JPH06506525A - 圧縮後所定時間遅れて元の長さに戻る気体ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧縮後所定時間遅れて元の長さに戻る気体ばね本発明は、１方の、両端が端壁に よって閉じられており、流体が満たされた内部空間の中に軸方向に動くことがで きるピストンを備えており、このピストンがその内部空間を２つの部分空間に分 割し、それらの部分空間のうちの第１の部分空間が第１の端壁、ピストンおよび それらの間の円筒壁によって取り囲まれており、また第２の部分空間が、ピスト ンと連動連結されたピストンロッドが摺動自在にかつ気密に支持されている第２ の端壁、ピストンおよびそれらの間の円筒壁によって取り囲まれているシリンダ と、他方の、前記の第１の部分空間と第１の開閉可能な弁を介して連通ずるよう に設けられた閉空間とから構成される、気体ばねの構成に関する。

圧縮復元の長さに遅延復帰する、上記した種類の気体ばねは、Ｗ０９０／１５２ ６７公報（ＳＥ−Ｂ−４６２７２６）に、より詳しく説明されている。また前述 の公報には、遅延復帰するこのような気体ばねの１つの用途、すなわち、プレス 機械からプレス成形された部品を排出する目的のための使用も説明されている。

上記した種類の気体ばねは完全に満足すべき機能を持っているが、なお特性が同 じでありながら取り付は寸法がより小さい気体ばねが使用できることにたいする 広範な要望が存在する。さらにもう１つの要望は、気体だけで動作する気体ばね が使用できることである。参照のために上記した気体ばねは、気体と油の混合物 を必要とする。気体だけの使用は、ピストンロッドが望ましくない過度のばね動 作を可能にする。

この発明の目的は、これまでに開示された気体ばねよりも取り付は寸法が小さく 、かつ気体だけで動作する、紹介のために説明した種類の気体ばねを使用できる ようにすることである。これは、第２の部分空間が、第２の開閉可能なバルブを 介して前述の第１の部分空間と連通ずるように構成されていること、およびその 構成が、前述した開閉可能なバルブを駆動するための制御装置であって、ばねが その元の長さを示す第２の端壁に近い初期位置からピストンロッドの端に作用す る力がピストンを第１の端壁に向って所定の位置まで押し動かしたときに第２の バルブが開くことを可能にし、また前記の部分空間の間で圧力の均等化が達成さ れるのに十分な時間の後再び第２のバルブを閉じ、第２の部分空間と閉空間の間 で圧力の均等化を達成させるのに十分な時間第１のバルブが開くことを可能にし 、ピストンロッドの端に作用していた力が加えられなくなってから所定時間が経 過した後に、ピストンがその初期位置に戻る時に前記の第２のバルブを開き、そ してピストンが初期位置に到達したとき第１のバルブを開くように構成されてい る制御装置を含む本発明において達成された。油なしで動作することができる本 発明による気体ばねの能力は、１方において油漏れの恐れが完全に無くなるとい う点で環境にたいする利点があり、他方において手入れ／技術上の利点がある。

特別に小型で取り付けが容易な設計は、前述した閉空間がシリンダの延長部を構 成し、第１の端壁、第３の端壁、およびシリンダの壁のそれらの間の部分によっ て取り囲まれている本発明の１つの特徴から、そう認められるであろうように、 達成される。

第１の部分空間と閉空間の間の第１の連絡路を、第１の端壁内の通路の形で実現 することにより、前述した第１の経路が気体ばねの内部に完全に保護されるとい う利点が達成される。

第１の部分空間と第２の部分空間の間の完全に保護された第２の経路は、シリン ダが、第１と第２の端壁の間に延び、シリンダの壁と共に円筒形の空隙を形成す るシリンダライナーを持つように形成され、第１の部分空間と第２の部分空間の 間の連通経路が、円筒形の空隙に接続する第１の端壁に設けられた通路と、第２ の端壁に近いライナー壁の中に設けられた通路とから構成される。

部品をプレス成形する際、参照のために言及した公報にさらに詳しく説明されて いるように、少なくとも実際の排出の前の短い時間の間、ピストンロッドと相互 に作用する排出装置が成形された部品との接触から離れることに対する要求があ る。これは、その構成が、第２のシリンダであって、その内部に軸方向に動くこ とができるピストンを備え、ピストンのピストンロッドが力によって第１のピス トンロッドと同期して駆動されるように設けられ、かつピストンが端壁とシリン ダの壁のそれらの間の部分と共に円筒室を形成し、円筒室はその容積がピストン の位置により変化しかつ第３の開閉可能なバルブを介して第２の部分空間と連通 ずるように構成されているものを含み、かつ前記の制御装置が、第１のバルブが 閉じたときすなわちピストンがその終端位置にあるときにそのバルブを開き、そ の室と部分空間の間で圧力の均等化が達成された後で再び閉じるように構成され る、本発明のさらにもう１つの特徴によって達成される。

