JPH0215898A - プレスアクチュエータにおける圧力供給方法及び装置 - Google Patents

プレスアクチュエータにおける圧力供給方法及び装置

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JPH0215898A
JPH0215898A JP1112262A JP11226289A JPH0215898A JP H0215898 A JPH0215898 A JP H0215898A JP 1112262 A JP1112262 A JP 1112262A JP 11226289 A JP11226289 A JP 11226289A JP H0215898 A JPH0215898 A JP H0215898A
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pressure
actuator
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレスアクチュエータにおける圧力供給方法
及び装置に関するものである。
ある作業及び製造行程において空気圧型アクチュエータ
、を利用した場合、接近ストロークすなわちアイドルス
トロークとして既知な加圧ストロークの一部を、特別な
抵抗なく行う一方で、作動ストロークとして以下に述べ
るストロークの残りの部分に関して所定のスラスト力を
必要とするような加圧機能を発揮することができる。
上述したもののうち特別な場合として、ゴムとエラスト
マ材を内部で混合させる場合がある。この場合において
、処理されるべき材料の投入用ハツチを開放させるため
に、空気圧型アクチュエータにより加圧負荷部を上昇さ
せ、その後、投入された材料に接触するまで加圧負荷部
を降下させ、更にその後、全ての材料の処理を完了させ
るために、混合チャンバ内の材料を所定圧の加圧負荷部
で加圧させる必要がある。更にこの場合、アクチュエー
タの上側チャンバに供給された大量の圧縮空気は所定の
ストロークを完了させるのに必要であり、このストロー
クの一部は、混合チャンバの出入れ用ハツチを開放させ
るために加圧負荷部を上昇させた後に、アクチュエータ
に連結された加圧負荷部を降下させる場合にのみ必要で
あり、その一方で、作動圧力を必要とするストロークの
一部を制御することとなる。大量の圧縮空気の供給を必
要とすることによって、装置の価格が高くなると共に、
装置による電力の消費が多くなるといった問題点を有す
る。そこで本発明に係る装置及び方法は、コンプレッサ
に必要とさる空気量を制限することによって、製造サイ
クルに必要な圧縮空気を節約し、更に、アクチュエータ
の出力を増加させながら、アクチュエータの移動時間を
少なくすることを目的としている。
そこで、上記目的を達成するため、本発明に係る装置は
、シリンダを有し、且つ、このシリンダ内で２つのチャ
ンバすなわち上側チャンバと下側チャンバとに区画する
ピストンを具え、且つ圧力供給装部とを設けたプレスア
クチュエータに圧力を供給するための装置であって、前
記圧力供給部に連結された空気圧制御ユニットを有し、
前記アクチュエータの前記上側チャンバまで延びた少な
くとも一部の供給ラインと、前記アクチュエータの前記
下側チャンバまで延びた供給ラインとを含み、相応する
供給弁及び排出弁をもった圧力供給装置において、前記
制御ユニットと前記アクチュエータとの間に介挿された
エコノマイザユニットを貫通するように前記供給ライン
を配置し、前記エコノマイザユニットは、前記上側チャ
ンバまで延びた前記供給ラインを遮断するように取付け
られたサーボ制御型弁と、前記下側チャンバまで延びた
前記供給ラインを遮断するように取付けられたサーボ制
御型弁と、前記供給ラインの前記弁の下流側において、
前記下側チャンバの前記供給ラインと前記上側チャンバ
の前記供給ラインとの間を連結する連結パイプとを有し
、一方、前記ピストンの位置検出手段を設け、前記位置
検出前記手段が、前記サーボ制御型弁と機能的に連結さ
せられると共に、前記ピストンの連続した移動行程にお
いて前記サーボ制御型弁を開閉制御させる構成を具えた
ことを特徴としている０本発明の好適な実施態様におい
て、前記アクチュエータ用ピストンの位置検出手段は前
記ピストンの位置を検出する少なくとも一個の検出装置
を有し、前記チャンバまで延びた前記供給ラインの間を
連結する前記連結ラインに配置された前記サーボ制御型
弁を閉鎖させ、前記チャンバまで延び且つ前記制御ユニ
ットの前記各供給ライン及び排出ラインに連結された前
