JP2922301B2 - 鑞付け及び鑞取り機械用の温度調整装置 - Google Patents
鑞付け及び鑞取り機械用の温度調整装置Info
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Description
度調整装置に関する。
け及び鑞取り機械用の温度調整装置が開示されており、
この公知の装置においては、ガス例えば空気が、先づそ
の発生源から螺旋状を呈する長尺のガス加熱用コイルを
通して案内され、次いで加熱しようとする対象、例えば
鑞接部位に、ノズルを介して且つその都度の使用例に応
じた所望の温度で供給される。その際に加熱コイルを通
流するガスが加熱コイルから鑞接部位への加熱出力伝送
装置を形成する。この種の高温ガス機械においては、加
熱コイルがプラスの温度係数を有しており、制御可能な
加熱電源により給電され、その電流は周期的に中断され
る。加熱電流の供給が中断されている間には、測定電流
が測定電源から加熱コイルを経て案内され、その際の加
熱コイルに沿った電圧降下は、抵抗の、ひいては加熱コ
イル温度の関数と看做される。電圧降下は目標値と比較
され、制御回路を介して制御可能な加熱電源を制御する
ために利用される。この温度調整方式によれば、加熱コ
イルの熱容量が低いことに基づいて、どちらかと言えば
慣性の影響を受けない正確な温度調整が行なわれ、しか
もその加熱コイルは温度調整装置によって常に目標値と
して設定された温度に保たれ、従ってコイルの焼切れを
恐れる必要がないので、機械の運転休止期には加熱コイ
ルに通すガスの流れを中断させることが可能であり、そ
の際に加熱電流をも中断させる必要はない。更にガス流
が新たに供給される際には、加熱コイルがその作動温度
を維持しているので、ガス流を直ちに所望の温度にまで
加熱することが出来る。然し加熱出力伝送装置を形成す
るガスはノズルを介して鑞接部位に導かれるので、殊に
ノズルが所定の横断面および形状を有している場合に
は、ノズルを通過する間に高温ガスの温度変動が生じ兼
ねない。この種の温度変動は、温度測定が加熱コイルに
沿って行なわれるため検出不能であり、従ってノズルか
ら放出する高温ガスの温度変動を惹起する恐れがある。
る別のガス鑞付け及び鑞取り機械においては、加熱出力
伝送装置が鑞接先端部としてのノズルから形成されてお
り、加熱装置には無視することが出来る程度の温度係数
を有する加熱巻線と、この加熱巻線に直列接続され、測
定可能な温度係数を有する別個の加熱巻線区分として構
成された温度センサーとが内蔵されている。この公知例
の場合にも、加熱電流が周期的に中断される間に、加熱
巻線と温度センサーとの組合せユニットに沿って生ずる
電圧降下が測定され、目標値と比較され、前記の組合せ
ユニットに給電する制御可能な加熱電源を制御回路によ
って制御するために利用される。ところで加熱出力伝送
装置を形成するこのノズルが、比較的長いサイズで設計
されているか、或いは比較的高い熱抵抗を与えられてい
るとするならば、鑞接部位に係合されるアクチブなノズ
ルの温度に関する明確なデータが、加熱装置の範囲で行
なう温度測定によっては得られない可能性があり、殊に
アクチブな端部で著しい熱消散が行なわれるような場合
には、到底、正確なデータが得られない。
は、加熱巻線から分離した能う限り小さいサイズの温度
センサーをノズルにおけるアクチブな端部の出来るだけ
近くに配置する措置もすでに公知となっている。この公
知例による温度センサーは、鑞接部位のみを介して加熱
巻線と熱伝導接続されているため、ノズルの交換に際し
て予め鑞付け機械の接続を遮断しておかないと、温度セ
ンサーが加熱巻線における実際の温度より低い温度値を
表示し、ひいては加熱電流が高い数値に調整され兼ね
ず、加熱巻線がオーバーヒートして焼切れる恐れが生ず
る。
パーツを鑞接処理する際には、ノズルによる極めて強力
な熱出力放出が行なわれるので、必要とされる熱出力を
鑞接部位に供給するためには、鑞接工程中に加熱巻線を
かなり高い温度にまで加熱することを余儀なくされる。
このような場合にノズルが鑞接部位から引続き移動され
ると、まだ加熱巻線内に残留している熱エネルギーがノ
ズルをオーバーヒートさせ、同時に多くの不都合な随伴
現象、例えばノズル上における鑞のオーバーヒート、ノ
ズル自体のスケーリング等を惹き起こすことになる。
式による温度調整装置に改良を加えて、加熱しようとす
る対象、例えば鑞接部位の温度調整を特に効果的に且つ
加熱装置を損傷する可能性が排除されるように申し分な
