DE19922396B4 - Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder - Google Patents

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Abstract

Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder mit:
dem Zylinder (2),
einer Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100), die an einer Öffnung (4a, 4b) des Zylinders (2) angebracht ist, um eine Durchflussrate eines zu bzw. von einer Zylinderkammer (99a, 99b) zugeführten bzw. abgeführten Druckfluids zu steuern,
einer Steuerung (15) zur Ausgabe eines Steuersignals an die Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100) und
einem Sensor (19) zur Feststellung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (7) des Zylinders (2) und zum Übertragen eines Feststellsignals an die Steuerung (15),
wobei die Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100) folgende Elemente umfasst:
einen Grundkörper (16,106), mit einem Fluiddurchgang (84, 92, 94, 120, 122, 123) zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer ersten Druckfluideinlass/Auslassöffnung (12, 102) und einer zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung (14, 104),
einen Drosselabschnitt (24, 124) zur Steuerung der Durchflussrate des durch den Fluiddurchgang (84, 92, 94, 120, 122, 123) fließenden Druckfluids und einen Drosselungssteuerabschnitt (28, 114) zur Änderung der Drosselung des...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder, die die automatische Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit eines Kolbens mit Hilfe einer Geschwindigkeitssteuerung zur elektrischen Steuerung der Durchflussrate eines unter Druck stehenden Fluids ermöglicht, welches in den Zylinder eingeführt und von diesem abgelassen wird.
  • Druckfluidbetriebene Vorrichtungen werden in großem Umfang eingesetzt, um Objekte mit Hilfe eines Druckfluids, insbesondere Druckluft, zu verschieben und zu steuern. 13 zeigt eine derartige druckfluidbetriebene Vorrichtung in Form eines Geschwindigkeitssteuerungsschaltkreises zur Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit eines Zylinders.
  • Der Geschwindigkeitssteuerungsschaltkreis 1 weist einen Zylinder 2, ein Wechselventil 5 zum Umschalten zwischen einem ersten Anschluss 4a und einem zweiten Anschluss 4b des Zylinders 2 für das von einer Druckfluidzufuhrquelle 3 zugeführte Druckfluid und eine Paar von Geschwindigkeitssteuerungen 6a, 6b auf, die an dem Anschlusspaar 4a, 4b des Zylinders 2 angebracht sind.
  • In diesem Fall wird das von der Druckfluidzufuhrquelle 3 zugeführte Druckfluid entsprechend der Umschaltwirkung des Wechselventiles 5 dem ersten oder zweiten Anschluss 4a (4b) des Zylinders 2 über die ersten oder zweiten Geschwindigkeitssteuerungen 6a (6b) zugeführt. Ein in einer Zylinderkammer des Zylinders 2 aufgenommener Kolben 7 bewegt sich mit einer festgelegten Geschwindigkeit entsprechend der Wirkung des Druckfluids hin und her. Beide Geschwindigkeitssteuerungen 6a, 6b weisen im wesentlichen ein regelbares Drosselventil 8 und ein Steuerventil 9 auf, die einstückig parallel miteinander verbunden sind. Das regelbare Drosselventil 8 weist einen nicht dargestellten Ventilstößel auf, der einen nach außen ragenden Knopf (nicht dargestellt) aufweist. Wenn eine Bedienungsperson den Knopf ergreift, um den Ventilstößel in einer festgelegten Richtung zu drehen, wird der Abstand (Drosselung) zwischen dem Ventilstab und einem Sitzabschnitt eingestellt. Als Folge hiervon wird die Durchgangsfläche im Inneren des Ventils in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Ventilstab und dem Sitzabschnitt geändert, wodurch die Durchflussrate des Druckfluids, das dem Zylinder 2 zugeführt bzw. von diesem abgeführt wird, gesteuert wird.
  • Der herkömmliche Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 1 für den Zylinder 2 weist jedoch folgenden Nachteil auf: Jedes Mal, wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Zylinders 2 aufgrund einer Änderung des Zufuhrdruckes der Druckfluidzufuhrquelle 3 oder dgl. geändert wird, muß die Bedienungsperson den Abstand (Drosselung) zwischen dem Ventilstab und dem Sitzabschnitt einstellen, indem der Knopf beider Geschwindigkeitssteuerungen 6a, 6b manuell in der festgelegten Richtung gedreht wird. Der herkömmliche Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 1 ist nicht so aufgebaut, dass die Betriebsgeschwindigkeit des Zylinders 2 automatisch gesteuert wird.
  • Wird bspw. die Betriebsgeschwindigkeit des Zylinders 2 während eines Wartungsvorgangs eingestellt, stellt die Bedienungsperson die Drosselung einer großen Anzahl von Geschwindigkeitssteuerungen individuell manuell ein oder nach. Somit ist die herkömmliche Technik kompliziert und erschwert die Durchführung von Wartungsoperationen.
  • Aus der DE 35 06 180 C2 ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Reguliereinrichtung für die Kolbengeschwindigkeit bekannt, die ein zwischen zwei Stellungen umschaltbares Ventil, eine verstellbare Drosseleinrichtung und mindestens einen berührungslos betätigbaren Signalgeber aufweist, der bei einer bestimmten Kolbenstellung anspricht und unter Vermittlung einer elektrisch betätigbaren Verstelleinheit des Ventils dessen Umschaltung zwischen den beiden Ventilstellungen veranlasst. Eine zuverlässige Geschwindigkeitsregelung mit auch im Dauerbetrieb konstant bleibenden Einstellwerten soll dadurch erreicht werden, dass die Drosseleinrichtung in ein Durchfluss-Regulierventil integriert ist, wobei das Ventilglied des Regulierventils ein Bestandteil der Drosseleinrichtung bildet und linear verstellbar ist, wobei das Ventil vom Strömungsmedium in beiden Ventilstellungen auf dem gleichen Strömungsweg durch die Drosseleinrichtung durchströmt wird, und wobei das Regulierventil eine von außen her verstellbare und einstellbare Anschlageinrichtung zur Vorgabe der vom Ventilglied in der Drosselstellung eingenommenen und die Drosselungsintensität bestimmenden Position aufweist.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder vorzuschlagen, die die automatische Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit des Zylinders ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird im wesentlichen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder vorgeschlagen, die die Wartungsvorgänge vereinfacht und eine gemeinsame Einstellung der Drosselung einer großen Anzahl von Geschwindigkeitssteuerungen mit Hilfe einer Fernsteuerung ermöglicht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
    •
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.
  • Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Schaltkreisdiagramm einer Geschwindigkeitssteuervorrichtung für Zylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 einen Längsschnitt durch eine Geschwindigkeitssteuerung zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß 1,
  • 3 einen Längsschnitt entlang der Linie III-III in 2,
  • 4 einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV in 3,
  • 5 ein Blockdiagramm, das den Betrieb der Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder gemäß 1 erläutert,
  • 6 die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Hub, die erreicht wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens des Zylinders so gesteuert wird, das sie konstant ist,
  • 7 die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Hub, die erreicht wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit des Zylinderkolbens in Echtzeit gesteuert wird,
  • 8 die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Hub, die erreicht wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit des Zylinderkolbens in mehreren Stufen gesteuert wird,
  • 9 ein Flussdiagramm eines Falles, bei dem von der Steuerung ein Alarmsignal ausgegeben wird,
  • 10 einen Längsschnitt durch eine Geschwindigkeitssteuerung gemäß einer modifizierten Ausführungsform,
  • 11 einen Teilschnitt, der einen an einer Membran der Geschwindigkeitssteuerung gemäß 10 befestigten Vorsprung darstellt,
  • 12 zeigt einen Längsschnitt durch eine Geschwindigkeitssteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
  • 13 eine Anordnung eines Geschwindigkeitssteuerungsschaltkreises gemäß dem Stand der Technik.
  • Mit Bezug auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Grundelemente wie bei der Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik, wie er in 13 dargestellt ist, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf ihre erneute detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.
  • Die Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung 10 für Zylinder weist den Zylinder 2, eine erste Geschwindigkeitssteuerung 11a und eine zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b, die aus identischen Grundelementen aufgebaut und an einem Paar von Anschlussöffnungen 4a, 4b des zylinders 2 angebracht sind, ein Umschaltventil 13, das zwischen einer Druckfluidzufuhrquelle 3 und den ersten und zweiten Geschwindigkeitssteuerungen 11a, 11b angeordnet ist, eine Steuerung 15, die elektrisch an die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a, die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b und das Umschaltventil 13 angeschlossen ist, um Steuersignale an die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a, die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b und das Umschaltventil 13 abzugeben, und einen Sensor 19 zum Feststellen der Verschiebungsmenge eines in dem Zylinder 2 aufgenommenen Kolbens 7 auf, um ein erhaltenes Feststellsignal an die Steuerung 15 zu liefern.
  • Der Sensor 19 besteht bspw. aus einem Potentiometer oder einem Linearencoder, und das Signal wird als analoges oder digitales Feststellsignal an die Steuerung 15 übertragen.
  • Die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a (zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b) weist einen im wesentlichen rechteckigen parallelepipedförmigen Grundkörper 16 mit einer ersten Druckfluideinlass/Auslassöffnung 12 und einer zweiten Druckfluideinlass/Auslassöffnung 14 (vgl. 4) und einen solenoidbetätigten Ventilabschnitt 22 mit einem Paar von einem ersten solenoidbetätigten Ventil 18 und einem zweiten solenoidbetätigten Ventil 20 auf, die an einer Seitenfläche des Grundkörpers 16 übereinander angeordnet sind, wobei sie voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind (vgl. 3). In der nachfolgenden Beschreibung wird die Vorrichung auf der Basis der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a erläutert, während die nähere Beschreibung der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b weggelassen wird, da die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a auf die gleiche Weise wie die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b aufgebaut ist.
  • Wie in 2 dargestellt ist, weist die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a (zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b) einen Drosselabschnitt 24 auf, der in einem im wesentlichen mittigen Abschnitt des Grundkörpers 16 angeordnet ist, um die Durchflussrate des von der zweiten Druckfluideinlass/Auslassöffnung 14 zu der ersten Druckfluideinlass/Auslassöffnung 12 fließenden unter Druck stehenden Fluids zu steuern, einen Drosselungssteuerabschnitt 28 zur Steuerung der Drosselung an dem Drosselabschnitt 24 entsprechend der Antriebswirkung des ersten solenoidbetätigten Ventils 18 oder des zweiten solenoidbetätigten Ventils 20, die auf der Basis des von der Steuerung 15 ausgegebenen Steuersignals betätigt werden, und ein Abdeckelement 30, das an der oberen Fläche des Grundkörpers 16 vorgesehen und einstückig mit dem Grundkörper 16 gekoppelt ist. Das erste solenoidbetätigte Ventil 18 ist auf die gleiche Weise aufgebaut wie das zweite solenoidbetätigte Ventil 20. Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, weist jedes der ersten und zweiten solenoidbetätigten Ventile 18, 20 ein Gehäuse 32 mit rechteckigem Querschnitt, einen Spulenabschnitt 34, der in dem Gehäuse 32 angeordnet ist und eine gewundene Spule mit einer Vielzahl von Windungen umfasst, einem beweglichen Eisenkern 36, der von dem Spulenabschnitt 34 umgeben wird und in Richtung des Pfeiles Y verschieblich vorgesehen ist, sowie Leitungsdrähte 38 zur elektrischen Verbindung einer nicht dargestellten Stromquelle mit dem Spulenabschnitt 34 auf.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Federelement 42 über ein Kupplungslement 40 an dem beweglichen Eisenkern 36 angebracht. Die Rückstellkraft des Federelements 42 bewirkt, dass der bewegliche Eisenkern 36 immer in Richtung des Pfeiles Y2 vorgespannt ist. Ein Kugelelement 46, das in Punkt-zu-Punkt-Kontakt mit dem ersten Ende einer später zu beschreibenden Zahnstange 44 steht, ist an dem ersten Ende des beweglichen Eisenkerns 36 befestigt. Das Bezugszeichen 48 bezeichnet ein an dem zweiten Ende der Zahnstange 44 befestigtes Federelement.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist der Drosselungssteuerabschnitt 28 symmetrisch angeordnet, wobei der Drosselabschnitt 24 in der Mitte angeordnet ist. Der Drosselungssteuerabschnitt 28 weist einen ersten Steuermechanismus 50a und einen zweiten Steuermechanismus 50b auf, die jeweils aus identischen Grundelementen aufgebaut sind. Der erste Steuermechanismus 50a dient dazu, einen Ventilstopfen 52 in einer Richtung (Richtung des Pfeiles X2) zu verschieben, um ihn, wie später beschrieben wird, einem Sitzabschnitt 54 anzunähern. Andererseits dient der zweite Steuermechanismus 50b dazu, den Ventilstopfen 52 in einer Richtung (Richtung des Pfeiles X1) zu verschieben, um ihn von den Sitzabschnitt 54 abzuheben. Bei der nachfolgenden Erläuterung werden die gleichen Grundelemente des ersten Steuermechanismus 50a und des zweiten Steuermechanismus 50b durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, weist der erste Steuermechanismus 50a (zweiter Steuermechanismus 50b) eine im wesentlichen säulenförmige Gestalt auf und umfasst die Zahnstange 44, die über das Kugelelement 45 an dem beweglichen Eisenkern 36 des ersten solenoidbetätigten Ventils 18 anliegt, ein Ritzel (Zahnrad) 56, das mit Zähnen der Zahnstange 44 kämmt, um die gradlinige Bewegung der Zahnstange 44 in eine Drehbewegung umzusetzen, und eine Welle 58, die mit dem Ritzel 56 derart gekoppelt ist, dass sie sich gemeinsam mit dem Ritzel 56 dreht. Die Zahnstange 44 ist entlang einer Öffnung 60 mit kreisförmigem Querschnitt gleitend angeordnet, die sich relativ zu dem Grundkörper 16 in im wesentlichen horizontaler Richtung erstreckt. Die Zähne, die eine festgelegte Ganghöhe haben, sind an der äußeren Umfangsfläche der Zahnstange 44 ausgebildet. Zähne für den Eingriff mit den Zähnen der Zahnstange 44 sind an der äußeren Umfangsfläche des Ritzels 56 ausgebildet.
