JPH07508493A - 加圧プランジャーの位置を確認するためにピストンの移動行程を電気信号に変換する変換器 - Google Patents

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】 発明の名称 加圧プランジャーの位置を確認するための移動変換器発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明はガラス成形機の加圧プランジャーの軸線方向の位置を確認するための移 動変換器に関するものであり、加圧プランジャーをピストン−シリンダ装置のピ ストンロッドに取付け、シリンダに対して固定させた変換器の環状コイルをピス トンとシリンダの軸線方向の関連位置に依存してコイルのインダクタンスを変化 させるためピストンに取付けた変換器の金属作動部材と協動させ、ピストンロッ ドを包囲しているシリンダの一端の領域にコイルを配設し、シリンダの端部にお いてピストンロッドを案内スリーブ中に延伸させると共に案内スリーブにより案 内させ、作動部材を環状にして加圧プランジャーに面するピストンの側に配設さ せ、コイルの接続機構を電気演算回路に接続させたものである。

［従来の技術］ この形式の公知の１つの移動変換器（ドイツ国特許第３４０１４６５号）におい て、コイル１９は案内スリーブ２５とピストン１７との間のピストンロッド４に 関して同軸的に配置されている。作動部材２７はピストンのコイル１９に面する 側面に、ピストンロッド４に関し同中心的に取付けられ、コイル１９中に突出し ている。この構造は軸線方向に比較的大きい量の空間を必要とする。

従って、一方において、軸線方向の移動検出区域が限定され、他方においては移 動変換器を既存のピストン−シリンダ装置に組入れることがほとんどの場合に不 可能である。この方法により生じる周期的な温度変化はコイルをその支持部材か ら離してしまう可能性がある。コイル１９有する環状ホルダー１８の製造は極め て複雑でかつ高価である。

ドイツ国特許第４０３１９３１Ａ１号明細書から、誘導性の長さ測定センサー１ が公知であり、該長さ測定センサー１が二次巻線３５．３６に接続された電子演 算回路を有する差動変圧器１５，３５．３６の直線性を改善するか、もくは行程 を増大させる作用を行う。固定強磁性短絡装置１１の管状内側部分１２の外側の 中心縦長方向に固定−次巻線１５を配置し、短絡装置１１の外側部分１３は真鍮 性の底部部材２の内腔４に取付けられた管状キャリヤー６に支持されている。内 側部分１２と外側部分１３との間には環状エア間隙２４を形成してあり、エア間 隙２４中にカップ型コイルキャリヤー２６の環状カラー２５が突出している。コ イルキャリヤー２６の外側には互いに軸線方向において一定間隔に配置された二 次巻線の部分巻線３５．３６が埋設されているので、部分巻線３５’、３６はコ イルキャリヤー２６の軸線方向の中間位置において固定−次巻線１５から同一軸 線方向間隔で配置されている。コイルキャリヤー２６の底部２７は管状キャリヤ ー６を通って延伸し且つ支承スリーブ３９．４１によりキャリヤー６の両端を越 えて半径方向に案内される同中心検出棒２８に固定されている。接続線１７は固 定−吹音Ｍ１５を交流電圧源に接続する作用をなす。移動可能な二次巻線の２つ の部分巻線３５．３６の接続線３７は高抵抗入力と位相感知整流装置を有する電 子演算回路に案内されている。

ドイツ国特許第３１０９９３０Ａ１号明細書から、温度変化を受けるピストン７ やシリンダー８のような液圧部材用の移動変換器が公知である。その目的は零点 ドリフトを減少させることにある。電気的非伝導棒コアｌはシリンダー８に固定 され、導線５，６を通して高周波交流を供給する単層円筒コイル４を支持し、ピ ストン７を通して全ピストン行程にわたってピストン棒２の内部室まで延伸する 。ピストン７とピストン棒２は棒コア１とそのコイル４の区域において反磁性ス リーブ３で被覆されており、反磁性スリーブ３は良好な電導体であって、なるべ くなら真鍮もしくは銅製である。

