JP2008534874A

JP2008534874A - 停止可能な作動シリンダー

Info

Publication number: JP2008534874A
Application number: JP2008503412A
Authority: JP
Inventors: アドルフ，トレッチ
Original assignee: アロースハイドラウリクゲーエムベーハー
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-08-28
Also published as: PT1864024E; CN101151467A; EP1864024A1; PL1864024T3; DE102005015059A1; DE502006001896D1; US20080190282A1; WO2006103031A1; EP1864024B1; ES2316057T3; ATE412121T1

Abstract

本発明は、ハウジング（１）及び主加圧室（３６）内において移動可能なピストン（１４）を含んで構成さる作動シリンダーであって、ピストン（１４）のピストンロッド管（１３）は主加圧室（３６）内を導かれ、主軸（２０）はピストン（１４）又はピストンロッド管（１３）内に回転可能に取り付けられ且つ回転を停止させる装置を備えている、主軸（２０）又は該主軸に付随する回転筒（２２）は径方向に加圧室（３１．１、３１．２）を備え、該加圧室に係止ボルト（３３）が挿入されていることを特徴とする作動シリンダー。

Description

本発明は、ハウジング及びその内部において加圧室内をピストンロッド管から加圧室内へと可動なピストンを有する停止可能な作動シリンダーであって、ピストン内又はピストンロッド管内において、主軸が回転し、主軸には回転運動を停止させる装置が配置されている停止可能な作動シリンダーに関する。

そのような作動シリンダーは多様な形で実用化され市販されている。例えば、独国特許発明第４１４１４６０Ｃ２号明細書には、加圧手段によって駆動する作動シリンダーが示され、回転可能な主軸がピストンロッド管内に嵌合されている。ピストンロッド管を備えたピストンは、加圧下において、主軸を回転させ、ピストンロッド管を軸方向に動かす。

これらの作動シリンダーは、主加圧室が加圧されると、その中のピストンを押圧し、例えばピストンリングの破壊によりピストンが圧縮又は引っ張りなどの独立した動きより崩壊し、主軸の外ネジとピストンロッド管の内ネジが外れる。

このピストンロッドの独立した動きを防ぐため、制動又は停止機構が備えられる。例えば、独国実用新案出願公開第２９７２０８３８号明細書には、制動円錐に押圧される制動面が提案され、これにより、主軸の回転が制動される。このような制動装置は、制動に際して作動シリンダーに大きな負荷を及ぼすので好ましくはない。更に、これによって主軸の回転が直ちに停止するわけではない。

また、独国特許第２０２１６１９７号明細書には、機能的で、細かく段階的に制御可能な構成部品により形成された停止機構が開示されている。ここでは、軸方向に可動な連結部材と固定された対応部材を用いて、ネジ棒の回転運動を制動する停止機構が備えられており、バネにより連結位置に保持されている連結部材は、バネ作用に抗して移動可能な推進体により開放可能である。連結部材は、押圧バネと共にネジ棒の保持用突起に軸方向へと押圧可能な固定用ピストンとして形成されており、連結部材にはシリンダー端面に対向した面が円環状でその周辺に噛み合いができるように歯が備えられている。この連結部材と同軸上に保持用突起に軸方向へと押圧可能な固定用ピストンが中心の支持軸受けにより推進体上に回転可能に調整されている。連結部材に向いた停止機構の端面が時間の経過と共に磨耗するので、この停止方法には、問題がある。更に、端面の歯の連結は、押圧手段の押圧に依存し、例えば加圧媒体の洩れが生ずると簡単に停止する。

本発明の課題は、主加圧室内の圧が上昇した際に、ピストン、ピストンロッド管又は主軸が迅速且つ確実に停止する作動シリンダーを提供することにある。

主軸又は主軸に装着した回転筒に、径方向に可動な係止ボルトを挿入した加圧室を備えることにより上記課題が解決される。

径方向に可動な係止ボルトにより、該ボルトが加圧室に入ると、確実に直ちに主軸を停止させる。これにより、ピストン又はピストンロッド管が固定される。係止ボルトを停止位置から外すと、回転運動が可能となる。