記供給ラインに配置された前記サーボ制御型弁を開放さ
せるように、前記検出装置をピストンストロークの中間
点に配置する。
本発明の更に好適な実施態様において、前記制御ユニッ
トは、前記作動用ピストンの降下ストロークに制動をか
ける空気圧ブレーキ手段を具え、前記アクチエエータ用
の位置検出手段は、最下降レベルの上方に位置するレベ
ルに位置されたピストン位置検出装置を有し、このピス
トン位置検出装置により前記ブレーキ手段を作動させて
いる。
本発明の更に好適な実施Ｂ様において、前記エコノマイ
ザユニットは、前記アクチュエータから僅かに離間して
配置されると共に、流体の流れに際して極僅かな圧力降
下を生起するような大きな通路部分をもつパイプ及び弁
を具える。
本発明の更に好適な実施態様において、前記各サーボ制
御型弁は、ロータリ弁を構成すると共に、サーボ制御型
アクチュエータを有し、前記アクチュエータに、外部の
制御及び監視手段に連結された電Ｔｔｌ弁を介して空気
圧を供給する。
本発明に係る圧力供給方法おいては、シリンダを有し、
且つ、このシリンダ内で２つのチャンバすなわち上側チ
ャンバと下側チャンバとに区画するピストンを具え、且
つ、圧力供給部を設けたプレス型アクチュエータに圧力
を供給する方法において、最大のメイン圧力で前記シリ
ンダの前記下側チャンバに圧力を供給してなる前記ピス
トンの少なくとも一つの上昇行程と；前記ピストンの前
記上側チャンバと前記下側チャンバとの間を直接的に連
結し、前記チャンバの外部の供給ラインと排出ラインを
遮断して、圧力を復元させるような前記ピストンのアイ
ドル降下行程と；少なくともｉ′ｉ？ｌ記チャンバ間の
前記直接連結を？！断し、前記アクチュエータの前記下
側チャンバ内の空気を排出させる前記ピストンの作動降
下行程と；を具丸たことを特（牧としている。
本発明の好適な実施態様において、前記作動降下行程は
、前記アクチュエータの前記下側チャンバを連通させて
、所定圧の空気を前記下側チャンバに供給する過程を含
んでいる。
本発明の更に好適な実施態様において、前記作動降下行
程は、遮断された空気を前記ピストンの前記上側チャン
バ内で膨張させる過程を含んでいる。
本発明の更に好適な実施態様において、前記作動降下行
程は、前記アクチュエータの前記下側チャンバから大気
へ延びた前記排出ラインを自動的に絞る最終ブレーキ過
程を含んでいる。
以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第１図に示すように、ゴム、エラストマ及び類似の材料
の混合を行うための内部ミキサは、チャンバ３の内部で
材料を混合するロータ２を含んだ本体１を有している。
この本体に、処理後に材料を除去するための排出ハツチ
４と、複数の材料を入口で混合させるだめの投入部５と
を設け、投入された材料は、加圧負荷部６によってチャ
ンバ３内に押し込められる。この場合、加圧負荷部６の
完全な降下位置は実線で示され、加圧負荷部６の完全な
上昇位置は一点鎖線で示されている。
加圧負荷部６は、シャフト７によって、シリンダ９の内
側で摺動可能なピストン８に連結されており、シリンダ
９内でピストン８は上側チャンバと下側チャンバの境界
を形成している。処理されるべき材料を圧縮するための
降下および加圧を行わせるために、加圧負荷部６はピス
トン８によって昇降させられる。
ピストン８とシ゛リンダ９によりアクチュエータＩＯを
形成し、このアクチュエータ１０に空気圧を供給して、
上述の昇降及び加圧作動を行わせている。
アクチュエータ１０に空気を供給するための空気圧回路
が設けられており、第２図における空気圧回路図は、加
圧負荷部６の上昇行程を示しており、第３〜８図におけ
る空気圧回路図は、下降及び加圧の連続行程を示してい
る。
アクチュエータ１０の空気圧は、空気圧メイン供給部１
１から既知の主制御ユニッ目２を介して供給されており
、主制御ユニッ目２は潤滑／凝縮分離ユニッ目３を有し
、このユニット１３の下流側で、シリンダの下側チャン
バへの供給ラインは、電磁弁１４と、電磁弁１６によっ
て空気制御された弁１５と、逆止弁１７と、スロットル
１８とを含んでいる。シリンダの上側チャンバへの供給
ラインに、セレクタ２０によって所望圧レベルで作動さ
せられる減圧装置１９とＴＨＮ弁２１が設けられている
。エコノマイザユニット２２は、制御ユニット１２がら
空気圧供給を受けていると共に、弁２３，２６．２９を
含んでいる。弁２３は、シリンダの上側チャンバへの供
給ライン上に配置されていると共に、空気サーボ制御装
置２４を介してｉｌ弁２５により制御されている。弁２