［発明の概要］ 本発明の目的はその適用範囲を拡張させ、その寿命を増大させることができ、全 機構を同一寸法のままでピストンの位置を確認することができる距離を長くさせ ることが可能であるばかりでなく低置に製造することができる移動変換器を提供 することにある。

これらの目的は請求の範囲第１項の構成により達成できる。特に、空気圧のピス トン−シリンダ装置を使用することにある。コイルと作動部材はその形状が環状 である。原則として、ピストンの圧縮行程の最終部分を移動交換器により、例え ば最大４５ｍｍまでを検出するだけで十分である。コイルは付加交流を供給する 交流電源により給電される。コイルの接続導線間は交流電圧で、その電圧はコイ ルのインダクタンスの振幅に依存する。このインダクタンスは巻線の数にも、鉄 心の磁性導電性にも、また鉄心とコイルの外側の空間にある磁場線の長さにも依 存する。鉄心を有するコイルの外側の空隙に延伸する磁場線は磁気的伝導性作動 部材により案内されるので、残りの空気道が減少し、従ってこの装置のインダク タンスが増大する。これは接続導線における電気的電圧の増加によってわかる。

作動部材はピストンに取付けられているので、電気的電圧の助けで、ピストンや ピストンロッド及び加圧プランジャーの軸線方向の位置が高再現性度の電気的電 圧信号により測定できる。ガラスゴブをガラス成形機のパリソン型に押圧する際 に、ピストンはパリソン型を正しく充填するときに測定行程の中間区域に移動す る。従って、加圧プランジャーの各作動行程において、その金型への最大圧入深 度を検出できる。互いに挿嵌されているコイルと案内スリーブのほぼ同中心的な 構成により重要な軸線方向の間隙が節約できる。従って、加圧プランジャー装置 の全軸線方向の長さが変更できないため、移動変換器の適用範囲は相当に増大で きる。コイルを案内スリーブの半径方向の外側に配置することによりコイルはそ の支持部材の上にさらに具合よく取付けられるようになる。

請求の範囲第２項に記載した変換器は特に小型になり、操作上有利な構造となる 。案内スリーブは支持スリーブに交換可能に取付けることができる。コイルと支 持スリーブとの間の接続はこの構造により絶えず信頼できるものとなる。

請求の範囲第３項の特徴は作動上の利点を与える。各ユニットは必要時に安価か つ迅速に交換できる。

請求の範囲第４項の特徴は移動変換器の特に確実な作動を生じさせる。支持スリ ーブと保持フランジは一体的に成形にするか、或いは複数の部材に分けることが できる。

請求の範囲第５項のスペーサリングは必要時に加圧プランジャー機構の種々の軸 線方向の長さに合致させることを可能にする。スペーサリングは支持スリーブに 対するコイルの取付けと固定を容易にする。そのうえ、スペーサリングは隣接す る構成部材の中心位置決め作用を行うことができるので、コイルとスペーサリン グとの間の環状間隙に磁場線をつくるのに用いることができる。

請求の範囲第６項によるスペーサリングを有する作動部材が磁性導電材料からな る場合に、作動部材が移動によりその環状間隙に及ぼす影響は環状室にある磁場 線の全長の総計が４ｚさいので、電圧の大きい変化に関しては小さくなる。

対称的に、請求の範囲第７項により、スペーサリングそれ自体が反磁性導電性材 料から成る場合に、環状室にある磁場線の長さの合計が大きくなる。それに対応 して、電圧の変化は作動部材が環状室に移動するとかなり大きくなる。電気的伝 導層はたとえば銅もしくはアルミニウムから形成することができ、しかもそれに は小電流しか流れないので、その厚さも相当薄くすることができる。

請求の範囲第８項の特徴は構造上の観点から特に有利である。

請求の範囲第９項によれば、適肖な硬化剤を有する合成樹脂たとえばエポキシ樹 脂が用いられ、その合成樹脂は圧力ならびに高温の下で反応するように用いるこ とができる。合成樹脂とガラス繊維マットは支持スリーブに関するコイルの電気 絶縁体を形成する。合成樹脂はガラス繊維マットとコイルに浸透して、硬化した 後、支持スリーブに対する固定接続線を有する安定した形状のコイルをつくる。

