JP3577037B2 - 複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置 - Google Patents

複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3577037B2
JP3577037B2 JP2001517059A JP2001517059A JP3577037B2 JP 3577037 B2 JP3577037 B2 JP 3577037B2 JP 2001517059 A JP2001517059 A JP 2001517059A JP 2001517059 A JP2001517059 A JP 2001517059A JP 3577037 B2 JP3577037 B2 JP 3577037B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
monitoring device
valve
housing
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001517059A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003507663A (ja
Inventor
エッケハルト シュルツェ
Original Assignee
ハルトマン ウント レムレ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ハルトマン ウント レムレ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト filed Critical ハルトマン ウント レムレ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
Publication of JP2003507663A publication Critical patent/JP2003507663A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3577037B2 publication Critical patent/JP3577037B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • G05D16/103Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
    • G05D16/106Sleeve-like sensing elements; Sensing elements surrounded by the flow path
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50518Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using pressure relief valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/857Monitoring of fluid pressure systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

【0001】
本発明は、複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置に関する。
より厳密には、本発明は、複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置であって、液圧シリンダが、シリンダピストンにより互いに境界付けられている2つの圧力室を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、そのピストンおよびシリンダハウジングの択一的な変位配置構成に対応する2つの異なる作用位置で使用可能で、これら異なる作用位置において、安全等の理由から所定の作動圧を維持することが必要であり、そして、請求項1の上位概念に記載された他の構成要件を備える前記複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置に関するものである。この種の監視装置はドイツ連邦共和国特許第2310193号公報から知られている。
【0002】
上記公知の監視装置は、作動圧を設定するために設けられている減圧弁と一体の構成で実現されている。すなわち減圧弁の作用要素は監視装置の作用要素としても利用される。減圧弁は、長尺のブロック状のハウジングの中心貫通穴の中央部分によって受容されている。この減圧弁は、ハウジング穴に対して層状に密封される、基本形状的には筒状容器形のハウジング部分を有し、このハウジング部分内で、該ハウジング部分に対し層状に密封して弁ピストンが圧力漏れがないよう変位可能に案内されている。弁ピストンは、半径方向のフランジによって容器形のハウジング部分の筒体側壁の自由な環状端面で支持可能である。このピストンフランジの弁ハウジングとは逆の側には圧縮渦巻きばねが係合し、他方減圧弁とは逆の側の端部は、ハウジング穴内を圧力漏れがないよう変位可能に配置されているピストンで支持されている。ハウジング穴内でのピストンの位置は、スピンドル駆動部を用いてこの弁ばねの所定のプレストレスを設定するため変更可能で、スピンドル駆動部のスピンドルナットは、ハウジングブロックの弁から離間している一端において中心穴の密閉部を形成している。中心穴は、減圧弁の弁ばねとは逆の側において、ハウジングに固定して中心穴内へ挿着される筒状容器形のハウジング密閉部分の底部領域により密閉されている。この場合、ハウジング密閉部分の管状の側壁の、減圧弁の可動ハウジング側の環状端面は、ハウジング固定の弁ハウジング用ストッパーを形成している。このストッパーにより、いわば弁ハウジングの基本位置として弁ハウジングの1つの終端位置が形成され、この終端位置へ減圧弁の弁ハウジングはその弁ばねの作用により押し込められる。弁ハウジングのこの基本位置では、ハウジング密閉部分の管状部分の内部に圧力漏れがないよう変位可能に配置されている「内側」センサピストンの突出部がハウジング密閉部分から軸線方向へ突出する。この突出部は、ハウジング密閉部分の底部の中心穴を貫通し、ハウジング固定のリングパッキンによりハウジング密閉部分に対し密封される突き棒状のもので、その突出量は、減圧弁のハウジングのこの位置に対し特徴的な電気出力信号を電気スイッチが出力できる程度のものである。このセンサピストンは、軸線方向の短い弁ハウジング側の突き棒状の突出部を介して弁ハウジングで支持されている。これら2つの突き棒状の突出部を互いに離間させている(フランジ状の)センサピストンとハウジング密閉部分の底部との間では、スイッチ操作のために設けられる突き棒状のピストン突出部がリングピストンにより取り囲まれている。リングピストンは、半径方向内側で他のリングパッキンによりフランジ状のピストンの突き棒状の突出部に対して密封され、半径方向外側ではパッキンフランジによりハウジング密閉部分の筒状の側面に対し密封されている。このパッキンフランジは、一方で、ハウジングに固定されハウジング密閉部分の底部により画成されているセンサ室の軸線方向の(可動な)画成部を形成し、他方で、弁ハウジングで直接支持可能なフランジ状のセンサピストンにより軸線方向に可動に画成されている第2のセンサ室の軸線方向の画成部を形成している。弁ハウジングの底部と弁ハウジングで支持可能なセンサピストンとの間に延びているハウジング内部空間と、弁ばね用の受容空間とは、ハウジング固定の管路を介して互いに連通し、液圧システムの備蓄容器に戻っている中心の還流管と同じ圧力のもとにある。この圧力は監視される液圧シリンダ内で減圧弁を介してカップリングされるべき作動圧よりも小さいが、数バール(たとえば5バール)の著しい変動に曝されることがある。この種の圧力変動は別個の漏れオイル管によって抑えることができるが、これには付加的なコストを要する。リングピストンにより圧力漏れがないよう互いに境界付けられているセンサ室はそれぞれ個別に複動液圧シリンダの複数の圧力室の一つに接続されている。これらの圧力室は、この液圧シリンダの作動モードに応じて減圧弁の出口圧により択一的に付勢され、作動態様選択弁の切換え位置に応じて付勢される。センサ室を液圧シリンダ内の作動圧で付勢するための環状面のサイズは次のように選定されている。センサ室の一方において作動圧が弁ばねの設定により予め設定可能な値のたとえば80%の所定の割合に達し、弁ハウジングで支持されているフランジ状のセンサピストンが弁ハウジングのほうへ変位し、これにより弁ハウジングがハウジング密閉部分と当接する基本位置から軸線方向へ変位し、弁ばねのプレストレスが適度に上昇しながら、ハウジングの内側ストッパーリングにより決定される第2の位置に至るまでの変位ストロークaを実施するように選定されている。この第2の位置は弁ピストンの調節位置に対応しており、該調節位置では、シリンダにカップリングされる圧力は、減圧弁の設定作動時に設定された弁ばねプレストレスに対応する圧力よりもわずかに高い。
【0003】