６は、シリンダの下側チャンバへの供給ライン上に配置
されていると共に、空気サーボ制御装置２７を介して電
磁弁２８により制御されている。弁２９は、シリンダの
上側及び下側チャンバへの供給ラインに相互に連結され
ていると共に、空気サーボ制御装置３０を介して電磁弁
３１により制御されている。
エコノマイザユニット２２を利用しない作動に関して、
弁２３，２６．２９は第２図に示された状態にセットさ
れている。つまり弁２３．２６は開状態、弁２９は閉状
態にセットされている。ユニット２２のような介在物な
しに、制御ユニッ目２が直接アクチュエータに連結され
た場合、制御ユニット１２はアクチュエータに直接、空
気圧を供給することができる。
ピストン８および加圧負荷部６の上昇中において、シス
テムは、第２図に示された状態に維持されている。
電磁弁１４を励磁させることによって、弁１４は開き、
ユニット１２を介して空気はシリンダの下側チャンバに
供給される。その結果、ピストン８は、上昇し始めると
共に、ピストンストロークの頂部における上昇位置に維
持されることとなる。
弁１５．１７及びスロ７）ル１８を通る自由流れの存在
により、ピストン８を、有効な圧力下で可能ならしめる
最大速度で上昇させることができる。
エネルギの復元に関して、ピストン８の降下を開始させ
るために、電磁弁２５および２８を励（ｎさせて、第３
図に示すように弁２３および２６を閉鎖する。
弁２３．２６の各々に関連する位置インジケータ３２゜
３３は電磁弁３１を励磁させることができ、この励磁に
よって弁２９は開放されて、ユニットを第４図に示され
るような状態に構成する。一方、電磁弁１４は消磁位置
に復元されて排出パイプ３４に連結され、電磁弁２１は
ＤＩされて、シリンダの上側チャンバまで延びた供給パ
イプを空気メイン供給部１１に連結する。したがって、
加圧負荷部の下降動作を行わせるための制御ユニット１
２の準備が整う。
この状態において、シリンダ９の下（！！！ｉチャンバ
内に存する圧縮空気を、空気圧メイン供給部から予め遮
断させ、そして、降下する加圧負荷部の運動エネルギ及
びピストンの対向面に作用する内聞の正の差によって、
第４図の矢印に示されるように、圧縮空気がシリンダの
上側チャンバに伝えられる。
この行程中に、電磁弁３１を消（■することによって、
つまり、弁２９を閉鎖して、一方のチャンバから他方の
チャンバへの空気の伝達を遮断することによって、加圧
負荷部をいかなる中間位置においても停止させることが
できる。
降下するストロークの所定の部位を通過する際、ピスト
ン８が移動停止装置３５を作動させて、電＋ｉ弁３１を
消磁し、弁２９を閉鎖させる。その後、電Ｃイ１弁２５
．２８を消ｍさせて、弁２３．２６を第５図に示すよう
に開放する。
このことは、アクチュエータ１０を再び制御ユニ・、ト
１２に連結させると共に、有効な圧力レベルに応じた所
定の最大スラスト力をもって、アクチュエータを作動さ
せて、ミキサのチャンバ３内で材料に圧力を加える。
第６図の回路図に示された圧縮は、開放された弁２３及
び電磁弁２１を通って、空気圧メイン供給部１１からシ
リンダ９の上側チャンバまで圧縮空気を供給することに
よって得ることができる。シリンダの下側チャンバ内に
得られた空気は、制御弁１５、電磁弁１４及び排出パイ
プ３４を通って大気へと排出される。
第７図に示すように、ピストン８が移動停止装置３６に
達したとき、この装置３６は電磁弁１６を作動させて、
弁１５閉鎖する。その場合、シリンダ９の下側チャンバ
から流出する空気はスロットル１８のみを通過するので
、このスロットル１８により、ストロークの残部に対し
て、加圧負荷部が最下位置まで降下することを防止する
ことができる。
最下位置にピストンが達すると、弁２１は励磁状態を保
ち、完全に混合が行われるまで、ピストンは、最下位置
で維持され続ける。その後、電磁弁２１を消磁し、シリ
ンダの上側チャンバ内の空気をパイプ３４を通して大気
へ排出する。その後において、新たなサイクルが開始し
、加圧負荷部６及びピストン８を完全に上昇させること
ができる。
前述した内容から明らかなように、上昇行程中において
は、シリンダ内に含まれた圧縮空気の所定体積が大気へ
排出され、下降行程中においては、前記所定体積の約１
７３の量が大気へ排出される。
このことは、エコノマイザユニント無しに作動する場合
に比べて、各降下に対して、空気の７０％を節約するこ
とができ、全サイクルに幻して、約３３％の圧縮空気を
節約することができる。
最大メイン圧力以下の圧力で加圧負荷部の降下行程を制
御する場合、ピストンストローク全体にわたってシリン
