Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motorzylinder, der eine mittels eines Motors erzeugte Drehbewegung mit einer Schraubwelle und einer Mutter, die auf die Schraubwelle geschraubt ist, in eine lineare Bewegung umwandelt, und eine Stange ausfährt und einrückt, und betrifft genauer gesagt einen Motorzylinder, der druckbedingt anhält und eine Funktion aufweist, um den Motor automatisch zu stoppen, wenn die Stange einer Überlast ausgesetzt ist. Im Konkreten betrifft die Erfindung einen Motorzylinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an engine cylinder which converts a rotary motion generated by a motor into a linear motion with a screw shaft and a nut screwed on the screw shaft, and extends and engages a rod, and more specifically concerns an engine cylinder which is subject to pressure stops and has a function to automatically stop the engine when the rod is overloaded. Specifically, the invention relates to an engine cylinder having the features of the preamble of claim 1.
Bei einem so genannten Motorzylinder oder Motor betriebenen Zylinder, der eine Mutter auf eine Schraubwelle schraubt, die gedreht wird, um eine Stange auszurücken oder einzurücken, ist es erforderlich, eine Überlast auf die Stange zu vermeiden. Daher ist ein Motorzylinder mit einem Begrenzungsschalter bekannt, der als einen Drehmotor einen Motor mit einem Bremsmechanismus verwendet, der eine Bremse aufweist, die eine drehbare Welle durch ein Stoppen der elektrischen Versorgung zwangsweise abbremst, und gleichzeitig eine Schraubwelle bewegbar lagert, während die Schraubwelle in der axialen Richtung der Welle mit einem Federmechanismus vorgespannt wird und die elektrische Versorgung des Motors durch die Detektion einer Ablenkung der Feder während des Drückens auf die Stange mit einem Begrenzungsschalter unterbrochen wird – siehe beispielsweise Patentdokument 1.In a so-called engine cylinder or engine-operated cylinder, which screws a nut onto a screw shaft which is rotated to disengage or engage a rod, it is necessary to avoid an overload on the rod. Therefore, an engine cylinder with a limit switch is known, which uses as a rotary motor, a motor with a brake mechanism having a brake forcibly braking a rotatable shaft by stopping the electric supply, and at the same time movably supports a screw shaft, while the screw shaft in the Axial direction of the shaft is biased by a spring mechanism and the electrical supply of the motor is interrupted by the detection of a deflection of the spring during the pressing of the rod with a limit switch - see for example Patent Document 1.
Des Weiteren ist ein Motorzylinder mit einer Motorstrom-Detektion bekannt, der die elektrische Versorgung zu einem Motor mit einem Bremsmechanismus durch Detektion eines Anwachsens des Motorstroms während des Drückens auf eine Stange unterbricht – siehe beispielsweise Patentdokument 2.
Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Sho-58-33431 .
Patentdokument 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift 2002-176746 .Further, an engine cylinder with a motor current detection is known, which cuts off the electric power to a motor having a brake mechanism by detecting an increase in the motor current during pushing on a rod - see, for example, Patent Document 2.
Patent Document 1: Japanese Patent Publication Sho-58-33431 ,
Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open Publication 2002-176746 ,
Jedoch wird bei einem solchen herkömmlichen Motorzylinder mit Begrenzungsschalter ein Abstreifer durch die Ablenkung einer Feder angetrieben, um einen Begrenzungsschalter zu betätigen. Daher ist zur Einstellung eines Arbeitspunkts des Begrenzungsschalters sehr viel menschliche Arbeitskraft erforderlich und ist gleichzeitig die Steuerung und Veränderung der Druckkraft unmöglich. Da eine Verdrahtung von dem Begrenzungsschalter zu einer Steuereinrichtung erforderlich ist, sind des Weiteren viele Verbesserungen wie beispielsweise eine Miniaturisierung und Gewichtsersparnis eines konstruktiven Aufbaus, eine Reduktion der Herstellungskosten und dergleichen erforderlich.However, in such a conventional engine cylinder with limit switch, a wiper is driven by the deflection of a spring to operate a limit switch. Therefore, a lot of manpower is required to set an operating point of the limit switch and, at the same time, it is impossible to control and change the pressing force. Further, since wiring from the limit switch to a controller is required, many improvements such as miniaturization and weight saving of a construction, reduction in manufacturing cost and the like are required.
Da sowohl bei dem Motorzylinder mit Begrenzungsschalter als auch bei dem Motorzylinder mit Motorstromdetektion das Stoppen der elektrischen Versorgung des Motors und das Bremsen mittels eines Bremsmechanismus gleichzeitig ausgeführt werden, d. h., da eine Bremsbetätigung mittels eines Bremsmechanismus aufgrund von Trägheit während der Drehung einer drehbaren Welle des Motors ausgeführt wird, ist des Weiteren der Verschleiß eines Belags des Bremsmechanismus hoch, was eine lange Lebensdauer und einen wartungsfreien Betrieb der Vorrichtung verhindert.Since both the engine cylinder with limit switch and the motor cylinder with motor current detection, the stopping of the electric supply of the motor and the braking by means of a braking mechanism are performed simultaneously, d. That is, since a braking operation by means of a brake mechanism is performed due to inertia during rotation of a rotatable shaft of the engine, wear of a lining of the brake mechanism is further high, preventing a long life and maintenance-free operation of the device.
Da die Druckkraft der Stange aufgrund der Drehung der drehbaren Welle während einer Bremszeit sich verändert, die von dem Zeitpunkt des Stoppens der elektrischen Versorgung des Motors bis zum Zeitpunkt benötigt wird, zu dem die Drehung des Motors durch das Bremsen mit dem Bremsmechanismus vollständig gestoppt ist, ist des Weiteren die Steuerung einer genauen Druckkraft unmöglich.Since the pressing force of the rod is changed due to the rotation of the rotatable shaft during a braking time, which is required from the time of stopping the electric supply of the motor to the time at which the rotation of the motor is completely stopped by the braking with the braking mechanism, Furthermore, the control of a precise pressure force is impossible.
Aus der DE 11 97 165 A ist ein Motorzylinder mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Im Konkreten ist aus diesem Dokument ein Motorzylinder bekannt, der druckbedingt anhält und eine Stange 34, die bezüglich eines Gehäuses 30 ausrückbar und einrückbar gelagert ist, eine Schraubwelle 17, die in eine Mutter 32 eingeschraubt ist, die an der Stange 34 befestigt ist, einen einen Bremsmechanismus aufweisenden Motor 6, der die Schraubwelle 17 vor und zurück dreht, und eine Steuereinrichtung aufweist, die den Motor 6 steuert. Der bekannte Motorzylinder weist eine Vielzahl von mechanischen Komponenten auf und ist vergleichsweise groß und sperrig.From the DE 11 97 165 A an engine cylinder with all features of the preamble of claim 1 is known. Specifically, from this document, an engine cylinder is known, which stops due to pressure and a rod 34 relating to a housing 30 disengageable and is mounted einrückbar, a screw shaft 17 into a mother 32 screwed in, which is on the pole 34 is fixed, a brake mechanism having a motor 6 that the screw shaft 17 rotates back and forth, and has a control device that the engine 6 controls. The known engine cylinder has a variety of mechanical components and is comparatively large and bulky.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motorzylinder, der druckbedingt anhält, anzugeben, bei dem die Miniaturisierung, die Gewichtsersparnis und die Lebensdauer erhöht sind, die Herstellungskosten, die Anzahl an Herstellungsschritten und der Wartungsaufwand reduziert sind und eine genaue Steuerung der Druckkraft bei einem einfachen Betrieb möglich ist.Therefore, it is an object of the present invention to provide an engine cylinder which stops by pressure, in which miniaturization, weight saving and durability are increased, manufacturing cost, number of manufacturing steps and maintenance are reduced, and accurate control of pressing force a simple operation is possible.
Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch einen Motorzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Motorzylinder der oben genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Federmechanismus zwischen der Schraubwelle und der drehbaren Welle des Motors angeordnet ist, dass die Steuereinrichtung a) eine Detektionsfunktion für einen Druckzustand der drehbaren Welle aufweist, wobei bei der Detektionsfunktion ein Motorstrom detektiert wird, b) den Bremsmechanismus des Motors bei gestoppter Drehung des Motors betätigt und c) nach der Betätigung des Bremsmechanismus die elektrische Versorgung zu dem Motor stoppt und dass der Bremsmechanismus ein elektromagnetischer Bremsmechanismus ist.According to the invention the above object is achieved by an engine cylinder having the features of claim 1. Thereafter, an engine cylinder of the above type is configured and further developed such that the spring mechanism is disposed between the screw shaft and the rotatable shaft of the motor, that the control device a) has a detection function for a pressurized state of the rotatable shaft, wherein detected in the detection function, a motor current is, b) the brake mechanism of the motor operated with stopped rotation of the motor and c) after the actuation of the brake mechanism, the electrical supply to stops the engine and that the brake mechanism is an electromagnetic brake mechanism.