液圧シリンダをどの作動モードで作動させるかに関係なく、すなわち液圧シリンダのどの駆動圧力室に作動圧を生成させねばならないかに関係なく、両センサ室の一方に作動圧をカップリングさせることにより、常に弁ハウジングは「無圧の」基本位置に対しストロークaだけ変位した終端位置へ到達する。この場合、どのセンサ室に監視圧力をカップリングさせるかに応じて、弁ハウジングに近いほうのセンサピストンだけが弁ハウジングのほうへ押しやられるか、或いは、両センサピストンがともに弁ハウジングのほうへ変位する。両ケーストも、弁側のセンサピストンの棒状の突き棒形突出部がスイッチの操作部材から離間し、その際スイッチは、弁ハウジングがほぼa/2に相当する変位ストロークを実施した後にその基本位置へ戻り、この基本位置で切換え出力信号は、メインシリンダ内の作動圧に到達したこと、すなわち液圧装置が正常に作動していることを示す。誤作動により作動圧に到達しなければ前記切換え信号は発生せず、たとえば機械の作動を阻止するような信号の組み合わせを発生させるか、或いは、信号が発生と消滅を繰り返すようであれば、機械を停止させる。
【0004】
この公知の監視装置には、上述したような構成と機能により、以下のような機能上の欠点がある。
突き棒状の操作要素をスイッチへ至る出口側においてハウジング密閉部分に対し密封させているリングパッキンは、比較的高圧に対し密封を維持せねばならず、それ故最小プレストレスのもとになければならない。その結果このリングパッキンは、数バールの圧力に相当する高い摩擦を生じさせる。したがってこのパッキンには、監視の感度を低下させるような影響力がある。両センサピストンをともに変位させる場合にはこのリングパッキンの摩擦抵抗を克服させる必要がある。これは、監視装置の底部側センサ圧力室にカップリングされるような液圧シリンダ圧力室の圧力のみを監視すればよいようなケースである。
【0005】
これに対して、両センサピストンにより軸線方向において画成されているセンサ室にカップリングされるメインシリンダの圧力室の圧力を監視する必要がある場合には、弁ハウジング側のセンサピストンは、外側のリングパッキンの摩擦に抗して移動するばかりでなく、リング状のセンサピストンのリングパッキンが発生させる摩擦に抗しても移動する。すなわち、移動するセンサピストンを摩擦のほぼ2倍の量に抗して変位させねばならず、その結果監視装置の感度は(弁ばねプレストレスの調整により設定される目標作動圧psollと、センサピストンのリングパッキンの付着摩擦を克服するために最低限必要な圧力pとの比psoll/pとして定義される)、最初のケースに比べてほぼ半分の値に低下する。これは、監視される作動圧が比較的高く、これに対して摩擦抵抗に等価の圧力値が小さい間は問題ないが、監視される圧力が比較的低い場合には、切換え誤作動の確率が大きくなる。
【0006】
さらに前記公知の監視装置は、応答時に、すなわち弁ハウジングの変位ストロークが始まる際に振動する傾向がある。これは、弁ハウジングが弁ピストンの調節位置(平衡状態に相当する)から軸線方向へ変位することにより、減圧弁の高圧(P)供給接続部から該減圧弁の消費装置(A)接続部へ至る「弁内部の」流動経路の流動横断面が急激に拡大し、これと同時に、調節作動に消費装置(A)接続部を「弁内部で」弁の還流(T)接続部と連通させる流動経路の流動横断面が減少し、このため平衡状態が急激に乱されるためである。このような振動過程は、弁が再び新たな調節位置に達した後にようよく「沈静する」(弱まる)。
【0007】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べた種類の監視装置において、構成が簡潔で、監視装置の感度が著しく高く、両センサピストンに対し同じ感度が保証されるように改善することである。
【0008】
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴部分により解決される。
本発明による監視装置の感度は、実質的に、センサピストンと操作要素が変位する際の摩擦抵抗だけで決定されている。この摩擦抵抗は、これに関連したパッキンが比較的小さな圧力に対してのみ密封できればよいので、非常に小さなものである。その結果、このパッキンのプレストレスを著しく大きくさせる必要はない。
【0009】
本発明による監視装置の感度は、液圧シリンダの2つの作動態様に対して実質的に同一である。というのは、両センサリングピストンは、層状のパッキン構成で、一方ではこれらセンサリングピストンを受容している滑動案内管に対し密封でき、他方でこれらセンサリングピストンを受容しているハウジングブロックの中心穴に対し密封でき、振動状態における緩衝性運動摩擦以外に実質的に摩擦を生じさせないからである。
【0010】
本発明による監視装置は、いわば従来の慣用的な減圧弁と組み合わせて使用できるように構成されている。減圧弁は、弁ばねがピストンから離間している端部によってばねカラーで支持されているばね受容空間内での調整スリーブの回動阻止構造の点を除けば、何ら構造的な変更を必要としない。これは、弁ハウジングを監視装置用の調整スリーブとして利用するために該弁ハウジングを可動に配置せねばならない公知の装置とは異なっている点である。
【0011】
請求項2に記載の構成によれば、細い針状の操作要素が貫通しているハウジング穴は段付き穴として構成され、調整スリーブのリングフランジを受容しかつ圧力供給装置のタンクと還流管を介して連通している中空空間のほうへ開口するパッキン段を備えている。パッキン段の径は、液圧流体(たとえばオイル)のないスイッチ受容空間に開口しているこの穴の案内段の径よりも大きい。このような構成には次のような利点がある。請求項3に記載のように、このパッキン段により2つのリップパッキンを「直列に」受容でき、これら2つのリップパッキンは、安全上の理由から望ましい、上記空間相互の特に優れた密封を可能にし、いわば密封を二重に安全にしている。この二重の安全性をさらに向上させるため、両リップパッキンの間、有利にはオイルで充填される側の領域に、半径方向の除荷管路が設けられる。このように構成すると、オイル空間側のパッキンが破損した場合(これはオイルの漏出でわかる)、危険が発生する前にオイルをスイッチ受容空間内へ押し込むことができる。
【0012】
請求項5にしたがって、ばねプレストレスの設定のために設けられているねじスピンドルと、回転可能な、しかし軸線方向には不動なばね調整軸とを回転連結させることは、プレストレスの手動調整に対しても、また電動調整に対しても特に合目的である。
【0013】
請求項6にしたがってねじスピンドルの滑動案内スリーブのスリーブ側壁を構成すると、結果的に、監視装置のハウジングブロックの貫通穴内部での調整スリーブの圧力平衡配置が達成される。このため、液圧システム全体の共通の還流管内に発生する圧力衝撃、よってこの還流管と連通している監視装置のオイル空間にも発生する圧力衝撃が、監視装置の調整スリーブの位置へ作用することはない。
【0014】
請求項7にしたがって、減圧弁のピストンの制御面Fと監視装置のセンサピストンの環状面Fとの面積比F/Fを選定することにより、ばねプレストレスの調整により設定可能な作動圧の更なる振動範囲においても、監視装置の確実な応答が得られる。
【0015】
監視対象である作動圧の正確な予設定、特に比較的低い作動圧の予設定というでは、請求項8に記載の構成も適しており、すなわちねじスピンドルは弁ばねを軸線方向において支持しているばねカラーでころ軸受を介して支持される。ころ軸受に対しては、請求項9の構成が有利である。
【0016】
ばねプレストレスを設定するために設けられる調整手段の摩擦のない構成は、特に、このために電動サーボ駆動部を設ける場合有利である。電動サーボ駆動部に対しては、請求項11ないし13に択一的な構成が記載され、或いはその組み合わせでも利用可能な構成が記載されている。
【0017】
請求項14に記載の監視装置の有利な構成により、たとえば調整シリンダのブロックとか消費装置循環路内での漏れ損の増大とかの誤作動の検知が簡単に可能になり、結果的に補助的な安全機能が補充される。
【0018】
請求項15にしたがって、作動圧の予設定のために設けられる減圧弁と圧力を監視される液圧作動要素との間に流動調節弁を設け、この流動調節弁を用いて、圧力を監視される作動シリンダに供給される液圧オイルの流量の所定値を調整可能とし、よって測定した時間とこれに関する経験値との比較のための所定の基礎を得るようにするのが特に有利である。
【0019】
本発明による監視装置の更なる詳細は、図面を用いた以下の実施形態の説明から明らかである。
図1に全体を10で示した電気液圧式監視装置の目的は、一般に、機械の確実な作動のために必要な、該機械の液圧機械要素の作動圧を継続的に監視して、作動圧が調整可能に予め設定可能な値以下になったときに、これに関する電気表示信号を発生させることである。この電気表示信号を用いて、たとえば機械の緊急停止或いは安全機能の自動導入を行なうことができる。
【0020】
