DE4025698A1 - Spannungsversorgungsschaltung fuer elektroerosive bearbeitung - Google Patents
Spannungsversorgungsschaltung fuer elektroerosive bearbeitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Spannungsversorgungsschaltungen
für elektroerosive Bearbeitung, d. h.
eine Schaltung zum Anlegen einer Gleichspannung bzw.
Gleichspannungsenergie an einen Entladungsspalt zwischen
einer Entladungsbearbeitungselektrode und einem Werkstück
über eine entsprechende Schalteinrichtung, wobei
hierbei angestrebt wird, daß die Entladungsbearbeitungsgeschwindigkeit
verbessert werden kann, indem die
Abschalt- oder Ausschaltzeit der Schalteinrichtung
herabgesetzt wird, indem hierzu die in den Zuleitungsdrähten
gespeicherte Energie schnell entladen wird,
nachdem die Schalteinrichtung abgeschaltet worden ist.
Die Fig. 4 zeigt den Aufbau einer Spannungsversorgungsschaltung
zur elektroerosiven Bearbeitung, d. h.
zur Werkstoffabtragung über elektrische Entladungen, aus
dem Stand der Technik. Die Fig. 5 dient dazu, die
Funktionsverläufe der in Fig. 4 angezeigten Größen zu
erläutern.
In der Fig. 4 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein
Werkstück, 2 eine Entladungselektrode, 3 eine Gleichspannungsquelle,
von der über das Werkstück 1 und die
Entladungselektrode 2 eine Gleichspannung abgeleitet und
gelegt wird, und 4 einen Transistor, der eine Schalteinrichtung
zum Anlegen einer Spannung über das Werkstück
1 und die Entladungselektrode 2 darstellt. Die
Bezugszahl 41 bezeichnet einen Widerstand, 42 eine Diode,
das Symbol L₀ gibt die Induktanz bzw. Induktivität der
Zuleitungsdrähte an, G1 bezeichnet die Gatespannung des
Transistors 4, I und E geben jeweils die Ströme und Spannungen
an und Rg zeigt den Spaltwiderstand an.
Zunächst wird eine Spannung wie die in Fig. 5
gezeigte Spannung G1 an das Gate des Transistors 4
gelegt. Sowie die Gatesspannung G1 angelegt wird, wird
der Transistor 4 eingeschaltet, d. h. durchgeschaltet
oder in seinen leitenden Schaltzustand versetzt, wodurch
eine Gleichspannung E3 über das Werkstück 1 und
die Entladungselektrode 2 aus der Gleichspannungsquelle
3 angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die gesamte
Vorrichtung so gesteuert, daß die Entladungselektrode 2
allmählich näher an das Werkstück 1 herangeführt wird
und daß die Spannung E3 über dem Werkstück 1 und der
Entladungselektrode 2 so lange auf einem hohen Wert
gehalten wird, bis die Entladung beginnt, und auf einen
geringeren Wert absinkt, nachdem die Entladung begonnen
hat.
Wird der Transistor 4 ab- oder ausgeschaltet, d. h.
gesperrt, wird die Energie, die in der Induktanz L₀
der Zuleitungsdrähte durch einen Strom I1 gespeichert
wird, der im Entladungsspalt zwischen dem Werkstück 1
und der Entladungselektrode 2 fließt, in einen Strom I2
überführt, der wiederum über die Diode 42 durch einen
Spaltwiderstand Rg fließt. Der Spaltwiderstand Rg wird
durch ein Bearbeitungsfluid, Bearbeitungsspäne oder
-schnipsel, Streukapazitäten usw. bestimmt. Obwohl die
in der Induktanz L₀ gespeicherte Energie regelmäßig infolge
des Vorhandenseins der Diode 42 durch den Spaltwiderstand
Rg exponentiell abnimmt, muß die AUS-Periode,
während der der Transistor 4 im Ausschaltzustand gehalten
wird, infolge der Wartezeit, die erforderlich ist, bis
der Strom I2 Null geworfen ist, länger angesetzt werden.