Bei einer hinsichtlich der Lösung der voranstehenden Aufgabe vorteilhaften Ausgestaltung ist der Motorzylinder derart gemäß Anspruch 2 weitergebildet, dass bei der Steuereinrichtung ein Druckzustand der drehbaren Welle detektiert wird, wenn der Motorstrom einen Referenzwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet.In an embodiment which is advantageous with regard to the solution of the above object, the engine cylinder is further developed such that a pressure state of the rotatable shaft is detected in the control device when the motor current continuously exceeds a reference value for a predetermined time.
Bei einer hinsichtlich der obigen Aufgabe weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Motorzylinder zusätzlich derart gemäß Anspruch 3 ausgebildet, dass zur Vermeidung einer Fehlbetätigung aufgrund des Startstroms des Motors die Steuereinrichtung des Weiteren eine Funktion zur Detektion eines Druckzustands der drehbaren Welle nach Verlauf einer konstanten Zeit nach dem Starten des Motors aufweist.In a further advantageous embodiment with respect to the above object, the engine cylinder is additionally configured according to claim 3, that to prevent a misoperation due to the starting current of the motor, the controller further has a function for detecting a pressure state of the rotary shaft after a constant time after starting of the engine.
Da gemäß Anspruch 1 der Motorzylinder, der druckbedingt anhält, mit einer Stange, die bezüglich eines Gehäuses ausrückbar und einrückbar gelagert ist, einer Schraubwelle, die in eine Mutter eingeschraubt ist, die an der Stange befestigt ist, einem einen Bremsmechanismus aufweisenden Motor, der die Schraubwelle vor und zurück dreht, und einer Steuereinrichtung, die den Motor steuert, ausgebildet ist, wobei die Schraubwelle mit axialem Spiel bezüglich des Gehäuses gelagert ist, wobei ein Federmechanismus, der die axiale Kraft absorbiert, die durch die axiale Spielbewegung der Schraubwelle erzeugt wird, zwischen der Schraubwelle und der drehbaren Welle des Motors angeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung eine Reihe von Motorsteuerungen bewirkt, die, nachdem die drehbare Welle mittels einer auf die Stange ausgeübten externen Kraft unter Druck gesetzt worden ist, den Bremsmechanismus des Motors betätigen, um nach der Betätigung des Bremsmechanismus die drehbare Welle zu blockieren und die elektrische Versorgung zu dem Motor zu stoppen, wird der Bremsmechanismus bei gestoppter Drehung des Motors betätigt, wenn die drehbare Welle des Motors einem Druck ausgesetzt wird. Daher kann der Verschleiß des Belags des Bremsmechanismus signifikant vermindert werden und können eine lange Lebensdauer der Vorrichtung, eine Reduktion der Betriebskosten, die Erhöhung der Laufruhe und die Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der Druckkraft bewirkt werden.Since according to claim 1, the engine cylinder, which stops due to pressure, with a rod which is releasably mounted and engageable relative to a housing, a screw shaft which is screwed into a nut which is fixed to the rod, a brake mechanism having a motor which the Screw shaft rotates back and forth, and a control device which controls the motor is formed, wherein the screw shaft is mounted with axial play relative to the housing, wherein a spring mechanism that absorbs the axial force generated by the axial play movement of the screw shaft, is disposed between the screw shaft and the rotatable shaft of the motor, and wherein the control means effects a series of motor controls which, after the rotatable shaft has been pressurized by an external force applied to the rod, actuate the braking mechanism of the motor the operation of the brake mechanism, the rotatable shaft to b lock and stop the electrical supply to the engine, the braking mechanism is operated with stopped rotation of the motor when the rotatable shaft of the engine is subjected to a pressure. Therefore, the wear of the pad of the brake mechanism can be significantly reduced, and a long life of the device, a reduction in the operating cost, the increase of smoothness, and the improvement of the control accuracy of the pressing force can be effected.
Gemäß Anspruch 2 weist bei dem Motorzylinder die Steuereinrichtung des Weiteren eine Detektionsfunktion für einen Druckzustand der drehbaren Welle auf, bei welcher detektiert wird, dass der Motorstrom einen Referenzwert für eine vorgegebene Zeit kontinuierlich überschreitet. Da der Motorzylinder gemäß Anspruch 2 einen Aufbau zur Detektion eines Druckzustands der drehbaren Welle aufweist, ist es daher nicht erforderlich, ein besonderes Bauteil wie beispielsweise einen Rotationsdetektionssensor oder dergleichen in den Vorrichtungskörper einzubauen, wobei eine Vereinfachung der Konstruktion, eine Miniaturisierung des Motorzylinders und eine Reduktion der Herstellungskosten erreicht werden können und zusätzlich zu dem Effekt, der durch den Motorzylinder gemäß Anspruch 1 bereitgestellt wird, eine genauere Steuerung der Druckkraft möglich wird.According to claim 2, in the engine cylinder, the controller further comprises a rotatable shaft pressure state detecting function of detecting that the motor current continuously exceeds a reference value for a predetermined time. Therefore, since the engine cylinder according to claim 2 has a structure for detecting a pressurized state of the rotary shaft, it is not necessary to incorporate a particular component such as a rotation detection sensor or the like into the device body, simplifying the construction, miniaturizing the engine cylinder, and reducing the manufacturing cost can be achieved and in addition to the effect provided by the engine cylinder according to claim 1, a more accurate control of the pressure force is possible.
Gemäß Anspruch 3 weist bei dem Motorzylinder die Steuereinrichtung des Weiteren eine Funktion zur Detektion eines Druckzustands der drehbaren Welle nach Verlauf einer konstanten Zeit nach dem Starten des Motors auf, wobei zusätzlich zu dem Effekt des Motorzylinder nach Anspruch 2 der Startstrom des Motors berücksichtigt wird. Daher kann eine Fehlbetätigung aufgrund des Startstroms des Motors vermieden werden, so dass die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erhöht ist.According to claim 3, in the engine cylinder, the controller further includes a function for detecting a pressure state of the rotary shaft after a constant time after starting the engine, taking into account in addition to the effect of the engine cylinder according to claim 2, the starting current of the motor. Therefore, a misoperation due to the starting current of the motor can be avoided, so that the reliability of the device is increased.
Ein Ausführungsbeispiel eines druckbedingt anhaltenden Motorzylinders der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigenAn embodiment of a pressure-sustained engine cylinder of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawing show
1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Motorzylinders, 1 in a partially sectioned side view of an embodiment of an engine cylinder according to the invention,
2 in den Darstellungen (a), (b) und (c) in einer Seitenansicht einen Betrieb des in 1 gezeigten Motorzylinders, 2 in the representations (a), (b) and (c) in a side view of an operation of the in 1 shown engine cylinder,
3 in einem Diagramm einen Betrieb des in 1 gezeigten Motorzylinders in Abhängigkeit von der Zeit und 3 in a diagram an operation of the in 1 shown engine cylinder as a function of time and
4 in einer schematischen Darstellung eine bei dem in 1 gezeigten Motorzylinder verwendete Steuereinrichtung. 4 in a schematic representation of a in the in 1 shown engine cylinder used control device.
1 ist eine Seitenansicht, die den Hauptabschnitt eines druckbedingt anhaltenden Motorzylinders gemäß der vorliegenden Erfindung in einer geschnittenen Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus der Vorrichtung zeigt. 1 Fig. 12 is a side view showing the main portion of a pressure-sustained engine cylinder according to the present invention in a sectional view for explaining the construction of the apparatus.
Wie in 1 gezeigt, umfasst dieser druckbedingt anhaltende Motorzylinder 10 eine Stange 14, die bezüglich eines Gehäuses 12 ausrückbar und einrückbar gelagert ist, eine Schraubwelle 18, die in eine Mutter 16 eingeschraubt ist, die an der Stange 14 befestigt ist, einen einen Bremsmechanismus 40 aufweisenden Motor 22, der die Schraubwelle 18 vor und zurück dreht, und eine Steuereinrichtung 20, die den Motor 22 steuert. Und eine Stützwelle 19, die sich von der Schraubwelle 18 weg erstreckt, und eine drehbare Welle 24a des Motors 22 sind mittels einer Anschlusseinrichtung 26 mit einem Zwischenraum zwischen den jeweiligen Enden der Wellen miteinander verbunden, so dass die Schraubwelle 18 mit Spiel in der axialen Richtung bezüglich des Gehäuses 12 bewegbar gelagert ist.As in 1 shown includes this pressure-related sustained engine cylinder 10 a pole 14 relating to a housing 12 disengageable and is mounted einrückbar, a screw shaft 18 into a mother 16 screwed in, which is on the pole 14 is attached, a brake mechanism 40 having engine 22 that the screw shaft 18 rotates back and forth, and a control device 20 that the engine 22 controls. And a support shaft 19 extending from the screw shaft 18 extends away, and a rotatable shaft 24a of the motor 22 are by means of a connecting device 26 with a gap between the respective ends of the shafts connected to each other, so that the screw shaft 18 with play in the axial direction with respect to the housing 12 is movably mounted.
