KR20070048643A

KR20070048643A - 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛용 모터 유체 구동장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070048643A
Application number: KR1020067016698A
Authority: KR
Inventors: 스테판 케르페; 안드레아스 슈스터; 브루노 펠하우어; 안드레아스 스테니키
Original assignee: 슈운크 게엠베하 운트 콤파니 카게 파브릭 푸어 스판-운트 그레이프베르크체우게
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2007-05-09
Also published as: PL1716348T3; DE502005002829D1; WO2005080817A8; EP1716348B1; DE102004009913A1; CA2556471A1; ES2299996T3; EP1716348A1; ATE386221T1; US20080216641A1; KR100960169B1; US7574952B2; WO2005080817A1

Abstract

본 발명은 구동 장치에 관한 것으로, 특히 하우징(14)의 실린더(12) 내에 내장되고, 유체 압력 매체의 의해 가압될 수 있으며, 그리고 축방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤(16)을 겸비한 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛용 구동 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 작동 피스톤에 기계식 커플링 부재들(22, 24)이 배치되되, 상기 작동 피스톤이 축방향에서 모터에 의해 제동되고/되거나 구동될 수 있는 방식으로, 상기 기계식 커플링 부재들(22, 24)이 모터(30)와 연결될 수 있는 것을 특징으로 한다. 그 외에도 본 발명은 상기와 같은 구동 장치를 겸비한 회전식, 피봇식, 혹은 선형 구동 유닛 뿐만 아니라, 구동 장치, 또는 회전식, 피봇식, 혹은 선형 구동 유닛을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.

피스톤, 모터, 회전, 피봇, 선형

Description

회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛용 모터 유체 구동 장치 및 방법{MOTOR FLUID DRIVE, ESPECIALLY FOR ROTARY, PIVOTAL, OR LINEAR DRIVE UNITS AND CORRESPONDING METHOD}

본 발명은 특히 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛용 구동 장치에 관한 것이다. 상기 구동 유닛들은, 하우징의 실린더 내에 내장되고, 유체 압력 매체에 의해 가압될 수 있으며, 그리고 축방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤을 구비하고 있다. 그 외에도 본 발명은, 상기와 같은 구동 장치를 겸비한 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛 및 상기 구동 장치를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.

상기한 구동 장치는 자동화 기술에서 널리 이용된다. 왜냐하면, 유체 압력 매체, 특히 유압 압력 매체를 기초로 하여 상기와 같은 구동 장치는 매우 높은 출력 밀도를 가지기 때문이다. 선형 구동 유닛에서, 피스톤은 직접 혹은 간접적으로 예컨대 그립 부재(gripping element)와 연결된다. 피스톤의 축방향 운동을 통해 상기 그립 부재도 마찬가지로 축방향으로 변위된다. 회전식 혹은 피봇식 구동 유닛의 경우, 작동 피스톤은, 회전 커플링 기구를 통해, 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 피보팅 부재(pivoting member)와 연동 작용할 수 있다. 그렇게 함으로써, 피스톤의 축방향 운동을 통해 피보팅 부재의 피봇 운동이 이루어지는 점이 달성된 다. 상기 피보팅 부재에는 예컨대 그립 부재가 배치될 수 있되, 이 그립 부재를 이용하여 피가공재가 포착되고, 상기 피보팅 부재를 통해 회동될 수 있다.

피스톤을 이용하여 지정된 설정 위치에 도달할 수 있도록 하기 위해, 종래 기술에 따라 충격 완충기가 이용되는 점이 공지되어 있다. 상기 충격 완충기는 작동 피스톤의 축방향 선형 운동을 제동하거나 제한한다. 충격 완충기의 사용은 일련의 단점들을 수반한다. 무엇보다 압력이 보다 높을 시에, 충격 완충기는 높은 부하에 대항하지 못한다. 그 외에도 충격 완충기는 마모가 이루어진다는 단점을 갖는다. 그러므로 충격 완충기를 더욱 오래 사용할 시에 재현될 수 있는 완충률의 달성 가능성이 보장될 수 없다.

더욱이 충격 완충기는 비교적 비싸고, 구동 장치 내부나 그 표면에 장착될 시에 대응하는 설계 공간을 필요로 하며, 그리고 구동 장치의 출력을 제한한다.