Dies heißt, daß, falls die Spannung E3 infolge der in
der Induktanz L₀ gespeicherten Energie oder infolge von
in Streukapazitäten C₀ und GG gespeicherter Energie im
Entladungsspalt existiert, sich dahingehend Probleme
ergeben, daß es schwierig ist, die Bearbeitungsspäne,
freien Kohlenstoff und andere schwimmende oder schwebende
Substanzen aus dem Entladungsspalt zu entfernen. Falls
in Anwesenheit dieser schwimmenden Substanzen im Entladungsspalt
die Gleichspannung E3 über das Werkstück 1
und die Entladungselektrode 2 angelegt ist, wird die
Entladung in unerwünschtem Maße konzentriert, was zu
Bogenbildung führt. Die Erzeugung einer Bogenentladung
bewirkt, daß die Werkstückoberfläche gerauht wird und
daß der Elektrodenverbrauch beschleunigt wird, oder
bewirkt, daß die Entladungsbearbeitung unterbrochen wird.
Um diesem entgegenzuwirken, wird die AUS-Periode, während
der der Transistor 4 abgeschaltet gehalten wird, wie
bereits erwähnt, notwendigerweise länger angesetzt.
Diese längere AUS-Periode führt jedoch zu der unerwünschten
Eigenschaft einer herabgesetzten Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Spannungsversorgungsschaltung für elektroerosive
Bearbeitung anzugeben, die so aufgebaut ist,
daß sie über eine Schalteinrichtung eine Gleichspannung
über eine Entladungselektrode und ein Werkstück legt,
wobei die Entladungs-AUS-Periode vermindert ist, um die
Bearbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß werden Energieverbrauchsschaltungen
verwendet, die die in der Induktanz der Zuleitungsdrähte
usw. und die in den Streukapazitäten gespeicherten Energien
rapide entladen, nachdem die Schalteinrichtung
abgeschaltet worden ist, d. h. die Zufuhr der Gleichspannung
unterbrochen wird.
Durch die Entladung der in der Induktanz der Zuleitungsdrähte
gespeicherten Energie nach Abschalten
der Schalteinrichtung wird erfindungsgemäß die Bearbeitungsgeschwindigkeit
verbessert, und die Oberflächenrauhigkeit
der Bearbeitungsoberfläche wird ebenfalls
verbessert, wobei ferner die Entladung und Entfernung
von Bearbeitungsspänen und freiem Kohlenstoff erleichtert
wird und eine Bogenentladung verhindert wird.
Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht ferner,
Entladungsbearbeitungen wie z. B. die Bearbeitung
oder Ausbildung kleiner Löcher durchzuführen, in welchen
Bearbeitungsspäne und freier Kohlenstoff nur schwer
aus dem Entladungsspalt entfernt werden können, indem
die Entladung der Bearbeitungsspäne, des freien Kohlenstoffs
und anderer schwimmender oder schwebender Substanzen
aus dem Spalt erleichtert wird.
Ferner kann erfindungsgemäß der Elektrodenverbrauch
herabgesetzt werden, indem ermöglicht wird, die Entlade-
AUS-Periode herabzusetzen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild zur Erklärung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 2 die Darstellung der Funktionsverläufe
für in Fig. 1 angezeigten Größen,
Fig. 3 ein Schaltbild zur Erklärung eines
weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 4 ein Schaltbild, das den Aufbau der entsprechenden
Schaltung gemäß dem Stand der Technik zeigt,
und
Fig. 5 die Darstellung von Funktionsverläufen
von in Fig. 4 angezeigten Größen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer
Spannungsversorgungsschaltung zur elektroerosiven Bearbeitung
gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Bezugszahl 1 bezeichnet ein Werkstück, 2 eine Entladungselektrode,
3 eine Gleichspannungsquelle, 4 bis 7
jeweils Transistoren, 8 einen Kondensator bzw. ein Kapazitätselement,
9 bis 12 jeweils Dioden, 13 bis 15 Widerstände
und 16 eine Gatesteuerschaltung für den Transistor
5. Das Symbol L₀ repräsentiert die Induktivität
oder Induktanz der Zuleitungsdrähte, und die Symbole
I, E und G stehen jeweils für die Ströme, die Spannungen
und die Gatespannungen jedes Transistors.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist
den folgenden Schaltungsaufbau auf. Eine erste Schalteinrichtung
ist vorgesehen, die aus einem Transistor 4
besteht, der durch eine Gatespannung G1 gesteuert wird,
um eine Spannung E3 über einem Entladungsspalt zwischen
dem Werkstück 1 und der Entladungselektrode 2 anzulegen.
