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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stopperzylinder, der über einen Verriegelungsmechanismus ein transportiertes Werkstück anhalten kann und das Werkstück an einer festgelegten Position positionieren kann.
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Allgemein sind Vorrichtungen zum Anhalten einer sich in einer Transportrichtung längs eines Transportwegs bewegenden Transporteinheit zum Beispiel aus den Dokumenten
DE 10 2007 024 300 B4 und
DE 10 2004 037 004 A1 bekannt. Für den Fall, dass die zum Anhalten benötigte Versorgungsspannung ausfällt, offenbart die
EP 0 512 139 A1 einen elektromotorischen Stellantrieb, welcher bei Ausfall der elektrischen Energie noch in eine gewünschte Sicherheitsstellung gebracht werden kann.
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Die vorliegende Anmelderin hat, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2008-001452 A beschrieben, einen Stopperzylinder vorgeschlagen, der ein Werkstück, das in einer Förderlinie mit einer Vielzahl von parallel angeordneten Rollenförderern transportiert wird, an einer festgelegten Position anhält. Der Stopperzylinder umfasst eine Kolbenstange, die entlang einer geraden Linie vorwärts- und rückwärts bewegt wird, und ein Hebelelement, das an einem vorderen Ende der Kolbenstange angreift. Außerdem steht das Hebelelement aus einer Lücke zwischen benachbarten Rollförderern der Transportlinie um eine festgelegte Länge von der Transportebene nach oben vor. Das Hebelelement dient als ein Stopper, mit dem ein transportiertes Objekt durch Anschlagen an einer Führungswalze, die an dem Hebelelement vorgesehen ist, angehalten wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stopperzylinder vorzuschlagen, dessen Verschiebungsweg in axialer Richtung beliebig einstellbar ist, und der in der Lage ist, ein Werkstück bei der Unterbrechung der Stromzufuhr zuverlässig anzuhalten.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die vorliegende Erfindung wird insbesondere charakterisiert durch einen Stopperzylinder zum Anhalten eines Werkstücks an einer festgelegten Position, indem das in einer festgelegten Richtung transportierte Werkstück an einer Rolle anschlägt, und indem ein Hebel, auf dem die Rolle axial gehalten wird, an einer festgelegten Position gehalten wird. Der Stopperzylinder umfasst einen Körper, einen im Inneren des Körpers vorgesehenen Kolbenmechanismus, der entlang einer Axialrichtung des Körpers verschiebbar ist, den drehbar an einem Ende des Kolbenmechanismus angeordneten Hebel, ein Vorspannelement zum Vorspannen des Kolbenmechanismus in der axialen Richtung und einen Verriegelungsmechanismus, der an dem Körper vorgesehen ist und eine Verschiebung des Kolbenmechanismus in der axialen Richtung bei Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Verriegelungsmechanismus begrenzt. Der Stopperzylinder umfasst weiterhin eine Antriebseinheit, die in dem Körper vorgesehen ist und eine Drehantriebsquelle aufweist. Durch die Zufuhr von elektrischem Strom zu der Drehantriebsquelle wird die Antriebseinheit angetrieben. Ebenfalls im Körper vorgesehen ist ein Antriebskraftübertragungsmechanismus mit einer Welle, welche durch Antrieb der Antriebseinheit gedreht wird, sowie ein Drehkörper, der in Gewindeeingriff mit der Welle steht und in axialer Richtung der Welle verschiebbar ist. Bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Verriegelungsmechanismus wird der die Verschiebung begrenzende Zustand des Kolbenmechanismus durch den Verriegelungsmechanismus freigegeben, woraufhin der Kolbenmechanismus durch die Vorspannung des Vorspannelements um eine festgelegte Strecke in der axialen Richtung verschoben wird. Durch Verschiebung des Drehkörpers in der axialen Richtung wird der Kolbenmechanismus, der durch die Vorspannwirkung des Vorspannelements in der festgelegten Richtung verschoben wurde, entgegen einer Vorspannkraft des Vorspannelements zu einem Zustand zurückgeführt wird, wie er vor der Verschiebung vorlag.
