JPH11287213A - 作動シリンダ及び作動シリンダの調節のための方法 - Google Patents

作動シリンダ及び作動シリンダの調節のための方法

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JPH11287213A
JPH11287213A JP11043805A JP4380599A JPH11287213A JP H11287213 A JPH11287213 A JP H11287213A JP 11043805 A JP11043805 A JP 11043805A JP 4380599 A JP4380599 A JP 4380599A JP H11287213 A JPH11287213 A JP H11287213A
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stopper
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working cylinder
piston structure
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JP11043805A
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Dirk Heintzen
ハインツェン ディルク
Detlef Axmacher
アックスマッハー デトレフ
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AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/12—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め規定された流体圧力の流体源を用いて１
つの構成部分を、規定された複数の位置、特に２つより
も多くの位置に運動させる経済的な手段を提供する。 【解決手段】 流体圧力を用いて作動シリンダ内を負荷
することによってストッパピストンをケーシングに対し
て不動の１つのストッパに向けて運動可能であり、スト
ッパピストンによってピストン構造ユニットのためのス
トッパを形成し、ピストン構造ユニットを流体圧力によ
る接続部の負荷若しくは放圧に関連して運動させて、流
体圧力によって運動させられて前記ストッパに当接した
ストッパピストンに当接させて、これによってピストン
構造ユニットの１つの位置を規定し、かつピストン構造
ユニットを流体圧力による接続部の別の負荷に際してス
トッパピストンの移動下で、ケーシングに対して不動の
別のストッパによって規定された位置へ運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作動シリンダのピ
ストン構造ユニットの少なくとも２つの位置の調節(Ein
stellen)のための方法並びに、作動シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】実際に多くの使用例で、１つの構成部分
を規定された複数の位置に位置決めしたいという目的が
ある。このために、電気的なステップモータ、若しくは
液力／空気力作動式の作動シリンダを用いるものの、こ
のようなステップモータ若しくは作動シリンダの制御は
比較的煩雑であり、制御の調整回路内で目標位置と実際
位置とが比較される。このために位置センサ、調整スイ
ッチなどが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作動
シリンダのピストン構造ユニットの少なくとも２つの位
置の調節のための経済的な手段を提供して、予め規定さ
れた流体圧力の流体源(fluiddruckquelle)を用いて１つ
の構成部分を、規定された複数の位置、特に２つよりも
多くの位置に運動させることができるようにすることで
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題が本発明に基づ
き請求項１、２、３に記載の手段によって解決された。
【０００５】本発明の方法においては、流体圧力がピス
トン構造ユニットを運動させるのに加えて、運動可能な
ストッパピストンを移動させるために用いられ、ストッ
パピストンが少なくともピストン構造ユニットの１つの
位置を規定する。このようにストッパピストンによって
付加的に規定される位置に基づき、ピストン構造ユニッ
トの複数の位置が規定され、例えば、ストッパピストン
の助けなしにピストン構造ユニットを相応の圧力負荷に
よって作動シリンダの１つの側に接触させることに基づ
く１つの位置が規定され、流体圧力を用いて作動シリン
