DE4422820A1 - Funkenerodiermaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkenerodiermaschine (mit einer elektrischen Entladung arbeitende Maschine) die für die Werkstück-Endbearbeitung ausgelegt ist, insbesondere für eine spiegelnde Endbearbeitung.

Fig. 13 zeigt eine konventionelle Funkenerodiermaschine. In der Zeichnung wird ein Arbeitsspalt 1 zwischen einer Elektrode und einem Werkstück vorgesehen. Eine Gleichstrom- Energieversorgung 2 weist einen Spannungswert von etwa 80 bis 100 V auf. Weiterhin ist in der Figur ein Strombegrenzungswiderstand 3 dargestellt, eine Schaltvorrichtung 4, welche eine Spannung anlegt und einen Ausgangsstrom abschaltet, eine Treiberschaltung 5, welche die Schaltvorrichtung 4 treibt, und eine Kapazität 6, die in dem Abschnitt des Arbeitsspaltes 1 vorgesehen ist, in welchem die Elektrode und das Werkstück einander gegenüberliegen.

Während der Bearbeitung wird eine Spannung an den Arbeitsspalt 1 angelegt, der durch die Elektrode und das Werkstück gebildet wird, um das Werkstück zu bearbeiten. Die Schaltvorrichtung 4 wird zuerst durch die Treiberschaltung 5 eingeschaltet, um die Spannung an den Arbeitsspalt 1 anzulegen. Diese angelegte Spannung führt dazu, daß in dem Arbeitsspalt 1 eine Entladung auftritt. Die Entladung wird durch eine Entladungsdetektorschaltung (nicht gezeigt) festgestellt und nach einer vorgegebenen Stromimpulsdauer (Impulsbreite) wird die Schaltvorrichtung 4 ausgeschaltet, um so einen Stromimpuls mit vorgegebener Pulsbreite zu liefern. Nach einer vorbestimmten Ausschaltzeit wird daraufhin die Schaltvorrichtung 4 erneut eingeschaltet, um eine Spannung anzulegen. Zur Bearbeitung des Werkstücks wird der voranstehend geschilderte Vorgang wiederholt.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei einem derartigen Bearbeitungsvorgang die Bearbeitungskapazität und die Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche von dem Stromwert des Stromimpulses abhängen, der dem Arbeitsspalt 1 zugeführt wird. Mit anderen Worten steigt bei steigendem Stromwert des Stromimpulses die Bearbeitungsgeschwindigkeit, jedoch verschlechtert sich die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche. Wenn dagegen der Stromwert des Stromimpulses absinkt, so verbessert sich die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche, jedoch nimmt die Bearbeitungsgeschwindigkeit ab. Die Änderung des Stromwertes des Stromimpulses stellt daher eine gewünschte Bearbeitungscharakteristik zur Verfügung.

Der Impulsstromwert, der dem Arbeitsspalt 1 zugeführt wird, und der durch die Spannung der Gleichstrom-Energieversorgung 2 und den Wert des Strombegrenzungswiderstands 3 festgelegt ist, wird im allgemeinen durch Schalten des Strombegrenzungswiderstands 3 gesteuert oder geregelt.

Bei der Endbearbeitung, bei welcher es um eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität geht, wird ein hoher Wert für den Strombegrenzungswiderstand 3 ausgewählt. In diesem Fall führt eine Änderung der gegenüberliegenden Flächen der Elektrode und des Werkstücks in dem Arbeitsspalt 1 zu einer starken Änderung der Stromimpuls-Signalform. Wenn die gegenüberliegenden Flächen des Arbeitsspaltes 1 zunehmen, wird nämlich eine Kapazität in dem Arbeitsspalt hervorgerufen. Ein derartiger Kapazitätsanstieg erhöht nicht nur eine Kondensatorentladungskomponente 31, die vor einer Gleichstrom-Bogenentladungskomponente 30 auftritt, wie in Fig. 14(a) gezeigt ist, sondern führt auch dazu, daß eine Strom-Signalform auftritt, bei welcher der Lichtbogen nach der Kondensatorentladung 31 abgeschnitten wird, und die Gleichstrom-Lichtbogenkomponente 30 nicht existiert, wie in Fig. 14(b) gezeigt ist. Wenn ein derartiges Abschneiden eines Gleichstromlichtbogens auftritt, allgemein als Impulssprungphänomen bezeichnet, so wird das Werkstück mit Hilfe einer Kondensatorentladungskomponente 31 bearbeitet, die eine extrem kurze Impulsbreite zur Folge hat, wodurch sich die Bearbeitungsgeschwindigkeit verringert, und der Elektrodenverbrauch beträchtlich ist. Weiterhin besteht eine Tendenz dahingehend, daß der Elektrodenverbrauch die Elektrodenoberfläche aufrauht, und die Bearbeitungsoberflächenrauhigkeit verschlechtert wird.

Die Gleichstromlichtbogenabschneidung, also das Impulssprungphänomen, tritt eher auf, wenn der Kondensator (Kapazität) größer ist, und der Strombegrenzungswiderstandswert höher ist. Wenn im einzelnen die Spannung der Gleichstrom-Energieversorgung 2 einen Wert von 80 V aufweist, der Begrenzungswiderstand 3 einen Wert von 10 Ohm oder mehr hat (Stromwert von 8 A oder weniger), und die in dem Arbeitsspalt gebildete Kapazität 1000 pF oder mehr beträgt, so ist das Auftreten eines Impulssprungs wahrscheinlich, und die Bearbeitungscharakteristik wird sich wesentlich verschlechtern. Diese Neigung ist besonders dann wesentlich, wenn der Stromwert 5 A oder weniger beträgt.

Als Verfahren zur Überwindung des Elektrodenverbrauchs und zur Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit hat bislang die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. SHO 50-78993 vorgeschlagen, eine Reihenschaltung mit einer Induktivität von nicht mehr als 20 µH und einem Kondensator von nicht mehr als 2 µF parallel zu einem Arbeitsspalt zu schalten. Aus dieser Veröffentlichung geht hervor, daß der wünschenswerteste Induktivitätswert 15 µH oder weniger beträgt, da sich die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei einer Induktivität von 20 µH oder mehr wesentlich verringert, wenn der Arbeitsstrom 20 A beträgt.

In einem Bearbeitungszustand, in welchem der Stromwert hoch ist (nicht geringer als 20 A), ist gemäß der voranstehend angegebenen Veröffentlichung ein Auftreten des Impulssprungphänomens auf natürliche Weise unwahrscheinlich. Daher führt eine Induktivität von 20 µH oder mehr wie voranstehend erläutert zu einer Verschlechterung der Bearbeitungscharakteristik. Allerdings haben Untersuchungen des Erfinders ergeben, daß dann, wenn der Stromwert niedrig ist, also nicht größer als 8 A (Endbearbeitungsstromwert), und die Induktivität 20 µH oder weniger beträgt, das Impulssprungphänomen auftritt, und zu einer Erhöhung des Elektronenverbrauchs sowie einer Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit führt. Im Ergebnis verbessert die Erhöhung der Induktivität die Bearbeitungscharakteristik.