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Der Kolbenmechanismus des erfindungsgemäßen Stopperzylinder kann ebenfalls eine erste und zweite Stange sowie einen Kolben aufweisen. In diesem Fall ist die erste Stange gegenüber dem Verriegelungsmechanismus angeordnet, der Kolben ist mit einem Ende der ersten Stange verbunden und gleitend entlang des Körpers verschiebbar, und die zweite Stange ist an einem Ende mit dem Kolben und am anderen Ende mit dem Hebel verbunden, Das Vorspannelement ist dann zwischen dem Kolben und dem Verriegelungsmechanismus angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem Fall, dass die Stromzufuhr zu dem Verriegelungsmechanismus, welcher die Verschiebung des Kolbenmechanismus in der axialen Richtung begrenzt, unterbrochen wird, der die Verschiebung begrenzende Zustand des Kolbenmechanismus freigegeben. Hierdurch kann der Kolbenmechanismus durch die Vorspannung mittels des Vorspannelements in einer festgelegten Richtung in der axialen Richtung verschoben werden. Als Folge hiervon kann beispielsweise in dem Fall, dass der Stopperzylinder zum Anhalten eines transportierten Werkstücks verwendet wird, der Transport des Werkstücks selbst dann, wenn die Stromzufuhr unterbrochen ist, durch den an dem Ende des Kolbenmechanismus vorgesehenen Hebel zuverlässig gestoppt werden.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stopperzylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 2 ist ein Schnitt durch den Stopperzylinder gemäß 1,
- 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2,
- 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2,
- 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Umgebung eines Stopperhebels in dem Stopperzylinder gemäß 2,
- 6 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand des Stopperzylinders gemäß 2 zeigt, bei welchem eine Drehmutter durch den Antrieb einer Antriebseinheit angehoben ist,
- 7 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein durch einen elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus gehaltener Zustand eines Kolbenmechanismus freigegeben ist,
- 8 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Umgebung des Stopperhebels bei dem Stopperzylinder gemäß 7,
- 9 ist eine Schnittdarstellung, die bei dem Stopperzylinder gemäß 7 einen Zustand zeigt, in welchem der Stopperhebel durch Anlage an einem Werkstück um einen festgelegten Winkel gedreht ist, und
- 10 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Umgebung eines Stopperhebels bei dem Stopperzylinder gemäß 9.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst ein Stopperzylinder 10 einen Körper 12, ein zylindrisches Rohr (Körper) 14, das mit einem oberen Teil des Körpers 12 verbunden ist, eine Endabdeckung 16, die ein oberes Ende des Rohres 14 verschließt, eine Antriebseinheit 18, die mit dem Körper 12 verbunden ist, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 20, der eine Antriebskraft von der Antriebseinheit 18 überträgt. Außerdem umfasst der Stopperzylinder 10 einen Kolbenmechanismus 22, der im Inneren des Rohres 14 angeordnet und in Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) hin und her verschiebbar ist, einen Stopperhebel (Hebel) 24, der mit dem Kolbenmechanismus 22 verbunden ist, um die Förderung eines Werkstücks W anzuhalten, und einen elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus (Verriegelungsmechanismus) 28 zur Begrenzung einer Aufwärtsbewegung (das heißt einer Bewegung in Richtung des Pfeils B) eines Kolbens 26 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20.
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Der Körper 12 besteht beispielsweise aus einem Blockkörper aus einem Metallmaterial. Erste und zweite Aufnahmeöffnungen 30, 32 sind im Inneren des Körpers 12 vorgesehen und durchtreten den Körper 12 in einer vertikalen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B).
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Die erste Aufnahmeöffnung 30 öffnet sich nach unten (in Richtung des Pfeils A), und ein Schneckenrad 34, das einen Teil des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 bildet, ist drehbar im Inneren der ersten Aufnahmeöffnung 30 angeordnet. Andererseits öffnet sich die zweite Aufnahmeöffnung 32 koaxial zu der ersten Aufnahmeöffnung 30 nach oben (in Richtung des Pfeils B). Im Inneren der zweiten Aufnahmeöffnung 32 ist ein später beschriebener elektromagnetischer Verriegelungsmechanismus 28 vorgesehen. Die ersten und zweiten Aufnahmeöffnungen 30, 32 weisen jeweils einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf (vgl. 3).
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Außerdem ist in dem Körper 12, wie in 3 gezeigt ist, neben der ersten Aufnahmeöffnung 30 eine dritte Aufnahmeöffnung 36 ausgebildet, die sich zur Seite öffnet. Eine Schnecke 38, die einen Teil des Antriebskraftübertragungsmechanismus bildet, ist in der dritten Aufnahmeöffnung 36 aufgenommen. Die dritte Aufnahmeöffnung 36 steht mit der ersten Aufnahmeöffnung 30 in Verbindung und erstreckt sich in im Wesentlichen horizontaler Richtung senkrecht zu der Achse der ersten und zweiten Aufnahmeöffnungen 30, 32. Eine Drehantriebsquelle 40 der Antriebseinheit 18 ist mit einer Öffnung der dritten Aufnahmeöffnung 36 verbunden.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist das Rohr 14 beispielsweise hohl, und im Inneren des Rohres 14 ist eine Durchgangsöffnung 42 ausgebildet, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und durch das Rohr 14 in axialer Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt. Außerdem sind der Kolben 26 und erste und zweite Stangen 44, 46 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 verschiebbar in der Durchgangsöffnung 42 angeordnet. Ein oberer Teil des Körpers 12 ist mit einem unteren Ende des Rohrs 14 verbunden. Die Durchgangsöffnung 42 und die ersten und zweiten Aufnahmeöffnungen 30, 32 sind koaxial angeordnet. Die Endabdeckung 16 ist über mehrere Bolzen 48 mit einem oberen Teil des Rohres 14 verbunden (vgl. 1). Somit werden gegenüberliegende Enden des Rohres 14 durch den Körper 12 beziehungsweise die Endabdeckung 16 verschlossen.
