(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明に従って空気圧式アクチュエータが提供される。空気圧式アクチュエータ１００は、アクチュエータ本体１０２と、該アクチュエータ本体１０２から伸びるピストンロッド１０８とを備えている。ピストンロッド１０８は、起動距離をわたって動く。起動距離は、ピストンロッド１０８が第一の起動速度にて縦断する第一の行程距離と、第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて縦断する第二の行程距離とを含む。
2009545706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ本体（１０２）と、該アクチュエータ本体（１０２）から伸びるピストンロッド（１０８）とを備え、該ピストンロッド（１０８）は、起動距離をわたって動く空気圧式アクチュエータ（１００）において、前記起動距離は、
前記ピストンロッド（１０８）が第一の起動速度にて縦断する第一の行程距離と、
前記第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて縦断する第二の行程距離とであることを特徴とする、空気圧式アクチュエータ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離の長さは、前記第一の行程距離よりも実質的に短い、アクチュエータ（１００）。
【請求項３】
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、第一の起動力を使用して前記ピストンロッド（１０８）が縦断する第一の行程距離と、前記第一の起動力よりも実質的に大きい第二の起動力を使用して前記ピストンロッド（１０８）が縦断する第二の行程距離とを含む、アクチュエータ（１００）。
【請求項４】
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、前記起動距離に沿った任意の箇所にて生じる、アクチュエータ（１００）。
【請求項５】
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、前記アクチュエータ（１００）の力増倍器により生成される、アクチュエータ（１００）。
【請求項６】
請求項１に記載のアクチュエータ（１００）において、
外側シェル（１０１）及び内側シェル（１０９）を含むアクチュエータ本体（１０２）と、
前記内側シェル（１０９）のピストン室（１２６）内に摺動可能に配置されたピストン（１２０）と、
前記外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され且つ、少なくとも部分的に前記内側シェル（１０９）内に動く構成とされたラム（１６０）と、
前記内側シェル（１０９）と前記外側シェル（１０１）との間に配置されたリング室（１４７）内に摺動可能に配置された可動リング（１４０）と、
前記ラム（１６０）、前記ピストン（１２０）、及び前記可動リング（１４０）の間の領域内に配置された液圧流体とを更に備え、
前記可動リング（１４０）の上方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、液圧流体の第一の容積が前記リング室（１４７）から前記ピストン室（１２６）内に動くため、第一の行程距離をわたって下方に押され、
前記ラム（１６０）の下方への動きによって、液圧流体の第二の容積は前記ピストン室（１２６）内に下方に押され、この場合、前記ラム（１６０）の下方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、第二の行程距離をわたって下方に押される、アクチュエータ（１００）。
【請求項７】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、アクチュエータ本体（１０２）に複数の空気圧ポートを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項８】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記可動リング（１４０）の下方にて前記リング室（１４７）内に導入するポートＡを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項９】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の下方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＢを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項１０】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の上方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＣを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項１１】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ピストン（１２０）の下方にて前記ピストン室（１２６）内に導入するポートＤを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項１２】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、外側シェル（１０１）にて且つピストン（１２０）の下方に配置されたピストンリング（１１０）を更に備え、該ピストンリング（１１０）は、外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され、また、前記ピストンロッド（１０８）上にて密封状態に摺動する構成とされ、この場合、ポートＥは、前記ピストンリング（１１０）の下方に配置され、前記ピストンリング（１１０）は、加圧した気体が前記ポートＥ内に導入されたとき、上方に動き且つ前記ピストン（１２０）を上方に押す、アクチュエータ（１００）。
