(57)【要約】【課題】プログラム可能なプロファイルをもつ電流インパルスを有する、如何なる種類の電気侵食に適用可能な電気侵食発生回路。【解決手段】電気侵食による加工用装置が、作動ギャップ（ＧＡ）の両極を構成する電極工具（ＥＯ）及び電極加工物（ＥＰ）と、供給ネットワーク（Ａ）に接続された二重電圧源（ＵＤ）を有する電気回路とを備える。二重電圧源（ＵＤ）は、極で互いに接続された第１の電圧源（Ｕ１）と、第２の電圧源（Ｕ２）とを備える。二重電圧源（ＵＤ）は、少なくとも１つが自己誘導要素（Ｌ１、ＬＬ）を備える少なくとも４つの別個の分岐線（Ｂ１からＢ４まで）によって、作動ギャップに接続される。切り換え手段（ＳＷ１、ＳＷ２）が、分岐線を選択的に接続することにより、少なくとも２つの電流増加勾配と少なくとも２つの電流減少勾配を生成できる。分岐線により、消費されなかった余分な自己誘導エネルギーが二重電圧源（ＵＤ）に戻される。伝達手段（ＰＯ）が、２つの電圧源（Ｕ１、Ｕ２）の間のエネルギー伝達を行う電流ポンプとして働く。【選択図】　　　　　図５
2004009290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ネットワーク（Ａ）に接続された電圧源（Ｕ１、Ｕ２）を有する電気回路を備え、前記電気回路が少なくとも１つの自己誘導要素（Ｌ１、ＬＬ）と直列な作動ギャップ（ＧＡ）の両極を構成する電極工具（ＥＯ）と電極加工物（ＥＰ）とを含む負荷回路に電流インパルスを生成するように配置された電気侵食による加工のための装置であって、前記電気回路が、
一方の極によって互いに電気的に接続された第１の電圧源（Ｕ１）及び第２の電圧源（Ｕ２）を備える二重電圧源（ＵＤ）を備え、
前記二重電圧源（ＵＤ）が少なくとも４つの別個の分岐線（Ｂ１からＢ４まで）によって負荷回路に接続され、
切り換え手段（ＳＷ１、ＳＷ２）が前記分岐線を選択的に接続することにより、少なくとも２つの電流増加の勾配と少なくとも２つの電流減少の勾配とを生成するようになっており、
前記分岐線は、侵食用放電により消費されなかった前記電気回路の余分な自己誘導エネルギーが前記二重電圧源（ＵＤ）に戻されるように配置され、
前記二重電圧源（ＵＤ）の前記２つの電圧源（Ｕ１、Ｕ２）の間でエネルギー伝達を行うように伝達手段が設けられた、
ことの組合せを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の電圧源（Ｕ１）又は前記第２の電圧源（Ｕ２）のいずれかを前記供給ネットワーク（Ａ）に接続する手段（Ｃ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電気回路が、
第１のスイッチ（ＳＷ１）により、前記二重電圧源（ＵＤ）の正極を前記作動ギャップ（ＧＡ）に接続する第１の分岐線（Ｂ１）と、
第２のスイッチ（ＳＷ２）により、前記作動ギャップ（ＧＡ）を前記二重電圧源（ＵＤ）の負極に接続する第２の分岐線（Ｂ２）と、
第１の単一方向要素（Ｄ１）によって、前記作動ギャップ（ＧＡ）の側に向けられた前記第１のスイッチ（ＳＷ１）の第１の端子に前記二重電圧源（ＵＤ）を接続する第３の分岐線（Ｂ３）と、
第２の単一方向要素（Ｄ２）によって、前記作動ギャップ（ＧＡ）の側に向けられた前記第２のスイッチ（ＳＷ２）の第１の端子を前記二重電圧源（ＵＤ）に接続する第４の分岐線（Ｂ４）と、
を備える一般的な半ブリッジ構成から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の電圧源（Ｕ１、Ｕ２）が、同じ極性の極によって互いに接続され、共通の極を形成することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の電圧源（Ｕ１）に接続されていない前記第２の電圧源（Ｕ２）の一方の極が、前記単一方向要素（Ｄ２、Ｄ１）によって前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の前記第１の端子に接続され、前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の他方の端子が前記２つの電圧源の前記共通の極に接続されて、前記第３又は第４の分岐線（Ｂ３、Ｂ４）を形成することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の電圧源（Ｕ２）の前記第１の電圧源（Ｕ１）に接続されていない方の極が、前記単一方向要素（Ｄ２、Ｄ１）によって前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の前記第１の端子に接続され、前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の第２の端子が前記第２の電圧源（Ｕ２）と共通でない前記第１の電圧源（Ｕ１）の前記極に接続されて、前記第３又は第４の分岐線を形成することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の電圧源（Ｕ１、Ｕ２）が、反対の極性の極によって互いに接続され、前記第２の電圧源（Ｕ２）が、前記第１又は第２の分岐線（Ｂ１、Ｂ２）において直列に、前記第１の電圧源（Ｕ１）に向けられた前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の一つの第２の端子に接続されたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記電気回路が、前記第２の電圧源（Ｕ２）及び該第２の電圧源（Ｕ２）に接続された前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）と平列に接続されており、該電気回路は、一方で前記第１及び第２の電圧源（Ｕ１、Ｕ２）の前記共通の極に接続され、他方で前記スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）の前記作動ギャップ（ＧＡ）の側に向けられた前記第１の端子に接続された補足的なスイッチ（ＳＷ１ａ、ＳＷ２ａ）を備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記伝達手段（ＰＯ）が、前記第２の電圧源（Ｕ２）のエネルギーを前記第１の電圧源（Ｕ１）に伝達するように配置された第１の伝達回路を備え、前記第１の伝達回路が、一方ではエネルギー蓄積装置（Ｌ２）と第３のスイッチ（ＳＷ３）と第２の電圧源（Ｕ２）とから構成された第１の電流メッシュ（Ｐ１）を備え、他方では少なくとも前記エネルギー蓄積装置（Ｌ２）と第３の単一方向要素（Ｄ３）とエネルギー受けとして取り付けられた前記第１の電圧源（Ｕ１）とを含む第２の電流メッシュ（Ｐ２）を備え、前記第１及び第２の電流メッシュ（Ｐ１、Ｐ２）が、前記第３のスイッチ（ＳＷ３）を開閉することによって交互に作動されることを特徴とする前記請求項の一つに記載の装置。
【請求項１０】
前記伝達手段（ＰＯ）が、前記第１の電圧源（Ｕ１）のエネルギーを前記第２の電圧源（Ｕ２）に向けて伝達するように配置された第２の伝達回路を備え、前記第２の伝達回路が、一方では少なくとも１つのエネルギー蓄積装置（Ｌ２）と第４のスイッチ（ＳＷ４）と第１の電圧源（Ｕ１）とを含む第３の電流メッシュ（Ｐ３）を備え、他方では前記エネルギー蓄積装置（Ｌ２）と第４の単一方向要素（Ｄ４）とエネルギー受けとして取り付けられた該第２の電圧源（Ｕ２）とから構成された第４の電流メッシュ（Ｐ４）を備え、前記第３及び第４の電流メッシュ（Ｐ３、Ｐ４）が、前記第４のスイッチ（ＳＷ４）を開閉することによって同時に作動されることを特徴とする前記請求項の一つに記載の装置。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積装置（Ｌ２）が、前記第１及び第２の伝達回路に共通であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給ネットワークに接続された電圧源を有する電気回路を備え、該電気回路が、少なくとも１つの自己誘導要素と直列な作動ギャップの両極を構成する電極工具及び電極加工物を含む負荷回路に電流パルスを生成するように配置された、電気侵食により加工するための装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、このような装置は、浸透、電線、又は電気侵食ミリングによる電気侵食のために用いられる。しかしながら、電気侵食の用途又は種類の各々について異なる侵食用放電の生成器を有することが一般に必要である。本発明の目的の一つは、実行可能な最も簡単な構造を備え、同時に全ての加工用途を含むようになった装置を提供することである。このような装置は、浸透、電線、又はミリングによる加工に適用できると同時に、最も低いコストでの工業化ができるものでなければならない。
さらに、この装置は、時間の関数としての電流の生成を正確に制御することができ、よって、電流の上昇及び下降の一連の様々な勾配を含むことができる電気侵食用放電を発生させることができるようになる。このため、浸透による加工の場合には、電極工具の磨耗を理想的に減少させることができる。
【０００３】
装置が達成しなければならない別の目的は、自己誘導ループ内に一時的に蓄えるエネルギーが安定抵抗により損失するのを抑制することである。これらの複雑で費用のかかる安定抵抗器を排除することは望ましいが、これは、損失されることになるエネルギー源が常に一定の電圧を有するとは限らないので、幾つかの切り換え可能な抵抗値を提供することが必要なことが多いからである。
本発明の別の目的は、放電の休止及び待機段階の間に貯蔵ループ内に連続的に多量の電流を流すのを回避することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
これらの種々の目的は、電気回路が次の構成、即ち、
一方の極によって互いに電気的に接続された第１及び第２の電圧源を備える二重電圧源を備え、
該二重電圧源が少なくとも４つの別個の分岐線により負荷回路に接続され、
切り換え手段が分岐線を選択的に接続することにより、少なくとも２つの増加電流の勾配と少なくとも２つの減少電流の勾配とを生成するようになっており、
分岐線は侵食用放電により消費されなかった電気回路の余分な自己誘導エネルギーが二重電圧源に戻されるように配置され、
二重電圧源の２つの電圧源の間でエネルギー伝達を行うために伝達手段が設けられた、
構成の組合せを備えることにより達成される。
【０００５】
これらの構成により、この装置を、浸透、電線、ミリングなどの如何なる種類の電気侵食のために用いることもできる。電気インパルスの電流の増加及び減少の勾配をプログラムし制御することができるので、この装置は、非常にわずかな電極工具の磨耗で浸透により加工することが可能になる。この制御により、電流インパルスに各々の加工用途に対応する全体的なプロファイルを与えることが可能になる。
２つの電圧源の各々は、ネットワーク又は二次電圧源の分岐された主電圧源として働くことができ、作動ギャップ及びライン・インダクタンスからの電流の戻りか、或いは電流ポンプとして働く伝達手段の動作のいずれかによって負荷を受け取ることができる。
【０００６】
ネットワークにより装置に与えられた電気エネルギーは、全面的に電気侵食による加工に向けられ、電気パルスの停止中の余分なエネルギーは、２つの電圧源の一方又は他方に戻され、このことにより、全ての使用状況のもとで特定の合理的な作動ができるようになり、よって相当なエネルギーの節約が可能になる。
休止及び待機期間中においては、放電の生成のための電流は主電気回路内に流れない。
【０００７】
電流ポンプは、ネットワークに接続されていない補助電圧源に対する電圧調整器として同時に働き、電圧をリアルタイムで所望の加工の特定状況に特に調整することができる。