Ist der Arbeitsstrom niedrig, und nehmen die gegenüberliegenden Flächen der Elektrode und des Werkstücks in der wie voranstehend geschildert aufgebauten, konventionellen Funkenerodiermaschine zu, so tritt häufig ein Impulssprung auf, wenn der Gleichstromlichtbogen abgeschnitten wird. Dies führt dazu, daß sich eine Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit ergibt, eine Erhöhung des Elektrodenverbrauchs, und eine Verschlechterung der Bearbeitungsoberflächenrauhigkeit.

Wenn eine Reihenschaltung mit einer Induktivität von nicht mehr als 20 µH und einem Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet wird, wie in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. SHO-50-78993 beschrieben ist, so tritt das Impulssprungphänomen häufig auf, insbesondere bei Bearbeitungen, bei welchen die Elektrodenfläche groß ist, in einem Endbearbeitungszustand, in welchem der Impulsstromwert 8 A oder weniger beträgt. Dies führt dazu, daß sich eine Erhöhung des Elektrodenverbrauchs und eine Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit ergibt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. SHO-50-103791 als weiteres, konventionelles Beispiel eine Anordnung beschreibt, bei welcher die Bearbeitungsoberflächenrauhigkeit dadurch verbessert wird, daß eine Schaltung, die eine Reaktanz (Blindwiderstand) aufweist, in Reihe oder parallel mit einem Arbeitsspalt geschaltet wird, und die Bearbeitung so durchgeführt wird, daß eine Abstimmung oder Resonanz auf Fundamentalschwingungen oder Harmonische in Wechselstromkomponenten erfolgt, die in dem Entladungsstrom einer gewünschten Entladung enthalten sind. Da jedoch dieses Beispiel einen Kondensator von etwa 100 pF aufwies, wird die Stromimpulsbreite auf einen extrem geringen Wert verkleinert, wodurch der Elektrodenverbrauch signifikant ansteigt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Lösung der voranstehend geschilderten Probleme beim Stand der Technik, durch Bereitstellung einer elektrischen Funkenerodiermaschine, welche Impulssprünge bei der Endbearbeitung unterdrücken kann, wenn eine Elektrodenfläche groß ist, um den Elektrodenverbrauch zu verringern, und die Arbeitsgeschwindigkeit und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche zu verbessern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer elektrischen Funkenerodiermaschine, welche einen Stromimpuls liefern kann, der einen niedrigen Spitzenwert und eine kurze Impulsbreite aufweist, und zwar auf stabile Weise, insbesondere bei der spiegelnden Endbearbeitung, um die Oberflächenrauhigkeit in einem großen Bereich zu verbessern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Funkenerodiermaschine, welche konsistent eine optimale Endbearbeitung sicherstellt, in Reaktion auf Änderungen der Elektrodenfläche und der Bearbeitungsbedingungen.

Eine elektrische Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Gleichstrom-Energieversorgung auf, welche einen Arbeitsstrom liefert, eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Endbearbeitungsstrom (8 A oder weniger) zu begrenzen, eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, sowie eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (50 bis 500 µH) und einem Kondensator (0,02 bis 2 µF), zum Arbeitsspalt parallelgeschaltet, um die Unterbrechung einer Gleichstrom- Impulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensatorentladungs-Stromkomponente folgt.

Weiterhin weist eine elektrische Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleichstromenergieversorgungsquelle auf, welche einen Arbeitsstrom liefert, eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Spiegelendbearbeitungsstrom (2 A oder weniger) zu begrenzen, eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, sowie eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (20 bis 50 µH) und einem Kondensator (0,001 bis 0,002 µF), parallelgeschaltet zum Arbeitsspalt, um die Fortsetzung einer Gleichstrom- Impulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt.

Weiterhin weist eine elektrische Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konstantstromversorgungseinrichtung auf, welche eine Gleichstromenergieversorgung aufweist, eine Reaktanzspule (Selbstinduktion), eine Diode, und eine erste Schaltvorrichtung, zum Liefern eines Endbearbeitungsstroms (8 A oder weniger), eine Ausgangsstrom- Einschalt/Ausschalteinrichtung, welche eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, und eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (50 bis 500 µH) und einem Kondensator (0,02 bis 2 µF), zum Arbeitsspalt parallelgeschaltet, zur Unterdrückung der Unterbrechung einer Gleichstrom- Impulsstromkomponente, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt.

Weiterhin weist eine elektrische Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konstantstromversorgungseinrichtung auf, welche eine Gleichstromenergieversorgung enthält, eine Reaktanzspule (Selbstinduktivität), eine Diode und eine erste Schaltvorrichtung, zum Liefern eines Spiegelendbearbeitungsstroms (2 A oder weniger), eine Ausschaltstrom- Einschalt/Ausschalteinrichtung, welche eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, sowie eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (20 bis 50 µH) und einem Kondensator (0,001 bis 0,02 µF), zum Arbeitsspalt parallelgeschaltet, zur Unterdrückung der Fortsetzung einer Gleichstrom- Impulsstromkomponente, welche einer Kondensator- Entladungsstromkomponente folgt.

Darüber hinaus ist eine elektrische Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung jegliche elektrische Funkenerodiermaschine, bei welcher mehrere Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator mit dem Arbeitsspalt parallelgeschaltet sind, und eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 die Anordnung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2(a) und 2(b) Stromsignalformen bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 die Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der bearbeiteten Fläche sowie das Gewichts/Verbrauchsverhältnis in Abhängigkeit von der bearbeiteten Fläche, bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 die Induktivität/Kapazität in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Pulssprungs bei der ersten und dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 die Anordnung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6(a) und 6(b) Stromsignalformen bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 die Induktivität/Kapazität in Abhängigkeit von der Oberflächenrauhigkeit bei der zweiten und vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 die Anordnung der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9(a) und 9(b) Stromsignalformen bei der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 die Anordnung der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11(a) und 11(b) Stromsignalformen bei der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 die Anordnung einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 die Anordnung einer konventionellen Funkenerodiermaschine; und

Fig. 14(a) und 14(b) Stromsignalformen bei der konventionellen Funkenerodiermaschine.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Unterbrechung der Gleichstrom-Impulsstromkomponente, welche der Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, während der Endbearbeitung unterdrückt werden.

Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Fortsetzung der Gleichstrom-Impulsstromkomponente, welche der Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, während der spiegelnden Endbearbeitung unterdrückt werden.

Darüber hinaus schaltet die Funkenerodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen den mehreren Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator während der Bearbeitung um, wodurch die optimale Stromsignalform für die Bearbeitung in Reaktion auf die Änderungen der Elektrodenfläche und der Arbeitsbedingungen erzeugt werden kann.

