenigstens annähernd bestimmen, so daß entsprechende Kondensatoren aus den parallel geschalteten Kondensatoren auswählbar sind.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 dient zur Erläuterung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptanspruch.

Fig. 2 dient zur Erläuterung einer Einrichtung zur

!5 Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2.

In Fig. 1 bezeichnen 1 ein 50 Hz-Drehstromnetz,das einen Drehstromsteller 2 speist. Der Drehsiromsteller 2 besteht in bekannter Weise aus antiparallel geschalteten Thyristorschaltern 3, deren Öffnungszeit durch Steuerimpulse über Steuerleitungen 4 aus en-^ni Steuergerät 5 steuerbar ist. Mittels des Drehstromstellers 2 ist ein den Primärwicklungen eines Drehstrom-Leistungstransformators 6 zugeführter Drehstrom einstellbar. Mittels der Steuervorrichtung 5 läßt sich der Stromfluß durch den Drehstt umsteller 2 abschalten.

Dem Transformator 6 ist eine Gleichrichterbrückenschaltung 7 nachgeschaltet, deren Ausgangsspannung einem eine Glättungsdrossel 8 enthaltenden Gleichstromnetz 9 zugeführt ist. Die Spannung des Netzes 9 ist mittels Meßleitungen 10 dern Eingang eines Regelverstärkers 11 zugeführt, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 12 dem Steuergerät 5 zugeführt ist. Die Verstellung des Steuergerätes 5 erfolgt derart, daß die Spannung des Netzes 9 unter stationären Betriebsbedingun-

J5 gen konstantgehalten wird. Der dem Netz 9 entnehmbare Strom beträgt beispielsweise 120 000 A bei einer Spannung von 12 V.

Mit 13 ist das Gehäuse einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung bezeichnet, das zur Bearbeitung eines metallenen Werkstücks 14 in einer Halterungsvorrichtung 15 dient. Es handelt sich z. B. um eine Turbinenschaufel, deren Form elektrolytisch zu formen ist Mit 16 ist eine entsprechend geformte Bearbeitungselektrode bezeichnet, die mittels eines hydraulischen Stellmotors 17 gegen die Oberfläche des Werkstücks 14 verstellt werden kann. Werkstück und Bearbeitungselektrode bilden einen engen Arbeitsspalt i8, der mit einem flüssigen Elektrolyten 19 gefüllt ist. Die Spülung des Arbeitsspalts 18 wird über eine Rohrleitung 20, die in den Ar- beitsspalt einmünde; und über eine (nicht dargestellte) Pumpvorrichtung mit dem flüssigen Elektrolyten 19 gespeist ist, vorgenommen. Werkstück 14 und Bearbeituiigseiektrode 16 sind in dem mit dem Elektrolyten gefüllten Behälter 13 angeordnet. Die Anordnung k.imn aber auch derart getroffen sein, daß das System Bearbeitungselektrode 16-Werkstück 14-Arbcitsspalt 18 nach außen hin druckdicht abgeschlossen und unter Druck mit dem flüs igen Elektrolyten gespeist wird.
Werkstück 14 und Bearbeitungselektrode 16 sind an das Gleichstromnetz 9 angeschlossen, so daß über den Arbeitsspalt 18 ein elektrolytischer Arbcit'igleichstrom fließt und vom Werkstück 14 Material abgetragen wird. Die Formung des Werkstücks 14 erfolgt durch Einsenken der Bearbeitungyc!ektrode 16 mittels des Antriebs-

6') motors 17 in die Oberfläche des Werkstücks. Die Stellgeschwindigkeit des Antriebsmotors 17 wird dazu in an sich bekannter und passender Weise mittels eines Regelverstärkers 21 gesteuert. Der Regelverstärker 21 er-

hält dazu sein Steuersignal über die Steuerleitung 22. Das Steuersignal der Leitung 22 ist einem geeigneten Regler (nicht dargestellt) entnommen.