この装置は、第１又は第２の電圧源のいずれかを供給ネットワークに接続する手段を備えることが好ましい。
単一又は二重のスイッチにより構成されるこれらの手段により、装置を異なる用途に速やかに適合させることが可能になる。
【０００８】
好ましい実施形態は、電気回路が、
第１のスイッチにより、二重電圧源の正極を作動ギャップに接続する第１の分岐線と、
第２のスイッチにより、作動ギャップを二重電圧源の負極に接続する第２の分岐線と、
第１の単一方向要素によって、作動ギャップの側に向けられた第１のスイッチの第１の端子に二重電圧源を接続する第３の分岐線と、
第２の単一方向要素によって、作動ギャップの側に向けられた第２のスイッチの第１の端子を二重電圧源に接続する第４の分岐線と、
を備える一般的な半ブリッジ構成から成ることにより特徴付けられる。
【０００９】
電気回路のこの一般的構造により、２つの電流増加の勾配及び２つの電流減少の勾配を容易に得ることが可能になり、所定の順序の異なる電流勾配によって、異なる電流インパルスのプロファイルを生成することができるようになる。
第１及び第２の電圧源は、同じ極性の極によって互いに接続され、共通の極を形成することが好ましい。
従って、２つの電圧源は共通の電位を有し、これにより、２つの電圧源の間に簡単な切り換えを用いてネットワークに分岐することが可能になる。
【００１０】
第１の電圧源に接続されていない第２の電圧源の一方の極は、単一方向要素の一つによってスイッチの第１の端子に接続され、該スイッチの他方の端子が２つの電圧源の共通の極に接続されて、第３又は第４の分岐線を形成することが有利である。
別の非常に有利な実施形態によると第２の電圧源の第１の電圧源に接続されていない方の極が、単一方向要素の一つによってスイッチの第１の端子に接続され、該スイッチの第２の端子が第２の電圧源と共通でない第１の電圧源の極に接続されて、第３又は第４の分岐線を形成する。
【００１１】
補足的な実施形態が、第１及び第２の電圧源がそれらの反対の極性の極によって互いに接続されること、第２の電圧源が該第１の電圧源に向けられたスイッチの一方の第２の端子に、第１又は第２の分岐線において直列に接続されることによって特徴付けられる。
これらの３つの実施形態は、主として、第２の電圧源の接続が互いに異なっている。それらにより、３つ全てが少なくとも４つの異なる電流勾配を得ることが可能になるが、これらの勾配は、異なる方法で得られ、２つの電圧源の一方又は他方における余分なエネルギーの回復もまた同様である。
【００１２】
伝達手段は、第２の電圧源のエネルギーを第１の電圧源に伝えるように配置された第１の伝達回路を備えることが好ましく、この場合、この第１の伝達回路が、一方ではエネルギー蓄積装置と第３のスイッチと第２の電圧源とからなる第１の電流メッシュと、他方では少なくとも該エネルギー蓄積装置と第３の単一方向要素とエネルギー受けとして取り付けられた第１の電圧源とを備える第２の電流メッシュを備え、該第１及び第２のメッシュは、第３のスイッチを開閉することによって交互に作動される。
【００１３】
これらの特徴により、３つの電子部品だけを有する非常に簡単な構造の単一方向のポンプが得られる。このポンプにより、第２の電圧源から第１の電圧源に電荷を伝えることが可能になり、このことは、適切な言い方ではインパルス発生回路であるこの回路の作動とは無関係になされる。
この伝達手段は、第１の電圧源から第２の電圧源に向けてエネルギーを伝えるように配置された第２の伝達回路を備えることが好ましく、この場合、この第２の伝達回路が、一方では少なくとも１つのエネルギー蓄積装置と第４のスイッチと第１の電圧源とからなる第３の電流メッシュと、他方では該エネルギー蓄積装置と第４の単一方向要素とエネルギー受けとして取り付けられた第２の電圧源とを備える第４の電流メッシュとを備え、該第３及び第４のメッシュは、第４のスイッチを開閉することによって交互に作動される。
【００１４】
例えば、自己誘導コイルのようなエネルギー蓄積装置を、第１及び第２の伝達回路に共通のものとしてもよく、このことにより、５つの電子部品だけを有する双方向のポンプを得ることが可能になる。
他の利点は、添付の特許請求の範囲、及び実施形態とその修正形態を概略的かつ例示的に示す図面を用いて非常に詳細に本発明について説明する以下の記載において述べられた特徴から明らかとなるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
電気浸食又は電気浸食インパルス発生回路による加工装置の第１の実施形態が、図１に示され、以下に一次電圧源と呼ばれる第１の電圧源部材Ｕ１と、以下に二次電圧源と呼ばれる第２の電圧源部材Ｕ２とを有し、合わせて二重電圧源ＵＤを形成する。２つの電圧源Ｕ１及びＵ２は、この場合は２つの負極である、それらの極の１つにおいて電気的に互いに接続されて、二重電圧源を構成する。スイッチＣによって、２つの電圧源のうちの一方又は他方を電気供給部Ａ、例えば電気ネットワークに接続され、少なくとも１つの変圧器及び一つの整流器を備える電圧安定供給装置に接続することができる。
この発生回路は、二重電圧源ＵＤと、電極工具ＥＯと加工されることになる電極加工物ＥＰとの間に位置するギャップＧＡとの間に、４つの接続経路すなわち分岐線を有する。
【００１６】
第１の分岐線Ｂ１は、第１の電圧源Ｕ１の正端子から、スイッチＳＷ１、電流計Ｍ１、及び端子がスイッチＣ１により並列に接続されている自己誘導コイルＬ１及び発生回路のライン寄生インダクタンスを表すＬＬを含む。
第２の分岐線Ｂ２は、第２のスイッチＳＷ２により、電極片ＥＰを２つの電圧源Ｕ１及びＵ２の負端子に接続する。
第３の分岐線Ｂ３は、ダイオードＤ１、電流計Ｍ１、分路Ｃ１を有するコイルＬ１により、２つの電圧源Ｕ１及びＵ２の負端子を電極工具ＥＯに接続する。
最後に、第４の分岐線Ｂ４は、電極加工物ＥＰと第２の電圧源Ｕ２の正端子との間に位置する第２のダイオードＤ２を含む。
【００１７】