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Die Endabdeckung 16 besteht aus einem Blockkörper mit einer ebenen oberen Fläche. An ihrem unteren Teil ist ein Einsetzabschnitt 50 ausgebildet, der in die Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 eingesetzt ist. In einem Zustand, in welchem der Einsetzabschnitt 50 in die Durchgangsöffnung 42 an dem oberen Ende des Rohres 14 eingesetzt ist, werden mehrere Bolzen 48 von der Seite der oberen Fläche der Endabdeckung 16 eingesetzt, und die Endabdeckung 16 wird durch Verschrauben der Bolzen 48 mit dem Rohr 14 an dem Rohr 14 angebracht.
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Außerdem tritt eine Öffnung 52, die mit der Durchgangsöffnung 42 in Verbindung steht, in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durch einen im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Endabdeckung 16 hindurch. Die zweite Stange 46 (wird später beschrieben) des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 ist verschiebbar durch die Öffnung 52 eingesetzt und beispielsweise durch Einpressen oder dergleichen integral mit dieser verbunden. In einer Ringnut an einer inneren Umfangsfläche der Öffnung 52 ist eine ringförmige Stangendichtung 54 vorgesehen. Die Stangendichtung 54 steht in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsfläche der zweiten Stange 46.
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Außerdem ist ein Führungsstift 56, der sich in einer vertikalen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt, an der Endabdeckung 16 an einer Position angeordnet, die einen festgelegten Abstand von der Öffnung 52 aufweist. Der Führungsstift 56 ist mit der Endabdeckung 16 verschraubt und im Wesentlichen parallel zu der Öffnung 52 vorgesehen, wobei er um eine festgelegte Höhe von der oberen Fläche der Endabdeckung 16 vorsteht.
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Die Antriebseinheit 18 besteht aus der Drehantriebsquelle 40, beispielsweise einem Gleichstrommotor, einem Schrittmotor oder dergleichen, die an einer Seitenfläche des Körpers 12 gegenüber der dritten Aufnahmeöffnung 36 angebracht ist. Eine Antriebswelle 58 der Antriebseinheit 18 ist in das Innere der dritten Aufnahmeöffnung 36 eingesetzt. Vorzugsweise wird als Drehantriebsquelle 40 beispielsweise ein Gleichstrommotor mit Bürsten eingesetzt.
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Außerdem wird die Antriebseinheit 18 auf der Basis eines Steuersignals, das von einer nicht dargestellten Steuerung oder dergleichen zugeführt wird, in einer festgelegten Richtung und mit einem festgelegten Drehweg (Winkel) drehend angetrieben.
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Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 die Schnecke 38, die in der dritten Aufnahmeöffnung 36 des Körpers 12 aufgenommen und mit der Antriebswelle 58 der Antriebsquelle 40 verbunden ist, das Schneckenrad 34, das in der ersten Aufnahmeöffnung 30 des Körpers 12 aufgenommen ist und mit der Schnecke 38 in Eingriff steht, eine mit dem Zentrum des Schneckenrades 34 verbundene Welle 60 und eine Drehmutter (Drehkörper) 62, die mit der Welle 60 in Gewindeeingriff steht (verschraubt ist).
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Die Schnecke 38 besteht aus einem zylindrischen Körper, an dessen äußerer Umfangsfläche ein Schraubengewinde 64 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 58 der Drehantriebsquelle 40 ist mit einem zentralen Abschnitt der Schnecke 38 verbunden. Dementsprechend wird die Schnecke 38 durch den Antrieb der Drehantriebsquelle 40 zusammen mit der Antriebswelle 58 gedreht.
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Das Schneckenrad 34 ist als Scheibe ausgebildet und weist mehrere Getriebezähne 66 an seiner äußeren Umfangsfläche auf. Die Getriebezähne 66 stehen in Eingriff mit dem Gewinde 64 der Schnecke 38.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist entlang der Länge der Welle 60 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) auf ihrer äußeren Umfangsfläche ein Gewinde ausgebildet. Außerdem ist die Welle 60 im Inneren der ersten und zweiten Aufnahmeöffnungen 30, 32 des Körpers 12 und in der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 angeordnet. Ein unteres Ende der Welle 60 wird über ein Lager 68 im Inneren der ersten Aufnahmeöffnung 30 drehbar gehalten. Die Schnecke 38 ist mit der Welle 60 in einem Bereich verbunden, der durch das Lager 68 abgestützt wird.
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Außerdem ist die Welle 60 durch das Innere des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28, der in der zweiten Aufnahmeöffnung 32 vorgesehen ist, eingesetzt.