An den Arbeitsspalt 18 ist über die Meßleitungen 10 der Eingang einer Lichtbogendcteklorvorrichtung 23 angeschlossen, die selektiv auf Lichtbogen am Arbeitsspalt 18 anspricht. Kurzschlüsse, die am Arbeitsspalt 18 unter Lichtbogenbildung ablaufen, werden mittels der Detektorvorrichtung 23 indiziert und es wird ein entsprechendes Steuersignal auf die Leitung 24 geschaltet.

Die Detektorvorrichtung 23 besteht aus einer Vorrichtung, die hochfrequente elektrische Schwingungen am Arbeitsspalt 18 erfaßt. Sie weist dazu einen HF-Filter auf, der diese Schwingungen, deren Frequenz z. B. oberhalb 5 kHz gelegen ist. einem nachgeschalteten Gleichrichter zuführt. Die Gleichrichterspannung wird mit einer Schwellenspannung, die einstellbar ist, verglichen und die resultierende Vergleichsspannung, die sich beim Überschreiten der Signalspannung über die eingestellte Schwcllcnspannung ergibt, wird /ur Schaltung der Signalspannung der Leitung 24 benutzt.

Das Signal der Leitung 24 schaltet über einen Thyristorschalter 25 eine Hilfsgleiehstromquclle 26 an den Arbcisspalt 18. Die Hilfsgleiehsiromqucllc 26 erzeugt einen Hilfsglcichstrom von zeitlich begrenzter Dauer, deren Impulsdauer gegebenenfalls einstellbar ist. Der Hilfsgleichstrom schließt entgegen der Stromflußrichtung des normalen Arbeitsgleichstroms aus dem Netz 9 über den Arbeitsspalt 18.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Im normalen stationären Betriebsfall ist die Spannung des Netzes 9 mittels des Reglers 10,11,12,5, 2 konstantgehalten. Der Antriebsmotor 17 wird mit konstanter Stellgeschwindigkeit gegen die Oberfläche des Werkstücks 14 derart verstellt, daß sich im wesentlichen unabhängig von der elektrolytischen Abtragung am Werkstück 14 eine konstante Arbeitsspaiibreite ergibt. Tritt am Arbeitsspalt 18 zwischen der Bearbeitungselektrode 16 und dem Werkstück 14 ein Kurzschluß unter Lichtbogenbildung zwischen beiden Werkstücken auf, so machen sich am Arbeitsspalt 18 hochfrequente elektrische Schwingungen bemerkbar, die über die Meßleitung 10 abgegriffen und mittels der Detektorvorrichtung 23 gleichgerichtet werden. Übersteigt die Amplitude dieser HF-Schwingungen ein vorgegebenes an der Detektorvorrichtung 23 einstellbares Maß, so wird auf die Signalleitung 24 ein Signal geschaltet und die Hilfsgleichstromquelle 26 an den Arbeitsspalt 18 angeschlossen. Der zugehörige Hilfsgleichstrom überlagert sich bei fortlaufendem Antrieb des Antriebsmotors 17 und fortlaufender Speisung des Arbeitsspaltes aus dem Gleichstromnetz 9 dem Arbeitsgleichstrom und der gezündete Lichtbogen wird gelöscht

Nach dem Anschluß der Hilfsgleichstromquelle 26 an den Arbeitsspalt 18 und der zugehörigen Stromentladung wird der Schalter 25 wieder geschlossen und die Hilfsgleichstromquelle 25 zur erneuten Betätigung vorbereitet

Ein erfolgloser Löschungsversuch an dem Lichtbogen im Arbeitsspalt führt zur erneuten zeitlich versetzten Betätigung der Hiifsgleichstromquelle.