또한, 충격 완충기의 이용은, 피스톤, 또는 구동 장치와 함께 운동하는 부하 장치가 각각의 임의의 위치로 변위될 수 없고, 그로 인해 자유로이 위치 결정될 수 없다는 단점을 갖는다. 위치 결정은 오로지 지정된 위치에 충격 완충기 또는 해당하는 정지 부재를 그에 상응하게 장치함으로써만 이루어질 수 있다. 위치 결정의 변경은 오로지 충격 완충기 또는 정지 부재의 위치를 변경함으로써만 제공될 수 있다. 그러므로 최초에 기술한 공지된 구동 장치들은 매우 낮은 유연성을 갖추고 있다.

본 발명의 목적은, 최초에 언급한 종류의 구동 장치에 있어서, 일측에서는 높은 출력 밀도가 획득되어 유지되며, 그리고 타측에서는 구동 장치의 위치 결정성과 그에 따른 그 유연성이 증가하는 방식으로 상기 구동 장치를 개량하는 것에 있다.

상기 목적은, 최초에 기술한 종류의 구동 장치를 이용하여, 작동 피스톤에 기계식 커플링 부재가 배치되되, 상기 작동 피스톤이 축방향에서 모터에 의해 제동되고/되거나 구동될 수 있는 방식으로, 상기 기계식 커플링 부재가 모터와 연동 작용함으로써 달성된다.

커플링 부재를 통해 작동 피스톤의 축방향 운동을 구동하고/하거나 제동하는 모터를 이용함으로써, 작동 피스톤이 거의 각각의 위치에서 제동되거나 구동될 수 있는 점이 달성될 수 있다. 그렇게 함으로써 구동 장치의 유연성이 상승한다. 다시 말해 작동 피스톤은 자유로이 위치 결정될 수 있으며, 각각의 임의의 위치에서 정지되고/되거나 각각의 임의의 위치에 도달할 수 있다. 설정 위치에 도달할 수 있도록 하여야 하는 대응하는 충격 완충기 또는 정지 부재의 사용은 배제될 수 있다. 설정 위치로의 도달은 작동 피스톤의 운동을 그에 상응하게 제동함으로써 달성될 수 있다.

그 외에도, 모터를 통해 작동 피스톤을 목표한 바대로 작동시키거나 또는 제동함으로써, 실린더 내에서의 작동 피스톤의 위치의 정밀한 위치 결정 또는 정밀 조정이 달성되며, 그에 따라 작동될 부하 장치의 정확한 위치 결정까지 달성될 수 있다. 결과적으로 본 발명에 따라 전동기로 고안될 수 있는 모터는 작동 피스톤을 설정 위치로 이동시키기에 적합할 수 있다. 다시 말해, 상기한 모터는, 작동 피스톤을 설정 위치에서 제동하고, 경우에 따라 구동하고, 경우에 따라 정밀 조정으로 설정 위치에 도달할 수 있도록 하는데 적합할 수 있다.

자동화 기술로부터, 전동기에 의해 생성된 회전 운동이 예컨대 스핀들 구동장치 혹은 랙크/피니언 구동 장치에 의해 선형 운동으로 변환되는 방식의 구동 장치가 공지되어 있긴 하다. 이와 같은 구동 장치의 장점은 무엇보다 작동되는 부하 장치의 자유로운 위치 결정성과 그의 신속한 응답 거동이다. 그러나 바람직하지 못한 점에 따르면 출력 밀도가 매우 작다. 대형 부하 장치들을 동역학적으로 동작시키기 위해, 출력 성능이 매우 강력한 모터들이 필요하며, 이들 모터를 위해서도 그에 상응하게 넓은 설계 공간이 소요된다. 또한, 사용되는 기계식 커플링 부재는 대형 부하 장치들을 바탕으로 높은 하중에 노출되는 점도 고려하여야 한다. 그리고 기계식 커플링 부재는 높은 마모에 노출된다.

본 발명에 따라 높은 출력 밀도를 갖는 유체 구동 장치와 작동 피스톤을 구동하고/하거나 제동하기 위한 모터 및 작동 피스톤 간의 커플링 부재를 조합함으로써, 유체 구동 장치 및 특히 전기 구동 장치의 장점들이 지금까지 알려져 있지 않은 유형 및 방식으로 통합된다. 유체 구동 장치의 높은 출력 밀도는 유지된다. 추가로 모터 구동 원리의 유연성이 활용된다.

