DE4446074A1

DE4446074A1 - Automatisches Luftausgleichssystem

Info

Publication number: DE4446074A1
Application number: DE4446074A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Watanabe; Nobuhiro Fujiwara; Kunihisa Kaneko; Kenji Kanazawa
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1995-10-05
Also published as: JPH07267592A; US5481959A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automati sches Luftausgleichssystem, um verschiedene Arten von Lasten in einer vorgegebenen Position zu halten und dann die Last mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen oder um eine gewünschte mechanische Kraft zu erzeugen.

Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung reichte eine An meldung hinsichtlich eines automatischen Luftausgleichssy stems (die frühere Erfindung in der offengelegten japani schen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 5-238 682) ein, welches umfaßt: (a) eine Vorrichtung zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Expansionsstart- Spannungssignal, wenn sich ein Kolben des Ausgleichszylin ders nach oben bewegt und in den Arbeitsbereich eines Posi tionsdetektors eintritt; (b) eine Vorrichtung zum zeitweili gen Halten des Drucks in dem Ausgleichszylinder als ein Kon traktionsstart-Spannungssignal, wenn sich der Kolben des Ausgleichszylinders nach unten bewegt und wieder in den Ar beitsbereich eines Positionsdetektors eintritt; (c) eine Vorrichtung zum Ausgeben des Expansionsstart-Spannungssi gnals und des Kontraktionsstart-Spannungssignals, die tem porär festgehalten wurden, wenn der Ausgleichszylinderkolben eine niedrige Extremposition erreicht, und zum Erhalten ei nes Mittelwerts der Differenz zwischen dem Expansionsstart spannungssignal und dem Kontraktionsstart-Spannungssignal und zum anschließenden Addieren des Kontraktionsstart-Span nungssignals zu dem Mittelwert; und (d) eine Vorrichtung zum Verwenden des als Ergebnis der Addition des Kontraktions start-Spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltenen Wertes als Ausgleichsdrucksignal für den Ausgleichszylinder.

Es sollte festgestellt werden, daß der Positionsdetektor einen Unterschied zwischen einer Position, in der der Posi tionsdetektor durch das Annähern des Kolbens angeschaltet wird, und einer Position, in der er durch das Entfernen des Kolbens in der umgekehrten Richtung während des nächstens
Takts ausgeschaltet wird, besitzt. Dieser Unterschied wird "differentieller Abstand" genannt. Gegenwärtig beträgt der differentielle Abstand im Falle eines Positionsdetektors mit Kontakten 2 mm oder weniger und im Falle eines kontaktfreien Positionsdetektors 1 mm oder weniger. In der früheren Erfin dung wurde der Positionsdetektor in einer Position angeord net, in der der Positionsdetektor ein An-Signal ausgibt, wenn er eine Abwärtsbewegung des Kolbens (also die untere Extremposition des Kolbens) feststellt. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt und die Bewegung den differentiellen Ab stand übertrifft, gibt der Positionsdetektor ein Aus-Signal aus.

Der Hauptzweck des automatischen Luftausgleichssystems der früheren Erfindung ist es, verschiedene Arten von Lasten durch den Ausgleichszylinder nach oben oder unten in eine vorgegebene Position zu bewegen, indem der Luftdruck in dem Ausgleichszylinder kontrolliert wird. Somit ist das automa tische Luftausgleichssystem der früheren Erfindung nicht in der Lage, verschiedene Arten von Lasten vertikal und hori zontal mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen oder eine gewünschte mechanische Kraft an verschiedene Arten von Gegenständen anzulegen, und es besitzt keine Sicherheits funktion, das dem Kolben ermöglicht, sicher gehalten zu wer den, wenn das System angehalten wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein au tomatisches Luftausgleichssystem zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, verschiedene Arten von Lasten in einer vorgegebenen Position zu halten und dann die Last mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen oder eine gewünschte mechanische Kraft an verschiedene Arten von Gegenständen an zulegen, wobei verhindert wird, daß die Kolbenstange aus dem Ausgleichszylinder springt, und das so ausgeführt ist, daß, wenn der Druck in dem Ausgleichszylinder einen vorgegebenen Wert übersteigt, ein Alarm aktiviert wird und der Luftdruck innerhalb des Ausgleichszylinders eingeschlossen bleibt.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das in den bei gefügten Patentansprüchen definierte automatische Luftaus gleichssystem gelöst.

Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein auto matisches Luftausgleichssystem zur Verfügung, das eine Vor richtung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichs zylinders mittels eines ersten Drucksteuerungsventils auf einen gewünschten Wert zu steuern und den Druck auf der an deren Endseite des Ausgleichszylinders mittels eines zweiten Drucksteuerungsventils auf einen vorgegebenen Wert zu steu ern, und eine Vorrichtung zum Erhalten eines Ausgleichs drucksignals für den Ausgleichszylinder umfaßt. Das automa tische Druckausgleichssystem umfaßt weiterhin eine Vorrich tung zum Addieren oder Subtrahieren eines weiteren Signals zum oder vom Ausgleichsdrucksignal und zur Eingabe des Er gebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Druck steuerungsventil.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein automati sches Luftausgleichssystem zur Verfügung, das eine Vorrich tung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichszylin ders mittels eines ersten Drucksteuerungsventils auf einen gewünschten Wert zu steuern und den Druck auf der anderen Endseite des Ausgleichszylinders mittels eines zweiten Drucksteuerungsventils auf einen vorgegebenen Wert zu steu ern, und eine Vorrichtung zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Expansionsstart-Span nungssignal, wenn sich eine Kolbenstange des Ausgleichszy linders expandiert und ein Kolben des Ausgleichszylinders aus dem Arbeitsbereich eines Positionsdetektors kommt, um faßt. Das automatische Luftausgleichssystem umfaßt außerdem eine Vorrichtung zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Kontraktionsstart-Spannungssi gnal, wenn sich die Kolbenstange wieder kontrahiert und der Kolben des Ausgleichszylinders wieder in den Arbeitsbereich eines Positionsdetektors eintritt, und eine Vorrichtung zum Ausgeben des Expansionsstart-Spannungssignals und des Kon traktionsstart-Spannungssignals, die temporär festgehalten wurden, wenn der Ausgleichszylinderkolben eine Position an dem einen Ende des Ausgleichszylinders erreicht, und zum Er halten eines Mittelwerts der Differenz zwischen dem Expansi onsstart-Spannungssignal und dem Kontraktionsstart-Span nungssignal und zum anschließenden Addieren des Kontrakti onsstart-Spannungssignals zu dem Mittelwert. Weiterhin um faßt das automatische Luftausgleichssystem eine Vorrichtung zum Verwenden des als Ergebnis der Addition des Kontrakti onsstart-Spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltenen Wer tes als Ausgleichsdrucksignal für den Ausgleichszylinder und eine Vorrichtung zum Addieren oder Subtrahieren eines weite ren Signals zum oder vom Ausgleichsdrucksignal und zur Ein gabe des Ergebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Drucksteuerungsventil.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein automati sches Luftausgleichssystem zur Verfügung, das eine Vorrich tung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichszylin ders mittels eines zweiten Drucksteuerungsventils auf einen vorgegebenen Wert zu steuern und den Druck auf der anderen Endseite des Ausgleichszylinders mittels eines ersten Druck steuerungsventils auf einen gewünschten Wert zu steuern, und eine Vorrichtung zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Kontraktionsstart-Spannungssi gnal, wenn sich die Kolbenstange wieder kontrahiert und der Kolben des Ausgleichszylinders aus dem Arbeitsbereich eines Positionsdetektors kommt, umfaßt. Das automatische Luftaus gleichssystem umfaßt außerdem eine Vorrichtung zum zeitwei ligen Halten des Drucks in dem Ausgleichszylinder als ein Expansionsstart-Spannungssignal, wenn die Kolbenstange ex pandiert und der Kolben wieder in den Arbeitsbereich des Po sitionsdetektors eintritt, und eine Vorrichtung zum Ausgeben des Expansionsstart-Spannungssignals und des Kontraktions start-Spannungssignals, die temporär festgehalten wurden, wenn der Ausgleichszylinderkolben eine Position an dem ande ren Ende des Ausgleichszylinders erreicht hat, und zur Er halten eines Mittelwerts der Differenz zwischen dem Kontrak tionsstart-Spannungssignal und dem Expansionsstart-Span nungssignal und zum anschließenden Addieren des Expansions start-Spannungssignals zu dem Mittelwert. Weiterhin umfaßt das automatische Luftausgleichssystem eine Vorrichtung zum Verwenden des als Ergebnis der Addition des Kontraktions start-Spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltenen Wertes als Ausgleichsdrucksignal für den Ausgleichszylinder und eine Vorrichtung zum Addieren oder Subtrahieren eines weite ren Signals zum oder vom Ausgleichsdrucksignal und zur Ein gabe des Ergebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Drucksteuerungsventil.

