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Steuerschaltung für mit elektrischer Entladung arbeitende Metall- bearbeitungsvorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für mit elektrischer Entladung arbeitende Metallbearbeitungsvorrichtungen, mit einer über einen Regelwiderstand an denBearbeitungsstab und an den zu bearbeitenden Teil angeschlossenen elektrischen Stromquelle, wobei der Stab mit einem Motor in Verbindung steht, der den Stab mit dem zu bearbeitenden Teil in Berührung bringt bzw. davon abrückt.
Vorrichtungen und Maschinen für Arbeiten dieser Art sind bekannt und es sind bereits verschiedene Varianten entwickelt worden, um die Leistung der Vorrichtungen in verschiedener Hinsicht zu verbessern. Die Regelung der die Materialabnahme bewirkenden Entladung lässt jedoch noch sehr zu wünschen übrig. Die Erfindung bezweckt die Schaffung von Mitteln, welche eine wesentliche Verbesserung in dieser Beziehung ergeben und es gestatten, die Entladungsintensität innerhalb weit auseinanderliegender Grenzen kontinuierlich zu regeln, während bisher die Vorrichtungen der beschriebenen Art die Regelung nur durch das Ein- und Ausschalten der Entladung bewirkten. Die kontinuierliche Regelung ermöglicht eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit, da. sie die Totzeiten beseitigt, die bei der Regelung durch Ein- und Ausschalten auftreten.
Ferner gestattet sie eine höhere Genauigkeit der Bearbeitung, da stets mit jener Entladungsintensität gearbeitet werden kann, die der Beschaffenheit des gerade bearbeiteten Teiles und der jeweiligen Bearbeitungsstufe am besten entspricht.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Schaltung zwei mit Steuerorganen versehene Ventileinrichtungen aufweist, die einerseits mit einer Klemme einer elektrischen Stromquelle in Verbindung stehen und anderseits über je einen Widerstand an die andere Klemme der Stromquelle angeschlossen sind, wobei diesen Widerständen gemeinsam eine Wicklung eines umsteuerbaren Elektromotors parallelgeschaltet ist, und die Kathode der einen Ventileinrichtung an den zu bearbeitenden Teil und ihr Steuerorgan an den Stab angeschlossen ist, während die Kathode und das Steuerorgan der andern Ventileinrichtung an je ein Ende des Regelwiderstandes angeschlossen sind.
Der Anschluss der Steuerorgane an die übrigen Elemente der Schaltung kann über geeignete Spannungsregler, z. B. Potentiometer oder Spannungsteiler, erfolgen.
Andere und weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung eines die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigt Fig. 1 das Prinzipschaltbild und Fig. 2 ein Schaltbild mit Regelpotentiometern.
Das Schaltbild der Fig. 1 zeigt den zu bearbeitenden Teil 10 und den Entladungsstab 11. Der Teil 10 und der Stab 11 sind an entsprechende Pole der Batterie 12 angeschlossen, wobei der Anschluss des Stabes 11 über einen Regelwiderstand 13 erfolgt, mit dem die Intensität der Entladung zwischen dem zu be-
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stände 17 bzw. 18 an einen Pol der Batterie 16 angeschlossen sind. Der Anker 19 des Antriebsmotors für den Stab ist zwischen den Anoden dieser Trioden eingeschaltet. Die nicht gezeigte Feldwicklung dieses Motors kann in jeder beliebigen bekannten Weise fremderregt werden. Erforderlichenfalls kann auch die Feldwicklung zwischen den Kathoden eingeschaltet und der Anker fremdgespeist werden.
In einer andern Ausführungsform kann der durch die Elemente 17 und 18 gegebene ohmsche Widerstand auch durch die Feldwicklungen des Motors selbst gegeben sein, die in diesem Fall an der Stelle der genannten Widerstände
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eingeschaltet sind.
Das Gitter der Triode 14 ist an den Bearbeitungsstab, das der Triode 15 an den Eingang des reg, baren Belastungswiderstandes 13 angeschlossen.
Wenn an die Röhren in der im Schaltbild angedeuteten WeiseVorspannungen angelegt werden und der Stab im Abstand von dem zu bearbeitenden Teil steht, ist die Triode 15 leitfähig, weil ihre Kathode und ihr Gitter das gleiche Potential haben. Dagegen ist das Gitter der Triode 14 negativer als deren Kathode, so dass diese Triode gesperrt bleibt. Es wird daher ein Stromkreis geschlossen, der von dem negativen Pol der Batterie 12 über den Widerstand 13, den Leiter 20, die Triode 15, den Widerstand 18, die Batterie 16 und die Leiter 21 und 22 zum positiven Pol der Batterie 12 führt. Gleichzeitig fliesst ein Strom von der Triode 15 über den Motor 19 und den Widerstand 17 zur Batterie 16, so dass der Motor in jener Richtung läuft, in der er den Stab an den zu bearbeitenden Teil heranbewegt.