  • Wie in 2 dargestellt ist, sind eine Ein-Weg-Kupplung (in eine Richtung wirkende Kupplung) 62, die dazu dient, die Rotationskraft nur zu übertragen, wenn die Welle 58 in einer festgelegten ersten Richtung gedreht wird, und ein Antriebszahnrad 66, das einen Kämmabschnitt 64 aufweist, der einstückig an einem Stufenabschnitt an der oberen Seite der äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, koaxial mit dem Ritzel 56 an die Welle 58 gekoppelt. Bei dieser Ausführungsform wird die Rotationskraft der Welle 58 nur dann über die Ein-Weg-Kupplung 62 zu dem Antriebszahnrad 66 übertragen, wenn das Ritzel 56 und die Welle 58 gemeinsam in der festgelegten ersten Richtung gedreht werden. Andererseits wird die Rotationskraft der Welle 58 nicht auf das Antriebszahnrad 66 übertragen, wenn das Ritzel 56 und die Welle 58 in einer von der obengenannten Richtung abweichenden Richtung gedreht werden.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Abtriebszahnrad 58, das an seiner äußeren Umfangsfläche Zähne zum Eingriff mit dem Kämmabschnitt 64 des Antriebszahnrads 66 aufweist, an einem im wesentlichen mittigen Abschnitt des Grundkörpers 16 angeordnet. Ein Wellenabschnitt 70, der drehbar in einer Öffnung des Abdeckelementes 30 gehalten ist, ist einstückig an den oberen Oberflächenbereich des Abtriebzahnrads 68 gekoppelt. Ein Schraubenelement 72, das mit einem Gewinde an seiner äußeren Umfangsfläche versehen ist, ist einstückig mit dem Bodenoberflächenbereich des Abtriebszahnrads 68 gekoppelt. Das Schraubenelement 72 ist so vorgesehen, dass es mit einer in einer Öffnung eines ringförmigen Lagerelements 74 ausgebildeten Gewindeöffnung in Eingriff steht. Das Lagerelement 74 wird, wie später beschrieben wird, über einen Stufenabschnitt eines zylindrischen Elements 76 gehalten und an einem Lösen mit Hilfe eines Ringelements 78 gehindert, das an der oberen Fläche des zylindrischen Elements 76 angebracht ist. Das Abtriebszahnrad 68, der Wellenabschnitt 70 und das Schraubenelement 72 dienen als Verschiebungselemente, die sich gemeinsam verschieben.
  • Bei dieser Ausführungsform werden der Wellenabschnitt 70 und das Schraubenelement 72 gemeinsam mit dem Abtriebszahnrad 68 gedreht, wenn das Abtriebszahnrad 68 um die festgelegte Strecke gedreht wird. Daher ist das Abtriebszahnrad 68 so vorgesehen, dass es gemäß der Zunahme oder Abnahme der Einschraubtiefe des Schraubenelements 72 relativ zu der Gewindeöffnung des Lagerelements 74 in vertikaler Richtung (Richtung des Pfeiles X) verschoben wird. Ein Kugelelement 80, das in Punkt-zu-Punkt-Kontakt mit dem Ventilstopfen 52 steht, ist an dem ersten Ende des Schraubenelements 72 befestigt.
  • Wie in den 2 und 4 dargestellt ist, weist der Drosselabschnitt 24 das mit Hilfe eines Stufenabschnitts in einer Aussparung 82 des Grundkörpers 16 befestigte zylindrische Element 76, den entlang einer in dem zylindrischen Element 76 ausgebildeten Durchgangsöffnung 84 verschieblichen Ventilstopfen 52, ein Federelement 86, dessen erstes Ende an einem ringförmigen Stufenabschnitt in der Durchgangsöffnung 84 befestigt ist und dessen zweites Ende an einem ringförmigen Vorsprung des Ventilstopfens 52 befestigt ist, und ein Kontrollventil 88 auf, das an einer ringförmigen Nut angebracht ist, die in der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Elements 76 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Ventilstopfen 52 immer in einem Zustand, in dem er entsprechend der Rückstellkraft des Federelementes 86 nach oben (in Richtung des Pfeiles X1) vorgespannt ist. Die Bezugszeichen 90a, 90b bezeichnen Dichtungselemente, die an dem zylindrischen Element 76 bzw. dem Ventilstopfen 52 angebracht sind.
  • Wie in 4 dargestellt ist, weist das zylindrische Element 76 eine erste Öffnung 92 auf, die senkrecht zu der Achse der Durchgangsöffnung 84 ausgebildet ist und als Durchgang zur Herstellung einer Verbindung zwischen der ersten Druckfluideinlass-/Auslassanschlussöffnung 12 und der Durchgangsöffnung 84 dient, und eine zweite Öffnung 94, die als Durchgang zur Herstellung einer Verbindung zwischen der zweiten Druckfluideinlass-/Auslassanschlussöffnung 14 und der Durchgangsöffnung 84 dient.
  • Das erste Ende des Ventilstopfens 52 weist einen konischen Querschnitt auf. Wenn das erste Ende des Ventilstopfens 52 auf dem Sitzabschnitt 54, der an der inneren Wandfläche des zylindrischen Elements 76 ausgebildet ist, aufsetzt, wird die Durchgangsöffnung 84 geschlossen. Das zweite Ende des Ventilstopfens 52 ist dazu vorgesehen, über das Kugelelement 80 in Punkt-zu-Punkt-Kontakt gegen das Schraubenelement 72 des Abtriebszahnrads 68 anzuliegen.