Ferner ist eine Energieverbrauchsschaltung vorgesehen,
in der eine Diode 10 auf der Ausgangsseite der ersten
Schalteinrichtung mit einer Parallelschaltung verbunden
ist, die aus einer zweiten Schalteinrichtung mit dem
Kapazitätselement 8 und einem Transistor 5 und einem
Widerstand 14 besteht. Ferner ist eine Gatesteuerschaltung
16 der ersten Energieverbrauchsschaltung vorgesehen,
die eine Gatespannung G2 zur Steuerung des Transistors
5 entsprechend dem Entladungsspannungspegel
des Kapazitätselements 8 ausgibt. Eine zweite Energieverbrauchsschaltung,
die aus einem Transistor 6 und
einer Diode 11 einer dritten Schalteinrichtung besteht,
ist parallel zum Entladungsspalt geschaltet und wird
durch eine Gatespannung G3 gesteuert. Eine dritte Energieverbrauchsschaltung,
die aus einem Transistor 7,
einem Widerstand 15 und einer Diode 12 einer vierten
Schalteinrichtung besteht, ist parallel bezüglich der
ersten Energieverbrauchsschaltung vorgesehen und wird
durch eine Gatespannung G4 gesteuert. Das Ausführungsbeispiel
weist einen solchen Aufbau auf, daß der Tranistor
6 der zweiten Energieverbrauchsschaltung dazu
veranlaßt wird, zu leiten, nachdem der Transistor 4
der ersten Schalteinrichtung abgeschaltet ist, und daß
der Transistor 7 der dritten Energieverbrauchsschaltung
dazu veranlaßt wird, zu leiten, wenn zumindest die Spannung
E3, die an den Entladungsspalt gelagt wird, unter
einen vorbestimmten Spannungswert fällt.
Wird in der Schaltung gemäß Fig. 1 der Transistor 4
abgeschaltet und zum selben Zeitpunkt der Transistor 6
eingeschaltet (durchgeschaltet oder durchlässig gemacht),
so wird die Energie, die in der Induktanz L₀ der Zuleitungsdrähte
durch den über das Werkstück 1 und die
Entladungselektrode 2 fließenden Entladungsstrom I1
gespeichert ist, durch das Kapazitätselement 8 der
ersten Energieverbrauchsschaltung entladen. Infolgedessen
wird das Kapazitätselement 8 aufgeladen. Der Ladestrom
des Kapazitätselements 8 wird durch die Gatesteuerschaltung
16 der ersten Energieverbrauchsschaltung derart
überwacht, daß an das Gate des Transistors 5 der ersten
Energieverbrauchsschaltung eine Gatespannung G2 angelegt
wird, sowie der Ladestrom des Kapazitätselements 8
einen vorbestimmten Spannungspegel erreicht bzw. hervorruft.
Hiermit wird der Transistor 5 eingeschaltet. Infolgedessen
wird die in dem Kapazitätselement 8 gespeicherte
Ladung im Transistor 5 der ersten Energieverbrauchsschaltung
entladen. Daher wird, weil die Spannung
am Kapazitätselement 8 auf einem vorbestimmten Wert gehalten
wird, die in der Induktanz L₀ gespeicherte Energie
über die erste Energieverbrauchsschaltung verbraucht
bzw. vernichtet.
Fällt die Spannung E2, die an den Transistor 4 angelegt
ist, unter den Spannungswert am Kapazitätselement
8, so wird der Transistor 7 in der dritten Energieverbrauchsschaltung,
die parallel bezüglich der ersten Energieverbrauchsschaltung
vorgesehen ist, dazu veranlaßt,
zu leiten, und infolgedessen wird die zuvor erwähnte
Energie rapide über diesen Schalter verbraucht
und vernichtet. Infolgedessen wird vermieden, daß ein
oszillierender Strom über dem Werkstück 1 und der Entladungselektrode
2 hervorgerufen wird, und ferner wird
verhindert, daß eine unerwünscht hohe Spannung an den
Transistor 4 der ersten Schalteinrichtung angelegt wird,
da die Spannung am Kapazitätselement 8 auf einem vorbestimmten
Wert gehalten wird. Infolgedessen kann die in
der Induktanz L₀ der Zuleitungsdrähte gespeicherte
Energie schnell entladen werden und die AUS-Periode,
während der der Transistor 4 im AUS-Schaltzustand
gehalten wird, kann herabgesetzt werden. Mit anderen
Worten kann die AUS-Periode TAUS, die in Fig. 2
angedeutet ist, die im folgenden erläutert wird, kürzer
gemacht werden.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels
aus Fig. 1 unter Bezug auf diese Fig. 2
näher erläutert.