In der vorliegenden Erfindung kann das oben beschriebene weitere Signal ein Signal sein, das von einer Konstantspan nungs-Leistungsversorgung oder von einer Leistungsversorgung mit variabler Spannung ausgegeben wird.

Die Anordnung kann derart sein, daß das von der Kon stantspannungs-Leistungsversorgung ausgegebene Signal zu dem Ausgleichsdrucksignal addiert oder von diesem abgezogen wird, um den Ausgleichszylinder durch das erzeugte Signal hin- und herzubewegen, und nach dem Ablauf einer voreinge stellten Zeit wird erneut ein Ausgleichsdrucksignal erzeugt.

Das automatische Luftausgleichssystem nach der vorlie genden Erfindung kann außerdem eine Vorrichtung umfassen, durch die der Druck an der einen Endseite oder der anderen Endseite des Ausgleichszylinders festgestellt wird und, wenn der festgestellte Druck einen vorgegebenen, oberen Grenz druck überschreitet, eine Alarmvorrichtung aktiviert wird und Luft auf der einen Seite oder der anderen Seite des Aus gleichszylinders in dem Ausgleichszylinder eingeschlossen wird.

Es sollte festgestellt werden, daß das in dem automati schen Luftausgleichssystem nach der vorliegenden Erfindung verwendete Arbeitsfluid nicht notwendigerweise auf Luft be schränkt ist und daß jedes Fluid, sei es ein Gas oder eine Flüssigkeit, verwendet werden kann. Der Ausdruck "Luft" steht in der vorliegenden Erfindung für ein Fluid in der Form eines Gases oder einer Flüssigkeit.

Im Hinblick auf den Arbeitsbereich des Positionsdetek tors ist es möglich, auf geeignete Weise den Vorgang zu än dern, der stattfindet, wenn der Ausgleichszylinderkolben in den Arbeitsbereich eintritt, und den Vorgang zu ändern, der stattfindet, wenn der Ausgleichszylinderkolben den Arbeits bereich verläßt. Eine solcherart modifizierte Anordnung fällt auch unter den technischen Umfang der vorliegenden Er findung.

Beim Betrieb des automatischen Luftausgleichssytems nach der vorliegenden Erfindung wird der Druck in dem Ausgleichs zylinder, wenn der Kolben aus dem Arbeitsbereich des Positi onsdetektors kommt, zeitweilig als ein Expansionsstart-Span nungssignal gehalten, und der Druck in dem Ausgleichszylin der, wenn der Kolben wieder in den Arbeitsbereich des Posi tionsdetektors kommt, zeitweilig als ein Kontraktionsstart spannungssignal gehalten. Wenn der Ausgleichszylinder eine Position an einem Ende des Ausgleichszylinders erreicht, werden das Expansionsstart-Spannungssignal und das Kontrak tionsspannungs-Startsignal, die zeitweilig festgehalten wur den, ausgegeben, und es wird ein Mittelwert der Differenz zwischen dem Expansionsstart-Spannungssignal und dem Kon traktionsstart-Spannungssignal erhalten. Dann wird das Kon traktionsstart-Spannungssignal zu dem Mittelwert addiert. Ein aus dem Ergebnis der Addition des Kontraktionsstart spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltener Wert wird als Ausgleichsdrucksignal für den Ausgleichszylinder verwendet. Entweder das Ausgleichsdrucksignal oder ein weiteres Signal wird als Eingabe für das erste Drucksteuerungsventil verwen det. Das oben beschriebene, weitere Signal kann ein Signal sein, das aus der Addition oder Subtraktion eines Signals, das von einer Konstantspannungs-Leistungsversorgung ausgege ben wird oder von einer Leistungsversorgung mit variabler Spannung ausgegeben wird, zum oder vom Ausgleichsdrucksignal erhalten wird.

Das Ausgleichsdrucksignal wird in das erste Drucksteue rungsventil eingegeben, um den Ausgleichszylinder in einen Ausgleichszustand zu bringen. Als nächstes wird ein von der Leistungsversorgung mit variabler Spannung ausgegebenes Si gnal zu dem Ausgleichsdrucksignal addiert oder von diesem abgezogen, und das resultierende Signal wird in das erste Drucksteuerungsventil eingegeben. Folglich ändert sich der Druck in dem Ausgleichszylinder entsprechend dem eingegebe nen Signal, was eine Bewegung des Kolbens mit einer ge wünschten Geschwindigkeit bewirkt. Wenn das von der Kon stantspannungs-Leistungsversorgung ausgegebene Signal se quentiell zu dem Ausgleichsdrucksignal addiert wird oder von diesem abgezogen wird und das resultierende Signal in das erste Drucksteuerungsventil eingegeben wird, kann der Aus gleichszylinder einen sequentiellen Vorgang durchführen.

Die oberen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nach folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.

