(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後して配置された、長手方向軸線(9) の方向に変位可能な複数のピストン・シリンダユニット(A,B,C,D,E,F) を有する圧力媒体で作動可能なアクチュエータ(1) であって、ピストン・シリンダユニット(A,B,C,D,E,F) の隣接する構成部材を一体化しかつ圧力媒体用通路を有する連結部材(38;53;54;55;56)と、ねじの一端がねじ孔でピストンまたはシリンダの一方と結合しかつねじの他端が段付き孔でピストンまたはシリンダの他方と摺動自在とすることで行程(ha,hb,hc,hd,he,hf) を特定するねじ(26,27,109〜113)とを有するアクチュエータにおいて、
連結部材(38;53;54;55;56)はピストン・シリンダユニット(A,B,C,D,E) のうちの一つのユニットのピストン(37;65;73;81;89)および隣接するピストン・シリンダユニット(B;C;D;E;F) のシリンダ(48;67;75;83;91)を備え、
アクチュエータ(1) を一端で閉鎖する構成部材(3) がピストン(97)を有しかつアクチュエータ(1) を他端で閉鎖する構成部材(2) がシリンダ(11)を有し、
閉鎖する構成部材(2,3) および連結部材(38;53;54;55;56)には、ねじの一端がねじ孔でピストンまたはシリンダの一方と結合しかつねじの他端が段付き孔でピストンまたはシリンダの他方と摺動自在とすることで行程(ha,hb,hc,hd,he,hf) を特定するねじ(26,27,109〜113)を受け入れるためにねじ回し工具(34)のためのおよびねじ(26,27,109〜113)の頭部のための凹所(31,32,64,95,106,23,24,62,69,85,93,104) が形成されていることを特徴とする、圧力媒体で作動可能なアクチュエータ。
【請求項２】
すべてのピストン・シリンダユニット(A,B,C,D,E,F) の通路(35;50) が長手方向軸線(9) の方向において整合して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の、圧力媒体で作動可能なアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、請求項１の上位概念による圧力媒体で作動可能なアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公開第 36 32 355号から前後して配置されたピストン・シリンダユニットを有する圧力媒体で作動可能なアクチュエータが知られており、このアクチュエータでは隣接するユニットのピストンとシリンダが一つの構成部材にまとめられている。
【０００３】
ピストンをまとめる構成部材の製造は挙げる価値のあるような困難を与えないが、シリンダをまとめる構成部材の製造は比較的高い費用をかけてしか実施できない。このことは、必要な構成部材の数、そのとき生ずる位置や形状の公差の制御、必要な製造の品質を決定する寸法およびシリンダ管のための費用と構成部材の比較的高い組立て費用に理由づけられる。さらに、この構造形式に用いられるシールが場所を節約する設計に悪い影響をもたらす。なぜなら、そのようなシールはピストン・シリンダの直径が増加すると共にまたは圧力媒体の使用圧力が増加すると共にますます厚くかつ頑丈に設計しなければならないからである。最後に、アクチュエータの作動の信頼性も多数の構成部品で構成された構成部材の結果として損なわれる。多数の構成部材を価格上好都合に製造できる射出成形部品として設計するという多位置シリンダの概念について刊行物から推定可能なヒントも、シリンダを分離する分離壁としてのシールに関して行き詰まることになる。
【０００４】
刊行物「油圧デジタル・アクチュエータ」コントロール・エンジニアリング、1965年2 月、69および70頁から圧力媒体で作動可能なアクチュエータが知られており、このアクチュエータでは多数のピストンが一つのシリンダ管内に変位可能に受け入れられている。異なる作用行程を特定するために、各ピストンの一方の端面に凹所がかつ他方の端面にＴ形の突起が形成されている。そのようなピストンの製造は著しいチップを生ずる切削加工により、または射出成形による製造で複雑な成形により著しい費用がかかる。さらに、この構造から少なからぬ構造長さのアクチュエータができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、製造費用の減少、比較的短い構造長さおよび作動の信頼性の向上が達成されるように冒頭に述べた種類のアクチュエータを開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、連結部材はピストン・シリンダユニットのうちの一つのユニットのピストンおよび隣接するピストン・シリンダユニットのシリンダを備え、アクチュエータを一端で閉鎖する構成部材がピストンを有しかつアクチュエータを他端で閉鎖する構成部材がシリンダを有し、閉鎖する構成部材および連結部材には、ねじの一端がねじ孔でピストンまたはシリンダの一方と結合しかつねじの他端が段付き孔でピストンまたはシリンダの他方と摺動自在とすることで行程を特定するねじを受け入れるためにねじ回し工具のためのおよびねじの頭部のための凹所を形成することによって解決される。