最高１３０”Ｃの高温度差があっても、もはやコイルはその支持部材から緩むこ とはない。

請求の範囲第１０項によるガラス繊維マットは合成樹脂を通して湿潤を与え、そ れを圧縮させる。これはコイルに外的影響に耐えつる安定した外側被覆を特徴す る請求の範囲第１１項によるプラグソケットは汚染に対し特によく保護され、し かも外部から容易に接近できる。

プラグソケットはどんな場合でも、取扱いに便利な位置、たとえばシリンダーの 外部、フランジの下側面あるいはそれよりも低い位置に配置できる。

請求の範囲第１２項の特徴により、ピストン−シリンダ装置と軸線方向に平行す る接続ケーブルの接続が可能になり、その結果、半径方向の遊びがなくなる有利 な小型の構造が得られる。

請求の範囲第１３項の特徴は構造上の観点から特に有利である。延長部は保持フ ランジのねじ孔にねじ込むことができ、たとえば、組立てに際し、−Ｍに並んだ 受入れ孔もしくはスペーサリングとシリンダーの外部フランジにある縦溝を通っ て案内できる。従って、プラグソケットは取扱いに有利な軸線方向の最端位置を 常に達成できる。

請求の範囲第１４項により、作動部材はピストンに特に簡単に固定できる。

請求の範囲第１５項の特徴は作動部材の取付けを特徴とする 請求の範囲第１６項によれば、従来のガラス成形法において移動しないピストン ロッドが完全に延伸し、内部フランジが隣接面と接触するようになるとき、減衰 が起こる。

請求の範囲第１７項の特徴によれば、ピストンの位置的測定の範囲がかなり増大 できる。

請求の範囲第１８項の特徴は磁性電動作動部材を通し特に低損失誘導に結びつく 。このため、うず電流の生成が制限される。スロットは電流が作動部材の円周方 向に流れるのを防止する。

スペーサリングが電気導体として特に良好ではないが、たとえば鋳鉄製の常磁性 材料から形成された場合、コイルにより請求の範囲第１９項による作動部材が移 動すると、全磁場線の合計が増加する。これは装置、ひいては接続導線における コイルへの電圧のインダクタンスの減少に結びつく。この結果はピストン位置の 測定にも利用できるが、コイルの比較的正確な巻付は機構を必要とする。

本発明の特徴と利点を添付図面に示した実施例について以下に詳細に説明する。

図面の簡単な説明 第１図は加圧プランジャー機構の関連部材と移動変換器の縦断面図である。

第２図は第１図の一部の拡大図である。

第３図は移動変換器の他の実施例の縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は詳細に示していないが、ガラス成形機の加圧プランジャー機構１の一部 を示す。

ガラス成形機のパリソン型（図示せず）に最初に溶融ガラスのゴブを導入させ、 その後それに加圧プランジャー（図示せず）を下から導入させるもので、加圧プ ランジャーは空気圧のピストン−シリンダ装置３のピストンロッド２の上部に固 着されている。加圧プランジャーは案内シリンダとして構成された上部ガイド部 ５の内面４により図示していない方法で半径方向に案内される。ピストンロッド ２をピストン−シリンダ装置３のピストン６に固着し、ピストン６は圧縮空気の 作用に基いてシリンダ７内で移動することができる。ピストン６はピストンリン グ４２によりシリンダ７がら密封されている。ピストン−シリンダ装置３は複動 装置である。

たとえば鋳鉄もしくはＶＡ鋼製のスペーサリング９をシリンダ７の外部フランジ ８により支持し、下部カラー１０により中心法めする。カラー１０の下部停止面 １１はピストン６の上部環状面１２の移動限界を形成する。