Kurzschlüsse, die lichtbogenfrei ablaufen, werden mittels einer Detektorvorrichtung 27 induziert Sie ist ebenfalls an die Meßleitung 10 angeschlossen und spricht ζ. B. auf schneiie Spannungsabsenkungen, die bei »satten« Kurzschlüssen, d. h. bei metallischem Kontakt zwischen der Bearbeitungseleklrode 16 und dem Werkstück 14 auftreten, an. Sie schaltet aul die Ausgangslcitung 28 ein Steuersignal, das über die Leitung 29 dein Steuergerät 5 und über die Leitung 30 dem Verstärker 21 zugeführt ist. Durch das Signal der Leitung 29 wird der StromfluU durch den DrehstromstcHer 2 gesperrt, ι und durch das Signal der Leitung 30 die Aniricbsrichtung des Antriebsmotors 17 umgekehrt, so daß der Arbeitsspalt 18 vergrößert wird. Nach Behebung der Kurzschlußursache wird beim Auftreten von lichtbogenfreien Kurzschlüssen die Bearbeitung am Werkstück 14 unterbrochen und der Arbeitsvorgang nach Behebung der Kurzschlußursache fortgesetzt.

Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, daß beim Auftreten von lichtbogenfreien Kurzschlüssen, d. h. bei metallischer Berührung zwischen Werkstück und Bearbeitungselektrode, parallel zum Arbeitsspalt 18 ein Kurzschlußschalter 31 geschaltet wird, der Beschädigungen des Werkstücks und der Bcarbeitungselektrode durch Auftreten der Kurzschlußströme durch Kurzschluß des Arbeitsspaltes unterbindet. Der Schalter 31 wird dazu durch das Ausgangssign;il der Leitung 30 betätigt.

In I'ig. 2 ist ein Drchstromnct/ 50 über die offenen Primärwicklungen 51 eines Drehstromtransformaiors 52 mit einer Slromrichlcrbrückcnschiiliung 53 verbiinden. Die Stromrichterbrii'jkenschültung 53 speist an ihrem Gleichstromausgang eine Induktivität bzw. Glättungsdros'el 54. Die Thyristorschalter 55 der Stromrichterbrückenschaltung 53 sind über Steuerleitungcn 56 aus einem Steuergerät 57 gesteuert. Die Steuerung erfolgt entweder derart, daß der Lastkreis des Stromrichters 53 mit einem Gleichstrom steuerbarer Stromstärke gespeist wird oder aber derart, daß unter entsprechender Steuerung aus dem Steuergerät 57 die Stromrichterbrückenschaliung 53 in den Wechselrichterbetrieb umgeschaltet wird und von ihrer Lastseite her in das Drehstromnetz 50 zurückspeist.

Die Sekundärwicklungen 58 des Drehstromtransformators 52 sind z. B. im Stern geschaltet und speisen eine Gleichrichterbrückenschaltung 59, die ein Gleiehstromnetz 60 speist. Die Spannung des Netzes 60, die z. B. zwischen 12.. .20 V gelegen ist, wird mittels eines (nicht dargestellten) Reglers geregelt, der in die Steuervorrichtung 57 zur Steuerung der dem Gleichrichter 59 zugeführlen Wechselstromstärkc eingreift.

An das Netz 60 ist eine elcktrolytische Bearbcitungseinrichtung 61 angeschlossen, die zur Lagerung eines metallenen Werkstücks 62, z. B. einer Turbinenschaufel, und einer gegen die Oberfläche des Werkstücks versteilbaren Bearbeitungselektrode 63 dient. Die Bcarbeitungselektrode 63 wird durch einen Antriebsmoto. 65 verstellt, der — wie anhand der F i g. 1 beschrieben — unter Bildung eines Arbeitsspaltes 64 zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück 62 verstellt wird. Der Arbeitsspalt 64 ist mit einem flüssigen Elektrolyten gespült, der unter Druck in den Spalt eingeführt wird.