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Andererseits ist ein oberer Teil von einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt in axialer Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Welle 60 innerhalb der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 durch das Innere der ersten Stange 44 des Kolbenmechanismus 22 eingesetzt, und eine zylindrische Drehmutter 62 ist auf das an der äußeren Umfangsseite der Welle 60 ausgebildete Gewinde geschraubt. Wie in 4 gezeigt ist, hat die Mutter 62 im Querschnitt eine längliche oder ovale Form mit einem Paar ebener Oberflächenabschnitte 62a, 62b.
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Durch Drehen der Drehwelle 58 mittels der Antriebswelle der Antriebseinheit 18 wird die Schnecke 38 zusammen mit der Antriebswelle 58 gedreht, wodurch das mit der Schnecke 38 in Eingriff stehende Schneckenrad 34 mit reduzierter Geschwindigkeit gedreht wird. Dessen Drehung wird auf die Welle 60 übertragen, die ebenfalls dreht. Verbunden hiermit vollzieht die Drehmutter 62, die auf die Welle 60 geschraubt ist, eine hin- und hergehende Bewegung in axialer Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Welle 60.
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Der Kolbenmechanismus 22 umfasst die erste Stange 44, die in der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 angeordnet und an äußeren Umfangsseiten der Welle 60 und der Drehmutter 62 vorgesehen ist, den mit dem oberen Ende der ersten Stange 44 verbundenen Kolben 26 und die zweite Stange 46, die mit einem oberen Teil des Kolbens 26 verbunden ist.
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Die erste Stange 44 ist als Zylinder mit einer festgelegten Länge in axialer Richtung ausgebildet, wobei die Welle 60 und die Drehmutter 62 in eine Stangenöffnung 70 im Inneren der ersten Stange 44 eingesetzt sind. Wie in 4 gezeigt ist, ist der Querschnitt der Stangenöffnung 70 länglich oder oval entsprechend der Querschnittsform der Drehmutter 62 ausgebildet. Somit liegt die äußere Umfangsfläche der Drehmutter 62, welche durch die Stangenöffnung 70 eingesetzt ist, an der Stangenöffnung 70 an, und eine Drehverschiebung der Drehmutter 62 in der Stangenöffnung 70 wird durch das Paar der ebenen Oberflächenabschnitte 62a, 62b verhindert.
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Im Einzelnen dient die Stangenöffnung 70 dadurch, dass sie die gleiche Querschnittsform aufweist wie die Drehmutter 62, als ein Rotationsstopp, der eine Drehung der Drehmutter 62 verhindert, so dass sich die Drehmutter 62 bei einer Drehung der Welle 60 lediglich in der axialen Richtung verschieben kann.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Anziehungsplatte 72, die beispielsweise scheibenförmig aus einem Metallmaterial hergestellt ist, an einem unteren Ende der ersten Stange 44 angebracht.
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Die Anziehungsplatte 72 ist so angeordnet, dass sie dem in dem Körper 12 vorgesehenen elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 zugewandt ist. Ein zentraler Abschnitt der Anziehungsplatte 72 wird dadurch angebracht, dass er in das Innere der ersten Stange 44 eingesetzt und dort verschraubt wird. Der Durchmesser der Anziehungsplatte 72 erweitert sich radial nach au-ßen senkrecht zu der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) der ersten Stange 44.
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Der Kolben 26 ist als Zylinder mit Boden ausgebildet. In einer Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 26 ist eine Kolbendichtung 74 angebracht. In seinem zentralen Abschnitt ist ein oberes Ende der ersten Stange 44 mit dem Kolben 26 verschraubt und verbunden. Außerdem ist der Kolben 26 in einem Zustand, in dem er über die Kolbendichtung 74 in der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 gleitet, in axialer Richtung verschiebbar.
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Außerdem ist an der oberen Fläche des Kolbens 26 ein ringförmiges Pufferelement 76 angebracht, das Stöße puffert, wenn der Kolben 26 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) verschoben wird und an der Endabdeckung 16 anschlägt.
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Außerdem ist zwischen einem Aufnahmeflansch 78, der in der zweiten Aufnahmeöffnung 32 des Körpers 12 angeordnet ist, und dem Kolben 26 eine Feder 80 angeordnet. Die Feder 80 wird beispielsweise durch eine Spulenfeder gebildet und ist an der äußeren Umfangsseite der Welle 60 angeordnet, um den Kolben 26 in einer Richtung weg von dem Körper 12 (in der Richtung des Pfeils B) vorzuspannen. Anders ausgedrückt dient die Feder 80 als ein Vorspannelement, um den Kolbenmechanismus 22 mit dem Kolben 26 von dem Körper 12 wegzudrücken.
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Die zweite Stange 46 ist oberhalb des Kolbens 26 (in der Richtung des Pfeils B) angeordnet. Das untere Ende der zweiten Stange 46 ist durch Verschrauben mit einem oberen zentralen Teil des Kolbens 26 verbunden. Die zweite Stange 46 ist verschiebbar in die Öffnung 52 der Endabdeckung 16 eingesetzt. Der Stopperhebel 24 ist mit dem oberen Ende der zweiten Stange 46 verbunden.