【請求項１３】
請求項６に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ラムののど部（１３８）と前記リング室（１４７）との間を伸びる１つ又はより多くの液圧流体通路（１３７）を更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項１４】
アクチュエータ本体（１０２）と、該アクチュエータ本体（１０２）から伸びるピストンロッド（１０８）とを備え、該ピストンロッド（１０８）は、起動距離をわたって動く空気圧式アクチュエータ（１００）において、起動距離は、
第一の起動力を使用して前記ピストンロッド（１０８）が縦断する第一の行程距離と、
第一の作動力よりも実質的に大きい第二の起動力を使用して縦断する第二の行程距離とであることを特徴とする、空気圧式アクチュエータ（１００）。
【請求項１５】
請求項１４に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離の長さは、前記第一の行程距離よりも実質的に短い、アクチュエータ（１００）。
【請求項１６】
請求項１４に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ピストンロッド（１０８）が第一の起動速度にて縦断する第一の行程距離と、前記ピストンロッド（１０８）が前記第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて縦断する第二の行程距離とを含む、アクチュエータ（１００）。
【請求項１７】
請求項１４に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、該起動距離に沿った任意の箇所にて生じる、アクチュエータ（１００）。
【請求項１８】
請求項１４に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、前記アクチュエータ（１００）の力増倍器により生成される、アクチュエータ（１００）。
【請求項１９】
請求項１４に記載のアクチュエータ（１００）において、
外側シェル（１０１）及び内側シェル（１０９）を含むアクチュエータ本体（１０２）と、
前記内側シェル（１０９）のピストン室（１２６）内に摺動可能に配置されたピストン（１２０）と、
前記外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され且つ、少なくとも部分的に前記内側シェル（１０９）内に動く構成とされたラム（１６０）と、
前記内側シェル（１０９）と前記外側シェル（１０１）との間に配置されたリング室（１４７）内に摺動可能に配置された可動リング（１４０）と、
前記ラム（１６０）、前記ピストン（１２０）、及び前記可動リング（１４０）の間の領域内に配置された液圧流体とを更に備え、
前記可動リング（１４０）の上方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、第一の容積の液圧流体が前記リング室（１４７）から前記ピストン室（１２６）内に動くため、第一の行程距離をわたって下方に押され、
前記ラム（１６０）の下方への動きによって、第二の容積の液圧流体が前記ピストン室（１２６）内に下方に押され、この場合、前記ラム（１６０）の下方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、前記第二の行程距離をわたって下方に押される、アクチュエータ（１００）。
【請求項２０】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ本体（１０２）に複数の空気圧ポートを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２１】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記可動リング（１４０）の下方にて前記リング室（１４７）内に導入するポートＡを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２２】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の下方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＢを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２３】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の上方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＣを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２４】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