Wird der Transistor G1 nach Verstreichen einer
vorbestimmten AUS-Periode TAUS, die in Fig. 2 angezeigt
ist, eingeschaltet, so wird infolge des durchgeschalteten
Transistors eine Spannung über das Werkstück 1
und die Entladungselektrode 2 gelegt. Da die Steuerung
derart durchgeführt wird, daß die Entladungselektrode
2 nahe zum Werkstück 1 herangezogen wird, findet am
Entladungsspalt bei Anlegung der Spannung Entladung
statt. Die Tatsache, daß die Spannung E3 gemäß Fig. 2
abrupt abfällt, repräsentiert das Auftreten von Entladung.
Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit T von
einem Zeitpunkt an, zu dem die Entladung stattfindet,
wird der Transistor G1 ausgeschaltet, d. h. gesperrt.
Mit anderen Worten ist die EIN-Zeit TEIN, die in
Fig. 2 angedeutet ist, während der der Transistor G1
sich im Einschaltzustand befindet, abgeschlossen.
Im folgenden werden diese Vorgänge unter Hervorhebung
des Gesichtspunkts des Energieverbrauchs detaillierter
erläutert.
Wird die Gatespannung G1 aus Fig. 2 an das Gate
des Transistors 4 gelegt, so wird der Transistor 4 eingeschaltet,
wodurch veranlaßt wird, daß die Gleichspannung
3 über die Induktanz L₀ der Zuleitungsdrähte über
das Werkstück 1 und die Entladungselektrode 2 gelegt wird.
Daraufhin findet über dem Werkstück 1 und der Entladungselektrode
2 eine Entladung statt, wodurch das Werkstück
1 bearbeitet wird. Da der Vorgang so gesteuert bzw.
geregelt wird, daß der Entladespalt zwischen dem Werkstück
1 und der Entladungselektrode 2 allmählich reduziert
wird, ändert sich die Spannung über dem Werkstück 1
und der Entladungselektrode 2 zu diesem Zeitpunkt in der
in Fig. 2 an Hand E3 gezeigten Weise.
In der Periode, während der der Transistor 4 in
seinem AUS-Schaltzustand gehalten wird, wird so gesteuert,
daß der Transistor 6 eingeschaltet ist, d. h. beide
Transistoren werden alterniernd jeweils in einander
entgegengesetzte Schaltzustände gebracht.
Die während der EIN-Schaltzeit des Transistors 4 in
der Induktanz L₀ der Zuleitungsdrähte und den Streukapazitäten
C₀ und GG gespeicherte Energie, wird, sowie der
Transistor 4 auf AUS geschaltet wird, entladen, wie dies
durch I2 in Fig. 2 angezeigt ist. Dies führt dazu, daß
das Kapazitätselement 8 über den Widerstand 13, die
Dioden 9 und die Diode 10 geladen wird. Die Aufladungsspannung
des Kapazitätselements 8 wird durch die Gatesteuerschaltung
des Transistors 5 überwacht, und wenn
die Aufladungsspannung des Kapazitätselements 8 einen vorbestimmten
Spannungswert erreicht, so wird an das Gate
des Transistors 5 eine Impulsspannung G2 angelegt. Hierdurch
wird der Transistor 5 eingeschaltet, und die elektrische
Ladung im Kapazitätselement 8 wird über den
Widerstand 14 und den Transistor 5 verbraucht. Da die
Spannung des Kapazitätselements 8 auf einem vorbestimmten
Wert gehalten wird, wird die Energie, die in der Induktanz
L₀ gespeichert ist, verbraucht und vernichtet. Auch
während dieser Periode wird der Transistor 6 in seinem
Einschaltzustand gehalten, wodurch verhindert wird, daß
der Strom I1 über den Entladungsspalt fließt, der einen
Spaltwiderstand aufweist. Infolgedessen wird keine
Spannung an den Entladungsspalt gelegt und Bearbeitungsschnipsel
oder -späne und andere schwimmende oder
schwebende Substanzen im Entladungsspalt werden in diesem
frühen Stadium entfernt.
