(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複動液圧シリンダ（１１）用電気液圧式監視装置（１０）であって、液圧シリンダ（１１）が、シリンダピストンにより互いに境界付けられている２つの圧力室（１９，２１）を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、そのピストンおよびシリンダハウジングの択一的な変位配置構成に対応する２つの異なる作用位置で使用可能で、これら異なる作用位置において、安全等の理由から所定の作動圧を維持することが必要であり、所定の作動圧を予め設定するため減圧弁（３８）が設けられ、減圧弁（３８）を用いて、圧力供給装置の高い出口圧から、液圧シリンダ（１１）のその都度の機能に割り当てられた圧力室にカップリング可能な所定の圧力を導出可能であり、この所定の圧力を、スピンドル駆動部を用いて弁ばね（４１）のプレストレスを調整することにより予め設定可能であり、弁ばね（４１）が加圧して排流される液圧システムの液圧流体内にあるばね空間（１３７）内に配置され、ばね空間（１３７）が片側を調整スリーブ（４６）により軸線方向に可動に縁取りされ、調整スリーブ（４６）がハウジング要素との係止作用により生じる択一的な個々の終端位置の間を軸線方向の制限的なストローク範囲（ａ）内で変位可能であり、上記終端位置には、液圧流体のないハウジング空間（１２２）内に配置されるスイッチ（１１７）の個々の択一的な切換え位置が関連しており、スイッチ（１１７）が調整スリーブと連動する操作要素（１１８）により操作可能であり、液圧シリンダにカップリングされる作動圧を検知するため、２つのセンサピストン（１９６，１０７）により画成され、それぞれ液圧シリンダの圧力室（１９，２１）の一方と連通している、軸線方向に移動可能な２つのセンサ室が設けられ、これら２つのセンサ室を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、電子スイッチ（１１７）の両切換え位置の一方と関連しているような終端位置へ調整スリーブを押しやるようにした、前記監視装置において、
ａ）センサピストンがリングピストンとして構成され、半径方向外側において監視装置（１０）のハウジングブロック（５２）の中心貫通穴（５１）に対し密封され、且つ半径方向内側において滑動案内管（６６）の外側面（１０２）に対し密封されており、滑動案内管（６６）が、中心貫通穴（５１）の弁ばね（４１）とは逆の側の端部部分の半径方向端部フランジ（７８）により中心貫通穴８５１）に対し密封され、且つハウジングブロック（５２）に対する軸線方向へのずれを阻止されていること、
ｂ）調整スリーブ（４６）が筒状の容器状に構成され、その底部が弁ばね（４１）のほうへ指向するよう配置され、隣接するセンサピストン（１０６）のほうへ指向する側壁部分（４９’）が中心貫通穴（５１）内を滑動するように移動可能に案内され、側壁部分（４９’）の、中心貫通穴（５１）内部に配置される環状端面（７７）で、センサピストン（１０６）が軸線方向で支持可能であり、終端位置の間で可能な軸線方向における調整スリーブの変位ストローク（ａ）が、該調整スリーブの半径方向のリングフランジ（５６）と互いに対向して配置されるハウジング側のリング状の端面（５８，５９）との係止作用により表わされ、調整スリーブが回動を阻止されていること、
ｃ）ねじスピンドル（４７）が、調整スリーブ（４６）の側壁内側で回転可能に且つ軸線方向に滑動可能に支持されている筒状容器形の滑動案内スリーブ（６２）の底部側突出部として構成され、且つスピンドル駆動部のスピンドルナットの機能を果たす調整スリーブ（４６）の底部（５６）の貫通ねじ穴（６２）にねじ込み可能に案内され、且つその自由端によって、弁ばね（４１）を緊張させるために軸線方向へ移動可能なばねカラー（４２）の中心部に係合すること、
ｄ）滑動案内管（６６）内の中心部に調整軸が回転可能に支持され、調整軸が滑動案内スリーブ内へ軸線方向に突出する突出部（６９）を有し、突出部（６９）が、滑動案内スリーブを調整軸と回転可能に且つ形状拘束的に連結させるために設けられる半径方向の連結要素（７１）を備えていること、
ｅ）中心貫通穴（５１）の内部で調整スリーブ（４６）によって縁付けされた内部空間と、調整スリーブの半径方向外側のフランジ（５７）を内設した、半径方向に拡大されたハウジング空間（１３３）とが、弁ばね（４１）とばねカラー（４２）とを収容しているハウジング空間（１３７）と連通していること、
ｆ）マイクロスイッチ（１１７）の操作要素（１１８）が細い棒材として構成され、細い棒材は、液圧流体のないマイクロスイッチ（１１７）の受容空間と調整スリーブ（４６）の半径方向の外側フランジ（５７）を受容している環状空間（１３３）との間に延びているハウジングブロック（５２）の穴（１２８）であって、その中心軸線（１２７）がハウジング（５２，４８）の中心縦軸線（５４）に平行に延びている前記穴（１２８）内へ滑動移動可能に且つこの穴（１２８）に対し密封して配置され、且つアンカーヘッド（１３６）と調整スリーブ（４６）のリングフランジ（５７）のアンカーナット（１３４）との形状拘束的な係合により調整スリーブ（４６）と引張り応力および剪断応力に耐えうるように連動可能に連結されていること、
を特徴とする前記監視装置。
【請求項２】
スイッチ（１１７）を受容する液圧流体のない受容空間（１２２）と調整スリーブ（４６）の半径方向のフランジ（５７）を受容しているハウジング空間（１３３）との間に延び、操作要素（１１８）が貫通しているハウジングブロック（５２）の穴（１２８）が、液圧流体のない前記受容空間（１２２）に開口している案内部分（１２９）であって、径が案内遊びをも含めて針状の操作要素（１１８）の径に相当している前記案内部分（１２９）と、該案内部分（１２９）に対し半径方向に拡大され、環状空間（１３３）に開口している密封部分とを備えてなり、密封部分の内部で、操作要素（１１８）が監視装置（１０）のハウジングブロック（５２）に対し密封されていることを特徴とする、請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
段付き穴（１２８）の密封部分内部で操作要素（１１８）をハウジングブロック（２２）に対し密封するため、穴の中心軸線（１２７）の方向に見て互いに直列に配置される２つのリップパッキン（１３１，１３２）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
段付き穴（１２８）の、より大径の穴段から、半径方向の除荷穴が出ており、その穴側の開口部が、液圧流体で充填される調整スリーブ（４６）のリングフランジ（５７）用の受容空間に隣接して配置されているリップパッキン（１３３）の密封領域内部に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
調整軸（６８）が、監視装置（１０）のハウジングブロック（５２）に対する軸線方向の変位を阻止されていること、回転連結要素（７１）が旗状または鍵歯状要素として構成され、滑動案内スリーブ（６６）のスリーブ側壁（７４）の縦スリット（７２）内へ半径方向に突出し、縦スリット（７２）の縦壁が回転連結要素（７１）の両側で該回転連結要素で滑動可能に支持されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項６】