Wenn der Stab den zu bearbeitenden Teil berührt, verschwindet die zwischen ihnen bestehende Potentialdifferenz, so dass das Gitter und die Kathode der Triode 14 das gleiche Potential erhalten und die Röhre leitfähig wird. Der Bearbeitungsstrom erzeugt in dem Widerstand 13 einen Spannungsabfall, so dass das Gitter der Triode 15 gegenüber deren Kathode negativ und die Triode 15 gesperrt wird. In diesem Zustand fliesst ein Strom direkt von der Batterie 16 über den Leiter 21, die Triode 14, den Widerstand 17 und den Leiter 23 zurück zur Batterie und fliesst der Speisestrom für den Motor von der Triode 14 über den Motor 19, den Widerstand 18, den Leiter 23 und die Batterie 16. Der Strom fliesst also in der entgegen- gesetzten Richtung wie bisher, so dass der Motor trachtet, den Stab von dem zu bearbeitenden Teil wegzubewegen.
Die kontinuierliche Regelung der Schaltung geht aus Fig. 2 hervor. Diese unterscheidet sich von der Schaltung der Fig. 1 nur dadurch, dass die Gittervorspannung für die Trioden 14, 15 von den Potentiometern 24 bzw. 25 abgeleitet wird, von denen das erste zwischen dem zu bearbeitenden Teil und dem Stab, d. h. parallel zu dem Bearbeitungslichtbogen und das zweite parallel zu dem Regelwiderstand 13 eingeschaltet ist.
Durch geeignete Einstellung dieser Potentiometer kann ein Zustand erreicht werden, in dem beide Trioden genau gleiche Ströme führen, wenn ein bestimmter Zustand des Lichtbogens zwischen dem Stab und dem zu bearbeitenden Teil erreicht ist. In diesem Zustand fliesst durch den Motor trotz der Tatsache, dass beide Trioden eingeschaltet sind, kein Strom, da an beiden Enden des Motors das gleiche Potential liegt. Der Motor steht daher still. In diesem Zustand der Schaltung genügt jedoch eine geringe Abweichung des Widerstandes des zwischen 10 und 11 vorhandenen.
Lichtbogens von dem Bezugswiderstand, der aus dem Widerstand 13 und dem Potentiometer 25 besteht, um eine Veränderung des Stromflusses in der Triode 14 und damit je nach der Richtung dieser Veränderung das Anlaufen des Motors in der einen oder andern Richtung zu bewirken, wie offensichtlich aus dem Stromfluss erkennbar ist.
Die beschriebene Steuerschaltung kann auch mit Wechselstrom betrieben werden, wobei an Stelle der Batterie 12 eine Wechselstromquelle tritt. In diesem Fall würde die Funktion der beiden Trioden durch die Veränderungen der Polarität des aus dem Stab und dem zu bearbeitende'1 Teil bestehenden Stromkreises beeinträchtigt werden. Um dies zu vermeiden, ist in den Anschlüssen der Steuergitter je eine Diode 26 vorgesehen, die einen Stromfluss nur in der für den Betrieb der Triode geeigneten Richtung gestattet. Das gleiche Ergebnis kann mit Diskriminatorkreisen erzielt werden.
An Stelle der schematisch dargestellten Trioden können in der Schaltung natürlich auch Röhren mit einer andern Elektrodenzahl oder Gasentladungsröhren verwendet werden. Die in diesem Fall zur Anle- gung von Vorspannungen an diese Elektroden und zur Erzielung einer geeigneten Funktion derselben erforderlichen Änderungen der Schaltung sind naheliegend.
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Control circuit for metalworking devices operating with electrical discharge
The invention relates to a control circuit for metalworking devices operating with electrical discharge, having an electric power source connected to the machining rod and to the part to be machined via a variable resistor, the rod being connected to a motor which brings the rod into contact with the part to be machined or moves away from it.
Devices and machines for work of this type are known and various variants have already been developed in order to improve the performance of the devices in various ways. The regulation of the discharge causing the material removal, however, still leaves a lot to be desired. The invention aims to provide means which result in a substantial improvement in this respect and allow the discharge intensity to be continuously regulated within widely differing limits, whereas up to now the devices of the type described have only effected the regulation by switching the discharge on and off. The continuous regulation enables a higher working speed, since. it eliminates the dead times that occur in the control by switching on and off.