Fällt die an den Transistor 4 angelegte Spannung E2
unter die Spannung des Kapazitätselements 8, das auf
einem vorbestimmten Spannungswert gehalten wird, so
kann die in der erwähnten Induktanz L₀ gespeicherte
Energie nicht über die erste Energieverbrauchsschaltung
entladen werden. Dies kann eine Schwingung durch die
Streukapazität in der Schaltung hervorrufen. Um
dieses Phänomen zu verhindern, wird die Energie dazu
gebracht, in nicht oszillierender Weise verbraucht zu
werden, indem der Transistor 7 eingeschaltet wird, d. h.,
daß die Energie über die dritte Energieverbrauchsschaltung
vernichtet wird. Durch diese Vorgehensweise
wird die in der Induktanz L₀ der Zuleitungsdrähte gespeicherte
Energie rapide über die Transistoren 6 und 7
verbraucht und vernichtet.
Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden
die in der Induktanz der Zuleitungsdrähte und den Streukapazitäten
C₀ und CG gespeicherten Energien in nicht
oszillierender Weise über die Energieverbrauchsschaltungen
der Transistoren 5 bis 7 während der AUS-Periode
der Entladungsbearbeitung sehr schnell verbraucht. Infolgedessen
kann die Entladungs-AUS-Periode beträchtlich
vermindert werden. Dadurch, daß die Spannung über dem
Entladungsspalt auf Null gehalten wird, können Bearbeitungsspäne
und freier Kohlenstoff im Entladungsspalt
einfach entladen werden. Infolgedessen können die erwähnten
Energien schnell verbraucht und vernichtet
werden, ohne daß zugelassen wird, daß die Entladung
sich zu einer Bogenentladung ausweitet, wodurch es
möglich ist, die Entladungs-AUS-Periode zu verkürzen
und darüber hinaus die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu
verbessern.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungsschaltung für
elektroerosive Bearbeitung. In diesem Ausführungsbeispiel
wird ein ähnlicher Schaltungsaufbau wie in Fig. 1
verwendet, wobei jedoch die dritte Energieverbrauchsschaltung
(Transistor 7, Widerstand 15 und Diode 12)
aus Fig. 1 wegfällt. In Fig. 3 sind durch gleiche Bezugszeichen
wie in Fig. 1 auch gleiche Schaltungsteile
bezeichnet. Die Bezugszeichen 17 bis 19 bezeichnen
jeweils Widerstände. 20 gibt einen Impulseingangsanschluß
an, 21 bis 23 jeweils Buffer, 24 einen Photokoppler,
25 einen Eingangsimpulskurvenformungsabschnitt,
25-1 einen monostabilen Multivibrator und 25-2 ein
Flipflop. Die Bezugszahl 26 bezeichnet eine Spaltspannungsdetektoreinrichtung
zum Erfassen der Spannung
im Entladungsspalt zwischen dem Werkstück 1 und der
Entladungselektrode 2. Im folgenden wird die Funktionsweise
der Schaltung aus Fig. 3 detailliert für die
Periode erläutert, in der der Eingangsimpuls, der vom
Impulseingangsanschluß 20 eingegeben wird, sich in der
Ausschaltzeit befindet, sowie auch für die Periode, in
der dieser Eingangsimpuls in seiner Einschaltzeit liegt.
Der Transistor 4 wird von einem Signal, das vom
Buffer 21 kommt, eingeschaltet. Dies verursacht, daß die
Spannung der Gleichspannungsquelle 3 an den Entladungsspalt
gelegt wird.
Der Transistor 5 ist jedoch nichtleitend, weil, so
lange wie der Transistor 4 eingeschaltet gehalten wird,
an den Transistor 5 eine entgegengesetzte oder Umkehrspannung
angelegt wird.