  • Wenn der Ventilstopfen 52 gemeinsam mit dem Abtriebszahnrad 68 entsprechend der Drehwirkung des Antriebszahnrads 68 entgegen der Rückstellkraft des Federelements 68 nach unten verschoben wird, wird daher der Abstand zwischen dem Sitzabschnitt 54 und dem ersten Ende des Ventilstopfens 52, das einen konischen Querschnitt mit allmählich abnehmendem Durchmesser aufweist, verringert. Dementsprechend wird das erste Ende des Ventilstopfens 52 auf dem Sitzabschnitt 54 aufgesetzt, so dass die Durchgangsöffnung 84 geschlossen wird. Andererseits wird, wenn der Ventilstopfen 52 entsprechend der Rückstellkraft des Federelements 86 gemeinsam mit dem Abtriebszahnrad 68 nach oben verschoben wird, der Abstand zwischen dem Sitzabschnitt 54 und dem ersten Ende des Ventilstopfens 52 vergrößert.
  • Das Kontrollventil 88 besteht bspw. aus einem flexiblen Material, wie Gummi. Das Kontrollventil 88 weist einen Lippenabschnitt 96 auf, der in Kontakt mit der inneren Wandfläche der Aussparung 82 des Grundkörpers 16 steht, um ein Fließen des unter Druck stehenden Fluids von dem zweiten Druckfluideinlass-/Auslassanschluss 14 zu dem ersten Druckfluideinlass-/Auslassanschluss 12 zu verhindern.
  • Die Geschwindigkeitssteuervorrichtung 10 für Zylinder gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden ihr Betrieb, ihre Funktion und Wirkungsweise erläutert. Zunächst wird eine Beschreibung eines Falles gegeben, bei dem die Steuerung so durchgeführt wird, dass der Kolben 7 des Zylinders 2 mit konstanter Verschiebungsgeschwindigkeit verschoben wird.
  • Das unter Druck stehende Fluid (Druckluft), das von der Druckfluidzufuhrquelle 3 zugeführt wird, tritt durch das Wechselventil 18 und wird über den ersten Druckfluideinlass-/Auslassanschluss 12 der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a in die Aussparung 82 des Grundkörpers 16 eingeführt. Das in die Aussparung 82 eingeführte Druckfluid wirkt auf den Lippenabschnitt 96 des Kontrollventils 88, um ihn von der inneren Wandfläche der Aussparung 82 abzuheben und nach innen zu biegen. Das Druckfluid tritt durch die Lücke zwischen dem Lippenabschnitt 96 und der inneren Wandfläche und wird aus dem zweiten Druckfluideinlass-/Auslassanschluss 14, der mit der Aussparung 82 in Verbindung steht, abgelassen. Außerdem tritt das Druckfluid durch die Öffnung 4a und wird der ersten Zylinderkammer 99a des Zylinders 2 zugeführt. Der Kolben 7 wird entsprechend der Wirkung des der ersten Zylinderkammer 99a zugeführten Druckfluids in Richtung des Pfeiles B verschoben.
  • Der Verschiebungsweg des Kolbens 7 wird über den Sensor 19 festgestellt, und das Feststellsignal wird an die Steuerung 15 übertragen. Die Steuerung 15 vergleicht die ursprünglich eingestellte Verschiebungsgeschwindigkeit mit der auf der Basis des Feststellsignals errechneten Verschiebungsgeschwindigkeit. Die Steuerung 15 liefert ein Steuersignal, um die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b zu erhöhen oder zu verringern, wie später beschrieben wird. Somit wird über eine Rückmeldungssteuerung (Feedback) gewährleistet, dass die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 innerhalb eines zuvor festgelegten gewünschten Rahmens der Verschiebungsgeschwindigkeit liegt.
  • Während dieses Prozesses wird das Druckfluid in der zweiten Zylinderkammer 99a gedrosselt, um mit Hilfe der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b eine festgelegte Durchflussrate zu erreichen, und wird dann über das Umschaltventil 13 nach außen abgegeben. Dies bedeutet, dass das Druckfluid, das in die zweite Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 14 der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b eingeführt wird, den Lippenabschnitt 96 des Kontrollventils 88 zu der inneren Wandfläche hin drückt. Somit wird ein Fließen des Druckfluids entlang der Aussparung 82 verhindert. Das Druckfluid wird über die zweite Öffnung 94, die Durchgangsöffnung 84, die erste Öffnung 92 und die erste Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 12, die in Verbindung miteinander stehen, dem Umschaltventil 13 zugeführt. Während dieses Prozesses wird das Druckfluid, das entlang der Durchgangsöffnung 84 von der zweiten Öffnung 94 fließt, gedrosselt, um in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem ersten Ende des Ventilstopfens 52 und dem Sitzabschnitt 54 eine festgelegte Durchflussrate zu erreichen. Es wird angenommen, dass die Drosselmenge als festgelegte Drosselmenge zuvor eingestellt wurde.
  • Anschließend wird, nachdem der Kolben 7 an der Verschiebungsendposition angekommen ist, die Ventilposition entsprechend dem Umschaltsignal, das von der Steuerung 15 an das Umschaltventil 13 abgegeben werden wird, umgeschaltet. Das von der Druckfluidzufuhrquelle 3 zugeführte unter Druck stehende Fluid tritt durch das Wechselventil 13, die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b und die Öffnung 4b hindurch und wird der zweiten Zylinderkammer 99b des Zylinders 2 zugeführt. Der Kolben 7 wird entsprechend der Wirkung des Druckfluids in der der oben angegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung (Richtung des Pfeiles A) verschoben. Während dieses Prozesses wird das unter Druck stehende Fluid in der ersten Zylinderkammer 99a gedrosselt, um mit Hilfe der ersten Geschwindigkeits steuerung 11a eine festgelegte Durchflussrate zu erreichen, und wird dann über das Wechselventil 13 nach außen abgegeben.
  • Nachfolgend wird ein Fall erläutert, bei dem die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 des Zylinders 2 konstant gesteuert wird, indem die Drosselung verstärkt oder verringert wird, indem das Steuersignal zu der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b übertragen wird, wenn die Messsteuerung wie oben beschrieben durch die ersten und zweiten Geschwindigkeitssteuerungen 11a, 11b durchgeführt wird.