２つのスイッチＳＷ１及びＳＷ２によって構成された切り換え手段と組み合わせたこれらの異なる分岐線により、２つの異なる電流増加勾配及び２つの異なる電流減少勾配、即ち以下の経路に対応する勾配を生成することが可能になる。
第１）急速な増加：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ（＝Ｌ１＋ＬＬ）、ＧＡ、ＳＷ２。
次の方程式を適用することができる。
ＵＬ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ＝Ｕ１−Ｕｇ　（１ａ）
ここで、
Ｌ＝結合されたコイルＬ１及びラインＬＬのインダクタンス、Ｌ＝Ｌ１＋ＬＬ、
ＵＬ＝結合されたインダクタンスの端子における電位差、
ＵＧ＝ギャップ端子における電位差、
Ｕ１＝第１の電圧源の端子における電圧、
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ　（１ｂ）
【００１８】
第２）緩やかな増加：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−ＵＳ（ＳＷ２は遮断される）。
次の方程式を適用することができる。
ＵＬ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ＝Ｕ１−Ｕ２−Ｕｇ　（２ａ）
Ｕ２＝第２の電圧源の端子における電圧
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌ　（２ｂ）
第３）急速な減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１及びＳＷ２は遮断される）。
次の方程式を適用することができる。
ＵＬ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ＝−ＵＳ−Ｕｇ　（３ａ）
ｄｉ／ｄｔ＝（−Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌ　（３ｂ）
第４）緩やかな減少：Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１は遮断される）。
次の方程式を適用することができる。
ＵＬ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ＝−Ｕｇ　（４ａ）
ｄｉ／ｄｔ＝−Ｕｇ／Ｌ　（４ｂ）
図１の場合には、電圧源Ｕ２が、緩やかな減少２の間に電圧源Ｕ１からエネルギーを受け取り、急速な電流減少第３の間に侵食用放電により消費されなかった、回路の余分なインダクタンス・エネルギーも受け取ることを注意すべきである。
【００１９】
図１に示される発生回路は、一般に電流ポンプＰＯと呼ばれる、二重電圧源の２つの電圧源Ｕ１とＵ２との間でエネルギーを伝達する伝達手段をさらに備える。図１の場合には、この電流ポンプは双方向性であり、よって電荷を電圧源Ｕ２から電圧源Ｕ１に送ることが可能になり、逆もまた同様である。このために、電流ポンプは、電圧源Ｕ２の正端子に接続され、出力が該電圧源Ｕ２の負端子に接続された単一方向のスイッチＳＷ３に接続された巻線Ｌ２を含む第１のループＰ１と、負端子が該電極源Ｕ２の負端子に電気的に接続された電圧源Ｕ１の正端子に接続された巻線Ｌ２及びダイオードＤ３を含む第２のループＰ２とを有する第１の伝達回路を備える。所定の周波数、例えば２００ＫＨＺなどを用いてスイッチＳＷ３を開閉することによりループＰ１及びＰ２を交互に作動させることによって、電荷は電圧源Ｕ２から巻線Ｌ２へ、そして電圧源Ｕ１へと伝えられる。
【００２０】
逆に、このポンプは、電圧源Ｕ１の正端子及び巻線Ｌ２に接続された単一方向のスイッチＳＷ４を含む第３のループＰ３と、電圧源Ｕ２の負端子及び該巻線Ｌ２に接続されたダイオードＤ４を有する第４のループＰ４とを有する第２の伝達回路を備える。
スイッチＳＷ３が遮断された状態でスイッチＳＷ４を交番的に作動させることによって、電荷は、巻線Ｌ２により電圧源Ｕ１から電圧源Ｕ２に向けて伝えられる。
【００２１】
公知のデジタル技術により製造された電子制御ユニットＣＰが、一連の論理タスク、特に、異なるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、及び整流子Ｃ、Ｃ１の開閉の制御を遂行する。とりわけ、この電子制御ユニットＣＰは、電流計Ｍ１及び電位差計（図示せず）からの測定信号を受け取り、電圧源Ｕ１及びＵ２の電圧、及びギャップＧＡの両端間の電位の測定を可能にする。
この発生回路は、電極工具と電極加工物との間に並列に分岐され、制御ユニットＣＰの制御のもとで放電を引き起こすのに十分高い電圧をギャップの両端間に生じさせるようになったトリガー回路ＢＡをさらに備える。
従って、説明された発生回路は、多数の特徴及び利点を有する。
【００２２】
２つの電圧源の各々は、供給装置Ａへの分岐線の接続に応じて、主電圧源又は二次電圧源として作動することができる。二次電圧源は、ネットワークから直接電荷を受け取らない。二次電圧源は、ギャップからの戻り電流及びライン・インダクタンス、又は電流ポンプの動作のいずれかによって充電される。
主電圧源と呼ばれる一つの電圧源だけがネットワークに分岐されることは重要である。このことにより、全ての余分なエネルギーが戻されることになる。エネルギー保存の法則のため、この主電圧源には、ネットワークに運ばれた以上のエネルギーは戻らない。従って、その電圧は供給装置のピーク電圧を超えることはない。
【００２３】
これに対して、２つの電圧源の各々がネットワークに接続された場合には、場合に応じて、抵抗安定器の助けにより戻される余分なエネルギーを分散することが必要である。これは、エネルギーの損失をもたらし、装置を無用に加熱し、他方では、構造体の材料についてより大きな費用がかかる。