An der anderen drehbaren Welle 24b des Motors 22 ist als Bremsmechanismus 40 eine elektromagnetische Bremse vom so genannten Nicht-Erregerbetriebstyp – Federbremse – angeordnet, die die Bremse einer drehbaren Welle bei elektrischer Versorgung löst und die drehbare Welle bei einem Stopp oder einer Unterbrechung der elektrischen Versorgung in einen Bremszustand versetzt. Die elektromagnetische Bremse umfasst eine Bremsplatte 42, die auch als Motorkühlventilator 42a arbeitet, der an einem Ende der drehbaren Welle 24b befestigt ist, einen Anker 43 mit einem Belag 41, der mittels einer Bremsfeder 44 vorgespannt ist, um bei unterbrochener elektrischer Versorgung in engen Kontakt mit der Bremsplatte 42 gebracht zu werden, und eine Magnetspule 45, die bei elektrischer Versorgung ein Magnetfeld erzeugt. Bei elektrischer Versorgung der Magnetspule 45 wird der Anker 43 sofort auf die Magnetspulenseite gezogen, so dass zwischen dem Belag 41 und der Bremsplatte 42 ein Zwischenraum erzeugt ist, und wird ein Bremszustand der drehbaren Welle 24b vollständig gelöst, so dass sich der Motor zu drehen beginnt. Im Gegensatz hierzu verschwindet die Anziehungskraft der Magnetspule 45 nach Unterbrechung der elektrischen Versorgung zu der Magnetspule 45 und wird der Anker 43 mittels der Bremsfeder 44 auf die Seite der Bremsplatte 42 zurückgeschoben, so dass der Belag 41 mit der Bremsplatte 42 in Kontakt gebracht ist. Dann wird eine Bremskraft zwischen dem Belag 41 und der Bremsplatte 42 erzeugt, so dass der Motor 22 in abgebremstem Zustand ist.On the other rotatable shaft 24b of the motor 22 is as a brake mechanism 40 an electromagnetic brake of the so-called non-exciter operation type - spring brake - arranged, which releases the brake of a rotatable shaft upon electrical supply and the rotatable shaft in a stop or interruption of the electrical supply in a braking state. The electromagnetic brake comprises a brake plate 42 , also called engine cooling fan 42a that works at one end of the rotatable shaft 24b is attached, an anchor 43 with a topping 41 that by means of a brake spring 44 is biased to with interrupted power supply in close contact with the brake plate 42 to be brought, and a magnetic coil 45 , which generates a magnetic field when supplied with electricity. For electrical supply of the solenoid 45 becomes the anchor 43 immediately pulled onto the solenoid side, leaving between the pad 41 and the brake plate 42 a clearance is generated, and becomes a braking state of the rotatable shaft 24b completely released, so that the engine starts to turn. In contrast, the magnetic coil's attraction disappears 45 after interruption of the electrical supply to the solenoid 45 and becomes the anchor 43 by means of the brake spring 44 on the side of the brake plate 42 pushed back so that the flooring 41 with the brake plate 42 is brought into contact. Then a braking force between the pad 41 and the brake plate 42 generated, so that the engine 22 is in the decelerated state.
Es sei bemerkt, dass obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bremsmechanismus 40 – wie oben erwähnt – die elektromagnetische Bremse vom Nicht-Erregerbetriebstyp verwendet ist, auch eine elektromagnetische Bremse vom Erregerbetriebstyp verwendet werden kann, bei der die Bremsplatte und der Belag mittels der elektrischen Versorgung in Kontakt miteinander gebracht werden, um bei einem Einsatz im Bremszustand zu sein, wobei die Bremse bei einem Stromausfall gelöst wird und eine Druckkraft nicht erforderlich ist.It should be noted that although in the present embodiment, as a brake mechanism 40 As mentioned above, when the non-exciter-type electromagnetic brake is used, an exciting-type electromagnetic brake in which the brake plate and the pad are brought into contact with each other by the electric power supply to be in a braking state during use can also be used in which the brake is released during a power failure and a compressive force is not required.
Die Art der Verbindung zwischen der Stützwelle 19 und der drehbaren Welle 24a mittels der Anschlusseinrichtung 26, wobei eine axiale Spielbewegung der Stützwelle 19 zugelassen ist, ist nicht speziell beschränkt. Jedoch ist beispielsweise eine sich in axialer Richtung erstreckende Nase – konvexer Abschnitt – auf der äußeren Umfangsfläche eines Endabschnitts der Stützwelle 19 und eine Nut – konkaver Abschnitt – für die Nase, die verschiebbar mit der Nase eingreift, auf der inneren Umfangsfläche der Anschlusseinrichtung 26 ausgebildet, so dass die Stützwelle 19 mit einem axialen Spiel beim Eingriff der Bauteile an die drehbare Welle 24a angeschlossen werden kann.The type of connection between the support shaft 19 and the rotatable shaft 24a by means of the connection device 26 , wherein an axial play movement of the support shaft 19 is not specifically limited. However, for example, a nose extending in the axial direction - convex portion - is on the outer peripheral surface of an end portion of the support shaft 19 and a groove - concave portion - for the nose, which slidably engages with the nose, on the inner peripheral surface of the terminal device 26 formed so that the support shaft 19 with an axial play in the engagement of the components to the rotatable shaft 24a can be connected.
Des Weiteren ist ein Federmechanismus 30, der eine axiale Kraft absorbiert, die durch die axiale Spielbewegung der Schraubwelle 18 erzeugt wird, zwischen der Schraubwelle 18 und dem Motor 22 angeordnet. Wenn der Federmechanismus 30 eine axiale Spielbewegung gleichmäßig absorbieren kann und eine elastische Kraft erzeugen kann, die mit einer erforderlichen Druckkraft vergleichbar ist, sind der Aufbau des Federmechanismus 30 und die Arten der Feder nicht eingeschränkt. Der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Federmechanismus 30 umfasst ein Paar von mit einem Boden versehenen zylindrischen Federhaltern 34, die jeweils einen zentralen Durchgang aufweisen, wobei ein Radialkugellager 32 auf einer Außenseite einer jeden Bodenfläche angeordnet ist, wobei die offenen Seiten einander gegenüber liegen, und weist eine dehnbare Schraubenfeder 38 an den Innenseiten der beiden Federhalter 34 auf. Dieser Federhalter 34 ist in Gleitkontakt mit einer inneren Umfangsfläche eines einzelnen zylindrischen Elements 36 gebracht, das einen stufenförmigen Endabschnitt 36a aufweist und an der Innenseite des Gehäuses 12 befestigt ist, so dass die Stützwelle 19 durch die beiden Radialkugellager 32 gelagert ist. An einem Endabschnitt der Schraubwelle 18 ist ein Anschlag 17 befestigt, der mit einem vergrößerten Durchmesser ausgebildet ist. Der Anschlag 17 stößt gegen ein Radialkugellager 32 an.There is also a spring mechanism 30 , which absorbs an axial force caused by the axial play movement of the screw shaft 18 is generated between the screw shaft 18 and the engine 22 arranged. If the spring mechanism 30 can absorb an axial play motion uniformly and produce an elastic force which is comparable to a required compressive force, the structure of the spring mechanism 30 and the types of spring are not limited. The spring mechanism used in the present embodiment 30 includes a pair of bottomed cylindrical spring holders 34 each having a central passage, wherein a radial ball bearing 32 is disposed on an outer side of each bottom surface, the open sides facing each other, and has a stretchable coil spring 38 on the insides of the two penholders 34 on. This penholder 34 is in sliding contact with an inner peripheral surface of a single cylindrical member 36 brought, which has a stepped end portion 36a and on the inside of the housing 12 is fixed, so that the support shaft 19 through the two radial ball bearings 32 is stored. At an end portion of the screw shaft 18 is a stop 17 fixed, which is formed with an enlarged diameter. The stop 17 bumps against a radial ball bearing 32 at.
