DE4302406A1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinheit
zur funkenerosiven Bearbeitung, bei welcher zwischen einem
Werkstück und einer Elektrode ein Bearbeitungsspalt vorhanden
ist und die Bearbeitung mittels Entladungsenergie erfolgt.
Insbesondere bezieht sie sich auf eine Stromversorgungsein
heit zur funkenerosiven Bearbeitung, bei welcher die konzen
trierte Entladung in einer Funkenerosionsmaschine verringert
wird, um die Oberflächenrauhigkeit zu verbessern und zu ver
hindern, daß ein Draht durchtrennt wird.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Stromversor
gungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung, bei welcher bei
Anstieg der in den Raum zwischen den Polen in einer Funken
erosionsmaschine mit Entladungsdraht zugeführten elektrischen
Energie ein Durchtrennen des Drahtes verhindert wird. Außer
dem bezieht sich die Erfindung auf eine Schutzfunktion für
die Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung.
In Fig. 8 der beiliegenden Zeichnung ist ein Schaltungsbild
eines Beispiels einer herkömmlichen Stromversorgungseinheit
zur funkenerosiven Bearbeitung dargestellt. Das Bezugszeichen
10 in Fig. 8 bezeichnet eine Gleichstromquelle; mit 12 ist
ein Werkstück und mit 13 eine Elektrode angegeben, und die
Bezugszeichen 14a, 14b geben ein erstes Paar Schaltelemente
an, die im vorliegenden Fall Leistungsbauteile in MOSFET-
Technik sind; mit 16a und 16b ist ein zweites Paar Schaltele
mente bezeichnet, bei denen es sich im vorliegenden Fall um
Leistungs-MOSFET-Teile handelt, während zum Schutz der Lei
stungs-MOSFETs 14a und 14b und 16a bzw. 16b jeweils Dämp
fungsschaltungen 15a, 15b, 15c, 15d vorgesehen sind, die je
weils aus einer Diode, einem Kondensator und einem Widerstand
bestehen. Das Bezugszeichen 17 gibt dabei einen Widerstand
an, der eine Entladung verhindert.
Nachfolgend wird nun die Funktionsweise dieser Schaltung be
schrieben. An eine Stelle zwischen der Bearbeitungselektrode
13 und dem Werkstück 12 (die nachfolgend als "Stelle zwischen
den Polen", bezeichnet wird) legt die Gleichstromquelle 10 ei
ne Gleichspannung an, während ein erstes Paar Schaltelemente
14a und 14b gleichzeitig für eine vorgegebene Zeit ein-/aus
geschaltet wird, um so eine Gruppe von Impulsen mit positiver
Spannung zu erzeugen und dabei die Entladung zur funkenerosi
ven Bearbeitung zu veranlassen. Anschließend wird das zweite
Paar Schaltelemente 16a und 16b gleichzeitig für eine vorge
gebene Zeit ein-/ausgeschaltet, um so eine Gruppe von Impul
sen mit Rückwärtsspannung zu erzeugen. Um jedoch die Bildung
einer Entladung zu erschweren, ist der in Fig. 8 dargestellte
Widerstand 17 zur Verhinderung einer Entladung vorgesehen.
Diese Abfolge von Arbeitsschritten wird zur Weiterführung der
funkenerosiven Bearbeitung wiederholt ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9(a) und 9(b) wird als nächstes die
Wellenform der Entladungsspannung zwischen den Polen erläu
tert. Fig. 9(a) zeigt dabei eine Wellenform der Entladungs
spannung zwischen den Polen zu dem Zeitpunkt, zu den die
Schaltfrequenz niedrig ist (höchstens gleich mehreren
KHz·10). Die Entladung wird jedoch mit Sicherheit und zuver
lässig nacheinander ausgeführt. Werden die Schaltelemente
ausgeschaltet, wird die Spannung zwischen den Polen auf 0V
gebracht. Die Wellenform der Entladungsspannung zwischen den
Polen, die zu dem Zeitpunkt vorliegt, zu dem die Schaltfre
quenz hoch ist (mindestens gleich mehreren KHz·100), ist da
gegen in Fig. 9(b) dargestellt. Sobald jedoch eine Entladung
stattfindet, auch wenn die Schaltelemente abgeschaltet sind,
sinkt die Impedanz der Dämpfungsschaltungen, da die Frequenz
hoch ist, so daß der Bearbeitungsstrom nicht durch die
Schaltelemente fließt, sondern weiterhin durch die Dioden und
Kondensatoren der Dämpfungsschaltungen, wie mit I1 (auf der
Seite der positiven Spannung) und I2 (auf der Seite der Rück
wärtsspannung) in Fig. 8 angegeben ist. Somit wird der Bear
beitungsstrom zur konzentrierten Entladung gebracht, während
die Wellenform der Entladungsspannung zwischen den Polen
nicht auf 0V gebracht ist, auch wenn die Schaltelemente aus
geschaltet sind, sondern der Lichtbogenspannung entspricht.
Fig. 10 zeigt außerdem ein Schaltungsbild einer anderen her
kömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bear
beitung. In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine er
ste Gleichstromquelle; 22 ein Werkstück; 23 eine Drahtelek
trode; 24a, 24b ein erstes Paar Schaltelemente, die im vor
liegenden Fall als Leistungs-MOSFET-Teile ausgeführt sind,
sowie 26a, 26b ein zweites Paar Schaltelemente, die ebenfalls
hier als Leistungs-MOSFETs ausgebildet sind; die Bezugszei
chen 27a, 27b, 27c, 27d geben Dioden zum Schutz der Lei
stungs-MOSFETs an, 28 einen Strombegrenzungswiderstand für
die positive Spannung, 29 einen Strombegrenzungswiderstand
für die Rückwärtsspannung; und 50 eine zweite Gleichstrom
quelle, während mit 51 ein drittes Schaltelement angegeben
ist, das im vorliegenden Fall als Leistungs-MOSFET ausgeführt
ist, und mit 52 ein Löschkreis.