ダを相応に負荷することによってピストン構造ユニット
を別の側に接触させることに基づく別の位置が規定さ
れ、かつ作動シリンダの両側を負荷することによってス
トッパピストンを位置決めすることに基づく中間位置が
規定される。
【０００６】本発明に基づく作動シリンダの有利な構成
が請求項４以下に記載してあり、請求項７に記載の構成
では、供給可能な１つの流体圧力だけを用いて作業シリ
ンダの流体圧力のための接続部を切り換えることによっ
て４つの位置が達成される。
【０００７】請求項１０の構成においては、規定された
位置は、流体圧力が目標圧力と異なっている若しくは、
ばねが誤差を有している場合でも確実に達成されて、か
つ維持される。
【０００８】請求項１１に記載の構成により、作動シリ
ンダが切換伝動装置若しくは変速機の異なる切換路の調
節のために有利に用いられる。
【０００９】全体的に本発明により、異なる位置を達成
して維持するための経済的及び機能確実な手段が得ら
れ、予め規定された１つの流体圧力レベル(Fluiddruckn
iveau)しか必要とされず、このような流体圧力レベルは
所定の限界値幅内にあってよく、達成された位置に影響
を及ぼすことはない。作動シリンダは液力式(hydraulis
ch)に若しくは空気力式(pneumatisch)に作動するように
なっていてよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に示すように、作動シリンダ
(Stellzylinder)は複数構造のケーシング１０を有して
おり、該ケーシング内でピストン構造ユニット(Kolbenb
augruppe)１２が作動するようになっている。ピストン
構造ユニット１２は第１のピストン１４を有しており、
該ピストンがケーシング１０に差し込まれたシリンダブ
ッシュ(Zylinderbuchse)１６内で作動するようになてい
て、かつ作業室１８の側から負荷可能である。差し込ま
れたリングがストッパ１９を形成しており、該ストッパ
がピストン構造ユニットの、図面で左側への運動距離を
制限している。作業室１８は接続部２０を介して弁２２
に接続されていて、該弁を介して圧力下の液体２４若し
くは放圧の液体２６で負荷可能である。
【００１１】ピストン構造ユニット１２は第２のピスト
ン２８を有しており、該ピストンは剛性のシャフト(Sch
aft)３０を介して第１のピストン１４に結合されてい
る。第２のピストン２８は、ケーシング１０に差し込ま
れた中空シリンダ状のストッパピストン(Anschlagkolbe
n)３２内で作動するようになっている。
【００１２】図１の右側から、連行体(Mitnehmer)３４
がストッパピストン３２及び第２のピストン２８と一緒
に作用しており、連行体３４にコイルばね３６が支えら
れており、該コイルばねの他方の端部が第２の作業室３
８の底部に支えられており、該作業室の側から第２のピ
ストン２８及びストッパピストン３２が圧力で負荷可能
である。第２の作業室３８が接続部４０を有しており、
該接続部が弁４２を介して圧力下の液体若しくは放圧の
液体で負荷可能である。
【００１３】コイルばね３６が形状に基づき、第１の作
業室１８内で第１のピストン１４を支える別のコイルば
ね４４よりも弱くなっている。第１のピストン１４の有
効な直径が、第２のピストン２８の有効な直径よりも大
きくなっている。
【００１４】ストッパピストン３２は、ケーシング１０
によって形成された２つのストッパ４６，４８間で往復
運動可能であり、この場合、ストッパ４６はピストン構
造ユニット１２のシャフト３０に形成されたつば５０が
該ストッパを通り抜けて運動してストッパピストン３２
に当節できるように構成されている。
【００１５】ピストン１４，２８，３２の有効な面及び
ばね３６，４４の強さは、接続部２０，４０若しくは第
１及び第２の作業室１８，３８の圧力負荷に応じてピス
トン構造ユニット１２の次ぎに述べる４つの位置が達成
されるように、液力源２４によって形成可能な目標圧力
に合わせて規定されている。
【００１６】第１の位置：接続部４０だけの、液圧(Hyd
raulikdruck)による負荷（接続部２０は無圧状態）：第
２の作業室３８内の圧力が、コイルばね３６の力と一緒
にストッパピストン３２を移動させてストッパ４６に当
接させ、かつピストン構造ユニット１２を左側へストッ
パ１９に向けて移動させ、この場合、ばね４４が相応に
圧縮される。ばね４４とばね３６との間のバランス力及
び液圧によって、第１のピストン１４が所定の圧着力で
ストッパに接触して、その結果、第１若しくは左側の終
端ストッパ位置は、液力がヒステリシス作用に基づき目
標圧力を下回る若しくは目標圧力を越えて生じる場合で
も維持される。
【００１７】図２乃至図４には説明のために重要な部分
にのみ符号を付けてある。