ピストン（１２０）の下方にて前記ピストン室（１２６）内に導入するポートＤを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２５】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、前記外側シェル（１０１）内にて且つ前記ピストン（１２０）の下方に配置されたピストンリング（１１０）を更に備え、該ピストンリング（１１０）は、前記外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され、また、前記ピストンロッド（１０８）上にて密封状態に摺動する構成とされ、この場合、ポートＥは、前記ピストンリング（１１０）の下方に配置され、前記ピストンリング（１１０）は、加圧した気体が該ポートＥ内に導入されたとき、上方に動き且つ前記ピストン（１２０）を上方に押す、アクチュエータ（１００）。
【請求項２６】
請求項１９に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ラムののど部１３８と前記リング室（１４７）との間を伸びる１つ又はより多くの液圧流体通路（１３７）を更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項２７】
空気圧式アクチュエータ（１００）において、
外側シェル（１０１）及び内側シェル（１０９）を含むアクチュエータ本体（１０２）と、
前記内側シェル（１０９）にて前記ピストン室（１２６）内に摺動可能に配置されたピストン（１２０）と、
前記外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され且つ、少なくとも部分的に前記内側シェル（１０９）内に動く構成とされたラム（１６０）と、
前記内側シェル（１０９）と前記外側シェル（１０１）との間に配置されたリング室（１４７）内に摺動可能に配置された可動リング（１４０）と、
前記ラム（１６０）、前記ピストン（１２０）、及び前記可動リング（１４０）の間の領域内に配置された液圧流体とを更に備え、
前記可動リング（１４０）の上方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、第一の容積の液圧流体が前記リング室（１４７）から前記ピストン室（１２６）内に動くため、前記第一の行程距離をわたって下方に押され、
前記ラム（１６０）の下方への動きによって、第二の容積の液圧流体は前記ピストン室（１２６）内に下方に押され、この場合、前記ラム（１６０）の下方への動きによって、前記ピストン（１２０）は、前記第二の行程距離をわたって下方に押される、空気圧式アクチュエータ（１００）。
【請求項２８】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ピストンロッド（１０８）が第一の起動力を使用して縦断する第一の行程距離と、ピストンロッド（１０８）が前記第一の起動力よりも実質的に大きい第二の起動力を使用して縦断する第二の行程距離とを含む、アクチュエータ（１００）。
【請求項２９】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ピストンロッド（１０８）が第一の起動速度にて縦断する第一の行程距離と、ピストンロッド（１０８）が前記第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて縦断する第二の行程距離とを含む、アクチュエータ（１００）。
【請求項３０】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、前記起動距離に沿った任意の箇所にて生じる、アクチュエータ（１００）。
【請求項３１】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記第二の行程距離は、前記アクチュエータ（１００）の力増倍器により生成される、アクチュエータ（１００）。
【請求項３２】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記アクチュエータ本体（１０２）に複数の空気圧ポートを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項３３】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記可動リング（１４０）の下方にて前記リング室（１４７）内に導入するポートＡを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項３４】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の下方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＢを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項３５】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ラム（１６０）の上方にて前記ラム室（１６１）内に導入するポートＣを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項３６】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、加圧した気体を前記ピストン（１２０）の下方にて前記ピストン室（１２６）内に導入するポートＤを更に備える、アクチュエータ（１００）。