Nachfolgend wird nun die Funktionsweise dieser Schaltung be
schrieben. An die Stelle zwischen der Bearbeitungselektrode
13 und dem Werkstück 12 legt die erste Gleichstromquelle 20
eine Gleichspannung an, während ein erstes Paar Schaltelemen
te 24a und 24b gleichzeitig für eine vorgegebene Zeit ein-/
ausgeschaltet wird, um so eine Gruppe von Impulsen mit posi
tiver Spannung zu erzeugen und dabei die Entladung zur fun
kenerosiven Bearbeitung zu veranlassen. Unmittelbar danach
wird das dritte Schaltelement 51 eingeschaltet, so daß der
zur Bearbeitung dienende Arbeitsstrom infolge der zweiten
Gleichstromquelle 50 zwischen den Polen fließt. Nach Ablauf
einer vorgegebenen Einschaltdauer werden das erste Paar
Schaltelemente 24a und 24b sowie das dritte Schaltelement 51
abgeschaltet. Anschließend wird das zweite Paar Schaltelemen
te 26a und 26b gleichzeitig für eine vorgegebene Zeit ein-/
ausgeschaltet, um an die Stelle zwischen den Polen über den
Strombegrenzungswiderstand 29 für die Rückwärtsspannung diese
Rückwärtsspannung anzulegen. Diese Abfolge von Arbeitsschrit
ten wird zur Weiterführung der funkenerosiven Bearbeitung
wiederholt ausgeführt. Die Betriebswellenform ist in Fig. 11
dargestellt.
Gemäß Fig. 11 wird das erste Paar Schaltelemente 24a und 24b
eingeschaltet, wie dies mit Wellenform A in Schritt (1) ange
geben ist. An diesem Punkt befinden sich die zweiten und
dritten Schaltelemente 26a, 26b und 51 in ausgeschaltetem Zu
stand. Danach wird die Spannung (V0) von der ersten Gleich
stromquelle 20 an die Stelle zwischen den Polen angelegt, was
durch die Wellenform D in Fig. 11 unter Schritt (2) angegeben
ist. Kommt es an der Stelle zwischen den Polen zu einem Span
nungsdurchschlag, sinkt die Spannung vom Wert V0 auf den
Lichtbogenwert ab, wie mit Wellenform D in Schritt (3) ge
zeigt ist.
Ist es zu einem Spannungsdurchschlag gekommen, wird das drit
te Schaltelement 51 sofort für einen festen Zeitraum t einge
schaltet, vgl. Schritt (4) bei Wellenform B. Zwischenzeitlich
bleibt das erste Paar Schaltelemente 24a und 24b gleichzeitig
eingeschaltet (Überlappungszustand, wie Wellenform A zeigt.
Danach wird das erste Paar Schaltelemente 24a und 24b ausge
schaltet; vgl. Wellenform A in Schritt (5). Hierbei sollte
beachtet werden, daß danach das dritte Schaltelement 51 in
Schritt (4) eingeschaltet und wird und die zweite Gleich
stromquelle 50 (vgl. Wellenform E) den Bearbeitungsstrom an
die Stelle zwischen den Polen anlegt.
Die Induktivität (L) der Zuleitung, die von der zweiten
Gleichstromquelle 50 zu der Stelle zwischen den Polen führt,
bestimmt die Steilheit des Bearbeitungsstroms in Schritt (7)
bei Wellenform E. Diese Beziehung wird durch folgenden Aus
druck wiedergegeben
wobei: I = Bearbeitungsstrom
V = Spannung der zweiten Gleichstromquelle
L = Induktivität der Zuleitung
t = Einschaltdauer des dritten Schaltelements.
V = Spannung der zweiten Gleichstromquelle
L = Induktivität der Zuleitung
t = Einschaltdauer des dritten Schaltelements.
Nach Ablauf der gewünschten Einschaltdauer (t) wird das drit
te Schaltelement 51 ausgeschaltet, was mit Wellenform B in
Schritt (8) angegeben ist. Danach verändert sich der Bearbei
tungsstrom nicht sofort auf Null, auch wenn das dritte
Schaltelement 51 schon ausgeschaltet wird und der Bearbei
tungsstrom solange weiterfließt, bis sich die in der Indukti
vität der Zuleitung gespeicherte Energie auf Null verändert
hat. Dieser Stromverlauf wird durch I1 und I2 in Fig. 10 an
gegeben und durch die Wellenform E in Schritt (9) darge
stellt.
Verändern sich der Bearbeitungsstrom (Wellenform E) und die
Lichtbogenspannung (Wellenform D) an der Stelle zwischen den
Polen auf Null (Schritt 10), so wird das zweite Paar Schalt
elemente 26a und 26a sofort eingeschaltet, wie Schritt (11)
dies mit Wellenform C zeigt. Infolgedessen wird von der er
sten Gleichstromquelle 20 eine Spannung mit umgekehrter Pola
rität an die Stelle zwischen den Polen angelegt, woraufhin
die Wellenform D auf Schritt (12) absinkt. Nach Ablauf einer
bestimmten Zeit wird das zweite Paar Schaltelemente 26a und
26b ausgeschaltet, woraufhin sich der Spannungswert an der
Stelle zwischen den Polen auf Null verändert; vgl. Schritt
(13).
Die vorstehend erläuterten Schritte (1)-(13) umfassen pro
Bearbeitung einen Zyklus. Während ein Bearbeitungszyklus ab
läuft, während das dritte Schaltelement 51 ausgeschaltet ist
- vgl. Schritt (8), Wellenform B - fließt der Strom (I2) wei
terhin zur ersten Gleichstromquelle 20 - vgl. Schritt (9),
Wellenform E. Da an die erste Gleichstromquelle 20 ein (nicht
dargestellter) Kondensator angeschlossen ist, fließt der
Strom weiterhin zum Kondensator. Somit steigt die Ausgangs
spannung der ersten Gleichstromquelle 20 von V0 auf V0′ an -
vgl. Wellenform D - wobei dann der Draht bricht.
Fig. 12 zeigt ein Schaltungsbild einer anderen herkömmlichen
Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung. In
Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Gleichstromquel
le; 32 ein Werkstück, 33 eine Elektrode; und mit 34a, 34b ist
ein erstes Paar Schaltelemente angegeben, die im vorliegenden
Fall Leistungs-MOSFETs sind, während mit 36a, 36b ein zweites
Paar Schaltungselemente bezeichnet ist, die im vorliegenden
Fall Leistungs-MOSFETs sind; die Bezugszeichen 35a, 35b, 35c
und 35d bezeichnen Dioden zum Schutz der Leistungs-MOSFETs
und 37 gibt einen Strombegrenzungswiderstand an.
Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Schaltung erläu
tert. An die Stelle zwischen den Polen, d. h. zwischen der Be
arbeitungselektrode 33 und dem Werkstück 32, wird eine
Gleichspannung angelegt, während das erste Paar Schaltelemen
te 34a und 34b gleichzeitig für einen vorgegebenen Zeitraum
ein-/ausgeschaltet wird, um einen Impuls mit positiver Span
nung zur Ausführung der funkenerosiven Bearbeitung zu erzeu
gen. Anschließend wird das zweite Paar Schaltelemente 36a und
36b gleichzeitig für einen vorgegebenen Zeitraum ein-/ausge
schaltet, um einen Impuls mit entgegengesetzter Spannung zu
erzeugen. Der Strombegrenzungswiderstand 37 ist zwischenge
schaltet, um einen gewünschten Entladungsstrom zu erhalten.
Diese Abfolge von Arbeitsschritten wird wiederholt ausge
führt, um die funkenerosive Bearbeitung weiterzuführen.
Damit die oberen und unteren Schaltelemente in einem ersten
Zweig (einen Schaltungsabschnitt, der eine obere Seite des
ersten Paars Schaltelemente und eine untere Seite des zweiten
Paars Schaltelemente zusammen enthält) oder einem zweiten
Zweig (einem Schaltungsabschnitt, der eine untere Seite des
ersten Paars Schaltelemente und eine obere Seite des zweiten
Paars Schaltelemente zusammen enthält) keinen Kurzschluß ver
ursachen, ist es erforderlich, daß sowohl das erste als auch
das zweite Paar Schaltelemente ausgeschaltet wird (Totzeit),
wenn zwischen einer positiven Spannung und einer Rückwärts
spannung umgeschaltet wird (t1 ist dabei der in Fig. 13 ange
gebene Zeitraum). Durch die Totzeit wird verhindert, daß sich
zwei Impulse überlagern und einen Kurzschluß verursachen.
Für gewöhnlich ist eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit er
wünscht, und die Entladungsfrequenz muß angehoben werden, um
die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Zu diesem Zweck
muß die Totzeit verkürzt und auf einen Wert nahe 0 gebracht
werden. Auch wenn jedoch die Totzeit so verkürzt wird, daß
sie unmittelbar nahe 0 liegt, kann die Totzeit zu kurz sein,
um einen Kurzschluß derselben zu verhindern, und läuft voll
ständig ab, wenn Schwankungen in den Bauelementen der elek
tronischen Schaltung zur Erzeugung der Totzeit, Schwankungen
in den Kennlinien der entsprechenden elektronischen Bauele
mente als Reaktion auf Störungen infolge von Temperatur
schwankungen und dgl., und auch infolge von Funktionsstörun
gen aufgrund von Rauschen oder dergleichen auftreten. Damit
kann ein oberer und unterer oder vertikaler Kurzschluß durch
die Betätigung der parallel vorgesehenen ersten/zweiten Zwei
ge ausgelöst werden.
Als einschlägige Literaturstellen im Zusammenhang mit der
hier beschriebenen Erfindung wird hier das "STROMVERSORGUNGS-
AGGREGAT FÜR FUNKENEROSIONSMASCHINEN" genannt, wie es in der
JP-OS Nr. SHO 63-2 21 919 beschrieben ist, sowie das "STROMVER-
SORGUNGSAGGREGAT ZUR FUNKENEROSIVEN BEARBEITUNG", beschrieben
in der JP-OS Nr. HEI 2-71 920.
Eine herkömmliche Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven
Bearbeitung wurde in vorstehender Weise aufgebaut. Sobald es
zu einer Entladung kommt, fließt somit der Entladungsstrom
weiterhin durch die Dämpfungsschaltungen, auch wenn die
Schaltelemente ausgeschaltet sind (dies geschieht merkbar
insbesondere dann, wenn die Schaltfrequenz hoch ist). Damit
liegt insofern ein Problem vor, als es zu einer konzentrier
ten Entladung kommt und infolgedessen eine bearbeitete Ober
fläche zu rauh wird oder ein Draht bricht.
Bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenero
siven Bearbeitung mit dem vorbeschriebenen Aufbau wird der
Überspannungsstrom, der zu dem Zeitpunkt fließt, zu dem das
dritte Schaltelement ausgeschaltet ist, auch an der ersten
Gleichstromquelle regeneriert (vgl. 12 in Fig. 10), neben dem
Löschkreis (vgl. I1 in Fig. 10). Die Öffnungsspannung V0
steigt zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Entladung erstmals er
zeugt wird. Damit tritt das Problem auf, daß der Draht
bricht.
Bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenero
siven Bearbeitung, die so aufgebaut ist, daß sie sich in vor
beschriebener Weise zur schnellen Bearbeitung eignet, läuft
die Totzeit vollständig ab und es tritt der Fall ein, daß an
den ersten/zweiten Zweigen ein Kurzschluß in vertikaler Rich
tung entsteht. Fließt ein zu starker Strom durch die Schalt
elemente (I1 und I2, vgl. Fig. 12), stellt sich das Problem,
daß die Schaltelemente zerstört werden und damit die Bearbei
tung unmöglich wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgenann
ten Probleme zu lösen und eine Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung zu schaffen, bei welcher auch bei
hoher Schaltfrequenz nicht der Fall eintritt- daß der Entla
dungsstrom weiterhin zu dem Zeitpunkt fließt, zu dem die
Schaltelemente ausgeschaltet sind, bei bei welcher außerdem
eine konzentrierte Entladung mit mit Schwierigkeiten auftre
ten kann und eine bearbeitete Fläche nicht rauh werden und
damit verhindert werden kann, daß ein Draht bricht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Stromversor
gungseinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
sie folgendes aufweist:
- - eine Gleichstromquelle zur Versorgung des Bearbeitungs spalts mit elektrischer Energie;
- - ein bei einer Vielzahl von Schaltfrequenzen steuerbar betä tigbares Schaltelement zum Umwandeln einer Gleichspannung der Gleichstromquelle in eine Impulsspannung;
- - eine Dämpferschaltung zum Schutz des Schaltelements; und
- - eine Abschalteinrichtung zum Abschalten der Dämpferschal tung bei der Schaltfrequenz des Schaltelements.
Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine
Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung zu
schaffen, bei welcher ein Überspannungsstrom an einer ersten
Stromquelle nicht regeneriert wird und die gewünschte Öff
nungsspannung V0 beibehalten wird, wodurch es möglich wird,
ein Brechen des Drahtes zu verhindern.