【００１８】第２の位置：両方の接続部２０，４０が無
圧：ばね４４及び３６の力及びケーシングに固定された
ストッパ４６の位置によって規定された静止位置が得ら
れている。ばね３６が第２のピストン２８，並びにスト
ッパピストン３２をばね４４の力に抗して左側へ押圧し
て、ストッパピストン３２がストッパ４６に接触してい
る。ピストン構造ユニット１２の左側への引き続く運動
は、連行体３４がストッパピストン３２に当接している
ことに基づき不可能である。図２に示す静止位置ではば
ね３６の力がばね４４の力を上回っており、静止位置は
予負荷若しくは所定の圧着力によって、ばねの弾性が変
化し若しくは作業室内の液力が完全に零に戻らない場合
でも規定されて達成される。
【００１９】第３の位置：両方の接続部２０，４０を液
圧で負荷：図３は、両方の接続部２０，４０が液圧で負
荷されている状態を示している。作業室３８内の液圧の
作用下で、ストッパピストン３２がストッパ４６に当接
している。作業室１６内の液圧の作用を受けてかつばね
４４によって助成されて、ピストン構造ユニット１２が
ピストン２８によって連行体３４を連行しつつ、ばね３
６力に抗して右側へ運動して、つば５０が連行体ピスト
ン(Mitnehmerkolben)３４に当接している。従って第３
の位置は、ストッパ４６へのストッパピストン３２の当
接によって規定されており、該当接力はつば５０とスト
ッパピストン３２との当接の当接力よりも大きくなって
いる。第３の位置は、図２の第２の位置に対して軽く右
側へずらして規定されていて、作業室内の圧力と目標圧
力との偏差に際しても維持される。
【００２０】第４の位置：接続部２０が圧力負荷され、
接続部４０が無圧状態：図４に示すピストン構造ユニッ
ト１２の第４の位置では、左の作業室１８のみが圧力負
荷されている。作業室１８内の圧力によって、ピストン
構造ユニット１２がばね３６の力に抗して右側へ運動さ
せられ、つば５０がストッパピストン３２を連行して、
ストッパピストンがケーシングに対して不動のストッパ
４８に当接する。この場合、コイルばね４４は無効にな
り、それというのは最大可能な長さに弛緩しているから
である。この位置もストッパ４８への著しい当接力によ
って規定されており、従って、第１の作業室内の液圧の
変化若しくは放圧された第２の作業室３８内の残留圧力
がピストン構造ユニット１２の該位置に影響を及ぼすこ
とはない。
【００２１】前述のことから明らかなように、選択的に
圧力で負荷されるピストン１４，２８，３２、及びばね
３６，４４の作用、連行体３４の機能、並びにストッパ
１９，４６，４８の位置決めによって、ピストン構造ユ
ニット１２の規定された位置が得られ、該位置はばね力
及び液圧の誤差の影響をほとんど受けず、かつ弁２２，
４２の相応の切換によって簡単に達成される。弁２２，
４２の切換とピストン構造ユニット１２のそれぞれの位
置の達成との間の時間を規定する時間関数(Zeitfunktio
n)の使用によって、ピストン構造ユニット１２の位置測
定が完全に省略され、ピストン構造ユニットが弁の切換
の後の規定の時間の経過の後に所定の位置を占める。
【００２２】図５乃至図８に示す作動シリンダは、中央
のケーシング部分６０を除いて図１乃至図４の作動シリ
ンダに相応している。図５、図６、図７及び図８の位置
は、それぞれ図１、図２、図３及び図４の位置に対応し
ており、従って各位置の達成の説明は繰り返しを避ける
ために省略する。
【００２３】ピストン構造ユニット１２のシャフト３０
に、ピン６２を介して、図示してない切換伝動装置(Sch
altgetriebe)、若しくは変速機に対応して配置された軸
６６の回動のための操作部材６４が結合されている。軸
６６の回動位置が切換伝動装置内の切換路(Schaltgass
e)を規定している。切換伝動装置は図示の実施例では４
つの切換路を備えた伝動装置であり、この場合、図５で
は第５のギヤ(Gang)に相当する位置が占められ、図６で
は第３及び第４のギヤに相当する位置が占められ、図７
では第１及び第２のギヤに相当する切換路が占められ、
図８ではリバースギヤ(Rueckwaertsgang)に相当する位
置が占められる。
【００２４】本発明に基づく作動シリンダを用いて極め
て正確なかつ安価な形式で、オートマチック式の切換伝
動装置の切換路の設定が行われる。
【００２５】本発明に基づく作動シリンダは種々の形式
で使用され、例えば別のばね及びストッパピストンが設
けられ、異なる寸法が選ばれ、ストッパが異なって配置
され、ストッパピストンが固有の回動接続部及びばねを
備えているなどしていてよい。いずれの場合にも、圧力
レベルと無圧状態との間での接続部若しくは作業室の切
換によって、規定の位置が所定の当接力で達成され、従
って圧力変化若しくはばね誤差による影響が避けられ
る。