加圧プランジャーはパリソン型内にあるガラスゴブによりその最大圧縮行程を達 成する全行程の移動を受けるのを阻止されるので、通常、上部環状面１２と下部 停止面１１とは接触しない。この接触はパリソン型内にガラス材料がほとんどな いがあるいは全くないかのいずれかの場合に限り起こり得る。慣例上、加圧プラ ンジャーはパリソン型にガラスゴブを充填する度合いに影響されて圧縮行程をそ の最大圧縮行程に先立って比較的大きいがあるいは小さい距離で停圧する。

スペーサリング９は上部カラー１３によりたとえば鋳鉄製のピストン保持フラン ジ１４を支持し、中心に位置決めする。スペーサリング９は上部シリンダ室１６ に対し空気の供給と排出を行うためにピストン６のピストンロッド側に接合部１ ５を設けである。

保持フランジ１４は上部カラー１７により上部ガイド部５の外部フランジ１８を 支持して中心に位置決めする。

ボルト１９を外部フランジ８の外面の回りに一定の間隔で配置したねじ孔にねじ 込む。そのようなボルト１９の１つを図面では一点鎖線で示しである。ボルト１ ８は外部フランジ１８と、保持フランジ１４と、スペーサリング９の孔を通って 延伸している。ボルト１９を固く締付けると、シリンダ７から上部ガイド部５ま での中心法めされかつ堅固に締付けられた単一ユニットが形成される。

保持フランジ１４から円形環状支持スリーブ２０が下方向に延伸してシリンダ室 １６に入る。支持スリーブ２０はその内側にピストンロッド２を半径方向に案内 する案内スリーブ２２の受入れ孔２１を備えている。案内スリーブ２２は内側に 環状溝２３と２４を設けてあり、環状溝２３．２４は案内スリーブ２２の材料に 依存して迷路シールの方法で開放したまま残すか、あるいは別の例として封止リ ングを支持するかのどちらかにすることができる。案内スリーブ２２は固定環２ ５により受入れ孔２１に保持されている。

支持スリーブ２０は保持フランジ１４と一体に形成されており、またたとえば鋳 鉄製にし、さらに電磁伝導性にする。支持スリーブ２０の外面２６にはプラスチ ック樹脂、たとえばエポキシ樹脂で安定させたコイル２７が固定されている。こ の固定はたとえば接着剤の使用によす行うことができる。コイル２７とスペーサ リング９の内面２８との間に環状室２９を残す。

コイル２７用の接続線３０をまず第一にコイル２７から半径方向に保持フランジ １４に通して第１通路３１に引出す。その後、接続線３０を窓３２に通して保持 フランジ１４の管状下向き延長部３３に入る。この延長部３３はさきに保持フラ ンジ１４のねじ孔３４にねじ込まれており、ピストン−シリンダ装置３の軸線３ ５と平行に延伸している。延長部３３は第２通路３６を形成し、接続線３０がプ ラグソケット３７に到着するまで接続線３０を窓３２から第２通路３６を通して 下方に案内する。

通路３１と３６中にある充填材料が上部シリンダ室１６を外側から密封し、コイ ル２７の接続線３０を固定させる。プラグソケット３７は下から接続可能であり 、従って容易に接続でき、さらに汚染に対し保護されている。

円形環状作動部材４９の内部フランジ３９をねじ３８によりピストン６の上部環 状面１２に着脱自在に締付けできる。内部フランジ３９はピストンロッド２と接 触し且つ中心に位置決めできる中央孔４１を備えている。

作動部材４０は圧縮行程の最終部分で作動部材が比較的大きくあるいは小さい程 度に環状室２９中に進入し、従ってコイル２７のインダクタンスを変化させるよ うな寸法になっている。作動部材４０の環状室２９への進入最大深度を図面の右 側に一点鎖線で示しである。この位置においてピストン６の上部環状面１２はス ペーサリング９の下部停止面１１と接触する。作動部材４ｏが常磁性材料で形成 されている場合、その時のコイル２７のインダクタンスは最高となる。他方、作 動部材４０が反磁性材料製である場合、電気伝導性であっても、その時のコイル ２７のインダクタンスは最低となる。