  • Es wird lediglich eine Erläuterung für die Steuerung der Drosselmenge der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a gegeben, während auf eine Erläuterung der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b verzichtet wird, da die ersten und zweiten Geschwindigkeitssteuerungen 11a, 11b auf die gleiche Weise aufgebaut sind.
  • Zunächst wird ein Fall erläutert, bei dem die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a verstärkt wird. Ein ON-Signal und ein OFF-Signal werden von der Steuerung 15 zu dem ersten solenoidbetätigten Ventil 18 übertragen. Das ON-Signal und das OFF-Signal können entweder ein einzelnes Steuersignal oder eine Vielzahl von kontinuierlichen Steuersignalen sein.
  • Der bewegliche Eisenkern 36 bewegt sich auf der Basis des ON-Signals und des OFF-Signals um minimale Entfernungen hin und her. Die geradlinige hin- und hergehende Bewegung des beweglichen Eisenkerns 36 wird auf die Zahnstange 44 übertragen, die den ersten Steuermechanismus 50a bildet. Das Ritzel 56, das mit der Zahnstange 44 in Eingriff steht, vollführt entsprechend der hin- und hergehenden Bewegung der Zahnstange 44 eine Drehbewegung um einen festgelegten Winkel sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.
  • Bei dieser Ausführungsform wird lediglich die Drehbewegung in einer Richtung, entweder der Vorwärtsrichtung oder der Rückwärtsrichtung, mit Hilfe der Ein-Weg-Kupplung 62 auf das Antriebszahnrad 66 übertragen. Die Drehbewegung des Antriebszahnrades 66 wird über den Eingriffsabschnitt 64 auf das Abtriebszahnrad 68 übertragen und das Abtriebszahnrad 68 wird in der festgelegten Richtung gedreht. Die Drehbewegung des Abtriebszahnrads 68 wird entsprechend der Eingriffsverbindung des Schraubenelements 72 und der Gewindeöffnung des Lagerelements 74 in eine geradlinige Bewegung umgesetzt. Somit wird das Abtriebszahnrad 68 nach unten verschoben (in Richtung des Pfeiles X2).
  • Somit wird der Ventilstopfen 52 entgegen der Rückstellkraft des Federelements 86 mit Hilfe des Schraubenelements 72, das einstückig mit dem Abtriebszahnrad 68 verschoben wird, nach unten verschoben, um den Abstand zwischen dem ersten Ende des Ventilstopfens 52 und dem Sitzabschnitt 54 zu verringern. Als Folge hiervon wird das Druckfluid, das durch die Durchgangsöffnung 84 zugeführt wird, gedrosselt, so dass sich die Durchflussrate durch die Lücke zwischen dem ersten Ende des Ventilstopfens 52 und dem Sitzabschnitt 54 verringert. Somit wird die Drosselung verstärkt.
  • Wenn das Abtriebszahnrad 68 entsprechend der von dem ersten Steuermechanismus 50a übertragenen Drehbewegung in der festgelegten Richtung gedreht wird, bewegt sich das Antriebszahnrad 66, das den zweiten Steuermechanismus 50b bildet, entsprechend der Wirkung der Ein-Weg-Kupplung 62 im Leerlauf. Somit wird die Drehbewegung nicht von dem ersten Steuermechanismus 50a auf den zweiten Steuermechanismus 50b übertragen.
  • Nachfolgend wird die Erläuterung eines Falles gegeben, bei dem die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a verringert wird. Zunächst werden ein ON-Signal und ein OFF- Signal von der Steuerung 15 zu dem zweiten solenoidbetätigten Ventil 20 übertragen. Das ON-Signal und das OFF-Signal können entweder ein einzelnes Steuersignal oder eine Vielzahl von Steuersignalen sein.
  • Der bewegliche Eisenkern 3b vollzieht auf der Basis des ON-Signals und des OFF-Signals eine hin- und hergehende Bewegung um geringfügige Strecken. Die geradlinige hin- und hergehende Bewegung des beweglichen Eisenkerns 36 wird auf die Zahnstange 44 übertragen, die den zweiten Steuermechanismus 50b bildet. Das Ritzel 56, das mit der Zahnstange 44 in Eingriff steht, vollzieht auf der Basis der hin- und hergehenden Bewegung der Zahnstange 44 eine Drehbewegung um einen festgelegten Winkel in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung.
  • Bei dieser Ausführungsform wird lediglich die Drehbewegung in einer Richtung, entweder der Vorwärtsrichtung oder der Rückwärtsrichtung, entsprechend der Wirkung der Ein-Weg-Kupplung 62 auf das Antriebszahnrad 66 übertragen. Die Drehbewegung des Antriebszahnrades 66 wird über den Eingriffsabschnitt 64 auf das Abtriebszahnrad 68 übertragen, und das Abtriebszahnrad 68 wird in der der oben beschriebenen festgelegten Richtung entgegensetzten Richtung gedreht. Die Drehbewegung des Abtriebszahnrads 68 wird entsprechend des Eingriffs des Schraubenelements 72 in die Schrauböffnung des Lagerelements 64 in eine geradlinige Bewegung umgesetzt. Somit wird das Abtriebszahnrad 68 nach oben verschoben (in Richtung des Pfeiles X1).
  • Somit wird der Ventilstopfen 52 entsprechend der Rückstellkraft des Federelements 86 mit Hilfe des Schraubelements 72, das einstückig mit dem Abtriebszahnrad 68 verschoben wird, nach oben verschoben, um den Abstand zwischen dem ersten Ende des Ventilstopfens 52 und dem Sitzabschnitt 54 zu vergrößern. Als Folge hiervon wird die Durchflussrate des Druckfluids, das über die Durchgangsöffnung 84 zugeführt wird und durch die Lücke zwischen dem ersten Ende des Ventilstapfens 52 und den Sitzabschnitt 54 fließt, erhöht. Somit wird die Drosselung verringert.
  • Wenn das Antriebszahnrad 68 entsprechend der von dem zweiten Steuermechanismus 50b übertragenen Drehbewegung gedreht wird, bewegt sich das Antriebszahnrad 66, das den ersten Steuermechanismus 50a bildet, aufgrund der Wirkung der Ein-Weg-Kupplung 62 im Leerlauf. Somit wird die Drehbewegung nicht von dem zweiten Steuermechanismus 50b auf den ersten Steuermechanismus 50a übertragen.