以下、主軸に関しての記載であっても、主軸の安定な据付に供する、主軸に装着して用いる回転円筒も含まれる。

係止ボルトが移動して、停止位置に在るか外れるかそれぞれの可能性がある。ある実施例では、加圧室は、加圧媒体の圧力下にあり、係止ボルトは加圧室を外れる。これにより、主軸は開放され回転可能となる。

加圧室と反対の係止ボルト端に、例えばコイルバネのような押圧手段を備えてもよい。この場合、加圧室の圧力が相殺され、係止ボルトはコイルバネに押圧され加圧室へ入り、主軸を停止させる。

コイルバネを備えても、コイルバネを備えなくても、油圧又は空気圧により加圧室の反対側から係止ボルトを加圧することも可能なので、電子制御により圧力を生成させ、加圧室内の係止ボルトを移動することができる。ここでは種々の可能性が考えられるがそれも本発明の範囲内である。

しかし、主軸端の周りに深鍋形状の停止用加圧室を備え、この加圧室から、係止ボルトを収納する加圧室を分岐させることが好ましい。加圧媒体が深鍋形状の停止用加圧室から加圧室に到達するので、係止ボルトが遊びをもって加圧室に導かれる。停止用加圧室の底部が漏斗状に形成されると、加圧媒体が係止ボルト前面に到達し、係止ボルトが加圧室から押し出される。しかし、漏斗状の形成はあり得ない。

主軸又は主軸端の径方向の周りに多数の加圧室を配置する場合には、最後に述べた配置が望ましい。径方向へ配置すると、係止ボルトを種々のやり方で後続の加圧室へ導くことが可能となる。これによって、例えば漏れを引き起こす、好ましくない主軸の回転を最小限に抑えることができる。

複数の係止ボルトを備えれば、主軸の固定が安定化され、より好ましい。更に、２つの係止ボルトの間隔を２つの加圧室の間隔とは異なって設置することも可能であり、停止するための分割が減少できる。このことは、主軸の回転が最小限となることを意味する。

主軸又は上述の回転円筒に、環状カラーを備えることが好ましく、該カラーはニードルベアリングにより支えられる。ニードルベアリングは軸方向に作用する力を受け、主軸の端面が袋穴の底部から僅かに隔たって保持されるようにすることが好ましい。

好適な実施例においては、全体の加圧手段は相互に連結されていることが好ましい。すなわち、特にピストンを動かす加圧媒体を上述の係止ボルト用の停止用加圧室の加圧媒体と連結させることである。停止用加圧室への加圧媒体は主加圧室へも通じるが、制御される。その際、シール用リングにより係止用加圧室が主加圧室から分離されていることが重要である。主加圧室内のピストンが押圧される前に、先ず係止用加圧室への加圧媒体の圧力が係止ボルトを加圧室から押し出すのに十分な値１５〜２５バールに達するように、主加圧室へと加圧媒体が供給される。すなわち、主軸が作動シリンダー内を軸方向に動く前に、主軸の安全装置が外される。これによって、油圧の圧力保持弁による安全装置に代わって、係止ボルトが第二の機械的安全装置の役割を担う。加圧媒体、例えば油圧ユニットが遮断された直後は、ピストン棒又はピストンへの力を保持するためにこの圧力保持弁が油圧系に配置されている。例えば、圧力保持弁の損傷又は系内の加圧媒体の漏れにより、この安全装置が機能しなくなると、第二の機械的安全装置が始動し、この場合には主軸が回転し、係止ボルトを支えているコイルバネの加圧により係止ボルトが加圧室内へ入る。

本発明による作動シリンダーは大きな負荷を考慮して構成されている。使用範囲は極めて多岐にわたる。例えば、各階が互いに支えられている二階建ての輸送トラックから、油圧プレス又は土木建築における型枠の設置用装置まで用いられる。これらは、単なる例であり、これに限定されるものではない。

以下、図面を用いて、本発明の長所、特徴及び詳細を説明する。

図１に示されるように、本発明による作動シリンダーＰは、加圧媒体の分配ブロック２が取り付けられたハウジング１を備えている。ハウジング１の右側には、不図示の留め金などに懸架できるように留穴４を有する留輪３が形成されている。留穴４は回転輪５内に在り、回転輪には留輪３に向けて環状空間６が形成され、潤滑手段７により潤滑剤が充填できるようになっている。

