JP2011501057A - 液圧スプリング負荷式駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、液圧スプリング負荷式駆動装置に係り、この装置は、ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の中に配置されたワーキング・シリンダと；少なくとも一つの予荷重が与えられたスプリング（１０）と；それぞれボア（３２）の中に摺動可能な状態で配置された少なくとも二つの圧力ピストン（３４）と；ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の周りに同軸上に配置された圧力ボディ（１６）と；を有し、前記予荷重が与えられたスプリング（１０）は、前記ボア（３２）の中にある流体に、前記圧力ボディ（１６）及び前記圧力ピストン（３４）を介して、圧力をかける。ガイドリング（１４）が、前記圧力ボディ（１６）と前記ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の間に、径方向に配置され、それによって、前記予荷重が与えられたスプリング（１０）が伸張状態の間及び解放されている間、前記ガイドリング（１４）に軸方向の力が掛からない状態にあるように、且つ、前記予荷重が与えられたスプリング（１０）に予め張力が負荷されたとき、前記圧力ボディ（１６）に軸方向の力が掛からない状態にあるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前書部分に基づく、液圧スプリング負荷式駆動装置に係る。

そのようなスプリング負荷式駆動装置は、特許出願ＥＰ０８２９８９２Ａ１から、特に図３から知られている。この中で、蓄圧スプリングが、圧力ボディ及び少なくとも二つの圧力ピストンを介して、流体に圧力を加える。この流体により、駆動装置ロッド（ワーキング・シリンダの中で摺動可能であるように駆動ピストンに固定されている）が動かされる。圧力ボディは、この場合に、好ましくは、環状のデザインであり、ワーキング・シリンダ・ハウジングの周りに同軸上に配置されている。

このスプリング負荷式駆動装置が取り付けられたとき、そしてまた、メインテナンス作業の間、液圧システムは無圧力の状態にある。この状態において、蓄圧スプリングは、単に予荷重のみが与えられ、軸方向へ最大に伸びた状態にある。この場合に、蓄圧スプリングは、圧力ボディをワーキング・シリンダ・ハウジング上のストッパーに対して押し付け、その結果として、圧力ボディが、ストッパーと蓄圧スプリングの間にクランプされることになる。

スプリング負荷式駆動装置が動作状態にあるとき、液圧システムは、圧力が加えられた状態にある。この状態において、蓄圧スプリングが更に張力（これは、蓄圧されたときよりも低くデザインされている）が加えられ、その軸方向の伸びが減少される。この場合には、蓄圧スプリングが圧力ボディを圧力ピストンに対して押し付け、この圧力ピストンは、それにより、流体に圧力をかける。圧力ボディは、圧力ピストンと蓄圧スプリングの間にクランプされる。

液圧システムが無圧力の状態にあるとき、ワーキング・シリンダ・ハウジング上のストッパーは、径方向に内側の領域の中の圧力ボディに対して、蓄圧スプリングの方向に力を加える。液圧システムに圧力が加えられた状態にあるとき、流体は、圧力ピストンを介して、径方向に外側の領域の中の圧力ボディに対して、蓄圧スプリングの方向に力を加える。両方の例において、蓄圧スプリングは、圧力ボディに対して、反対方向に向かう同じ大きさの反力を、それぞれ、作用させる。

この反力が、圧力ボディに対して、その内側で径方向に加えられたとき、液圧システムに圧力が加えられる状態にあると、反力は、圧力ピストンにより加えられる力に対して径方向にオフセットされる。この反力が、圧力ボディに対して、その外側で径方向に加えられたとき、液圧システムが無圧力状態にあると、反力は、ストッパーによる加えられる力に対して径方向にオフセットされる。