作動部材４０は、たとえばおのおのの幅を１ｍｍにして、周囲に一定の間隔で配 設した複数の縦長溝４３を備えることができ、その１つだけを第１図の左側に示 しである。縦長溝４３はうず電流の生成を有利な方法で制限する。

第１図にはスペーサリング９の特別な実施例を左側に示しである。そこには、ス ペーサリング９の内面２８にアルミニウムスリーブの形状にした電気伝導層４４ を接続させである。

第２図はコイル２７を安定した形状にし、支持スリーブ２０の外側に確実に固定 できる構成の１つを示している。この目的のために、ガラス繊維マット４５をコ イル２７と支持スリーブ２ｏとの間に配置しである。さらに、コイル２７の外側 は別のガラス繊維マット４６により被覆させである。ガラス繊維マット４５．４ ６とコイル２７を互いに固定させて接続し、ガラス繊維マット４５をそのうえ支 持スリーブ２ｏの外側に合成樹脂たとえばエポキシ樹脂により固定させである。

エポキシ樹脂と関連の硬化剤を高温、高圧にかけて共に反応させると、支持スリ ーブ２ｏに対してガラス繊維マット４５．４６とコイル２７が所望の形状で硬化 されるようになる。これはコイル本体を形成させ、そのコイル本体はその形状が 安定し、支持スリーブ２０の外側に堅固に取付けられることとなる。この取付け はガラス成形機の作動中に生じる周期的温度変化により、またガラス成形機の始 動中に起こる特に高い温度差により妨害されることはない。

第３図は加圧プランジャー機構１の別の実施例で、先の実施例で既に説明したも のと同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付しである。

ピストンロッド２は管状であって、その内側に案内スリーブ４７を支持し、案内 スリーブ４７は中央固定空気管４８の上を摺動する。

円形環状作動部材４９の内部フランジ３９はピストンロッド２の外部フランジ４ ９に対し下方に位置決めされ、ピストン６の環状コア５１上にある弾性被覆層５ ０に対し上方に位置決めされている。コア５１は内側においてピストンロッド２ により移動可能に案内され、その下側には弾性被覆層５２を備えている。被覆層 ５０．５２はコア５７とシリンダ７との間にある封止スリーブ５３と一体的であ る。

被覆層５０，５２、コア５１および内部フランジ３９は外部フランジ４９に対し 環状ナツト５４により所定の位置に堅固に保持されている。第３図に一点鎖線で 示したように、この実施例では、支持スリーブ２０は内部フランジ３９用の下部 停止面５５を形成する。この手段によって、ピストン６の上方面の移動を制限す る。内部フランジ３９と停止面５５０間に接触がある場合、弾性被覆層５０と５ ２により衝撃が減衰される。この方法でピストン−シリンダ装置３の寿命を延長 できる。