Da ein derart aufgebauter Federmechanismus 30 verwendet wird, dreht sich die Stützwelle 19 gleichmäßig, ohne durch den Federmechanismus 30 beeinflusst zu werden, und ist eine axiale Bewegung des Federhalters 34 zuverlässig realisiert. Da die gesamte Endfläche der Schraubenfeder 38 gegen eine Bodenfläche des Federhalters 34 stößt, werden des Weiteren eine Torsion oder eine Verwicklung nicht erzeugt.Because such a built-up spring mechanism 30 is used, the support shaft rotates 19 even without the spring mechanism 30 to be influenced, and is an axial movement of the spring holder 34 reliably realized. Because the entire end face of the coil spring 38 against a bottom surface of the spring holder 34 Further, a twist or entanglement is not generated.
Als nächstes wird auf der Basis einer Seitenansicht gemäß 2 und einer Zeittafel gemäß 3 ein Betrieb des erfindungsgemäßen druckbedingt anhaltenden Motorzylinders beschrieben.Next, on the basis of a side view according to FIG 2 and a timetable according to 3 describes an operation of the pressure-related sustained engine cylinder according to the invention.
2(a) zeigt einen Zustand, in dem ein Motorzylinder in einen unbelasteten Zustand versetzt ist, ohne dass ein angetriebenes Element an die Stange 14 angekoppelt ist, und in dem ein Ende der Stange 14 von einer festen Position S abragt. D. h., der Federmechanismus 30 befindet sich in einem freien Zustand und es ist keine Druckkraft auf den Endabschnitt der Stange 14 ausgeübt. 2 (a) shows a state in which a motor cylinder is placed in an unloaded state without a driven member to the rod 14 is coupled, and in which one end of the rod 14 protrudes from a fixed position S. That is, the spring mechanism 30 is in a free state and there is no compressive force on the end portion of the rod 14 exercised.
2(b) zeigt einen Zustand, in dem ein angetriebenes Element 50 an die Stange 14 angekoppelt ist, um einen Motorzylinder zu betreiben, und in dem das Ende der Stange 14 in einem Zustand ist, in dem es zu der festen Position S gedrückt ist. D. h., da die Stange 14 ungeachtet der Tatsache, dass eine Schraubwelle 18 mittels der Antriebskraft des Motors 22 gedreht wird, an der festen Position S abgebremst ist, kann eine Mutter 16, die an der Stange 14 befestigt ist, nicht vorrücken, und als reaktive Wirkung wird die Schraubwelle 18, die mit axialem Spiel gelagert ist, zurückbewegt. Im Ergebnis wird der Federmechanismus 30 eingerückt und eine elastische Kraft gemäß dem Hookeschen Gesetz als Druckkraft in der Stange 14 erzeugt. Wenn die Rotation des Motors 22 fortgesetzt wird, erreichen des Weiteren das Drehmoment des Motors 22 und die Druckkraft im Wesentlichen dasselbe Niveau und wird der Drehung des Motors 22 entgegengewirkt. 2 B) shows a state in which a driven element 50 to the pole 14 is coupled to operate an engine cylinder, and in which the end of the rod 14 is in a state in which it is pressed to the fixed position S. That is, because the rod 14 regardless of the fact that a screw shaft 18 by means of the driving force of the motor 22 is rotated, is braked at the fixed position S, a mother can 16 at the stake 14 is fixed, do not advance, and as a reactive effect, the screw shaft 18 , which is stored with axial play, moved back. As a result, the spring mechanism 30 indented and an elastic force according to Hooke's Law as a compressive force in the rod 14 generated. When the rotation of the engine 22 is continued, further achieve the torque of the engine 22 and the compressive force is essentially the same level and will be the rotation of the motor 22 counteracted.
Nachdem der Druckzustand der drehbaren Welle 24a des Motors 22 detektiert worden ist, wird ein Bremsmechanismus 40 des Motors 22 betätigt, so dass die drehbare Welle 24b – wie in 2(c) gezeigt – in einem abgebremsten Zustand ist. Da aufgrund des schon erzeugten Druckzustands der drehbaren Welle 24a des Motors 22 die Rotation der Bremsplatte 42 gestoppt ist, werden dann die Bremsplatte 42 und der Belag 41 ohne ein Rutschen in engen Kontakt miteinander gebracht, so dass die drehbare Welle 24b blockiert ist. Daher ist der Verschleiß des Belags im Vergleich mit einem Fall, in dem eine Bremse während der Drehung des Motors betätigt wird, signifikanter reduziert und kann die Lebensdauer des Motorzylinders dramatisch erhöht werden. Nachdem die drehbare Welle 24b mittels des Bremsmechanismus 40 blockiert ist, wird daher die elektrische Versorgung des Motors 22 unterbrochen. Folglich wird eine Druckkraft, die durch eine elastische Kraft des Federmechanismus 30 erzeugt wird, ohne ein Umkehren der drehbaren Welle aufrechterhalten, um die Druckkraft nach dem Stoppen der elektrischen Versorgung zu dem Motor 22 zu erniedrigen.After the pressure state of the rotatable shaft 24a of the motor 22 has been detected, becomes a brake mechanism 40 of the motor 22 Pressed so that the rotatable shaft 24b - as in 2 (c) shown - is in a braked state. Because of the already generated pressure state of the rotatable shaft 24a of the motor 22 the rotation of the brake plate 42 is stopped, then the brake plate 42 and the flooring 41 without slipping brought into close contact with each other, leaving the rotatable shaft 24b is blocked. Therefore, the wear of the lining is significantly reduced as compared with a case where a brake is operated during the rotation of the engine, and the life of the engine cylinder can be increased dramatically. After the rotatable shaft 24b by means of the brake mechanism 40 is blocked, therefore, the electrical supply of the engine 22 interrupted. Consequently, a compressive force caused by an elastic force of the spring mechanism 30 is generated without reversing the rotatable shaft maintained to the compressive force after stopping the electrical supply to the motor 22 to humiliate.
Eine Reihe von Steuerungen des obigen Motors 22 ist mittels einer Steuereinrichtung 20 realisiert, die der Motorzylinder 10 aufweist. Als ein Verfahren zur Detektion von Druckzuständen der drehbaren Welle können verschiedene Verfahren wie beispielsweise ein Verfahren zur Detektion mittels eines Rotationssensors und dergleichen berücksichtigt werden. Als Verfahren zur Detektion von Druckzuständen der drehbaren Welle ist ein Verfahren mit einer Detektion von Motorströmen und ein Ausrüsten der Steuereinrichtung 20 mit einer Detektionsfunktion für Druckzustände der drehbaren Welle, die auf einer Veränderung der Stromwerte basiert, besonders bevorzugt, da eine Vereinfachung des Aufbaus der Vorrichtung bzw. des Motorzylinders und eine genaue Steuerung der Druckkraft möglich werden. Durch das Ausrüsten der Steuereinrichtung 20 mit einer Detektionsfunktion hinsichtlich der Druckzustände der drehbaren Welle nach dem Verlauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Start des Motors wird des Weiteren eine Fehldetektion der Druckzustände in der drehbaren Welle aufgrund eines vorübergehenden Anstiegs des Motorstroms vermieden. Im Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Vorrichtung bzw. des Motorzylinders weiter erhöht werden.A set of controls of the above engine 22 is by means of a control device 20 realized that the engine cylinder 10 having. As a method of detecting pressure states of the rotary shaft, various methods such as a method of detecting by means of a rotation sensor and the like may be considered. As a method for detecting pressure states of the rotatable shaft is a method of detecting motor currents and equipping the controller 20 with a rotatable shaft pressure state detecting function based on a change in the current value is particularly preferable, since simplification of the structure of the device or the motor cylinder and accurate control of the pressing force become possible. By equipping the controller 20 Further, with a detection function regarding the pressure states of the rotatable shaft after the lapse of a predetermined time after the start of the engine, misdetection of the pressure conditions in the rotatable shaft due to a transient increase in the motor current is avoided. As a result, the reliability of the device or the engine cylinder can be further increased.