Der Transistor 6, der einen weiteren Teil der Energieverbrauchsschaltung
darstellt, verbleibt im AUS-
Schaltzustand, da kein EIN-Gatesignal gegeben wird. Dies
ist deshalb der Fall, weil, wenn ein Signal, das gewonnen
wird, indem die Kurvenform des Eingangsimpulses
im monostabilen Multivibrator 45-1 und Flipflo 25-2
geformt wird, eingegeben wird, der Ausgangswiderstand
des Photokopplers 24 herabgesetzt wird mit dem Resultat,
daß über den Widerstand 19 ein Strom im Photokoppler 24
fließt. Infolgedessen fällt das Potential des Eingangsanschlusses
vom Buffer 23 ab, und das Potential des
Ausgangsanschlusses fällt ebenfalls ab. Hierdurch wird
an das Gate des Transistors 6 kein EIN-Signal angelegt,
wobei dieser Transistor infolgedessen im Ausschaltzustand
gehalten wird.
In diesem Zustand wird dafür gesorgt, daß die Entladungselektrode
2 abgesenkt wird, um den Entladungsspalt
zu verkleinern. Infolgedessen tritt im Entladungsspalt
zur Bearbeitung des Werkstücks 1 eine Entladung
auf. Die Spaltspannungsdetektoreinrichtung 26 erfaßt
das Auftreten von Entladungen. Daraufhin wird von einer
geeigneten Einrichtung, die in der Figur nicht dargestellt
ist, vom Zeitpunkt, bei dem die Entladung beginnt,
eine vorbestimmte Zeit durch eine Zählung gemessen
und der erwähnte Eingangsimpuls 20 wird nach Verstreichen
dieser vorbestimmten Zeit auf AUS gesetzt.
Wenn der Eingangsimpuls 20 auf AUS gesetzt ist, so
wird der Transistor 4 ausgeschaltet, d. h. in den Sperrzustand
versetzt, wodurch die Zuführung der Entladungsspannung
unterbrochen wird.
Ist der Eingangsimpuls 20 auf AUS gesetzt, so wird
der Transistor 6, der Teil der Energieverbrauchsschaltung
ist, auf EIN geschaltet. Dies ist deshalb der Fall,
weil, wenn der Eingangsimpuls 20 ausgeschaltet ist, das
Ausgangssignal des Buffers 22 Null wird, mit dem Ergebnis,
daß zur Eingangsseite des Photokopplers 24 kein
Strom fließt, wodurch bewirkt wird, daß dessen Ausgangswiderstand
anwächst. Infolgedessen wird die an
den Eingangsanschluß des Buffers 23 über den Widerstand 19
angelegte Spannung erhöht, und die Ausgangsspannung wird
ebenfalls erhöht. Mit anderen Worten wird eine Gatespannung
an den Transistor 6 gelegt. Andererseits wird
die Spannung, die durch die Energien erzeugt wird, welche
in der Zuleitungsdrahtinduktanz L₀, en Streukapazitäten
C₀ und der Entladungsspaltkapazität CG gespeichert sind,
in Form einer Vorwärtsspannung über den Source- und Drainanschluß
des Transistors 6 gelegt. Dies führt dazu, daß
der Transistor 6 eingeschaltet wird.
Wenn der Transistor 4 ausgeschaltet ist, und der
Transistor 6 eingeschaltet ist, fließt der durch die in
der Leitung gespeicherte Energie erzeugte Strom durch
den Transistor 6 → die Diode 10 → das Kapazitätselement
8 in der durch die in der Figur mit Hilfe einer
Linie angezeigten Weise, welche aus alternierenden
kurzen und langen Linienelementen besteht. Das heißt, ein
Teil dieser Energie wird in Form von Joulscher Wärme
verbraucht, sowie dieser Strom fließt, wobei der Rest
in Form einer Ladung auf das Kapazitätselement 8 übertragen
wird.
Hierduch wird ein unerwünschter Zustand verhindert,
bei dem eine Ladung während der Periode, in der der
Transistor 4 der ersten Schalteinrichtung ausgeschaltet
ist, im Spalt verbleibt, so daß auf diese Weise nicht
zugelassen wird, daß die Spannung Null wird.
Sowie das Kapazitätselement 8 immer dann, wenn der
Transistor 4 ein- und ausgeschaltet wird, geladen wird,
wird die Ladespannung allmählich erhöht. Erreicht die
Spannung des Kapazitätselements 8 einen vorbestimmten
Wert, stellt die Gatesteuerschaltung 16 des Transistors
5 diese Spannung fest, woraufhin sie ein EIN-Signal zum
Transistor 5 überträgt. Wenn der Transistor 5 eingeschaltet
ist, wird das Kapazitätselement 8 über den
Widerstand 14 → den Transistor 5 entladen. Das heißt, daß
die in dem Kapazitätselement 8 gespeicherte Ladung in
Form Joulscher Wärme vernichtet wird, sowie die Energie
in den Widerstand 14 und den Transistor 5 fließt.