そのような径方向の力のオフセットの結果、圧力ボディがかなり高い力で変形されることもある。

欧州特許出願第ＥＰ０８２９８９２Ａ１号明細書

本発明の目的は、最初に挙げたタイプの液圧スプリング負荷式駆動装置を、圧力ボディに対する径方向の力のオフセットが無くなるように、開発することにある。

本発明によれば、ガイドリングが、圧力ボディとワーキング・シリンダ・ハウジングの間に、径方向に配置され、それによって、蓄圧スプリングが伸張状態の間及び緩和状態の間、ガイドリングに軸方向の力が作用しない状態にあるように、且つ、蓄圧スプリングに予め応力が与えられた状態において、圧力ボディに軸方向の力が作用しない状態にあるようになっている。

蓄圧スプリングが伸張状態及び緩和状態の間、蓄圧スプリングは、圧力ボディを、その外側で径方向に押し、特に、ワーキング・シリンダ・ハウジングの中央軸から、圧力ピストンと同じ距離で押す。このようにして、蓄圧スプリングが伸張状態及び緩和状態の間、圧力ボディに対する径方向の力のオフセット、及びガイドリングに対する径方向の力のオフセットが、無くなる。

蓄圧スプリングに予め応力が与えられた状態にあるとき、蓄圧スプリングは、ガイドリングを、その内側で径方向に押し、特に、ワーキング・シリンダ・ハウジングの中央軸から、ストッパーと同じ距離で押す。このようにして、蓄圧スプリングに予め応力が与えられた状態であっても、圧力ボディに対する径方向の力のオフセット、及び、ガイドリングに対する径方向の力のオフセットが無くなる。

本発明の好ましい改良形態によれば、ガイド・ストリップがガイドリングの中に導入される。

このガイド・ストリップは、ワーキング・シリンダ・ハウジング上でのガイドリングの摺動性能を改善する。

図１は、本発明に基づく液圧スプリング負荷式駆動装置を示す。

本発明、好ましい改良、及び本発明の改善、そしてまた更なる優位性は、本発明の実施形態の例を示す図面を参照しながら、より詳細に説明される。

図１は、液圧システムが無圧力状態にあるときの、本発明に基づく液圧スプリング負荷式駆動装置を、断面図で示している。

ワーキング・シリンダ・ハウジング１２の周りに、蓄圧スプリング１０が配置され、この蓄圧スプリングは、そのフット側端部で支持リング２２の上に支持され、この支持リングは、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のフット領域２０の近傍に配置されている。この例において、蓄圧スプリング１２は、カップ型のスプリング装置としてデザインされている。他のタイプの蓄圧スプリング、例えば、螺旋スプリングも考えられる。

蓄圧スプリング１０は、そのヘッド側の端部（フット側の端部の反対側にある）でガイドリング１４を押し、後者をストッパー２４に対して押しつける。ストッパー２４は、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のヘッド領域２６の近傍に配置され、前記ヘッド領域は、軸方向で、フット領域２０の反対側にある。蓄圧スプリング１０がガイドリング１４を押す領域は、径方向で、ストッパー２４と同じ位置にある。蓄圧スプリング１０による加えられる力と、ストッパー２４により反対方向に作用する反力との間の、径方向の力のオフセットが、結果としてなくなる。

ストッパー２４とヘッド領域２６の間に、コンテナ・ボディ３０が配置され、このコンテナ・ボディは、軸方向に伸びる（即ち、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２の中央軸と平行な）孔３２を有していて、その中に、圧力ピストン３４が、摺動可能な状態で配置されている。蓄圧スプリング１２と向かい合う圧力ピストン３４の端部に、ピストン・ロッド３６が配置され、このピストン・ロッドは、コンテナ・ボディ３０の孔３２から突出している。

液圧スプリング負荷式駆動装置は、少なくとも二つの、好ましくは三つの、コンテナ・ボディを有していて、そのそれぞれは、孔、及びその中に配置されピストン・ロッドを備えた圧力ピストンを有している。これらのコンテナ・ボディは、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２の周りに配置され、前記孔の中央軸は、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２の中央軸から同じ距離にある。コンテナ・ボディが、この断面図の中に、一つだけ示されている。