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Im Einzelnen sind die ersten und zweiten Stangen 44, 46 und der Kolben 26 des Kolbenmechanismus 22 so vorgesehen, dass sie gemeinsam in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) in der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 verschiebbar sind.
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Der elektromagnetische Verriegelungsmechanismus 28 umfasst eine elektromagnetische Spule 82, die in der zweiten Aufnahmeöffnung 32 des Körpers 12 angeordnet ist und die erregt wird, wenn ihr von einer nicht dargestellten Steuerung Strom zugeführt wird, einen Halter 84, der die elektromagnetische Spule 82 hält, und einen Anziehungskörper 86, der im Öffnungsbereich der zweiten Aufnahmeöffnung 32 angeordnet ist.
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Die elektromagnetische Spule 82 ist ringförmig im Inneren des Halters 84 angeordnet und erzeugt eine magnetische Kraft, wenn sie bei der Zufuhr von elektrischem Strom erregt wird.
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Indem der aus einem metallischen Material geformte Anziehungskörper 86 an dem oberen Teil des Halters 84 neben der elektromagnetischen Spule 82 angeordnet wird, liegt er der Anziehungsplatte 72, die mit dem unteren Ende der ersten Stange 44 verbunden ist, gegenüber. Wenn die elektromagnetische Spule 82 erregt wird und eine magnetische Kraft generiert, wird diese Magnetkraft auf den Anziehungskörper 86 übertragen. Ist die Anziehungsplatte 72 hierbei sehr nahe bei dem Anziehungskörper 86 angeordnet, so wird die Anziehungsplatte 72 durch die magnetische Kraft angezogen. Dementsprechend wird die erste Stange 44, die mit der Anziehungsplatte 72 verbunden ist, durch den elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 gehalten (verriegelt), wodurch eine Verschiebung der ersten Stange 44, des Kolbens 26 und der zweiten Stange 46 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verhindert wird.
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Anders ausgedrückt dient der elektromagnetische Verriegelungsmechanismus 28 als ein Verriegelungselement, das mit Hilfe von elektrischem Strom in der Lage ist, eine Verschiebung des Kolbens 26 und der ersten und zweiten Stangen 44, 46 in der axialen Richtung zu verhindern.
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Der Stopperhebel 24 umfasst ein Basiselement 88, das mit dem oberen Ende der zweiten Stange 46 verbunden ist, ein Paar von Halteelementen 90a, 90b, die nach oben von dem Basiselement 88 vorstehen, und einen Hebel 92, der relativ zu den Halteelementen 90a, 90b drehbar gehalten wird.
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Das Basiselement 88 ist oberhalb der Endabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils B) vorgesehen und etwa parallel zu der Endabdeckung 16 angeordnet. Eine halbkreisförmige Führungsnut 64 ist in einem Ende des Basiselements 88 ausgebildet. Der Führungsstift 56, der an der Endabdeckung 16 vorgesehen ist, ist in die Führungsnut 94 eingesetzt. Wenn der Stopperhebel 24 sich mit dem Basiselement 88 in einer axialen (vertikalen) Richtung bewegt, wird aufgrund der Führung entlang des Führungsstiftes 56, der in die Führungsnut 94 eingesetzt ist, das Basiselement 88 stabil in axialer Richtung verschoben.
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Die Halteelemente 90a, 90b sind aufrecht stehend auf dem Basiselement 88 angeordnet und weisen voneinander einen festgelegten Abstand auf, wobei der Hebel 92 zwischen ihnen angeordnet ist. Ein Haltestift 96 ist zwischen den beiden Halteelementen 90a und 90b vorgesehen, und der Hebel 92 ist über den Haltestift 96 drehbar zwischen den Halteelementen 90a, 90b angeordnet.
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Der Hebel 92 hat einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt, wobei der in seinem Zentrum ausgebildete Winkel über den Haltestift 96 durch die Halteelemente 90a, 90b gehalten wird. Ein Paar von Rollen 98 ist an einer Endseite gesehen von dem oben genannten Winkel drehbar gehalten. Das andere Ende des Hebels 92 liegt an einem Dämpfungsstift 100 an, der von der oberen Fläche des Basiselements 88 vorsteht. Der Hebel 92 wird durch den Dämpfungsstift 100 entgegen dem Uhrzeigersinn (in Richtung de Pfeils C) gedrängt.
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Wenn beispielsweise ein Werkstück W an dem Hebel 92 anliegt und der Hebel 92 im Uhrzeigersinn (der Richtung des Pfeils D) gedrückt und gedreht wird, wird der Hebel 92 um einen festgelegten Winkel im Uhrzeigersinn um den Haltestift 96 gedreht, wobei er nach unten auf den Dämpfungsstift 100 drückt.