説明のために選定した実施形態に対しては、機能を監視される機械要素とは複動式線形液圧シリンダ11、たとえば回転機械の液圧式締め付け装置12の締め付けシリンダであるものとする。この締め付け装置12は、たとえば丸棒状の工作物13を「外側から」締め付けるのを可能にするとともに、たとえば管状の工作物14を「内側から」締め付けるのを可能にする。締め付け装置12のこのような択一的な締め付け機能には、回転スピンドル16をその長さの一部分にわたって外側から取り囲んでいるシリンダハウジング17がスピンドル固定のピストンフランジ18に対し変位する個々の方向が択一的に割り当てられている。ピストンフランジ18により、シリンダハウジング17の内部には、2つのリング状の圧力室19と21が圧力漏れがないように互いに境を接しており、圧力室19と21を択一的に圧力付勢および圧力除去することによりシリンダハウジング17の変位方向を選択でき、よって工作物の締め付け固定の種類を選択できる。
【0021】
作動態様の種類を選定するため、すなわち締め付け固定の所望の種類を生じさせるシリンダハウジング変位方向を選定するため、4ポート2位置切換え弁として構成されたソレノイド弁22が設けられている。ソレノイド弁22は作用位置IとIIをロックでき、切換え磁石26の2つの制御巻線23と24を択一的に励起することにより、以前占めていた切換え位置IまたはIIからこれに対して択一的な切換え位置IIまたはIへ切換えることができる。
【0022】
方向制御弁22の一方の切換え位置Iにおいては、該方向制御弁のP高圧供給接続部27はA消費装置接続部28と連通しており、T還路接続部29はB消費装置31と連通している。他方の切換え位置IIにおいては、P供給接続部27はB消費装置接続部31と連通し、T還路接続部29はA消費装置接続部28と連通する。
【0023】
A消費装置接続部28は、全体を32で示した回転実施部と遮断解除可能な逆止弁33とを介して液圧シリンダ11の「締め付けジョー側の」圧力室21と連通している。この圧力室21を圧力で付勢し、同時にハウジング17の他方のシリンダ室19を圧力除去することにより、液圧シリンダ11のシリンダハウジング17は締め付け装置12のすべての締め付けジョー34の方向へ変位する(図では右側)。他方、B消費装置接続部31は回転実施部32と他の遮断解除可能な逆止弁36とを介して液圧シリンダ11の圧力室19と連通している。圧力室19を圧力付勢し、同時にジョー側の「右側の」圧力室21を減圧させることにより、シリンダハウジング17は締め付け装置12のジョー34から離間する方向へ変位する。
【0024】
回転実施部32が必要なのは、機械の回転作動時にシリンダハウジング17を回転スピンドル16とともに回転させるためである。機械が正常に回転作動しているときには、すなわち方向制御弁22の両消費装置接続部の一方に高い作動圧が生じている場合には、遮断解除可能な逆止弁33と36は両方とも開いている。圧力が低下すると、逆止弁33と36が両方ともその遮断位置へ移行するので、オイルは液圧シリンダ11の圧力室19と21から出ることができない。
【0025】
液圧シリンダ11のそれぞれの圧力室19または21にカップリングされる締め付け圧を調整するため、概略的に図示した圧力供給装置37と方向制御弁22のP供給接続部27の間に接続されているそれ自体公知の減圧弁38が設けられている。この減圧弁38の出口39から出て液圧シリンダ11への圧力供給のために利用される出口圧は、弁ばね41のプレストレス(予緊張力または付勢力)を調整することにより予め設定可能であり、この場合出口圧はこの弁ばね41のプレストレスに比例している。
【0026】
減圧弁38は機能的には三方弁であり、その弁ピストン171は弁ばね41のプレストレスにより極値位置へ押しやられ、この極値位置において、圧力供給装置37の圧力出口172と連通しているそのP供給接続部173は、弁内部にある流動横断面の大きな流動経路を介して減圧弁の出口39と連通している。減圧弁の出口39に発生した出口圧は、絞り174を介して制御室176にカップリングされている。制御室176は、量Fの弁ピストン171の終端面177により片側を軸線方向可動に画成されている。制御室176のばね側の他の終端面178(その有効量Fは制御室176を画成している制御面177の有効量と同じである)において、弁ピストン171は、共通のタンク還路管179に接続され弁ばね41を含んでいる空間137の圧力に曝されている。なお、タンク還路管179にも、機械の液圧システムの他の消費装置(図示せず)が接続されている。付加の増大により減圧弁38の出口圧Pが上昇すると、弁ピストン171には、弁ばねのプレストレスとは逆方向の、量F・Pの力が作用して、弁ばねのプレストレスを増大させようとする。この力が弁ばねのプレストレスを越えると、ばね空間137内の圧力を無視できると仮定すれば、弁ピストン171は、P供給接続部から減圧弁の圧力出口39へ至る流動経路の流動横断面を減少させるような変位を蒙って、調節位置に達する。この調節位置においては、圧力出口39は、圧力Pに応じてP圧力供給接続部173、または、還路管179と連通しているばね空間137(ともに溢れ横断面は小さい)と交互に連通する。またこの調節位置では、減圧弁38の出口圧は弁ばねのプレストレスの調整によって予め選定される作動圧に対応している。
【0027】
減圧弁38のピストン171とばねカラー42との間に緊張固定されている弁ばねのプレストレスを調整するため、全体を43で示したスピンドル駆動部が設けられている。スピンドル駆動部43は、全体を46で示した調整スリーブの中心のねじ山44と噛み合っているねじスピンドル47を有している。ねじスピンドル47は、回動することにより、減圧弁38のハウジング部分48に対し回動を阻止されている調整スリーブ46のねじ山44において軸線方向に変位し、ばねカラー42の弁ばね41とは逆の側の中心に係合する。これによりばねカラー42はねじスピンドル47の回転方向に応じて弁ばね41のプレストレスを増減させるように変位可能である。
【0028】
調整スリーブ46は、基本形状に関しては筒状の容器のごとく構成されていて、そのスリーブ側壁49の比較的薄壁の部分49’は、監視装置10のハウジングブロック52の中心の貫通穴51内で軸線方向に変位可能に案内されている。ハウジングブロック52は、弁ばね41とばねカラー42と調整スリーブ46の底部側の部分とを受容しているハウジング部分48に取り付けられており、ハウジングブロック52の中心の穴51とばね41を受容しているハウジング部分48の中心穴53とは、減圧弁38および監視装置10の共通の中心縦軸線54に対し同軸に配置されている。
【0029】
スリーブ側壁49の薄壁の案内部分49’と、弁ハウジング48の中心穴53内へ突出している厚壁の底部側の側壁部分49”であって、中心にねじ山44を有し、いわばスピンドルナットを形成している調整スリーブ46の底部56に接続している前記側壁部分49”との間において、調整スリーブ46は半径方向外側にリングフランジ57を備えている。このリングフランジ57が、監視装置10の、弁ばね41を収容しているハウジング部分48またはハウジングブロック52の、互いに対向している平らなリング状の支持面58と59に択一的に当接することにより、調整スリーブ46の軸線方向への変位量は最大変位ストロークaに係止的に制限される。
【0030】
この最大変位ストロークaは、互いに対向しているリング状の支持面48,52の軸線方向の間隔と、調整スリーブ46のリングフランジ57の軸線方向の厚さとの差に相当しているが、ねじスピンドル47の回動により得られる、所望のばねプレストレスの設定に必要なばねカラー42の軸線方向の変位ストロークに対して小さく、可能な全ばね調整ストロークのほぼ1/10ないし1/20にすぎない。
【0031】
ねじスピンドル47は、基本形状的には筒状の容器である滑動案内スリーブ62の底部領域61から出ている。滑動案内スリーブ62は、調整スリーブ46の円筒状の内部空間内で回転可能に且つ調整スリーブ46に対し軸線方向へ往復動可能に支持されている。
【0032】
調整スリーブ46は、弁ばね41を受容しているハウジング部分48の中心穴53内へ突出している楔またはピン63により、装置全体の中心縦軸線54のまわりに回動しないよう固定されている。前記楔またはピン63は、調整スリーブ46の底部側の側壁部分49”の、軸線方向に延びている外側溝64と、滑動可能に形状拘束的に係合している。
【0033】
ハウジングブロック52の中心穴51には、該ハウジングブロック52の中心縦軸線54に対し同軸配置で滑動案内管66が挿着されている。滑動案内管66は、その内側面67によって、滑動案内スリーブ62と回転連結される調整軸68を回転可能に支持するための滑動面を形成している。調整軸68は、細い突出部69によってねじスピンドル47の滑動案内スリーブ62内へ突出している。この突出部69には、半径方向へ突出する旗状の回転連結要素71が固定されている。回転連結要素71は、滑動案内スリーブ62のスリーブ側面の縦スリット72と形状拘束的に係合することにより、調整軸が回転したときに滑動案内スリーブを一緒に回転させる。このため、スピンドル47が調整スリーブ46の中心のねじ山44と螺合しているので、ばねカラー62を軸線方向へ変位させる。
【0034】