発電回路への供給によって与えられる電気エネルギーは、損失分を除いて、専ら電気侵食による加工に向けられる。提案された回路は、原則的に如何なる抵抗部品も含まないので、抵抗損は極わずかにとどまる。
【００２４】
放電の待機時間ＴＤ中或いは放電と放電の間の停止ＴＢ中、主回路内に電流は流れない。これらの期間中、電流は、ポンプＰＯの分岐線内にだけ瞬間的に流れることができる。しかしながら、待機時間或いは休止時間が長引いた場合には、余分なエネルギーが、急速に電圧源Ｕ１及びＵ２の容量内に蓄えられるようになるので、全ての電流の流れが止まる。
提案された回路は、電気エネルギーを自己インダクタンス・ループ内に永久的には蓄えず、これによりジュール効果による永久損失が防止される。
ギャップの分岐線に所定値の自己誘導がある場合には、回路の切り換え手段が、電流の２つの増加勾配及び２つの減少勾配をもたらす。緩やかな増加、急速な増加、緩やかな減少及び急速な減少のいずれかである。
【００２５】
これらの４つの勾配は、何れかの方法で連続的に組み合わせることができる。このことにより、電流インパルスに各々の用途に対応する全体のプロファイルを与えることが可能になる。
２つの電圧源の電圧差を作動させることはさらに重要である。この特徴は、浸透による加工の際に特定の利点を与えるものである。この種類の加工においては、電極の磨耗を減少させるために、侵食スパークを当てた後、緩やかな電流増加を用いるのが普通である。
方程式２ｂ及び３ｂから分かるように、図１の回路の場合には、侵食用放電の終わりにおける電流減少の勾配がより急速である程、放電の始めの増加は緩やかである。
上昇部分が特に緩やかである電流放電については、下降部分が短くなるので、これにより、次のサイクルを開始するまでの時間を節約することが可能になる。
【００２６】
上に説明されたように、補助電圧源は、供給装置又はネットワークから直接電荷を受け取らず、電荷自体は、ギャップ及びライン・インダクタンスからの戻り電流か、又は電流ポンプの動作のいずれかによるものである。
適切な言い方ではインパルス発生回路であるこの回路の作動、及びポンプの作動は独立している。ポンプの作動は、インパルス発生回路の作動を妨害しない。各々の作動について別個に説明することができる。
電流ポンプは、同時に、ネットワークに接続されていない補助電圧源についての電圧を調節するように働く。主電圧源は供給装置に接続されているので、その電圧は、該供給装置の出力のピーク電圧により定められる。従って、電流ポンプにより、供給装置に接続されていない電圧源の電圧を、特に加工の特定状況にリアルタイムで適合させることが可能になる。
【００２７】
電流ポンプを同じ方法で接続したまま、一つ又はそれ以上の他の電圧源を供給装置に接続することができる。従って、特定の補足的な作動が得られる。
浸漬による侵食のための機械についての通常の場合において、供給装置は、例えば４０ボルトの出力でピーク電圧をもたらす。典型的な浸漬の用途については、電圧源Ｕ１は供給装置に接続される。従って、Ｕ１の容量は４０ボルトに充電される。ユニットの起動時には、Ｕ２の容量は空のままである。放電の開始は、ギャップに並列に接続された公知のトリガー回路ＢＡにより行われる。
最初にトリガーしたとき、ＳＷ１を導通状態にし、ＳＷ２を遮断することにより、上昇する電流勾配が得られる。電流は、緩やかな増加である第２の経路、即ちＵ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ２に沿って、Ｕ２を充電し始める。
【００２８】
ＳＷ２が導通状態のままであり、ＳＷ１が遮断され、Ｍ１により測定された電流が最大基準値に達すると、電流は、緩やかな減少である第４の経路、即ちＬ、ＧＡ、ＳＷ２、Ｄ１、Ｍ１に従って緩やかに減少する。
電流のレベルをほぼ一定に保持するために、公知の鋸歯状パターンにより第２及び第４の経路を交互に切り換える。
侵食用放電を遮断するときが来ると、ＳＷ１及びＳＷ２が遮断され、第３の経路、即ちＬ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１に従うことにより、ギャップ内の電流が急速な減少勾配を開始する。
最後に、ＳＷ１及びＳＷ２が導通状態にされたとき、使用可能な第１の経路（Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２）に沿って電流の急速な増加勾配が生成され、引き続き放電の始め及び短絡の場合に第３の経路に沿って電流増加勾配が生成され、短絡防止効果をもたらされる。
【００２９】
第３及び第２の経路に従うことにより、電流は、最初は空であった電圧源Ｕ２を充電する。約１００回の侵食用放電の後、Ｕ２は、電流ポンプ（Ｌ２、Ｄ３、ＳＷ３）が、電圧源Ｕ１に向けて余分な電荷を放出し、電流経路Ｐ１及びＰ２を交互に切り換えることによって保持する、例えば１５ボルトのような調整された値の電圧で充電される。
電圧源Ｕ２が１５ボルトの調整された電圧まで充電されると直ちに、第２の経路が作動されたときに非常に緩やかな電流増加の勾配を生成することが可能になる。従って、ギャップに加えられる、結果として生ずる起電力は、２５ボルトより大きくはならない。
スイッチＳＷ３が遮断され続け、電圧源Ｕ１が整流器Ｃによって供給ネットワークＡに接続される場合には、電流ポンプは作動しないままであり、補助電圧源Ｕ２は、主電圧源Ｕ１の電圧まで上昇し、これにより、半ブリッジ回路と呼ばれ、単一の電圧源だけを備える従来の回路の作動が回復することに注意すべきである。
【００３０】
図１の接続の他のモードにおいては、電圧源Ｕ２が、ネットワークに接続される。この場合には、電流ポンプ（Ｌ２、Ｄ３、ＳＷ３）は、その部品が許容する高い値まで電圧源Ｕ１の電圧を上昇させることができる。例えば、３００ボルトより大きい値である。このような制御は、電線を用いた切削電気侵食による加工にはよくあり、そこでは非常に険しい勾配を有する三角形又は台形のインパルスが生成される。