スリーブ側壁（７４）の縦スリット（７２）が、調整スリーブ（４６）のリングフランジ（５７）を受容している環状空間（１３３）に開口する滑動案内スリーブ（６２）の外側の縦溝（１３９）と連通していることを特徴とする、請求項５に記載の監視装置。
【請求項７】
減圧弁（３８）の出口圧で付勢することにより弁ばね（４１）の設定プレストレスとは逆方向の力であって、減圧弁の調節平衡状態で所望の作動圧を放出させる前記力を生じさせる減圧弁（３８）の制御面の大きさ（ＦＳ）が、液圧シリンダ（１１）内の作動圧を作用させることのできるセンサピストン（１０６，１０７）の環状面の大きさＦＳよりも小さいことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項８】
ねじスピンドル（４７）が調心ころ軸受（１６３）を介してばねカラー（４２）で軸線方向に支持され、ばねカラー（４２）が軸線方向へ変位することにより減圧弁（３８）の弁ばね（４１）のプレストレスの調整を行うことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項９】
ころ軸受（１６３）がアンギュラ玉軸受として構成され、その支持球が、ねじスピンドル（４７）のほうへ拡大しているばねカラー側の円錐状の転動面（１６７）とねじスピンドル（４７）の自由端（１６４）に設けた球欠状の転動面との間に締め付け固定されていることを特徴とする、請求項８に記載の監視装置。
【請求項１０】
減圧弁（３８）の弁ばね（４１）のプレストレスを調整するため、電動サーボ駆動部が設けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項１１】
サーボモータとしてステッピングモータが設けられ、ステッピングモータは、それぞれ増分調整ストロークと関連している予め設定可能な数量の制御パルスで制御することによりプレストレス調整ストロークを実施するため制御可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の監視装置。
【請求項１２】
スピンドル（４７）および（または）弁ばね（４１）のプレストレス調整ストロークを監視するための距離測定システムが設けられていることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の監視装置。
【請求項１３】
弁ばね（４１）のプレストレスを調整するために圧力調節回路が設けられ、該圧力調節回路が、減圧弁（３８）の出口圧を検出する電子圧力センサまたは電気機械的圧力センサ（１５６）を備え、該圧力センサ（１５６）の、圧力を特徴づける出力信号が、電子制御ユニットに送られ、電子制御ユニットは、実際値信号により表わされる圧力を調整可能に予め設定可能な目標値と比較することにより、実際値を目標値に一致させるために必要な、電動調整装置のための制御信号を生じさせることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項１４】
方向制御弁（２２）を液圧シリンダ（１１）の所定の作動モードに必要な作用位置（ＩまたはＩＩ）へ切換えた時点から、減圧弁（３８）のばねプレストレスの調整により設定される作動圧に達するまでにかかる時間を検出する電子時間測定装置が設けられ、電子時間測定装置は、測定した時間と監視される液圧装置の正常機能に特徴的な経験値とを比較することにより、測定した時間が比較時間よりも著しく短い或いは長い場合、または作動圧に達しない場合に対する誤作動表示信号を生じさせることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の監視装置。
【請求項１５】
方向制御弁（２２）を切換えてから作動圧に達するまでの時間の大部分にわたって、液圧シリンダ（１１）に供給される液圧流体流を所定の値範囲内に保持する液圧調整部材が設けられ、有利には減圧弁（３８）と液圧シリンダ（１１）の間に接続される流動調節弁（１６２）が設けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置に関する。
より厳密には、本発明は、複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置であって、液圧シリンダが、シリンダピストンにより互いに境界付けられている２つの圧力室を択一的に圧力付勢、圧力除去することにより、そのピストンおよびシリンダハウジングの択一的な変位配置構成に対応する２つの異なる作用位置で使用可能で、これら異なる作用位置において、安全等の理由から所定の作動圧を維持することが必要であり、そして、請求項１の上位概念に記載された他の構成要件を備える前記複動液圧シリンダ用電気液圧式監視装置に関するものである。この種の監視装置はドイツ連邦共和国特許第２３１０１９３号公報から知られている。
【０００２】
上記公知の監視装置は、作動圧を設定するために設けられている減圧弁と一体の構成で実現されている。すなわち減圧弁の作用要素は監視装置の作用要素としても利用される。減圧弁は、長尺のブロック状のハウジングの中心貫通穴の中央部分によって受容されている。この減圧弁は、ハウジング穴に対して層状に密封される、基本形状的には筒状容器形のハウジング部分を有し、このハウジング部分内で、該ハウジング部分に対し層状に密封して弁ピストンが圧力漏れがないよう変位可能に案内されている。弁ピストンは、半径方向のフランジによって容器形のハウジング部分の筒体側壁の自由な環状端面で支持可能である。このピストンフランジの弁ハウジングとは逆の側には圧縮渦巻きばねが係合し、他方減圧弁とは逆の側の端部は、ハウジング穴内を圧力漏れがないよう変位可能に配置されているピストンで支持されている。ハウジング穴内でのピストンの位置は、スピンドル駆動部を用いてこの弁ばねの所定のプレストレスを設定するため変更可能で、スピンドル駆動部のスピンドルナットは、ハウジングブロックの弁から離間している一端において中心穴の密閉部を形成している。中心穴は、減圧弁の弁ばねとは逆の側において、ハウジングに固定して中心穴内へ挿着される筒状容器形のハウジング密閉部分の底部領域により密閉されている。この場合、ハウジング密閉部分の管状の側壁の、減圧弁の可動ハウジング側の環状端面は、ハウジング固定の弁ハウジング用ストッパーを形成している。このストッパーにより、いわば弁ハウジングの基本位置として弁ハウジングの１つの終端位置が形成され、この終端位置へ減圧弁の弁ハウジングはその弁ばねの作用により押し込められる。弁ハウジングのこの基本位置では、ハウジング密閉部分の管状部分の内部に圧力漏れがないよう変位可能に配置されている「内側」センサピストンの突出部がハウジング密閉部分から軸線方向へ突出する。この突出部は、ハウジング密閉部分の底部の中心穴を貫通し、ハウジング固定のリングパッキンによりハウジング密閉部分に対し密封される突き棒状のもので、その突出量は、減圧弁のハウジングのこの位置に対し特徴的な電気出力信号を電気スイッチが出力できる程度のものである。このセンサピストンは、軸線方向の短い弁ハウジング側の突き棒状の突出部を介して弁ハウジングで支持されている。これら２つの突き棒状の突出部を互いに離間させている（フランジ状の）センサピストンとハウジング密閉部分の底部との間では、スイッチ操作のために設けられる突き棒状のピストン突出部がリングピストンにより取り囲まれている。リングピストンは、半径方向内側で他のリングパッキンによりフランジ状のピストンの突き棒状の突出部に対して密封され、半径方向外側ではパッキンフランジによりハウジング密閉部分の筒状の側面に対し密封されている。