Die an den Arbeitsspalt 64 über einen Thyristorschalter 67 anschließbare Hilfsgleichstromquelle 66 besteht aus Kondensatoren 68, 69 und 70, die über Thyristorschalter 71, 72 und 73 parallel schaltbar sind. Der Kondensator 68 ist über den Schalter 71 unmittelbar über den Arbeitsspalt 64 entladbar, während in Reihe zu dem Kondensator 69 eine Induktivität und in Reihe zu dem Kondensator 70 ein ohmscher Widerstand geschallet ist Die Kondensatoren 68, 69 und 70 sind mittels eines Ladegeräts 74 auf eine mittels eines Reglers 75 vorgebbare Spannung aufladbar. Der Regler wird dazu von einem Meßwert der am Netz 60 meßbaren Gleichspan-

nung mittels eines Meßumformers 76 beaufschlagt. Der Regler 75 stellt am Ladegerät 74 eine Wechselspannung derart ein, daß db Kondensatoren 68,69 und 70 jeweils auf eine Spannung aufgeladen werden, die der Spannung des Netzes 60 angepaßt ist. Sie kann kleiner, größer oder gleiche Spannung dieses Netzes sein. Der Regler 75 --erstellt dazu in dem Ladegerät 74 eine WechselstromqL-cllc, deren Ausgangsspannung übsr zugehörige Gleichrichter zur Ladung der Kondensatoren dient.

lline Detcktorvorrichtung 80 enthält cinrn ersten Detektor 81, der mit der am Arbeitsspalt 64 wirksamen Gleichspannung beaufschlagt ist. Er indiziert Kurzschlüsse am Arbeitsspalt, die nicht unter Bildung eines Lichtbogens verlaufen. Er mißt dazu z. B. den zeitlichen Verlauf dieser Spannung, deren Abfall unter eine untere Schwelle oder andere Veränderungen der Arbeitsspaltspannung, die im Fall »satter« Kurzschlüsse eintreten. Beim F.intrilt solcher Kimsrhliisse schaltet sie auf die Signallcitung 82 eine Signalspannung, die über ein logisches Oder-Gatter 83 der Steuervorrichtung 57 und über eine Verzögerungsvorrichtung 84 ein logisches Und-Gatter 85, ein nachgeschaltetes logisches Oder-Gatter 86 als Zündsignal den Thyristorschaltern 67 und 71 zugeführt ist. Es schließt dieser Schalter und verbindet den Kondensator 68 mit dem Arbeitsspalt 64. Das Ausgangssignal der Leitung 82 ist ferner einer Vergleichsvorrichtung 87 zugeführt.

Die Vcrglcichsvorrichtung 87 untersucht die Amplitude des Gleichstroms und Phasenlage des Drehstroms, derd ·η Gleichrichter59/um Zeitpunkt des Kurzschlusses zugeführt wird. Aus der Untersuchung ergibt sich, welchen Verlauf ein über den Arbeitsspalt 64 im Kurzschlußfall fließender Kurzschlußstrom etwa nehmen wird. Die Vergleichsvorrichtung 87 schaltet über ein nachgeschaltetes Zündgerät 88 abhängig vom jeweiligen Untersuchungsergebnis — die Thyristorschalter 67 und 71 sowie den Thyristorschalter 72 und/oder 73. Es ergeben sich so abhängig von der zu erwartenden Form und Dauer des zu erwartenden Kurzschlußstroms über den Arbeitsspalt 64 Hilfsgleichströme, die über den Schalter 67 fließen und die den Kurzschlußstrom kompensieren oder doch nahezu kompensieren.

Mit 89 ist eine Detektorvorrichtung bezeichnet, deren Ausgangssignal einen unter Lichtbogenbildung am Arbeitsspalt 64 ablaufenden Kurzschlußvorgang signalisiert. Es ist über eine Verzögerungsvorrichtung 90 verzögert und eine Signalleitung 91 unverzögert einem logischen Und-Gatter 92 zugeführt, dessen Ausgangssignal an das logische Oder-Gatter 83 und die Vergleichsvorrichtung 87 geführt ist.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Im stationären Betriebszustand wird die Bearbeilungselektrode 63 — wie anhand der F i g. 1 näher beschrieben — unter Anlegen einer Arbeitsgleichspannung aus dem Netz 60 an den Arbeitsspalt 64 in das Werkstück 62 eingesenkt Die Bearbeitungselektrode 63 wird dazu mit vorgegebener Geschwindigkeit über einen (nicht dargestellten) Regler gegen die Oberfläche des Werkstücks 62 verstellt Die Spannung des Netzes 60 wird über einen (nicht dargestellten) Regler auf einem konstanten vorgegebenen Wert gehalten.