유체로서, 무엇보다 예컨대 공기와 같은 가스, 혹은 예컨대 유압유와 같은 유압 작동유가 이용될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 구현예에 따라, 기계식 커플링 부재는, 작동 피스톤에 배치되는 스핀들 너트 또는 스핀들 바(spindle bar)와 모터에 의해 구동될 수 있는 스핀들 바 또는 스핀들 너트를 포함한다. 이와 관련하여 모터는 직접적으로 혹은 간접적으로 예컨대 기어 유닛을 통해 스핀들 너트 또는 스핀들 바와 연동 작용할 수 있다. 특히 재순환식 볼 스크류(recirculating ball screw)가 사용될 수 있다. 스핀들 바/스핀들 너트를 제공함으로써 바람직한 변속비가 실현될 수 있으며, 이 변속비를 통해 작동 피스톤이 그에 상응하게 구동되거나 제동될 수 있다. 그 외에도 스핀들 너트 또는 스핀들 바는 바람직한 유형 및 방식에 따라 피스톤에, 더욱 상세하게는 피스톤의 선단부에 배치될 수 있다. 이때 스핀들 바는 대응하는 실린더룸을 관통하여 피스톤으로부터 반대방향으로 향해 있는 측면에서 모터와 연동 작용한다. 결과적으로 추가의 설계 공간은 요구되지 않는다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 기계식 커플링 부재가, 작동 피스톤에 배치된 톱니 랙크(toothed rack)와 엔진에 의해 구동될 수 있는 피니언을 포함하는 점도 생각해 볼 수 있다. 그에 따라, 작동 피스톤은 바람직하게 축방향에서 구동되거나 제동될 수 있다. 이때 톱니 랙크는 바람직하게는 축방향에서 실린더룸을 관통한다. 다시 말해 이와 같은 점에 한해 본 실시예에 따라서도 추가의 설계 공간은 필요하지 않다.

또한, 본 발명에 따라, 기계식 커플링 부재가, 작동 피스톤에 의해 회전 커플링 기구를 통해 회전 구동되는 웜 기어와 모터에 의해 구동되고 상기 웜 기어와 맞물리는 피니언을 포함할 수 있다. 이와 같은 실시예는 무엇보다 길이 방향으로 콤팩트하게 구성될 수 있다.

콤팩트한 구조를 달성하기 위해, 모터가 하우징에 플랜지 결합될 수 있거나 플랜지 결합되어 있는 점을 생각해 볼 수 있다. 이를 위해 상기 하우징 및/또는 상기 모터는 플랜지 구간을 구비할 수 있다. 그러나 상기 모터는, 적어도 부분적으로 작동 피스톤의 내부에 배치될 수 있는 중공축 모터로서 설계될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 조절 및/또는 제어 유닛이 제공된다. 이러한 조절 및/또는 제어 유닛은, 작동 피스톤의 위치 및/또는 이 위치의 시간별 변화에 따라, 및/또는 실린더의 압력 챔버들 내 각각의 압력 및/또는 이 각각의 압력의 시간별 변화에 따라 모터를 제어한다. 이때 제어는 측정 시스템들의 보조 하에 이루어질 수 있다. 상기 측정 시스템들은 직접적으로 작동 피스톤의 위치를 측정하거나, 혹은 작동 피스톤과 운동이 연동되는 부재, 예컨대 그립 부재의 위치를 측정한다. 이를 위해, 사전 지정된 설정 위치들이 입력될 수 있다. 그런 다음 압력 매체를 이용하여 작동 피스톤을 가압하고, 모터의 보조 하에 작동 피스톤을 제동하고/하거나 위치 결정함으로써 작동 피스톤은 상기 설정 위치들에 도달하게 된다. 피스톤을 가압함으로써 작동 피스톤이 운동할 시에, 모터는 무전류 상태에서 자유로이 함께 회동되거나, 혹은 압력 인가를 통해 야기된 운동을 보조할 수 있다.