く達成される点にある。
措置によって解決される。
従属請求の範囲に開示されている。
ているならば、出来るだけ鑞接部位の近くに配置された
温度センサーが正確な温度調整を行なう一方、加熱コイ
ルまたは加熱巻線の温度に応じて作動する制御回路が、
殊に加熱コイルまたは加熱巻線の温度を評価する制御回
路の目標値が温度センサーに応じて制御される制御回路
の目標値より高い値に設定されているような場合には、
加熱コイルまたは加熱巻線を常に出来るだけ高い温度に
保っておこうとするので、例えば鑞接部位における作業
温度を申し分なく適確に、しかも加熱出力伝送装置をノ
ズルで形成するか或いは高温ガス流で形成するかとは無
関係に調整することが可能になる。
有利には冒頭に述べた形式で、加熱コイルまたは加熱巻
線における温度に依存した抵抗を測定することによって
達成される。
による別体の測定センサーを配置することも可能であ
る。
た場合、ガス流が中断されると、温度センサーがもはや
高温ガス流によっては負荷されずに冷却されるので、別
の制御回路がAND演算素子に継続的に制御信号を供給す
ることになる。加熱コイルの温度を評価する一方の制御
回路の制御信号は、加熱コイルが一方の目標値により設
定された温度を下回った場合にのみ生ぜしめられる。両
制御回路の各制御信号が互いにAND(論理積)結合され
ていること基づいて、起動−出力信号が加熱電源に転送
されるのは、加熱コイルと温度センサーとの双方の温度
がそれぞれ所定の各目標値を下回った場合に限られる。
ガスの供給が再び開始されると、一方の制御回路が継続
的に制御信号を発生するのに対し、温度センサーに配属
された他方の制御回路は、ノズルの範囲における高温ガ
スの放出温度に応じて、矢張り一方の制御回路における
各制御信号のAND結合状態にある制御信号を発生する。
一方の目標値温度は有利には他方の目標値温度より高い
値に設定されており、しかもその高い方の温度は加熱コ
イルで許容される最高温度に等しくてもよいので、加熱
コイルは常に必要充分な高い温度に保たれると同時に、
焼切れに対して保護された状態におかれている。
もこれと同じことが当嵌まるのは、矢張りその場合に
も、加熱巻線の温度を評価する制御回路がこの加熱巻線
を出来るだけ高い温度に保っておこうとする一方、温度
センサーに配属された制御回路は、加熱巻線に供給され
る加熱出力を制限して、加熱出力伝送装置の端部におけ
る温度、即ち鑞接部位に係合(作用)させようとするノ
ズルのアクチブな端部における温度をコンスタントな値
に維持するからである。例えば高い熱容量を有する鑞接
部位で、ノズルにおけるアクチブな端部から大きな熱量
が取り出されるような場合には、温度センサーに配属さ
れた他方の制御装置の制御信号が継続的に生ぜしめら
れ、加熱コイルには極めて高い加熱出力が、つまり、例
えば加熱先端部の形状または材料に基づいてその熱抵抗
が著しく高い場合ですら、熱の流れを強化し、ひいては
ノズルのアクチブな端部における所望の温度を維持する
ように高い加熱出力が供給される。
ズルがオーバーヒートしないようにするため、本発明の
有利な1実施態様によれば、加熱コイルに配属された温
度センサーから発生される出力信号の少なくとも一部
が、ノズルに配属された測定センサーの出力信号をその
目標値と比較するコンパレータ内にインプットされる。
ノズルから極めて多量の熱が取り出される場合には、加
熱コイルとノズルとの間における調整および熱抵抗によ
り加熱コイルとノズルとの間にかなり大きな温度差が生
じ、このような場合に上述したコンパレータ内へのイン
プットが行なわれるならば、ノズルの温度が目標温度を
僅かに下回ることになる。しかもそれに続いて、ノズル
を鑞接部位から遠ざけることによってノズルに対する熱
負荷が軽減される以上、加熱コイル内に貯えられている
熱エネルギーによりノズルの温度が目標温度をはるかに
超えるような事態は回避される。
ズルに配属された温度センサーの出力信号のためのコン
パレータ内にインプットされる規模は、ノズルに配属さ
れた温度センサーに対する影響値の10%程度に設定する
ことが出来る。
れないようにし、熱が鑞接部位から次第に取り出される
のに応じて、このインプットを最大限の設定入力値にま
で漸増させることが望ましい。
図、 第2図は第1図による比較回路41に関する変化実施態
様を示した図である。
成された鑞付け又は鑞取り機械における温度調整装置の
1実施例が概略的に示されている。高温ガス鑞付け又は
鑞取り機械は加熱コイル4を内蔵する簡略に示された加