【００２６】作動シリンダのケーシングは、接続部を介
して流体圧力(Fluiddruck)で負荷可能な２つの作業室を
備えており、作業室内ではピストン構造ユニットのピス
トンが逆向きに異なる大きさの面で以て作動する。ケー
シング内ではストッパピストンが流体圧力による負荷に
際して運動してケーシングに対して不動のストッパに当
接する。有効なピストン面の寸法は、ピストン構造ユニ
ット１２が流体圧力による作業室１８，３８及びストッ
パピストン３２の負荷に際して、ストッパ４０に接して
いるストッパピストン３２との当接位置へ運動させら
れ、かつそれぞれ一方若しくは他方の作業室だけの負荷
に際して、ケーシングに対して不動の他方のストッパと
の当接位置へ運動させられるように規定されている。ピ
ストン１４，２８，３２の有効な面及び、ピストン構造
ユニット１２と協働するばね３６，４４の目的に適った
寸法、並びに別のストッパ１９，４８の適切な位置決め
によって、ピストン構造ユニット１２が、圧力変化に影
響されない規定された異なる位置へ運動させられる。
【００２７】本明細書に記載の請求範囲は、先入観なし
に広い権利範囲を得るために形式化したものである。本
明細書の実施例及び図面にのみ開示の別の構成の特許の
請求が留保してある。
【００２８】先行の請求項を引用する従属項の構成は、
主請求項の構成の有利な実施態様を示すものであるが、
独立的な保護の請求を放棄したものではなく、それ自体
独立的な発明を成し得るものである。
【００２９】本発明は図示の実施例に限定されるもので
はなく、本発明の枠内で多数の変更若しくはバリエーシ
ョンが可能であり、本明細書及び図面に記載の個別の構
成及び方法を単独で用いることも、種々組み合わせて用
いることも、本発明に含まれているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの１つの実施例の１つの位置での横断
面図
【図２】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの１つの実施例の別の位置での横断面
図
【図３】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの１つの実施例のさらに別の位置での
横断面図
【図４】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの１つの実施例のさらに別の位置での
横断面図
【図５】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの別の実施例の１つの位置での横断面
図
【図６】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの別の実施例の別の位置での横断面図
【図７】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの別の実施例のさらに別のの位置での
横断面図
【図８】４つの位置を有するピストン構造ユニットを備
えた作動シリンダの別の実施例のさらに別の位置での横
断面図
【符号の説明】
１０ ケーシング、 １２ ピストン構造ユニット、
１４ ピストン、１６ シリンダブッシュ、 １
８ 第１の作業室、 １９ ストッパ、２８ ピスト
ン、 ３０ シャフト、 ３２ ストッパピスト
ン、３４ 連行体、 ３６ コイルばね、 ３８
第２の作業室、 ４０ 接続部、 ４２ 弁、
４４ コイルばね、 ４６，４８ ストッパ、５０
つば、 ６２ ピン、 ６４ 操作部材、 ６６
軸

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の接続部を備えた作動シリンダのピ
    ストン構造ユニットの少なくとも２つの位置の調節のた
    めの方法であって、明細書に記載の特別な作用及び構成
    を有していることを特徴とする、作動シリンダの調節の
    ための方法。
  2. 【請求項２】 複数の接続部を備えた作動シリンダのピ
    ストン構造ユニットの少なくとも２つの位置の調節のた
    めの方法であって、接続部が選択的に、所定の限界内で
    変動可能な流体圧力で負荷可能若しくは放圧可能であ
    り、流体圧力を用いて作動シリンダ内を負荷することに
    よってストッパピストンをケーシングに対して不動の１
    つのストッパに向けて運動可能であり、ストッパピスト
    ンによってピストン構造ユニットのためのストッパを形
    成し、ピストン構造ユニットを流体圧力による接続部の
    負荷若しくは放圧に関連して運動させて、流体圧力によ
    って運動させられて前記ストッパに当接したストッパピ
    ストンに当接させて、これによってピストン構造ユニッ