このパッキンフランジは、一方で、ハウジングに固定されハウジング密閉部分の底部により画成されているセンサ室の軸線方向の（可動な）画成部を形成し、他方で、弁ハウジングで直接支持可能なフランジ状のセンサピストンにより軸線方向に可動に画成されている第２のセンサ室の軸線方向の画成部を形成している。弁ハウジングの底部と弁ハウジングで支持可能なセンサピストンとの間に延びているハウジング内部空間と、弁ばね用の受容空間とは、ハウジング固定の管路を介して互いに連通し、液圧システムの備蓄容器に戻っている中心の還流管と同じ圧力のもとにある。この圧力は監視される液圧シリンダ内で減圧弁を介してカップリングされるべき作動圧よりも小さいが、数バール（たとえば５バール）の著しい変動に曝されることがある。この種の圧力変動は別個の漏れオイル管によって抑えることができるが、これには付加的なコストを要する。リングピストンにより圧力漏れがないよう互いに境界付けられているセンサ室はそれぞれ個別に複動液圧シリンダの複数の圧力室の一つに接続されている。これらの圧力室は、この液圧シリンダの作動モードに応じて減圧弁の出口圧により択一的に付勢され、作動態様選択弁の切換え位置に応じて付勢される。センサ室を液圧シリンダ内の作動圧で付勢するための環状面のサイズは次のように選定されている。センサ室の一方において作動圧が弁ばねの設定により予め設定可能な値のたとえば８０％の所定の割合に達し、弁ハウジングで支持されているフランジ状のセンサピストンが弁ハウジングのほうへ変位し、これにより弁ハウジングがハウジング密閉部分と当接する基本位置から軸線方向へ変位し、弁ばねのプレストレスが適度に上昇しながら、ハウジングの内側ストッパーリングにより決定される第２の位置に至るまでの変位ストロークａを実施するように選定されている。この第２の位置は弁ピストンの調節位置に対応しており、該調節位置では、シリンダにカップリングされる圧力は、減圧弁の設定作動時に設定された弁ばねプレストレスに対応する圧力よりもわずかに高い。
【０００３】
液圧シリンダをどの作動モードで作動させるかに関係なく、すなわち液圧シリンダのどの駆動圧力室に作動圧を生成させねばならないかに関係なく、両センサ室の一方に作動圧をカップリングさせることにより、常に弁ハウジングは「無圧の」基本位置に対しストロークａだけ変位した終端位置へ到達する。この場合、どのセンサ室に監視圧力をカップリングさせるかに応じて、弁ハウジングに近いほうのセンサピストンだけが弁ハウジングのほうへ押しやられるか、或いは、両センサピストンがともに弁ハウジングのほうへ変位する。両ケーストも、弁側のセンサピストンの棒状の突き棒形突出部がスイッチの操作部材から離間し、その際スイッチは、弁ハウジングがほぼａ／２に相当する変位ストロークを実施した後にその基本位置へ戻り、この基本位置で切換え出力信号は、メインシリンダ内の作動圧に到達したこと、すなわち液圧装置が正常に作動していることを示す。誤作動により作動圧に到達しなければ前記切換え信号は発生せず、たとえば機械の作動を阻止するような信号の組み合わせを発生させるか、或いは、信号が発生と消滅を繰り返すようであれば、機械を停止させる。
【０００４】
この公知の監視装置には、上述したような構成と機能により、以下のような機能上の欠点がある。
突き棒状の操作要素をスイッチへ至る出口側においてハウジング密閉部分に対し密封させているリングパッキンは、比較的高圧に対し密封を維持せねばならず、それ故最小プレストレスのもとになければならない。その結果このリングパッキンは、数バールの圧力に相当する高い摩擦を生じさせる。したがってこのパッキンには、監視の感度を低下させるような影響力がある。両センサピストンをともに変位させる場合にはこのリングパッキンの摩擦抵抗を克服させる必要がある。これは、監視装置の底部側センサ圧力室にカップリングされるような液圧シリンダ圧力室の圧力のみを監視すればよいようなケースである。
【０００５】
これに対して、両センサピストンにより軸線方向において画成されているセンサ室にカップリングされるメインシリンダの圧力室の圧力を監視する必要がある場合には、弁ハウジング側のセンサピストンは、外側のリングパッキンの摩擦に抗して移動するばかりでなく、リング状のセンサピストンのリングパッキンが発生させる摩擦に抗しても移動する。すなわち、移動するセンサピストンを摩擦のほぼ２倍の量に抗して変位させねばならず、その結果監視装置の感度は（弁ばねプレストレスの調整により設定される目標作動圧ｐｓｏｌｌと、センサピストンのリングパッキンの付着摩擦を克服するために最低限必要な圧力ｐａとの比ｐｓｏｌｌ／ｐａとして定義される）、最初のケースに比べてほぼ半分の値に低下する。これは、監視される作動圧が比較的高く、これに対して摩擦抵抗に等価の圧力値が小さい間は問題ないが、監視される圧力が比較的低い場合には、切換え誤作動の確率が大きくなる。
【０００６】
さらに前記公知の監視装置は、応答時に、すなわち弁ハウジングの変位ストロークが始まる際に振動する傾向がある。これは、弁ハウジングが弁ピストンの調節位置（平衡状態に相当する）から軸線方向へ変位することにより、減圧弁の高圧（Ｐ）供給接続部から該減圧弁の消費装置（Ａ）接続部へ至る「弁内部の」流動経路の流動横断面が急激に拡大し、これと同時に、調節作動に消費装置（Ａ）接続部を「弁内部で」弁の還流（Ｔ）接続部と連通させる流動経路の流動横断面が減少し、このため平衡状態が急激に乱されるためである。このような振動過程は、弁が再び新たな調節位置に達した後にようよく「沈静する」（弱まる）。
【０００７】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べた種類の監視装置において、構成が簡潔で、監視装置の感度が著しく高く、両センサピストンに対し同じ感度が保証されるように改善することである。
【０００８】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部分により解決される。
本発明による監視装置の感度は、実質的に、センサピストンと操作要素が変位する際の摩擦抵抗だけで決定されている。この摩擦抵抗は、これに関連したパッキンが比較的小さな圧力に対してのみ密封できればよいので、非常に小さなものである。その結果、このパッキンのプレストレスを著しく大きくさせる必要はない。
【０００９】
本発明による監視装置の感度は、液圧シリンダの２つの作動態様に対して実質的に同一である。というのは、両センサリングピストンは、層状のパッキン構成で、一方ではこれらセンサリングピストンを受容している滑動案内管に対し密封でき、他方でこれらセンサリングピストンを受容しているハウジングブロックの中心穴に対し密封でき、振動状態における緩衝性運動摩擦以外に実質的に摩擦を生じさせないからである。
【００１０】
本発明による監視装置は、いわば従来の慣用的な減圧弁と組み合わせて使用できるように構成されている。減圧弁は、弁ばねがピストンから離間している端部によってばねカラーで支持されているばね受容空間内での調整スリーブの回動阻止構造の点を除けば、何ら構造的な変更を必要としない。これは、弁ハウジングを監視装置用の調整スリーブとして利用するために該弁ハウジングを可動に配置せねばならない公知の装置とは異なっている点である。
【００１１】