ダ９の上側チャンバ内に予め存在する圧縮空気自身の膨
張を利用することによって、移動停止装置３５より下方
にピストンが作動する場合に前記圧縮空気を節約するこ
とができる。
この目的を達成するため、第８図に示すように、移動停
止装置３５を作動させた場合、電磁弁３１を消磁させ、
弁２９を閉鎖する。弁２９が閉鎖した場合、弁２９のシ
ャッタに組込まれたピストンインジケータ３７が電磁弁
２０を励磁させて、弁２６を閉放させる。
したがって、シリンダの下側チャンバ内に残っている空
気を、パイプ３４を通して大気へ排出させることができ
る。
このような場合において、シリンダの上側チャンバの空
気圧に対抗するものは存在しないので、残りの降下スト
ロークを完了させることができる。
上述したようなブレーキ行程をもって降下を完了させる
に際して、移動停止袋＝３８を作動させて、電磁弁２９
を開放し、第２図に示された形状に復帰させる。
上述された作動モードは二形態示されており、つまり、
空気圧メイン供給部との関係で降下するモードと、上側
チャンバ内の空気自身の膨張によって降下するモードと
の二形態が示されており、これらモードは二者択一であ
る。遅延リレーを移動停止装置３５と並列に設けると、
移動停止装置３５を作動させる位１にピストンが依然と
して達しない場合や移動停止停止３５が故障した場合で
も、所定時間経過後に降下行程を開始することができる
。
本発明に係る装置は加圧負荷部の降下時間を短かくする
点で特に有利である。その理由として、加圧負荷部の降
下の第１部分を空気が通過する回路（つまり、シリンダ
の上側チャンバと下側チャンバとの間を弁２９により連
通させる回路）の距離は非常に短かく、また、抵抗も非
常に小さいので、ｆｉ　ｆｌｉ弁２１、弁２３を介して
、メイン圧力で空気を供給した場合及び弁１５、パイプ
３４を介して下側チャンバから空気を排出した場合に得
られるピストンの降下速度よりもかなり大きな降下速度
を得ることができる。
したがって、降下速度を２５％増すことができる。
圧縮された空気を役立てる本発明に係る装π及び方法に
よってコンプレッサの能力を小さくして、結果的に電力
の消費量を少なくすることができ、しかも、小さな寸法
の装備を取付けることができるので、最初の取付はコス
トを減らすことができる。更に、エコノマイザユニット
に設けられた弁２３、２６．２９を閉鎖することによっ
て、降下に際してのいかなる中間位置においてもピスト
ンを確実にロックすることができ、したがって、掃除や
保守作業を安全な状態で行うことができる。
本発明に利用するエコノイザ装置は、上述したような制
御ユニットに適用できることは言うまでもなく、様々な
制御ユニットに通用させることも可能である。また、例
えば複数作動型式の弁をもったエコマイザユニットを使
用することもできる。
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、種
々の変更を加えることができるのは言うまでない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る圧力供給装置との組合せで使用す
るプレスアクチュエータを示す断面図、第２〜８図は本
発明に係る圧力供給装置の各作動行程における回路図で
ある。 １・・・本体　　　　　　　　２・・・ロータ３・・・
チャンバ　　　　　４・・・排出ハツチ５・・・投入部
　　　　　　６・・・加圧負荷部７・・・シャフト　　
　　　　８・・・ピストン９・・・シリンダ　　　　　
１０・・・アクチュエータ１１・・・空気圧メイン供給
部 １２・・・主制御ユニット１３・・・凝縮／分離ユニッ
ト１４、１６．２５．２８．３１・・・電磁弁１５、２
３．２６．２９・・・弁　　１７・・・逆止弁１８・・
・スロットル　　　　１９・・・減圧装置２０・・・セ
レクタ　　　　　２２・・・エコノマイザユニット２４
、２７．３０・・ｒサーボ制御装置３２、３３・・・ピ
ストンインジケータ３４・・・排出パイプ（排出ライン
） ３５、３６．３８・・・移動停止装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダを有し、且つ、このシリンダ内で２つのチ
    ャンバすなわち上側チャンバと下側チャンバとに区画す
    るピストンを具え、且つ圧力供給装部とを設けたプレス
    アクチュエータに圧力を供給するための装置であって、
    前記圧力供給部に連結された空気圧制御ユニットを有し
    、前記アクチュエータの前記上側チャンバまで延びた少
    なくとも一本の供給ラインと、前記アクチュエータの前