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Im Einzelnen wird der Hebel 92 durch die Vorspannung mittels des Dämpfungsstiftes 100 in einem Zustand gehalten, in dem er entgegen dem Uhrzeigersinn um den Haltestift 96 gedreht wird, so dass dann, wenn seine Endseite beispielsweise durch ein Werkstück W oder dergleichen gepresst wird, der Hebel 92 entgegen der Vorspannkraft des Dämpfungsstiftes 100 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
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Der Stopperzylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweise und Vorteile des Stopperzylinders 10 erläutert. Wie in 5 gezeigt ist, ist ein Ursprungszustand als ein Zustand definiert, in dem der Stopperzylinder 10 derart angeordnet ist, dass seine Rollen 98 in einer Lücke 124 angeordnet sind, die zwischen benachbarten Rollenförderern 122 der zahlreichen Rollenförderer 122 einer Förderlinie 120 ausgebildet ist. In dem Ursprungszustand ist der Stopperhebel 24 des Stopperzylinders 10 unterhalb (in Richtung des Pfeils A) der Förderlinie 120 positioniert. Mit Bezug auf 2 ist die Drehmutter 62 an der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils A) angeordnet, und auch die Anziehungsplatte 72 ist an der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils A) angeordnet.
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Zunächst wird in dem in 2 gezeigten Ursprungszustand die elektromagnetische Spule 82 des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 über eine nicht dargestellte Steuerung elektrisch angetrieben. Entsprechend der erzeugten Magnetkraft wird die Anziehungsplatte 72 zu dem Anziehungskörper 86 angezogen. Im Einzelnen werden die ersten und zweiten Stangen 44, 46 und der Kolben 26 des Kolbenmechanismus 22 durch den elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 in einem unteren oder abgesenkten Zustand innerhalb der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 gehalten (verriegelt). Andererseits ist zu diesem Zeitpunkt die Drehantriebsquelle 40 der Antriebseinheit 18 in einem nicht eingeschalteten Zustand, in dem ihr von der nicht dargestellten Steuerung kein Strom zugeführt wird.
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Als nächstes wird auf der Basis eines Steuersignals von der nicht dargestellten Steuerung die Drehantriebsquelle 40 der Antriebseinheit 18 um einen festgelegten Drehweg (Winkel) gedreht, wodurch die Antriebswelle 58 und die Schnecke 38 gedreht werden. Gleichzeitig werden die Welle 60 und das Schneckenrad 34, welches in Eingriff mit der Schnecke 38 steht, ebenfalls gedreht. Als Folge hiervon wird, wie in 6 gezeigt ist, die Drehmutter 62 durch die Drehwirkung der Welle 60 im Inneren der ersten Stange 44 nach oben (in Richtung des Pfeils B) verschoben, wodurch die Drehmutter 42 zu einer Stelle in der Nähe des oberen Endes der Welle 60 verschoben wird. Da die Drehwelle 62 in Eingriff mit der Stangenöffnung 70 der ersten Stange 44 gehalten wird, wird hierbei eine Drehverschiebung der Drehmutter 62 relativ zu der ersten Stange 44 verhindert. Die Drehmutter 62 wird lediglich in axialer Richtung (der Richtung des Pfeils B) verschoben.
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Wie in 6 gezeigt ist, wird selbst in dem Fall, dass die Drehmutter 62 von einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Welle 60 angehoben wird, außerdem die erste Stange 44, die mit der Anziehungsplatte 72 verbunden ist, durch die elektromagnetische Spule 82 stark angezogen und gehalten (verriegelt). Aus diesem Grunde werden der Kolben 26 und die ersten und zweiten Stangen 44, 46 nicht durch die elastische Kraft der Feder 80 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) verschoben. Im Einzelnen kann der Stopperhebel 24 nicht nach oben zu den Rollenförderern 122 der Förderlinie 120 vorstehen.
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Nachdem festgestellt wurde, dass ein Werkstück W, das entlang der Förderlinie 120 transportiert wird und ein Objekt darstellt, das angehalten werden soll, einem Bereich (Lücke 124), an welchem der Stopperzylinder 10 angeordnet ist, sehr nahe gekommen ist (vgl. 8), wird ein nicht erregter Zustand herbeigeführt, in dem die Stromzufuhr von der nicht dargestellten Steuerung zu der elektromagnetischen Spule 82 unterbrochen ist. Außerdem wird die Energie der Magnetkraft von der elektromagnetischen Spule 82 verringert, wodurch die Anziehungskraft (Haltekraft) auf die Anziehungsplatte 72 freigegeben wird. Wie in 7 gezeigt ist, wird als Folge der Tatsache, dass der elektromagnetische Verriegelungsmechanismus 28 den die Verschiebung des Kolbenmechanismus 22 in der axialen Richtung verhindernden Zustand (verriegelter Zustand) freigibt, der Kolben 26 durch die elastische Kraft der Feder 80 nach oben (in Richtung des Pfeils B) gedrängt. Hierdurch werden der Kolben 26 und die ersten und zweiten Stangen 44, 46 gemeinsam entlang der Durchgangsöffnung 42 des Rohres 14 angehoben. In diesem Fall wird ein nicht erregter Zustand hergestellt, in dem die Stromversorgung der Antriebseinheit 18 ebenfalls unterbrochen ist.