Beim Auftreten eines »satten« Kurzschlusses zwischen der Bearbeitungselektrode 63 und dem Werkstück 62, der ohne Bildung eines Lichtbogens durch metallischen Kontakt zwischen den Werkstücken erfolgt, wird die Detektorvorrichtung 81 betätigt, die über die Signalleitung 82 die Vergleichsvorrichtung 87 und das Zündgerät 88 schaltet Das Zündgerät betätigt über das Gatter 86 die Thyristorschalter 67 und 71 und den Thyristorschalter 72 und/oder den Sc' ilter 73. Die Art der Betätigung ergibt sich aus der Amplitude und der Phasenlage des der Glcichrichtervorrichtung 59 im Augenblick des Kurzschlusses zugefühnen Wechselstroms.

Gleichzeitig wird über das Gatter 83 die Steuervorrichtung 57 betätigt, die die Stromrichterbrückenschaltung 53 von dem Glcichrichterbetrieb in den Wechselrichterbetrieb umschaltet, so daß etwa am Ausgang des

in Gleichrichters gespeicherte elektrische Energie (und in der Drossel 54 gespeicherte magnetische Energie) in das Drehstromnetz 50 zurückgcspcisi wird. Die Gleichstromversorgung des Netzes 60 wird dabei unterbunden.

Die Art der Betätigung der Hilfsgleichstromquelle 66 ergibt sich aus der Amplitude und Phasenlage des der Gleichrichtervorrichtung 59 zum Zeitpunkt des Kurzschlusses, d. h. zu!T! Zeitpunkt der Abschaltung der Gleichstromversorgung, der Gleichrichtervorrichtung 59 zugeführten Wechselstroms. Ist die Amplitude und Phasenlage dieses Wechselstroms der Art. daß nach der Abschaltung der Gleichstromspeisung noch eine Stromflußdauer zu erwarten ist, die am Arbeitsspalt einen ansteigenden und dann wieder abfallenden Kurzschlußstrom zur Folge hat, so werden die drei Kondensatoren 68,69 und 70 zusammen über den Arbeitsspalt 64 entladen. Ist lediglich ein Abfall des Kurzschlußstroms zu erwarten, so werden — je nach Art des Abfalls — die Kondensatoren 68 und 69 bzw. 68 und 70 entladen.

to Aus der Überlagerung der Entladeströme ergibt sich ein Gesamtstrom, dessen Impulsform und Dauer durch passende Parallelschaltung der Kondensatoren wählbar ist.

Tritt am Arbeitsspalt ein Kurzschluß unter Lichtbogenbildung ein, so schaltet die Detektorvorrichtung 89, die z. B. wieder HF-Schwingungen am Arbeitsspalt erfaßt, über die Gatter 85 und 86 den Kondensator 68 an den Arbeitsspalt 64. Der entsprechende Lichtbogen wird gelöscht. Dabei wird die Speisung des Arbeitsspalts aus dem Gleichstromnetz 60 und der Antrieb der Bearbeitungselektrode mittels des Antriebsmotors 65 fortgesetzt Ist der Löschungsversuch vergeblich, so wird über das logische Und-Gatter 92 die Steuervorrichtung 57 wie im Falle eines »satten« Kurzschlusses betätigt und der Arbeitsvorgang unter Entladung der Hilfsstromquelle 66 über den Arbeitsspalt 64 durch Ansteuerung der Hilfsgleichstromquelle aus der Vergleichsvorrichtung 87 unterbrochen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, elektrolytische Metallbearbeitungseinrichtungen der vorliegenden Art etwa derart auszubilden, daß — wie z. B. in F i g. 2 dargestellt — parallel zum Arbeitsspalt 64 eine Hilfsgleichstromquelle 66 geschaltet ist die über eine Detektorvorrichtung 80 unter Außerachtlassung einer Differenzierung zwischen Kurzschlüssen, die einen Lichtbogen bilden, und solchen Kurzschlüssen, die keinen Lichtbogen bilden, im Kurzschlußfall die Hilfsgleichstromquelle 66 parallel zum Arbeitsspalt 64 schaltet und die Gleichspannungsspeisung über das Netz 60 unterbindet Der Stellmotor 65 wird dann in üblicher Weise in eine Kurzschlußposition zurückgefahren.