Gemäß einer dritten Zielsetzung der Erfindung ist außerdem
eine Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung
vorgesehen, bei welcher ein zu starker Strom nicht durch die
Schaltelemente fließt, auch wenn eine Bedingung vorliegt, bei
welcher ein Befehl eingegeben wird, so daß ein Kurzschluß in
vertikaler Richtung entsteht. Damit wird ein Bruch der
Schaltelemente vermieden.
Außerdem liegt der Erfindung eine vierte Aufgabe zugrunde,
nämlich eine Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bear
beitung zu schaffen, bei welcher eine zu starke Überspannung
nicht an die ersten/zweiten Schaltelemente angelegt wird, wo
durch ein Bruch der Schaltelemente verursacht würde.
Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit zur funkenerosi
ven Bearbeitung ist so ausgelegt, daß bei hoher Schaltfre
quenz die Dämpfungsschaltung abgeschaltet wird, so daß eine
konzentrierte Entladung nicht stattfindet.
Außerdem ist die erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung mit Entladungsdraht so aufgebaut,
daß der Überspannungsstrom an der ersten Gleichstromquelle
nicht regeneriert wird und die gewünschte Öffnungsspannung V0
aufrechterhalten wird.
Des weiteren ist die erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit
zur funkenerosiven Bearbeitung so aufgebaut, daß sogar bei
Vorliegen einer Bedingung, bei der infolge eines eingegebenen
Befehls ein Kurzschluß in vertikaler Richtung auftritt, durch
die Schaltelemente kein übermäßig starker Strom fließt.
Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße Stromversorgungsein
heit zur funkenerosiven Bearbeitung so angeordnet, daß der
Überspannungsstrom reibungslos fließt, so daß an die Schalt
elemente eine übermäßig starke Überspannung nicht angelegt
wird.
Wie vorstehend erläutert wurde, fließt der Entladungsstrom
erfindungsgemäß nicht weiter, auch wenn die Schaltfrequenz
hoch ist. Somit kommt es nicht zu einer konzentrierten Entla
dung. Auf diese Weise wird die bearbeitete Oberfläche nicht
aufgerauht und bricht auch der Draht nicht, während anderer
seits der Bearbeitungsvorgang stabil ablaufen kann. Da sich
außerdem die Erfindung auf einen Schaltungsaufbau bezieht,
bei dem der Relaiskontakt zum Abschalten der Dämpfungsschal
tung zusätzlich zur herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung vorgesehen ist, ergeben sich auch
hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und geringer Kosten Vor
teile.
Da außerdem erfindungsgemäß der Überspannungsstrom nicht an
der ersten Gleichstromquelle regeneriert wird und die Öff
nungsspannung auf einem jeweils gewünschten Wert gehalten
wird, auch wenn die zwischen den Polen zugeleitete elektri
sche Energie ansteigt, kann der Draht nur mit Schwierigkeiten
brechen, so daß die Bearbeitung stabil abläuft. Da weiterhin
der Schaltungsaufbau im wesentlichen dem Aufbau einer her
kömmlichen Schaltung für eine Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung entspricht, können sich auch inso
weit Vorteile ergeben, als der Schaltungsaufbau einfach und
kostengünstig ist.
Erfindungsgemäß bringt man das Rauschen und die Totzeit zur
Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 0 (Idealzu
stand). Auch wenn zwischen den ersten/zweiten Zweigen ein
Kurzschluß in vertikaler Richtung auftritt, fließt durch die
Schaltelemente kein übermäßig starker Strom. Somit wird die
Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung nicht
gestört oder zerstört und damit kann der Bearbeitungsvorgang
mit höherer Geschwindigkeit stabil ablaufen. Da außerdem hin
sichtlich des Schaltungsaufbaus im wesentlichen dem Aufbau
einer herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosi
ven Bearbeitung entspricht, können sich insofern Vorteile er
geben, als die Anordnung einfach und kostengünstig ist.
Da des weiteren der Überspannungsstrom so fließt, daß er die
Strombegrenzungswiderstände für die positive Spannung/Rück
wärtsspannung umgeht, wird an VDS der Schaltelemente keine zu
starke Spannung angelegt, so daß die Stromversorgungseinheit
zur funkenerosiven Bearbeitung nicht zerstört wird. Auf diese
Weise kann eine Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit stabil
ablaufen. Weil darüberhinaus bei gleicher Schaltungsauslegung
wie bei den herkömmlichen Stromversorgungseinheiten zur fun
kenerosiven Bearbeitung nur der Anschluß der Bauelemente ge
ändert bzw. modifiziert wird, können sich auch dahingehend
Vorteile ergeben, daß der Schaltungsaufbau einfach und ko
stengünstig ist.
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beilie
gende Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm, das eine andere Auslegung ei
ner erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 7 eine Darstellung einer Betriebswellenform einer Span
nung und eines Stroms zwischen den Polen, sowie die
VDS-Wellenform der Schaltelemente bei der erfindungs
gemäßen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven
Bearbeitung;
Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm, das die Auslegung einer er
findungsgemäßen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung zeigt;
Fig. 9 die Darstellung einer Wellenform der Entladespannung
zwischen den Polen bei einer herkömmlichen Stromver
sorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung;
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm mit der Darstellung einer her
kömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven
Bearbeitung mit Entladungsdraht;
Fig. 11 eine Darstellung der Betriebswellenformen bei einer
herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenero
siven Bearbeitung mit Entladungsdraht;
Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm, das die Anordnung bei einer
herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenero
siven Bearbeitung zeigt; und
Fig. 13 eine Darstellung der Betriebswellenformen mit Angabe
der Totzeit bei einer Schaltung für eine herkömmliche
Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbei
tung gemäß Fig. 12.
Nachstehend werden nun verschiedene Ausführungsbeispiele der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung be
schrieben. Dabei sind in Fig. 1 die mit den Bezugszeichen
10-17 bezeichneten Elemente absolut in Aufbau bzw. Anordnung
mit den Elementen identisch, wie sie bei der herkömmlichen
Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung ver
wendet werden. Die Bezugszeichen 18a, 18b, 18c, 18d bezeich
nen in Fig. 1 jeweils Abschalteinrichtungen für die jeweili
gen Dämpfungsschaltungen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wer
den für die Abschalteinrichtungen mechanische Relaiskontakte
eingesetzt, doch können genausogut auch Halbleiterschalter
verwendet werden.