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Als Folge hiervon wird, wie in 8 gezeigt ist, der Stopperhebel 24 zusammen mit dem Kolbenmechanismus 22 angehoben, und es wird ein Standby-Zustand hergestellt, in welchem der Stopperhebel 24 um eine festgelegte Höhe von der Lücke 124 zwischen den benachbarten Rollen 98 vorsteht.
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Wie in 10 gezeigt ist, kommt schließlich das Werkstück W, das sich entlang der Förderlinie 120 zu der Seite des Stopperzylinders 10 (in der Richtung des Pfeils X) bewegt hat, in Anlage gegen die Rolle 98, die an dem distalen Ende des Hebels 92 vorgesehen ist. Hierdurch wird der Hebel 92 im Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils D) um einen festgelegten Winkel um den Haltestift 96 gedreht, wobei der Dämpfungsstift 100 zu der Seite des Rohrs 14 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst wird. Dementsprechend werden Stöße, die auftreten, wenn das Werkstück W in Kontakt mit dem Hebel 92 tritt, durch den Dämpfungsstift 100 absorbiert, und das Werkstück W wird in einen verriegelten Zustand gebracht, in welchem der Hebel 92 im Wesentlichen senkrecht zu der Förderrichtung (der Richtung des Pfeils X) steht.
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Auf diese Weise wird auf der Förderlinie 120 ein Zurückdrücken des Werkstücks W in einer Richtung entgegen der Förderrichtung (der Richtung des Pfeils X) verhindert, und das Werkstück W kann sanft an einer festgelegten Position angehalten werden.
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Andererseits wird in dem Fall, dass der angehaltene Zustand des Werkstücks W auf der Förderlinie 120 freigegeben wird, die Drehantriebsquelle 40 der Antriebseinheit 18 durch ein von der nicht dargestellten Steuerung zugeführtes Antriebssignal in einer entgegengesetzten Richtung gedreht. Dadurch werden die Schnecke 38, das Schneckenrad 34 und die Welle 60, die den Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 bilden, gedreht und gleichzeitig die Drehmutter 62 entlang der Welle 60 nach unten (in der Richtung des Pfeils A) verschoben.
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Außerdem wird durch die Abwärtsbewegung der Drehmutter 62 die Anziehungsplatte 72, die an dem unteren Ende der Drehmutter 62 anliegt, nach unten gepresst, und die zweite Stange 46, der Kolben 26 und die erste Stange 44 werden gemeinsam nach unten (in der Richtung des Pfeils A) gezogen. Dementsprechend sinkt der Kolben 26 ab, wobei er die Feder 80 allmählich entgegen der Rückstellkraft der Feder 80 zusammendrückt. Wenn die Anziehungsplatte 72 an dem oberen Teil des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 anliegt, wird durch Erregen der elektromagnetischen Spule 82 des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 eine magnetische Kraft erzeugt, wodurch die Anziehungsplatte 72 angezogen und durch die magnetische Kraft der elektromagnetischen Spule 82 gehalten wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird aus diesem Grunde in einem Zustand, in welchem der Kolbenmechanismus 22 abgesenkt ist und die Feder 80 zusammendrückt, der Kolbenmechanismus 22 durch den elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 in diesem Zustand gehalten. Der Ursprungszustand, in welchem die Drehmutter 62 abgesenkt ist, wird wiederhergestellt.
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In der oben beschriebenen Weise wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Kolbenmechanismus 22, der mit dem Stopperhebel 24 verbunden ist, verschiebbar im Inneren des Rohres 14 vorgesehen. Die Feder 80, die den Kolbenmechanismus 22 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) vorspannt, ist zwischen dem Körper 12 und dem Kolben 26 des Kolbenmechanismus 22 angeordnet. Durch Einschalten des in dem Körper 12 vorgesehenen elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 kann außerdem eine Verschiebung der zweiten Stange 46 des Kolbenmechanismus 22 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verhindert werden.
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Als Folge hiervon können ausgehend von einem Zustand, in welchem der Kolbenmechanismus 22 innerhalb des Rohres 14 abgesenkt ist und durch den elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 gehalten (verriegelt) wird, der Kolbenmechanismus 22 und der Stopperhebel 24 durch Unterbrechen der Stromzufuhr zu dem elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 und Freigeben des verriegelten Zustands zuverlässig durch die elastische Kraft der Feder 80 angehoben werden. Durch geeignete Einstellung der Länge des Kolbens 26 und der elastischen Kraft der Feder 80, etc. kann außerdem der Verschiebungsweg des Kolbenmechanismus 22 entlang der axialen Richtung auf eine gewünschte Größe eingestellt werden.