従って、提案された回路のモデルにより、各々が電気侵食のあらゆる用途を含むことが可能になることが分かるであろう。
スイッチ即ち静電接触器は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（点火ゲート・バイポーラトランジスタ）、ＧＴＯ（ゲート分岐点）などのような、開閉切り換え可能な半導体である。
【００３１】
浸透のために現在用いられる電圧源の電圧は、２０ボルトから８０ボルトまでの範囲であり、電線による加工については６０ボルトから５００ボルトまでの範囲である。
電圧源は、基本的には、２００マイクロファラッドから５０００マイクロファラッドまでの範囲の容量により構成される。
いわゆる主電圧源は、原則的には調整されず、その電圧は、供給部Ａの整流ブリッジの出力ピーク電圧に固定される。
【００３２】
二次電圧源は、電位差計（図には示されていない）を備え、これは、スイッチの開閉の周期比及び整流の頻度の関数として、電流ポンプによって調整される。
３つのライン・インダクタンスは、０．５マイクロヘンリーから３マイクロヘンリーまでのオーダーである。このインダクタンスと直列に、例えば５マイクロヘンリーから２０マイクロヘンリーまでの付加的な自己誘導コイルＬ１を接続して、浸透モードにおける緩やかな増加の電流勾配を生成することができ、基準値が達成された際に電流の振動の振幅を減少させるように、低い放電電流の値に備えて２０μＨの値を確保しておく。
【００３３】
図２に第１の実施形態の修正された実施形態が示される。
この修正形態は、２つの電圧源又は電流ポンプＰＯの間でエネルギーを交換する構成だけが第１の実施形態と異なる。第１の実施形態は、ここでは簡易化され、３つの部品、即ちダイオードＤ３、巻線Ｌ２及びスイッチＳＷ３だけの直接的な接続で実施され、スイッチＳＷ３を有するＰ１及びダイオードＤ３を有するＰ２の２つのループを形成する。従って、電圧源Ｕ２から電圧源Ｕ１に向けての単一方向にのみ、２つの電圧源の間の直接的なエネルギー伝達を行うことができる。
他の方向に伝達を行うためには、電圧源Ｕ２を逆に通過する緩やかな増加である第２の経路及び急速な減少である第３の経路内に電流を流すことにより、ギャップと直列にライン・インダクタンスＬＬ及び巻線Ｌ１に間接的なエネルギー蓄積装置を用いることが可能である。従って、この３つの部品ポンプの簡易さにもかかわらず、２つの電圧源Ｕ１及びＵ２は、両方向にエネルギーを交換することができる。
【００３４】
適切な言い方ではインパルス発生回路であるこの回路は、図１のものと同じであり、従って、その作動及び４つの電流経路第１から第４までは同じである。
図３及び図４に示される２つの修正態様は、図１及び図２のものと対称の電気回路を有するが、２つの電圧源Ｕ１及びＵ２は、正極によって接続されて、二重電圧源ＵＤを形成する。整流器Ｃによって、２つの電圧源Ｕ１又はＵ２の一方又は他方を供給装置Ａに接続することができる。
同様に、二重電圧源ＵＤとギャップＧＡとの間の４つの分岐線、即ち、
−分岐線Ｂ１：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＥＯ
−分岐線Ｂ２：ＥＰ、ＳＷ２、Ｕ１
−分岐線Ｂ３：Ｕ２，Ｄ１、Ｍ１、Ｌ、ＥＯ
−分岐線Ｂ４：ＥＰ、Ｄ２、Ｕ２、
を識別することもできる。
【００３５】
図３及び図４の２つの回路はまた、次の４つの電流経路を生成することも可能にする。
第１）急速な増加：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ（＝Ｌ１＋ＬＬ）、ＧＡ、ＳＷ２
第２）緩やかな増加：Ｕ１、−Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２（ＳＷ１は遮断される）
第３）急速な減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１及びＳＷ２は、遮断される）
第４）緩やかな減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、ＳＷ１、Ｍ１（ＳＷ２は遮断される）。
【００３６】
図３の回路は、双方向の電流ポンプＰＯを備え、よって電荷を電圧源Ｕ２から電圧源Ｕ１へ送ることが可能になり、逆もまた同様である。
この電流ポンプは、Ｕ２、ＳＷ３、Ｌ２を有する第１のループＰ１と、Ｕ２、−Ｕ１、Ｄ３、Ｌ２を有する第２のループＰ２とを備え、電圧源Ｕ２のエネルギーを電圧源Ｕ１に向けて伝達する。
適切な言い方ではインパルス発生回路であるこの回路、及び図３の双方向の電流ポンプの作動及び特徴は、図１のものと同じである。
【００３７】
図４に示される修正された発生回路は、電流ポンプＰＯのみが簡単化され、Ｕ２、ＳＷ３、Ｌ２を有する第１のループＰ１及びＵ２、−Ｕ１、Ｄ３、Ｌ２を有する第２のループのみを備え、電圧源Ｕ２から電圧源Ｕ１に向けてエネルギーを伝達するものとすれば、図３のものと同じである。
Ｕ１からＵ２へのエネルギーの伝達は、緩やかな減少である第２の経路及び急速な減少である第３の経路内に電流を流すことによって得られる。
図４の修正態様における、適切な言い方ではインパルス発生回路であるこの回路の作動及び特徴は、図３のものと同じである。
【００３８】
図１から図４までに示されるインパルス発生回路は、ダイオードＤ１又はＤ２を有する交差分岐線Ｂ４又はＢ３の一つが遮断され、第２の電圧源Ｕ２によって隣接するスイッチＳＷ２又はＳＷ１と並列に、第２の電圧源Ｕ２から出る分岐線Ｂ１又はＢ２に再接続された半ブリッジ回路に、全てが対応することが強調されるべきである。
図５に示される第２の実施形態はまた、半ブリッジのインパルス発生回路も備える。しかしながら、ここでは、第２の電圧源Ｕ２は、半ブリッジの交差分岐線の一つであるＢ３に組み入れられる。
従って、この回路は、第１の電圧源Ｕ１及び第２の電圧源Ｕ２を有する二重電圧源ＵＤを電極工具ＥＯと電極加工物ＥＰとの間のギャップＧＡに接続し、第１のスイッチＳＷ１と、電流計Ｍ１と、端子が整流器Ｃ１及ライン・インダクタンスＬＬによって接続される自己誘導コイルＬ１とを含む第１の分岐線Ｂ１を備える。