【請求項３７】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記外側シェル（１０１）内にて且つピストン（１２０）の下方に配置されたピストンリング（１１０）を更に備え、該ピストンリング（１１０）は、前記外側シェル（１０１）内に摺動可能に配置され、また、前記ピストンロッド（１０８）上にて密封状態に摺動する構成とされ、この場合、ポートＥは、前記ピストンリング（１１０）の下方に配置され、該ピストンリング（１１０）は、加圧した気体が該ポートＥ内に導入されたとき、上方に動き且つ前記ピストン（１２０）を上方に押す、アクチュエータ（１００）。
【請求項３８】
請求項２７に記載のアクチュエータ（１００）において、前記ラムののど部１３８と前記リング室（１４７）との間を伸びる１つ又はより多くの液圧流体通路（１３７）を更に備える、アクチュエータ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、より詳細には、空気圧式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータは、幾つかの機械的動作を実行する装置である。１つのアクチュエータは、ピストンであり、この場合、ピストンのプランジャは、往復運動状の態様にて動く。このため、プランジャは、何らかの加工物又はその他の機械的システムと接続することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
幾つかのアクチュエータの用途において、アクチュエータの動作範囲にわたって１つ以上の起動速度及び（又は）１つ以上の起動力を有することが望ましい。例えば、スポット溶接機において、溶接作業の間、１対の溶接ジョーを加工物の上方にて互いに接触させなければならない。ジョーは、所望の力にて加工物に締止めしなければならない。このため、締止め動作範囲の終了時に相対的に大きい起動力を溶接ジョーに提供しなければならない。しかし、高レベルの力を提供するアクチュエータの起動の行程距離が典型的に、相対的に短くなる。このことは、スポット溶接機のジョーが加工物上に配置するため広く開放しなければならない場合に問題となる。このため、スポット溶接機のジョーアクチュエータは、第一の起動距離を動く間、相対的に迅速に動く必要があり、また、大きい力は不要である。第二の起動距離を動く間、ジョーは、短い距離だけ動けばよいが、提供する締止め力は大きくなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの実施の形態による空気圧式アクチュエータが提供される。該アクチュエータは、アクチュエータ本体と、該アクチュエータ本体から伸びるピストンロッドとを備えている。ピストンロッドは、起動距離をわたって動く。起動距離は、ピストンロッドが第一の起動速度にて縦断する第一の行程距離と、第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて縦断する第二の行程距離とを含む。
【０００５】
本発明の１つの実施の形態による空気圧式アクチュエータが提供される。該アクチュエータは、アクチュエータ本体と、該アクチュエータ本体から伸びるピストンロッドとを備えている。ピストンロッドは、起動距離をわたって動く。起動距離は、ピストンロッドが第一の起動力を使用して縦断する第一の行程距離と、第一の作動力よりも実質的に大きい第二の起動力を使用して縦断する第二の行程距離とを含む。
【０００６】
本発明の１つの実施の形態による空気圧式アクチュエータが提供される。該アクチュエータは、外側シェル及び内側シェルを含むアクチュエータ本体と、内側シェル内にてピストン室内に摺動可能に配置されたピストンと、外側シェル内に摺動可能に配置され且つ、少なくとも部分的に内側シェル内に動く構成とされたラムとを備えている。アクチュエータは、内側シェルと外側シェルとの間に配置されたリング室内に摺動可能に配置された可動リングと、ラム、ピストン、及び可動リングの間の領域内に配置された液圧流体とを更に備えている。可動リングの上方への動きによって、ピストンは、第一の容積の液圧流体がリング室からピストン室内に動くため、第一の行程距離をわたって下方に押される。ラムの下方への動きによって、第二の容積の液圧流体はピストン室内に下方に押され、この場合、ラムの下方への動きによってピストンは、第二の行程距離をわたって下方に押される。
【０００７】
アクチュエータの１つの実施の形態において、第二の行程距離の長さは、第一の行程距離よりも実質的に短い。
【０００８】
アクチュエータの別の実施の形態において、ピストンロッドは第一の起動速度にて第一の行程距離を縦断し、ピストンロッドは、第一の起動速度よりも実質的に遅い第二の起動速度にて第二の行程距離を縦断する。
【０００９】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、ピストンロッドは、第一の起動力を使用して第一の行程距離を縦断し、ピストンロッドは、第一の起動力よりも実質的に大きい第二の起動力を使用して第二の行程距離を縦断する。
【００１０】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、第二の行程距離は、起動距離に沿った任意の箇所にて生じる。
【００１１】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、第二の行程距離は、アクチュエータの力増倍器により生成される。