弁ばねの最大プレストレスを設定するために利用可能な、滑動案内スリーブ62またはねじスピンドル47の変位ストロークは、滑動案内スリーブ62の底部領域61が調整スリーブ46の底部56で(係止作用により)支持されていることにより制限されている。ばね最大プレストレスを設定するために利用可能な滑動案内スリーブ62の変位ストロークは、スリーブ側壁74の自由なリング状の端面73がスナップリング76で軸線方向に支持されていることにより制限されている。スナップリング76は調整スリーブ46の内側の環状溝に挿着されており、その薄壁の側壁部分49’の円環状の端面77のすぐ近くに配置されている。
【0035】
減圧弁38および弁ばね49の典型的な構成では、最大ばねプレストレスに対応する滑動案内スリーブ62の終端位置には、80バールの減圧弁38の出口圧がリンクしており、弁ばね41の最小プレストレスに対応する滑動案内スリーブ62の終端位置には、10バールの出口圧がリンクしている。
【0036】
滑動案内管66の外径は、監視装置10のハウジングブロック52の中心貫通穴51の径よりもかなり小さく、また調整スリーブ46の薄壁部分49’の内径よりも小さい。
【0037】
滑動案内管66は、制御スリーブ46から離間しているその外端に、半径方向のパッキンフランジ78を有しており、該パッキンフランジ78の外側の環状端面は、監視装置10を収容しているハウジングブロック52の外側端面81と同一平面上に延びている。滑動案内管66のパッキンフランジ78は外側溝82を備え、外側溝82にはパッキンリング83が挿着され、パッキンリング83によりリングフランジ78または滑動案内管66は、監視装置10のハウジングブロック52の軸線方向貫通穴51に対して高圧漏れがないよう密封されている。滑動案内管66はそのリングフランジ78の領域に内側溝84を備えており、この内側溝84に他のパッキンリング86が挿着され、パッキンリング86により滑動案内管66はこれを貫通している調整軸68に対し高圧漏れがないよう密封されている。
【0038】
滑動案内管66とこのなかに回転可能に支持されている調整軸68とは、ハウジングブロック52に対し軸線方向にずれないよう固定されている。
このように滑動案内管66と調整軸68とを軸線方向にずれないよう位置固定するため、全体を87で示した筒状容器状のアンカースリーブが用いられる。アンカースリーブ87はハウジングブロック52の中心縦軸線54に対し同軸配置になるように該ハウジングブロック52に取り付けられて、その底部88がハウジングブロック52の外側端面81に当接し、且つその薄壁の側壁89がハウジングブロック52から離間する方向に向くよう配置されている。
【0039】
スリーブ底部88は中心貫通穴91を有し、この貫通穴91を調整軸68の移行部分92が貫通している。移行部分92の径はアンカースリーブ87の貫通穴91の径よりも小さい。滑動案内管68の半径方向のパッキンフランジ78は、その外側の環状端面79の周領域によってアンカースリーブ87の該パッキンフランジ78側の穴縁で軸線方向に支持されている。スリーブ底部88の、滑動案内管68のパッキンフランジ78とは逆の側の側壁側環状面93では、調整軸68が該調整軸の移行部分92に接続しているより大径の支持部分96の半径方向の環状端面94によって軸線方向に支持され、支持部分96に続いて調整軸68の管状の端部部分97が設けられ、その外径は調整軸68のための外側回転軸受を形成しているスリーブ側壁89の内径に相当している。
【0040】
滑動案内管66の調整軸68の抜け落ちはスナップリング98により阻止されている。スナップリング98は、滑動案内管66を貫通している調整軸68の部分の外側環状溝99に挿着されており、滑動案内管66の内側環状端面101で軸線方向において支持されている(図2a)。
【0041】
監視装置10のハウジングブロック52の中心貫通穴51により半径外側を画成され、滑動案内管66の外側面102により半径方向内側を画成されて環状空間104が形成されている。この環状空間104は滑動案内管66のパッキンフランジ78により軸線方向においてハウジング位置固定で密閉されており、ハウジングブロック52の中心穴51の横中心面103までほぼ延びている。横中心面103は、調整スリーブ46が図示の位置にあるとき、調整スリーブ46の平らな環状終端面77が延在している面によって表わされている。
【0042】
上記環状空間内には2つのリングピストン106と107が軸線方向へ変位可能に配置されている。これらのリングピストン106と107は、半径方向内側において滑動案内管66に対して密封され、半径方向外側においては監視装置10のハウジングブロック52の中心穴51に対して密封されている。
【0043】
両リングピストン106と107の互いに対向しあって配置されている環状端面108と109は、第1の環状空間形の圧力センサ室111の軸線方向の画成部を形成している(図2a)。圧力センサ室111は、図示した実施形態の場合、圧力センサ線112を介して方向制御弁22のA消費装置接続部28と連通している。滑動案内管66のパッキンフランジ78に近接して配置されているリングピストン107は、第2の環状空間形の圧力センサ室113の軸線方向に可動な画成部を形成している(図2b)。この第2の圧力センサ室113は、軸線方向にハウジング位置固定して滑動案内管66のパッキンフランジ78により密閉されている。またこの第2の圧力センサ室113は、他の圧力センサ線114を介して方向制御弁22のB消費装置接続部と連通している。
【0044】
圧力供給装置37と減圧弁38と締め付け装置12とが正常に作動するためには、方向制御弁22が作用位置Iにあるとき、減圧弁38の高い出口圧が両リングピストン106と107とによって軸線方向に画成されている第1の圧力センサ室111(Aセンサ室)にカップリングされ、且つ第2のセンサ室113(Bセンサ室113)が圧力除去されていることが前提である。その結果、滑動案内管66のパッキンフランジ78に隣接しているリングピストン107はパッキンフランジ78と当接して押しやられ、他のリングピストン106は調整スリーブ46のほうへ押しやられる。他方、方向制御弁22が他の作用位置IIに接続されているときには、作動圧はBセンサ室113にカップリングされ、他方Aセンサ室111は圧力除去されており、その結果調整スリーブ46には、Aセンサ室111へ圧力をカップリングする場合と同じ方向および大きさの力が作用する。
【0045】
Aセンサ室111を軸線方向において画成しているリングピストン端面108と109の大きさと、Bセンサ室113の軸線方向に可動な画成部を形成しているパッキンフランジ側のリングピストン107のピストン環状端面116の大きさとは同じであり、減圧弁38の出口圧に曝されている制御面Fよりも著しく大きく、たとえば10%ないし15%大きい。制御面Fを圧力で付勢することにより、減圧弁38のピストン171は弁ばね41のプレストレスに抗して調節位置へ到達する。この調節位置は、ばねプレストレスの調整により予め設定された減圧弁の出口圧に対応している。
【0046】
リングピストン106と107の上記のごときサイズ選定により、方向制御弁22のA消費装置接続部28またはB消費装置接続部31に、ばねプレストレスに対応する作動圧が作用すると、調整スリーブ46は締め付け装置12の正常機能と関連している終端位置を占める。この終端位置は、調整スリーブの半径方向外側のリングフランジ57が弁ばね41を受容しているハウジング部分48のリング状の支持面58に当接することにより特徴づけられる。調整スリーブ46がこの位置にあるとき、マイクロスイッチとして構成され、調整スリーブ46の移動と連動する操作要素118を介して切換え可能なエンドスイッチ117は、その基本位置へ切換えられている。この基本位置においては、第1のスイッチ出力119に、調整スリーブ46の上記位置を特徴づける位置表示信号が送られる。
【0047】
方向制御弁22の消費装置出口28または31(切換え位置IまたはIIに対応して減圧弁38の出口圧が作用する)における圧力が比率F/F(F=センサピストン106と107の環状端面の有効量)と乗積される減圧弁の目標値よりも低い場合には、調整スリーブ46は弁ばね41のプレストレスにより図1に図示した位置へ移動し、この位置で調整スリーブ46の半径方向のリングフランジ57は、弁ばね41を受容しているハウジング部分48のリング状の支持面58からストロークaだけ持ち上げられる。調整スリーブ46がこの位置にあるときには、エンドスイッチ117は、第2のスイッチ出力121からこれに特徴的な出力信号が出力されるような切換え位置に切換えられている。この信号がスイッチ117の第2の出力121に作用しているとき、および作用している間は、回転機械のスピンドル116の回転駆動を行なってはならない。
【0048】
説明のために選定した実施形態では、スイッチ117は電気機械的なスイッチとして構成され、中心縦軸線54に平行に択一的な方向で行なわれる変位により切換え可能で、切換え部材123を有している。切換え部材123は、スイッチスプリング126により、針状の棒材として構成される操作要素118の自由端124と当接して保持されている。操作要素118はその縦軸線127が中心縦軸線54に平行に延び、全体を128で示したハウジングブロック52の2段階の穴を貫通している。穴128はスイッチ117用のオイルのない受容空間122とハウジングブロック52のばね空間側の平らな支持面59との間に延在している。この段付き穴128はオイルのないスイッチ受容空間122から出ている案内部分129を有している。案内部分129の径は、わずかに大きいが、針状の操作要素118の径に対応している。さらに段付き穴128は、この案内部分129に比べて拡大され、半径方向の肩部により段状に構成された密封部分129’を有している。密封部分129’の内部では、操作要素118が直接並設されるパッキンリップ131と132により密封部分129’に対し密封されている。密封部分129’は液圧オイルで充填された環状空間133に開口しており、環状空間133内部には調整スリーブ46の半径方向外側のリングフランジ57が配置され、リングフランジ57はハウジング部分48およびハウジングブロック52のリング状の支持面58と59の間を往復動可能である。