Furthermore, it allows a higher precision of the machining, since one can always work with the discharge intensity that best corresponds to the nature of the part being machined and the respective machining stage.
This is achieved according to the invention in that the circuit has two valve devices provided with control elements, which on the one hand are connected to a terminal of an electrical power source and on the other hand are each connected to the other terminal of the power source via a resistor, these resistors sharing a winding of a reversible Electric motor is connected in parallel, and the cathode of one valve device is connected to the part to be machined and its control member is connected to the rod, while the cathode and the control member of the other valve device are each connected to one end of the variable resistor.
The connection of the control elements to the other elements of the circuit can be carried out via suitable voltage regulators, e.g. B. potentiometer or voltage divider.
Other and further advantages of the invention will emerge from the detailed description of an exemplary embodiment which does not restrict the invention and which is illustrated in the drawings. In these, FIG. 1 shows the basic circuit diagram and FIG. 2 shows a circuit diagram with control potentiometers.
The circuit diagram of FIG. 1 shows the part 10 to be processed and the discharge rod 11. The part 10 and the rod 11 are connected to corresponding poles of the battery 12, the rod 11 being connected via a variable resistor 13 with which the intensity of the Discharge between the
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stands 17 or 18 are connected to one pole of the battery 16. The armature 19 of the drive motor for the rod is connected between the anodes of these triodes. The field winding, not shown, of this motor can be externally excited in any known manner. If necessary, the field winding between the cathodes can also be switched on and the armature externally fed.
In another embodiment, the ohmic resistance given by the elements 17 and 18 can also be given by the field windings of the motor itself, which in this case take the place of the mentioned resistors
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are switched on.
The grid of the triode 14 is connected to the processing rod, that of the triode 15 to the input of the reg, ble load resistor 13.
If bias voltages are applied to the tubes in the manner indicated in the circuit diagram and the rod is at a distance from the part to be machined, the triode 15 is conductive because its cathode and its grid have the same potential. In contrast, the grid of the triode 14 is more negative than its cathode, so that this triode remains blocked. A circuit is therefore closed which leads from the negative pole of the battery 12 via the resistor 13, the conductor 20, the triode 15, the resistor 18, the battery 16 and the conductors 21 and 22 to the positive pole of the battery 12. At the same time, a current flows from the triode 15 via the motor 19 and the resistor 17 to the battery 16, so that the motor runs in the direction in which it moves the rod towards the part to be machined.
When the rod touches the part to be machined, the potential difference existing between them disappears, so that the grid and the cathode of the triode 14 receive the same potential and the tube becomes conductive. The machining current generates a voltage drop in the resistor 13, so that the grid of the triode 15 is negative with respect to its cathode and the triode 15 is blocked. In this state, a current flows directly from the battery 16 via the conductor 21, the triode 14, the resistor 17 and the conductor 23 back to the battery and the supply current for the motor flows from the triode 14 via the motor 19, the resistor 18, the conductor 23 and the battery 16. The current thus flows in the opposite direction as before, so that the motor tries to move the rod away from the part to be machined.
The continuous control of the circuit is shown in FIG. This differs from the circuit of FIG. 1 only in that the grid bias for the triodes 14, 15 is derived from the potentiometers 24 and 25, the first of which is between the part to be machined and the rod, i.e. H. parallel to the machining arc and the second parallel to the variable resistor 13 is switched on.
By suitably setting these potentiometers, a state can be achieved in which both triodes carry exactly the same currents when a certain state of the arc between the rod and the part to be processed is reached. In this state, despite the fact that both triodes are switched on, no current flows through the motor, since the same potential is present at both ends of the motor. The engine therefore stands still. In this state of the circuit, however, a slight deviation in the resistance between 10 and 11 is sufficient.
Arc from the reference resistor, which consists of the resistor 13 and the potentiometer 25, to cause a change in the current flow in the triode 14 and thus, depending on the direction of this change, the start of the motor in one direction or the other, as is evident from the Current flow is recognizable.
The control circuit described can also be operated with alternating current, an alternating current source taking the place of the battery 12. In this case the function of the two triodes would be impaired by the changes in the polarity of the circuit consisting of the rod and the part to be processed. In order to avoid this, a diode 26 is provided in each of the connections of the control grid, which allows a current to flow only in the direction suitable for operating the triode. The same result can be achieved with discriminator circles.
Instead of the schematically shown triodes, tubes with a different number of electrodes or gas discharge tubes can of course also be used in the circuit. The changes to the circuitry required in this case to apply bias voltages to these electrodes and to achieve a suitable function of them are obvious.
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