圧力ボディ１６は、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２の周りに、且つガイドリング１４の周りに、同軸上に設けられている。圧力ボディ１６とガイドリング１４は、互いに軸方向に噛み合わされていて、それにより、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のフット領域２０の方向への移動の間、圧力ボディ１６がガイドリング１４を伴って移動するように、且つ、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のヘッド領域２６の方向への間動きの間、ガイドリング１４が圧力ボディ１６を伴って移動するようになっている。

圧力ボディ１６とガイドリング１４は、互いに対して径方向に遊びが無い状態で配置されている。ガイドリング１４に対して径方向への圧力ボディ１６の動きは、それ故に、可能でない。

ワーキング・シリンダ・ハウジング１２上でのガイドリング１４の摺動性能を改善するために、ガイド・ストリップ１８がガイドリング１４の中に導入されている。

ここに示された図において、即ち、液圧システムが無圧力の状態では、蓄圧スプリング１０は、単に、予め応力が与えられているだけの状態にある。スプリング負荷式駆動装置の蓄圧スプリング１０に予め応力が与えられた状態では、圧力ボディ１６に軸方向の力が掛からない状態にある。圧力ボディ１６は、それ故に、蓄圧スプリング１０とピストン・ロッド３６の間で、軸方向に変位可能である。

蓄圧スプリング１０を引き伸ばすために、流体がポンプ（ここには示されていない）により、ダクト３８を通って、孔３２の中に送り出され、特に、蓄圧スプリング１０と反対方向に向いた領域の中に送り出される。この流体は、蓄圧ピストン３４を押し、そして、それに固定されたピストン・ロッド３６を、孔３２から蓄圧スプリング１０に向かう方向に押す。

この場合には、ピストン・ロッド３６は、圧力ボディ１６に対して軸方向の力を作用させ、この圧力ボディ１６はこの力を、蓄圧スプリング１０に更に伝達し、その結果として、蓄圧スプリング１０が圧縮され、それ故に張力が加えられる。蓄圧スプリング１０が伸張状態の間、圧力ボディ１６は、蓄圧スプリング１０とピストン・ロッド３６の間にクランプされ、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のフット領域２０に向かう方向に移動する。この動きの間、圧力ボディ１６は、ガイドリングを伴って移動し、ガイドリングも、それ故に、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のフット領域２０に向かう方向に移動する。

予め定められたワーキング圧力が液圧システムの中に到達した後、ポンプが停止する。蓄圧スプリング１０が蓄圧され、蓄圧ピストン３４、ピストン・ロッド３６、圧力ボディ１６、及びガイドリング１４は、静止している。ガイドリング１４は、軸方向の力が掛からない状態にある。ガイドリング１４は、それ故に、蓄圧スプリング１０と圧力ボディ１６の間で、軸方向に変位可能である。

スプリング負荷式駆動装置が動作状態にあるとき、蓄圧スプリング１０は、徐々に緩められ、それと同時に、軸方向に伸びる。この場合に、蓄圧スプリング１０は、圧力ボディ１６を押し、それ故にまた、ピストン・ロッド３６及び蓄圧ピストン３４を、孔３２の中に、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のヘッド領域２６に向かう方向に押す。

蓄圧スプリング１０が緩和状態の間、圧力ボディ１６は、蓄圧スプリング１０とピストン・ロッド３６の間にクランプされ、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のヘッド領域２６に向かう方向に移動する。この動きの間、蓄圧スプリング１０は、ガイドリング１４を伴って移動し、ガイドリングもまた、それ故に、ワーキング・シリンダ・ハウジング１２のヘッド領域２６に向かう方向に移動する。

スプリング負荷式駆動装置が動作状態にあるときであっても、ガイドリング１４は軸方向の力が掛からない状態にあり、それ故に、蓄圧スプリング１０と圧力ボディ１６の間で、軸方向に変位可能である。