【００１２】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、アクチュエータ本体に複数の空気圧ポートを更に備えている。
【００１３】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、加圧した気体を可動リングの下方にてリング室内に導入するポートＡを更に備えている。
【００１４】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、加圧した気体をラムの下方にてラム室内に導入するポートＢを更に備えている。
【００１５】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、加圧した気体をラムの上方にてラム室内に導入するポートＣを更に備えている。
【００１６】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、加圧した気体をピストンの下方にてピストン室内に導入するポートＤを更に備えている。
【００１７】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、外側シェル内にて且つピストンの下方に配置されたピストンリングを更に備えており、該ピストンリングは、外側シェル内に摺動可能に配置され、また、ピストンロッド上にて密封状態に摺動する構成とされており、この場合、ポートＥは、ピストンリングの下方に配置され、ピストンリングは、加圧した気体がポートＥ内に導入されたとき、上方に動き且つピストンを上方に押す。
【００１８】
アクチュエータの更に別の実施の形態において、アクチュエータは、ラムののど部とリング室との間を伸びる１つ又はより多くの液圧流体通路を更に備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
同一の参照番号は、全ての図面にて同一の要素を表わす。図面は、必ずしも正確な縮尺通りではないことを理解すべきである。
【図１】本発明の１つの実施の形態に従った空気圧式アクチュエータの図である。
【図２】２Ａ−２Ｃは、異なる伸長位置にあるアクチュエータを示す図である。
【図３】部分的な起動位置にあるアクチュエータを示す図である。
【図４】力増倍器が起動された時のアクチュエータを示す図である。
【図５】力増倍器が非起動状態とされた後のアクチュエータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１−図５及び以下の説明にて、当該技術の当業者に対し、本発明の最良の形態を実施し且つ使用するための方法を教示すべく特定の例が示されている。本発明の原理を教示する目的のため、幾つかの従来の形態は簡略化し又は省略されている。当該技術の当業者は、これらの例から、本発明の範囲に属する変更例が理解されよう。当該技術の当業者は、以下に説明した特徴は本発明の多数の変更例を形成するよう色々な仕方にて組み合わせることができることが理解されよう。このため、本発明は、以下に説明する特定の例にのみ限定されず、請求項及びそれらの等価物によってのみ限定されるものである。
【００２１】
図１には、本発明の１つの実施の形態による空気圧式アクチュエータ１００が示されている。図面は、内部の構成要素を示す、アクチュエータ１００のほぼ中心に沿った断面図である。アクチュエータ１００は、アクチュエータ本体１０２と、該アクチュエータ本体１０２から伸びるピストンロッド１０８とを含む。アクチュエータ本体１０２は、１つの実施の形態において、外側シェル１０１と、頂部プラグ１０３と、底部プラグ１０４と、頂部プラグ１０３及び底部プラグ１０４を外側シェル１０１内にて保持する１つ又はより多くの締結具１０６とを備えている。ピストンロッド１０８は、底部プラグ１０４から可動に伸び、ピストンロッド１０８は、伸び且つ後退する構成とされている。ピストンロッド１０８の伸び及び後退は、機械的な仕事を実行することができ、また、ピストンロッド１０８は、任意の態様にて機械的装置と連結することができる。空気圧式アクチュエータ１００は、加圧した空気のような加圧した気体の選択的な導入に従ってピストンロッド１０８を伸ばし且つ後退させることができる。
【００２２】
図２Ａ−図２Ｃには、異なる伸びた位置にあるアクチュエータ１００が示されている。アクチュエータ１００は、１つの実施の形態において、３位置アクチュエータである。図２Ａにおいて、ピストンロッド１０８は完全に後退している。図２Ｂにおいて、ピストンロッド１０８は、第一の行程距離まで伸びている。図２Ｃにおいて、ピストンロッド１０８は、起動（すなわち、完全な行程）距離をわたって完全に伸びている。このため、起動距離は、第一の行程距離プラス第二の行程距離である。第二の行程距離は、第一の行程距離と異なるものとしてよい。例えば、第二の行程距離の長さは、第一の行程距離よりも実質的に短くすることができる。これは、長い行程距離を必要とし、その後、短い行程距離を必要とし、又はその逆である機械的装置を起動させるときに望ましい。
【００２３】
第一の行程距離は、第一の起動速度にて縦断し、また、第二の行程距離は、第二の起動速度にて縦断することができる。１つの実施の形態において、第二の起動速度は、第一の起動速度よりも実質的に遅い。
【００２４】
第一の行程距離は、第一の起動力を使用して縦断することができ、また、第二の行程距離は、第二の起動力を使用して縦断することができる。１つの実施の形態において、第二の起動力は、第一の起動力よりも実質的に大きい。
【００２５】
アクチュエータ１００は、１つの実施の形態において、力増幅器を含む。