Als nächstes wird die Funktionsweise erläutert. Eine Impuls
wellenform zur Bearbeitung ist die gleiche wie bei der her
kömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bear
beitung. Diese Schaltung wird nun im Zusammenhang mit dem Um
feld der Verhinderung einer konzentrierten Entladung be
schrieben. Aufgrund vorgegebener Bearbeitungsbedingungen wer
den an die ersten und zweiten Schaltelemente 14a und 14b so
wie 16a und 16b von einem (nicht dargestellten) Oszillator
Ein-/Aus-Signale geleitet, so daß die Umschaltung vorgenommen
wird. Im vorliegenden Fall werden die Schaltelemente 14a und
14b sowie 16a und 16b geschützt, während die Relaiskontakte
18a, 18b, 18c und 18d zum Abschalten der Dämpfungsschaltungen
15a, 15b, 15c, und 15d geschlossen sind, wenn die Schaltfre
quenz niedrig ist (höchstens gleich mehreren KHz·10).
Wird nun eine Bearbeitungsbedingung gesetzt, bei der die
Schaltfrequenz hoch ist (mindestens gleich mehreren hundert
KHz·100), so werden die Relaiskontakte 18a, 18b, 18c und 18d
zum Abschalten der Dämpfungsschaltungen 15a, 15b, 15c und 15d
geöffnet und damit fließt der Entladungsstrom nicht weiter
über die Dämpfungsschaltungen 15a, 15b, 15c und 15d.
Anhand der Zeichnung wird nun ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Gemäß Fig. 2 sind mit Ausnahme der
Strombegrenzungswiderstände 28a und 29b für die positive
Spannung/Rückwärtsspannung die Schaltungsbauteile völlig
gleich wie bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung. Hier bezeichnet das Bezugszeichen
28a den Strombegrenzungswiderstand für die positive- und die
Rückwärtsspannung. Der Wert des Strombegrenzungswiderstands
28a ist genauso wie bei der herkömmlichen Stromversorgungs
einheit zur funkenerosiven Bearbeitung. Allerdings unter
scheidet sich der Strombegrenzungswiderstand 28a hinsichtlich
seiner Anschlußposition von der herkömmlichen Stromversor
gungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung. Und zwar wird
der Strombegrenzungswiderstand 28a zwischen einen Schnitt
punkt (α) zwischen der Elektrode und dem dritten Schaltele
ment und einem Schnittpunkt () zwischen einer unteren Seite
des ersten Paars Schaltelemente und einer oberen Seite des
zweiten Paars Schaltelemente eingesetzt. Das Bezugszeichen
29b gibt den Strombegrenzungswiderstand für die Rückwärts
spannung an. Die Stelle, an der der Strombegrenzungswider
stand 29b geschaltet ist, entspricht genau der Stelle bei der
herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Be
arbeitung. Allerdings unterscheidet sich dieser Strombegren
zungswiderstand 29b von der herkömmlichen Stromversorgungs
einheit zur funkenerosiven Bearbeitung durch seinen Wert, der
auf eine Höhe gebracht wird, bei welcher der Wert des Strom
begrenzungswiderstands für die positive Spannung vom Wert des
herkömmlichen Strombegrenzungswiderstands für die Rückwärts
spannung abgezogen wird.
Die vorstehend erläuterten Regelungen lassen sich durch die
folgenden Ausdrücke darstellen:
- 1) Der Wert des Strombegrenzungswiderstands 28 für die posi tive Spannung, wie er in Fig. 10 dargestellt ist, ist gleich dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 28a für die positive und die Rückwärtsspannung gemäß Fig. 2.
- 2) Der Wert des Strombegrenzungswiderstands 29 für die Rück wärtsspannung gemäß Fig. 10 ist gleich
- a) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 29b für die Rück wärtsspannung gemäß Fig. 2, plus
- b) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 28a für die posi tive und die Rückwärtsspannung gemäß Fig. 2.
Es ist möglich, den Strombegrenzungswiderstand 28b für die
positive Spannung auf die in Fig. 2 dargestellte Schaltung
einzustellen, wie Fig. 3 zeigt. Hierbei werden die Regelungen
folgendermaßen definiert:
- 3) Der Wert des Strombegrenzungswiderstands 28 für die posi tive Spannung gemäß Fig. 10 ist gleich
- a) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 28a für die posi tive und die Rückwärtsspannung gemäß Fig. 3, plus
- b) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 28b für die posi tive Spannung gemäß Fig. 3.
Der Wert des Strombegrenzungswiderstands 29 für die Rück
wärtsspannung gemäß Fig. 10 ist gleich
- a) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 28b für die posi tive und die Rückwärtsspannung gemäß Fig. 3, plus
- b) dem Wert des Strombegrenzungswiderstands 29b für die Rück wärtsspannung gemäß Fig. 3.
Nun wird die Funktionsweise dieser Schaltung erläutert. Eine
Impulswellenform für die Bearbeitung ist genauso wie bei der
herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Be
arbeitung. Hier allerdings werden die Verhältnisse bei Über
spannungsstrom beschrieben. Wird zunächst ein drittes Schalt
element 51 abgeschaltet, fließt der Überspannungsstrom in
den Löschkreis 52 (I1). Außerdem wird der Überspannungsstrom
gern an der ersten Gleichstromquelle 20 (12) regeneriert. Al
lerdings wird verhindert, daß der Überspannungsstrom durch
den Stromwiderstand 28a für die positive Spannung fließt und
damit bleibt die Spannung auf einem gewünschten Wert erhal
ten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Zeichnung wird nun ein weite
res Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das in
Aufbau bzw. Anordnung völlig der herkömmlichen Stromversor
gungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung entspricht, nur
mit der Ausnahme, daß die Strombegrenzungswiderstände 38 und
39 für die positive Spannung/Rückwärtsspannung anders ausge
legt sind. Die Strombegrenzungswiderstände 38 und 39 für die
positive Spannung/Rückwärtsspannung haben zwar die gleiche
Funktion wie bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit
zur funkenerosiven Bearbeitung, doch sind sie hinsichtlich
der Anordnung eines Schaltungsaufbaus unabhängig.