Auf der Grundlage der Fig. 1 bis 4 wird nachstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Bezugsziffer 1 einen Arbeitsspalt bezeichnet, der durch eine Elektrode und ein Werkstück gebildet wird, 2 eine Gleichstromenergieversorgung bezeichnet, welche an den Arbeitsspalt 1 einen Arbeitsstrom liefert, und 3 einen Strombegrenzungswiderstand bezeichnet, der einen Wert von 10 Ohm oder mehr aufweist, um einen Endbearbeitungsstrom (8 A oder weniger) zu liefern, wenn die verwendete Gleichstromenergieversorgung 2 eine Spannung von 80 V abgibt. Eine Schaltvorrichtung 4 legt eine Spannung an und schneidet einen Ausgangsstrom ab, eine Treiberschaltung 5 treibt die Schaltvorrichtung 4, eine Kapazität 6 bildet sich in dem gegenüberliegenden Abschnitt von Elektrode und Werkstück des Arbeitsspaltes 1, eine Spule 7 ist parallel zum Arbeitsspalt 1 geschaltet, ein Kondensator 8 ist in Reihe mit der Spule 7 geschaltet, und Polaritätsumschalter 15a, 15b, 16a und 16b sind so angeschlossen, daß die Elektrodenpolarität positiv ist, wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Schalter 15a, 15b geschlossen sind.

Im Betrieb wird, wie bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik, eine Spannung an den Arbeitsspalt 1 angelegt, der durch die Elektrode und das Werkstück gebildet wird, um so das Werkstück zu bearbeiten. Die Schaltvorrichtung 4 wird durch die Treiberschaltung 5 eingeschaltet, so daß sie die Spannung an den Arbeitsspalt 1 anlegt, daraufhin wird eine Entladung durch eine Entladungsdetektorschaltung (nicht gezeigt) ermittelt, und nach Ablauf einer vorbestimmten Stromimpulsdauer (Impulsbreite) wird die Schaltvorrichtung 4 abgeschaltet, so daß sie einen Stromimpuls einer vorbestimmten Impulsbreite liefert. Nach einer vorgegebenen Ausschaltzeit wird die Schaltvorrichtung 4 erneut eingeschaltet, um eine Spannung anzulegen. Der voranstehende Vorgang wird ständig wiederholt, um das Werkstück zu bearbeiten.

Wenn die gegenüberliegenden Flächen des Arbeitsspaltes 1 zunehmen, wird eine Kapazität in dem Arbeitsspalt erzeugt, wie bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik. Hierbei entlädt sich die Kondensatorentladungskomponente 31 zuerst in dem Arbeitsspalt, vor der Gleichstrom-Lichtbogenkomponente 30, jedoch wird eine hohe elektrostatische Energie, die in dem Kondensator 8 aufgeladen ist, dem Arbeitsspalt über die Spule 7 zugeführt, und nachfolgend eine Stromsignalform gefolgt von der Gleichstromlichtbogenkomponente geliefert. Die Fig. 2(a) und 2(b) zeigen Stromsignalformen bei der vorliegenden Ausführungsform, bei welchen die Gleichstromimpulskomponente 30 sich mit einer Stromkomponente 32 überlappt, die von dem Kondensator 8 erzeugt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß Fig. 2(a) die Signalform zeigt, wenn die bearbeitete Fläche klein ist, und Fig. 2(b) die Signalform zeigt, wenn die bearbeitete Fläche groß ist.

Die Stromkomponente 32 des Kondensators 8 weist eine Signalform auf, die durch die Induktivität der Spule 7 geglättet ist, wodurch ein Stromspitzenwert (Peak) auf einen niedrigen Wert unterdrückt wird, und ein Impulsstrom ausgeschaltet ist, um sicherzustellen, daß stabil eine Signalform zur Verfügung gestellt wird, welcher die Gleichstromlichtbogenkomponente 30 folgt.

Die Kapazität des Kondensators 8 ist erheblich größer als die in dem Arbeitsspalt 1 gebildete Kapazität (normalerweise einige 1000 pF), um auf sichere Weise das Auftreten eines Impulssprungs zu verhindern, wenn die bearbeitete Fläche größer wird.

Fig. 3 zeigt Versuchsergebnisse, bei denen die bearbeitete Fläche in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgeschwindigkeit (gewichtete Bearbeitungsgeschwindigkeit) und das Gewichts/Verbrauchsverhältnis (Elektrodenverbrauch/Arbeitsmenge) zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Beispiel nach der Technik verglichen wurden, wobei die angelegte Spannung 80 V beträgt, die Induktivität der Spule 7 den Wert von 40 µH hat, die Kapazität des Kondensators 8 den Wert von 1 µF hat, und der Strombegrenzungswiderstand einen Wert von 20 Ohm (Stromwert 4 A) aufweist. Diese Figur zeigt, daß durch Bereitstellung einer Impulssprungverhinderung die Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Elektrodenverbrauch wesentlich verbessert werden, verglichen mit dem Beispiel nach dem Stand der Technik, insbesondere bei solchen Bearbeitungen, wenn die bearbeitete Fläche groß ist.

Um einen Impulssprung nach der Kondensatorentladungskomponente 31 zu verhindern, und um zu veranlassen, daß der Kondensatorentladung auf jeden Fall der Gleichstromimpuls folgt, insbesondere bei einer Bearbeitung mit einem Endbearbeitungsstromimpuls von 8 A oder einem geringeren Stromwert, werden wie voranstehend beschrieben eine Spule 7 mit einer Induktivität von etwa 50 bis 500 µH sowie ein Kondensator mit etwa 0,02 bis 2 µF verwendet. Die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen die Beziehungen zwischen der Induktivität/Kapazität und der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Impulssprunges. Aus dieser Figur wird deutlich, daß die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Impulssprunges von der Kombination der Induktivität und der Kapazität abhängt, und daß insbesondere eine geeignete Kombination einer Induktivität zwischen 50 und 500 µH und einem Kondensator zwischen 0,02 bis 2 µF die Bearbeitungscharakteristik wesentlich verbessert.

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend auf der Grundlage der Fig. 5 bis 7 beschrieben. In Fig. 5 wird ein Arbeitsspalt 1 durch eine Elektrode und ein Werkstück gebildet, und eine Gleichstromenergieversorgung 2 liefert einen Arbeitsstrom an den Arbeitsspalt 1 und ist so an den Arbeitsspalt 1 angeschlossen, daß die Polarität entgegengesetzt jener bei der ersten Ausführungsform ist, also die Elektrode negativ ist, und das Werkstück positiv. F:in Strombegrenzungswiderstand 3 mit einem Wert von nicht weniger als 40 Ohm stellt einen Spiegelendbearbeitungsstrom (2 A oder weniger) zur Verfügung, wenn die Spannung der verwendeten Gleichstromenergieversorgungsquelle 2 80 V beträgt. Eine Schaltvorrichtung 4 legt eine Spannung an und schneidet einen Ausgangsstrom ab, eine Treiberschaltung 5 treibt die Schaltvorrichtung 4, eine Kapazität 6 bildet sich in dem Abschnitt, in welchem sich Elektrode und Werkstück gegenüberliegen, des Arbeitsspaltes 1, eine Spule 7 ist parallel zum Arbeitsspalt 1 geschaltet, und ein Kondensator 8 ist in Reihe mit der Spule 7 geschaltet. In diesem Fall sind ein Wert von 20 bis 50 µH für die Induktivität der Spule 7 und von 0,001 bis 0,02 µF für die Kapazität des Kondensators 8 ausgewählt.