請求項２に記載の構成によれば、細い針状の操作要素が貫通しているハウジング穴は段付き穴として構成され、調整スリーブのリングフランジを受容しかつ圧力供給装置のタンクと還流管を介して連通している中空空間のほうへ開口するパッキン段を備えている。パッキン段の径は、液圧流体（たとえばオイル）のないスイッチ受容空間に開口しているこの穴の案内段の径よりも大きい。このような構成には次のような利点がある。請求項３に記載のように、このパッキン段により２つのリップパッキンを「直列に」受容でき、これら２つのリップパッキンは、安全上の理由から望ましい、上記空間相互の特に優れた密封を可能にし、いわば密封を二重に安全にしている。この二重の安全性をさらに向上させるため、両リップパッキンの間、有利にはオイルで充填される側の領域に、半径方向の除荷管路が設けられる。このように構成すると、オイル空間側のパッキンが破損した場合（これはオイルの漏出でわかる）、危険が発生する前にオイルをスイッチ受容空間内へ押し込むことができる。
【００１２】
請求項５にしたがって、ばねプレストレスの設定のために設けられているねじスピンドルと、回転可能な、しかし軸線方向には不動なばね調整軸とを回転連結させることは、プレストレスの手動調整に対しても、また電動調整に対しても特に合目的である。
【００１３】
請求項６にしたがってねじスピンドルの滑動案内スリーブのスリーブ側壁を構成すると、結果的に、監視装置のハウジングブロックの貫通穴内部での調整スリーブの圧力平衡配置が達成される。このため、液圧システム全体の共通の還流管内に発生する圧力衝撃、よってこの還流管と連通している監視装置のオイル空間にも発生する圧力衝撃が、監視装置の調整スリーブの位置へ作用することはない。
【００１４】
請求項７にしたがって、減圧弁のピストンの制御面ＦＳと監視装置のセンサピストンの環状面ＦＲとの面積比ＦＳ／ＦＲを選定することにより、ばねプレストレスの調整により設定可能な作動圧の更なる振動範囲においても、監視装置の確実な応答が得られる。
【００１５】
監視対象である作動圧の正確な予設定、特に比較的低い作動圧の予設定というでは、請求項８に記載の構成も適しており、すなわちねじスピンドルは弁ばねを軸線方向において支持しているばねカラーでころ軸受を介して支持される。ころ軸受に対しては、請求項９の構成が有利である。
【００１６】
ばねプレストレスを設定するために設けられる調整手段の摩擦のない構成は、特に、このために電動サーボ駆動部を設ける場合有利である。電動サーボ駆動部に対しては、請求項１１ないし１３に択一的な構成が記載され、或いはその組み合わせでも利用可能な構成が記載されている。
【００１７】
請求項１４に記載の監視装置の有利な構成により、たとえば調整シリンダのブロックとか消費装置循環路内での漏れ損の増大とかの誤作動の検知が簡単に可能になり、結果的に補助的な安全機能が補充される。
【００１８】
請求項１５にしたがって、作動圧の予設定のために設けられる減圧弁と圧力を監視される液圧作動要素との間に流動調節弁を設け、この流動調節弁を用いて、圧力を監視される作動シリンダに供給される液圧オイルの流量の所定値を調整可能とし、よって測定した時間とこれに関する経験値との比較のための所定の基礎を得るようにするのが特に有利である。
【００１９】
本発明による監視装置の更なる詳細は、図面を用いた以下の実施形態の説明から明らかである。
図１に全体を１０で示した電気液圧式監視装置の目的は、一般に、機械の確実な作動のために必要な、該機械の液圧機械要素の作動圧を継続的に監視して、作動圧が調整可能に予め設定可能な値以下になったときに、これに関する電気表示信号を発生させることである。この電気表示信号を用いて、たとえば機械の緊急停止或いは安全機能の自動導入を行なうことができる。
【００２０】
説明のために選定した実施形態に対しては、機能を監視される機械要素とは複動式線形液圧シリンダ１１、たとえば回転機械の液圧式締め付け装置１２の締め付けシリンダであるものとする。この締め付け装置１２は、たとえば丸棒状の工作物１３を「外側から」締め付けるのを可能にするとともに、たとえば管状の工作物１４を「内側から」締め付けるのを可能にする。締め付け装置１２のこのような択一的な締め付け機能には、回転スピンドル１６をその長さの一部分にわたって外側から取り囲んでいるシリンダハウジング１７がスピンドル固定のピストンフランジ１８に対し変位する個々の方向が択一的に割り当てられている。ピストンフランジ１８により、シリンダハウジング１７の内部には、２つのリング状の圧力室１９と２１が圧力漏れがないように互いに境を接しており、圧力室１９と２１を択一的に圧力付勢および圧力除去することによりシリンダハウジング１７の変位方向を選択でき、よって工作物の締め付け固定の種類を選択できる。
【００２１】
作動態様の種類を選定するため、すなわち締め付け固定の所望の種類を生じさせるシリンダハウジング変位方向を選定するため、４ポート２位置切換え弁として構成されたソレノイド弁２２が設けられている。ソレノイド弁２２は作用位置ＩとＩＩをロックでき、切換え磁石２６の２つの制御巻線２３と２４を択一的に励起することにより、以前占めていた切換え位置ＩまたはＩＩからこれに対して択一的な切換え位置ＩＩまたはＩへ切換えることができる。
【００２２】
方向制御弁２２の一方の切換え位置Ｉにおいては、該方向制御弁のＰ高圧供給接続部２７はＡ消費装置接続部２８と連通しており、Ｔ還路接続部２９はＢ消費装置３１と連通している。他方の切換え位置ＩＩにおいては、Ｐ供給接続部２７はＢ消費装置接続部３１と連通し、Ｔ還路接続部２９はＡ消費装置接続部２８と連通する。
【００２３】
Ａ消費装置接続部２８は、全体を３２で示した回転実施部と遮断解除可能な逆止弁３３とを介して液圧シリンダ１１の「締め付けジョー側の」圧力室２１と連通している。この圧力室２１を圧力で付勢し、同時にハウジング１７の他方のシリンダ室１９を圧力除去することにより、液圧シリンダ１１のシリンダハウジング１７は締め付け装置１２のすべての締め付けジョー３４の方向へ変位する（図では右側）。他方、Ｂ消費装置接続部３１は回転実施部３２と他の遮断解除可能な逆止弁３６とを介して液圧シリンダ１１の圧力室１９と連通している。圧力室１９を圧力付勢し、同時にジョー側の「右側の」圧力室２１を減圧させることにより、シリンダハウジング１７は締め付け装置１２のジョー３４から離間する方向へ変位する。
【００２４】
回転実施部３２が必要なのは、機械の回転作動時にシリンダハウジング１７を回転スピンドル１６とともに回転させるためである。機械が正常に回転作動しているときには、すなわち方向制御弁２２の両消費装置接続部の一方に高い作動圧が生じている場合には、遮断解除可能な逆止弁３３と３６は両方とも開いている。圧力が低下すると、逆止弁３３と３６が両方ともその遮断位置へ移行するので、オイルは液圧シリンダ１１の圧力室１９と２１から出ることができない。
【００２５】
液圧シリンダ１１のそれぞれの圧力室１９または２１にカップリングされる締め付け圧を調整するため、概略的に図示した圧力供給装置３７と方向制御弁２２のＰ供給接続部２７の間に接続されているそれ自体公知の減圧弁３８が設けられている。この減圧弁３８の出口３９から出て液圧シリンダ１１への圧力供給のために利用される出口圧は、弁ばね４１のプレストレス（予緊張力または付勢力）を調整することにより予め設定可能であり、この場合出口圧はこの弁ばね４１のプレストレスに比例している。
【００２６】