【0049】
操作要素118と調整スリーブ46とを連動させるため、調整スリーブ46の半径方向のリングフランジ57は外側溝134を備えている。この外側溝134には、アンカーヘッド136を備えた操作要素118が形状拘束的に掛止され、すなわち頑強に剪断が生じないよう掛止されている。操作要素118の上述した構成と、ばね空間137と同じ液圧状態にある環状空間133(締め付け作動の当初に液圧シリンダ11から還流してくる液圧オイルの圧力の作用を受けている)に対する操作要素118の密封とにより、ハウジングブロック52内での操作要素118の特に摩擦のない滑動案内が得られ、監視装置10の解像能に貢献している。
【0050】
調整スリーブ46の半径方向のリングフランジ57が配置されている環状空間133と、圧力制限弁38の一部であるハウジング部分48のばね受容空間137との連通を実現するため、ばね受容空間137内へ突出している調整スリーブ46の部分49”の径は、ばね41を有しているハウジング部分48の中心穴53の径よりも小さい。
【0051】
ばね空間137は、調整スリーブを回動させないようにするために設けられ、調整スリーブ46の底部側の内部空間領域138に開口している外側溝64と、内部空間領域138と滑動案内スリーブ62のスリーブ側壁の縦スリット72との間に延在している外側の縦溝139とを有している。外側の縦溝139はセンサピストン側の内部空間141とも連通している。内部空間141は、その長さの大部分にわたって滑動案内スリーブ62によって縁取りされ、且つ調整スリーブ46の薄壁の側壁部分49’のピストン側の短い部分142にわたって調整スリーブ46によって縁取りされている。
【0052】
減圧弁38に対しては次のような構成が採用されており、すなわち調整圧に曝されている弁ピストンのピストン端面Fがばね空間137を画成している端面と同じ大きさであるように構成されている。ばね空間137内でΔpだけ圧力が上昇すると、ばねプレストレスは量F・Δpだけ増大する。このため、監視装置10のそれぞれのセンサ室111または113にカップリングされる圧力が同じ量Δpだけ上昇し、その結果、Δpの圧力上昇から生じる力は調整スリーブ側のセンサピストン106に作用し、或いは、このセンサピストンを介して第2のセンサピストン107に作用する力は、対応的に上昇した圧力がセンサ室111または113にカップリングすることによりわずかに過度補正され、一時的なΔpの圧力上昇からエンドスイッチ117の誤作動は生じない。というのは、調整スリーブ46は、装置全体が正常に機能していると前提すれば、図2aと図2bに図示した係止位置からのずれを蒙らないからである。したがって監視装置10は、ばね空間137またはT還路管179(図1)内に発生する圧力衝撃に対し全く反応しない。このことは、特に、締め付け装置12を作動させるための作動圧が40バールと20バールの間の低い圧力範囲にあるときに重要である。
【0053】
作用を説明するため。エンドスイッチ117に対し以下のような前提を設定する。すなわち、締め付け装置12が正常に機能しているときにエンドスイッチ117の第1の出力119から出力される出力信号は、調整スリーブ46がその最大変位ストロークのほぼ半分の値a/2を実施し、その後誤作動に対する出力信号がこのスイッチの第2の出力121に生じたときに低下するものとする。同様にエンドスイッチ117は、調整スリーブが図1に図示した位置から最大変位ストロークの半分の量を図2aと2bに図示した終端位置の方向へ実施したときに、正常機能に特徴的な切換え位置に切換えられる。
【0054】
監視装置10の更なる作用を説明するため、再び図1の電気圧ブロック構成図を参照することにする。
監視装置10は、概略的に図示した制御ユニット145を有している。制御ユニット145は、たとえば締め付け装置12により代表される回転機械のSPS制御またはCNC制御(図示せず)を適当にプログラミングすることにより実現されていてよい。
【0055】
この電子制御ユニットには、別個の入力146と147にエンドスイッチ117の択一的な出力信号が供給される。電子制御ユニット145には、第3の入力148に位置監視スイッチ149の出力信号が送られる。位置監視スイッチ149の出力信号は、方向制御弁22のピストンがその作用位置Iに対応する位置にあることを示すものである。電子制御ユニット145の第4の入力151には、他の位置監視スイッチ152の出力信号が供給される。位置監視スイッチ152の出力信号は、方向制御弁22のピストンがこの弁の作用位置IIに対応する位置にあることを示すものである。
【0056】
なお、締め付け装置12の内側締め付け作動モードには方向制御弁12の作用位置Iが割り当てられ、外側締め付け作動モードには作用位置IIが割り当てられているものとする。回転機械を内側締め付け作動モードで作動させる場合には、回転駆動の準備のために、まず方向制御弁22を外側締め付け作動モードに割り当てられた作用位置IIへ切換える。この作用位置IIにおいて締め付けジョー34は半径方向外側へ変位し、すなわち締め付け装置12は内側締め付け作動に関し「レリーズ」され、内側締め付け作動モードで加工されるべき工作物14を締め付けに適当な位置へもたらすことができる。締め付け装置12がこの「開放」状態にあるとき、工作物の加工に必要な作動圧に設定する。このために必要な減圧弁38の調整は、たとえば手動で回転グリップ153を用いて行なう。回転グリップ153は、通常のごとく、概略的に図示したロック154を解除することにより、アンカースリーブ87から出ている調整軸68の管状の端部部分97と連結可能である。設定されるべき作動圧を検知するため、減圧弁38の出力39に接続される圧力測定器156が設けられている。
【0057】
作動圧を設定するため、電動のサーボ駆動部(図示せず)を設けてもよい。サーボ駆動部は、電子制御ユニット145のこれに関する目標圧制御出力157を介して制御可能である。この種の作動圧設定に対しては、圧力測定器156として電子圧力センサを使用する。電子圧力センサの圧力出力信号は、電子制御ユニットのこれに関する実際値入力158に供給され、電子制御ユニットはこの実際値を調整可能に予め設定可能な目標値と比較して、この比較に基づきサーボ駆動部に必要な出力信号を目標値制御出力157から出力させる。
【0058】
電動サーボ駆動部を用いた作動圧設定の簡単な例として、サーボモータとしてステッピングモータを設けてもよい。ステッピングモータは、予め設定可能な数量の制御パルス(それぞれ増分調整ストロークと関連している)で制御することにより、プレストレス調整ストロークを実施するために制御可能である。また、スピンドル47或いは滑動案内スリーブ62および(または)弁ばね41またはそのばねカラー42のプレストレス調整ストロークを監視するためのアナログ式或いはデジタル式の距離測定システムを設けてもよい。
【0059】
作動圧調整段階の間、減圧弁38の出口圧は、図1によれば液圧シリンダ11の左側の圧力室19にカップリングされ、他方右側の圧力室21は圧力除去されている。シリンダハウジング17は、調整段階の定常状態では回転実施部32のほうへずれた終端位置にある。方向制御弁22のB消費装置接続部31に作用する圧力は、監視装置10の第2のセンサ室113にもカップリングされ、監視装置10の他の圧力センサ室111は圧力除去されている。両センサピストン106と107は図2bによれば左側へ変位しており、調整スリーブ46はそのリングフランジ57によって、弁ばね41を受容しているハウジング部分48の半径方向のリング状の支持面58で支持されている。エンドスイッチ117はその基本位置を占めており、第1のスイッチ出力119のスイッチ出力信号が出力される。このスイッチ出力信号が(第1のスイッチ出力119から)出力され、内側締め付け作動への電子制御ユニット145の設定を表わす「内側」作動態様選定信号が出力されている間は、回転スピンドル16の回転駆動部159(図1)を始動させることはできない。
【0060】