留輪３には、後部ハウジング８が連結され、中央部ハウジング９に押圧されている。他方において中央部ハウジングは、シリンダー管１０に嵌合し、その開口部１１には、案内筒１２が嵌合されている。案内筒１２は、ピストン１４にネジ込まれているピストンロッド管１３を取り囲んでいる。ピストン１４は、シリンダー管１０内へ案内され、シール用リング１５によりシリンダー管１０に保持されている。

ピストンロッド管１３の開放端には、例えば、留め金などに懸架できる留穴１８を有する留輪１７と一体化されたボルト１６がネジ込まれている。

ピストンロッド管１３の大部分は、不図示の内ネジを備え、対応する外ネジを有する主軸２０がネジ込まれている。主軸２０はピストン１４を貫通し、その脚部２１が、後部ハウジング８及び中央部ハウジング９に収納された内ネジ付き筒２２内に配置されている。後部ハウジング８には、内ネジ付き筒２２を隔てて収納する袋穴２３が形成されている。内ネジ付き筒２２の端面２４は、袋穴の境界２５から僅かに隔たっている。

更に、内ネジ付き筒２２は、後部ハウジング８と中央部ハウジング９の間に形成された環状カラー２６により環状空間２７に嵌合されている。この環状空間２７内において、環状カラー２６はその両側がニードルベアリング２９、３０を介して、ハウジングに形成された肩部又は端部から隔たって保持されている。

ネジ付き筒２２内の端面２４近傍に少なくとも２つの加圧室３１．１、３１．２が形成され、それぞれが漏斗状の底部３２を有している。加圧室３１．１には係止ボルト３３が備えられ、一端はコイルバネ３４に当接している。

内ネジ付き筒２２が袋穴２３から僅かに隔たり且つ端面２４も袋穴の底部２５から僅かに隔たって保持されているので、これらの空間により深鍋状の、停止用加圧室３８を形成している。停止用加圧室３８は、ニードルベアリング２９に続いてネジ付き筒２２及び中央部ハウジング９との間に配置された環状パッキング４０により主加圧室３６から分離されている。

以下、本発明による作動シリンダーの作用を説明する。

加圧媒体は不図示の配管を介して、分配ブロック２を通って停止用加圧室３８に供給される。加圧室３１．１内の係止ボルト３３には遊びがあるので、加圧媒体は底部３２内の係止ボルト３３端面に到達し、コイルバネ３４の力に対抗して加圧室３１．１から離れるように係止ボルト３３を押圧する。これにより筒２２は開放され、ニードルベアリング２９、３０に支えられて袋穴２３内において回転可能となる。

停止用加圧室３８内の圧力が所定の値、例えば２０バールに到達すると、係止ボルト３３が加圧室３３．１から離れるように押圧され、加圧媒体はピストン１４の後方に到達する。ピストンは左方へ移動し、ピストン１４の前方の加圧室３６が縮小する。停止用加圧室３８からの加圧媒体は戻り配管３７を通って、例えば加圧媒体貯蔵部へと戻される。

ピストンロッド管１３の不図示の内ネジ及び主軸２０の不図示の外ネジのピッチは、ピストン１４の加圧下でピストンロッド管１３の移動により主軸２０が回転しながら左方へ移動するように、選択されている。

ピストン１４の後方へ加圧媒体を供給している間は、停止用加圧室３８内の圧力が主加圧室３６内の圧力よりも常に１５ないし２５バール高くなるように油圧系が制御される。これにより、係止ボルト３３が確実に押し戻された状態に保たれる。

ピストンロッド管１３は最終位置に到達し、油圧ユニットは、主加圧室３６及び停止用加圧室３８への加圧媒体の供給が必要なくなる。即ち、二つの加圧室は無負荷となる。しかし、圧力保持弁３５により、ピストン１４の後方の加圧室から加圧媒体は逆流しない。この圧力保持弁により、第一に本発明による作動シリンダー安全が保たれる。更に、係止ボルト３３により一層安全となる。停止用加圧室３８が無負荷となるので、係止ボルト３３は筒２２に接する。