減圧弁３８は機能的には三方弁であり、その弁ピストン１７１は弁ばね４１のプレストレスにより極値位置へ押しやられ、この極値位置において、圧力供給装置３７の圧力出口１７２と連通しているそのＰ供給接続部１７３は、弁内部にある流動横断面の大きな流動経路を介して減圧弁の出口３９と連通している。減圧弁の出口３９に発生した出口圧は、絞り１７４を介して制御室１７６にカップリングされている。制御室１７６は、量ＦＳの弁ピストン１７１の終端面１７７により片側を軸線方向可動に画成されている。制御室１７６のばね側の他の終端面１７８（その有効量ＦＳは制御室１７６を画成している制御面１７７の有効量と同じである）において、弁ピストン１７１は、共通のタンク還路管１７９に接続され弁ばね４１を含んでいる空間１３７の圧力に曝されている。なお、タンク還路管１７９にも、機械の液圧システムの他の消費装置（図示せず）が接続されている。付加の増大により減圧弁３８の出口圧ＰＡが上昇すると、弁ピストン１７１には、弁ばねのプレストレスとは逆方向の、量ＦＳ・ＰＡの力が作用して、弁ばねのプレストレスを増大させようとする。この力が弁ばねのプレストレスを越えると、ばね空間１３７内の圧力を無視できると仮定すれば、弁ピストン１７１は、Ｐ供給接続部から減圧弁の圧力出口３９へ至る流動経路の流動横断面を減少させるような変位を蒙って、調節位置に達する。この調節位置においては、圧力出口３９は、圧力ＰＡに応じてＰ圧力供給接続部１７３、または、還路管１７９と連通しているばね空間１３７（ともに溢れ横断面は小さい）と交互に連通する。またこの調節位置では、減圧弁３８の出口圧は弁ばねのプレストレスの調整によって予め選定される作動圧に対応している。
【００２７】
減圧弁３８のピストン１７１とばねカラー４２との間に緊張固定されている弁ばねのプレストレスを調整するため、全体を４３で示したスピンドル駆動部が設けられている。スピンドル駆動部４３は、全体を４６で示した調整スリーブの中心のねじ山４４と噛み合っているねじスピンドル４７を有している。ねじスピンドル４７は、回動することにより、減圧弁３８のハウジング部分４８に対し回動を阻止されている調整スリーブ４６のねじ山４４において軸線方向に変位し、ばねカラー４２の弁ばね４１とは逆の側の中心に係合する。これによりばねカラー４２はねじスピンドル４７の回転方向に応じて弁ばね４１のプレストレスを増減させるように変位可能である。
【００２８】
調整スリーブ４６は、基本形状に関しては筒状の容器のごとく構成されていて、そのスリーブ側壁４９の比較的薄壁の部分４９’は、監視装置１０のハウジングブロック５２の中心の貫通穴５１内で軸線方向に変位可能に案内されている。ハウジングブロック５２は、弁ばね４１とばねカラー４２と調整スリーブ４６の底部側の部分とを受容しているハウジング部分４８に取り付けられており、ハウジングブロック５２の中心の穴５１とばね４１を受容しているハウジング部分４８の中心穴５３とは、減圧弁３８および監視装置１０の共通の中心縦軸線５４に対し同軸に配置されている。
【００２９】
スリーブ側壁４９の薄壁の案内部分４９’と、弁ハウジング４８の中心穴５３内へ突出している厚壁の底部側の側壁部分４９”であって、中心にねじ山４４を有し、いわばスピンドルナットを形成している調整スリーブ４６の底部５６に接続している前記側壁部分４９”との間において、調整スリーブ４６は半径方向外側にリングフランジ５７を備えている。このリングフランジ５７が、監視装置１０の、弁ばね４１を収容しているハウジング部分４８またはハウジングブロック５２の、互いに対向している平らなリング状の支持面５８と５９に択一的に当接することにより、調整スリーブ４６の軸線方向への変位量は最大変位ストロークａに係止的に制限される。
【００３０】
この最大変位ストロークａは、互いに対向しているリング状の支持面４８，５２の軸線方向の間隔と、調整スリーブ４６のリングフランジ５７の軸線方向の厚さとの差に相当しているが、ねじスピンドル４７の回動により得られる、所望のばねプレストレスの設定に必要なばねカラー４２の軸線方向の変位ストロークに対して小さく、可能な全ばね調整ストロークのほぼ１／１０ないし１／２０にすぎない。
【００３１】
ねじスピンドル４７は、基本形状的には筒状の容器である滑動案内スリーブ６２の底部領域６１から出ている。滑動案内スリーブ６２は、調整スリーブ４６の円筒状の内部空間内で回転可能に且つ調整スリーブ４６に対し軸線方向へ往復動可能に支持されている。
【００３２】
調整スリーブ４６は、弁ばね４１を受容しているハウジング部分４８の中心穴５３内へ突出している楔またはピン６３により、装置全体の中心縦軸線５４のまわりに回動しないよう固定されている。前記楔またはピン６３は、調整スリーブ４６の底部側の側壁部分４９”の、軸線方向に延びている外側溝６４と、滑動可能に形状拘束的に係合している。
【００３３】
ハウジングブロック５２の中心穴５１には、該ハウジングブロック５２の中心縦軸線５４に対し同軸配置で滑動案内管６６が挿着されている。滑動案内管６６は、その内側面６７によって、滑動案内スリーブ６２と回転連結される調整軸６８を回転可能に支持するための滑動面を形成している。調整軸６８は、細い突出部６９によってねじスピンドル４７の滑動案内スリーブ６２内へ突出している。この突出部６９には、半径方向へ突出する旗状の回転連結要素７１が固定されている。回転連結要素７１は、滑動案内スリーブ６２のスリーブ側面の縦スリット７２と形状拘束的に係合することにより、調整軸が回転したときに滑動案内スリーブを一緒に回転させる。このため、スピンドル４７が調整スリーブ４６の中心のねじ山４４と螺合しているので、ばねカラー６２を軸線方向へ変位させる。
【００３４】
弁ばねの最大プレストレスを設定するために利用可能な、滑動案内スリーブ６２またはねじスピンドル４７の変位ストロークは、滑動案内スリーブ６２の底部領域６１が調整スリーブ４６の底部５６で（係止作用により）支持されていることにより制限されている。ばね最大プレストレスを設定するために利用可能な滑動案内スリーブ６２の変位ストロークは、スリーブ側壁７４の自由なリング状の端面７３がスナップリング７６で軸線方向に支持されていることにより制限されている。スナップリング７６は調整スリーブ４６の内側の環状溝に挿着されており、その薄壁の側壁部分４９’の円環状の端面７７のすぐ近くに配置されている。
【００３５】
減圧弁３８および弁ばね４９の典型的な構成では、最大ばねプレストレスに対応する滑動案内スリーブ６２の終端位置には、８０バールの減圧弁３８の出口圧がリンクしており、弁ばね４１の最小プレストレスに対応する滑動案内スリーブ６２の終端位置には、１０バールの出口圧がリンクしている。
【００３６】
滑動案内管６６の外径は、監視装置１０のハウジングブロック５２の中心貫通穴５１の径よりもかなり小さく、また調整スリーブ４６の薄壁部分４９’の内径よりも小さい。
【００３７】
滑動案内管６６は、制御スリーブ４６から離間しているその外端に、半径方向のパッキンフランジ７８を有しており、該パッキンフランジ７８の外側の環状端面は、監視装置１０を収容しているハウジングブロック５２の外側端面８１と同一平面上に延びている。滑動案内管６６のパッキンフランジ７８は外側溝８２を備え、外側溝８２にはパッキンリング８３が挿着され、パッキンリング８３によりリングフランジ７８または滑動案内管６６は、監視装置１０のハウジングブロック５２の軸線方向貫通穴５１に対して高圧漏れがないよう密封されている。滑動案内管６６はそのリングフランジ７８の領域に内側溝８４を備えており、この内側溝８４に他のパッキンリング８６が挿着され、パッキンリング８６により滑動案内管６６はこれを貫通している調整軸６８に対し高圧漏れがないよう密封されている。