１つの実施の形態において、アクチュエータ１００は、液圧−空気圧式力増幅器を含む。力増幅器は、供給された空気圧力単独にて発生された力よりも大きい力を提供することができる。アクチュエータ１００は、１つの実施の形態において、全体的な起動距離の任意の箇所にて力増幅器を提供することができる。力増幅器は、起動距離の中間点にて起動させ又はその中間点の前又はその後にて起動させることができる。
【００２６】
図１を再度参照すると、アクチュエータ１００は、ピストン室１２６内にて往復運動状に動くピストン１２０を更に含む。ピストン１２０は、ピストンロッド１０８と接続され且つ、該ピストンロッド１０８を動かす。
【００２７】
アクチュエータ１００は、内側シェル１０９と、下側内側プラグ１３１と、上側内側プラグ１３５とを更に含む。内側シェル１０９は、ピストン室１２６を形成する。下側内側プラグ１３１は、ピストン室１２６の底部領域に配置され、また、上側内側プラグ１３５は、ピストン室１２６の頂部領域に配置されている。更に、下側内側プラグ１３１及び上側内側プラグ１３５は、内側シェル１０９を外側シェル１０１内の実質的にその位置に保持する。１つの実施の形態において、内側シェル１０９は、外側シェル１０１に対して実質的に同軸状である。上側内側プラグ１３５は、上側内側プラグ１３５を外側シェル１０１に対して実質的に密封する上側内側プラグシール１３６を含む。更に、上側内側プラグ１３５は、液圧流体通路１３７と、ラムののど部１３８と、ラムののど部シール１３９とを含む。ラムののど部１３８は、ラム１６０を受け入れ、ラムののど部シール１３９は、ラム１３８を上側内側プラグ１３５に対して密封する。その結果、ラム１３８は、ラムののど部１３８をブロックし且つ、ラムののど部１３８内にて往復運動状に上方に及び下方に動くことができる。
【００２８】
アクチュエータ１００は、ピストンリング１１０を更に含む。ピストンリング１１０は、ピストンリングシール１１２を含むことができる。ピストンリング１１０は、外側シェル１０１に対して動き且つ、ピストンロッド１０８に対して動くことができる。ピストンリング１１０は、加圧した気体の影響の下、また、ピストンリング１１０の上方及び下方を動くことができる。加圧した気体は、ポートＤ及びポートＥによりそれぞれ、ピストンリング１１０の上方及び下方にて導入し且つ排気することができる。
【００２９】
アクチュエータ１００は、内側シェル１０９と外側シェル１０２との間に形成されたリング室１４７に配置された可動のリング１４０を更に含む。可動のリング１４０の上側部は、ピストン１２０の上方にてピストン室１２６内にも存在する液圧流体と接触する。可動のリング１４０は、ポートＡにより導入され且つ排出される気体に応答して外側シェル１０１と内側シェル１０９との間にて上方及び下方に往復運動状に動く構成とされている。可動のリング１４０は、可動のリングシール１４４を含むことができる。可動のリングシール１４４は、可動のリング１４０を外側シェル１０１に対して実質的に密封する。更に、可動のリングシール１４４は、可動のリング１４０を内側シェル１０９に対して実質的に密封する。
【００３０】
アクチュエータ１００は、ラム１６０を更に含む。ラム１６０は、ラム室１６１内にて上方及び下方に往復運動状に動く。ラム１６０は、ラムシール１６３と、ラム導管１６３と、ラムの充填キャビティ１６６とを含む。ラムの充填キャビティ１６６には、頂部プラグ１０３から伸び且つポートＢと接続された管１７０により加圧した気体が供給される。気体は、ラム１６０の下方にてラム室１６１の一部分に伝達され、また、この気体は、ラムの導管１６３を通ってラム室１６１の部分まで流れる。更に、ラム１６０は、ポートＣと連通している。その結果、ラム１６０は、加圧した気体をポートＣ内に導入することにより下方に動くことができ、また、加圧した気体をポートＢ内に導入することにより上方に動くことができる。
【００３１】
可動のリング１４０の上方への動きによって、第一の容積の液圧流体がリング室１４７からピストン室１２６内に動くため、第一の行程距離をわたってピストン１２０を下方に押す。ラム１６０の下方への動きによって、第二の容積の液圧流体を下方にピストン室１２６内に押し、ラム１６０の下方への動きによって、ピストン１２０は第二の行程距離をわたって下方に押される。
【００３２】
図面は、アクチュエータ１００が完全に後退した位置にて示されており、ここにおいて、ピストンロッド１０８は、アクチュエータ１００内にて完全に後退している。加圧した気体は、ポートＤ内に供給してピストン１２０を完全に後退した位置まで動かし（且つ、ピストン１２０をその後退した位置に保持する）。これに相応して、ポートＡ、ポートＢ及びポートＣは、解放され、ピストン１２０及びラム１６０が完全に後退した上方への位置まで動くことを許容する。ピストン１２０の上方への動きによって、ピストン１２０の上方の液圧流体は、ピストン室１２６外に動いて且つ、外側シェル１０１と内側シェル１０９との間にて室内に押し込まれ、可動のリング１４０を完全に下方に押す。その結果、気体は、ポートＡから押し出される。更に、ポートＣは、解放され、ラム１６０と頂部プラグ１０３との間に気体は保持されない。その結果、ピストン１２０の上方への動きによってラム１６０は完全に上方に動く。
【００３３】
図３には、部分的に起動した位置にあるアクチュエータ１００が示されている。気体は、ポートＡ内に供給され、可動のリング１４０を上方に押す。しかし、可動のリング１４０は、その上方限界点まで動いていないことを認識すべきである。可動のリング１４０の上方への動きによって、液圧流体は、液圧流体の通路１３７を通ってリング室１４７からピストン室１２６まで押し出され、ピストン１２０を部分的に下方に動かす。外側シェル１０１の大きい直径及びそれに伴う内側シェル１０９と外側シェル１０１との間の容積のため、可動のリング１４０の動きによって、ピストン１２０は、相対的に迅速に（すなわち、第一の起動速度にて）下方に動く。ピストン１２０が下方に動く間、気体は、ピストン１２０の下方のピストン室１２６からポートＤを介して解放される。このため、可動のリング１４０の動きによって、ピストン１２０は、第一の（長い）行程距離をわたって動く（図２Ｂ参照）。