Die beigefügte Figur ist ein Schaltkreisdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird hiernach im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Ein Ausgleichszylinder (Luftzylinder) 2 besitzt einen Kolben 9, der darin gleitend angeordnet ist. Der Kolben 9 und eine Last 1 sind über eine Kolbenstange miteinander verbunden. Die Kolbenstange 9 besitzt einen Magneten (nicht gezeigt), der in einer ringförmigen Vertiefung, die in ihrer äußeren Peripherie angeordnet ist, befestigt ist. Ein A-Ein gang eines ersten Drucksteuerungsventils 7 (ein elektropneu matischer Wandler oder ein elektropneumatisches Proportio nalventil) ist über Röhren 31 und ein drittes Steuerungsven til 19 mit dem Kopfseiten- (H-Seiten-) Ende (also dem einen Ende) des Ausgleichszylinders 2 verbunden. Der P-Eingang des ersten Drucksteuerungsventils 7 wird von einer pneumatischen Druckquelle 30 mit Luft versorgt. Das Stangenseiten- (R-Sei ten) Ende (also das andere Ende) des Ausgleichszylinders 2 ist über Röhren 32 mit dem A-Eingang eines zweiten Druck steuerungsventils 8 verbunden. Der P-Eingang des zweiten Drucksteuerungsventils 8 ist mit der pneumatischen Druck quelle 30 verbunden. Eine stangenseitige Kammer, die in dem Ausgleichszylinder 2 gebildet ist, wird konstant unter einem von dem zweiten Drucksteuerungsventil 8 eingestellten Druck gehalten. Der Druck in einer kopfseitigen Kammer, die in dem Ausgleichszylinder 2 gebildet ist, befindet sich auf einem von dem ersten Drucksteuerungsventil 7 vorgegebenen Wert. Ein Positionsdetektor (ein automatischer Schalter) 3 ist an der äußeren Peripherie des kopfseitigen Endbereichs des Aus gleichszylinders 2 angeordnet. Der Positionsdetektor 3 stellt die magnetische Kraft von dem an dem Kolben 9 befe stigten Magneten fest, um die Bewegung des Kolbens 9′ also den Beginn seiner Bewegung, festzustellen. Es sollte festge stellt werden, daß der Positionsdetektor 3 einen Abstand (differentieller Abstand) zwischen einer Position, in der der Positionsdetektor 3 durch das Annähern des Kolbens 9 an geschaltet wird, und einer Position, in der der Positionsdetektor 3 durch das Entfernen des Kolbens 9 in die umgekehrte Richtung während des nächsten Taktes ausgeschaltet wird, be sitzt.

Der Positionsdetektor 3 ist wie folgt aufgebaut: Wenn der Kolben sich an der kopfseitigen Endposition (der linken Endposition in Fig. 1) befindet, erzeugt der Positionsdetek tor 3 ein Aus-Signal; wenn der Kolben 9 expandiert und in den Arbeitsbereich des Positionsdetektors 3 eintritt, wird ein An-Signal erzeugt; und wenn der Kolben 9 weiter über den Arbeitsbereich hinaus expandiert (im allgemeinen einige mm), erzeugt der Positionsdetektor 3 ein Aus-Signal. Alternativ kann der Positionsdetektor 3 wie folgt aufgebaut sein: Wenn der Kolben 9 sich in der kopfseitigen Endposition befindet, erzeugt der Positionsdetektor 3 ein An-Signal (also ist die kopfseitige Endposition in dem Arbeitsbereich mit umfaßt), und wenn der Kolben 9 über den Arbeitsbereich des Positions detektors 3 hinaus expandiert, wird ein Aus-Signal erzeugt. Der Ausgangsanschluß des Positionsdetektors 3 ist mit dem Eingangsanschluß eines Flip-Flop-Schaltkreises 24 verbunden. In dem Flip-Flop-Schaltkreis schaltet ein An-Signal der Reihe nach entsprechend der Anzahl der Eingangssignale (An- oder Aus-Signale) von dem Positionsdetektor von einem Aus gangspunkt a erster Stufe zu einem Ausgangspunkt b zweiter Stufe, einem Ausgangspunkt c dritter Stufe und einem Aus gangspunkt d vierter Stufe. Ein Impulsgenerator 4 ist so an geordnet, daß der Ausgangsanschluß des Impulsgenerators in seinem Anfangszustand mit dem Hoch-Anschluß eines Zählers 5 verbunden ist, und in Antwort auf ein An-Signal (Anstieg des Signals) von dem Ausgangspunkt b zweiter Stufe des Flip- Flop-Schaltkreises 24 wird die Verbindung des Ausgangsan schlusses des Impulsgenerators 4 von dem Hoch-Anschluß zum Tief-Anschluß des Zählers 5 gewechselt. Weiterhin wird in Antwort auf ein Aus-Signal (Abfallen des Signals) von dem Punkt b die Verbindung zu dem Tief-Anschuß getrennt. Der Ausgangsanschluß des Zählers 5 ist nicht nur mit dem Ein gangsanschluß eines D/A-Wandlers 6 sondern auch mit den Ein gangsanschluß eines Expansionsstart-Spannungs-Latchupschalt kreises 20 und eines Kontraktionsstart-Spannungs-Latchup schaltkreises 21 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Aus gangspunktes a erster Stufe in dem Flip-Flop-Schaltkreis 24 ist mit dem Halteanschluß des Expansionsstart-Spannungs- Latchupschaltkreises 20 verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Ausgangsanschluß des Ausgangspunktes c dritter Stufe in dem Flip-Flop-Schaltkreis 24 mit dem Halteanschluß des Kon traktionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreises 21 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Expansionsstart- und Kontrakti onsstart-Spannungs-Latchupschaltkreise 20 und 21 sind mit dem Eingangsanschluß eines subtraktions/Schiebeschaltkreises 22 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Kontraktionsstart spannungs-Latchupschaltkreises 21 und der Ausgangsanschluß des subtraktions/Schiebeschaltkreises 22 sind mit dem Ein gangsanschluß eines Addierschaltkreises 23 verbunden. Der Ausgangsanschluß 23 des Addierschaltkreises 23 ist mit dem Voreinstellungseingang des Zählers 5 verbunden. Wenn das Ausgangssignal von dem Ausgangspunkt d vierter Stufe des Flip-Flop-Schaltkreises 24 in den An-Zustand geht, geht der Zähler 5 in den voreingestellten Zustand, und der Subtrakti ons/Schiebeschaltkreis 22 und der Addierschaltkreis 23 wer den aktiviert, um Berechnungen durchzuführen. Das Ergebnis der Berechnungen wird in den Flip-Flop-Schaltkreis 24 einge geben, und somit wird ein An-Signal von dem Ausgangspunkt d vierter Stufe ausgegeben, der Eingang des Flip-Flop-Schalt kreises 24 wird getrennt, und der Flip-Flop-Schaltkreis 24 arbeitet danach nicht mehr.