【００３８】
滑動案内管６６とこのなかに回転可能に支持されている調整軸６８とは、ハウジングブロック５２に対し軸線方向にずれないよう固定されている。
このように滑動案内管６６と調整軸６８とを軸線方向にずれないよう位置固定するため、全体を８７で示した筒状容器状のアンカースリーブが用いられる。アンカースリーブ８７はハウジングブロック５２の中心縦軸線５４に対し同軸配置になるように該ハウジングブロック５２に取り付けられて、その底部８８がハウジングブロック５２の外側端面８１に当接し、且つその薄壁の側壁８９がハウジングブロック５２から離間する方向に向くよう配置されている。
【００３９】
スリーブ底部８８は中心貫通穴９１を有し、この貫通穴９１を調整軸６８の移行部分９２が貫通している。移行部分９２の径はアンカースリーブ８７の貫通穴９１の径よりも小さい。滑動案内管６８の半径方向のパッキンフランジ７８は、その外側の環状端面７９の周領域によってアンカースリーブ８７の該パッキンフランジ７８側の穴縁で軸線方向に支持されている。スリーブ底部８８の、滑動案内管６８のパッキンフランジ７８とは逆の側の側壁側環状面９３では、調整軸６８が該調整軸の移行部分９２に接続しているより大径の支持部分９６の半径方向の環状端面９４によって軸線方向に支持され、支持部分９６に続いて調整軸６８の管状の端部部分９７が設けられ、その外径は調整軸６８のための外側回転軸受を形成しているスリーブ側壁８９の内径に相当している。
【００４０】
滑動案内管６６の調整軸６８の抜け落ちはスナップリング９８により阻止されている。スナップリング９８は、滑動案内管６６を貫通している調整軸６８の部分の外側環状溝９９に挿着されており、滑動案内管６６の内側環状端面１０１で軸線方向において支持されている（図２ａ）。
【００４１】
監視装置１０のハウジングブロック５２の中心貫通穴５１により半径外側を画成され、滑動案内管６６の外側面１０２により半径方向内側を画成されて環状空間１０４が形成されている。この環状空間１０４は滑動案内管６６のパッキンフランジ７８により軸線方向においてハウジング位置固定で密閉されており、ハウジングブロック５２の中心穴５１の横中心面１０３までほぼ延びている。横中心面１０３は、調整スリーブ４６が図示の位置にあるとき、調整スリーブ４６の平らな環状終端面７７が延在している面によって表わされている。
【００４２】
上記環状空間内には２つのリングピストン１０６と１０７が軸線方向へ変位可能に配置されている。これらのリングピストン１０６と１０７は、半径方向内側において滑動案内管６６に対して密封され、半径方向外側においては監視装置１０のハウジングブロック５２の中心穴５１に対して密封されている。
【００４３】
両リングピストン１０６と１０７の互いに対向しあって配置されている環状端面１０８と１０９は、第１の環状空間形の圧力センサ室１１１の軸線方向の画成部を形成している（図２ａ）。圧力センサ室１１１は、図示した実施形態の場合、圧力センサ線１１２を介して方向制御弁２２のＡ消費装置接続部２８と連通している。滑動案内管６６のパッキンフランジ７８に近接して配置されているリングピストン１０７は、第２の環状空間形の圧力センサ室１１３の軸線方向に可動な画成部を形成している（図２ｂ）。この第２の圧力センサ室１１３は、軸線方向にハウジング位置固定して滑動案内管６６のパッキンフランジ７８により密閉されている。またこの第２の圧力センサ室１１３は、他の圧力センサ線１１４を介して方向制御弁２２のＢ消費装置接続部と連通している。
【００４４】
圧力供給装置３７と減圧弁３８と締め付け装置１２とが正常に作動するためには、方向制御弁２２が作用位置Ｉにあるとき、減圧弁３８の高い出口圧が両リングピストン１０６と１０７とによって軸線方向に画成されている第１の圧力センサ室１１１（Ａセンサ室）にカップリングされ、且つ第２のセンサ室１１３（Ｂセンサ室１１３）が圧力除去されていることが前提である。その結果、滑動案内管６６のパッキンフランジ７８に隣接しているリングピストン１０７はパッキンフランジ７８と当接して押しやられ、他のリングピストン１０６は調整スリーブ４６のほうへ押しやられる。他方、方向制御弁２２が他の作用位置ＩＩに接続されているときには、作動圧はＢセンサ室１１３にカップリングされ、他方Ａセンサ室１１１は圧力除去されており、その結果調整スリーブ４６には、Ａセンサ室１１１へ圧力をカップリングする場合と同じ方向および大きさの力が作用する。
【００４５】
Ａセンサ室１１１を軸線方向において画成しているリングピストン端面１０８と１０９の大きさと、Ｂセンサ室１１３の軸線方向に可動な画成部を形成しているパッキンフランジ側のリングピストン１０７のピストン環状端面１１６の大きさとは同じであり、減圧弁３８の出口圧に曝されている制御面ＦＳよりも著しく大きく、たとえば１０％ないし１５％大きい。制御面ＦＳを圧力で付勢することにより、減圧弁３８のピストン１７１は弁ばね４１のプレストレスに抗して調節位置へ到達する。この調節位置は、ばねプレストレスの調整により予め設定された減圧弁の出口圧に対応している。
【００４６】
リングピストン１０６と１０７の上記のごときサイズ選定により、方向制御弁２２のＡ消費装置接続部２８またはＢ消費装置接続部３１に、ばねプレストレスに対応する作動圧が作用すると、調整スリーブ４６は締め付け装置１２の正常機能と関連している終端位置を占める。この終端位置は、調整スリーブの半径方向外側のリングフランジ５７が弁ばね４１を受容しているハウジング部分４８のリング状の支持面５８に当接することにより特徴づけられる。調整スリーブ４６がこの位置にあるとき、マイクロスイッチとして構成され、調整スリーブ４６の移動と連動する操作要素１１８を介して切換え可能なエンドスイッチ１１７は、その基本位置へ切換えられている。この基本位置においては、第１のスイッチ出力１１９に、調整スリーブ４６の上記位置を特徴づける位置表示信号が送られる。
【００４７】
方向制御弁２２の消費装置出口２８または３１（切換え位置ＩまたはＩＩに対応して減圧弁３８の出口圧が作用する）における圧力が比率ＦＳ／ＦＲ（ＦＲ＝センサピストン１０６と１０７の環状端面の有効量）と乗積される減圧弁の目標値よりも低い場合には、調整スリーブ４６は弁ばね４１のプレストレスにより図１に図示した位置へ移動し、この位置で調整スリーブ４６の半径方向のリングフランジ５７は、弁ばね４１を受容しているハウジング部分４８のリング状の支持面５８からストロークａだけ持ち上げられる。調整スリーブ４６がこの位置にあるときには、エンドスイッチ１１７は、第２のスイッチ出力１２１からこれに特徴的な出力信号が出力されるような切換え位置に切換えられている。この信号がスイッチ１１７の第２の出力１２１に作用しているとき、および作用している間は、回転機械のスピンドル１１６の回転駆動を行なってはならない。
【００４８】