Der Transistor 5 kann im Vergleich zum Transistor
4 Schaltcharakteristiken geringerer Güte aufweisen,
da die Aufgabe des Transistors 5 lediglich darin besteht,
nur dann einzuschalten, d. h. in den leitenden
Schaltzustand überzugehen, wenn die Spannung des
Kapazitätselements 8 einen vorbestimmten Wert erreicht,
wenn der Transistor 4 einige Male ein- und ausgeschaltet
ist.
Die Dauer eines einzigen Spannungsimpulses, der
zur Entladungsbearbeitung zugeführt wird, sollte, wenn
immer praktikabel, kürzer sein, um ein Anrosten infolge
von Ionisation (Elektrolyse) zu verhindern. Auch dann,
wenn Impulse mit kurzer Rechteckform aufeinanderfolgend
angelegt werden, wird die in der Leitung gespeicherte
Energie durch die Wirkung der Energieverbrauchsschaltung
rapide vernichtet. Dies trägt dazu bei, daß der unerwünschte
Zustand, bei dem eine Spannung während sämtlicher
Zeitperioden an den Entladungsspalt gelegt ist, vermieden
wird.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird
im Entladungsspalt während der Entladungs-AUS-Periode
zwischen den Entladungsvorgängen im Ausführungsbeispiel
in Fig. 3 keine große Energie mehr gespeichert. Dies
verhindert ein Auftreten von Rost infolge von Elektrolyse
und erleichtert die Entfernung von Bearbeitungsspänen
aus dem Entladungsspalt. Darüber hinaus kann die AUS-
Periode TAUS (Fig. 2) ausreichend kurz gemacht werden,
so daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Erhöhen
der Anzahl von Entladungen pro Zeiteinheit erhöht werden
kann.
Claims (5)
1. Spannungsversorgungssschaltung für elektroerosive
Bearbeitung, aufweisend eine erste Schalteinrichtung
zum Anlegen einer Gleichspannung an einen Entladungsspalt
zwischen einer Entladungsbearbeitungselektrode
und einem Werkstück, eine erste Energieverbrauchsschaltung
mit einer zweiten Schalteinrichtung, die
auf der Ausgangsseite der ersten Schalteinrichtung
vorgesehen ist, und eine zweite Energieverbrauchsschaltung
mit einer dritten Schalteinrichtung, die
parallel zum Entladungsspalt vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schalteinrichtung (5) der ersten Energieverbrauchsschaltung
(5, 8, 10, 14) und die dritte
Schalteinrichtung (6) der zweiten Energieverbrauchsschaltung
(6, 11) dazu veranlaßt werden, zu leiten,
nachdem die erste Schalteinrichtung (4) abgeschaltet
worden ist.
2. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Energieverbrauchsschaltung ein Kapazitätselement
(8), das parallel zur zweiten Schalteinrichtung
(5) geschaltet ist, und eine Gatesteuerschaltung
(16) umfaßt, die die zweite Schalteinrichtung
entsprechend dem Ladepegel des Kapazitätselements
steuert.
3. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Energieverbrauchsschaltung eine Diode
(10) aufweist, die sie in Serie mit dem Kapazitätselement
(8) geschaltet ist.
4. Spannungsversorgungsschaltung nach Annspruch 1 oder
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine dritte Energieverbrauchsschaltung (7, 12, 15)
vorgesehen ist, die aus einer vierten Schalteinrichtung (7)
besteht und parallel bezüglich der ersten Energieverbrauchsschaltung
(5, 8, 10, 14) geschaltet ist.
5. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vierte Schalteinrichtung (7, 12, 15) der
dritten Energieverbrauchsschaltung eingeschaltet wird,
nachdem der Energieverbrauchsvorgang in der ersten
Energieverbrauchsschaltung über eine vorbestimmte Zeitdauer
fortgeschritten ist, und ausgeschaltet ist, bevor
die erste Schalteinrichtung (4) leitend wird.
Applications Claiming Priority (1)
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GB (1) | GB2234929B (de) |
IT (1) | IT1242522B (de) |
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