例えば加圧室３６の漏洩又は圧力保持弁３５の誤作動などいずれの原因にしろ、主軸２０が方向転換し、それに伴う内ネジ付き筒２２の方向転換により、加圧室３１．１が係止ボルト３３域へと方向転換すると直ちに、係止ボルト３３は、コイルバネ３４の加圧により筒２２に径方向から押圧されて加圧室３１．１又は３１．２へと押し込まれる。これによって、主軸２０の回転は停止され、ピストンロッド管１３も停止した状態となる。加圧媒体が停止用加圧室３８に流れ込み且つ係止ボルト３３が休止位置から加圧室３１．１へと押出されると、再び停止状態が解除される。

本発明による作動シリンダーの平面図図１に示された作動シリンダーの正面図図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図

符号の説明

１ハウジング
２（加圧媒体の）分配ブロック
３留環
４留穴
５回転輪
６環状空間
７潤滑手段
８後部ハウジング
９中央部ハウジング
１０シリンダー管
１１開口部
１２案内筒
１３ピストンロッド管
１４ピストン
１５パッキング
１６ボルト
１７留輪
１８留穴
２０主軸
２１脚部
２２回転筒
２３袋穴
２４端面
２５境界
２６環状カラー
２７環状空間
２９ニードルベアリング
３０ニードルベアリング
３１加圧室
３２漏斗状底部
３３係止ボルト
３４コイルバネ
３５圧力保持弁
３６主加圧室
３７戻り配管
３８停止用加圧室
４０環状パッキング
Ｐ作動シリンダー

Claims

ハウジング及び該ハウジング内の主加圧室（３６）内に可動なピストン（１４）を有する停止可能な作動シリンダーであって、
該ピストンのピストンロッド管（１３）は主加圧室（３６）内を導かれ、ピストン（１４）又はピストンロッド管（１３）内には主軸（２０）が回転可能に取り付けられ、該主軸には回転を停止させる装置が備えられ、
主軸（２０）又は該主軸に装着された回転筒（２２）は円周状に配置された加圧室を有し、該加圧室（３１．１、３１．２）内に係止ボルト（３３）が径方向に操作可能に挿入されていることを特徴とする停止可能な作動シリンダー。
係止ボルト（３３）は、押圧手段（３４）により、加圧室（３１．１）の一端に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の停止可能な作動シリンダー。
前記押圧手段がコイルバネ（３４）であることを特徴とする請求項２に記載の停止可能な作動シリンダー。
前記押圧手段が、係止ボルトの後方から流入する油又は空気による加圧源であることを特徴とする請求項２に記載の停止可能な作動シリンダー。
係止ボルト（３３）は、加圧室（３１．１）内において遊びを伴って操作されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
加圧室（３１．１、３１．２）は漏斗状の底部（３２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
複数の加圧室（３１．１、３１．２）が主軸（２０）又は回転筒（２２）の周りに配置され、接続部により加圧源に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
２つ以上の係止ボルトが径方向に操作可能に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の停止可能な作動シリンダー。
前記２つの係止ボルト間の間隔は２つの前記加圧室の間隔と同一でないことを特徴とする請求項８に記載の停止可能な作動シリンダー。
主軸（２０）又は回転筒（２２）には、ピストン（１４）から離れてニードルベアリングに支えられた環状カラー（２６）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
主軸（２０）又は回転筒（２２）は、ハウジング（１）内の袋穴（２３）内において回転し且つ袋穴底部（２５）から所定の間隔が保たれていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
主軸（２０）又は回転筒（２２）に向って、袋穴（２３）内に停止用加圧室（３８）が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の停止可能な作動シリンダー。
加圧室（３１．１）又は係止ボルト（３３）の前方の停止用加圧室（３８）及びピストン（１４）の前方の加圧室（３６）は同一の加圧源に連結されていることを特徴とする請求項４ないし請求項１１のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
加圧室（３１．１、３１．２）は、環状パッキング（４０）によりピストン（１４）前方の主加圧室（３６）から分離されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
ピストン（１４）の前方及び／又は後方の主加圧室（３６）は、圧力保持弁（３６）により保護されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
加圧室（３１．１、３１．２）は、主加圧室（３６）よりも高い圧力まで加圧可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の停止可能な作動シリンダー。
加圧室（３１．１、３１．２）の圧力が所定の値に達してから、主圧力室（３６）が加圧されることを特徴とする請求項１６に記載の停止可能な作動シリンダー。