본 발명에 따라, 모터의 한계 부하에 도달할 시에 모터의 부하가 소멸되고/되거나 모터에 의해 야기되거나 의도되는 작동 피스톤의 운동이 보조되는 방식으로, 실린더의 압력 챔버 내 각각의 압력을 제어하는 조절 및/또는 제어 유닛이 제공되는 점 또한 생각해 볼 수 있다. 만일 작동 피스톤의 사전 설정된 설정 위치에 도달하면, 작동 피스톤의 운동은, 대응하는 압력 챔버 내의 압력을 감압함으로써, 혹은 작동 피스톤에 배압을 인가함으로써, 및/또는 모터의 대응하는 제어 및 전류공급을 통해 운동을 제동함으로써 영향을 받을 수 있게 된다. 만일 모터 상에 작용하는 부하가 매우 크다면, 작동 피스톤의 운동이 모터에 의해 보조되고 그에 따라 모터 상에 작용하는 부하가 소멸되는 방식으로, 압력 챔버가 제어된다. 결과적으로 모터의 운동은 서보(servo)의 보조를 받게 된다. 이는, 비록 작동 피스톤을 이용하여 고부하 장치를 조작하여야 하기는 하지만, 비교적 소형으로 치수화된 모터가 작동 피스톤의 설정 위치로의 정확한 위치 도달을 위해 이용될 수 있다는 장점을 갖는다.

모터 상에 작용하는 부하의 측정은 예컨대 모터에 의해 소모되는 모터 전류의 모니터링을 통해 이루어질 수 있다. 또한, 모터 샤프트에 토크 센서를 장착하는 점도 생각해 볼 수 있다. 이때 상기 토크 센서를 통해 모터 토크와 그에 따라 모터 상에 작용하는 부하가 측정될 수 있다. 그 외에도 또 다른 방법에 따라, 모터의 반응 모멘트를 통해, 예컨대 모터 베어링부에 배치된 대응하는 센서들을 이용하거나, 혹은 회전 가능하게 장착되거나 자유로이 걸림 고정된 모터의 편향을 검출함으로써 부하를 측정할 수 있다.

바람직한 점으로서 확인된 점은, 커플링 부재가 높은 변속비를 가질 때이다. 높은 변속비의 전동 부재를 제공함으로써, 소형으로 치수화된 모터가, 더욱 상세하게는 낮은 토크를 갖는 전동기들이 이용될 수 있다. 모터의 낮은 출력 토크는 변속비를 통해 그에 상응하게 큰 토크로 전환된다. 그러므로써 소형으로 치수화된 모터들은 또한 실린더룸 내에서도 비교적 높은 압력을 유지할 수 있다. 그에 따라 작동 피스톤의 운동은 제동될 수 있다.

바람직한 구동 장치는, 자체적으로 회전식 혹은 피봇식 구동 유닛에 적합하되, 작동 피스톤은 회전식 커플링 기구를 통해 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 피보팅 부재와 연동 작용하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구동 장치들의 경우, 바람직하게는, 각각의 임의의 피봇 위치에서, 다시 말해 각각의 임의의 회전 각도에서, 상기 피보팅 부재가 목표하는 바에 따라 제동될 수 있다.

그 외에도 최초에 언급한 목적은 본 발명에 따른 구동 장치를 구비한 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛에 의해 달성된다.

또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 구동 장치 및/또는 본 발명에 따른 구동 유닛을 작동시키기 위한 방법에 있어서, 작동 피스톤을 변위 시키기 위해 실린더를 가압할 시에 모터는 적어도 광역적으로 무부하 상태에서 함께 회전하거나 혹은 작동 피스톤의 운동을 보조하며, 그리고 작동 피스톤이 설정 위치에 도달할 시에, 혹은 도달하기 바로 직전에 모터가 작동 피스톤의 운동을 제동할 수 있도록 제어되는 상기 작동 방법에 관한 것이다. 이때 특히 실린더 내의 압력은 그에 상응하게 감압되거나, 혹은 대응하는 압력 챔버 내에 배압이 형성될 수 있다. 또한, 대응하는 압력 챔버는 무압 상태로 전환될 수도 있다. 제동은, 작동 피스톤이 설정 위치에 도달하는 방식으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 특징들 및 상세 내용은, 본 발명이 도면에 도시된 실시예에 따라, 보다 상세하게 기술되고 설명되어 있는 다음의 실시예 설명으로부터 제공된다.

도1은 본 발명에 따른 제1 구동 장치를 나타내는 종단면도이다.