Eine Reihe von Motorsteuerungen, die durch solch eine Steuereinrichtung 20 realisiert werden, werden mittels einer in 3 gezeigten Zeittafel im Detail beschrieben. 3(a) zeigt eine Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors, 3(b) zeigt Bremsströme des Motors, 3(c) zeigt den Betriebszustand einer elektromagnetischen Bremse, 3(d) zeigt die erhaltene Ausgangsspannung, wenn eine Gleichspannung Vcc eines Stromversorgungssteuerstromkreises 210 einem Integrationskreis mit vorgegebener Zeitkonstante zugeführt wird, 3(e) zeigt zu den Motorströmen proportionale Spannungswerte und 3(f) zeigt Druckkräfte, die durch den Motorzylinder erzeugt werden. In 3 zeigt die Ordinate eine Veränderung der jeweiligen Werte und zeigt die Abszisse die Zeit von dem Start des Motors an.A series of engine controls, by such a control device 20 be realized by means of a in 3 shown timing table described in detail. 3 (a) shows a change in the rotational speed of the engine, 3 (b) shows brake currents of the motor, 3 (c) shows the operating state of an electromagnetic brake, 3 (d) shows the obtained output voltage when a DC voltage Vcc of a power supply control circuit 210 an integration circuit with a predetermined time constant is supplied, 3 (e) shows voltage values proportional to the motor currents and 3 (f) shows pressure forces generated by the engine cylinder. In 3 the ordinate shows a change in the respective values and the abscissa indicates the time from the start of the engine.
Wenn der Motorzylinder zum Zeitpunkt 0 gestartet wird und gleichzeitig ein Motor an eine Antriebsstromversorgung angeschlossen wird, fließt – wie in 3(b) gezeigt – Strom in einen Bremsmechanismus, so dass eine elektromagnetische Bremse vollständig gelöst wird und eine Sperre einer drehbaren Welle des Motors – wie in 3(c) gezeigt – zum Zeitpunkt t1 gelöst ist. Aufgrund des Lösens der Sperre der drehbaren Welle nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors – wie in 3(a) gezeigt – allmählich zu und erreicht eine konstante Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t2 und die Spannung zwischen den Anschlüssen des Motors sowie der Motorstrom erreichen konstante Werte.When the engine cylinder is started at time 0 and at the same time a motor is connected to a drive power supply, flows as in 3 (b) - Power in a brake mechanism, so that an electromagnetic brake is completely released and a lock on a rotatable shaft of the engine - as in 3 (c) shown - is solved at time t1. Due to the release of the lock of the rotatable shaft decreases the speed of rotation of the engine - as in 3 (a) shown - gradually increases and reaches a constant speed at time t2 and the voltage between the terminals of the motor and the motor current reach constant values.
Wenn ein Ende der Stange des Zylinders die feste Position zum Zeitpunkt t3 erreicht, beginnt der Federmechanismus einzurücken und empfängt der Motor die elastische Kraft des Federmechanismus, so dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors – wie in 3(a) gezeigt – allmählich abnimmt. Da das Drehmoment des Motors zunimmt, nimmt gleichzeitig der Motorstrom – wie in 3(e) gezeigt – ebenfalls zu. Wie in 3(f) gezeigt, wird zu dieser Zeit eine Druckkraft auf die Stange ausgeübt, die der elastischen Kraft des Federmechanismus gleich ist. Wenn detektiert wird, dass ein dem Motorstrom proportionaler Spannungswert einen Referenzwert E4 – zum Zeitpunkt t4 – erreicht hat, wird vermutet, dass die drehbare Welle des Motors wesentlich unter Druck gesetzt worden ist. Nach dem Verlauf einer vorgegebenen Zeit T2 – Zeitpunkt t6 – wird dann der Bremsstrom – wie in 3(b) gezeigt – gestoppt und wird die drehbare Welle des Motors blockiert. Der Wert der Zeit T2 ist größer festgesetzt als die Zeit Ts, die von dem Zeitpunkt an erforderlich ist, zu dem der dem Motorstrom proportionale Spannungswert E3 den Referenzwert E4 erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Drehung des Motors vollständig angehalten ist.When one end of the rod of the cylinder reaches the fixed position at time t3, the spring mechanism starts to engage and the engine receives the elastic force of the spring mechanism, so that the rotational speed of the engine - as in 3 (a) shown - gradually decreases. As the torque of the motor increases, at the same time the motor current decreases - as in 3 (e) shown - too. As in 3 (f) shown, a compressive force is applied to the rod at this time, which is equal to the elastic force of the spring mechanism. When it is detected that a voltage value proportional to the motor current has reached a reference value E4 - at time t4 - it is presumed that the rotatable shaft of the motor has been significantly pressurized. After the passage of a predetermined time T2 - time t6 - then the braking current - as in 3 (b) shown - stopped and the rotatable shaft of the engine is blocked. The value of the time T2 is set larger than the time Ts required from the time when the motor current proportional voltage value E3 reaches the reference value E4 until the time when the rotation of the motor is completely stopped.
Ein Grund für die Steuerung des Stoppens des Bremsstroms unter Verwendung eines Spannungswerts E4 als Referenzwert, der ein niedrigerer Wert ist als E0, und ohne die Verwendung eines Spannungswerts E0, der dem Motorstrom proportional ist, wenn die drehbare Welle des Motors unter Druck gesetzt ist, d. h., wenn die Rotationsgeschwindigkeit 0 geworden ist, besteht in diesem Fall darin, dass der Spannungswert E0 ein kritischer Wert – asymptotischer Wert – ist, und wenn dieser Wert aus irgendeinem Grund niedriger ist, kann der Bremsstrom für immer nicht gestoppt werden und befindet sich der Motor mit hoher Wahrscheinlichkeit in einem Überlast-Zustand. Um dies zu vermeiden, wird der Bremsstrom nach dem Verlauf einer vorgegebenen Zeit T2 nach dem Erreichen des Referenzwerts E4 gestoppt, so dass die Steuerungsstabilität erhöht ist. Wie in 3(e) gezeigt, fließt des Weiteren unmittelbar nach dem Start des Motors ein vorübergehender Startstrom in den Motor und übersteigt ein dem Motorstrom proportionaler Spannungswert E3 vorübergehend den Referenzwert E4, so dass eine Fehlfunktion mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt. Daher wird die oben erwähnte Steuerung nicht ausgeführt, bis eine vorgegebene Zeit T1 nach dem Starten des Motors vergangen ist, so dass die Zuverlässigkeit der Steuerung erhöht werden kann.A reason for the control of stopping the braking current by using a voltage value E4 as a reference value that is lower than E0, and without using a voltage value E0 that is proportional to the motor current when the rotatable shaft of the motor is pressurized, that is, when the rotation speed has become 0, in this case, the voltage value E0 is a critical value - asymptotic value - and if this value is lower for some reason, the braking current can not be stopped forever and is Motor with high probability in an overload condition. In order to avoid this, the braking current is stopped after the passage of a predetermined time T2 after reaching the reference value E4, so that the control stability is increased. As in 3 (e) Further, immediately after starting the engine, a transient starting current flows into the motor, and a voltage value E3, which is proportional to the motor current, temporarily exceeds the reference value E4, so that a malfunction is likely to occur. Therefore, the above-mentioned control is not carried out until a predetermined time T1 has elapsed after starting the engine, so that the reliability of the control can be increased.
Nachdem eine vorgegebene Zeit T3 nach dem Stoppen des Bremsstroms – Zeitpunkt t6 – vergangen ist, wird die elektrische Versorgung des Motors gestoppt, womit eine Reihe von Motorsteuerungen komplettiert ist. Der Wert T3 ist größer festgelegt als der Wert der Zeit Tc, die von dem Zeitpunkt an erforderlich ist, zu dem der Bremsstrom gestoppt ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Drehung des Motors vollständig blockiert ist.After a predetermined time T3 has passed after stopping the braking current - time t6 -, the electrical supply of the motor is stopped, whereby a number of motor controls is completed. The value T3 is set larger than the value of the time Tc required from the time when the braking current is stopped to when the rotation of the motor is completely blocked.
Die oben erwähnte Steuerung kann durch verschiedene Verfahren realisiert werden, beispielsweise durch eine Programmsteuerung und dergleichen, wobei eine sequentielle Steuereinrichtung verwendet wird, die mit einem Relaiskreis oder einem Verzögerungskreis oder einem Mikrocomputer kombiniert wird. Bei diesem Beispiel besteht ein Steuerkreis aus einem elektrischen Stromkreis, bei dem ein Operationskreis – Operationsverstärker – und ein Komparator und dergleichen verwendet werden. Der bei diesem Beispiel verwendete Steuerstromkreis wird unten unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben.The above-mentioned control can be realized by various methods, such as a program control and the like, using a sequential control device combined with a relay circuit or a delay circuit or a microcomputer. In this example, a control circuit is an electric circuit in which an operational circuit - operational amplifier - and a comparator and the like are used. The control circuit used in this example will be described below with reference to FIGS 4 described.