Ein Drehschalter 37 ist zwischen dem D/A-Wandler 6 und dem ersten Drucksteuerungsventil 7 angeordnet. Der Ausgangs anschluß des D/A-Wandlers 6 ist mit einem Kontakt e des Drehschalters 37 und auch mit den jeweiligen Anschlüssen ei nes Addierers 35 und eines Subtrahierers 36 verbunden. Ein Kontakt o des Drehschalters 37 ist mit dem Eingangsschalter des ersten Drucksteuerungsventils 7 verbunden. Der Dreh schalter 37 besitzt außerdem Kontakte f und g. Der Kontakt f ist mit dem Ausgangsanschluß des Addierers 35 verbunden, und der Kontakt g ist mit dem Ausgangsanschluß des Subtrahierers 36 verbunden. Ein Schalter 10 besitzt die Kontakte c, d, o. Der Kontakt c ist mit einer Konstantspannungs-Leistungsver sorgung 11 verbunden, und der Kontakt d ist mit einer Lei stungsversorgung 12 mit variabler Spannung verbunden. Der Kontakt o ist mit den jeweiligen Eingangsanschlüssen des Ad dierers 35 und des Subtrahierers 36 verbunden. Durch Drehen eines Schaltkreis-Umschaltteils des Drehschalters 37 wird die Position eines beweglichen Kontakts des Drehschalters 37 geändert, und somit wird der Kontakt o der Reihe nach mit den Kontakten e bis g verbunden. Auf ähnliche Weise wird durch Änderung der Position eines beweglichen Kontakts des Schalters 10 der Kontakt o entweder mit dem Kontakt c oder dem Kontakt d verbunden. Wenn der Ausgleichszylinder 2 nicht verwendet wird, wird der bewegliche Kontakt des Drehschal ters 37 in der Position für die Verbindung mit dem Kontakt e angeordnet. Ein Drucksensor 15 ist an dem kopfseitigen Ende des Ausgleichszylinders 2 angeordnet. Der Drucksensor 15 wird verwendet, um den kopfseitigen Druck in dem Ausgleichs zylinder 2 zu messen. Der Ausgang des Drucksensors 15 wird in einem Komparatorschaltkreis 16 eingegeben. Der Kompara torschaltkreis 16 vergleicht den Ausgang des Drucksensors 15 mit dem Ausgang einer einen oberen Grenzdruck einstellenden Vorrichtung 17. Der Ausgangsanschluß des Komparatorschalt kreises 16 ist über eine Verdrahtung 18 mit dem Eingangsan schluß des dritten Steuerungsventils 19 verbunden. Ein Alarmgeber 26 ist mit der Verdrahtung 18 verbunden. Der A- Ausgang des dritten Steuerungsventils 19 steht über Röhren mit dem kopfseitigen Ende des Ausgleichszylinders 2 in Ver bindung. Der P-Ausgang des dritten Steuerungsventils 19 steht über Röhren 31 mit dem A-Ausgang des ersten Druck steuerungsventils 7 in Verbindung. Der R-Ausgang des dritten Steuerungsventils 19 steht mit der Atmosphärenluft in Ver bindung. Wie in der Figur gezeigt, besitzt das dritte Steue rungsventil 19 drei Positionen: eine erste Position, in der jeder Ausgang geschlossen ist; eine zweite Position, in der der A-Ausgang mit dem P-Ausgang verbunden ist; und eine dritte Position, in der der A-Ausgang mit dem R-Ausgang ver bunden ist. Wenn eine Notfallsituation, zum Beispiel ein Leistungszusammenbruch, auftritt, wird jeder Ausgang ge schlossen, um die kopfseitige Luft in dem Zylinder 2 einzu schließen.

Auch wenn der in Fig. 1 gezeigte Ausgleichsmechanismus so entworfen ist, daß er das Gewicht der Last 1 mit dem Aus gleichszylinderausgang am kopfseitigen Ende des Ausgleichs zylinders 2 ausgleicht, kann die Anordnung schnell modifi ziert werden, so daß das Gewicht der Last am stangenseitigen Ende des Ausgleichszylinders 2 ausgeglichen wird.

Als nächstes wird die Arbeitsweise dieses Ausführungs beispiels erklärt. Es wird angenommen, daß vor Beginn des Betriebs der Leistungsschalter (nicht gezeigt) des automati schen Luftausgleichssystems ausgeschaltet ist und daß Luft von der pneumatischen Druckquelle 30 zugeführt wurde. Zu diesem Zeitpunkt ist der bewegliche Kontakt des Drehschal ters 37 in der Position für die Verbindung mit dem Kontakt e. Jedoch ist die Spannung des D/A-Wandlers 6 auf 0 V, und das Eingangssignal des ersten Drucksteuerungsventils 7 ist null. Da das dritte Steuerungsventil in einem Aus-Zustand ist, sind die Röhren 31 und die Kopfseite des Ausgleichszy linders 2 voneinander abgeschnitten. Somit ist die kopfsei tige, unter Druck stehende Luft in dem Ausgleichszylinder 2 eingeschlossen. Das zweite Drucksteuerungsventil 8 ist für die Rückwärtsbewegung immer auf einen vorgegebenen Druck eingestellt, so daß sich der Druck in den Röhren 32 und in der stangenseitigen Kammer des Ausgleichszylinders 2 für die Rückwärtsbewegung auf einem vorgegebenen Wert befindet. Folglich befindet sich die Kolbenstange in der kopfseitigen End-Bereitschaftsposition (Kontraktionsposition), die die selbe ist, wie die Position, die von der Kolbenstange zum Zeitpunkt der Beendigung des vorhergehenden Vorgangs einge nommen wird. Somit ist es möglich, eine unerwünschte Bewe gung des Kolbens 9, die andernfalls bewirken würde, daß die Kolbenstange aus dem Ausgleichszylinder 2 springt, zu ver hindern. Als nächstes wird, wenn der Leistungsschalter des automatischen Luftausgleichssystems angeschaltet wird, um einen Betrieb zu beginnen, das dritte Steuerungsventil 19 aktiviert, um sich, entsprechend der Ansicht der Figur, in die linke Position zu begeben. Somit werden der kopfseitige Ausgang des Ausgleichszylinders 2 und der A-Ausgang des er sten Drucksteuerungsventils 7 miteinander verbunden. Da die Position des beweglichen Kontakts des Drehschalters 37 zum Kontakt e geändert wurde, wird ein Signal von dem D/A-Wand ler 6 durch den Drehschalter 37 in das erste Drucksteue rungsventil 7 eingegeben. Der Luftdruck (der Anfangsdruck), der von dem ersten Drucksteuerungsventil 7 in Antwort auf das Anfangssignal (0 V) von dem A/D-Wandler 6 ausgegeben wird, ist beträchtlich niedriger als der Luftdruck (der Druck für die Rückwärtsbewegung), der von dem zweiten Druck steuerungsventil 8 eingestellt wird, und der Kolben 9 befin det sich in der kopfseitigen Bereitschaftsposition. Folglich wird eine unerwünschte Bewegung des Kolbens 9 verhindert. Somit ist es unwahrscheinlich, daß ein Werkstück oder ein anderer Gegenstand, der an der Kolbenstange befestigt ist, beschädigt wird oder ein Benutzer durch eine unerwünschte Bewegung des Kolbens 9 verletzt wird.