Das Verfahren nach der Erfindung findet zur elektrolytischen Bearbeitung metallener Werkstücke durch Einsenken einer Bearbeitungselektrode in das Werkstück Anwendung. Es kann überall dort benutzt werden, wo häufig Kurzschlüsse zwischen den zu bearbeitenden Werkstücken und Arbeitsungenauigkeiten und Beschädigungen zu erwarten sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrochemischen Bearbeitung eines metallenen Werkstückes durch Einsenken einer mit Gleichstrom gespeisten Elektrode in das Werkstück, bei dem der über den Arbeitsspalt fließende Strom des Hauptstromkreises auf auftretende Kurzschlüsse überwacht und bei einem auftretenden Kurzschluß ein dem Strom des Hauptstromkreises entgegengerichteter Strom eines Hilfsstromkreises über den Arbeitsspalt geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten eines Kurzschlusses mit Bildung eines Lichtbogens mindestens ein in der Regel die Löschung des Lichtbogens bewirkender, ausreichend großer und langer Stromimpuls aus dem Hilfsstromkreis über den Arbeitsspalt geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ds3 die Einspeisung der Stromimpulse in den Hauptstromkreis bei andauerndem Strom im Hauptstromkreis und bei andauernder Vorschubbewegung der Elektrode erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrmaligem vergeblichen Löschungsversuch mit den Stromimpulsen der Strom des Hauptstromkreises abgeschaltet und die Vorschubbewegung der Elektrode gestoppt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem lichtbogenfreien Kurzscnluß mit dem Strom des Hilfsstromkreises der Strom des Haupii<romkreises im Arbeitsspalt in einem erheblichen Umfang kompensiert wird und gleichzeitig die L nergiezufuhr zum Hauptstromkreis unterbrochen und die Vorschubbewegung der Elektrode gestoppt wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einer an der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück angeschlossenen Gleichstromquelle, einem auf Kurzschlüsse im Arbeitsspalt ansprechenden Detektor sowie einem an dem Werkstück und der Elektrode parallel zur Gleichstromquelle angeschlossenen Hilfsstromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der selektiv auf Kurzschlüsse mit Lichtbogen ansprechende Detektor (23, 89) über eine Steuereinrichtung eine im Hilfsstromkreis liegende Gleichstromquelle (26, 66) für dem Strom im Hauptstromkreis im Arbeitsspalt entgegengerichlete Stromimpulse im Falle eines Kurzschlusses zur Abgabe mindestens eines Stromimpulses ansteuert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung frühestens nach Abgabe des ersten Stromimpulses bei andauerndem Lichtbogen ein Signa! zur Unterbrechung der Stromzufuhr zum Hauptstromkreis an einen Schalter (5, 57) und ein Signal zum Stoppen an die Vorschubeinrichtung (17, 65) der Elektrode (16, 63) liefert.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer selektiv auf lichtbogenfreic Kurzschlüsse ansprechender Detektor (27, 81) vorgesehen ist, der über die Steuereinrichtung im Kurschlußfall ein Signal zur Unterbrechung der Stromzufuhr zum Hauptstromkreis an einen Schalter (5, 57) und ein Signal zum Stoppen an die Vorschubeinrichtung (17, 65) der Elektrode (16, 63) liefert.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle (66) des Hilfsstromkreises aus mehreren parallelen, über Schalter (71—73) selektiv zuschaltbaren, aufladbsren Kondensatoren (68—70) mit einem ohm'schen, kapazitiven oder induktiven Widerstand besteht