Nun wird die Funktionsweise bei diesem Ausführungsbeispiel
erläutert. Eine zur Bearbeitung vorgesehene Impulswellenform
ist die gleiche wie bei der herkömmlichen Stromversorgungs
einheit zur funkenerosiven Bearbeitung. Bei dieser Beschrei
bung geht es allerdings um das Problem eines vertikalen Kurz
schlusses der ersten/zweiten Zweige. Auch wenn es infolge ir
gendeines Anlasses zu einem Kurzschluß in vertikaler Richtung
komme, d. h. wenn die Totzeit so verkürzt wird, daß sie ganz
nahe bei 0 liegt, treten keine Probleme hier auf, sofern die
folgenden Vorkehrungen getroffen werden. Zunächst ist der
Strombegrenzungswiderstand 38 für die Rückwärtsspannung zwi
schen (I) einen Schnittpunkt (α) zwischen dem ersten Zweig,
welcher die Seite 34a des ersten Paars Schaltelemente und ei
ne untere Seite 36b des zweiten Paares Schaltelemente ent
hält, und einem Werkstück 32, sowie (II) die untere Seite 36b
des zweiten Paares der Schaltelemente geschaltet. Zum zweiten
ist der Strombegrenzungswiderstand 39 zwischen (I) einen
Schnittpunkt (β) zwischen dem zweiten Zweig, welcher die un
tere Seite 34b des ersten Paares Schaltelemente und eine obe
re Seite 36a des zweiten Paares Schaltelemente enthält, und
den Polen und (II) die untere Seite 34b des ersten Paares
Schaltelemente geschaltet. Dementsprechend fließt kein über
mäßig starker Strom (ein Wert des Strombegrenzungswiderstands
wird zuvor so festgelegt, daß er höchstens den gleichen Wert
wie ein Bemessungswert), so daß eine Zerstörung der Schalt
elemente verhindert wird.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 der Zeichnung ein weite
res Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierbei
ist der Aufbau bzw. die Auslegung der Stromversorgung genauso
wie bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur funken
erosiven Bearbeitung. Allerdings unterscheidet sich der An
schluß der Dioden, die zum Schutz der Schaltelemente vorgese
hen sind, von dem bei der herkömmlichen Stromversorgungsein
heit zur funkenerosiven Bearbeitung. Mit anderen Worten ist
eine Kathode einer Diode 45h, die parallel zur unteren Seite
44b des ersten Paares Schaltelemente liegt, an eine Elektrode
43 angeschlossen, während eine Kathode einer Diode 45d, die
parallel zu einer unteren Seite 46b des zweiten Paares
Schaltelemente liegt, mit einem Werkstück 42 verbunden ist.
Als nächstes wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbei
spiels erläutert. Die Impulswellenform zur Bearbeitung ist
genauso wie bei der herkömmlichen Stromversorgungseinheit zur
funkenerosiven Bearbeitung. Hier wird nun die Erfindung unter
Berücksichtigung der Tatsache beschrieben, daß eine übermäßig
starke Überspannung nicht an VDS des ersten/zweiten Paares
Schaltelemente 44a und 44b, 46a und 46b angelegt wird. Ein
Strompfad für den Überspannungsstrom (I2) ist in Fig. 4 zu
dem Zeitpunkt der Umschaltung des ersten Paares Schaltelemen
te 44a und 44b vom ein- in den ausgeschalteten Zustand darge
stellt.
Dieser Strompfad verläuft in der Weise, daß der Überspan
nungsstrom problemlos fließt, da ein Begrenzungswiderstand 47
für die Rückwärtsspannung durch eine Schutzdiode 45d für das
Schaltelement 46b umgangen wird, so daß an VDS des ersten
Paares Schaltelemente 44a und 44b keine übermäßig hohe Über
spannung anliegt.
In gleicher Weise liegt an VDS des zweiten Paares Schaltele
mente 46a und 46b ebenfalls keine zu hohe Überspannung an,
wenn das zweite Paar Schaltelemente 46a und 46b von einge
schalteten in den ausgeschalteten Zustand umschaltet, da der
Überspannungsstrom einen Begrenzungswiderstand 48 für die po
sitive Spannung infolge der Schutzdiode 45h umgeht.
Darüberhinaus zeigt Fig. 6 ein Schaltungsschema, das eine An
ordnung einer anderen erfindungsgemäßen Stromversorgungsein
heit zur funkenerosiven Bearbeitung veranschaulicht. Gemäß
Fig. 6 ist mit dem Bezugszeichen 40 eine Gleichstromquelle
angegeben, mit 42 ein Werkstück, mit 43 eine Elektrode, und
die Bezugszeichen 44a, 44b bezeichnen ein erstes Paar Schal
tungselemente, im vorliegenden Fall als Leistungs-MOSFETs
ausgeführt, während die Bezugszeichen 45a, 45b, 45c, 45d,
45e, 45f, 45g, 45h Dioden angeben, die zum Schutz der Lei
stungs-MOSFETs vorgesehen sind; mit dem Bezugszeichen 47 ist
ferner ein Strombegrenzungswiderstand für die Rückwärtsspan
nung mit mit 48 ein Strombegrenzungswiderstand für die posi
tive Spannung angegeben.
Nun wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels er
läutert. An eine Stelle zwischen den Polen zwischen der Bear
beitungselektrode 43 und dem Werkstück 42 legt die Gleich
stromquelle 40 eine Gleichspannung an. Das erste Paar Schal
tungselemente 44a und 44b wird gleichzeitig für eine vorgege
bene ein- und ausgeschaltet, um einen Impuls mit positiver
Spannung zur Ausführung der funkenerosiven Bearbeitung zu er
zeugen. Anschließend wird das zweite Paar Schaltelemente
gleichzeitig für eine vorgegebene Zeit ein-/ausgeschaltet, um
so einen Impuls mit Rückwärtsspannung zu erzeugen. Um einen
gewünschten Entladungsstrom zu erreichen, werden die Strombe
grenzungswiderstände 47 und 48 für die positive Spannung/
Rückwärtsspannung zwischengeschaltet. Diese Abfolge von Ar
beitsgängen wird wiederholt ausgeführt, um die funkenerosive
Bearbeitung weiterzuführen.