第３図から明らかな通り、内部フランジ３９と作動部材４０の下方部分がピスト ン６に埋められている点において利点がある。このため、ピストンの位置の測定 を行うことができる軸線方向の長さが得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）加圧プランジャーをピストン−シリンダ装置（３）のピストンロッド（２） 上に取付け、 コイル（６）とシリンダー（７）の軸線方向の相対位置に依存してインダクタン スを変化させるためシリンダー（７）に関し固定された変換器の環状コイル（２ ７）をピストン（６）上に取付けた変換器の金属作動部材（４０）と連動させ、 コイル（２７）をシリンダー（７）の一端の区域にピストンロッド（２）を取囲 んで配置し、そのシリンダー端には、そのシリンダー端を通って延伸しかつ案内 スリーブ（２２）により案内されるピストンロッド（２）を備え、 作動部材（４０）を環状にして、加圧プランジャーに対面するピストン（６）の 一側に配置し、コイル（２７）の接続線（３０）を電気演算回路に接続させたガ ラス成形機の加圧プランジャーの軸線方向の位置を確認するための移動変換器に おいて、コイル（２７）が案内スリーブ（２２）の軸線方向の長さの少なくとも 一部分を取り囲み、作動部材（４０）がピストン（６）の圧縮行程の終りにおい てコイル（２７）を部分的もしくは全体的に取り囲むことを特徴とする移動変換 器。 ２）案内スリーブ（２２）をシリンダー（７）に関して固定された支持スリーブ （２０）内に配置し、コイル（２７）を支持スリーブ（２０）上の外側に固定し たことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の移動変換器。 ３）ピストン（６）から遠くに離れている支持スリーブ（２０）の端部を保持フ ランジ（１４）に固定し、保持フランジ（１４）を離脱自在にシリンダー（７） に接続させたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の移動変換器。 ４）支持スリーブ（２０）と保持フランジ（１４）を磁性伝導材料としたことを 特徴とする請求の範囲第３項に記載の移動変換器。 ５）シリンダー（７）と保持フランジ（１４）との間にスペーサリング（９）を 配置させたことを特徴とする請求の範囲第３項もしくは第４項のいずれか１項に 記載の移動変換器。 ６）スペーサリング（９）を磁性伝導材料にしたことを特徴とする請求の範囲第 ５項に記載の移動変換器。 ７）コイル（２７）に面するスペーサリング（９）の内面（２８）に電気伝導層 （４４）を設けたことを特徴とする請求の範囲第５項もしくは第６項のいずれか １項に記載の移動変換器。 ８）ピストン−シリンダ装置（３）を複動型にし、加圧媒体供給用の接続部をピ ストンのピストンロッド側のスペーサリング（９）に設けたことを特徴とする請 求の範囲第５項乃至第７項のいずれか１項に記載の移動変換器。 ９）コイル（２８）と支持スリーブ（２０）との間にガラス繊維マット（４５） を配置し、コイル（２７）とガラス繊維マット（４５）とを互いに合成樹脂によ り固定させ、ガラス繊維マット（４５）を支持スリーブ（２０）に合成樹脂によ り固定することを特徴とする請求の範囲第２項乃至第８項のいずれか１項に記載 の移動変換器。 １０）ガラス繊維マット（４６）を合成樹脂によリコイル（２７）の外側に固定 させることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の移動変換器。 １１）コイル（２７）の接続線（３０）をコイル（２７）から出発して最初に保 持フランジ（１４）に備えた第１通路（３１）にほぼ半径方向に沿って外側に案 内し、その後、第２通路（３６）に、プラグソケット（３７）に対し下向きにピ ストン−シリンダ装置（３）の軸線（３５）とほぼ平行に案内させることを特徴 とする請求の範囲第３項乃至第１０項のいずれか１項に記載の移動変換器。 １２）第２通路（３６）とプラグソケット（３７）を保持フランジ（１４）の下 部延長部（３３）に設けたことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の移動変 換器。 １３）下部延長部（３３）を管状にしたことを特徴とする請求の範囲第１２項に 記載の移動変換器。 １４）作動部材（４０）を内部フランジ（３９）によりピストン（６）に関して 離脱自在に保持させたことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の移動変換器 。 １５）内部フランジ（３９）には中央孔（４１）を備え、中央孔（４１）の外周 をピストンロッド（２）に接触させ、それによりピストンロッド（２）を中心に 位置決めさせたことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の移動変換器。 １６）内部フランジをピストンの弾性被覆層（５０）に接触させたことを特徴と する請求の範囲第１４項または第１５項に記載の移動変換器。 １７）内部フランジ（３９）をピストン（６）の軸線方向の範囲の少なくとも１ 部にわたってピストン（６）内に埋設したことを特徴とする請求の範囲第１４項 乃至第１６項のいずれか１項に記載の移動変換器。 １８）環状作動部材（４０）を磁性伝導性とし、その外周の回りに一定間隔の複 数の縦長溝（４３）を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１７項の いずれか１項に記載の移動変換器。 １９）環状作動部材（４０）を反磁性の電気的伝導性材料にしたことを特徴とす る請求の範囲第１項乃至第１７項のいずれか１項に記載の移動変換器。