4 zeigt ein Verdrahtungsschema einer Steuereinrichtung 200, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird. Diese Steuereinrichtung 200 ist aus den jeweiligen Stromkreiseinheiten zusammengesetzt, beispielsweise ein Stromversorgungssteuerstromkreis 210, ein Startstromkreis 230, ein Motorstrom-Detektionsstromkreis 240, ein Druckdetektionsstromkreis 250, ein Bremssteuerstromkreis 260, ein Motorsteuerstromkreis 270 und ein Bremsstromversorgungsstromkreis 280. Ein Fall, in dem ein Motor 220 mit einem Motorsteuerstromkreis 270 vorwärts gedreht wird, d. h., in dem ein Motorzylinder ausgerückt wird, wird unter Bezugnahme auf eine Motorsteuerung mittels der Steuereinrichtung 200 beschrieben. 4 shows a wiring diagram of a control device 200 used in the present embodiment. This control device 200 is composed of the respective circuit units, for example, a power supply control circuit 210 , a start circuit 230 , a motor current detection circuit 240 , a pressure detection circuit 250 , a brake control circuit 260 , a motor control circuit 270 and a brake power supply circuit 280 , A case in which an engine 220 with a motor control circuit 270 is rotated forward, ie, in which a motor cylinder is disengaged, with reference to a motor control by means of the control device 200 described.
Wenn ein elektromagnetischer Schaltschütz für eine Vorwärtsdrehung – ein Ausrücken – geschlossen wird, wird – obgleich nicht gezeigt – ein Dreiphasen-Wechselstrom-Netzteil an die Anschlüsse U1, V1 und W1 der Steuereinrichtung 200 angeschlossen und wird eine Wechselspannung zwischen den Anschlüssen U1 und W1 an den Stromversorgungssteuerstromkreis 210 angelegt. Und eine Gleichspannung Vcc wird von dem Stromversorgungssteuerstromkreis 210 ausgegeben. Die Gleichspannung Vcc wird an zwei Widerständen 211 und 212 geteilt, die in Reihe geschaltet sind, und die geteilte Spannung E1 wird an den Startstromkreis 230, den Druckdetektionsstromkreis 250 und den Bremssteuerstromkreis 260 ausgegeben.When an electromagnetic contactor for forward rotation-disengagement-is closed, a three-phase AC power supply, although not shown, will be connected to terminals U1, V1, and W1 of the controller 200 is connected and an AC voltage between the terminals U1 and W1 to the power supply control circuit 210 created. And a DC voltage Vcc is supplied from the power supply control circuit 210 output. The DC voltage Vcc is connected to two resistors 211 and 212 divided in series, and the divided voltage E1 is applied to the starting circuit 230 , the pressure detection circuit 250 and the brake control circuit 260 output.
Die geteilte Spannung E1 wird in den Minusanschluss eines Komparators 233 des Startstromkreises 230 eingegeben. Des Weiteren wird die Ausgangsspannung E2 eines Integrationskreises, der aus einem Widerstand 231 und einem Kondensator 232 aufgebaut ist, in den Plusanschluss des Komparators 233 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ausgangsspannung E2 des Integrationskreises in Übereinstimmung mit einer Zeitkonstanten, die durch die Werte des Widerstands 231 und des Kondensators 232 definiert ist, später erhöht als der Anstieg der Gleichspannung Vcc.The divided voltage E1 becomes the negative terminal of a comparator 233 the starting circuit 230 entered. Furthermore, the output voltage E2 of an integration circuit consisting of a resistor 231 and a capacitor 232 is constructed in the positive terminal of the comparator 233 entered. At this time, the output voltage E2 of the integration circuit is in accordance with a time constant determined by the values of the resistor 231 and the capacitor 232 is defined later increased as the increase of the DC voltage Vcc.
Während E1 größer ist als E2 (E1 > E2), nimmt der Ausgangswert E7 des Komparators 233 ein niedriges Niveau (Low) an und wird zu dem Bremssteuerstromkreis 260 ausgegeben und in den Plusanschluss des Komparators 261 eingegeben. Des Weiteren wird in den Minusanschluss des Komparators 261 die Spannung E1 eingegeben, die durch die Teilung der Gleichspannung Vcc an den Widerständen 211 und 212 erhalten wird. Da E7 kleiner wird als E1 (E7 < E1), wird zu diesem Zeitpunkt der Ausgangswert E8 des Komparators 261 ein niedriges Niveau (Low) und fließt Strom von der Gleichspannung Vcc durch einen Widerstand 262 zu den Primärseiten zweier Fotokoppler 263 und 264, die in Reihe geschaltet sind. Die eine Sekundärseite des Fotokopplers 263 wird zu dem Bremsstromversorgungsstromkreis 280 ausgegeben und die andere Sekundärseite des Fotokopplers 263 wird nach außen ausgegeben. Des Weiteren wird der Ausgang E8 des Komparators 261 an den Motorsteuerstromkreis 270 ausgegeben.While E1 is greater than E2 (E1> E2), the output E7 of the comparator decreases 233 a low level and becomes the brake control circuit 260 output and into the positive terminal of the comparator 261 entered. Furthermore, in the negative terminal of the comparator 261 the voltage E1 input by the division of the DC voltage Vcc to the resistors 211 and 212 is obtained. Since E7 becomes smaller than E1 (E7 <E1), the output value E8 of the comparator becomes at this time 261 a low level and current flows from the DC voltage Vcc through a resistor 262 to the primary pages of two photocouplers 263 and 264 which are connected in series. The one secondary side of the Photocoupler 263 becomes the braking power supply circuit 280 output and the other secondary side of the photocoupler 263 is output to the outside. Furthermore, the output E8 of the comparator 261 to the motor control circuit 270 output.
Andererseits wird der Bremsstromversorgungsstromkreis 280 wie folgt betrieben. Wenn eine Wechselspannung Va zwischen den Anschlüssen U1 und W1 der Steuereinrichtung 200 angelegt wird, wird die Spannung E13 von einem Halbwellengleichrichter ausgegeben, der aus den Dioden 281 und 282 zusammengesetzt ist, und in einen Gate-Stromversorgungskreis eingegeben, der aus einem Widerstand 283, einem Kondensator 284 und einer Zenerdiode 285 zusammengesetzt ist, und die Gate-Stromversorgungsspannung E11 wird aus dem Gate-Stromversorgungskreis ausgegeben. Wenn Strom zu der Primärseite des Fotokopplers 263 in dem oben erwähnten Bremssteuerstromkreis 260 fließt, wird die Sekundärseite des Fotokopplers 263 elektrisch leitend und wird Strom aufgrund der Gate-Stromversorgungsspannung E11 durch einen Widerstand 286 geführt, der parallel zwischen Gate/Source des FET 287 geschaltet ist. Dann nimmt die Spannung zwischen Gate/Source des FET 287 ein hohes Niveau (High) an, so dass der FET 287 elektrisch leitend wird. Wenn der FET 287 elektrisch leitend ist, wird die von dem Halbwellengleichrichter ausgehende Spannung E13 an eine Magnetspule 223 angelegt und wird ein Bremsstrom durch die Magnetspule 223 geleitet, so dass die elektromagnetische Bremse gelöst wird.On the other hand, the brake power supply circuit 280 operated as follows. When an AC voltage Va between the terminals U1 and W1 of the control device 200 is applied, the voltage E13 is output from a half-wave rectifier, which consists of the diodes 281 and 282 is composed, and input to a gate power supply circuit consisting of a resistor 283 , a capacitor 284 and a zener diode 285 is composed, and the gate power supply voltage E11 is output from the gate power supply circuit. When power to the primary side of the photocoupler 263 in the above-mentioned brake control circuit 260 flows, becomes the secondary side of the photocoupler 263 becomes electrically conductive and becomes current due to the gate power supply voltage E11 through a resistor 286 guided in parallel between the gate / source of the FET 287 is switched. Then the voltage between gate / source of the FET decreases 287 a high level (high), so the FET 287 becomes electrically conductive. When the FET 287 is electrically conductive, the output from the half-wave rectifier voltage E13 to a solenoid 223 created and will be a braking current through the solenoid 223 passed, so that the electromagnetic brake is released.