Mit 15a, 15b, 16a und 16b sind Polaritätsumschalter bezeichnet, die so angeschlossen sind, daß die Elektrodenpolarität negativ ist, wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Schalter 16a, 16b geschlossen sind.

Im Betrieb wird, wie bei der ersten Ausführungsform, eine Spannung an den Arbeitsspalt 1 angelegt, der durch die Elektrode und das Werkstück gebildet wird, um das Werkstück zu bearbeiten, und hierbei wird die Schaltvorrichtung 4 durch die Treiberschaltung 5 eingeschaltet, um die Spannung an den Arbeitsspalt 1 anzulegen, daraufhin wird eine Entladung von einer Entladungsdetektorschaltung (nicht gezeigt) erfaßt, und nach Ablauf einer vorgegebenen Stromimpulsdauer (Impulsbreite) wird die Schaltvorrichtung 4 ausgeschaltet, so daß sie einen Stromimpuls einer vorbestimmten Impulsbreite liefert. Nach einer vorbestimmten Ausschaltzeit wird die Schaltvorrichtung 4 erneut eingeschaltet, um eine Spannung anzulegen. Der voranstehende Vorgang wird zur Bearbeitung des Werkstücks jeweils wiederholt.

Wie bei der ersten Ausführungsform wird eine Kapazität in dem Arbeitsspalt hervorgerufen, wenn die gegenüberliegenden Flächen des Arbeitsspaltes 1 zunehmen. Daher wird die Kondensatorentladungskomponente 31 zuerst an den Arbeitsspalt entladen, vor der Gleichstromlichtbogenkomponente 30. Daraufhin wird eine hohe elektrostatische Energie, die in dem Kondensator 8 geladen ist, dem Arbeitsspalt über die Spule 7 zugeführt. Die vorliegende Ausführungsform, bei welcher die Spule 7 und der Kondensator 8 auf kleine Werte eingestellt sind, wenn der Wert des Strombegrenzungswiderstands 3 40 Ohm oder mehr beträgt (für einen Stromwert von 2 A oder weniger), liefert eine Stromsignalform mit niedrigem Spitzenwert und einer kurzen Impulsbreite, welcher nicht die Gleichstromlichtbogenkomponente 30 folgt, anders als bei der ersten Ausführungsform. Die Fig. 6(a) und 6(b) zeigen Stromsignalformen bei der vorliegenden Ausführungsform, die nur eine Stromkomponente 32 enthalten, die hauptsächlich vom Kondensator 8 erzeugt wird, und welcher nicht die Gleichstromimpulskomponente 30 folgt. Die Stromkomponente 32 des Kondensators 8 weist eine Signalform auf, die durch die Induktivität der Spule 7 geglättet ist, wodurch ein Strom- Peak (Stromspitzenwert) auf einen niedrigen Wert heruntergedrückt wird, und auf stabile Weise eine Signalform bereitgestellt wird, die nicht die Gleichstromlichtbogenkomponente 30 aufweist.

Wenn das Werkstück eine Endbearbeitung erfährt, unter Verwendung der Signalform mit niedrigem Strompeak und kurzer Impulsbreite, mit negativer Polarität der Elektrode wie bei der vorliegenden Ausführungsform, so kann das Werkstück auf einer großen Fläche eine nahezu spiegelnde Oberfläche erhalten. Wie durch Versuche bestätigt wurde, ließ sich ein Werkstück mit dieser Signalform so endbearbeiten, daß man eine Spiegeloberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit von nicht mehr als 1 Mikrometer Rmax erhielt, unter Verwendung einer Kupferelektrode von 50 mm², wobei die Induktivität 50 µH und die Kapazität 0,005 µF betrug.

Um sicherzustellen, daß ein Werkstück so bearbeitet wird, daß der Gleichstromimpuls nach der Kondensatorentladungskomponente 32 abgeschnitten wird, insbesondere bei einer Bearbeitung unter Verwendung der Stromimpulse mit einem Stromwert von nicht mehr als 2 A, wird wie voranstehend erläutert eine Spule mit einer Induktivität von annähernd 20 bis 50 µH und ein Kondensator mit einer Kapazität von annähernd 0,001 bis 0,02 µF empfohlen. Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen Induktivität/Kapazität und Oberflächenbearbeitungsrauhigkeit. Aus dieser Figur wird deutlich, daß sich die Oberflächenbearbeitungsrauhigkeit entsprechend der Kombination aus Induktivität und Kapazität ändert, und daß insbesondere die geeignete Kombination aus einer Induktivität zwischen 20 und 500 µH und einem Kondensator zwischen 0,001 bis 0,02 µF die Oberflächenbearbeitungsrauhigkeit wesentlich verbessert. Insbesondere wenn der Kondensator einen Wert von 0,001 bis 0,005 µF aufweist, und die Impulsbreite einige Mikrosekunden oder weniger beträgt, wird ein spiegelnder Endbearbeitungszustand zur Verfügung gestellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 und die Fig. 9(a) bis 9(b) wird nachstehend eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 8 zeigt die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 1 einen Arbeitsspalt bezeichnet, der durch eine Elektrode und ein Werkstück gebildet wird, 2 eine Gleichstrom-Energieversorgung bezeichnet, und 100 einen Konstantstromversorgungsabschnitt bezeichnet, der einen Endbearbeitungsstrom (8 A oder weniger) liefert. Dieser Abschnitt wird durch eine erste Schaltvorrichtung 101 gebildet, eine Diode 102 und eine Reaktanzspule 103 (Selbstinduktion), und weist einen Spannungsabfallzerhacker der ersten Schaltvorrichtung 101 auf, die Diode 102 und die Reaktanzspule 103, ist mit einer Diode 104 zwischen Ausgang und Eingang verbunden, und ist mit einem Stromdetektor 105 versehen, welcher den Strom der Reaktanzspule 103 feststellt. Ein Ausgangsstrom- Einschalt/Ausschaltabschnitt 110 besteht aus einer Reihenschaltung aus einer zweiten Schaltvorrichtung 111, einer Diode 112 und einer Spannungsquelle 113, und einer Diode 114. Mit 106 und 115 sind Treiberschaltungen bezeichnet, welche die erste Schaltvorrichtung 101 bzw. die zweite Schaltvorrichtung 111 treiben. Mit 6 ist eine Kapazität bezeichnet, die in dem Abschnitt des Arbeitsspalts 1 gebildet wird, in welchem sich Elektrode und Werkstück gegenüberliegen, 7 bezeichnet eine Spule, die parallel zum Arbeitsspalt 1 geschaltet ist, und 8 bezeichnet einen Kondensator, der in Reihe mit der Spule 7 geschaltet ist. Hierbei ist ein Wert von 50 bis 500 µH für die Induktivität der Spule 7 gewählt und 0,02 bis 2 µF für die Kapazität des Kondensators 8.