工作物14を締め付け固定するため、手動またはプログラミング制御して、電子制御ユニット145の制御電流パルスを発生させる。この制御電流パルスにより方向制御弁22はその作用位置Iへ切換えられる。方向制御弁22がこの作用位置にあるとき、液圧シリンダ11の左側の圧力室19は圧力除去されており、液圧シリンダの右側の圧力室21は方向制御弁22のP消費装置接続部27と連通し、すなわち減圧弁38の圧力出口39と連通している。方向制御弁22をその作用位置Iへ切換えることにより、シリンダハウジング17の締め付け運動は「右側へ」が選定され、その際右側の圧力室21内の圧力は当初は運動抵抗に応じて低いままである。第1のセンサ室111にカップリングされている圧力は対応的に低く、第2のセンサ室113は圧力除去されており、その結果弁ばね41のプレストレスは、調整スリーブ46とセンサピストン106と107とをストロークaだけパッキンフランジ78の方向へリングピストン107がそのフランジ78と当接するまで変位するのに、すなわち調整スリーブ46とピストン106と107とが図1に図示した位置まで変位するのに十分である。この変位運動の途中でマイクロスイッチ117が切り替えられるので、スイッチ出力信号がマイクロスイッチの第2の出力121または電子制御ユニット145の第2の入力147に現れる。この場合、すなわちシリンダハウジング17がいわば自由に移動し、締め付けジョー34が工作物14に当接するまで、締め付け装置12の締め付けに必要な液圧シリンダ11の右側の圧力室21の圧力が上昇している間、回転スピンドル16の回転駆動部159を作動させることはできない。
【0061】
この圧力室21内の圧力(第1のセンサ室111にもカップリングされている)が弁ばね51の設定プレストレスにより設定される目標作動圧の85%ないし90%の最小圧を越えると、調整スリーブ46で支持されているセンサピストン106は調整スリーブ46とともに再び弁ハウジング部分48のリング状支持面58の方向へ変位して、ばねプレストレスをわずかに増大させ、その際マイクロスイッチ117は完全ストロークaのほぼ半分の実施後に再びその基本位置へ戻り、この基本位置でスイッチ出力信号が電子制御ユニット145の第1の監視入力146に送られる。このとき回転スピンドル16の回転駆動部159を作動させることができ、手動またはプログラミング制御により回転機械の加工作動を開始させることができる。内側締め付けに関するこの説明は、外側締付けにも対応的に適用される。
【0062】
液圧システムの、作動圧に曝されている部分に、たとえば管の破損により圧力降下が生じると、調整スリーブが図2aと図2bに図示した係止位置から変位することにより監視装置がこの圧力降下に反応し、マイクロスイッチ117が切換えられる。その結果回転駆動部159が停止して、締め付け装置12の解除から生じる危険が回避される。
【0063】
監視装置10の更なる安全機能は、実質的に、電子制御ユニット145を適当に構成することにより達成される。すなわち、前述の締め付け作動モードに必要な作用位置IまたはIIへ方向制御弁22を切換えてから、減圧弁38の調整により予め設定される作動圧に達するまでの時間を検出し、この時間を、締め付け装置12の正常機能に特徴的な経験値と比較させる。
【0064】
測定した時間が経験値よりも著しく短い場合は、これは締め付け作用を得る前に液圧シリンダ11が「停止」(ブロック)していることの徴候である。電子制御ユニットは、回転駆動部159が作動するのを阻止するような信号組み合わせを生成する。さらに、方向制御弁22を再び締め付け装置12の開放状態に割り当てられている作用位置IIまたはIへ戻すような制御信号を生成させる。
【0065】
測定した時間が経験比較値よりも著しく長い場合には、これは高圧の漏れを生じさせる回路が存在していることの徴候である。この場合も、回転駆動部159の作動を阻止する信号組み合わせが生成される。
【0066】
方向制御弁22の切換えから圧力が作動圧へ上昇するまでに経過する測定時間の確実な評価を可能にするような所定の条件を作るため、減圧弁38と方向制御弁22のP供給接続部27との間には流動調節弁162が接続されている。流動調節弁162は、液圧シリンダ11に供給される液圧オイル流を、作動圧達成直前までほぼ一定に保たれる所定の値へ保持する。流動調節弁162は位置調整可能な弁として構成するのが合目的であり、このようにすると、たとえば傷つきやすい工作物13または14を加工の対象とし、比較的低い締め付け圧で加工しなければならないようなケースに対して、締め付けジョー34の締め付け位置へ「慎重に」、ゆっくりと接近させることが可能であり、圧力の急激な上昇を回避できる。
【0067】
弁ばね41のプレストレスの設定の際に克服せねばならない摩擦を可能な限り小さくさせるため、弁カラー42はこれを調心させるころ軸受163を介してねじスピンドル47の自由端164で支持されている。このころ軸受163は一種のアンギュラ玉軸受として構成され、その支持球166は、ねじスピンドル47の自由端164のほうへ拡大しているばねカラー側の円錐形の転動面167と、ねじスピンドル47の半球状に構成された自由端164との間に締め付け固定されている。支持球166の半径と、ねじスピンドルの半球状の支持端164の半径と、ばねカラー42の円錐形の転動面167の配置および傾斜とは互いに十分整合しており、中心軸線54と同軸の円軌道168(この円軌道に沿って支持球166は半球状のスピンドル端164上を転動することができる)の半径が支持球166の半径に等しくなるか、或いはほぼ等しくなるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による監視装置の電気液圧ブロック構成図で、2つの圧力室を択一的に圧力付勢または圧力除去することにより択一的な作用位置へ制御可能である締め付けシリンダを例としたものである。
【図2aと2b】図1の監視装置の作動シリンダの択一的な作動態様に割り当てられたセンサピストンの択一的な作用位置を示すものである。

Claims (15)

  1. 複動液圧シリンダ(11)用電気液圧式監視装置(10)であって、液圧シリンダ(11)が、シリンダピストンにより互いに境界付けられている2つの圧力室(19,21)を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、そのピストンおよびシリンダハウジングの択一的な変位配置構成に対応する2つの異なる作用位置で使用可能で、これら異なる作用位置において、安全等の理由から所定の作動圧を維持することが必要であり、所定の作動圧を予め設定するため減圧弁(38)が設けられ、減圧弁(38)を用いて、圧力供給装置の高い出口圧から、液圧シリンダ(11)のその都度の機能に割り当てられた圧力室にカップリング可能な所定の圧力を導出可能であり、この所定の圧力を、スピンドル駆動部を用いて弁ばね(41)のプレストレスを調整することにより予め設定可能であり、弁ばね(41)が加圧して排流される液圧システムの液圧流体内にあるばね空間(137)内に配置され、ばね空間(137)が片側を調整スリーブ(46)により軸線方向に可動に縁取りされ、調整スリーブ(46)がハウジング要素との係止作用により生じる択一的な個々の終端位置の間を軸線方向の制限的なストローク範囲(a)内で変位可能であり、上記終端位置には、液圧流体のないハウジング空間(122)内に配置されるスイッチ(117)の個々の択一的な切換え位置が関連しており、スイッチ(117)が調整スリーブと連動する操作要素(118)により操作可能であり、液圧シリンダにカップリングされる作動圧を検知するため、2つのセンサピストン(196,107)により画成され、それぞれ液圧シリンダの圧力室(19,21)の一方と連通している、軸線方向に移動可能な2つのセンサ室が設けられ、これら2つのセンサ室を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、電子スイッチ(117)の両切換え位置の一方と関連しているような終端位置へ調整スリーブを押しやるようにした、前記監視装置において、
    a)センサピストンがリングピストンとして構成され、半径方向外側において監視装置(10)のハウジングブロック(52)の中心貫通穴(51)に対し密封され、且つ半径方向内側において滑動案内管(66)の外側面(102)に対し密封されており、滑動案内管(66)が、中心貫通穴(51)の弁ばね(41)とは逆の側の端部部分の半径方向端部フランジ(78)により中心貫通穴851)に対し密封され、且つハウジングブロック(52)に対する軸線方向へのずれを阻止されていること、
    b)調整スリーブ(46)が筒状の容器状に構成され、その底部が弁ばね(41)のほうへ指向するよう配置され、隣接するセンサピストン(106)のほうへ指向する側壁部分(49’)が中心貫通穴(51)内を滑動するように移動可能に案内され、側壁部分(49’)の、中心貫通穴(51)内部に配置される環状端面(77)で、センサピストン(106)が軸線方向で支持可能であり、終端位置の間で可能な軸線方向における調整スリーブの変位ストローク(a)が、該調整スリーブの半径方向のリングフランジ(56)と互いに対向して配置されるハウジング側のリング状の端面(58,59)との係止作用により表わされ、調整スリーブが回動を阻止されていること、
    c)ねじスピンドル(47)が、調整スリーブ(46)の側壁内側で回転可能に且つ軸線方向に滑動可能に支持されている筒状容器形の滑動案内スリーブ(62)の底部側突出部として構成され、且つスピンドル駆動部のスピンドルナットの機能を果たす調整スリーブ(46)の底部(56)の貫通ねじ穴(62)にねじ込み可能に案内され、且つその自由端によって、弁ばね(41)を緊張させるために軸線方向へ移動可能なばねカラー(42)の中心部に係合すること、