Wenn die Gleichspannung Vcc an den Stromversorgungssteuerstromkreis 210 angelegt wird, wird des Weiteren die Spannung E1, die an den Widerständen 211 und 212 geteilt wird, in den Minusanschluss eines Komparators 271 in dem Motorsteuerstromkreis 270 eingegeben. An den Plusanschluss des Komparators 271 wird eine Ladespannung E9 angelegt, die von der Gleichspannung Vcc durch einen Widerstand 274 und über einen Kondensator 276 aufgeladen wird, wobei sie später als die Gleichspannung Vcc angelegt wird. Wenn die Wechselspannung Va zwischen die Anschlüsse U1 und W1 angelegt wird und die Gleichspannung Vcc des Stromversorgungssteuerstromkreises 210 vorliegt, wird E1 größer als E9 (E1 > E9) und nimmt der Ausgangswert E10 des Komparators 271 ein niedriges Niveau (Low) an, so dass Strom von der Gleichspannung Vcc durch einen Widerstand 277 durch die Primärseiten von zwei Fotokopplern 7a und 8a, die in Reihe geschaltet sind, geführt wird und die Sekundärseiten elektrisch leitend sind.When the DC voltage Vcc is applied to the power supply control circuit 210 is applied, the voltage E1, which is connected to the resistors 211 and 212 is divided into the negative terminal of a comparator 271 in the engine control circuit 270 entered. To the positive terminal of the comparator 271 A charging voltage E9 is applied, which from the DC voltage Vcc through a resistor 274 and a capacitor 276 is charged, later being applied as the DC voltage Vcc. When the AC voltage Va is applied between the terminals U1 and W1 and the DC voltage Vcc of the power supply control circuit 210 is present, E1 is greater than E9 (E1> E9) and takes the output E10 of the comparator 271 a low level (low), so that current from the DC voltage Vcc through a resistor 277 through the primary pages of two photocouplers 7a and 8a , which are connected in series, is guided and the secondary sides are electrically conductive.
Wenn die Sekundärseiten der Fotokoppler 7a und 8a elektrisch leitend werden, werden Gateströme If und Ig durch Gates der Halbleiterschalter 7 und 8 und durch Widerstände 7b und 8b geleitet, die an die jeweiligen Fotokoppler oder Optokoppler 7a und 8a angeschlossen sind, und die Halbleiterschalter 7 und 8 werden elektrisch leitend, so dass Strom durch einen Motor 221 geführt wird.If the secondary sides of the photocoupler 7a and 8a become electrically conductive, gate currents If and Ig through gates of the semiconductor switches 7 and 8th and by resistances 7b and 8b passed to the respective photocoupler or optocoupler 7a and 8a are connected, and the semiconductor switches 7 and 8th become electrically conductive, allowing current through a motor 221 to be led.
Wenn die Ausgangsspannung E8 mit einem niedrigen Niveau (Low) von dem Komparator 261 über den Bremssteuerstromkreis 260 in den Motorsteuerstromkreis 270 eingegeben wird, wird Strom von der Gleichspannung Vcc durch die Widerstände 274 und 273 und eine Diode 272 geführt und behält der Ausgang E10 des Komparators 271 ein niedriges Niveau (Low), während die Spannung E9 des Kondensators 276 in einem Zustand mit E9 < E1 gehalten wird. Dann fließt Strom zu den Primärseiten der Fotokoppler 7a und 8a und die Sekundärseiten werden elektrisch leitend, und dann fließen Gateströme If und Ig zu den Gates der Halbleiterschalter 7 und 8 durch die Widerstände 7b und 8b. Dann werden die Halbleiterschalter 7 und 8 elektrisch leitend und der Strom fließt weiter zu dem Motor. Im Ergebnis fließt ein Motorstrom zu dem Motor 221 des Motors 220 mit einer Bremse und fließt ein Bremsstrom zu der Magnetspule 223 der elektromagnetischen Bremse, so dass ein Bremszustand der elektromagnetischen Bremse gelöst und der Motor 221 gestartet wird.When the output voltage E8 is at a low level (Low) from the comparator 261 via the brake control circuit 260 in the engine control circuit 270 is input, current from the DC voltage Vcc through the resistors 274 and 273 and a diode 272 and maintains the output E10 of the comparator 271 a low level (low) while the voltage E9 of the capacitor 276 is held in a state with E9 <E1. Then, current flows to the primary sides of the photocouplers 7a and 8a and the secondary sides become electrically conductive, and then gate currents If and Ig flow to the gates of the semiconductor switches 7 and 8th through the resistances 7b and 8b , Then the semiconductor switches 7 and 8th electrically conductive and the current continues to flow to the motor. As a result, a motor current flows to the motor 221 of the motor 220 with a brake and a braking current flows to the solenoid 223 the electromagnetic brake, so that a braking state of the electromagnetic brake is released and the motor 221 is started.
Der Motorstrom, der in den Motor fließt, wird durch einen Stromwandler 241 in dem Motorstrom-Detektionsstromkreis 240 detektiert. Obgleich der Motorstrom – Primärstrom –, der mittels des Stromwandlers 241 detektiert wird, ein Wechselstrom ist, wird der Sekundärstrom des Stromwandlers 241 in einen Gleichrichtungs-Glättungs-Stromkreis 242 eingegeben und in eine der Größe des Motorstroms proportionale Gleichspannung E3 transformiert, um in den Plusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben zu werden.The motor current that flows into the motor is through a current transformer 241 in the motor current detection circuit 240 detected. Although the motor current - primary current - that by means of the current transformer 241 is detected, is an alternating current, the secondary current of the current transformer 241 in a rectification smoothing circuit 242 is inputted and transformed into a DC voltage E3 proportional to the magnitude of the motor current to enter the positive terminal of the operational amplifier 246 to be entered.
Des Weiteren wird die Gleichspannung E4, die durch eine Teilung der Gleichspannung Vcc an den Widerständen 243 und 245 und an einem Stellwiderstand 244 erhalten wird, in den Minusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben. Wenn der Motorzylinder in einem Druckzustand ist und eine Druckkraft ansteigt, so steigt der Motorstrom ebenfalls an. Jedoch kann der Motorstrom durch Einstellung des Stellwiderstands 244 unter Verwendung der Gleichspannung E4 proportional zu dem Motorstrom vorher festgelegt werden, der einer vorgegebenen Druckkraft als Referenzwert entspricht.Furthermore, the DC voltage E4, by a division of the DC voltage Vcc to the resistors 243 and 245 and at a variable resistor 244 obtained in the negative terminal of the operational amplifier 246 entered. When the engine cylinder is in a pressurized state and a compressive force is increasing, the motor current also increases. However, the motor current can be adjusted by adjusting the variable resistor 244 is set in advance proportional to the motor current using the DC voltage E4 corresponding to a predetermined pressing force as the reference value.
Wenn ein Überlaststrom als Startstrom fließt, der beim Start des Motors und in Druckzuständen fließt, wird die der Größe des Motorstroms proportionale Gleichspannung E3, die in den Plusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben wird, höher als die Gleichspannung E4 – Referenzwert –, die in den Minusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben wird, so dass die Ausgangsspannung E5 des Operationsverstärkers 246 ein hohes Niveau (High) annimmt. Wenn andererseits ein Betrieb bei normaler Last erfolgt, wird die zur Größe des Motorstroms proportionale Gleichspannung E3, die in den Plusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben wird, niedriger als die Gleichspannung E4 – Referenzwert –, die in den Minusanschluss des Operationsverstärkers 246 eingegeben wird, so dass die Ausgangsspannung E5 des Operationsverstärkers 246 ein niedriges Niveau (Low) annimmt.When an overload current flows as the starting current flowing at the start of the engine and in pressure states, the DC current E3 proportional to the magnitude of the motor current becomes the positive terminal of the operational amplifier 246 is input, higher than the DC voltage E4 - reference value - which is in the negative terminal of the operational amplifier 246 is entered so that the Output voltage E5 of the operational amplifier 246 a high level. On the other hand, when operating under normal load, the DC voltage E3 proportional to the magnitude of the motor current becomes that in the positive terminal of the operational amplifier 246 is input, lower than the DC voltage E4 - reference value - which is in the negative terminal of the operational amplifier 246 is input, so that the output voltage E5 of the operational amplifier 246 a low level.