도2는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 개략도이다.

도1은 본 발명에 따른 구동 장치(10)를 종단면도로 도시하고 있다. 이 구동 장치(10)는 회전식, 피봇식 혹은 선형 구동 유닛용으로 제공될 수 있다. 상기 구동 장치(10)는 하우징(14) 내에 실린더(12)를 구비하고 있다. 실린더(12)는 일체형으로서 관통식 실린더로서 도시되어 있다. 그러나 본 발명에 따라, 상기 실린더(12)가, 각각 원통형 관에 의해 형성된 다수의 실린더 구간을 포함하는 점도 생각해 볼 수 있다. 실린더(12) 내에는 작동 피스톤(16)이 배치된다. 이 작동 피스톤은 상기 실린더(12)를 2개의 압력 챔버(18 및 20)로 분리한다. 상기 압력 챔버들(18 및 20)은, 피스톤(16)이 축방향으로 운동하는 방식으로, 각각 교호적으로 압력 매체를 이용하여 가압될 수 있다. 상기 피스톤(16)은 직접적으로 혹은 간접적으로 피가공재를 이동시키기에 적합한 부재들과 연결된다. 만일 상기 구동 장치(10)가 선형 구동 유닛 내에서 이용된다면, 상기 피가공재는 일측 방향을 따라 선형으로 이동된다.

만일 상기 구동 장치(10)가 회전식 혹은 피봇식 구동 유닛 내에서 이용된다면, 더욱 바람직하게는 작동 피스톤(16)은, 미도시한 회전 커플링 기구를 통해, 하우징(14) 내에 회전 가능하게 장착된 피보팅 부재와 연동 작용한다. 다시 말해 작동 피스톤이 축방향으로 운동할 시에, 상기 피보팅 부재의 회전/회동이 이루어진다.

작동 피스톤(16)의 선단부에는 회전 불가능하게 작동 피스톤(16)과 체결된 스핀들 너트(22)가 제공되어 있다. 스핀들 너트(22) 내에는 스핀들 바(24)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 상기 스핀들 바(24)에 있어 상기 피스톤(16)의 반대방향으로 향해 있는 그의 자유 단부(26)는 전동기(30)의 구동 샤프트(28)에 배치된다. 결과적으로 상기 스핀들 바(24)는 상기 전동기(30)를 통해 회전 구동될 수 있다. 스핀들 바(24)가 회전할 시에, 스핀들 바(24)와 결합된 스핀들 너트(22)를 바탕으로, 작동 피스톤(16)의 축방향 운동이 가능해진다. 또한, 자명한 사실에서, 스핀들 너트는 전동기(30)의 출력 샤프트(28)에 회전 가능하게 결합되어 배치될 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 스핀들 바(24)는 회전 불가능하게 피스톤(16)에 배치된다.

스핀들 바(24)와 스핀들 너트(22)는 기계식 커플링 부재를 형성한다. 이러한 기계식 커플링 부재를 통해, 모터(30)는 작동 피스톤(16)을 축방향으로 구동하거나 제동할 수 있다.

이때 스핀들 바(24)와 스핀들 너트(22) 사이의 변속비는 스핀들 바(24)와 스핀들 너트(22) 사이의 자동 정지가 발생하지 않는 방식으로 설정될 수 있다. 그렇게 함으로써, 압력 챔버(18 혹은 20)를 가압함으로써 피스톤(16)이 운동할 시에 스핀들 샤프트(24)가 자유로이 함께 회전될 수 있는 점이 보장된다. 이러한 경우 모터(30)는 더욱 바람직하게는 비활성화된다. 다시 말해 모터(30)의 로터는 무부하 상태에서 함께 회전한다.

또한, 모터(30)를 통해 피스톤(16)의 운동을 제동할 수 있도록 하기에, 전동 기의 비교적 소형인 레이아웃이 적합할 수 있는 방식으로, 상기 변속비가 높게 설정된다.