Als nächstes wird die Last 1 mit der Kolbenstange ver bunden, und der Startschalter (nicht gezeigt) wird ange schaltet. Folglich werden Impulse, die von dem Impulsgenera tor 4 erzeugt werden, in den Hoch-Anschluß des Zählers 5 eingegeben. Die Impulse werden zur Hoch-Seite des Zählers 5 hinzuaddiert. Der Ausgang des Zählers 5 wird zum D/A-Wandler 6 gesandt, wo er in eine Analogspannung proportional der An zahl der eingegebenen Impulse umgewandelt wird, und die Ana logspannung wird durch den Kontakt e und den beweglichen Kontakt in dem Drehschalter 37 in das erste Drucksteuerungs ventil 7 eingegeben. Zum gleichen Zeitpunkt, zu dem der Startschalter eingeschaltet wird, wird die Eingabe der Ana logspannung, die proportional der verstrichenen Zeit ist, in das erste Drucksteuerungsventil 7 gestartet. Das erste Drucksteuerungsventil 7 erzeugt einen Ausgangsdruck (einen pneumatischen Druck) proportional der eingegebenen Analog spannung. Somit nimmt der Ausgangsdruck des ersten Druck steuerungsventils 7 schrittweise entsprechend der Anzahl der von dem Impulsgenerator 4 erzeugten Impulse zu, und der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylinder 2 nimmt eben falls proportional zum Anstieg im Ausgangsdruck des ersten Drucksteuerungsventils 7 zu.

Wenn der Ausgang des Ausgleichszylinders 2 (also das Produkt des kopfseitigen Drucks und der kopfseitigen, unter Druck stehenden Fläche des Kolbens 9) größer als die Summe des Widerstandes der Last 1 und des Produktes des stangen seitigen Drucks und der stangenseitigen, unter Druck stehen den Fläche des Kolbens 9 wird, beginnt die Kolbenstange des Ausgleichszylinders 2 zu expandieren (sich also in der Fig. 1 nach rechts zu bewegen). Wenn der Kolben 9 in den Arbeits bereich des Positionsdetektors 3 eintritt, ändert sich die Ausgabe des Positionsdetektors 3 von einem Aus-Signal in ein An-Signal (Detektion des Expansionsstarts). Die Änderung des Ausgangssignals des Positionsdetektors 3 wird an den Flip- Flop-Schaltkreis 24 weitergegeben, in dem sich die Ausgabe des Ausgangspunktes a der ersten Stufe von einem Aus-Signal in ein An-Signal ändert. In Antwort auf das An-Signal (Anstieg des Signals) vom Punkt a, wird der Expansionsstart- Spannungs-Latchupschaltkreis 20 aktiviert, um ein Expansi onsstart-Spannungssignal V_up zu speichern (zeitweilig zu halten).

Wenn der Kolben 9 weiter über den Arbeitsbereich des Po sitionsdetektors 3 expandiert, ändert sich der Ausgang vom Positionsdetektor 3 von dem An-Signal in ein Aus-Signal, und der Ausgang des Ausgangspunktes a der ersten Stufe des Flip- Flop-Schaltkreises 24 ändert sich von dem An-Signal in ein Aus-Signal. Zum gleichen Zeitpunkt ändert sich die Ausgabe des Ausgangspunktes b der zweiten Stufe von einem Aus-Signal in ein An-Signal. In Antwort auf das An-Signal von dem Punkt b wird der Schaltkreis, der zwischen dem Ausgangsanschluß des Impulsgenerators 4 und dem Hoch-Anschluß des Zählers 5 angeschlossen war, abgetrennt, aber statt dessen wird der Ausgangsanschluß des Impulsgenerators 4 mit dem Tiefanschluß des Zählers 5 verbunden (Kontraktionsstartbefehl). Folglich beginnt der Zähler 5, Impulse auf der Tief-Seite zu addieren (Subtraktion der Ausgangsimpulse). Somit nimmt der Ausgangs druck des ersten Drucksteuerungsventil 7 schrittweise ent sprechend der Änderung in der Anzahl der Impulse, die von dem Zähler 5 ausgegeben werden, ab, und auch der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylinder 2 nimmt proportional zur Ab nahme des Ausgangsdrucks des ersten Steuerungsventils 7 ab.

Wenn die Ausgabe des Ausgleichszylinders 2 (also das Produkt des kopfseitigen Drucks und der kopfseitigen, unter Druck stehenden Fläche des Kolbens 9) kleiner wird als die Summe des Widerstands der Last 1 und des Produkts des stan genseitigen Drucks und der stangenseitigen, unter Druck ste henden Fläche des Kolbens 9, beginnt die Kolbenstange des Ausgleichszylinders 2 sich zu kontrahieren (sich also in Fig. 1 nach links zu bewegen). Wenn sich die Kolbenstange kontrahiert und wieder in den Arbeitsbereich des Positions detektors 3 eintritt, ändert sich die Ausgabe des Positions detektors 3 von dem Aus-Signal in ein An-Signal (Detektion des Kontraktionsbeginns). Die Änderung des Ausgangssignals des Positionsdetektors 3 wird an den Flip-Flop-Schaltkreis 24 weitergeleitet, in dem sich die Ausgabe des Ausgangspunk tes b der zweiten Stufe von dem An-Signal in ein Aus-Signal ändert und sich die Ausgabe des Ausgangspunktes c der drit ten Stufe von einem Aus-Signal in ein An-Signal ändert. In Antwort auf das Aus-Signal von Punkt b wird der Schaltkreis, der zwischen dem Ausgangsanschluß des Impulsgenerators 4 und dem Tief-Anschluß des Zählers 5 angeschlossen war, abge trennt, und die Trennung der Verbindung zwischen dem Aus gangsanschluß des Impulsgenerators 4 und dem Hoch-Anschluß des Zählers wird beibehalten. Das bedeutet, daß der Zähler 5 weder eine Addition noch eine Subtraktion durchführt. In Antwort auf das An-Signal (Anstieg des Signals) von dem Punkt c wird der Kontraktionsstart-Spannungs-Latchupschalt kreis 21 aktiviert, um ein Kontraktionsstart-Spannungssignal V_down zu speichern (zeitweilig zu halten).

Wenn sich die Kolbenstange weiter kontrahiert und die kopfseitige Endposition erreicht, ändert sich die Ausgabe des Positionsdetektors 3 von dem An-Signal in ein Aus-Si gnal. Die Änderung des Ausgangssignals des Positionsdetek tors 3 wird an den Flip-Flop-Schaltkreis 24 weitergeleitet, in dem sich der Ausgang des Ausgangspunktes c der dritten Stufe von dem An-Signal in ein Aussignal ändert und sich der Ausgang des Ausgangspunktes d der vierten Stufe von einem Aus-Signal in ein An-Signal ändert. In Abhängigkeit von dem An-Signal von dem Punkt d werden die Signale, die in dem Ex pansionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreis 20 und in dem Kontraktionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreis 21 gespei chert wurden (zeitweilig gehalten wurden), von diesen ausge geben, und der subtraktions/Schiebeschaltkreis 22 und der Additionsschaltkreis 23 beginnen ihren Betrieb. Zunächst be rechnet der subtraktions/Schiebeschaltkreis 22 eine Span nungsdifferenz zwischen dem Expansionsstart-Spannungssignal V_up von dem Expansionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreis 20 und dem Kontraktionsstart-Spannungssignal V_down von dem Kon traktionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreis 21 (wobei die Spannungsdifferenz als die Hysterese des Systems betrachtet wird) und verschiebt die Differenzspannung um ein Bit in die Richtung niedriger Ordnung, wodurch eine Spannung ΔV erhal ten wird, die die Hälfte der Differenzspannung ist (also ein Mittelwert der Hysterese). Dann addiert der Addierschalt kreis 23 das Kontraktionsstart-Spannungssignal V_down von dem Kontraktionsstart-Spannungs-Latchupschaltkreis 21 und das ΔV-Spannungssignal für die Hysterese von dem Subtrakti ons/Schiebeschaltkreis 22, um ein Spannungssignal (V_down + ΔV) auszugeben. Das Spannungssignal (V_down + ΔV), das von dem Addierschaltkreis 23 ausgegeben wird, wird einer vorge gebenen Verarbeitung in dem Zähler 5 und dem D/A-Wandler 6 unterworfen und dann zu dem ersten Drucksteuerungsventil 7 gesandt, in dem ein Ausgleichsdruck entsprechend dem (V_down + ΔV)-Signal eingestellt wird. Somit wird der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylinder gleich dem Ausgangsdruck (Ausgleichsdruck) des ersten Drucksteuerungsventils 7. Es sollte festgestellt werden, daß das Rückkehrverhalten des automatischen Ausgleichssystems in diesem Ausführungsbei spiel in geeigneter Weise in Verbindung mit der Anwendung desselben ausgeführt werden kann.