Die Ausgangsspannung E5 des Operationsverstärkers 246 des Motorstrom-Detektionsstromkreises 240 wird in einen Integrationskreis eingegeben, der aus Widerständen 251 und 253 eines Druckdetektionsstromkreises 250 und einem Kondensator 252 zusammengesetzt ist, und ein integrierter Wert E6 seines Ausgangs wird in den Plusanschluss eines Komparators 256 eingegeben. Andererseits wird in den Minusanschluss des Komparators 256 die Spannung E1 eingegeben, die durch die Teilung der Gleichspannung Vcc an den Widerständen 211 und 212 erhalten wird. Beim Start des Motors wird die Ausgangsspannung E5 mit hohem Niveau (High) von dem Motorstrom-Detektionsstromkreis 240 aufgrund des Startstroms in den Integrationskreis eingegeben und wird die Ladespannung des Kondensators 252 erhöht, so dass E6 größer wird als E1 (E6 > E1). Da jedoch der Ausgang E7 des Komparators 256 an den Ausgang des Komparators 233 des oben erwähnten Startstromkreises 230 angeschlossen ist und der Ausgang des Komparators 233 eine konstante Zeit lang nach dem Start des Motors ein niedriges Niveau (Low) aufweist, weist E7 ein niedriges Niveau (Low) auf. Wenn das Starten des Motors beendet wird, während der Ausgang des Komparators 233 ein niedriges Niveau (Low) aufweist, wird der Ausgang des Komparators 256 zu einem niedrigen Niveau (Low), bevor der Ausgang des Komparators 233 ein hohes Niveau (High) aufweist. Folglich behält E7 das niedrige Niveau (Low) bei, ohne dass eine Fehlbetätigung aufgrund des Startstroms ausgeführt wird.The output voltage E5 of the operational amplifier 246 of the motor current detection circuit 240 is input to an integration circuit made up of resistors 251 and 253 a pressure detection circuit 250 and a capacitor 252 and an integrated value E6 of its output becomes the plus terminal of a comparator 256 entered. On the other hand, in the negative terminal of the comparator 256 the voltage E1 input by the division of the DC voltage Vcc to the resistors 211 and 212 is obtained. At the start of the engine, the output voltage E5 becomes high level (high) from the motor current detection circuit 240 due to the starting current entered into the integration circuit and becomes the charging voltage of the capacitor 252 increases so that E6 becomes larger than E1 (E6> E1). However, since the output E7 of the comparator 256 to the output of the comparator 233 of the above-mentioned starting circuit 230 is connected and the output of the comparator 233 has a low level (low) for a constant time after starting the engine, E7 has a low level (low). When starting the engine is stopped while the output of the comparator 233 has a low level (Low) becomes the output of the comparator 256 to a low level (low) before the output of the comparator 233 a high level. As a result, E7 maintains the low level without any erroneous operation due to the starting current.
Wenn der Motor gedreht wird und der Motorzylinder ausgerückt wird, um in einen Druckzustand zu gelangen, wird die Feder des Motorzylinders gekrümmt und erhöht sich der Motorstrom, so dass die Ausgangsspannung E5 des Motorstrom-Detektionsstromkreises 240 wieder ein hohes Niveau (High) annimmt. Die Verzögerungszeit aufgrund eines Integrationskreises wird durch die Zeitkonstanten des Widerstands 251 und des Kondensators 252 definiert, so dass sie ein bisschen länger ist als die Zeit, während der die Motorwelle mittels einer Reaktionskraft aufgrund der Krümmung der Feder unter Druck gesetzt ist. Folglich gelangt der Motorzylinder in eine Druckzustand und wird die Motorwelle unter Druck gesetzt, und wenn der Motorstrom sich erhöht, nimmt E7 ein hohes Niveau (High) an.When the motor is rotated and the engine cylinder is disengaged to enter a pressurized state, the spring of the engine cylinder is curved and the motor current increases, so that the output voltage E5 of the motor current detection circuit 240 returns to a high level (high). The delay time due to an integration circuit is determined by the time constant of the resistor 251 and the capacitor 252 defined so that it is a little bit longer than the time during which the motor shaft is pressurized by means of a reaction force due to the curvature of the spring. As a result, the engine cylinder comes into a pressurized state, and the motor shaft is pressurized, and as the motor current increases, E7 becomes high.
Wenn E7 ein hohes Niveau (High) annimmt, fließt ein Ladestrom von Vcc durch den Widerstand 255, die Diode 254 und den Widerstand 253 zu dem Kondensator 252 und wird E6 größer als E1 (E6 > E1). Dann wird der Ausgang des Komparators 246 auf hohem Niveau (High) gehalten und wird der Zustand auf hohem Niveau (High) von E7 aufrechterhalten. Wenn des Weiteren der Motorstrom abgeschaltet ist und E5 ein niedriges Niveau (Low) annimmt, fließt Strom von Vcc durch den Widerstand 255, die Diode 254 und die Widerstände 253 und 251 zu dem Operationsverstärker 246 und wird E6 größer als E1 (E6 > E1). Dann wird der Ausgang des Komparators 256 auf hohem Niveau (High) gehalten und wird der Zustand mit hohem Niveau (High) von E7 aufrechterhalten.When E7 goes high, a charging current of Vcc flows through the resistor 255 , the diode 254 and the resistance 253 to the capacitor 252 and E6 becomes larger than E1 (E6> E1). Then the output of the comparator 246 held high and the high state of E7 is maintained. Further, when the motor current is cut off and E5 goes low, current flows from Vcc through the resistor 255 , the diode 254 and the resistors 253 and 251 to the operational amplifier 246 and E6 becomes larger than E1 (E6> E1). Then the output of the comparator 256 high level and the high level state of E7 is maintained.
Wenn E7 ein hohes Niveau (High) annimmt, ergibt sich für E1 und E7, die am Eingang des Komparators 261 des Bremssteuerstromkreises 260 anliegen, das Verhältnis E7 > E1 und werden die Ausgangsspannung E8 des Komparators 261 und der Strom, der in die Primärseiten der Fotokoppler 263 und 264 fließt, abgestellt, so dass die Sekundärseite des Fotokopplers 263 in dem Bremsstromversorgungs-Stromkreis 280 nicht leitend wird. Dann nimmt die Gatespannung E12 ein niedriges Niveau (Low) an und wird der FET 287 nicht leitend, so dass der Bremsstrom abgestellt ist.When E7 goes high, E1 and E7 appear at the input of the comparator 261 of the brake control circuit 260 lie, the ratio E7> E1 and become the output voltage E8 of the comparator 261 and the current that enters the primary sides of the photocoupler 263 and 264 flows, turned off, leaving the secondary side of the photocoupler 263 in the braking power supply circuit 280 does not become conductive. Then, the gate voltage E12 assumes a low level (Low) and becomes the FET 287 not conductive, so that the braking current is turned off.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Bremsstrom abgeschaltet worden ist, fließt der Motorstrom. Jedoch ist das Drehmoment im Wesentlichen gleich der Druckkraft und ist die Motorwelle in einem Druckzustand. Und die Motorwelle wird mittels der elektromagnetischen Bremse blockiert, wobei die Drehung der Motorwelle vollständig gestoppt ist.By the time the braking current has been turned off, the motor current flows. However, the torque is substantially equal to the pressing force and the motor shaft is in a pressurized state. And the motor shaft is locked by means of the electromagnetic brake, with the rotation of the motor shaft completely stopped.
Wenn E8 ein hohes Niveau (High) annimmt, fließt ein Ladestrom von der Gleichspannung Vcc durch den Widerstand 274 zu dem Kondensator 276 des Motorsteuerstromkreises 270 und wird die Ladespannung E6 des Kondensators 276 erhöht. Nach Verlauf einer Zeit, die durch die Zeitkonstanten des Widerstands 274 und des Kondensators 276 definiert ist, wird dann E9 größer als E1 (E9 > E1) und nimmt der Ausgang E10 des Komparators 271 ein hohes Niveau (High) an. Wenn E10 ein hohes Niveau (High) annimmt, wird ein Strom, der in die Primärseiten der Fotokoppler 7a und 8a fließt, abgestellt und wird die Sekundärseite nicht leitend. Dann werden die Gateströme If und Ig abgestellt und werden die Halbleiterschalter 7 und 8 nicht leitend, so dass der Motorstrom abgestellt wird. Selbst wenn der Motorstrom abgestellt ist, hält der Motorzylinder – da die Motorwelle mittels der elektromagnetischen Bremse blockiert ist – die Druckkraft aufgrund der Reaktionskraft der Feder aufrecht.When E8 assumes a high level, a charging current flows from the DC voltage Vcc through the resistor 274 to the capacitor 276 of the motor control circuit 270 and becomes the charging voltage E6 of the capacitor 276 elevated. After passing a time through the time constant of the resistance 274 and the capacitor 276 is defined, then E9 becomes greater than E1 (E9> E1) and takes the output E10 of the comparator 271 a high level (high). When E10 assumes a high level (high), a current enters the primary side of the photocoupler 7a and 8a flows, turns off and the secondary side does not become conductive. Then the gate currents If and Ig are turned off and become the semiconductor switches 7 and 8th not conductive, so that the motor current is turned off. Even when the motor power is turned off, since the motor shaft is locked by the electromagnetic brake, the engine cylinder maintains the pressing force due to the reaction force of the spring.
Die obigen Beschreibungen bilden die Zusammenfassung der Funktion eines Steuerstromkreises des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Jedoch sind konkrete Ausgestaltungen des Steuerstromkreises nicht hierauf beschränkt und es können unterschiedliche Steuerstromkreise verwendet werden, soweit die technische Idee der vorliegenden Erfindung realisiert werden kann.The above descriptions constitute the summary of the operation of a control circuit of the present embodiment. However, concrete embodiments of the control circuit are not limited thereto, and different control circuits can be used as far as the technical idea of the present invention can be realized.