Im vorliegenden Fall ist in Fig. 6 ein Strompfad für den
Überspannungsstrom (I1) zu dem Zeitpunkt der Umschaltung des
ersten Paares Schaltelemente 44a und 44b vom eingeschalteten
in den ausgeschalteten Zustand dargestellt. Der Strombegren
zungswiderstand 47 für die Rückwärtsspannung ist mit dem
Strompfad für den Überspannungsstrom (I1) verbunden, und da
mit wird der Überspannungsstrom nicht wirklich weitergelei
tet. Die Ein-/Aus-Signale von einem (nicht dargestellten) Os
zillator sind in Fig. 7 zu diesem Zeitpunkt dargestellt, und
ebenso eine spannungs-/Strom-Wellenform und eine VDS-Wellen
form für das erste Paar Schaltelemente 44a und 44b.
In dem Augenblick, in dem das erste Paar Schaltelemente 44a
und 44b vom eingeschalteten in den ausgeschalteten Zustand
umgeschaltet wird, wird der Überspannungsstrom (I1) nicht
wirksam vom Strombegrenzungswiderstand 47 für die Rückwärts
spannung weitergeleitet und somit liegt der Fall vor, daß ei
ne bei VDS erzeugte Überspannung (Spannung zwischen Drain und
Source) des ersten Paares Schaltelemente 44a und 44b bei VDS
erzeugt wird, die die Bemessungswerte der Schaltelemente
übersteigt. Eine ähnliche Erscheinung zeigt auch auch in dem
Augenblick, in dem das zweite Paar Schaltelemente 46a und 46b
vom eingeschalteten in den ausgeschalteten Zustand umschal
tet.
In Fig. 7 wird bei der Wellenform A das erste Paar Schaltele
mente 44a und 44b im Schritt (1) in den eingeschalteten Zu
stand gebracht. Als nächstes wird, wie die Wellenform B im
Schritt (2) zeigt, die Spannung (V0) von der Gleichspannungs
quelle 40 an der Stelle zwischen den Polen angelegt. Wie au
ßerdem bei der Wellenform E im Schritt (3) ersichtlich ist,
wird die Spannung (VDS) des ersten Paares Schaltelemente zu
diesem Zeitpunkt auf 0V umgeschaltet. Anschließend kommt es
an der Stelle zwischen den Polen zum Durchschlag, worauf die
Spannung auf die Lichtbogenspannung Varc absinkt, wie dies
durch Wellenform C in Schritt (4) gezeigt ist; zur gleichen
Zeit fließt der Bearbeitungsstrom zu der Stelle zwischen den
Polen, vgl. Wellenform D, Schritt (5).
Nach Ablauf eines gewünschten Zeitraums wird das erste Paar
Schaltelemente 44a und 44b ausgeschaltet - vgl. Wellenform B,
Schritt (6). Anschließend fließt der Bearbeitungsstrom wei
ter, bis eine in der Induktivität L (vgl. Fig. 6) der Zulei
tung gespeicherte Energie sich auf Null verändert - vgl. Wel
lenform D in Schritt (7). Der Stromweg (I1) ist in Fig. 6
dargestellt. Der Strom fließt im Strombegrenzungswiderstand
47 für die Rückwärtsspannung, so daß die Überspannung ent
sprechend dem Spannungsabfall am Schaltelement 44a auftritt,
was sich an Wellenform e in Schritt (8) zeigt. Danach wird
nach Ablauf einer festgelegten Ausschaltzeit das zweite Paar
Schaltelemente 46a und 46 in den eingeschalteten Zustand ver
setzt, was sich in Wellenform B im Schritt (9) ausdrückt. An
schließend wird an die Stelle zwischen den Polen von der
Gleichstromquelle 40 eine Spannung mit umgekehrter Polarität
zur Spannung (V0) angelegt, wie Wellenform C in Schritt (10)
zeigt.
Die Arbeitsschritte (11)-(16) sind die gleichen wie die in
Fig. 7 dargestellten Schritte (3)-(8), allerdings mit dem
Unterschied, daß die an die Stelle zwischen den Polen ange
legte Spannung und der Bearbeitungsstrom in einen Zustand
versetzt sind, der umgekehrt zu dem Zustand ist, bei dem das
erste Paar Schaltelemente 44a und 44b eingeschaltet ist. Und
darüberhinaus tritt am Schaltelement 46a die Überspannung
auf.
Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausfüh
rungsbeispielen zur vollständigen und deutlichen Beschreibung
erläutert wurde, sind die beiliegenden Ansprüche nicht hier
auf beschränkt, sondern umfassen vielmehr alle Modifizierun
gen und alternativen Ausbildungen, die dem Fachmann gegebe
nenfalls geläufig sind und durch den Umfang der vorstehend
vermittelten grundlegenden Lehre abgedeckt werden.
Claims (8)
1. Stromversorgungseinheit zur funkenerosiven Bearbeitung,
bei welcher zwischen einem Werkstück und einer Elektro
de ein Bearbeitungsspalt vorhanden ist und die Bearbei
tung mittels Entladungsenergie erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß sie folgen
des aufweist:
- - eine Gleichstromquelle (10; 21; 30; 40) zur Versorgung des Bearbeitungsspalts mit elektrischer Energie;
- - ein bei einer Vielzahl von Schaltfrequenzen steuerbar betätigbares Schaltelement (14a, 14b; 16a, 16b) zum Um wandeln einer Gleichspannung der Gleichstromquelle in eine Impulsspannung;
- - eine Dämpferschaltung (15a-15d) zum Schutz des Schaltelements (14a, 14b; 16a, 16b); und
- - eine Abschalteinrichtung (18a-18d) zum Abschalten der Dämpferschaltung bei der Schaltfrequenz des Schalt elements.
2. Stromversorgungseinheit für Funkenerodiermaschinen, bei
denen in einem Bearbeitungsspalt zwischen einem Werk
stück (22) und einer Elektrode (23) eine Bearbeitungs
flüssigkeit vorhanden ist und die Bearbeitung mittels
Entladungsenergie erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes
aufweist:
- - eine erste Gleichstromquelle (21);
- - ein erstes Paar Schaltelemente (24a; 24b) zur Beauf schlagung des Bearbeitungsspalts mit einer positiven Spannung, wobei das Paar Schaltelemente eine obere und eine untere Seite bildet;
- - ein zweites Paar Schaltelemente (26a, 26b) zur Beauf schlagung des Bearbeitungsspalts mit einer Rückwärts spannung, wobei das Paar Schaltelemente eine obere und eine untere Seite bildet;
- - einen ersten Strombegrenzungswiderstand (29b) für die Rückwärtsspannung, der mit dem zweiten Paar Schaltele mente gekoppelt ist;
- - eine zweite Gleichstromquelle (50), die mit dem Werk stück (22) gekoppelt ist;
- - ein mit der Elektrode (23) gekoppeltes drittes Schalt element (51); und
- - einen zweiten Strombegrenzungswiderstand (28a) für po sitive/Rückwärts-Spannung, der zwischen einen Schnitt punkt (α) zwischen der Elektrode (23) und dem dritten Schaltelement (51) und einen Schnittpunkt (β) zwischen der unteren Seite des ersten Paares Schaltelemente (24a, 24b) und der oberen Seite des zweiten Paares Schaltele mente (26a, 26b) geschaltet ist.