Nach dem Erreichen eines Ausgleichszustandes des Aus gleichszylinders 2, wird die Position des Schalters 10 zum Kontakt d geändert, und die Position des beweglichen Kon takts des Drehschalters 37 wird zum Kontakt f geändert. Folglich werden das Spannungssignal (V_down + ΔV), das von dem D/A-Wandler 6 ausgegeben wird, und ein Signal von der Leistungsversorgung 12 mit variabler Spannung in dem Addie rer 35 addiert, und das Ergebnis der Addition wird in das erste Drucksteuerungsventil eingegeben. Unter der Annahme, daß die Spannung der Leistungsversorgung 12 unmittelbar nach dem Ändern der Position der Schalter 10 und 37 den Wert 0 V besitzt, behält, da die Spannung, die in das erste Druck steuerungsventil 7 eingegeben wird, das Ausgleichsdrucksi gnal ist, der Kolben 9 unmittelbar nach dem Betätigen der Schalter 10 und 37 seine Position bei. Danach nimmt, während die Spannung, die von der Leistungsquelle 12 mit variabler Spannung in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben wird, zunimmt, der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylin der 2 zu, was eine Expansion des Kolbens 9 bewirkt. Als nächstes werden, wenn die Position des Drehschalters 37 zum Kontakt g geändert wird, das Spannungssignal (V_down + ΔV), das von dem D/A-Wandler 6 ausgegeben wird, und das Signal von der Leistungsversorgung 12 mit variabler Spannung in dem Subtrahierer 36 voneinander abgezogen, und ein Signal, das das Ergebnis dieser Subtraktion angibt, wird in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben. Folglich nimmt der Aus gangsdruck des ersten Drucksteuerungsventils 7 ab, und somit nimmt der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylinder 2 ab, was eine Kontraktion des Kolbenstange bewirkt. Der Benutzer kann die Last 1 in eine gewünschte Position bewegen, indem er von Hand die Ausgangsspannung der Leistungsversorgung 12 mit variabler Spannung einstellt und den Drehschalter 37 be tätigt, wobei er die Position der Last 1 beobachtet. Zu die sem Zeitpunkt kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 9 durch Einstellen der Differenz zwischen den Drücken vor und hinter dem Kolben auf einen bestimmten Wert gesteuert werden. Wenn der Kolben 9 eine vorgegebene Position erreicht hat, wird die Position des beweglichen Kontakts des Drehschalters 37 auf den Kontakt e gestellt. Folglich wird ein Ausgleichsdrucksignal in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben, und somit wird der Kolben 9 freigegeben.

Wenn es gewünscht wird, eine konstante Kraft an einen Riemen oder dergleichen, der sich kontinuierlich bewegt, an zulegen, wird die Position des Schalters 10 zum Kontakt d geändert, und die Position des beweglichen Kontakts des Drehschalters 37 wird zum Kontakt f geändert. In diesem Zu stand ist eine Rolle an dem entfernten Ende der Kolbenstange befestigt und so angeordnet, daß sie zum Beispiel einem Rie men gegenüberliegt. Als nächstes wird die Ausgangsspannung der Leistungsversorgung 12 mit variabler Spannung auf einen zum Beispiel experimentell ermittelten Wert eingestellt. Da nach addiert der Addierer 35 die von dem D/A-Wandler 6 aus gegebene Signalspannung (V_down + ΔV) und die Spannung der Leistungsversorgung 12 mit variabler Spannung. Ein Signal, das das Ergebnis der Addition angibt, wir in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben. Somit wird der kopfsei tige Druck in dem Ausgleichszylinder 2 gleich dem einge stellten Druck eingestellt. Als Ergebnis expandiert die Kol benstange, was bewirkt, daß die Rolle in Kontakt mit dem Riemen kommt. Somit wirkt eine Kraft, die durch die Diffe renz im Druck und der Fläche zwischen den Seiten des Kolbens 9 in dem Ausgleichszylinder 2 bestimmt wird, über die Rolle auf den Riemen.

Es ist auch möglich, den Kolben 9 des Ausgleichszylin ders 2 durch Festlegen der Ausgangsspannung unter Verwendung einer Leistungsversorgung 11 mit konstanter Spannung zu be wegen. Wenn zum Beispiel eine Preßpassung ausgeführt werden soll, wird die Position des Schalters 10 auf den Kontakt c geändert, und die Position des Drehschalters 37 wird auf den Kontakt g geändert. Folglich werden der Ausgang (V_down + ΔV) des D/A-Wandlers 6 und die Spannung der Konstantspannungs- Leistungsversorgung 11 in dem Subtrahierer 36 voneinander abgezogen, und der Ausgang des Subtrahierers 36 wird in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben, was bewirkt, daß sich der Kolben 9 in der kopfseitigen End-Bereitschaftsposi tion befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Werkzeug an dem entfernten Ende der Kolbenstange befestigt, und die Position des Drehschalters 37 wird zum Kontakt f geändert. Folglich werden der Ausgang (V_down + ΔV) des D/A-Wandlers 6 und die Spannung der Konstantspannungs-Leistungsquelle 11 in dem Ad dierer 35 addiert, und eine als Ergebnis der Addition erhal tene Spannung wird in das erste Drucksteuerungsventil 7 ein gegeben, was eine Expansion der Kolbenstange bewirkt. Somit wird das Werkzeug in Kontakt mit einem Gegenstand gebracht, bei dem eine Preßpassung durchzuführen ist, und dann wird der Gegenstand durch das Werkzeug gepreßt und in eine Ver tiefung preßgepaßt, in der er durch eine vorgegebene Kraft eingesetzt werden soll. Wenn die Position des Drehschalters 37 nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit zum Kontakt 9 zurückgeführt wird, werden der Ausgang (V_down + ΔV) des D/A-Wandlers 6 und die Spannung der Konstantspannungs-Lei stungsquelle 11 in dem Subtrahierer 36 voneinander subtra hiert, und die als Ergebnis der Subtraktion erhaltene Span nung wird in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben, was eine Rückkehr des Kolbens 9 in die kopfseitige End-Be reitschaftsposition bewirkt. Auf diese Weise wird eine se quentielle Betätigung des Ausgleichszylinders 2 erreicht, und die sequentielle Betätigung kann kontinuierlich durchge führt werden. Es sollte festgestellt werden, daß die Kraft für das Preßpassen durch Ändern der Spannung der Konstant spannungs-Leistungsversorgung 11 entsprechend der Natur des preßzupassenden Gegenstandes geändert werden kann. Daher ist es unwahrscheinlich, daß ein preßzupassender Gegenstand zer stört wird. Es ist außerdem möglich, das System so anzuord nen, daß anstelle des Preßpaßvorgangs durch den Ausgleichs zylinder 2 ein pneumatisches Spannfutter durch den Aus gleichszylinder 2 aktiviert wird. Somit kann die Klemmkraft des pneumatischen Spannfutters durch Änderung des Signals, das in das erste Drucksteuerungsventil 7 eingegeben wird auf die gleiche Weise geändert werden wie im Falle des Preßpaß vorgangs.

