JPS5977102A - 圧力媒体により操作される複動動作シリンダ - 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】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分による、圧
力媒体により操作される複動動作シリンダに関する。

圧力媒体により操作される複動動作シリンダは、例えば
いわゆる位置決めシリンダとして使用され、この位置決
めシリンダにおいては、圧力媒体により駆動されるピス
トンが自動的に所定の位置に保持される。

したがってこのような位置決めシリン−ダには、一方で
は任意の個所あるいは 少なくとも所定の個所におけるピスト ンの位置を検知する手段が必要であり、他方では所定の
位置へ接近または到達した際にピストンを制動しかつ保
持する手段が必要である。この場合、ピストンを充分迅
速にかつ所定の位置を行き過ぎることなしに保持するこ
とができることが特に必要である。

°冒頭に挙げたような動作シリンダはド′イツ連邦共オ
（Ｊ国特許出願公開第２００５１４４号明細書により公
知である。この公知の動作シリンダは、例えば圧力媒体
制御装置の故障の際にねじ軸伝動装置を拘束することに
よりピストンの任意の位置に動かないように保持され得
るように構成されている。所定の位置を著しく行き過ぎ
ることなしにピストンが自動的に停止している特定の位
置を予め決めることは、公知の動作シリンダでは不可能
である。　。

したがって本発明の課題は、冒頭に挙げたような動作シ
リンダを改良して、この動作シリンダを、ピストンが迅
速かつ正確に所定の位置に達するようにする位置決めシ
リンダとして使用することができるようにすることにあ
る。

この課題は、特許請求の範囲第１項に記載された発明に
よって解決される。本発明の有利な実施例が特許請求の
範囲の実施態様環に示されている。

本発明はとりわけ、制動過程および固定過程を充分に分
離した場合にピストンが所定の位置を行き過ぎることが
実際上回避できるという利点を持っている。軸およびピ
ストンから構成される装置を軸における保合により固定
することは、到達すべき所望の位置に関する、ピストン
における軸の固定の精確さが、ねじ軸伝動装置の減速係
数だけ高められて作用するという利点を持っている。

測定装置が軸の回転運動および（ある〜・は）その都度
の位置を検出する手段を含んでいる場合は、ピストンま
たはピストン棒の位置を非常に正確に検知することがで
きるようにするために、測定装置を非常に有利に使用す
ることができる。その場合はねじ軸伝動装置がピストン
の行程検出およびピストンの固定の両方の機能を果たす
ことができる。こうしてピストンの位置決めの精度が著
しく高められる。軸の回・転運動および（あるいは）そ
の都度の位置を検出する手段として、増分角度発信器が
とりわけ非常に良く適しで」６す、この角度発信器の出
力信号が制御装置へ供給可能である。

図面に示された実施例につし・て本発明を以下に詳細に
説明する。

、図面は複動動作シリンダを示しており、この。

動作シリンダは円筒管２３、ピストン２９および２つの
シリンダ蓋１５および３８を含んでいる。密封されて案
内されるピストン２９が、ピストン棒１４と結合されて
おり、このピストン棒が密封されてシリンダ蓋１５を通
されている。

ピストン２９はシリンダ内において２つの動作室１８お
よび３１を分割しており、これらの動作室は圧力媒体を
受けることができる。この場合は圧縮空気が圧力媒体と
して使われ、この圧縮空気は、圧力媒体管路７を介して
、図示してフヨい蓋圧容器から取り出される。

動作室１８および３１に交互に給気および排気するため
に、４ポ一ト２位置切換弁１０が使われ、この切換弁が
電磁石１１を介して′電磁的に操作可能である。切換弁
１０は、三方では圧力媒体管路２８およびシリンダ蓋３
８の孔３２を介して動作室３１とつながっており、他方
では圧力媒体管路１９およびシリンダ蓋１５の孔１３お
よび１６を介して動作室１８とつながっている。

ピストン２９は制動装置を備えており、この制動装置に
よりピストン２９が運動状態から制動され、したがって
減速され得る。この制動装置は、ピストンの周囲に分布
されかつ制動の目的で半径方向外方へ移動することがで
、きて、シリンダ内壁と摩擦接触する制動素子を含んで
いる。これらの制動素子はピ°ストン２９の拡大可能な
弾性外筒２５により構成される。外筒２５はピストン２
９の圧力媒体環状室２６を密封するので、外筒２５は環
状室２６に圧縮墾気を供給した際に拡大されかつシリン
ダ内壁と摩擦接触せしめられる。

環状室２６は、ピストン２９の孔２４、ピストン棒１４
を包囲する可院性圧力媒体管路２１および圧力媒体管路
１７を介して、３ボ一ト２位置切換弁８とつながってい
る。電磁石９により電磁的に操作可能な切換弁８を介し
て、圧力媒体管路１７が選択的に圧力媒体管路７に接続
可能でありあるいは排気可能である。