説明のために選定した実施形態では、スイッチ１１７は電気機械的なスイッチとして構成され、中心縦軸線５４に平行に択一的な方向で行なわれる変位により切換え可能で、切換え部材１２３を有している。切換え部材１２３は、スイッチスプリング１２６により、針状の棒材として構成される操作要素１１８の自由端１２４と当接して保持されている。操作要素１１８はその縦軸線１２７が中心縦軸線５４に平行に延び、全体を１２８で示したハウジングブロック５２の２段階の穴を貫通している。穴１２８はスイッチ１１７用のオイルのない受容空間１２２とハウジングブロック５２のばね空間側の平らな支持面５９との間に延在している。この段付き穴１２８はオイルのないスイッチ受容空間１２２から出ている案内部分１２９を有している。案内部分１２９の径は、わずかに大きいが、針状の操作要素１１８の径に対応している。さらに段付き穴１２８は、この案内部分１２９に比べて拡大され、半径方向の肩部により段状に構成された密封部分１２９’を有している。密封部分１２９’の内部では、操作要素１１８が直接並設されるパッキンリップ１３１と１３２により密封部分１２９’に対し密封されている。密封部分１２９’は液圧オイルで充填された環状空間１３３に開口しており、環状空間１３３内部には調整スリーブ４６の半径方向外側のリングフランジ５７が配置され、リングフランジ５７はハウジング部分４８およびハウジングブロック５２のリング状の支持面５８と５９の間を往復動可能である。
【００４９】
操作要素１１８と調整スリーブ４６とを連動させるため、調整スリーブ４６の半径方向のリングフランジ５７は外側溝１３４を備えている。この外側溝１３４には、アンカーヘッド１３６を備えた操作要素１１８が形状拘束的に掛止され、すなわち頑強に剪断が生じないよう掛止されている。操作要素１１８の上述した構成と、ばね空間１３７と同じ液圧状態にある環状空間１３３（締め付け作動の当初に液圧シリンダ１１から還流してくる液圧オイルの圧力の作用を受けている）に対する操作要素１１８の密封とにより、ハウジングブロック５２内での操作要素１１８の特に摩擦のない滑動案内が得られ、監視装置１０の解像能に貢献している。
【００５０】
調整スリーブ４６の半径方向のリングフランジ５７が配置されている環状空間１３３と、圧力制限弁３８の一部であるハウジング部分４８のばね受容空間１３７との連通を実現するため、ばね受容空間１３７内へ突出している調整スリーブ４６の部分４９”の径は、ばね４１を有しているハウジング部分４８の中心穴５３の径よりも小さい。
【００５１】
ばね空間１３７は、調整スリーブを回動させないようにするために設けられ、調整スリーブ４６の底部側の内部空間領域１３８に開口している外側溝６４と、内部空間領域１３８と滑動案内スリーブ６２のスリーブ側壁の縦スリット７２との間に延在している外側の縦溝１３９とを有している。外側の縦溝１３９はセンサピストン側の内部空間１４１とも連通している。内部空間１４１は、その長さの大部分にわたって滑動案内スリーブ６２によって縁取りされ、且つ調整スリーブ４６の薄壁の側壁部分４９’のピストン側の短い部分１４２にわたって調整スリーブ４６によって縁取りされている。
【００５２】
減圧弁３８に対しては次のような構成が採用されており、すなわち調整圧に曝されている弁ピストンのピストン端面ＦＳがばね空間１３７を画成している端面と同じ大きさであるように構成されている。ばね空間１３７内でΔｐだけ圧力が上昇すると、ばねプレストレスは量ＦＳ・Δｐだけ増大する。このため、監視装置１０のそれぞれのセンサ室１１１または１１３にカップリングされる圧力が同じ量Δｐだけ上昇し、その結果、Δｐの圧力上昇から生じる力は調整スリーブ側のセンサピストン１０６に作用し、或いは、このセンサピストンを介して第２のセンサピストン１０７に作用する力は、対応的に上昇した圧力がセンサ室１１１または１１３にカップリングすることによりわずかに過度補正され、一時的なΔｐの圧力上昇からエンドスイッチ１１７の誤作動は生じない。というのは、調整スリーブ４６は、装置全体が正常に機能していると前提すれば、図２ａと図２ｂに図示した係止位置からのずれを蒙らないからである。したがって監視装置１０は、ばね空間１３７またはＴ還路管１７９（図１）内に発生する圧力衝撃に対し全く反応しない。このことは、特に、締め付け装置１２を作動させるための作動圧が４０バールと２０バールの間の低い圧力範囲にあるときに重要である。
【００５３】
作用を説明するため。エンドスイッチ１１７に対し以下のような前提を設定する。すなわち、締め付け装置１２が正常に機能しているときにエンドスイッチ１１７の第１の出力１１９から出力される出力信号は、調整スリーブ４６がその最大変位ストロークのほぼ半分の値ａ／２を実施し、その後誤作動に対する出力信号がこのスイッチの第２の出力１２１に生じたときに低下するものとする。同様にエンドスイッチ１１７は、調整スリーブが図１に図示した位置から最大変位ストロークの半分の量を図２ａと２ｂに図示した終端位置の方向へ実施したときに、正常機能に特徴的な切換え位置に切換えられる。
【００５４】
監視装置１０の更なる作用を説明するため、再び図１の電気圧ブロック構成図を参照することにする。
監視装置１０は、概略的に図示した制御ユニット１４５を有している。制御ユニット１４５は、たとえば締め付け装置１２により代表される回転機械のＳＰＳ制御またはＣＮＣ制御（図示せず）を適当にプログラミングすることにより実現されていてよい。
【００５５】
この電子制御ユニットには、別個の入力１４６と１４７にエンドスイッチ１１７の択一的な出力信号が供給される。電子制御ユニット１４５には、第３の入力１４８に位置監視スイッチ１４９の出力信号が送られる。位置監視スイッチ１４９の出力信号は、方向制御弁２２のピストンがその作用位置Ｉに対応する位置にあることを示すものである。電子制御ユニット１４５の第４の入力１５１には、他の位置監視スイッチ１５２の出力信号が供給される。位置監視スイッチ１５２の出力信号は、方向制御弁２２のピストンがこの弁の作用位置ＩＩに対応する位置にあることを示すものである。
【００５６】
なお、締め付け装置１２の内側締め付け作動モードには方向制御弁１２の作用位置Ｉが割り当てられ、外側締め付け作動モードには作用位置ＩＩが割り当てられているものとする。回転機械を内側締め付け作動モードで作動させる場合には、回転駆動の準備のために、まず方向制御弁２２を外側締め付け作動モードに割り当てられた作用位置ＩＩへ切換える。この作用位置ＩＩにおいて締め付けジョー３４は半径方向外側へ変位し、すなわち締め付け装置１２は内側締め付け作動に関し「レリーズ」され、内側締め付け作動モードで加工されるべき工作物１４を締め付けに適当な位置へもたらすことができる。締め付け装置１２がこの「開放」状態にあるとき、工作物の加工に必要な作動圧に設定する。このために必要な減圧弁３８の調整は、たとえば手動で回転グリップ１５３を用いて行なう。回転グリップ１５３は、通常のごとく、概略的に図示したロック１５４を解除することにより、アンカースリーブ８７から出ている調整軸６８の管状の端部部分９７と連結可能である。設定されるべき作動圧を検知するため、減圧弁３８の出力３９に接続される圧力測定器１５６が設けられている。
【００５７】
作動圧を設定するため、電動のサーボ駆動部（図示せず）を設けてもよい。サーボ駆動部は、電子制御ユニット１４５のこれに関する目標圧制御出力１５７を介して制御可能である。この種の作動圧設定に対しては、圧力測定器１５６として電子圧力センサを使用する。電子圧力センサの圧力出力信号は、電子制御ユニットのこれに関する実際値入力１５８に供給され、電子制御ユニットはこの実際値を調整可能に予め設定可能な目標値と比較して、この比較に基づきサーボ駆動部に必要な出力信号を目標値制御出力１５７から出力させる。
【００５８】
電動サーボ駆動部を用いた作動圧設定の簡単な例として、サーボモータとしてステッピングモータを設けてもよい。ステッピングモータは、予め設定可能な数量の制御パルス（それぞれ増分調整ストロークと関連している）で制御することにより、プレストレス調整ストロークを実施するために制御可能である。また、スピンドル４７或いは滑動案内スリーブ６２および（または）弁ばね４１またはそのばねカラー４２のプレストレス調整ストロークを監視するためのアナログ式或いはデジタル式の距離測定システムを設けてもよい。