Mit 115a, 115b, 116a und 116b sind Polaritätsumschalter bezeichnet, die so angeschlossen sind, daß eine positive Elektrodenpolarität vorhanden ist, wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Schalter 115a, 115b geschlossen sind.

Wenn eine Entladung stattfindet, wird im Betrieb ein Strom dem Arbeitsspalt 1 von der Gleichstromenergieversorgung 2 über die erste Schaltvorrichtung 101, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114 zugeführt. Die Fig. 9(a) und 9(b) zeigen Stromsignalformen. Dieser Strom nimmt entsprechend einem Stromanstiegsverhältnis zu, welches durch die Induktivität der Reaktanzspule 103 festgelegt ist. Erreicht der Strom einen maximalen Grenzwert, so schaltet der Stromdetektor 105 die erste Schaltvorrichtung 101 aus. Der Ausgangsstrom nimmt ab und wird nunmehr dem Arbeitsspalt 1 über die Diode 102, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114 zugeführt. Stellt der Stromdetektor 105 fest, daß der Strom sich bis zu einem Minimalgrenzwert verringert hat, so wird die erste Schaltvorrichtung 101 erneut eingeschaltet. Der Ausgangsstrom gelangt dann durch die erste Schaltvorrichtung 101, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114, wird dem Arbeitsspalt 101 zugeführt, und steigt an. Dieser Vorgang wird wiederholt, um den Ausgangsstrom so zu steuern oder zu regeln, daß er die in Fig. 9(a) gezeigte Signalform aufweist. Es wird darauf hingewiesen, daß die tatsächlich dem Arbeitsspalt 1 zugeführte Stromsignalform in Fig. 9(b) gezeigt ist, da die elektrostatische Energie des Kondensators 8, der parallel zum Arbeitsspalt geschaltet ist, an den Arbeitsspalt über die Spule 7 entladen wird.

Nachdem die voranstehend geschilderte Operation über einen Zeitraum wiederholt wurde, welcher einer gewünschten Impulsbreite entspricht, wird die zweite Schaltvorrichtung 111 des Ausgangsstromeinschalt/Ausschaltabschnitts 110 ausgeschaltet, um den Strom abzuschneiden, wodurch der Stromfluß für die Länge einer gewünschten Ausschaltzeit gestoppt wird. Für die Funkenerosionsbearbeitung wird der voranstehende Vorgang wiederholt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform, welche nicht den Strombegrenzungswiderstand 3 erfordert, der bei der ersten Ausführungsform 1 verwendet wird, kann die Energieversorgung kompakt ausgebildet werden und eine Energieversorgung ohne Wärmeerzeugung und Widerstandsverlust gebildet werden, aber wenn keine Spule 7 und kein Kondensator 8 vorgesehen sind, so wird ein Strom dem Arbeitsspalt zugeführt, der wie in Fig. 9(a) gezeigt einen Strombrumm aufweist, wodurch der Stromwert sich dem Wert Null nähert, insbesondere in einem Endbearbeitungsstrombereich, und das Auftreten des sogenannten Impulssprungphänomens wahrscheinlich ist, bei welchem ein Gleichstromlichtbogen unterbrochen wird. Verglichen mit dem konventionellen Verfahren unter der Verwendung des Strombegrenzungswiderstands weist die vorliegende Ausführungsform nämlich den Nachteil auf, daß die Bearbeitungscharakteristik dazu neigt, durch Impulssprünge beeinträchtigt zu werden, insbesondere in dem Endbearbeitungsstrombereich.

Wenn die gegenüberliegenden Flächen des Arbeitsspaltes 1 zunehmen, so wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Kapazität in dem Arbeitsspalt erzeugt. Daher wird zuerst die Kondensatorentladungskomponente 31 an den Arbeitsspalt 1 entladen, vor der Gleichstromlichtbogenkomponente in Fig. 9(a), jedoch wird eine hohe elektrostatische Energie, die in dem Kondensator 8 aufgeladen wurde, an den Arbeitsspalt über die Spule 7 geliefert, und daraufhin eine Stromsignalform geliefert, gefolgt von einer Gleichstromlichtbogenkomponente gemäß Fig. 9(b). Bei der gelieferten Signalform wird die Gleichstromimpulskomponente 30 von einer Stromkomponente 32 überlappt, die von dem Kondensator 8 erzeugt wird. Die Stromkomponente 32 des Kondensators 8 weist eine Signalform auf, die durch die Induktivität der Spule 7 geglättet ist, wodurch ein Strompeak auf einen niedrigen Wert heruntergedrückt wird, und ein Impulssprung infolge von Brumm ausgeschaltet ist, um sicherzustellen, daß stabil eine Signalform, gefolgt von der Gleichstromlichtbogenkomponente 30, zur Verfügung gestellt wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Kapazität des Kondensators 8 erheblich größer ist als die Kapazität, die in dem Arbeitsspalt 1 gebildet wird (normalerweise einige tausend pF), um auf sichere Weise das Auftreten eines Impulssprungs zu verhindern, wenn die bearbeitete Fläche zunimmt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform waren die durch die Impulssprungverhinderung hervorgerufenen Effekte annähernd die gleichen wie bei den Versuchsergebnissen von Fig. 3, die bei der ersten Ausführungsform besprochen wurden. Sowohl die Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch der Elektrodenverbrauch waren wesentlich verbessert, verglichen mit dem konventionellen Beispiel, insbesondere bei einer Bearbeitung, bei welcher eine bearbeitete Fläche groß ist.

Um einen Impulssprung nach der Kondensatorentladungskomponente 31 zu verhindern, sowie einen Impulssprung, der durch Strombrumm hervorgerufen wird, und um zu veranlassen, daß der Kondensatorentladung auf jeden Fall der Gleichstromimpuls folgt, insbesondere bei einer Bearbeitung unter Verwendung des Endbearbeitungsstromimpulses mit einem Stromwert von 8 A oder weniger, wird wie voranstehend geschildert empfohlen, eine Induktivität der Spule 7 bzw. eine Kapazität von annähernd 50 bis 500 µH bzw. 0,02 bis 2 µF zur Verfügung zu stellen, wie bei der ersten Ausführungsform.