Der oben beschriebene Preßpaßvorgang kann weiter hin sichtlich der Sicherheit verbessert werden, indem ein drit tes Steuerungsventil 19 verwendet wird. Somit werden der höchste Wert des kopfseitigen Drucks in dem Ausgleichszylin der 2, der für den Preßpaßvorgang erforderlich ist, und der höchste Druck in der Einstellvorrichtung 17 für den oberen Grenzdruck eingestellt. Wenn der kopfseitige Druck in dem Ausgleichszylinder 2 den vorgegebenen höchsten Druck auf grund eines Unfalles oder von Schwierigkeiten im System wäh rend des Preßpaßvorgangs übersteigt, wird von dem Kompara torschaltkreis ein Gefahrsignal ausgegeben, was eine Akti vierung des Alarms 26 bewirkt. Zum gleichen Zeitpunkt wird das dritte Steuerungsventil 19 schnell aktiviert, um zu der in der Figur dargestellten Position zurückzukehren, wodurch die kopfseitige Luft des Ausgleichszylinders in dem Zylinder 2 eingeschlossen wird. Somit kann eine gefährliche Situation sofort vermieden werden.

Es ist auch möglich, das Gewicht einer Last wie folgt zu messen: Der Ausgleichszylinder 2 wird vertikal mit dem stan genseitigen Ende nach oben ausgerichtet. Eine zu messende Last wird auf der Kolbenstange angeordnet, und das System wird zum Ausgleichen der Last eingerichtet. Nach dem Her stellen eines ausgeglichenen Zustands wird das Ausgangssi gnal des Drucksensors 15 in eine Anzeige (nicht gezeigt) eingegeben, und das Gewicht der Last wird von der Anzeige abgelesen.

Wenn ein Leistungsausfall oder ein anderer Unfall ein tritt, schaltet das dritte Steuerungsventil 19 aus, um die Druckluft auf der Kopfseite des Zylinders in dem Ausgleichs zylinder 2 einzuschließen. Folglich wird der Ausgleichszy linder 2 im ausgeglichenen Zustand gehalten. Somit wird die Sicherheit sichergestellt.

Der Ausgleichszylinder 2 kann mit einer Bremsvorrichtung versehen werden. Der Druck, der für einen Bremsvorgang er forderlich ist, kann automatisch erhalten werden, indem man den Druck der Luft, den man zum Lösen der Bremse verwendet, so einstellt, daß der Luftdruck dem oben beschriebenen Aus gleichsdruck entspricht (also ist ein Drucksteuerungsventil in einem Bremsluftzuführkreislauf angeordnet, und das Aus gleichsdrucksignal wird in das Drucksteuerungsventil einge geben). Somit kann die Lebensdauer der Bremse verlängert werden. Es sollte festgestellt werden, daß es die herkömmli che Praxis ist, jedesmal den Bremsdruck durch Betätigen ei nes von Hand betätigten Drucksteuerungsventils einzustellen, wenn sich die Last ändert.

Entsprechend dem automatischen Luftausgleichssystem nach der vorliegenden Erfindung wird der Druck in dem Ausgleichs zylinder, wenn die Bewegung des Kolbens den differentiellen Abstand des Positionsdetektors überschreitet, zeitweilig als ein Expansionsstart-Spannungssignal gehalten, und der Druck in dem Ausgleichszylinder, wenn der Kolben wieder in den Ar beitsbereich des Positionsdetektors eintritt, wird zeitwei lig als ein Kontraktionsstart-Spannungssignal gehalten. Wenn der Kolben des Ausgleichszylinders eine Endposition er reicht, werden das Expansionsstart-Spannungssignal und das Kontraktionsstart-Spannungssignal, die zeitweise gehalten wurden, ausgegeben, und ein Mittelwert der Differenz zwi schen dem Expansions- und dem Kontraktionsstart-Spannungssi gnal wird bestimmt. Dann wird das Kontraktionsstart-Span nungssignal zu dem Mittelwert addiert, und das Ergebnis der Addition wird als Ausgleichsdrucksignal für den Ausgleichs zylinder verwendet. Da durch den oben beschriebenen, einfa chen Vorgang ein Startwiderstand festgestellt wird, auch wenn der Startwiderstand sich ändert, ist es möglich, einen Druck in einem Ausgleichszylinder, auf den eine Last wirkt und der verschiedenartig verwendet werden kann, automatisch einzustellen, so daß sich der Ausgleichszylinderausgang aus gleicht.

Das Ausgleichsdrucksignal oder ein durch Addition oder Subtraktion eines von einer Konstantspannungs-Leistungsver sorgung zu oder von dem Ausgleichsdrucksignal erhaltenes Si gnal oder ein durch Addition oder Subtraktion von einer Lei stungsversorgung mit variabler Spannung zu oder von dem Aus gleichsdrucksignal erhaltenes Signal wird in ein erstes Drucksteuerungsventil eingegeben, um dadurch den Druck in dem Ausgleichszylinder zu steuern. Folglich ist es möglich, verschiedene Arten von Lasten in einer vorgegeben Position zu halten und dann die Last mit einer gewünschten Geschwin digkeit zu bewegen oder eine gewünschte mechanische Kraft an verschiedene Arten von Gegenständen anzulegen, während ver hindert wird, daß die Kolbenstange aus dem Ausgleichszylin der springt. Wenn der Druck in dem Ausgleichszylinder einen vorgegebenen Wert übersteigt, ist es möglich, einen Alarm zu aktivieren und die unter Druck stehende Luft in dem Zylinder einzuschließen.

Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand von Ausfüh rungsbeispielen beschrieben wurde, sollte festgestellt wer den, daß die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen an dieser durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er allein durch die beigefügten Patentansprüche defi niert ist, abzuweichen.