このことは、圧縮空気の供給により動作室１８および３
１内で移動可能なピストン２９が切換弁８の操作により
制動可能であることを意味する。

ピストン２９の外筒２５とシリンダ内壁との間の比較的
大きい摩擦面により、室１８あるいは３１への圧縮空気
の供給が一方だけ維持される場合にも、ピストン２９を
制動することが難なくできる。

ピストン２９は内部にねじ軸伝動装置２７．３０を含ん
でいる。このねじ軸伝動装置は、ピストン２９の内部に
設けられかつ回転可能に支持された軸３０がピストン２
９の軸線方向移動の際にその都度の移動方向に応じて回
転されるように、構成されている。ピストン２９に対し
て同軸的に設けられた軸３０の一端が、ピストン棒１４
のピストン２９とは反対側の部分２２の切欠き２０に配
置または支持され、他端がシリンダ蓋３８に配置または
支持されている。

シリンダ蓋３８に固定装置３６が設けられており、この
固定装置が軸３０を包囲しかつ導腺３３を介して付勢可
能である。固定装置３６は、電気信号に・より適当に付
勢する際に軸３０の固定が行なわれるように、構成され
ている。固定された軸３０は、適当に構成されたねじ軸
伝動装置２７．３０を介してピストン２９の軸線方向移
動も拘束する。

それによって、拡大可能な外筒２５により制動されるピ
ストン２９が、続いて固定装置３６により固定可能であ
る。このことは、固定装置３６がピストン２９を既にか
なり減速されまたは既にほぼ終了した移動状態からのみ
固定しなければならないように構成され得ることを意味
する。このことは同時に、ピストン２９の固定が、制動
装置２５．２６において作用するパラメータ（例えば環
状室２６内の圧縮空気の圧力、摩擦係数の変動）の影響
に左右されず、したがってピストン２９がほぼ任意に正
確に固定され得ることを意味する。

さらに軸３０に、軸３００回転運動および（あるいは）
その都度の位置を検出する測定装置３５が設けられてい
る。軸３０の位置の検出により、ピストン２９の軸線方
向に測定された位置も検出さｈる。測定装置３５は、増
分角度発信器の検出器３７により検出される標識を持つ
円板３９を含んでいるのが有利である。測定装置３５は
、軸３０およびピストン２９の位置を示しかつ導線３４
に与えられる出力信号を発生する。測定装置３５の出力
信号は導線３４を介して制御装置１０入力端５へ供給さ
れる。

制御装置士、は比較装置を含んでおり、この比較装置は
、導線３４を介して供給さ」しるピストン位置の実際値
を、予め決め得る目標値と比較する。目標値と実際値と
の差に関係して、ピストン２９が所定の所望位置へ接近
する際に制動装置２５．２６により減速され、最後に、
所定位置に達した際に固定装置３６により固定される。

上述した目的のために制御装置ｌが制御出力端２を持っ
ており、この制御出力端が導線６を介して切換弁８の電
磁石９と接続されている。

それによって切換弁８、したがってまた制動装置２５．
２６が制御装置１０制御出力端２を介して伺勢可能であ
る。

制御装置１の別の制御出力端４が導線３３を介して固定
装置３６に接続されて（・るので、固定装置３６もやは
り制御装置１により伺勢可能である。

最後に、制御装置１が制御出力端３を持っており、この
制御出力端が導線１２を介して切換弁１０の電磁石１１
に接続されている。こうして切換弁１０、したがってま
たピストン２９の運動が制御装置１により制御可能であ
る。

例えばマイクロコンピュータおよび適当なプログラムに
よりピストン２９の全運動経過が、所望の位置を予め決
めて、特に特定の運動段階（低速、高速）を付加的に予
め決めて、制御されるように、制御装置１を構成するこ
とができる。

制御装置１が、ピストン２９が到達すべき位置から特定
の距離に達した際に、逐次制御するように所定の７１ｔ
ｌＪ動プログラムを作り出し、ピストン２９の最終的固
定が、自動的に逐次制御によりあるいは所望の位置に達
した際に付加信号を用いて行なわれるように、制御装置
１を簡単化することもできる。制御装置１をこのように
構成する際、所望の位置へのピストン２９の接近は外部
の行程発信器（例えばピストンあるいはピストン棒用の
ストッパ）を介して行なうこともできる。この場合は上
述の増分行程発信器の代りに測定装置として外部の行程
発信器が使用される。

拡大可能な外筒２５の代りに、ピストン２９を制動また
は減速する、別の公知の装置が使用されるように、上述
の装置を構成することもできる。

このような装置は、例えば電磁的あるいは機械的に操作
されるピストン用制動素子により動作することができる
。出力側の動作室内の空気の逆圧を制御することにより
ピストンを制動することもできる。