【００３９】
この回路は、電極加工物ＥＰを２つの電圧源Ｕ１及びＵ２に共通する負端子に接続するスイッチＳＷ２を有する第２の分岐線Ｂ２と、ダイオードＤ１と電流計Ｍ１と分路Ｃ１とを有するコイルＬ１を有する第３の分岐線Ｂ３と、ダイオードＤ２を有する第４の分岐線Ｂ４とを有する。
２つのスイッチＳＷ１及びＳＷ２により、次の電流経路を生成することが可能になる。
第１）急速な増加：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ（＝Ｌ１＋ＬＬ）、ＧＡ、ＳＷ２。
電流勾配ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌである。　（５）
第２）緩やかな増加：Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２（ＳＷ１は遮断される）。
電流勾配ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌである。　（６）
第３）急速な減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ１、Ｕ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１及びＳＷ２は、遮断される）。
電流勾配ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ２−Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌである。　（７）
第４）緩やかな減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、ＳＷ１、Ｍ１（ＳＷ２は遮断される）。
電流勾配ｄｉ／ｄｔ＝−Ｕｇ／Ｌである。　（８）
【００４０】
このように、２つの異なる電流増加の勾配及び２つの異なる電流減少の勾配が得られる。侵食用放電により消費されなかった回路の余分なインダクタンス・エネルギーは、第３の電流経路をたどることによって、急速な電流減少の間に二重電圧源ＵＤ、ここでは特に電圧源Ｕ１に戻されることになる。双方向の電流ポンプＰＯにより、電圧源Ｕ１とＵ２との間でエネルギーを交換することが可能になり、逆もまた同様である。このポンプの構成及び作動は、図１のポンプのものと同じである。
この第２の実施形態において第１の電圧源Ｕが供給装置に接続される際には、電流ポンプＰＯの作動だけによって第２の電圧源Ｕ２を充電することができる。図６に示される発生回路は、その回路が図５のものと対称であり、この場合、２つの電圧源Ｕ１及びＵ２が、それらの正端子により接続されて二重電圧源ＵＤを形成するので、図５の実施形態の修正を構成する。整流器Ｃのおかげで、電圧源Ｕ１又はＵ２の一方又は他方を供給装置Ａに接続することができる。
【００４１】
図５の回路とは対称的に異なる図６の回路により、次のように、４つの電流経路及び４つの電流勾配を生成することが可能になる。
第１）急速な増加：Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ　（５）
第２）緩やかな増加：ＵＳ、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、Ｄ２（ＳＷ２は遮断される）
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌ　（６）
第３）急速な減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、Ｕ２、−Ｕ１、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１及びＳＷ２は遮断される）
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ２−Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ　（７）
第４）緩やかな減少：Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１は遮断される）ｄｉ／ｄｔ＝−Ｕｇ／Ｌ　（８）。
【００４２】
このように、図６の回路の２つの増加及び減少の勾配は、図５の回路のものと同じである。
双方向の電流ポンプＰＯは、図３に関連して説明されたものと同じである。これにより、特に、電圧源Ｕ１から電圧源Ｕ２に向けて電荷を送ることが可能になり、該電圧源Ｕ１が供給装置に接続された際に、電流ポンプの作動によってのみ該電圧源Ｕ２を充電することができるようになる。
簡単化された修正態様において、図５及び図６のこの電流ポンプは、単一方向としてもよく、電荷を電圧源Ｕ１から電圧源Ｕ２に伝達するように、部品Ｌ２、ＳＷ４及びＤ４だけを含んでもよい。
【００４３】
図７に示される第３の実施形態は、正端子が第２の電圧源Ｕ２の負端子に直列に接続された第１の電圧源Ｕ１を含む二重電圧源ＵＤを備える。
二重整流器ＣＤのおかげで、２つの電圧源Ｕ１又はＵ２の一方又は他方を供給装置Ａに接続することができる。
従って、この実施形態は、次の分岐線を有する。
・第１の分岐線Ｂ１：Ｕ１、Ｕ２、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ（＝Ｌ１＋ＬＬ）、ＥＯ、
・第２の分岐線Ｂ２：ＥＰ、ＳＷ２、Ｕ１、
・第３の分岐線Ｂ３：Ｕ１、Ｄ１、Ｍ１、Ｌ、ＥＯ、
・第４の分岐線Ｂ４：ＥＰ、Ｄ２、Ｕ１。
【００４４】
切り換え手段ＳＷ１及びＳＷ２を有するこれらの４つの分岐線により、４つの電流勾配を有する４つの経路、即ち、