더욱 바람직하게는, 본원의 구동 장치(10)는 미도시한 조절 및 제어 유닛을 포함한다. 이 조절 및 제어 유닛은 압력 챔버(18 및 20)의 압력 공급뿐 아니라 전동기(30)의 제어를 그에 상응하게 조절한다. 작동 피스톤(16)이 자유로이 사전 설정 가능한 설정 위치에 도달하기 바로 직전에, 대응하는 압력 챔버(18 혹은 20) 내의 압력은 감압되거나, 대응하는 배압이 형성될 수 있으며, 그리고 전동기(30)는, 작동 피스톤(16)의 운동의 제동이 이루어지는 방식으로 제어될 수 있다. 그렇게 함으로써 상기 작동 피스톤(16), 또는 이 작동 피스톤(16)과 연결된 부재의 사전 설정된 설정 위치가 보장된다. 더욱 바람직하게는 상기 작동 피스톤(16)의 실제 위치 혹은 이 작동 피스톤(16)과 연결된 부재의 실제 위치를 검출하는 측정 시스템들이 제공된다.

본 발명에 다른 구동 장치(10)의 장점은, 상기 구동 장치(10)가 일측에서는 높은 출력 밀도를 가지며, 타측에서는 작동 피스톤(16) 또는 이와 함께 운동하는 부하 장치의 자유로운, 다시 말해 매우 유연한 위치 결정성을 가능케 하는 것에 있다. 높은 출력 밀도는 압력 챔버들(18, 20)에 압력을 공급함으로써 달성된다. 고부하 장치들은 피스톤 속도가 높을 시에 작동될 수 있다. 그럼에도 높은 유연성이 보장된다. 기계식 커플링 부재와 전동기(30)에 의해 고부하 장치들이 자유로이 위치 결정될 수 있다.

만일 작동 피스톤(16)이 사전 설정된 설정 위치에 도달한다면, 상기 작동 피 스톤(16)의 운동은 가압된 압력 챔버 내의 압력을 감압함으로써, 혹은 배압을 작동 피스톤에 공급함으로써, 및/또는 모터(30)의 대응하는 제어 및 제동을 통해 운동을 제동함으로써 영향을 받게 된다. 만일 모터(30) 상에 작용하는 부하가 너무 크다면, 작동 피스톤(16)의 운동이 모터(30)에 의해 보조되고 그에 따라 모터(30) 상에 작용하는 부하가 소멸되는 방식으로, 상기 압력 챔버들(18, 20)이 제어된다. 결과적으로 모터(30)의 운동은 서보의 보조를 받게 된다. 모터 상에 작용하는 부하는 예컨대 모터 샤프트에 배치된 토크 센서를 이용하여 검출될 수 있다.

도2는 피봇 구동 장치(32)(pivot drive)를 도시하고 있다. 이 피봇 구동 장치는, 하우징(14)의 실린더들(12) 내에 장착되고 유체 압력 매체에 의해 가압될 수 있으며 그리고 축방향으로 변위될 수 있는 미도시된 2개의 작동 피스톤을 구비하고 있다. 작동 피스톤에는 기계식 커플링 부재들이 배치된다. 이와 관련하여, 상기 작동 피스톤이 모터(30)에 의해 제동되고/되거나 구동될 수 있는 방식으로 상기 기계식 커플링 부재들은 모터(30)와 연결된다. 또한, 상기 기계식 커플링 부재들은, 하우징(12) 내에서 회전 커플링 기구를 통해 작동 피스톤과 연결되고/되거나 이 작동 피스톤의 피스톤 로드와 연결되어 회전 가능하게 장착된 웜 휠(34)과 모터(30)에 의해 구동될 수 있으며 상기 웜 휠(34)과 맞물리는 웜(36)을 포함한다.

Claims

하우징(14)의 실린더(12) 내에 장착되고, 유체 압력 매체에 의해 가압될 수 있으며, 그리고 축방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤(16)을 구비한 구동 장치(10, 32)를 포함하는 회전 혹은 피봇 유닛(10, 32)에 있어서,

상기 작동 피스톤(16)의 축방향 운동을 통해 피보팅 부재의 피봇 운동이 이루어지는 방식으로, 상기 작동 피스톤(16)은, 회전 커플링 기구를 통해, 그립 부재의 배치를 위해 제공되어 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 피보팅 부재와 연동 작용하며,

상기 작동 피스톤(16)에는 기계식 커플링 부재들(22, 24)이 배치되어 있되, 상기 작동 피스톤(16)이 모터(30)에 의해 축방향에서 제동되고/되거나 구동될 수 있는 방식으로, 상기 기계식 커플링 부재들(22, 24)이 상기 모터(30)와 연결될 수 있는