    記下側チャンバまで延びた供給ラインとを含み、相応す
    る供給弁及び排出弁をもった圧力供給装置において、前
    記制御ユニットと前記アクチュエータとの間に介挿され
    たエコノマイザユニットを貫通するように前記供給ライ
    ンを配置し、前記エコノマイザユニットは、前記上側チ
    ャンバまで延びた前記供給ラインを遮断するように取付
    けられたサーボ制御型弁と、前記下側チャンバまで延び
    た前記供給ラインを遮断するように取付けられたサーボ
    制御型弁と、前記供給ラインの前記弁の下流側において
    、前記下側チャンバの前記供給ラインと前記上側チャン
    バの前記供給ラインとの間を連結する連結パイプとを有
    し、一方、前記ピストンの位置検出手段を設け、前記位
    置検出前記手段が、前記サーボ制御型弁と機能的に連結
    させられると共に、前記ピストンの連続した移動行程に
    おいて前記サーボ制御型弁を開閉制御させる構成を具え
    たことを特徴とする圧力供給装置。 ２、請求項１記載の圧力供給装置において、前記アクチ
    ュエータ用ピストンの位置検出手段は前記ピストンの位
    置を検出する少なくとも一個の検出装置を有し、前記チ
    ャンバまで延びた前記供給ラインの間を連結する前記連
    結ラインに配置された前記サーボ制御型弁を閉鎖させ、
    前記チャンバまで延び且つ前記制御ユニットの前記各供
    給ライン及び排出ラインに連結された前記供給ラインに
    配置された前記サーボ制御型弁を開放させるように、前
    記検出装置をピストンストロークの中間点に配置したこ
    とを特徴とする圧力供給装置。 ３、請求項１記載の圧力供給装置において、前記制御ユ
    ニットは、前記作動用ピストンの降下ストロークに制動
    をかける空気圧ブレーキ手段を具え、前記アクチュエー
    タ用の位置検出手段は、最下降レベルの上方に位置する
    レベルに位置されたピストン位置検出装置を有し、この
    ピストン位置検出装置により前記ブレーキ手段を作動さ
    せることを特徴とする圧力供給装置。 ４、請求項１記載の圧力供給装置において、前記エコノ
    マイザユニットは、前記アクチュエータから僅かに離間
    して配置されると共に、流体の流れに際して極僅かな圧
    力降下を生起するような大きな通路部分をもつパイプ及
    び弁を具えたことを特徴とする圧力供給装置。 ５、請求項１記載の圧力供給装置において、前記各サー
    ボ制御型弁は、ロータリ弁を構成すると共に、サーボ制
    御型アクチュエータを有し、前記アクチュエータに、外
    部の制御及び監視手段に連結された電磁弁を介して空気
    圧を供給することを特徴とする圧力供給装置。 ６、シリンダを有し、且つ、このシリンダ内で２つのチ
    ャンバすなわち上側チャンバと下側チャンバとに区画す
    るピストンを具え、且つ、圧力供給部を設けたプレス型
    アクチュエータに圧力を供給する方法において、 最大のメイン圧力で前記シリンダの前記下側チャンバに
    圧力を供給してなる前記ピストンの少なくとも一つの上
    昇行程と； 前記ピストンの前記上側チャンバと前記下側チャンバと
    の間を直接的に連結し、前記チャンバの外部の供給ライ
    ンと排出ラインを遮断して、圧力を復元させるような前
    記ピストンのアイドル降下行程と； 少なくとも前記チャンバ間の前記直接連結を遮断し、前
    記アクチュエータの前記下側チャンバ内の空気を排出さ
    せる前記ピストンの作動降下行程と；を具えたことを特
    徴とする圧力供給方法。 ７、請求項６記載の圧力供給方法において、前記作動降
    下行程は、前記アクチュエータの前記下側チャンバを連
    通させて、所定圧の空気を前記下側チャンバに供給する
    過程を含むことを特徴とする圧力供給方法。 ８、請求項６記載の圧力供給方法において、前記作動降
    下行程は、遮断された空気を前記ピストンの前記上側チ
    ャンバ内で膨張させる過程を含むことを特徴とする圧力
    供給方法。９、請求項６〜８のいずれか一項に記載の圧
    力供給方法において、前記作動降下行程は、前記アクチ
    ュエータの前記下側チャンバから大気へ延びた前記排出
    ラインを自動的に絞る最終ブレーキ過程を含んだことを
    特徴とする圧力供給方法。
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