熱装置1を有しており、加熱コイル4の入口端部4aに
は、ガス、例えば空気が矢印2方向で供給される。この
ガスは加熱コイル4から符号Lで示された鑞接部位に向
けられる加熱出力伝送装置3を形成する。即ち、ガスは
これが加熱コイル4内を通って入口端部4aから出口端部
4bに向って流動する際に加熱され、その熱は鑞接部位L
に放出される。加熱出力伝送区間に沿って出来るだけ鑞
接部位Lの近くに配置された温度センサー5は、加熱さ
れたこの高温ガスによって熱負荷される。
熱巻線およびこれと熱伝導状態におかれた鑞付け又は鑞
取り先端部を利用してもよい。
ばその伝導性を制御することの出来る半導体15と電源変
圧器14として構成された電源とが内蔵されており、この
場合、伝導制御可能な半導体15は、導線10を介して同期
化回路12により制御されるが、この点については後で詳
述する。加熱コイル4を通る加熱電流が周期的に中断さ
れている間は測定電源16から加熱コイル4に測定電流が
供給され、その際の加熱コイル4に沿った電圧降下は、
比較回路40のコンパレータ13内で目標値信号発生器6に
よる目標値と比較される。加熱コイル4は、例えばプラ
スの充分に大きな抵抗−温度係数を有しているので、加
熱コイル4に沿った電圧降下はその温度を示す尺度にな
る。
測定センサーによって行なうことも可能であり、その出
力信号はコンパレータ13に供給される。
してもよく、この増幅器はコンパレータ13の出力信号を
増幅してからパルス幅変調器18に送り、このパルス幅変
調器はコンパレータ13の出力信号に応じた継続時間の制
御信号を発生する。
を有する第2の比較回路41内で目標値信号発生器7から
到来する第2の目標値と比較され、場合によっては矢張
り増幅器27で増幅されてから、第2のコンパレータ23の
出力信号に応じた継続時間の制御信号を発生する第2の
パルス幅変調器28に供給される。
における各出力信号は、それぞれAND演算素子20におけ
る第1のインプットもしくは第2のインプットに供給さ
れ、AND演算素子20は起動−出力パスルを既述の同期化
回路12に転送し、同期化回路12は制御可能な半導体15の
ための起動パスルを発生する。同期化回路12には導線19
を介して同期化信号が供給され、この同期化信号は、更
に導線8を介して測定電源16に供給されて、加熱電源11
の制御可能な半導体15または測定電源16を交互に活性化
乃至起動する。
ンサー5の加熱が行なわれず、コンパレータ23と増幅器
27とパルス幅変調器28とから構成される所属の制御回路
が、その制御信号をAND演算素子20に継続的に供給す
る。加熱コイル4に沿った電圧降下、ひいては加熱コイ
ル4の温度がこのようにして同期化回路12に対する起動
信号供給を規定するので、加熱コイル4は常にその運転
温度に保たれると同時に、焼切れから保護された状態に
おかれている。
値信号発生器6から発生させる目標値は、有利には温度
センサー5に配属された制御回路におけるより高い値に
設定され、更に加熱コイル4の最大許容温度にまで高め
ることが出来る。
を、第1図の破線29で暗示されているように互いに機械
的に連結し且つ相互トラッキング(追跡)可能にしてお
くことが出来る。
センサー5が加熱され、温度が目標値に達すると第2の
制御回路23、27、28からの制御信号供給が中断されるの
で、加熱電流も中断され、加熱コイル4は温度センサー
5の温度が再び目標値に達し且つそれを下回るまで冷却
される。
配属された制御回路13、17、18は継続して制御信号を発
生し、加熱ガスの温度は温度センサー5に配属されてい
る制御回路23、27、28のみによって制御される。
も、矢張り上記の例と同じような制御方式が採用され、
加熱巻線に配属された一方の制御回路13、17、18が、加
熱巻線の温度を出来るだけ高い値に保ち、且つ必要に応
じて充分な熱がノズルに補給されるようにするのに対
し、出来るだけノズルのアクチブな端部に近接させた温
度センサーに配属されている他方の制御回路は、このア
クチブな端部における温度を適確に調整する作業を引き
受ける。
おり、第1図では、この比較回路41′の各接続点がそれ
ぞれ丸で囲まれた参照符号30、31、32、33によって暗示
されている。既に第1図で破線36によって暗示されてい
るように、この第2図による比較回路41′の場合、加熱
コイル4に配属された温度センサー5(加熱コイル自体
を温度センサーとして構成してもよい)から得られる出
力信号の一部が第2の比較回路におけるコンパレータ23
内にインプットされる。
接続点(31)に供給された温度センサー5の出力信号を
増幅する増幅器34を有しており、増幅器34の出力信号は
抵抗R3を介して演算増幅器27Aの非反転インプットに供
給されるが、この場合、演算増幅器27Aは同時に第1図
による比較回路41の増幅器27をも形成している。演算増
幅器27Aは通常の形式により負帰還抵抗R5でアウトプッ
トから反転インプットに接続されており、反転インプッ
トには接続点(32)における目標値信号発生器7からの
信号が抵抗R4を介して供給される。
続点を介してパルス幅変調器28のインプットに供給さ
れ、パルス幅変調器28はネガチブ・ロジック(負論理)
に基づいて機能する。つまり換言するならば、このパル
ス幅変調器28は、加熱コイル4に給電するための起動信
号を発生させるべく、比較回路41乃至41′におけるマイ
ナスの出力信号で起動される。
から増幅器35と抵抗R1とを介して演算増幅器27Aの非反
転インプットに供給され、この場合、抵抗R1は別の抵抗
R2とダイオードD1とから成る並列回路によって架橋され
ている。測定センサー5の温度出力信号に対する加熱コ
イル4の温度信号の入力値は、抵抗R1乃至R2/D1と抵抗R
3との比によって規定され、例えば温度センサー5の影
響値の約10%に設定される。
信号の増幅器34および35内における増幅率としては、互
いに異なった双方の温度が無負荷状態では等しい出力信
号として表出されるような、従って調整による影響が生
じないような数値が選定される。負荷が大きい場合、つ
まりノズルから熱が放出される場合には、加熱コイル4
の温度が著しく上昇し、演算増幅器27Aの非反転インプ
ットに供給される信号は、先づ抵抗R1のみを介して制御
され、次いで偏差が大きくなった際に、抵抗R1の並列回
路と抵抗R2及びダイオードD1の直列回路とを介して制御
される。次に加熱コイル4の温度信号がノズルに配属さ
れた温度センサー5の出力信号に加えられる。その結果
として、ノズルの目標温度が低下する一方、ノズルの負
荷軽減に際して、その時点で熱エネルギーが加熱コイル
内に貯えられていることによりノズルの温度が過度に上
昇する事態は回避される。
発明の配置形式によるユニットでは、準PD−調整器が形
成されることになる。
Claims (12)
- 【請求項1】電気式の制御可能な加熱電源(11)から給
電される加熱装置(1)を有しており、その加熱出力が
加熱出力伝送装置を介して鑞付け部位に伝送される、鑞
付け及び鑞取り機械用の温度調整装置であって、加熱出
力伝送経路に沿ってそれぞれが他から間隔をもって配置
された部位の温度を測定するための温度センサー(4,
5)が設けられて、測定された温度に比例し、制御回路
(13,17,18/23,27,28)においてそれぞれの比較器(13,
23)によりそれぞれの所望の値(6,7)と比較される信
号を生成し、前記制御回路は、前記比較器の出力信号か
ら前記加熱電源(11)を制御するための制御信号を得
て、前記温度センサーの1つ(5)は、加熱出力伝送装
置(3)の前記鑞付け部位に隣接した領域中に配置され
るものにおいて、 温度測定センサー(4,5)の他方(4)は、前記加熱装
置(1)の領域中に配置され、そして、前記制御回路
(13,17,18/23,27,28)の前記制御信号は、それぞれAND
演算素子(20)の入力に供給され、各温度がそれぞれの
所望の値より低い値にあるように、全ての制御回路が同
時に出力信号を発生するときにのみ、その出力信号が前
記制御可能な加熱電源(11)をターンオンすることを特
徴とする温度調整装置。 - 【請求項2】請求の範囲第1項記載の温度調整装置にお
いて、加熱装置(1)が温度により左右される電気抵抗
を有しており、第1の制御回路(13,17,18)が別に測定
電源(16)をも有しており、この測定電源(16)が加熱
電源(11)からの加熱電流供給中断時に加熱装置(1)
を介して測定電流を供給し、ひいては電気抵抗と加熱装
置(1)の温度とに比例する信号を発生させ、この信号
がコンパレータ(13)で目標値(6)と比較されるよう
に構成されていることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項3】請求の範囲第1項または第2項に記載の温
度調整装置において、第1の制御回路には、加熱装置
(1)の温度に比例する信号を所定の目標値(6)と比
較するコンパレータ(13)と、第1のコンパレータ(1
3)の出力信号を増幅する増幅器(17)と、コンパレー
タ(13)の出力信号に応じたパルス時間で起動パルスを
発生させるパルス時間変調器(18)とが設けられている
ことを特徴とする温度値装置。 - 【請求項4】請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、第2の制御回路には、
温度センサー(5)の出力信号を第2の目標値(7)と
比較する第2のコンパレータ(23)と、第2のコンパレ
ータ(23)の出力信号に応じたパルス時間で起動パルス
を発生させるパルス時間変調器(28)とが設けられてい
ることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項5】請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、AND演算素子(20)の
出力信号がゼロ電圧同期化回路(12)に供給され、その
出力信号が、伝導制御可能な半導体素子(15)を制御す
べく、加熱電源(11)に供給され、加熱電源(11)を介
して加熱電流が加熱装置(1)に供給されるように構成
されていることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項6】請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、第1の目標値(6)が
加熱装置(4)の最大許容温度に等しい数値に設定され
ていることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項7】請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、第1の目標値(6)が
第2の目標値(7)によって規定される温度を上回る数
値に設定されていることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項8】請求の範囲第1項〜第7項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、第1の制御回路(13,1
7,18)と第2の制御回路(23,27,28)との各目標値(6,
7)が相互トラッキングされるように構成されているこ
とを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項9】請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項
に記載の温度調整装置において、加熱装置(1)の温度
に比例する信号の一部が、第2の制御回路(23,27,28)
における目標温度を低下させるように、温度センサー
(5)の出力信号のためのコンパレータ(23)内にイン
プットされることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項10】請求の範囲第9項記載の温度調整装置に
おいて、加熱装置(1)の温度に比例する信号部分が、
無負荷状態では温度センサー(5)における出力信号の
ためのコンパレータ(23)に何ら影響を及ぼさないよう
にインプットされ、また負荷状態では温度センサー
(5)の出力信号の約10%がインプットされるように構
成されていることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項11】請求の範囲第1項〜第10項のいずれか1
項に記載の温度調整装置において、鑞付け又は鑞取り機
械が高温ガス機械として構成されており、加熱装置
(1)にはガス取入端部(4a)と高温ガス放出端部(4
b)とを有する長尺の加熱コイルが内蔵されており、こ
の場合、加熱出力伝送装置(3)が加熱コイル(4)を
通流するガス、即ち高温ガス放出端部(4b)からノズル
を経て鑞接部位に導かれるガスによって形成されてお
り、温度センサー(5)がノズルの範囲に配置されてい
ることを特徴とする温度調整装置。 - 【請求項12】請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1
項に記載の温度調整装置において、加熱出力伝送装置が
熱を伝導するノズル、即ちその一端部が加熱装置と熱伝
導接触状態にある一方、その他端部を鑞接部位に作用さ
せることが出来るノズルによって形成されており、温度
センサー(5)が鑞接部位に面した側の端部におけるノ
ズルの範囲に配置されていることを特徴とする温度調整
装置。
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