CH507775A - Schaltungsanordnung an einer von einem transistorbestückten Impulserzeuger gespeisten elektroerosiven Metallbearbeitungsmaschine zum Schutz des Impulserzeugers gegen Kurzschluss zwischen den Funkenstreckenelektroden - Google Patents

Description

  
 



  Schaltungsanordnung an einer von einem transistorbestückten Impulserzeuger gespeisten    elektro erosiven    Metallbearbeitungsmaschine zum Schutz des Impulserzeugers gegen
Kurzschluss zwischen den Funkenstreckenelektroden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung an einer von einem transistorbestückten Impulserzeuger gespeisten elektroerosiven Metallbearbeitungsmaschine zum Schutz des Impulserzeugers gegen Kurzschluss zwischen den Funkenstreckenelektroden, wobei der Impulserzeuger eine Gleichspannungs Leistungsstromquelle, die über miteinander parallel geschaltete Transistorschalter an die Funkenstreckenelek   treten    angeschlossen ist, und eine   Gleichstrom-Zünd-    spannungsquelle, die über miteinander in Reihe geschaltete Transistorschalter an die Funkenstreckenelektroden angeschlossen ist,

   umfasst und die parallel und in Reihe geschalteten Transistorschalter gemeinsam von einem Steuersender gesteuert sind.



   In der letzten Zeit sind transistorbestückte Impulserzeuger für die Speisung von elektroerosiven Metallbearbeitungsmaschinen entwickelt worden, bei denen ein Generator leistungsstarke Stromimpulse niedriger Spannung für die eigentliche Metallabtragung erzeugt und ein im Nebenschluss zu diesem liegender Zündspannungsgenerator niedrigerer Leistung für den Durchschlag der Funkenstrecke bei vorgegebenem Elektrodenabstand sorgt.



   Um die Überlastung des Leistungsimpulsgenerators bei Kurzschlüssen an der Funkenstrecke zu vermeiden, wird bei diesen Impulserzeugern eine besondere Kurischluss-Schutzschaltung vorgesehen. Diese Schutzschaltung, die eine Transistorstufe mit Transformatorausgang und einen dieser nachgeschalteten Verstärker darstellt, sperrt den Transistor des Leistungsgenerators während des Kurzschlusses.



   Bei bekannten Schutzeinrichtungen dieser Art wird der transistorbestückte Impulserzeuger im Kurzschlussfall nicht ganz abgeschaltet. Eine Abschaltung des Impulserzeugers beim Spannungsabfall an der Funkenstrecke, der einem Kurzschluss vorausgeht, ist bei diesen Schutzeinrichtungen überhaupt nicht möglich.



   Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die bei Kurzschluss oder bereits bei einer bestimmten Abnahme des Elektrodenabstandes an der Funkenstrecke eine vollständige Trennung des Transistorimpulserzeugers sowie eine Wiederzuschaltung desselben nach Beseitigung des Kurzschlusses ermöglicht.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Schaltungsanordnung ein an die Funkenstrecke angeschalteter, hochohmiger Spannungsgeber an einen zweistufigen Verstärker angeschlossen ist, welcher Verstärker mit einer Regelvorrichtung für den in   Ider    Funkenstrecke fliessenden Strom   rund    an seinem Eingang mit einem integrierenden Kondensator versehen und an den Eingang eines Sperrschwingers angeschlossen ist, wobei eine sekundärseitige Wicklung des Sperrschwingers an den Eingang eines Transitorschalters angeschlossen ist,

   der seinerseits an den Eingang des Steuersenders angeschlossen ist und diesen bei Kurzschluss zwischen den   zFunlkenstZreckerlelllelktroden    oder bereits bei einer einem Kurzschluss vorangehenden bestimmten Verkleinerung des Abstandes zwischen den Funkenstreckenelektroden verzögert oder sperrt.



   Unter dem Begriff hochohmig im Zusammenhang mit dem Spannungsgeber wird im folgenden ein Impedanzwert zwischen 1 und 10 Kiloohm verstanden.