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Da die Begrenzung der Verschiebung des Stopperhebels 24 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) elektrisch mit Hilfe des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 erreicht werden kann, kann außerdem der Zustand einer verhinderten Verschiebung zuverlässig und einfach freigegeben werden, indem einfach zwischen den eingeschalteten und nicht eingeschalteten Zuständen des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 hin und her geschaltet wird.
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Wenn der Stopperhebel 24 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben wird, kann außerdem in dem Fall, dass der verriegelte Zustand des elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus 28 aus Gründen eines Stromausfalls oder dergleichen freigegeben wird, der Stopperhebel 24 durch die elastische Kraft einfach angehoben werden und die Förderung des Werkstücks W kann gestoppt werden, da die Bewegung des Stopperhebels 24 durch die Verwendung der elastischen Kraft der Feder 80 herbeigeführt wird. Im Einzelnen ist der Stopperzylinder 10 eine nur in einer Richtung wirkende Struktur, die in der Lage ist, den Kolbenmechanismus 22 und den Stopperhebel 24 lediglich durch die elastische Kraft der Feder 80 zu verschieben. Dies stellt eine einfachere Gestaltung dar, als eine doppelt wirkende Struktur.
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In dem Fall, dass der Ursprungszustand wiederhergestellt wird, in welchem der Kolbenmechanismus 22 abgesenkt und der Stopperhebel 24 relativ zu der Förderlinie 120 nach innen gezogen ist, kann außerdem durch Herabziehen der zweiten Stange 46 (in der Richtung des Pfeils A) mit Hilfe der Drehmutter 62 durch den Antrieb der Antriebseinheit 18 der Kolben 26 nach unten bewegt werden, wobei er die Feder 80 zusammenpresst. Im Einzelnen sind die Antriebseinheit 18 und der Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 mit dem Ziel vorgesehen, den Kolbenmechanismus 22 entgegen der elastischen Kraft der Feder 80 zu der Ursprungsposition zurückzuführen.
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Des Weiteren wird in dem Fall, in welchem die Stromzufuhr unterbrochen wird, während sich die Drehmutter 62 entlang der Welle 60 nach oben oder unten bewegt, Strom von einer Notstromquelle (beispielsweise einer Batterie) über die nicht dargestellte Steuerung zugeführt. Hierdurch erfolgt eine Steuerung, um die Drehmutter 62 zu dem oberen Ende der Welle 60 zu bewegen. Hierdurch kann beispielsweise auch in dem Fall, dass die Drehmutter 62 durch die Stromunterbrechung aufgrund eines Stromausfalls oder dergleichen an einer mittleren Position entlang der Welle 60 angehalten wird, die Drehmutter 62 zu dem oberen Ende der Welle 60 bewegt werden. Durch die elastische Kraft der Feder 80 kann die zweite Stange 46 somit um eine festgelegte Strecke in der axialen Richtung bewegt werden, wobei der Stopperhebel 24 um eine festgelegte Höhe von der Förderlinie 120 vorsteht, so dass das Werkstück W zuverlässig angehalten werden kann.
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Durch die Verwendung der Schnecke 38, des Schneckenrades 34 etc. als Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 kann außerdem die Geschwindigkeit der Antriebskraft von der Antriebseinheit 18 verringert und die Antriebskraft zuverlässig übertragen werden. Gleichzeitig lässt sich eine Verringerung der axialen Dimension des Stopperzylinders 10 erreichen.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Fall eingeschränkt, in welchem der Stopperzylinder 10 bei der oben genannten Förderlinie 120 vorgesehen und die Bewegung eines Werkstücks W angehalten wird. Beispielsweise kann der Hebel 92 des Stopperhebels 24 auch in einer Öffnungs-/ Schließvorrichtung verwendet werden, die mit einer Tür, einem Ventil oder dergleichen verbunden ist. Es ist auch eine Verwendung bei einer Spann- oder Klemmvorrichtung denkbar, die ein Werkstück durch Einspannen ergreift. Bei der Verwendung als Öffnungs-/Schließvorrichtung können auch Verbrechens- oder Unglücksvermeidungsmaßnahmen durchgeführt werden, da ein geschlossener Zustand einer Tür oder eines Ventils herstellbar ist, wenn die Stromzufuhr unterbrochen ist oder ausfällt. Im Fall eines Ventils kann ein Ausströmen oder eine Leckage eines im Inneren vorgesehenen Fluids in vorteilhafter Weise verhindert werden.
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Schließlich kann bei der Verwendung des Stopperzylinders 10 bei einer Spannvorrichtung in dem Fall, dass die Stromzufuhr unterbrochen wird, durch automatisches Herstellen eines Spannzustandes, in dem ein Hebel gegen ein Werkstück presst, ein Herabfallen des Werkstücks verhindert werden.