Claims

1. Automatisches Luftausgleichssystem, dadurch gekenn zeichnet, daß es umfaßt:

(a) eine Vorrichtung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichszylinders (2) mittels eines ersten Druck steuerungsventils (7) auf einen gewünschten Wert zu steuern und den Druck auf der anderen Endseite des Ausgleichszylin ders mittels eines zweiten Drucksteuerungsventils (8) auf einen vorgegebenen Wert zu steuern;
(b) eine Vorrichtung zum Erhalten eines Ausgleichsdruck signals für den Ausgleichszylinder; und
(c) eine Vorrichtung (35, 36, 37) zum Addieren oder Sub trahieren eines weiteren Signals zum oder vom Ausgleichs drucksignal und zur Eingabe des Ergebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Drucksteuerungsventil.

2. Automatisches Luftausgleichssystem, dadurch gekenn zeichnet, daß es umfaßt:

(d) eine Vorrichtung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichszylinders (2) mittels eines ersten Druck steuerungsventils (7) auf einen gewünschten Wert zu steuern und den Druck auf der anderen Endseite des Ausgleichszylin ders mittels eines zweiten Drucksteuerungsventils (8) auf einen vorgegebenen Wert zu steuern;
(e) eine Vorrichtung (20) zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Expansionsstart- Spannungssignal, wenn eine Kolbenstange des Ausgleichszylin ders expandiert und ein Kolben des Ausgleichszylinders aus dem Arbeitsbereich eines Positionsdetektors (3) kommt;
(f) eine Vorrichtung (21) zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Kontraktions start-Spannungssignal, wenn sich die Kolbenstange wieder kontrahiert und der Kolben des Ausgleichszylinders nach un ten bewegt und wieder in den Arbeitsbereich des Positionsde tektors eintritt;
(g) eine Vorrichtung (22, 23) zum Ausgeben des Expansi onsstart-Spannungssignals und des Kontraktionsstart-Span nungssignals, die temporär festgehalten wurden, wenn der Ausgleichszylinderkolben eine Position an dem einen Ende des Ausgleichszylinders erreicht, und zum Erhalten eines Mittel werts der Differenz zwischen dem Expansionsstart-Spannungs signal und dem Kontraktionsstart-Spannungssignal und zum an schließenden Addieren des Kontraktionsstart-Spannungssignals zu dem Mittelwert;
(h) eine Vorrichtung (4, 5, 6) zum Verwenden des als Er gebnis der Addition des Kontraktionsstart-Spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltenen Wertes als Ausgleichsdrucksi gnal für den Ausgleichszylinder; und
(i) eine Vorrichtung (35, 36) zum Addieren oder Subtra hieren eines weiteren Signals zum oder vom Ausgleichsdruck signal und zur Eingabe des Ergebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Drucksteuerungsventil.

3. Automatisches Luftausgleichssystem, dadurch gekenn zeichnet, daß es umfaßt:

(j) eine Vorrichtung, um den Druck auf einer Endseite eines Ausgleichszylinders (2) mittels eines zweiten Druck steuerungsventils (8) auf einen vorgegebenen Wert zu steuern und den Druck auf der anderen Endseite des Ausgleichszylin ders mittels eines ersten Drucksteuerungsventils (7) auf einen gewünschten Wert zu steuern;
(k) eine Vorrichtung (21) zum zeitweiligen Halten des Drucks in einem Ausgleichszylinder als ein Kontraktions start-Spannungssignal, wenn sich die Kolbenstange wieder kontrahiert und der Kolben des Ausgleichszylinders aus dem Arbeitsbereich eines Positionsdetektors (3) kommt;
(l) eine Vorrichtung (20) zum zeitweiligen Halten des Drucks in dem Ausgleichszylinder als ein Expansionsstart spannungssignal, wenn die Kolbenstange expandiert und der Kolben wieder in den Arbeitsbereich des Positionsdetektors eintritt;
(m) eine Vorrichtung (22, 23) zum Ausgeben des Expansi onsstart-Spannungssignals und des Kontraktionsstart-Span nungssignals, die temporär festgehalten wurden, wenn der Ausgleichszylinderkolben eine Position an dem anderen Ende des Ausgleichszylinders erreicht, und zum Erhalten eines Mittelwerts der Differenz zwischen dem Kontraktionsstart spannungssignal und dem Expansionsstart-Spannungssignal und zum anschließenden Addieren des Expansionsstart-Spannungssi gnals zu dem Mittelwert;
(n) eine Vorrichtung (4, 5, 6) zum Verwenden des als Er gebnis der Addition des Kontraktionsstart-Spannungssignals zu dem Mittelwert erhaltenen Wertes als Ausgleichsdrucksi gnal für den Ausgleichszylinder; und
(o) eine Vorrichtung (35, 36) zum Addieren oder Subtra hieren eines weiteren Signals zum oder vom Ausgleichsdruck signal und zur Eingabe des Ergebnisses der Addition oder Subtraktion in das erste Drucksteuerungsventil.

4. Automatisches Luftausgleichssystem nach einem der An sprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Signal ein Signal ist, das von einer Konstantspannungs-Lei stungsversorgung (11) oder von einer Leistungsversorgung (12) mit variabler Spannung ausgegeben wird.

5. Automatisches Luftausgleichssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem umfaßt:

eine Vorrichtung zur Ausführung eines derartigen Vor gangs, daß das von der Konstantspannungs-Leistungsversorgung ausgegebene Signal sequentiell zu dem Ausgleichsdrucksignal addiert oder von diesem abgezogen wird und das erhaltene Si gnal in das erste Drucksteuerungsventil eingegeben wird, um den Ausgleichszylinder durch das erzeugte Signal hin- und herzubewegen, und nach dem Ablauf einer voreingestellten Zeit das Ausgleichsdrucksignal erneut in das erste Druck steuerungsventil eingegeben wird; und
eine Vorrichtung (15, 16) zum Feststellen des Drucks an der einen Endseite oder der anderen Endseite des Ausgleichs zylinders und zum Aktivieren, wenn der festgestellte Druck einen vorgegebenen, oberen Grenzdruck überschreitet, einer Alarmvorrichtung (26) und zum Einschließen (19) von Luft auf der einen Seite oder der anderen Seite des Ausgleichszylin ders in dem Ausgleichszylinder.

6. Automatisches Luftausgleichssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem umfaßt:

eine Vorrichtung zur Ausführung eines derartigen Vor gangs, daß das von der Leistungsversorgung mit variabler Spannung ausgegebene Signal sequentiell zu dem Ausgleichs drucksignal addiert oder von diesem abgezogen wird und das erhaltene Signal in das erste Drucksteuerungsventil eingege ben wird, um den Ausgleichszylinder durch das erzeugte Si gnal hin- und herzubewegen, und nach dem Ablauf einer vor eingestellten Zeit das Ausgleichsdrucksignal erneut in das erste Drucksteuerungsventil eingegeben wird; und
eine Vorrichtung (15, 16) zum Feststellen des Drucks an der einen Endseite oder der anderen Endseite des Ausgleichs zylinders und zum Aktivieren, wenn der festgestellte Druck einen vorgegebenen, oberen Grenzdruck überschreitet, einer Alarmvorrichtung (26) und zum Einschließen (19) von Luft auf der einen Seite oder der anderen Seite des Ausgleichszylin ders in dem Ausgleichszylinder.