【００５９】
作動圧調整段階の間、減圧弁３８の出口圧は、図１によれば液圧シリンダ１１の左側の圧力室１９にカップリングされ、他方右側の圧力室２１は圧力除去されている。シリンダハウジング１７は、調整段階の定常状態では回転実施部３２のほうへずれた終端位置にある。方向制御弁２２のＢ消費装置接続部３１に作用する圧力は、監視装置１０の第２のセンサ室１１３にもカップリングされ、監視装置１０の他の圧力センサ室１１１は圧力除去されている。両センサピストン１０６と１０７は図２ｂによれば左側へ変位しており、調整スリーブ４６はそのリングフランジ５７によって、弁ばね４１を受容しているハウジング部分４８の半径方向のリング状の支持面５８で支持されている。エンドスイッチ１１７はその基本位置を占めており、第１のスイッチ出力１１９のスイッチ出力信号が出力される。このスイッチ出力信号が（第１のスイッチ出力１１９から）出力され、内側締め付け作動への電子制御ユニット１４５の設定を表わす「内側」作動態様選定信号が出力されている間は、回転スピンドル１６の回転駆動部１５９（図１）を始動させることはできない。
【００６０】
工作物１４を締め付け固定するため、手動またはプログラミング制御して、電子制御ユニット１４５の制御電流パルスを発生させる。この制御電流パルスにより方向制御弁２２はその作用位置Ｉへ切換えられる。方向制御弁２２がこの作用位置にあるとき、液圧シリンダ１１の左側の圧力室１９は圧力除去されており、液圧シリンダの右側の圧力室２１は方向制御弁２２のＰ消費装置接続部２７と連通し、すなわち減圧弁３８の圧力出口３９と連通している。方向制御弁２２をその作用位置Ｉへ切換えることにより、シリンダハウジング１７の締め付け運動は「右側へ」が選定され、その際右側の圧力室２１内の圧力は当初は運動抵抗に応じて低いままである。第１のセンサ室１１１にカップリングされている圧力は対応的に低く、第２のセンサ室１１３は圧力除去されており、その結果弁ばね４１のプレストレスは、調整スリーブ４６とセンサピストン１０６と１０７とをストロークａだけパッキンフランジ７８の方向へリングピストン１０７がそのフランジ７８と当接するまで変位するのに、すなわち調整スリーブ４６とピストン１０６と１０７とが図１に図示した位置まで変位するのに十分である。この変位運動の途中でマイクロスイッチ１１７が切り替えられるので、スイッチ出力信号がマイクロスイッチの第２の出力１２１または電子制御ユニット１４５の第２の入力１４７に現れる。この場合、すなわちシリンダハウジング１７がいわば自由に移動し、締め付けジョー３４が工作物１４に当接するまで、締め付け装置１２の締め付けに必要な液圧シリンダ１１の右側の圧力室２１の圧力が上昇している間、回転スピンドル１６の回転駆動部１５９を作動させることはできない。
【００６１】
この圧力室２１内の圧力（第１のセンサ室１１１にもカップリングされている）が弁ばね５１の設定プレストレスにより設定される目標作動圧の８５％ないし９０％の最小圧を越えると、調整スリーブ４６で支持されているセンサピストン１０６は調整スリーブ４６とともに再び弁ハウジング部分４８のリング状支持面５８の方向へ変位して、ばねプレストレスをわずかに増大させ、その際マイクロスイッチ１１７は完全ストロークａのほぼ半分の実施後に再びその基本位置へ戻り、この基本位置でスイッチ出力信号が電子制御ユニット１４５の第１の監視入力１４６に送られる。このとき回転スピンドル１６の回転駆動部１５９を作動させることができ、手動またはプログラミング制御により回転機械の加工作動を開始させることができる。内側締め付けに関するこの説明は、外側締付けにも対応的に適用される。
【００６２】
液圧システムの、作動圧に曝されている部分に、たとえば管の破損により圧力降下が生じると、調整スリーブが図２ａと図２ｂに図示した係止位置から変位することにより監視装置がこの圧力降下に反応し、マイクロスイッチ１１７が切換えられる。その結果回転駆動部１５９が停止して、締め付け装置１２の解除から生じる危険が回避される。
【００６３】
監視装置１０の更なる安全機能は、実質的に、電子制御ユニット１４５を適当に構成することにより達成される。すなわち、前述の締め付け作動モードに必要な作用位置ＩまたはＩＩへ方向制御弁２２を切換えてから、減圧弁３８の調整により予め設定される作動圧に達するまでの時間を検出し、この時間を、締め付け装置１２の正常機能に特徴的な経験値と比較させる。
【００６４】
測定した時間が経験値よりも著しく短い場合は、これは締め付け作用を得る前に液圧シリンダ１１が「停止」（ブロック）していることの徴候である。電子制御ユニットは、回転駆動部１５９が作動するのを阻止するような信号組み合わせを生成する。さらに、方向制御弁２２を再び締め付け装置１２の開放状態に割り当てられている作用位置ＩＩまたはＩへ戻すような制御信号を生成させる。
【００６５】
測定した時間が経験比較値よりも著しく長い場合には、これは高圧の漏れを生じさせる回路が存在していることの徴候である。この場合も、回転駆動部１５９の作動を阻止する信号組み合わせが生成される。
【００６６】
方向制御弁２２の切換えから圧力が作動圧へ上昇するまでに経過する測定時間の確実な評価を可能にするような所定の条件を作るため、減圧弁３８と方向制御弁２２のＰ供給接続部２７との間には流動調節弁１６２が接続されている。流動調節弁１６２は、液圧シリンダ１１に供給される液圧オイル流を、作動圧達成直前までほぼ一定に保たれる所定の値へ保持する。流動調節弁１６２は位置調整可能な弁として構成するのが合目的であり、このようにすると、たとえば傷つきやすい工作物１３または１４を加工の対象とし、比較的低い締め付け圧で加工しなければならないようなケースに対して、締め付けジョー３４の締め付け位置へ「慎重に」、ゆっくりと接近させることが可能であり、圧力の急激な上昇を回避できる。
【００６７】
弁ばね４１のプレストレスの設定の際に克服せねばならない摩擦を可能な限り小さくさせるため、弁カラー４２はこれを調心させるころ軸受１６３を介してねじスピンドル４７の自由端１６４で支持されている。このころ軸受１６３は一種のアンギュラ玉軸受として構成され、その支持球１６６は、ねじスピンドル４７の自由端１６４のほうへ拡大しているばねカラー側の円錐形の転動面１６７と、ねじスピンドル４７の半球状に構成された自由端１６４との間に締め付け固定されている。支持球１６６の半径と、ねじスピンドルの半球状の支持端１６４の半径と、ばねカラー４２の円錐形の転動面１６７の配置および傾斜とは互いに十分整合しており、中心軸線５４と同軸の円軌道１６８（この円軌道に沿って支持球１６６は半球状のスピンドル端１６４上を転動することができる）の半径が支持球１６６の半径に等しくなるか、或いはほぼ等しくなるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による監視装置の電気液圧ブロック構成図で、２つの圧力室を択一的に圧力付勢または圧力除去することにより択一的な作用位置へ制御可能である締め付けシリンダを例としたものである。
【図２ａと２ｂ】図１の監視装置の作動シリンダの択一的な作動態様に割り当てられたセンサピストンの択一的な作用位置を示すものである。
【図１】
0003577037.tif 000002
【図２ａ】
0003577037.tif 000003
【図２ｂ】
0003577037.tif 000004