  • Die Drosselung der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b wird auf die gleiche Weise verstärkt oder verringert wie bei der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird das von der Steuerung 15 ausgegebene Steuersignal dazu verwendet, das erste solenoidbetätigte Ventil 18 oder das zweite solenoidbetätigte Ventil 20 der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b zu betätigen oder abzuschalten, so dass der Abstand zwischen dem Ventilstopfen 52 und den Sitzabschnitt 54 mit Hilfe des ersten Steuermechanismus 50a oder des zweiten Steuermechanismus 50b, die von dem ersten solenoidbetätigten Ventil 18 oder dem zweiten solenoidbetätigten Ventil 20 angetrieben werden, bequem vergrößert oder verringert werden kann.
  • Die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b wird auf der Basis des von dem Sensor 19 in die Steuerung 15 eingegebenen Feststellsignals eingestellt. D.h., dass die Steuerung 15 die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7, die auf der Basis des Feststellsignals des Sensors 19 berechnet wird, mit der ursprünglich eingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 vergleicht. Außerdem überträgt die Steuerung 17 das Steuersignal zu der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b, um die Drosselung so zu steuern, dass die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 innerhalb des ursprünglich eingestellten erlaubten Bereiches liegt. Als Folge hiervon wird, wie in 6 dargestellt ist, die Steuerung so ausgeführt, dass die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 des Zylinders 2 konstant ist.
  • Wie in 5 dargestellt ist, wird die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b auf der Basis des von der Steuerung 15 übertragenen Steuersignals geändert, um eine Feedback-Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 zu erreichen. Somit wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 automatisch auf eine gewünschte Geschwindigkeit eingestellt. Dadurch kann die Wartung vereinfacht werden. Außerdem kann die Drosselung einer Vielzahl von mit der Steuerung 15 verbundenen Geschwindigkeitssteuerungen mit Hilfe einer Fernsteuerung gemeinsam eingestellt werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 des Zylinders 2 nicht auf eine Konstantgeschwindigkeitssteuerung, wie sie in 6 dargestellt ist, beschränkt. Alternativ kann die Geschwindigkeitssteuerung auch in Echtzeit durchgeführt werden, wie es in 7 dargestellt ist. Außerdem ist es, wie in 8 dargestellt, möglich, die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 in vielen Stufen zu steuern, indem zwei Sensoren einschließlich eines nicht dargestellten ersten Sensors, der an einer Endseite des Zylinders 2 angeordnet ist, und eines nicht dargestellten zweiten Sensors, der an der anderen Seite des Zylinders 2 angeordnet ist, verwendet werden. Im Falle der oben angesprochenen Mehrstufensteuerung versteht es sich, dass die Feedback-Steuerung auf der Basis von Feststellsignalen durchgeführt wird, die von dem ersten Sensor bzw. dem zweiten Sensor ausgegeben werden. Hierbei haben sowohl die erste als auch die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11a, 11b eine Selbsthaltefunktion, wobei der Ventilstopfen 52 an der festgelegten Position gehalten wird, wenn kein Strom auf das erste solenoidbetätigte Ventil 18 oder das zweite solenoidbetätigte Ventil 20 gegeben wird.
  • Das ON-Signal und das OFF-Signal, die an das erste solenoidbetätigte Ventil 18 oder das zweite solenoidbetätigte Ventil 20 gegeben werden, können dazu verwendet werden, die Drosselung einzustellen oder anzupassen. Es ist nicht notwendig, beispielsweise einen Verstärker für die Antriebsoperation zu verwenden. Dadurch können die Herstellkosten reduziert werden.
  • Mit Bezug auf das in 9 dargestellte Flussdiagramm wird nun ein Fall erläutert, bei dem die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7, die auf der Basis des Feststellsignals des Sensors 19 errechnet wird, mit der ursprünglich eingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 verglichen wird, wobei von der Steuerung 15 ein Alarmsignal ausgegeben wird, wenn die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 nicht innerhalb des ursprünglich eingestellten erlaubten Bereiches liegt.
  • Zunächst wird das Druckfluid entsprechend der Betätigungswirkung der Druckfluidzufuhrquelle 3 dem Zylinder 2 zugeführt (Schritt S1). Der Kolben 7 des Zylinders 2 beginnt seine Verschiebung in der festgelegten Richtung entsprechend der Wirkung des zugeführten Druckfluids (Schritt S2). Die Steuerung 15 bestätigt auf der Basis des von dem Sensor 19 ausgegebenen Feststellsignals, ob der Kolben 7 seine Verschiebung begonnen hat oder nicht (Schritt S3). Beginnt der Kolben 7 die Verschiebung nicht, gibt die Steuerung 15 ein Alarmsignal an eine weitere nicht dargestellte Vorrichtung aus (Schritt S4). Die Bedienungsperson kann die Tatsache, dass der Zylinder 2 nicht in Betrieb ist beispielsweise mit Hilfe eines Alarmtones oder eines ausgegebenen Lichtes einer LED, die Licht auf der Basis des Alarmsignals aussendet, erkennen.
  • Nachdem der Zylinder 2 betätigt worden ist, berechnet die Steuerung 15 die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 auf der Basis des durch den Sensor 19 festgestellten Verschiebungsweges des Kolbens 7, um zu beurteilen, ob die Verschiebungsgeschwindigkeit innerhalb des ursprünglich eingestellten erlaubten Bereiches der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 liegt oder nicht (Schritte S5, S6). Liegt die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 nicht innerhalb des erlaubten Bereiches, gibt die Steuerung 15 das Steuerungssignal an die erste Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder die zweite Geschwindigkeitssteuerung 11b, um die Drosselung der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a und/oder der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b einzustellen, so dass die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 wieder innerhalb des erlaubten Bereiches liegt (Schritt S7).
  • Liegt die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 innerhalb des erlaubten Bereiches, erkennt die Steuerung 15 die Tatsache, dass der Kolben 7 an der Verschiebungsendposition ankommt, auf der Basis des von dem Sensor 19 festgestellten Feststellsignals (Schritt S8). Außerdem beurteilt die Steuerung 15, ob die tatsächliche Verschiebungszeit, die von dem Start des Kolbens 7 bis zu seiner Ankunft an der Verschiebungsendposition erforderlich ist, innerhalb des zuvor eingestellten erlaubten Bereiches der Verschiebungszeit liegt oder nicht (Schritt S9).
  • Liegt die tatsächliche Verschiebungszeit des Kolbens 7 nicht innerhalb des zuvor eingestellten Bereiches der Verschiebungszeit, mit anderen Worten, wenn der Kolben 7 an der Verschiebungsendposition früher ankommt als bei der zuvor eingestellten Verschiebungszeit oder wenn der Kolben 7 an der Verschiebungsendposition später ankommt als bei der voreingestellten Verschiebungszeit, gibt die Steuerung 15 das Alarmsignal aus (Schritt S10).
  • Andererseits gibt die Steuerung 15 ein Operation-durchgeführt-Signal aus (Schritt S11), wenn die tatsächliche Verschiebungszeit des Kolbens 7 innerhalb des zuvor eingestellten erlaubten Bereiches der Verschiebungszeit liegt.
  • Wie oben beschrieben kann die Bedienungsperson auf der Basis des von der Steuerung 15 ausgegebenen Alarmsignals bequem erkennen, ob die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 des Zylinders 2 normal gesteuert wird oder nicht.
  • Nachfolgend zeigt 10 eine Geschwindigkeitssteuerung 100 gemäß einer modifizierten Ausführungsform, bei der die Anordnung des Drosselbereichs sich von der oben beschriebenen unterscheidet.
  • Die Geschwindigkeitssteuerung 100 weist einen Grundkörper 106 mit einer ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 und einer zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 auf, eine Kappe 108, die einstückig mit dem Grundkörper 106 gekoppelt ist, und eine Membran (Diaphragma) 110, die zwischen dem Grundkörper 106 und der Kappe 108 angeordnet ist.
  • Eine Kammer 112, die von der Membran 110 verschlossen wird, ist auf der Innenseite der Kappe (Haube) 108 ausgebildet. Ein gestapeltes elektrostriktives oder ein piezoelektrisches Element 114 ist in der Kammer 112 angeordnet. Das elek trostriktive Element 114 weist ein Paar von Isolationselementen 116a, 116b auf, die an den obersten und untersten Abschnitten vorgesehen sind, und eine Vielzahl von gesinterten Elementen 118, die zwischen dem Paar von Isolationselementen 116a, 116b übereinandergestapelt sind. Ein Paar von nicht dargestellten externen Elektroden ist auf beiden Seitenflächen des elektrostriktiven Elements 114 angebracht. Die externen Elektroden sind über nicht dargestellte Leitungen mit der Steuerung 15 verbunden. Nicht dargestellte interne Elektroden, die eine kammförmige Gestalt aufweisen, sind zwischen der Vielzahl von aneinander angrenzenden Sinterelementen 118 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Ende des elektrostriktiven Elementes 114 an der Decke der Kappe 108 befestigt, während das zweite Ende an der oberen Fläche der Membran 110 befestigt ist.
  • Eine Membrankammer 123, die über einen ersten Durchgang 120 und einen zweiten Durchgang 122 mit der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 und der zweiten Druckfluideinlass/Auslassöffnung 104 in Verbindung steht, ist unter der Membran 110 ausgebildet. Eine Düsenöffnung 124, die mit den zweitem Durchgang 122 in Verbindung steht, ist unter einem mittleren Abschnitt der Membran 110 ausgebildet. Die Drosselung wird für das durch die Lücke zwischen der Düsenöffnung 124 und der Membran 110 fließende Druckfluid eingestellt.
  • Die Geschwindigkeitssteuerung 100 gemäß der modifizierten Ausführungsform ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden ihr Betrieb, ihre Funktion und Wirkungsweise erläutert.
  • Das unter Druck stehende Fluid (Druckluft), das von der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 zugeführt wird, tritt durch den ersten Durchgang 120 hindurch und wird in die Membrankammer 123 eingeführt. Das in die Membrankammer 123 eingeführte unter Druck stehende Fluid wird gedrosselt, um entsprechend dem Abstand zwischen der Membran 110 und der Düsenöffnung 124 eine festgelegte Durchflussrate zu erreichen. Anschließend wird das Druckfluid abgelassen und beispielsweise einer druckfluidbetriebenen Vorrichtung, wie dem Zylinder 2, über den zweiten Durchgang 122 und die zweite Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 zugeführt, die mit der Düsenöffnung 124 in Verbindung steht.
  • Wenn die Drosselung des Fluids verstärkt oder verringert wird, wird das Steuersignal von der Steuerung 15 zu dem elektrostriktiven Element 114 übertragen. In dem elektrostriktiven Element 114 fließt der Strom durch die internen Elektroden zwischen den gestapelten gesinterten Elementen 118 über die nicht dargestellten externen Elektroden. Dadurch wird ein elektrisches Feld erzeugt. Die Vielzahl von gestapelten Sinterelementen 118 expandiert entsprechend der Wirkung des elektrischen Feldes. Dementsprechend wird die Membran 110, die an dem ersten Ende des elektrostriktiven Elements 114 befestigt ist, zu der Düsenöffnung 124 hingebogen.
  • Somit erfährt das elektrostriktive Element 114 auf der Basis des von der Steuerung 15 zugeführten Steuersignals eine Verlängerung bzw. Kontraktion in Richtung des Pfeiles X. Somit ist es möglich, den Abstand zwischen der Membran 110 und der Düsenöffnung 124 zu vergrößern oder zu verringern. Als Folge hiervon kann die Drosselung durch Verwendung des von der Steuerung 15 übertragenen Steuersignals bequem eingestellt werden.
  • Die Verwendung des elektrostriktiven Elements 114 ermöglicht es, die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und die Drosselung auch dann einzustellen, wenn der Kolben 7 des Zylinders 2 in der festgelegten Richtung verschoben wird. Außerdem kann die Durchflussrate sowohl für das von der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 zu der zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 fließende Druckfluid als auch für das in der dieser Richtung entgegengesetzten Richtung, d.h. von der zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 zu der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 fließende Druckfluid, eingestellt werden. Das elektrostriktive Element 114 kann mit Hilfe der Halbleitertechnik hergestellt werden. Das elektrostriktive Element 114 bietet Vorteile, da es sehr genau in großen Stückzahlen hergestellt werden kann.
  • Wie in 11 dargestellt ist, kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass ein Vorsprung 124 mit konischem Querschnitt zum Einsetzen in die Düsenöffnung 124 an der Bodenfläche der Membran 110 befestigt ist. Das Vorsehen des Vorsprungs 124 ermöglicht es, die Drosselung des Druckfluids hochgenau zu steuern.
  • Wie in 12 dargestellt ist, ist ein Verbindungsdurchgang 128 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 und der zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 herzustellen. Ein Kontrollventil 130 ist vorgesehen, um ein Fließen des Druckfluids von der zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 104 zu der ersten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung 102 zu verhindern. Somit ist es möglich, die Drosselung des lediglich in eine Richtung fließenden Druckfluid zu steuern.
  • Die Drosselung kann auch durch Verwendung verschiedener nicht dargestellter Elektromotoren, wie einem Schwingspulenlinearstellglied oder einem Schrittmotor an Stelle des elektrostriktiven Elements 114 gesteuert werden.

Claims (11)

  1. Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder mit: dem Zylinder (2), einer Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100), die an einer Öffnung (4a, 4b) des Zylinders (2) angebracht ist, um eine Durchflussrate eines zu bzw. von einer Zylinderkammer (99a, 99b) zugeführten bzw. abgeführten Druckfluids zu steuern, einer Steuerung (15) zur Ausgabe eines Steuersignals an die Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100) und einem Sensor (19) zur Feststellung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (7) des Zylinders (2) und zum Übertragen eines Feststellsignals an die Steuerung (15), wobei die Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100) folgende Elemente umfasst: einen Grundkörper (16,106), mit einem Fluiddurchgang (84, 92, 94, 120, 122, 123) zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer ersten Druckfluideinlass/Auslassöffnung (12, 102) und einer zweiten Druckfluideinlass-/Auslassöffnung (14, 104), einen Drosselabschnitt (24, 124) zur Steuerung der Durchflussrate des durch den Fluiddurchgang (84, 92, 94, 120, 122, 123) fließenden Druckfluids und einen Drosselungssteuerabschnitt (28, 114) zur Änderung der Drosselung des Drosselabschnitts (24, 124) auf Basis des von der Steuerung (15) übertragenen Steuersignals.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) eine voreingestellte Verschiebungsgeschwindigkeit mit einer auf Basis des von dem Sensor (19) festgestellten Feststellsignals berechneten Verschiebungsgeschwindigkeit vergleicht und das Steuersignal zu der Geschwindigkeitssteuerung (11a, 11b, 100) überträgt, um die Drosselung zu verstärken oder zu verringern, so dass die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit innerhalb eines erlaubten Bereiches der voreingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) die voreingestellte Verschiebungsgeschwindigkeit mit der auf Basis des von dem Sensor (19) festgestellten Feststellsignals berechneten Verschiebungsgeschwindigkeit vergleicht und ein Alarmsignal überträgt, wenn die tatsächliche Verschiebungsgeschwindigkeit nicht innerhalb des erlaubten Bereiches der voreingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselungssteuerungsabschnitt (28) einen erstes Steuermechanismus (50a) aufweist, der auf Basis eines ON-Signals und eines OFF-Signals, die in ein erstes solenoidbetätigtes Ventil (18) eingegeben werden, angetrieben wird, um die Drosselung in dem Drosselabschnitt (24) zu verstärken, und einen zweiten Steuermechanismus (50b), der auf Basis eines ON-Signals und eines OFF-Signals, die einem zweiten solenoidbetätigten Ventil (20) eingegeben werden, angetrieben wird, um die Drosselung in dem Drosselabschnitt (24) zu verringern.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuermechanismus (50a) eine Zahnstange (44) aufweist, auf die eine hin- und hergehende geradlinige Bewegung eines beweglichen Eisenkernes (36) des ersten solenoidbetätigten Ventils (18) übertragen wird, ein Ritzel (56), das mit der Zahnstange (44) kämmt, um die geradlinige Bewegung in eine Drehbewegung umzusetzen, und ein Verschiebungselement (68, 70, 72,) das entsprechend der Übertragung der Drehbewegung mit Hilfe eines koaxial zu dem Ritzel (56) angeordneten Antriebszahnrades (66) in einer Axialrichtung verschiebbar ist, und dass ein Ventilstopfen (52) entsprechend der Verschiebungswirkung des Verschiebungselements (68, 70, 72) entgegen der Rückstellkraft eines Federelements (86) vorgespannt wird, so dass ein Abstand zwischen dem Ventilstopfen (52) und einem Sitzabschnitt (54) verringert wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steuermechanismus (50b) eine Zahnstange (44) aufweist, auf die eine hin- und hergehende geradlinige Bewegung eines beweglichen Eisenkernes (36) des zweiten solenoidbetätigten Ventils (20) übertragen wird, ein Ritzel (56), das mit der Zahnstange (44) kämmt, um die geradlinige Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln, und ein Verschiebungselement (68, 70, 72), das entsprechend der Übertragung der Drehbewegung mit Hilfe eines koaxial zu dem Ritzel (56) vorgesehenen Antriebszahnrades (66), das in einer Axialrichtung verschiebbar ist, und dass ein Ventilstopfen (52) in einer Richtung verschoben wird, so dass er entsprechend einer Verschiebungswirkung des Verschiebungselements (68, 70, 72) mit Hilfe der Rückstellkraft eines Federelements (86) von einem Sitzabschnitt (54) abgehoben wird, um einen Abstand zwischen dem Ventilstopfen (52) und dem Sitzabschnitt (54) zu vergrößern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Einwegkupplung (62), die zwischen dem Ritzel (56) und dem Antriebzahnrad (66) angeordnet ist, um lediglich die Drehbewegung in einer Richtung des Ritzel (56) auf das Antriebszahnrad (66) zu übertragen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselabschnitt eine Düsenöffnung (124) zur Herstellung einer Verbindung mit dem Fluiddurchgang aufweist und eine Membran (110) zur Steuerung einer Durchflussrate des durch die Düsenöffnung (124) fließenden unter Druck stehenden Fluids in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen der Membran (110) und der Düsenöffnung (124), dass der Drosselungssteuerabschnitt ein elektrostriktives/piezoelektrisches Element (114) zur Verschiebung der Membran (110) aufweist und dass der Abstand zwischen der Membran (110) und der Düsenöffnung (124) durch Aufbringen eines elektrischen Stromes auf das elektrostriktive/piezoelektrische Element (114) eingestellt wird, um das elektrostriktive/piezoelektrische Element (114) auszudehnen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsprung (126) mit konischem Querschnitt an einer unteren Fläche der Membran (110) vorgesehen ist, die der Düsenöffnung (124) gegenüberliegt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitssteuerung eine erste Geschwindigkeitssteuerung (11a), die an einer ersten Öffnung (4a) des Zylinders (2) angebracht ist, und eine zweite Geschwindigkeitssteuerung (11b) aufweist, die an einer zweiten Öffnung (4b) des Zylinders (2) angebracht ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) Steuersignale in eine Vielzahl von Geschwindigkeitssteuerungen (11a, 11b), die an einer Vielzahl von Zylindern (2) angebracht sind, eingibt, so dass die Drosselungen der entsprechenden Geschwindigkeitssteuerungen (11a, 11b) gemeinsam durch Fernsteuerung gesteuert werden.
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