   Die Erfindung wird   nachstehend      anhand    eines Ausführungsbeispieles mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:  
Fig. 1 den Schaltplan des transistorbestücken Impulserzeugers für eine Funkenerosionsmaschine mit einer Funkenstrecke und einer Steuereinrichtung,
Fig. 2 den Schaltplan einer Schutzschaltungsanordnung einer Steuereinrichtung mit einem Transistorschalter und einem Sperrschwinger.



   Wie die Zeichnung erkennen lässt, besteht der transistorisierte Impulserzeuger für elektroerosive Werkzeugmaschinen grundsätzlich aus einem Zündimpulsgenerator niedriger Leistung und einem Niederspannung-Leistungsimpulsgenerator.



   Der Zündimpulsgenerator besteht aus einer Gleich   strom-Zündspannungsquelle    1, an die die Funkenstrecke 2 über eine Reihenschaltung aus drei mit Transistoren 4 aufgebauten Stufen 3 angeschlossen ist. Mehrere Transistorstufen 3 sind deswegen erforderlich, weil die Zündimpulsspannung (100... 300 V) viel höher ist als die maximal zulässige Kollektor-Emitter-Spannung der eingesetzten Transistoren. Der die Zündimpulse führende Stromkreis wird bei auseinandergeschobenen Elektroden der Funkenstrecke 2 über den Widerstand 5 geschlossen, der parallel zur Funkenstrecke 2 liegt.



  Die Nebenschlusswiderstände 6 der   hinterednlanderlie-    genden Transistoren 4, welche die Transistoren 4 vor Überspannung schützen, bilden zusammen mit dem Wi   derstand    5 und der Gleichspannungsquelle einen hoch   ohmigen    Funkenstreckenspannungsteiler.



   Der Leistungsimpulsgenerator besteht aus einer Gleichspannungsquelle 7 niedriger Spannung, an die über eine Parallelschaltung aus den mit von Transistoren 9 aufgebauten drei Stufen 8 und über eine Leistungstrenndiode 10 die Funkenstrecke 2 angeschlossen ist. Die Transistoren 4 und 9 arbeiten als Schalter. Beide Impulsgeneratoren werden synchron von einer Steuereinrichtung 11 gesteuert, bei der die Impulsfolgefrequenz, beispielsweise mittels des Basiswiderstandes 12 (Fig. 2) des Sperrschwingers 13 geregelt werden kann.



   Der beschriebene transistorisierte Impulserzeuger ist mit einer Schutzschaltungsanordnung versehen. Diese Schaltungsanordnung besteht aus einem aus Transitoren 15, 16 aufgebauten, zweistufigen Verstärker 14 mit einem einen Kondensator 17 aufweisenden Integrierglied am Ausgang und mit Widerständen 18, 19 zur Ansprechstromeinstellung, ferner einem aus Transistor 21 aufgebauten und am Kollektor des Transistors 16 über eine Diode 22 liegenden Sperrschwinger 20 und einem Transistorschalter 23. Der letztere ist mit seinem Eingang am Kondensator 26 und an der Ausgangs wicklung des Transformators 25 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 27 im Schalter 23 liegt über eine Diode 28 am gemeinsamen Punkt der Basiswiderstände 29, 30 des Sperrschwingers 13.



   Der Impulserzeuger nach Fig. 1 hat folgende Wirkungsweise.



   Die Impulsspannung des Zündimpulsgenerators löst zunächst eine Entladung an der Funkenstrecke aus. Dafür reicht schon ein Impulsstrom von   0,5.... 3    A aus.



  Nach erfolgtem Durchschlag der Funkenstrecke 2 öffnet die Trenndiode 10 und der Leistungsgenerator liefert einen Starkstromimpuls, dessen Amplitude zwischen zehn und mehreren hundert Ampere betragen kann, der die eigentliche Metallbearbeitung ausführt. Da die mittlere Spannung an der Funkenstrecke während der Starkstromimpulsdauer je nach dem Elektrodenwerkstoff und dem Medium im Elektrodenzwischenraum nur   18...35    V beträgt, wird die Ausgangsspannung des Leistungsimpulsgenerators zu   40 ...    60 V gewählt.