    d)滑動案内管(66)内の中心部に調整軸が回転可能に支持され、調整軸が滑動案内スリーブ内へ軸線方向に突出する突出部(69)を有し、突出部(69)が、滑動案内スリーブを調整軸と回転可能に且つ形状拘束的に連結させるために設けられる半径方向の連結要素(71)を備えていること、
    e)中心貫通穴(51)の内部で調整スリーブ(46)によって縁付けされた内部空間と、調整スリーブの半径方向外側のフランジ(57)を内設した、半径方向に拡大されたハウジング空間(133)とが、弁ばね(41)とばねカラー(42)とを収容しているハウジング空間(137)と連通していること、
    f)マイクロスイッチ(117)の操作要素(118)が細い棒材として構成され、細い棒材は、液圧流体のないマイクロスイッチ(117)の受容空間と調整スリーブ(46)の半径方向の外側フランジ(57)を受容している環状空間(133)との間に延びているハウジングブロック(52)の穴(128)であって、その中心軸線(127)がハウジング(52,48)の中心縦軸線(54)に平行に延びている前記穴(128)内へ滑動移動可能に且つこの穴(128)に対し密封して配置され、且つアンカーヘッド(136)と調整スリーブ(46)のリングフランジ(57)のアンカーナット(134)との形状拘束的な係合により調整スリーブ(46)と引張り応力および剪断応力に耐えうるように連動可能に連結されていること、
    を特徴とする前記監視装置。
  2. スイッチ(117)を受容する液圧流体のない受容空間(122)と調整スリーブ(46)の半径方向のフランジ(57)を受容しているハウジング空間(133)との間に延び、操作要素(118)が貫通しているハウジングブロック(52)の穴(128)が、液圧流体のない前記受容空間(122)に開口している案内部分(129)であって、径が案内遊びをも含めて針状の操作要素(118)の径に相当している前記案内部分(129)と、該案内部分(129)に対し半径方向に拡大され、環状空間(133)に開口している密封部分とを備えてなり、密封部分の内部で、操作要素(118)が監視装置(10)のハウジングブロック(52)に対し密封されていることを特徴とする、請求項1に記載の監視装置。
  3. 段付き穴(128)の密封部分内部で操作要素(118)をハウジングブロック(22)に対し密封するため、穴の中心軸線(127)の方向に見て互いに直列に配置される2つのリップパッキン(131,132)が設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の監視装置。
  4. 段付き穴(128)の、より大径の穴段から、半径方向の除荷穴が出ており、その穴側の開口部が、液圧流体で充填される調整スリーブ(46)のリングフランジ(57)用の受容空間に隣接して配置されているリップパッキン(133)の密封領域内部に配置されていることを特徴とする、請求項3に記載の監視装置。
  5. 調整軸(68)が、監視装置(10)のハウジングブロック(52)に対する軸線方向の変位を阻止されていること、回転連結要素(71)が旗状または鍵歯状要素として構成され、滑動案内スリーブ(66)のスリーブ側壁(74)の縦スリット(72)内へ半径方向に突出し、縦スリット(72)の縦壁が回転連結要素(71)の両側で該回転連結要素で滑動可能に支持されていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一つに記載の監視装置。
  6. スリーブ側壁(74)の縦スリット(72)が、調整スリーブ(46)のリングフランジ(57)を受容している環状空間(133)に開口する滑動案内スリーブ(62)の外側の縦溝(139)と連通していることを特徴とする、請求項5に記載の監視装置。
  7. 減圧弁(38)の出口圧で付勢することにより弁ばね(41)の設定プレストレスとは逆方向の力であって、減圧弁の調節平衡状態で所望の作動圧を放出させる前記力を生じさせる減圧弁(38)の制御面の大きさ(F)が、液圧シリンダ(11)内の作動圧を作用させることのできるセンサピストン(106,107)の環状面の大きさFよりも小さいことを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一つに記載の監視装置。
  8. ねじスピンドル(47)が調心ころ軸受(163)を介してばねカラー(42)で軸線方向に支持され、ばねカラー(42)が軸線方向へ変位することにより減圧弁(38)の弁ばね(41)のプレストレスの調整を行うことを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一つに記載の監視装置。
  9. ころ軸受(163)がアンギュラ玉軸受として構成され、その支持球が、ねじスピンドル(47)のほうへ拡大しているばねカラー側の円錐状の転動面(167)とねじスピンドル(47)の自由端(164)に設けた球欠状の転動面との間に締め付け固定されていることを特徴とする、請求項8に記載の監視装置。
  10. 減圧弁(38)の弁ばね(41)のプレストレスを調整するため、電動サーボ駆動部が設けられていることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一つに記載の監視装置。
  11. サーボモータとしてステッピングモータが設けられ、ステッピングモータは、それぞれ増分調整ストロークと関連している予め設定可能な数量の制御パルスで制御することによりプレストレス調整ストロークを実施するため制御可能であることを特徴とする、請求項10に記載の監視装置。
  12. スピンドル(47)および(または)弁ばね(41)のプレストレス調整ストロークを監視するための距離測定システムが設けられていることを特徴とする、請求項10または11に記載の監視装置。
  13. 弁ばね(41)のプレストレスを調整するために圧力調節回路が設けられ、該圧力調節回路が、減圧弁(38)の出口圧を検出する電子圧力センサまたは電気機械的圧力センサ(156)を備え、該圧力センサ(156)の、圧力を特徴づける出力信号が、電子制御ユニットに送られ、電子制御ユニットは、実際値信号により表わされる圧力を調整可能に予め設定可能な目標値と比較することにより、実際値を目標値に一致させるために必要な、電動調整装置のための制御信号を生じさせることを特徴とする、請求項10から12までのいずれか一つに記載の監視装置。
  14. 方向制御弁(22)を液圧シリンダ(11)の所定の作動モードに必要な作用位置(IまたはII)へ切換えた時点から、減圧弁(38)のばねプレストレスの調整により設定される作動圧に達するまでにかかる時間を検出する電子時間測定装置が設けられ、電子時間測定装置は、測定した時間と監視される液圧装置の正常機能に特徴的な経験値とを比較することにより、測定した時間が比較時間よりも著しく短い或いは長い場合、または作動圧に達しない場合に対する誤作動表示信号を生じさせることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか一つに記載の監視装置。
  15. 方向制御弁(22)を切換えてから作動圧に達するまでの時間の大部分にわたって、液圧シリンダ(11)に供給される液圧流体流を所定の値範囲内に保持する液圧調整部材が設けられ、有利には減圧弁(38)と液圧シリンダ(11)の間に接続される流動調節弁(162)が設けられていることを特徴とする、請求項14に記載の監視装置。
JP2001517059A 1999-08-16 2000-07-31 複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置 Expired - Fee Related JP3577037B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19938132.1 1999-08-16
DE19938132A DE19938132A1 (de) 1999-08-16 1999-08-16 Elektrohydraulische Überwachungseinrichtung für einen doppelt wirkenden Hydrozylinder
PCT/EP2000/007368 WO2001012995A1 (de) 1999-08-16 2000-07-31 Elektrohydraulische überwachungseinrichtung für einen doppelt wirkenden hydrozylinder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003507663A JP2003507663A (ja) 2003-02-25
JP3577037B2 true JP3577037B2 (ja) 2004-10-13

Family

ID=7918103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001517059A Expired - Fee Related JP3577037B2 (ja) 1999-08-16 2000-07-31 複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6813987B1 (ja)