Auf der Grundlage von Fig. 10 und den Fig. 11(a) und 11(b) wird nachstehend eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1 einen Arbeitsspalt bezeichnet, der durch eine Elektrode und ein Werkstück gebildet wird, und 2 eine Gleichstromenergieversorgung bezeichnet, welche einen Arbeitsstrom an den Arbeitsspalt 1 liefert und so an den Arbeitsspalt 1 angeschlossen ist, daß die Polarität entgegengesetzt wie bei der dritten Ausführungsform ist, also die Elektrode negativ ist und das Werkstück positiv. 100 bezeichnet einen Konstantstromversorgungsabschnitt, der durch eine erste Schaltvorrichtung 101 gebildet wird, eine Diode 102 und eine Reaktanzspule (Selbstinduktion), zum Liefern eines Spiegelendbearbeitungsstroms (2 A oder weniger), eine Spannungsabfallzerhackervorrichtung der ersten Schaltvorrichtung 101 aufweist, die Diode 102 und die Reaktanzspule 103, mit einer Diode 104 zwischen Ausgang und Eingang verbunden ist, und einen Stromdetektor 105 aufweist, der den Strom der Reaktanzspule 103 ermittelt. Ein Ausgangsstrom-Einschalt/Ausschaltabschnitt 110 besteht aus einer Reihenschaltung aus einer zweiten Schaltvorrichtung 111, einer Diode 112 und einer Spannungsquelle 113, und einer Diode 114. 106 und 115 bezeichnen Treiberschaltungen, welche die erste Schaltvorrichtung 101 bzw. die zweite Schaltvorrichtung 111 treiben. 6 bezeichnet eine Kapazität, die in dem Abschnitt des Arbeitsspalts 1 gebildet wird, in welchem sich Elektrode und Werkstück gegenüberliegen, 7 bezeichnet eine Spule, die parallel zum Arbeitsspalt 1 geschaltet ist, und 8 bezeichnet einen Kondensator, der in Reihe mit der Spule 7 geschaltet ist. Hierbei ist ein Wert von 20 bis 50 µH für die Induktivität der Spule 7 gewählt, und ein Wert von 0,001 bis 0,002 µF für die Kapazität des Kondensators 8.

Mit 115a, 115b, 116a und 116b sind Polaritätsumschalter bezeichnet, die so angeschlossen sind, daß die Elektrode eine negative Polarität aufweist, wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Schalter 116a, 116b geschlossen sind.

Wenn eine Entladung stattfindet, wird wie bei der dritten Ausführungsform ein Strom zum Arbeitsspalt 1 geliefert, von der Gleichstromenergieversorgung 2 über die erste Schaltvorrichtung 101, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114. Erreicht der Strom einen maximalen Grenzwert, so schaltet der Stromdetektor 105 die erste Schaltvorrichtung 101 aus. Der Ausgangsstrom nimmt ab, der nunmehr dem Arbeitsspalt 1 über die Diode 102, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114 zugeführt wird. Wenn der Stromdetektor 105 feststellt, daß sich der Strom bis zu einem minimalen Grenzwert herunter verringert hat, so wird die erste Schaltvorrichtung 101 erneut eingeschaltet. Der Ausgangsstrom gelangt dann durch die erste Schaltvorrichtung 101, die Reaktanzspule 103, die zweite Schaltvorrichtung 111 und die Diode 114, wird an eine Elektrode 120 angelegt, und steigt an. Dieser Vorgang wird wiederholt, um den Ausgangsstrom so zu steuern oder zu regeln, daß er eine in Fig. 11(a) gezeigte Signalform aufweist.

Nachdem die voranstehend geschilderte Operation über einen Zeitraum wiederholt wurde, welcher einer gewünschten Impulsbreite entspricht, wird die zweite Schaltvorrichtung 111 des Ausgangsstrom-Einschalt/Ausschaltabschnitts 110 ausgeschaltet, um den Strom abzuschneiden, wodurch der Stromfluß für die Länge der gewünschten Ausschaltzeit gestoppt wird. Die voranstehende Operation wird für eine elektrische Erodierbearbeitung wiederholt.

Wenn die gegenüberliegenden Flächen des Arbeitsspaltes 1 zunehmen, wird wie bei der dritten Ausführungsform eine Kapazität in dem Arbeitsspalt erzeugt. Hierbei wird die Kondensatorentladungskomponente 31 zuerst an den Arbeitsspalt 1 entladen, vor der Gleichstromlichtbogenkomponente 30. Daraufhin wird über die Spule 7 dem Arbeitsspalt die hohe elektrostatische Energie zugeführt, die in dem Kondensator 8 aufgeladen ist. Die vorliegende Ausführungsform, bei welcher die Spule 7 und der Kondensator 8 so ausgewählt sind, daß sie kleine Werte aufweisen, wenn der Stromwert 2 A oder weniger beträgt, stellt eine Stromsignalform mit niedrigem Spitzenwert (Peak) und kurzer Impulsbreite zur Verfügung, welcher nicht die Gleichstromlichtbogenkomponente 30 folgt, anders als bei der dritten Ausführungsform. Fig. 11(b) zeigt eine Stromsignalform bei der vorliegenden Ausführungsform, welche nur eine Stromkomponente 32 enthält, die hauptsächlich durch den Kondensator 8 erzeugt wird, und welcher nicht die Gleichstrom-Impulskomponente 30 folgt. Die Stromkomponente 32 des Kondensators 8 weist eine Signalform auf, die durch die Induktivität der Spule 7 geglättet ist, wodurch ein Strom- Peak auf einen niedrigen Wert heruntergedrückt wird, und stabil eine Signalform zur Verfügung gestellt wird, welche nicht die Gleichstromlichtbogenkomponente 30 aufweist.

Wenn das Werkstück endbearbeitet wird, unter Verwendung der Signalform mit niedrigem Strompeak und kurzer Impulsbreite mit negativer Polarität der Elektrode, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, so kann das Werkstück bis zur Erzielung einer nahezu spiegelnden Oberfläche auf einer großen Fläche bearbeitet werden, wie bei der zweiten Ausführungsform. Wie durch Versuche bestätigt wurde, ließ sich ein mit dieser Signalform bearbeitetes Werkstück bis zu einer spiegelnden Oberfläche endbearbeiten, die nicht mehr als 0,7 µm Rmax Oberflächenrauhigkeit aufwies, unter Verwendung einer Kupferelektrode von 60 mm im Quadrat.

Um sicherzustellen, daß ein Werkstück so bearbeitet wird, daß der Gleichstromimpuls nach der Kondensatorentladungskomponente 31 abgeschnitten wird, insbesondere bei einer Bearbeitung unter Verwendung eines Stromimpulses mit einem Stromwert von nicht mehr als 2 A, werden wie voranstehend geschildert eine Spule mit einer Induktivität von annähernd 50 bis 500 µH und eine Kapazität von annähernd 0,02 bis 2 µF empfohlen zur Verwendung, entsprechend der zweiten Ausführungsform. Wie bereits beschrieben, variiert gemäß Fig. 7 die Oberflächenbearbeitungsrauhigkeit in Abhängigkeit von der Kombination der Induktivität und Kapazität, und die Oberflächenbearbeitungsrauhigkeit wird wesentlich verbessert, insbesondere bei einer geeigneten Kombination der Werte für die Induktivität zwischen 20 und 50 µH und der Kapazität zwischen 0,001 und 0,02 µF. Insbesondere wenn der Kondensator einen Wert von 0,001 bis 0,005 µH aufweist, und die Impulsbreite einige Mikrosekunden oder weniger beträgt, wird ein spiegelnder Endbearbeitungszustand zur Verfügung gestellt.