【０００８】
請求項１に記載の構成のうち、特に閉鎖する構成部材および連結部材には、行程を限定するねじを受け入れるためにねじ回し工具のためのおよびねじの頭部のための凹所が形成されている構成により、個々のピストン・シリンダユニットの行程を特定するための装置に、困難なく市販の工具でアクセスできるねじを設けることができるという効果がある。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。
アクチュエータ１の一端に閉鎖する構成部材２が形成されかつ他端に閉鎖する構成部材３が形成されている。構成部材２は図１に対応してフランジ４を有し、このフランジ４は二つの面取り部５と６で面取りされた円形である。フランジ４は一点鎖線で示された線７と８で寸法決めされ、これらの線の交点を通って長手方向軸線９が延びている。面取り部５、６に対し直角に線１０が延びている。この線１０は線７と20度の角度W1を形成する。
【００１０】
さらに、フランジ４には長手方向軸線９において延びる袋孔が形成され、この袋孔は底部１２と共にシリンダ１１を形成する。フランジ４は、面取りされた円形および長手方向軸線９の方向のその延長部に外筒面１３を有する。フランジ４には回し突起１４が設けられ、この回し突起１４は互いにおよび長手方向軸線９に対し平行な二つの面１５と１６を有する。突起１４には、軸線が長手方向軸線９とほぼ直角に交差する孔１７が延びている。
【００１１】
さらに、フランジ４には、長手方向軸線９に対し平行に延びていてかつピッチ円１８（図１）に位置する比較的多数の孔が形成されているが、これについては次に詳細に述べる。
【００１２】
線８とピッチ円１８の交点に二つの貫通孔（図示省略）が存在しており、これらの貫通孔には案内ロッド１９と２０が摺動可能に受け入れられている。案内ロッド１９と２０およびフランジ４は、保守不要な滑り軸受のための適当な材料の組み合わせを形成する材料、例えば鋼とプラスチックから造られる。案内ロッド１９、２０はそれぞれその端面にねじ孔（図示省略）を有し、これらのねじ孔には、六角穴付きの丸頭ねじの形態のねじ２１、２２がねじこまれている。ねじ２１、２２の頭の直径は、案内ロッド１９、２０の直径より大きく寸法決めされている。これからの記載について、後に出てくるすべてのねじと呼ぶものはそれらの頭の形状が六角穴付きの丸頭ねじに対応することにする。
【００１３】
さらに、フランジ４には段付き穴２３、２４が形成され、これらの穴は線２５とピッチ円１８の交点により特定される。線２５は線７と50度の角度W2を形成する。段付き穴２３、２４は同一でありかつ図３の段付き穴２３の図に対応して形成される。段付き穴２３、２４には隙間があり、したがって軸方向に変位可能にねじ２６、２７が受け入れられている。
【００１４】
さらに、フランジ４には孔２８、２９が形成され、これらの孔は線３０とピッチ円１８の交点により特定される。線３０は線７と50度の角度W3を形成する。孔２８、２９は互いに同じでありかつ図２の孔２８の図に対応して形成されている。
【００１５】
また、フランジ４には、線３３とピッチ円１８の交点により特定される孔３１、３２が形成されている。線３３は線７と10度の角度W4を形成する。したがって、孔３１、３２は、図３の下側部分に一点鎖線で示されているように、ねじ回し工具３４を邪魔されずに通すための自由な孔として設計されている。ねじ回し工具３４は、前記の六角穴に適合する六角形の横断面を有する形鋼を曲げた部片として形成されている。
【００１６】
フランジ４には、シリンダ１１の底部１２で終わる通路３５が形成されている。通路３５については、次にさらに詳細に述べる。最後に、フランジ４は面３６により区画されている。面３６には、図３において対応する符号が付いており、その際延長線が場所の理由から同時に引き出し線として用いられている。同じことが後に述べるこの種の面にも当てはまる。
【００１７】
シリンダ１１には、ピストン３７が隙間をもってかつ長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられているが、このピストン３７は連結部材３８の部分である。いっそう良く理解するために、特に連結部材３８が図１による切断線IV-IV により示された図４を参照する。
【００１８】
ピストン３７の端面３９に、角付き溝（図示省略）を区画する縁４０が形成されている。この角付き溝には、弾性的な材料、例えば耐油性のゴムで造られたＵ形に成形されたシールパッキン４１が受け入れられている。そのようなシールパッキンは液圧または空気圧シリンダにより知られておりかつ市販の構成部材として入手可能である。シールパッキン４１の弾性的な形成により、シリンダ１１内のピストン３７が圧縮空気または液圧流体のような圧力媒体の圧力に対して密封されかつ摺動可能に受け入れられる。ピストン３７とシリンダ１１は、ピストン・シリンダユニットＡを形成する。
【００１９】
シールパッキン４１は、溝の環状面に支持される。ここから、ピストン３７は長手方向軸線９の方向にフランジ４２に向かって延びていて面４３で終わっている。フランジ４２の外側形状はフランジ４のように形成されている。それに対応して、フランジ４２には面取り部４４と４５がおよび外筒面４６が設けられている。外筒面４６は、基本的に外筒面１３に対応する。