3. Stromversorgungseinheit für Funkenerodiermaschinen, bei
denen in einem Bearbeitungsspalt zwischen einem Werk
stück (32) und einer Elektrode (33) eine Bearbeitungs
flüssigkeit vorhanden ist und die Bearbeitung mittels
Entladungsenergie erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes
aufweist:
- - eine erste Gleichstromquelle (31);
- - ein erstes Paar Schaltelemente (34a; 34b) zur Beauf schlagung des Bearbeitungsspalts mit einer positiven Spannung, wobei das Paar Schaltelemente eine obere und eine untere Seite bildet;
- - ein zweites Paar Schaltelemente (36a, 36b) zur Beauf schlagung des Bearbeitungsspalts mit einer Rückwärts spannung, wobei das Paar Schaltelemente eine obere und eine untere Seite bildet;
- - einen ersten Strombegrenzungswiderstand (37) für die positive Spannung/Rückwärtsspannung, der mit der Elek trode (33) gekoppelt ist;
- - einen zweiten Strombegrenzungswiderstand (38) für die Rückwärtsspannung, der zwischen einen Schnittpunkt (α) zwischen einem ersten Zweig, welcher eine obere Seite (34a) des ersten Paar Schaltelemente und eine untere Seite (36b) des zweiten Paares Schaltelemente umfaßt, und dem Werkstück (32) einerseits und das zweite Paar Schaltelemente andererseits geschaltet ist; und
- - einen dritten Strombegrenzungswiderstand (39) für die positive Spannung, der zwischen einem Schnittpunkt (β) zwischen einem zweiten Zweig, welcher eine untere Seite (34b) des ersten Paars Schaltelemente und eine obere Seite Seite (36a) des zweiten Paars Schaltelemente und den Bearbeitungsspalt umfaßt, und die untere Seite (34b) des ersten Paars Schaltelemente geschaltet ist.
4. Stromversorgungseinheit für Funkenerodiermaschinen, bei
denen in einem Bearbeitungsspalt zwischen einem Werk
stück (42) und einer Elektrode (43) eine Bearbeitungs
flüssigkeit vorhanden ist und die Bearbeitung mittels
Entladungsenergie erfolgt,
gekennzeichnet durch
- - eine Gleichstromquelle (40);
- - ein erstes Paar Schaltelemente (44) zum Anlegen einer positiven Spannung an das Werkstück (42) und die Elek trode (43);
- - ein zweites Paar Schaltelemente (46) zum Anlegen einer Rückwärtsspannung an das Werkstück (42) und die Elektro de (43);
- - einen Strombegrenzungswiderstand (47) für positive Spannung und einen (48) für Rückwärtsspannung; und
- - eine Vielzahl von Dioden (45), von denen mindestens eine (45h bzw. 45d) jeweils als Schutz für ein entspre chendes Schaltelement (44b bzw. 46b) aus dem ersten und zweiten Paar Schaltelemente vorgesehen ist und minde stens eine Diode (45h) parallel zum entsprechenden Schaltelement liegt;
wobei die Kathode jeder der parallel zu den Schaltele
menten liegenden Dioden an der unteren Seite des ersten
und zweiten Paars Schaltelemente so angeordnet ist, daß
die jeweiligen Dioden des ersten Paars Schaltelemente
mit der Elektrode (43) verbunden sind, während die je
weiligen Dioden des zweiten Paars Schaltelemente mit dem
Werkstück (42) verbunden sind.
5. Verfahren zum Betreiben einer Funkenerodiermaschine, mit
einer Stromversorgungseinheit zum Zuführen einer Span
nung an eine Stelle zwischen den Polen, wobei die Strom
versorgungseinheit eine Stromquelle, ein erstes Paar
Schaltelemente und ein zweites Paar Schaltelemente und
Schutzeinrichtungen zum Schutz der Schaltelemente auf
weist,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- - gleichzeitiges Ein-/Ausschalten des ersten Paars Schaltelemente über einen zweiten vorgegebenen Zeitraum zur Erzeugung einer Gruppe von Impulsen mit positiver Spannung;
- - gleichzeitiges Ein- und Ausschalten des zweiten Paars Schaltelemente über einen zweiten vorgegebenen Zeitraum zur Erzeugung einer Gruppe von Impulsen mit Rückwärts spannung; und
- - selektives Ansteuern der Schutzeinrichtungen anhand der Frequenz des Schaltvorgangs.
6. Verfahren zum Betreiben einer Stromversorgungseinheit
für Funkenerodiermaschinen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzeinrichtungen elektronisch geschaltet
werden.
7. Verfahren zum Betreiben einer Stromversorgungseinheit
zum Zuführen einer Spannung an eine Stelle zwischen den
Polen in einer Funkenerosionsmaschine, wobei die Strom
versorgungseinheit eine Stromquelle, ein erstes Paar
Schaltelemente und ein zweites Paar Schaltelemente, so
wie Schutzeinrichtungen zum Schutz der Schaltelemente
aufweist und dabei ein ersten Begrenzungswiderstand für
das erste Paar und ein zweiter Begrenzungswiderstand für
das zweite Paar vorgesehen sind,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- - gleichzeitiges Ein-/Ausschalten des ersten Paars Schaltelemente über einen ersten vorgegebenen Zeitraum zum Erzeugen einer Gruppe von Impulsen positiver Span nung;
- - gleichzeitiges Ein- und Ausschalten des zweiten Paars Schaltelemente über einen zweiten vorgegebenen Zeitraum zur Erzeugung einer Gruppe von Impulsen mit Rückwärts spannung; und
- - selektives Umgehen des ersten Begrenzungswiderstands für Rückwärtsspannung und des zweiten Begrenzungswider stands für positive Spannung.
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