   Die Schutzschaltungsanordnung wirkt folgendermassen:
Die Spannung an der Funkenstrecke 2 ist über Widerstände 18, 31 an den Eingang des Transistors 15 angeschlossen. Das Verhältnis zwischen dem Basissperrstrom des Transistors 15, der durch die Funkenstreckenspannung bestimmt wird, und dem Zündstrom von der Kollektorspannungsquelle Ek wird mit Widerständen 18, 19 so eingestellt, dass bei beträchlicher Abnahme des Elektrodenabstandes an der Funkenstrecke, die dem Kurzschluss vorausgeht, die Spannung an der Funkenstrecke so weit abnimmt, dass der Transistor 15 geöffnet und der Transistor 16 gesperrt wird.



  Dadurch wird weiter die Diode 22 gesperrt und der Sperrschwinger 20 gerät in Selbstschwingung. Die dabei an der Ausgangswicklung 24 des Transformators 25 auftretende Impulsspannung wird an der Kapazität 26 integriert und öffnet den Transistor 27 bis zur Sättigung.

 

  Der Sperrschwinger 20 des Steuersenders 11 wird über die Diode 22 stillgelegt. Nachdem der Elektrodenkurzschluss durch den Arbeitsvorschubregler (in der Zeichnung nicht gezeigt) beseitigt ist, wird der Kondensator 17 am Ausgang des Transistors 15 umgeladen. Der Transistor 15 wird gesperrt und der Transistor 16 dagegen bis zur Sättigung geöffnet. Die Diode 22 wird leitend und der Sperrschwinger 20 wird stillgelegt, d. h. der Transistor 27 des Schalters 23 wird gesperrt und schaltet die Diode 28 ab.



   Die beschriebene Kurzschluss-Schutzschaltungsanordnung ermöglicht eine Abschaltung des transistorbestückten Impulserzeugers bei Kurzschluss und bei beträchtlicher Abnahme des Elektrodenabstandes an der   Funkenstrecke    mit nachfolgender Wiederzuschaltung   desselben    nach Beseitigung des   Kurzschlusses.    

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Schaltungsanordnung an einer von einem transistorbestückten Impulserzeuger gespeisten elektroerosiven Metallbearbeitungsmaschine zum Schutz des Impulserzeugers gegen Kurzschluss zwischen den Funkenstrekkenelektroden, wobei der Impulserzeuger eine Gleich spannungs-Leistungsstromquelle (7), die über miteinander parallel geschaltete Transistorschalter (9) an die Funkenstreckenelektroden angeschlossen ist, und eine Gleichstrom-Zündspannungsquelle, die über miteinander in Reihe geschaltete Transistorschalter (4) an die Funkenstreckenelektroden angeschlossen ist, umfasst und die parallel und in Reihe geschalteten Transistorschalter (4, 9) gemeinsam von einem Steuersender gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet,

   dass in der Schaltungsanordnung ein an die Funkenstrecke angeschalteter hochohmiger Spannungsgeber an einen zweistufigen Verstärker (14) angeschlossen ist, welcher Verstärker mit einer Regelvorrichtung (18) für den in der Funkenstrecke fliessenden Strom und an seinem Eingang mit einem integrierenden Kondensator (17) versehen und an den Eingang eines Sperrschwingers (20) angeschlossen ist, wobei eine sekundärseitige Wicklung (24) des Sperrschwingers an den Eingang eines Transistorschalters (13) angeschlossen ist, der seinerseits an den Eingang des Steuersenders angeschlossen ist und diesen bei Kurzschluss zwischen den Funkenstreckenelektroden oder bereits bei einer einem Kurzschluss vorausgehenden bestimmten Verkleinerung des Abstandes zwischen den Funkenstreckenelektroden verzögert oder sperrt.

   UNTERANSPRUCH Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als hochohmiger Spannungsgeber an der Funkenstrecke Widerstände (6) vorgesehen sind, die in Nebenschluss zu den in Reihe liegenden Transistorschaltern (4) im Zündspannungskreis liegen und die Transistoren vor Überspannung schützen.