Wurde eine Reihenschaltung, die aus der Spule 7 und dem Kondensator 8 besteht, an den Arbeitsspalt bei den Beispielen gemäß der voranstehend geschilderten Ausführungsformen angeschlossen, so können gemäß Fig. 12 mehrere Reihenschaltungen vorgesehen sein, die aus Spulen, Kondensatoren und Schaltern bestehen (eine Reihenschaltung, gebildet durch eine Spule 7a, einen Kondensator 8a und einen Schalter 9a, und eine Reihenschaltung, gebildet durch eine Spule 7b, einen Kondensator 8b und einen Schalter 9b), sowie mehrere Reihenschaltungen aus Widerständen und Schaltern (eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 3a und einem Schalter 3D, eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 3b und einem Schalter 3E, und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 3c und einem Schalter 3F), um zwischen den Schaltern 3D, 3E, 3F umzuschalten, zur Bereitstellung eines gewünschten Arbeitsstromwertes, und zum Umschalten zwischen den Reihenschaltungen, die aus den Spulen und Kondensatoren bestehen, unter Verwendung der Schalter 9a, 9b, welche die Schalteinrichtung bilden, um ständig eine optimale Bearbeitungscharakteristik zur Verfügung zu stellen, wenn die Bearbeitungsbedingungen und/oder eine Elektrodenfläche verschieden sind oder sich ändern.

Es wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung gemäß der voranstehenden Beschreibung eine Funkenerodiermaschine zur Verfügung stellt, welche eine Gleichstromenergieversorgungsquelle aufweist, die einen Arbeitsstrom liefert, eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Endbearbeitungsstrom zu begrenzen, eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, und eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zum Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Unterbrechung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, wodurch das Auftreten eines Impulssprunges in einem Endbearbeitungsstrombereich verhindert werden kann, in welchem eine Elektrodenfläche groß ist, und der Elektrodenverbrauch wird drastisch verringert, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht, wenn die Elektrodenpolarität positiv ist. Auch eine Verschlechterung der Oberflächenbearbeitungsqualität infolge einer verbrauchten Elektrodenoberfläche kann verhindert werden.

Es wird weiterhin deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine Funkenerodiermaschine zur Verfügung stellt, welche eine Gleichstromenergieversorgung aufweist, die einen Arbeitsstrom liefert, eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Spiegelendbearbeitungsstrom zu begrenzen, eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, und eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zu einem Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Fortsetzung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, wodurch Gleichstromimpulse nach einer Kondensatorentladung während der Bearbeitung nicht weiter anhalten, für die Bearbeitung eine Signalform erzeugt werden kann, welche einen heruntergedrückten Strompeak einer Kondensatorentladungssignalform aufweist, sowie einen Stromimpuls mit niedrigem Peak, und insbesondere wenn die Elektrodenpolarität negativ ist, kann eine kurze Impulsbreite stabil bei einer spiegelnden Endbearbeitung geliefert werden, und darüber hinaus ist die beste Oberflächenrauhigkeit wesentlich auf einer großen Fläche vergrößert.

Es wird ebenfalls deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine Funkenerodiermaschine zur Verfügung stellt, welche eine Konstantstromversorgungseinrichtung aufweist, die mit einer Gleichstromenergieversorgung versehen ist, einer Reaktanzspule, einer Diode und einer ersten Schaltvorrichtung, zur Lieferung eines Endbearbeitungsstroms, eine Ausgangsstrom-Einschalt/Ausschalteinrichtung mit einer zweiten Schaltvorrichtung, und eine Reihenschaltung einer Induktivität und eines Kondensators parallel zu einem Arbeitsspalt, um die Unterbrechung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, wodurch das Auftreten eines Impulsstromphänomens, welches einer erhöhten Arbeitsspaltkapazität und Strombrumm zugeschrieben werden kann, in einem Endbearbeitungsstrombereich verhindert werden kann, in welchem die Elektrodenfläche groß ist, und der Elektrodenverbrauch ist drastisch verringert, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit deutlich erhöht, insbesondere wenn die Elektrodenpolarität positiv ist. Darüber hinaus kann eine Verringerung der Oberflächenbearbeitungsqualität infolge einer verbrauchten Elektrodenoberfläche verhindert werden. Da ein Strombegrenzungswiderstand nicht erforderlich ist, kann darüber hinaus die Energieversorgung kompakt und kostengünstig ausgebildet werden, und eine Energieversorgung ohne Energieverluste und Wärmeerzeugung zur Verfügung gestellt werden.

Es wird weiterhin deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine Funkenerodiermaschine zur Verfügung stellt, welche eine Konstantstromversorgungseinrichtung aufweist, die mit einer Gleichstromenergieversorgung versehen ist, einer Reaktanzspule, einer Diode, und einer ersten Schaltvorrichtung, zum Liefern eines Spiegelendbearbeitungsstroms, eine Ausgangsstrom- Einschalt/Ausschalteinrichtung mit einer zweiten Schaltvorrichtung, und eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zu einem Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Fortsetzung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welcher einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt, wodurch Gleichstromimpulse nach einer Kondensatorentladung während der Bearbeitung nicht weiter andauern, und es kann eine Signalform für die Bearbeitung erzeugt werden, die einen heruntergedrückten Strompeak einer Kondensatorentladungssignalform aufweist. Insbesondere wenn die Elektrodenpolarität negativ ist, kann daher stabil bei einer spiegelnden Endbearbeitung ein Stromimpuls mit niedrigem Peak und kurzer Impulsbreite geliefert werden, und darüber hinaus wird die bestmögliche Oberflächenrauhigkeit wesentlich auf einer großen Fläche verbessert. Da ein Strombegrenzungswiderstand nicht erforderlich ist, kann darüber hinaus die Energieversorgung kompakt und kostengünstig ausgebildet werden, und eine Energieversorgung ohne Energieverluste und Wärmeerzeugung zur Verfügung gestellt werden.