【００２０】
フランジ４２は面４７により区画され、この面からは長手方向軸線９の方向に延びる中心袋穴が延びており、この袋穴は底部４９と共にシリンダ４８を形成する。前述した配置のため、ピストン３７とシリンダ４８が互いに整合してかつ長手方向軸線９上に位置決めされている。面取り部４５に対し直角に、フランジ４２には、段が付いていてかつ長手方向軸線９に向かっている袋穴（図示省略）が配置され、この袋穴は底部４９で終わっていてかつ直線状通路５０を形成している。通路５０は、袋穴に押しこまれた連結管５１を介して圧縮媒体用ホース５２と連結されている。
【００２１】
連結管５１およびホース５２と通路５０の形成に対応して、シリンダ１１に開口する通路３５も設計されている。
連結部材３８のフランジ４２には、四つの他の連結部材５３、５４、５５、５６および構成部材３のフランジ５７、５８、５９、６０および６１と同様に貫通孔（図示省略）が形成されている。これらの孔の位置決めは、線８とピッチ円１８の交点により特定される。これらの孔には、案内ロッド１９、２０が摺動可能に受け入れられる。
【００２２】
フランジ４２には、同じに形成された段付き穴が設けられ、これらの位置決めは線３０とピッチ円１８との交点により特定される。その段付き穴６２は図２に示されている。さらに、フランジ４２には同じに形成されたねじ孔が形成され、それらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔６３は図３に示されている。最後に、フランジ４２にはなお同じに形成された孔が形成され、それらの位置決めは線３３とピッチ円１８との交点により特定される。その孔６４は図３に示されている。
【００２３】
連結部材５３にはピストン６５が形成され、このピストンはピストン３７のようにシールパッキン（図示省略）が設けられかつ縁６６で終わっている。ピストン６５はシリンダ４８内に隙間をもって長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられている。ピストン６５とシリンダ４８はピストン・シリンダユニットＢを形成する。この配置により、連結部材３８がピストン・シリンダユニットＡのピストン３７を有しかつ隣接するピストン・シリンダユニットＢのシリンダ４８を有することがなし遂げられる。
【００２４】
フランジ５７にはシリンダ６７が形成され、このシリンダは面６８からシリンダ４８に対応して長手方向軸線９上を延びていてかつ開口する通路（両方共図示省略）がある底部を有する。フランジ５７には同じに形成された段付き穴が設けられ、これらの位置決めは線３３とピッチ円１８との交点により特定される。その段付き穴６９は図３に示されている。さらに、フランジ５７には同じに形成されたねじ孔が形成され、それらの位置決めは線３０とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔７０は図２に示されている。最後に、フランジ５７にはなお、同じに形成された孔が形成され、これらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。その孔７１は図３に示されている。フランジ５７には、外側に外筒面１３に類似の外筒面７２が設けられている。
【００２５】
連結部材５４にはピストン７３が形成され、このピストンはピストン３７のようにシールパッキン（図示省略）を備えかつ縁７４で終わっている。ピストン７３は、シリンダ６７に隙間をもって長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられている。ピストン７３とシリンダ６７はピストン・シリンダユニットＣを形成する。この配置により、連結部材５３がピストン・シリンダユニットＢのピストン６５および隣接するピストン・シリンダユニットＣのシリンダ６７を有することがなし遂げられる。
【００２６】
フランジ５８にはシリンダ７５が形成され、このシリンダは面７６からシリンダ４８に対応して長手方向軸線９の上を延びていてかつ開口する通路（両方共図示省略）と共に底部を有する。フランジ５８には、同じに形成されたねじ孔が設けられ、これらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔７７は図３に示されている。また、フランジ５８には同じに形成されたねじ孔が形成され、これらの位置決めは線３３とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔７８は図３に示されている。最後に、フランジ５８はなお同じに形成された孔が形成され、これらの位置決めは線３０とピッチ円１８の交点により特定される。その孔７９は図２に示されている。フランジ５８には、外側に外筒面１３に類似の外筒面８０が設けられている。
【００２７】
連結部材５５にはピストン８１が形成され、このピストンはピストン３７のようにシールパッキン（図示省略）を備えかつ縁８２で終わっている。ピストン８１は、シリンダ７５に隙間をもって長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられている。ピストン８１とシリンダ７５はピストン・シリンダユニットＤを形成する。この配置により、連結部材５４はピストン・シリンダユニットＣのピストン７３および隣接するピストン・シリンダユニットＤのシリンダ７５を有することがなし遂げられる。