上述の発明はピストン棒のないシリンダにも応用でき、
このシリンダにおいてはピストン棒の代りに、シリンダ
のスリットから引き出される連行片あるいはピストンに
より駆動されがっローラを介して転向される連行帯片が
設けられている。

導線３３を介して固定装置３６を電気的に直接伺勢する
代りに、例えば固定装置３６の空気圧操作も可能である
。この場合は制御装置１が、固定装置にある適当な操作
素子に空気圧を供給する電磁弁を付勢する。

本発明による動作シリンダは、荷重を受けて制御（移動
および正確に制動および保持）され得る送りシリンダと
しても有利であることがわかつ　プこ　。

本拠明による動作シリンダは、ピストンの回り止めめだ
めの特別の手段なしに、所望の精度で動作することが明
らかになった。しかしピストンの回転運動を防止するこ
のような手段が必要あるいは有利であるように思われる
場合には、適当に案内される、異形断面（例えば多角形
）のピストン棒が推奨される。

【図面の簡単な説明】

図面は複動動作シリンダの断面図である。 １・・・制御装置、１４・・・ピストン棒、１５．３８
・°・シリンダ蓋、１８．３１・・・動作室、２３・・
・円筒管、２５・・・外筒、２６・・・環状室、２７・
・・ねじ軸伝動装置、２９・・・ピストン、３０・・・
軸、３５・・・測定装置、３６・・・固定装置 第１頁の続き （汀出　願　人　ヴアブコ・ヴエステイングハウス・フ
ァールツオイブレムゼン ・ゲゼルシャフト・ミツト・ベ シュレンクテル・ハフラング ドイツ連邦共和国ハノーヴア ーーリンデン・アム・リンデネ ル・ハーフエン２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　回転可能に支持された軸（３０）が設けられ、こ
   の軸がねじ軸伝動装置（２７）を介して動作シリンダ（
   １５，２３，３８）のピストン（２９）により回転可能
   であり、軸（３０）を固定する、制御可能な固定装置（
   ３６）が設けられており、ねじ軸伝動装置（２７）が、
   ピストン（２９）が軸（３０）の固定により固定可能で
   あるように、構成されている、圧力媒体により操作され
   る複動動作シリンダにおいて、固定装置（３６）に加え
   て、ピストン（２９）を制動する、制御可能な制動装置
   （２５，２６）が設けられ、ピストン（２９）のその都
   度の位置あるいは特定の位置を検出する測定装置（３５
   ）が設けられ、一方では測定装置（３５）の出力信号が
   供給され、他方では目標値信号が供給される制御装置（
   １）が設けられ、この制御装置（１）が固定装置（３６
   ）および制動装置（２５，２６）を制御するために使わ
   れることを特徴とする、圧力媒体により操作される複動
   動作シリンダ。 ２　測定装置（３５）が、軸（３０）の回転運動および
   （あるいは）その都度の位置を検出する手段を含んでい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の動作
   シリンダ。 ３　制動装置が、ピストン（２９）の周囲の少なくとも
   一部に分布して設けられている制動素子（２５）を含ん
   でおり、制動素子（２５）が制御信号に関係して半径方
   向に移動可能でありかつシリンダ内壁と摩擦接触可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第
   ２項に記載の動作シリンダ。 ４、　測定装置（３５）が、軸（３０）に取り付けられ
   た標識付き円板（３９）と円板（３９）の標識を検出す
   る、増分角度発信器の検出器（３７）とを含んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のう
   ち１つに記載の動作シリンダ。 ５　制動素子が、圧力媒体により拡大可能なピストン（
   ２９）の外筒（２５）により構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項および第４項のうち１つに
   記載の動作シリンダ。 ６　軸（３０）がピストン（２９）のピストン棒（１４
   ）に対して同軸的に設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のうち１つに記載の動
   作シリンダ。 ７　軸（３０）の少なくとも一部が、ピストン（２９）
   の中空に構成されたピストン棒（１４）の中に配置され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
   動作シリンダ。 ８　中空に構成されかつ軸（３０）の一部を収容するピ
   ストン棒が、ピストン（２９）の一方の側に設けられ、
   軸（３０）を包囲する固定装置（３６）が、ピストンの
   他方の側に設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の動作シリンダ。 ９　ねじ軸伝動装置（２７）がピストン（２９）に設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲ｓ１項ない
   し第８項のうち１つに記載の動作シリンダ。 １０　　制御装置（１）が、ピストン（２９）が所定の
   位置へ接近する際にピストン（２９）がまず徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第９項のうち１つに記載の
   動作シリン ダ。 １１　　制御装置（１）がマイクロコンピュータを含ん
   でおり、このマイクロコンピュータの出力データが固定
   装置（３６）および制動装置（２５、２６）を制御する
   ために使われることを特徴とする特許請求の範囲第１項 ないし第１０項のうち１つに記載の動作シリンダ。