회전 혹은 피봇 유닛(10, 32).
제1항에 있어서, 상기 기계식 커플링 부재들(22, 24)은, 상기 작동 피스톤(16)에 배치된 스핀들 너트(22) 또는 스핀들 바와 상기 모터(30)에 의해 구동될 수 있는 스핀들 바(24) 또는 스핀들 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛(10).
제2항에 있어서, 상기 스핀들 너트(22)는 회전 불가능하게 상기 작동 피스톤(16)과 체결되어 있으며, 그리고 상기 스핀들 너트(22) 내에는 스핀들 바(24)가 회전 가능하게 배치되어 있되, 이 스핀들 바(24)에 있어 상기 작동 피스톤(16)의 반대방향으로 향해 있는 그의 자유 단부(26)는 상기 모터(30)의 구동 샤프트(28)에 회전 불가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유닛(10).
제3항에 있어서, 상기 스핀들 바(24)에 있어 상기 모터(30)의 반대방향으로 향해 있는 그의 자유 단부는, 상기 모터(30)의 반대 방향으로 향해 있는 측면에서 밀폐되어 형성된 작동 피스톤(16) 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 유닛(10).
제1항에 있어서, 상기 기계식 커플링 부재들은, 작동 피스톤에 배치된 톱니 랙크와 모터에 의해 구동될 수 있는 피니언을 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛(10).
제1항에 있어서, 상기 기계식 커플링 부재들은, 상기 작동 피스톤(14, 16)에 의해 회전 커플링 기구를 통해 회전 구동되는 웜 휠(34)과 상기 모터(30)에 의해 구동될 수 있으면서 상기 웜 휠(34)과 맞물리는 웜(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유닛(32).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커플링 부재들(22, 24)은 자동 정지됨이 없이 기능하는 것을 특징으로 하는 유닛(10, 32).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(30)는 상기 하우징(14)에 플랜지 결합될 수 있거나 플랜지 결합되며, 혹은 상기 하우징(14)의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 유닛(10, 32).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 피스톤(16)의 위치 및/또는 그 위치의 시간별 변화에 따라, 및/또는 실린더의 압력 챔버들(18, 20) 내 각각의 압력 및/또는 이 각각의 압력의 시간별 변화에 따라 상기 모터(30)를 제어하는 조절 및/또는 제어 유닛이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 유닛(10, 32).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(30)가 한계 부하에 도달할 시에, 모터 부하가 소멸되고/되거나 상기 모터(30)에 의해 야기되거나 혹은 의도되는 상기 작동 피스톤(16)의 운동이 보조되는 방식으로, 실린더의 압력 챔버들(18, 20) 내의 각각의 압력을 제어하는 조절 및/또는 제어 유닛이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 유닛(10, 32).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커플링 부재들은 높은 변속비를 갖는 것을 특징으로 하는 유닛(10, 32).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 유닛(10, 32)을 작동시키기 위한 방법에 있어서,

상기 작동 피스톤(16)을 변위시키기 위해 실린더(12)를 가압할 시에, 상기 모터(30)는 적어도 광역적으로 무부하 상태로 함께 회전하거나 혹은 상기 작동 피스톤(16)의 운동을 보조하며, 그리고

상기 작동 피스톤(16)이 설정 위치에 도달할 시에, 혹은 도달하기 바로 직전에 상기 모터(30)는 상기 작동 피스톤(16)의 운동을 제동할 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
제12항에 있어서, 상기 작동 피스톤(16)이 설정 위치에 도달할 시에, 혹은 도달하기 바로 직전에, 실린더의 각각의 압력 챔버(18, 20) 내의 압력이 감압되고/되거나, 배압이 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 모터(30)는 상기 작동 피스톤(16)의 위치 및/또는 이 위치의 시간별 변화에 따라, 및/또는 실린더의 압력 챔버들(18, 20) 내의 각각의 압력 및/또는 이 각각의 압력의 시간별 변화에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 모터가 한계 부하에 도달할 시에, 모터 부하가 소멸되고/되거나 상기 모터(30)에 의해 야기되거나 혹은 의도되는 상기 작동 피스톤(16)의 운동이 보조되는 방식으로, 상기 실린더의 압력 챔버들(18, 20) 내 각각의 압력이 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.