【００３４】
図４には、力増倍器が起動されたときのアクチュエータ１００が示されている。力増倍器の起動によってピストン１２０は、第二の（短い）行程距離をわたって動く（図２Ｂ参照）。しかし、ピストンロッド１０８は、可動のリング１４０が完全な上方位置にないため、この図面にて完全には伸びてはいない。
【００３５】
力増倍器を起動させるため、ポートＢが解放され、ポートＡにおける圧力は保持され、加圧した気体は、ポートＣに更に供給される。このことは、ラム１６０をラム室１６１内にて下方に動かし、ラム１６０を完全にラムののど部１３８内に動かす。その結果、ラム１６０は、液圧流体通路１３７をブロックし、その結果、液圧流体をピストン室１２６内にて密封する。ラムののど部１３８内でラム１６０により変位された液圧流体の容積によりピストン１２０は、更に下方に動く。ラム１６０の頂部における大きい断面積は、ラム１６０の底部のより小さい断面積と相俟って、力の増倍器の効果を提供する。ラム１６０は、液圧流体をピストン室１２６内に押し込む。１つの実施の形態にてラム１６０の端部の力は、ラム１６０の上側部に加わる力の約６倍である。アクチュエータ１００に対し追加的な液圧流体を提供する必要はない。このため、ラム１６０は、第二の（短い）行程距離をわたって大きい第二の起動力を提供する。
【００３６】
力増倍器は、第一の（長い）行程距離における任意の箇所にて起動させることができることを理解すべきである。その結果、ピストンロッド１０８が第一の行程距離の中間点にのみあるときでさえ、ラム１６０は、下方に動くことができ、ピストンロッド１０８は、既に縦断した第一の行程距離の任意の部分に加えて、第二の（短い）行程距離を縦断することができる。
【００３７】
後退する操作は、基本的に、伸長する操作の逆である。後退するためには、ポートＡ及びポートＣにおける加圧した気体は解放される。その結果、加圧した気体は、ポートＢに供給され、ラム１６０を完全に後退した位置まで上方に動かす。ラム１６０の後退は、液圧流体通路１３７をブロック解除し、液圧流体がピストン室１２６からリング室１４７まで動くことを許容する。次に、加圧した気体がポートＥに導入されてピストンリング１１０を完全に上方に押して、これによりピストン１２０を部分的に上方に押す（図５及び以下の説明を参照）。次に、加圧した気体がポートＤに導入され（圧力がポートＥにて保持されている間）、ポートＤにおける加圧した気体は、ピストン１２０を完全に上方に押し且つ、可動のリング１４０を完全に下方に押す。このため、最初に第二の（短い）行程距離を後退し、次に、第一の（長い）行程距離を後退する。選択的に、次に、ポートＥにおける加圧した気体を解放し、ピストンリング１１０が底部プラグ１０４まで下方に降下することを許容する。
【００３８】
図５には、力増倍器が起動解除された後のアクチュエータ１００が示されている。この場合、ポートＣは解放され、加圧した気体がポートＢに供給されている。ポートＢにおける加圧した気体の結果、ラム１６０は、上方に動いて、ラムののど部１３８及び液圧流体通路１３７をブロック解除する。このとき、液圧流体は、ピストン室１２６から液圧流体通路１３７を介してリング室１４７まで流れることができる。更に、ポートＤは、解放されたままであり、加圧した気体がポートＥにて供給されている。ポートＥにおける加圧した気体は、ピストンリング１１０を上方に動かす。ピストンリング１１０は、ピストン１２０と接触し、ピストン１２０及びピストンロッド１０８を上方に押す。その結果、ピストン１２０は、第二の（短い）行程距離をわたって且つ、少なくとも部分的に第一の（長い）行程距離をわたって、上方に動いて戻っている（すなわち後退している）。その結果、可動のリング１４０は、下方に部分的に動いている。後退順序のこの箇所にて、加圧した気体をポートＥにて維持することができ、また、このとき、加圧した気体をポートＤに供給することができ、また、ポートＤに供給された加圧した気体によって、ピストン１２０は、完全に上方に動き、また、ピストンロッド１０８は、長い行程距離を縦断し且つ完全に後退するであろう。
【００３９】
本発明による空気圧カプラーは、所望であれば、幾つかの有利な効果を提供し得るよう任意の実施の形態に従って採用することができる。本発明は、第一及び第二の行程距離を含む起動距離を提供し、この場合、第一及び第二の行程距離は異なる長さとすることができる。本発明は、第一及び第二の起動速度を含む起動距離を提供する。本発明は、第一及び第二の起動力を含む起動距離を提供する。本発明は、力増倍器を含むアクチュエータを提供する。本発明は、液圧−空気圧式増倍器を含むアクチュエータを提供する。本発明は、第一の行程距離の任意の箇所にて起動させることのできる力増倍器を含むアクチュエータを提供する。
【００４０】
望ましいことに、本発明によるアクチュエータにおいて、偏倚ばねは不要である。本発明によるアクチュエータにおいて、アクチュエータに供給される液圧流体はない。本発明によるアクチュエータにおいて、力の増幅は、空気圧の入力のみを使用して実現される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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