蓄圧スプリング１０が伸張状態の間、そしてまた緩和状態の間、蓄圧スプリング１０は、そのヘッド側端部で、圧力ボディ１６を押し、この圧力ボディを、ピストン・ロッド３６に対して押し付ける。蓄圧スプリング１０が圧力ボディ１６を押す領域は、径方向で、ピストン・ロッド３６と同じ位置にある。蓄圧スプリング１０による加えられる力と、ピストン・ロッド３６により反対方向に作用する反力との間での径方向の力のオフセットが、結果として、無くなる。

支持スプリング２８が、蓄圧スプリング１０のヘッド領域の中に設けられている。支持スプリング２８は、蓄圧スプリング１０の一部であって、リジッドなデザインを有している。即ち、支持スプリング２８は、蓄圧スプリング１０が伸張状態の間及び緩和状態の間に、変形されることがなく、あるいは、僅かばかりしか変形されない。支持スプリング２８は、それが常にガイドリング１４および／または圧力ボディ１６と接触しているように配置されている。

蓄圧スプリング１０に予め応力が与えられた状態において、支持スプリング２８は、ガイドリング１４をストッパー２４に対して押し付ける。蓄圧スプリング１０が伸張状態の間そしてまた緩和状態の間、支持スプリング２８は、ピストン・ロッド３６に対して圧力ボディ１６を押す。

予め応力が与えられた状態において、そしてまた、伸張状態の間及び緩和状態の間、蓄圧スプリング１０は、ガイドリング１４及び圧力ボディ１６により、そのヘッド側端部で軸方向にガイドされる。蓄圧スプリング１０のヘッド側端部の、他の方向への偏位、特に径方向への偏位が、このようにして防止される。

１０・・・蓄圧スプリング、１２・・・ワーキング・シリンダ・ハウジング、１４・・・ガイドリング、１６・・・圧力ボディ、１８・・・ガイド・ストリップ、２０・・・ワーキング・シリンダ・ハウジングのフット領域、２２・・・支持リング、２４・・・ストッパー、２６・・・ワーキング・シリンダ・ハウジングのヘッド領域、２８・・・支持スプリング、３０・・・コンテナ・ボディ、３２・・・孔、３４・・・圧力ピストン、３６・・・ピストン・ロッド、３８・・・ダクト。

Claims (3)

1. 液圧スプリング負荷式駆動装置であって、
   ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の中に配置されたワーキング・シリンダと；
   少なくとも一つの蓄圧スプリング（１０）と；
   それぞれ、孔（３２）の中で摺動可能であるように配置された少なくとも二つの圧力ピストン（３４）と；
   ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の周りに同軸上に配置された圧力ボディ（１６）と；
   を有し、
   前記蓄圧スプリング（１０）は、前記圧力ボディ（１６）及び前記圧力ピストン（３４）を介して、前記孔（３２）の中にある流体に、圧力をかける、
   液圧スプリング負荷式駆動装置において、
   ガイドリング（１４）が、前記圧力ボディ（１６）と前記ワーキング・シリンダ・ハウジング（１２）の間に、径方向に配置され、それによって、前記蓄圧スプリング（１０）が伸張状態の間及び緩和状態の間、ガイドリング（１４）に軸方向の力が掛からない状態にあるように、且つ、前記蓄圧スプリング（１０）に予め応力が与えられているときに、前記圧力ボディ（１６）に軸方向の力が掛からない状態にあるようになっていること、
   を特徴とする液圧スプリング負荷式駆動装置。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載の液圧スプリング負荷式駆動装置：
   前記蓄圧スプリング（１０）のヘッド領域の中で、支持スプリング（２８）が、前記ガイドリング（１４）および／または前記圧力ボディ（１６）に、常に接触しているように、配置されている。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載の液圧スプリング負荷式駆動装置：
   ガイド・ストリップ（１８）が、前記ガイドリング（１４）の中に導入されている。

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