【００２８】
フランジ５９にはシリンダ８３が形成され、このシリンダは面８４からシリンダ４８に対応して長手方向軸線９の上を延びていてかつ開口する通路（両方共図示省略）がある底部を有する。フランジ５９には同じに形成された段付き穴が設けられ、それらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。その段付き穴８５は図３に示されている。さらに、フランジ５９には同じに形成されたねじ孔が形成され、これらの位置決めは線３０とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔８６は図２に示されている。最後に、フランジ５９はなお同じに形成された孔が形成され、これらの位置決めは線３３とピッチ円１８の交点により特定される。その孔８７は図３に示されている。フランジ５９には外側に、外筒面１３に類似の外筒面８８が設けられている。
【００２９】
連結部材５６にはピストン８９が形成され、このピストンはピストン３７のようにシールパッキン（図示省略）を備えかつ縁９０で終わっている。ピストン８９はシリンダ８３に隙間をもって長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられている。ピストン８９とシリンダ８３はピストン・シリンダユニットＥを形成する。この配置により、連結部材５５はピストン・シリンダユニットＤのピストン８１および隣接するピストン・シリンダユニットＥのシリンダ８３を有することがなし遂げられる。
【００３０】
フランジ６０にはシリンダ９１が形成され、このシリンダは縁９２からシリンダ４８に対応して長手方向軸線９の上を延びていてかつ開口する通路（両方共図示省略）がある底部を有する。フランジ６０には同じに形成された段付き穴が設けられ、これらの位置決めは線３０とピッチ円１８の交点により特定される。その段付き穴９３が図２に示されている。さらに、フランジ６０には同じに形成されたねじ孔が形成され、これらの位置決めは線３３とピッチ円１８の交点により特定される。そのねじ孔９４は図３に示されている。最後に、フランジ６０にはなお同じに形成された孔が形成され、これらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。その孔９５は図３に示されている。フランジ６０には、外側に外筒面１３に類似の外筒面９６が設けられている。
【００３１】
構成部材３にはピストン９７が形成され、このピストンはピストン３７のようにシールパッキン（図示省略）を備えかつ縁９８で終わっている。ピストン９７はシリンダ９１に隙間をもって長手方向軸線９の方向に摺動可能に受け入れられている。ピストン９７とシリンダ９１はピストン・シリンダユニットＦを形成する。
【００３２】
この配置により、連結部材５６はピストン・シリンダユニットＥのピストン８９および隣接するピストン・シリンダユニットＦのシリンダ９１を有することがなし遂げられる。
【００３３】
フランジ６１には、縁１００で終わる回し突起９９が設けられている。この突起９９には、互いにかつ長手方向軸線９に対し平行な二つの面１０１と１０２が設けられている。突起９９には孔１０３が延びており、その軸線は長手方向軸線９とほぼ直角に交差する。
【００３４】
突起９９の構成と角度位置は長手方向軸線９に関して構成部材２の突起１４に対応する。
フランジ６１には同じに形成された段付き穴が設けられ、これらの位置決めは線３３とピッチ円１８の交点により特定される。その段付き穴１０４は図３に示されている。さらに、フランジ６１には同じに形成された孔が形成され、それらの位置決めは線３０とピッチ円１８の交点により特定される。その孔１０５は図２に示されている。最後に、フランジ６１にはなお同じに形成された孔が形成され、これらの位置決めは線２５とピッチ円１８の交点により特定される。その孔１０６は図３に示されている。フランジ６１には、外側に外筒面１３に類似の外筒面１０７が設けられている。
【００３５】
図２および図３から明らかなように、ピストン３７、６５、７３、８１、８９、９７およびシリンダ１１、４８、６７、７５、８３、９１の延長は、長手方向軸線９の方向に次のように寸法決めされる。すなわち、ピストン・シリンダユニットＡが行程haを、Ｂが行程hbを、Ｃが行程hcを、Ｄが行程hdを、Ｅが行程heをおよびＦが行程hfを実施できるように寸法決めされる。さらに、すべてのピストン３７、６５、７３、８１、８９、９７は、これらのピストンがシリンダ１１、４８、６７、７５、８３、９１内に侵入した位置で底部に対して約１ミリメートルの隙間を有するように配慮される。行程haからhfまでを、比率ha:hb:hc:hd:he:hf ＝1:2:4:8:16:32 が満たされるように寸法決めするのが好ましい。
【００３６】
ピストン・シリンダユニットＡからＦまでは、それぞれ直径上に配置された二つののねじにより長手方向軸線９の方向において特定される。これらのねじは前記のねじ孔にねじこまれかつ摩擦モーメントに抗してゆっくりと回転可能に、それ故に意図的にねじられないように確保される。