EP (1) EP1204823B1 (ja)
JP (1) JP3577037B2 (ja)
AT (1) ATE277288T1 (ja)
DE (2) DE19938132A1 (ja)
WO (1) WO2001012995A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPD20050253A1 (it) * 2005-08-16 2007-02-17 Sit La Precisa Spa Dispositivo per il controllo multifunzionale dell'erogazione di un gas combustibile verso un apparecchio bruciatore
DE102005052692B3 (de) * 2005-10-28 2007-05-31 Voith Turbo H + L Hydraulic Gmbh & Co. Kg Elektrohydraulische Überwachungseinrichtung
DE102007048686A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Sms Demag Ag Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines Kolben-Zylinder-Systems
CN110332168B (zh) * 2019-08-05 2024-03-22 安徽理工大学 一种基于二自由度电机的比例流量控制和高速开关两用阀

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1544188A (fr) * 1967-09-21 1968-10-31 Poclain Sa Dispositif de détection de fin de course de pistons de vérins
US3648568A (en) * 1970-03-09 1972-03-14 Mosier Ind Inc Signal valve
DE2310193C2 (de) * 1973-03-01 1974-11-21 Index-Werke Kg Hahn & Tessky, 7300 Esslingen Sicherheits-Druckregelventil zur Einstellung eines konstanten Arbeitsdrukkes
US4275793A (en) * 1977-02-14 1981-06-30 Ingersoll-Rand Company Automatic control system for rock drills
DE3313381C2 (de) * 1983-04-13 1985-02-21 Heller Hydraulik GmbH, 7440 Nürtingen Einrichtung zur Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines Verbrauchers
DE3720266A1 (de) * 1987-06-19 1988-12-29 Bw Hydraulik Gmbh Elektrohydraulisches regelsystem
DE3836453A1 (de) * 1987-12-21 1989-07-06 Bosch Gmbh Robert Ventilanordnung zur steuerung und ueberwachung des arbeitsdruckes eines hydraulischen verbrauchers
DE9413273U1 (de) * 1994-08-17 1994-10-06 Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 81673 München Spannmodul für Werkzeugmaschinen-Spannvorrichtung
DE4446538A1 (de) * 1994-12-24 1996-06-27 Bosch Gmbh Robert Hydraulische Spanneinrichtung
DE29710127U1 (de) * 1997-06-10 1997-08-14 Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 81673 München Elektrohydraulische Spannvorrichtung
DE29808294U1 (de) * 1998-05-07 1998-08-13 Heilmeier & Weinlein Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co KG, 81673 München Elektrohydraulischer Spannmodul

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003507663A (ja) 2003-02-25
EP1204823A1 (de) 2002-05-15
WO2001012995A1 (de) 2001-02-22
DE50007924D1 (de) 2004-10-28
ATE277288T1 (de) 2004-10-15
DE19938132A1 (de) 2001-02-22
US6813987B1 (en) 2004-11-09
EP1204823B1 (de) 2004-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8262058B2 (en) Balanced pilot operated check valve
US4195552A (en) Pressure reducer and flow control valve
US3215163A (en) Two-position, four-way pilot operated valve
AU668609B2 (en) Safety valve for high-pressure pumps, high-pressure water jet machines or the like
US8555772B2 (en) Directional control valve, particularly for controlling an actuating cylinder of a turbo-machine
KR100906434B1 (ko) 변환밸브장치 및 유체압 실린더장치
JPH076531B2 (ja) 油圧制御装置
JPH0553962B2 (ja)
JP3577037B2 (ja) 複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置
US20130081714A1 (en) Flow control valve
KR101363207B1 (ko) 왕복 운동 압축기의 흐름율의 연속적인 조절을 위한 장치
JP2011504985A (ja) 二重冗長式サーボ弁
US6470789B1 (en) Dual stroke cylinder
US6691980B2 (en) Balanced valve with actuator
US3874406A (en) Control valve assembly
US4088064A (en) Control apparatus
US4169405A (en) Control apparatus
JPH02501847A (ja) 油圧式増幅器を備えた直線駆動装置
EP1699727B1 (de) Hubsystem zum anheben und absenken und/oder verschieben grosser lasten
US11680589B1 (en) Sequence valve with a reverse free flow configuration integrated therewith
EP0955472A1 (de) Sitzventil
DE3643318A1 (de) Druckentlastetes ventil
EP0648942B1 (en) Linear pneumatic actuator with a reversible-action locking device
US11009896B2 (en) Proporational flow control valve and pilot-operated check valve integrated therewith
US4343331A (en) Electro-hydraulic actuating device and a fast-switching magnetic valve for use therein

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040708

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees