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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung für Zylinder
vorzuschlagen, die die automatische Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit
des Zylinders ermöglicht.
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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.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung.
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Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Schaltkreisdiagramm einer Geschwindigkeitssteuervorrichtung
für Zylinder
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine Geschwindigkeitssteuerung zur Verwendung in einer Vorrichtung
gemäß 1,
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3 einen
Längsschnitt
entlang der Linie III-III in 2,
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4 einen
Längsschnitt
entlang der Linie IV-IV in 3,
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5 ein
Blockdiagramm, das den Betrieb der Geschwindigkeitssteuerungsvorrichtung
für Zylinder
gemäß 1 erläutert,
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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,
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7 die
Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Hub, die erreicht
wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit des Zylinderkolbens
in Echtzeit gesteuert wird,
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8 die
Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Hub, die erreicht
wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit des Zylinderkolbens
in mehreren Stufen gesteuert wird,
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9 ein
Flussdiagramm eines Falles, bei dem von der Steuerung ein Alarmsignal
ausgegeben wird,
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10 einen
Längsschnitt
durch eine Geschwindigkeitssteuerung gemäß einer modifizierten Ausführungsform,
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11 einen
Teilschnitt, der einen an einer Membran der Geschwindigkeitssteuerung
gemäß 10 befestigten
Vorsprung darstellt,
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12 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine Geschwindigkeitssteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung und
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13 eine
Anordnung eines Geschwindigkeitssteuerungsschaltkreises gemäß dem Stand
der Technik.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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Die
Drosselung der zweiten Geschwindigkeitssteuerung 11b wird
auf die gleiche Weise verstärkt
oder verringert wie bei der ersten Geschwindigkeitssteuerung 11a.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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).
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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).
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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.
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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.
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Nachfolgend
zeigt 10 eine Geschwindigkeitssteuerung 100 gemäß einer
modifizierten Ausführungsform,
bei der die Anordnung des Drosselbereichs sich von der oben beschriebenen
unterscheidet.
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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.
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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.
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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.
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Die
Geschwindigkeitssteuerung 100 gemäß der modifizierten Ausführungsform
ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden
ihr Betrieb, ihre Funktion und Wirkungsweise erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Drosselung kann auch durch Verwendung verschiedener nicht dargestellter
Elektromotoren, wie einem Schwingspulenlinearstellglied oder einem
Schrittmotor an Stelle des elektrostriktiven Elements 114 gesteuert
werden.