    トの１つの位置を規定し、かつピストン構造ユニットを
    流体圧力による接続部の別の負荷に際してストッパピス
    トンの移動下で、ケーシングに対して不動の別のストッ
    パによって規定された位置へ運動させることを特徴とす
    る、作動シリンダの調節のための方法。
  3. 【請求項３】 作動シリンダであって、接続部を介して
    流体圧力で負荷可能な少なくとも２つの作業室を有する
    ケーシングを備えており、作業室内でピストン構造ユニ
    ットの異なる大きさの有効な面を備えたピストンが逆向
    きに作動するようになっており、ケーシング内に運動可
    能に配置されたストッパピストンを備えており、ストッ
    パピストンが流体圧力による負荷に際して移動させられ
    てケーシングに対して不動の１つのストッパに当接可能
    であり、この場合、有効な前記ピストン面の寸法は、ピ
    ストン構造ユニットが流体圧力による作業室及びストッ
    パピストンの負荷に際して運動させられて、ケーシング
    に対して不動の前記ストッパに当接するストッパピスト
    ンに当接可能であり、かつ作業室のうちのそのつど１つ
    の作業室若しくは別の作業室だけの負荷に際して運動さ
    せられてケーシングに対して不動の別のストッパに当接
    可能であるように規定されていることを特徴とする、作
    動シリンダ。
  4. 【請求項４】 ストッパピストンと、ピストン構造ユニ
    ットの有効な小さい面で構成されたピストンとが同じ作
    業室に隣接している請求項３記載の作動シリンダ。
  5. 【請求項５】 ピストン構造ユニットが両側からばねに
    よって負荷されており、ピストン構造ユニットの静止位
    置がケーシングに対して不動の１つのストッパによって
    規定されており、該ストッパにピストン構造ユニットが
    ばねの作用下で所定の当接力で接触している請求項３又
    は４記載の作動シリンダ。
  6. 【請求項６】 有効な小さな面を有するピストンに所属
    する作業室の増大の方向でピストン構造ユニットを押圧
    しているばねがストッパピストンにも係合している請求
    項５記載の作動シリンダ。
  7. 【請求項７】 ピストン構造ユニットが４つの位置へ運
    動可能であり、第１の位置でピストン構造ユニットが小
    さな有効な面を有するピストンに所属する作業室を流体
    圧力で負荷することによって、運動させられてケーシン
    グに不動の第１のストッパに当接しており、第２の位置
    ではピストン構造ユニットが作業室の無圧状態によって
    静止しており、第３の位置では流体圧力を用いて作業室
    を負荷した状態で、ピストン構造ユニットに形成された
    つばが圧力負荷されたストッパピストンに当接してお
    り、第４の位置でピストン構造ユニットが大きな有効な
    面を有するピストンに所属する作業室を流体圧力で負荷
    することによって、ストッパピストンを連行して運動さ
    せられて、ケーシングに対して不動の第２のストッパに
    当接している請求項４から６のいずれか１項記載の作動
    シリンダ。
  8. 【請求項８】 ストッパピストンが中空シリンダであ
    り、中空シリンダの外面がケーシング内に案内されてお
    り、中空シリンダの内面内に、ピストン構造ユニットの
    有効な面の小さなピストンが案内されており、ストッパ
    ピストン及び有効な直径の小さなピストンに所属するば
    ねが、有効な面の小さなピストン及びストッパピストン
    を連行する連行体に係合しており、該ばねがストッパピ
    ストンをピストン構造ユニットの静止位置で、移動させ
    てストッパに当接させている請求項７記載の作動シリン
    ダ。
  9. 【請求項９】 ピストン構造ユニットが、有効な直径の
    小さなピストンに所属するばねの力の抗して連行体をス
    トッパピストンから離しながら第３の位置へ運動させら
    れるようになっている請求項８記載の作動シリンダ。
  10. 【請求項１０】 ピストンの有効な面及びばねの寸法
    は、流体目標圧力の維持に際してストッパへの所定の当
    接力での当接が行われるように規定されている請求項３
    から９のいずれか１項記載の作動シリンダ。
  11. 【請求項１１】 ピストン構造ユニットが複数の切換路
    を備えた切換伝動装置の操作部材に係合しており、操作
    部材が切換伝動装置の切換路位置を規定するようになっ
    ている請求項３から１０のいずれか１項記載の作動シリ
    ンダ。
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