【００３７】
個々の点では、
ピストン・シリンダユニットＡの行程haがねじ２６、２７により限定され、
ピストン・シリンダユニットＢの行程hbが複数のねじにより限定され、そのうち一本のねじが図２にねじ１０９として示され、
ピストン・シリンダユニットＣの行程hcが複数のねじにより限定され、そのうち一本のねじが図３にねじ１１０として示され、
ピストン・シリンダユニットＤの行程hdが複数のねじにより限定され、そのうち一本のねじが図３にねじ１１１として示され、
ピストン・シリンダユニットＥの行程heが複数のねじにより限定され、そのうち一本のねじが図２にねじ１１２として示され、
ピストン・シリンダユニットＦの行程hfが複数のねじにより限定され、そのうち一本のねじが図３にねじ１１３として示されている。
【００３８】
前記のねじ２６、２７、１０９ないし１１３は、行程ha,hb,hc,hd,heおよびhfを特定するための装置を形成する。
なお、フランジ５３〜５６には、通路５０の構成に対応する通路（図示省略）が配置される。フランジ４、４２および５７〜６１の前述の形成により、すべてのピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆの通路が長手方向軸線９の方向において整合するように配置されることが達成される。
【００３９】
アクチュエータ１は空気圧制御部（図示省略）を経て制御可能に連結され、その際圧力媒体を、例えばドイツ特許第 31 18 964号（米国特許明細書第4,412,498 号に対応する）から知られているように、個々のピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆに一定の規則性にしたがって供給することができる。
【００４０】
アクチュエータ１の作動の仕方は次の通りである。
排気された状態で、すべてのピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆは、同じ大きさのかつ対向するように向けられたアクチュエータ１の力F1とF2による負荷において侵入位置を占める。この位置において、それぞれ面３６と４３、４７と６６、６８と７４、７６と８２、８４と９０、９２と９８が当接することになる。圧力媒体で作用されると、ピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆのうちの少なくとも一つが繰り出し位置を占める。そのとき、少なくとも一つのピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆの所属のねじの頭が対応する段付き穴に当接することになる。ピストン・シリンダユニットＡ〜Ｆの制御に応じて、アクチュエータ１が、図２と３に示されているように、力F1とF2に抗して最大長さL1まで延びる。長さの変化が行われる間、閉鎖構成部材２と３、連結部材３８および５３〜５６が案内ロッド１９と２０の上を滑って変位する。それと共に、これらの案内ロッドは構成部材２、３および連結部材３８、５３〜５６の案内に役立つ。ねじ２１と２２の頭により、案内ロッドの軸方向変位が限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアクチュエータの平面図である。
【図２】図１の切断線II-II によるアクチュエータの断面図で、このうち上下の部分は図１の矢印Ｖの方向の図に対応する。
【図３】図１の切断線III-III によるアクチュエータの断面図で、このうち上下の部分は図１の矢印VIの方向の図に対応する。
【図４】図１の切断線IV-IV によるアクチュエータの連結部材の断面図である。
【符号の説明】
1                                       アクチュエータ
2, 3                                    構成部材
9                                       長手方向軸線
A,B,C,D,E,F                             ピストン・シリンダユニット
13,107および46;72;80;88;96              外筒面
26,27,109 〜113                         ねじ
ha,hb,hc,hd,he,hf                       行程
31,32,64,95,106,23,24,62,69,85,93,104   凹所
34                                      ねじ回し工具
35;50                                   圧力媒体用通路
37;65;73;81;89                          ピストン
38;53;54;55;56                          連結部材
48;67;75;83;91                          シリンダ
【図１】
0003703152.tif 000002
【図２】
0003703152.tif 000003
【図３】
0003703152.tif 000004
【図４】
0003703152.tif 000005