Es wird darüber hinaus deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine Funkenerodiermaschine zur Verfügung stellt, bei welcher mehrere Reihenschaltungen, die aus Induktivitäten und Kondensatoren bestehen, parallel zu einem Arbeitsspalt vorgesehen sind, und eine zum Umschalten zwischen den mehreren Reihenschaltungen verwendete Umschalteinrichtung vorgesehen ist, um während der Bearbeitung zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten, wodurch für die Bearbeitung eine optimale Stromsignalform entsprechend den Änderungen der Elektrodenfläche und der Bearbeitungsbedingungen erzeugt werden kann, um den Elektrodenverbrauch drastisch zu verringern, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit merklich zu verbessern. Darüber hinaus kann die Verringerung der Oberflächenbearbeitungsqualität infolge einer verbrauchten Elektrodenoberfläche verhindert werden. Weiterhin kann stabil ein Stromimpuls mit niedrigem Peak und kurzer Impulsbreite insbesondere bei einer spiegelnden Endbearbeitung geliefert werden, und schließlich wird die beste Oberflächenrauhigkeit auf einer großen Fläche wesentlich verbessert.

Die gesamte Offenbarung jeglicher ausländischen Patentanmeldung, von welcher der Schutz der Auslandspriorität in der vorliegenden Anmeldung beansprucht wurde, wird so in die vorliegende Anmeldung durch Bezugnahme eingeschlossen, als wäre sie hier vollständig offenbart.

Zwar wurde die vorliegende Erfindung anhand zumindest einer bevorzugten Ausführungsform mit einem gewissen Ausmaß an Einzelheiten beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform nur beispielhaft erfolgte, und daß sich zahlreiche Änderungen der Einzelheiten und Anordnungen der Bauteile vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.

Claims (18)

1. Elektrische Funkenerodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks unter Anlegen einer Spannung an einen Arbeitsspalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, gekennzeichnet durch:
eine Gleichstromenergieversorgung zum Liefern eines Bearbeitungsstroms;
eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Endbearbeitungsstrom zu begrenzen;
eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, und so arbeitet, daß sie dem Arbeitsspalt eine Spannung zur Verfügung stellt, und einen Gleichstromimpuls mit einer Impulsbreite bildet; und
eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zum Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Unterbrechung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensator-Entladungsstromkomponente folgt.

2. Funkenerodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks durch Anlegen einer Spannung an einen Arbeitsspalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, und eine Kapazität aufweist, gekennzeichnet durch:
eine Gleichstromenergieversorgung zum Liefern eines Arbeitsstroms;
eine Strombegrenzungsvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung geschaltet ist, um den Arbeitsstrom auf einen Spiegelendbearbeitungsstrom zu begrenzen;
eine Schaltvorrichtung, die in Reihe mit der Gleichstromenergieversorgung und der Strombegrenzungsvorrichtung geschaltet ist, und so arbeitet, daß sie eine Spannung an den Arbeitsspalt liefert, und einen Gleichstromimpuls mit einer Impulsbreite bildet; und
eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zum Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Fortsetzung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensator-Entladungsstromkomponente folgt.

3. Funkenerodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks durch Anlegen einer Spannung an einen Spalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, und eine Kapazität aufweist, gekennzeichnet durch:
eine Konstantstromversorgungseinrichtung mit einer Konstantstromenergieversorgung, einer Reaktanzspule, einer Diode und einer ersten Schaltvorrichtung zum Liefern eines Endbearbeitungsstroms;
eine Ausgangsstrom-Einschalt/Ausschalteinrichtung mit einer zweiten Schaltvorrichtung, die so betreibbar ist, daß sie eine gewünschte Impulsbreite festlegt; und
eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zum Arbeitsspalt geschaltet ist, um die Unterbrechung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrückten, welche einer Kondensatorentaldungsstromkomponente folgt.

4. Funkenerodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks durch Anlegen einer Spannung an einen Arbeitsspalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, gekennzeichnet durch:
eine Konstantstromversorgungseinrichtung mit einer Gleichstromenergiequelle, einer Reaktanzspule, einer Diode und einer ersten Schaltvorrichtung zum Liefern eines Spiegelendbearbeitungsstroms;
eine Ausgangsstrom-Einschalt/Ausschalteinrichtung mit einer zweiten Schaltvorrichtung, welche so betreibbar ist, daß sie einen Stromimpuls einer gewünschten Breite festlegt; und
eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator, die parallel zum Arbeitsspalt vorgesehen ist, um die Fortsetzung einer Gleichstromimpulsstromkomponente zu unterdrücken, welche einer Kondensator-Entladungsstromkomponente folgt.

5. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet sind, und eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten.

6. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet sind, und eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten.

7. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet sind, und eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, um zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten.

8. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihenschaltungen aus Induktivität und Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet sind, und eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um zwischen den mehreren Reihenschaltungen umzuschalten.

9. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endbearbeitungsstromwert 8 Ampere oder weniger beträgt, der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 50 bis 500 µH beträgt, und der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,02 bis 2 µF beträgt.

10. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbearbeitungsstromwert 8 Ampere oder weniger beträgt, der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 50 bis 500 µH beträgt, und der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,02 bis 2 µF ist.

11. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbearbeitungsstromwert 8 Ampere oder weniger beträgt, der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 50 bis 500 µH beträgt, und der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,02 bis 2 µF beträgt.

12. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbearbeitungsstromwert 8 Ampere oder weniger beträgt, der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung auf 50 bis 500 µH eingestellt ist, und der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,02 bis 2 µF beträgt.

13. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel-Endbearbeitungsstromwert 2 Ampere oder weniger beträgt, daß der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 20 bis 50 µH beträgt, und daß der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,001 bis 0,02 µF beträgt.

14. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel-Endbearbeitungsstromwert 2 Ampere oder weniger beträgt, daß der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 20 bis 50 µH beträgt, und daß der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,001 bis 0,02 µF beträgt.

15. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel-Endbearbeitungsstromwert 2 Ampere oder weniger beträgt, daß der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 20 bis 50 µH beträgt, und daß der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,001 bis 0,02 µF beträgt.

16. Funkenerodiermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel-Endbearbeitungsstromwert 2 Ampere oder weniger beträgt, daß der Wert der Induktivität in der Reihenschaltung 20 bis 50 µH beträgt, und daß der Wert des Kondensators in der Reihenschaltung 0,001 bis 0,02 µF beträgt.

17. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer elektrischen Funkenerodiermaschine durch Anlegen einer Kondensatorentladungsspannung an einen Arbeitsspalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Zuführung eines Arbeitsstroms, der auf einen Endbearbeitungsstrom begrenzt ist;
geschaltetes Bereitstellen einer Spannung für den Arbeitsspalt als Gleichstromimpuls mit einer Impulsbreite; und
Unterdrücken der Unterbrechung einer Gleichstromimpulsstromkomponente, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt.

18. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einer elektrischen Funkenerodiermaschine durch Anlegen einer Kondensatorentladungsspannung an einen Arbeitsspalt, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Zuführung eines Arbeitsstroms, der auf einen Spiegelendbearbeitungsstrom begrenzt ist;
geschaltete Bereitstellung einer Spannung für den Arbeitsspalt als Gleichstromimpuls mit einer Impulsbreite; und
Unterdrücken der Fortsetzung einer Gleichstromimpulsstromkomponente, welche einer Kondensatorentladungsstromkomponente folgt.