第１）急速な増加：Ｕ１、Ｕ２、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１＋Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌ　（９）
第２）緩やかな増加：Ｕ２、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、Ｄ２（ＳＷ２は遮断される）
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ２−Ｕｇ）／Ｌ　（１０）、
第３）急速な減少：Ｌ、ＧＡ、Ｄ２、−Ｕ１、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１及びＳＷ２は、遮断される）。
ｄｉ／ｄｔ＝（−Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ　（１１）
第４）緩やかな減少：Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２、Ｄ１、Ｍ１（ＳＷ１は遮断される）ｄｉ／ｄｔ＝−Ｕｇ／Ｌ　（１２）
を生成することが可能になる。
【００４５】
急速な減少中、回路の余分なインダクタンス・エネルギーは、電圧源Ｕ１に戻される。
双方向の電流ポンプＰＯにより、２つの電圧源Ｕ１とＵ２の間で電荷を交換することが可能になる。このために、この双方向の電流ポンプＰＯは、エネルギーを電圧源Ｕ２から電圧源Ｕ１へ伝達するために、ＳＷ３及びＬ２を有する第１のループＰ１と、Ｌ２及びＤ３を有する第２のループＰ２とを備え、該電圧源Ｕ１のエネルギーを該電圧源Ｕ２に向けて伝達するために、ＳＷ４及びＬ２を有する第３のループＰ３と、Ｌ２及びＤ４を有する第４のループＰとを備える。
【００４６】
図８に示される発生回路は、図７のものに対して対称に変形したものである。この変形は、第２の電圧源Ｕ２がその正端子によって第１の電圧源Ｕ１の負端子に接続されるという事実によって識別される。他の特徴については、得られる作動及び電流勾配は、図７の発生回路のものに類似している。当業者であれば、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の作動のシーケンスを容易に推測することができる。
【００４７】
図９に示される実施形態は、第２の電圧源Ｕ２の負端子とスイッチＳＷ１の出力との間に並列に接続されたスイッチＳＷ１ａを備える補足的な分岐線Ｂ１ａの存在以外は、図７のものと同じである。この補足的な分岐線Ｂ１ａのおかげで、補足的な電流経路、即ち、
第１ａ）中位の増加：Ｕ１、ＳＷ１ａ、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２（ＳＷ１は遮断される）
ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ　（１１）
を得ることが可能である。
従って、この経路の勾配は、図７の第３の実施形態の第１及び第２の電流経路のものの中間である。
【００４８】
図１０に示される修正態様は、図９の実施形態に対称的に対応する。これは、スイッチＳＷ２の入力と第２の電圧源Ｕ２の正端子との間に並列に接続されたスイッチＳＷ２ａを有する補足的な分岐線Ｂ２ａを有する。この補足的な分岐線のおかげで、中位の増加、Ｕ１、ＳＷ１、Ｍ１、Ｌ、ＧＡ、ＳＷ２ａ（ＳＷ２は遮断される）、ｄｉ／ｄｔ＝（Ｕ１−Ｕｇ）／Ｌ（１１）も得られる。
さらに、この修正は、補足的な分岐線Ｂ２ａ以外は、図８の修正態様に対応する。
【００４９】
もちろん、上述の実施形態及び修正は、決して制限的なものではなく、請求項１により定められる範囲内の全ての望ましい修正を対象とすることができる。特に、この回路は、電流勾配の変化の更なる増加を可能にする４つ又は５つより多い分岐線を有することもできるが、これは、本用途により求められる装置の簡易化には不利になる。
非短絡装置のような説明された回路に他の電子及び制御部品を付加することができる。使用法によっては、図５から図１０までの電流ポンプを単一方向のタイプのものにすることができる。これらの電流ポンプは、異なる電子回路を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の概略的な電気回路を示す。
【図２】第１の実施形態の修正態様を示す。
【図３】第１の実施形態の修正態様を示す。
【図４】第１の実施形態の修正態様を示す。
【図５】第２の実施形態による電気回路を示す。
【図６】第２の実施形態の修正態様を示す。
【図７】第３の実施形態による電気回路を示す。
【図８】第３の実施形態の３つの修正態様を示す。
【図９】第３の実施形態の３つの修正態様を示す。
【図１０】第３の実施形態の３つの修正態様を示す。
【符号の説明】
Ａ　供給装置
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４　分岐線
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４　ダイオード
ＥＯ　電極工具
ＥＰ　電極加工物
ＧＡ　ギャップ
Ｌ１、ＬＬ　自己誘導コイル
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４　ループ
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、Ｃ　スイッチ
Ｕ１　第１の電圧源
Ｕ２　第２の電圧源
ＵＤ　二重電圧源
【図１】
2004009290.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004009290.tif 000008
【図７】
2004009290.tif 000009
【図８】
2004009290.tif 000010
【図９】
2004009290.tif 000011
【図１０】
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