本発明は、この後に添付の図面を参照しながら非常に詳しく説明される。添付の 図面において、図１は本発明による構成の縦断面の説明図であり、図２は、本発 明による構成の、外部に空気管のない別の設計の縦断面の説明図であり、図３は 、気体ばねと相互作用するシリンダピストン装置によって気体ばねのピストンロ ッドに追加の押下が加えられ得る本発明による構成のさらに別の設計の縦断面の 説明図である。

図面中のすべての図において、同一または類似の機能を果す細部は、同じ参照符 号が付けられている。これらの図中のものは、本発明にとって何が重要であるか を明瞭に図示するために、どれも非常に単純化されている。

この分野の専門家にとって明白なシールや摺動軸受および組立部品の構成要素な どの詳細は、したがって省略されている。

参照符号１は、図１において気体ばねを全体的に表すために用いられている。こ の気体ばねは、その内部で軸方向に移動可能なピストン３を持つシリンダ２を含 む。

このシリンダは、両端が端壁４，５によって閉じられている。シリンダ２の円筒 壁と端壁４．５は、ピストン３によって２つの部分空間６．７に分割される空間 を取り囲んでいる。第１の部分空間６は、第１の端壁４、ピストン３およびそれ らの間にあるシリンダ２の円筒壁によって取り囲まれている。第２の部分空間７ は、第２の端壁５、ピストン３およびそれらの間にあるシリンダの円筒壁によっ て取り囲まれている。ピストン３に連結されたピストンロッド８は、端壁５に摺 動自在にかつ気密に取り付けられている。シリンダ２の延長部２ａは、端壁４と 第３の端壁９と共に、開閉可能なバルブｌｌａが設けられた管１１を介して部分 空間６と連通ずる閉じられた空間１０を形成している。バルブｌｌａは、その詳 細が後で説明されている制御装置１２からの信号によって駆動される。

本発明によれば、第２の部分空間７は、開閉可能なバルブ１３ａが設けられた管 １３を介して第１の部分空間６と連通ずるように設けられている。管１３の管１ １との共通部には、図において参照符号１１ａが付けられており、後述するよう にピストン３の復帰速度を制御することができるように設けられた切替え可能な 絞り弁１４が設けられている。１点鎖線１５は、それらを通じて閉じられた空間 １０とシリンダの部分空間６が約１５０バールの気圧になるまで加圧される注入 路を説明的に表すために使用されている。この目的のために、ピストン３が端壁 ５に近いその初期位置にあり、かつピストンロッド８の外側の自由端には力が加 わっていないものとしている。

１ブレス成形サイクルの間に、ピストンロッドの端は最初力Ｆによって押される 。この力Ｆは、対象としている部品がプレス成形されてしまうと取り除かれる。

力Ｆの作用のもとで、気体ばねはその最大長から所定の長さにまで圧縮される。

プレス成形された部品を排出する目的のために、気体ばねは制御可能な復帰速度 でその最大長まで復帰する。本発明による構成は、この過程の間に次のように動 作する。

力Ｆの作用中、気体シリンダ１のピストン３は、端壁５に近いその初期位置から 、端壁４に向って動かされる。

例えばプレスに設けられた従来使用されている種類のシーケンスインジケーター からの信号によって制御され、制御装置１２は、前述の空間内の圧力がほぼ１７ ５バールになったときに、部分空間６と７が管１３を介して互いに接続されるよ うにバルブ１３ａを開く。バルブ１１ａは閉じられており、この理由のために閉 空間内の圧力は変化せずに１５０バールのままである。

ピストン３が端壁４の近くの終端位置に到達すると、バルブ１３ａが制御装置１ ２からの信号によって閉じられる。部分空間６と７の内部の圧力はこのとき約２ ００バールである。この連続的な圧力の増加は、ピストンロッド８がシリンダ２ の内部空間内に押し込まれる結果として前述の部分空間６と７の合計容積が減少 するためである。

制御装置１２の制御のもとで、バルブｌｌａが、部分空間６と閉空間１０の間の 圧力の均等化を生じさせるために十分に開かれ、それから再び閉じられる。部分 空間６と閉空間１０の内部はこのとき１５０．０５バールの圧力になる。それに 対して部分空間７の内部の圧力は２００バールである。この圧力を受けているピ ストン３の表面積が、ピストンロッド８のために、部分空間６内の１５０．０５ バールの圧力を受けているピストンの表面積よりもある程度まで小さいという事 実が、このプレス成形サイクルにおいて部品がプレスされて力Ｆが消滅するその 時点を含めて、ピストン３をその終端位置にとどまらせる平衡を生じさせる。

プレス機械から部品を排出するために、制御装置１２は、部分空間６．７が連通 ずるようにバルブ１３ａを開く。これに伴って起きる圧力の均等化の間、ピスト ン３はその初期位置に向って動く。ピストンの復帰速度は、先に説明した手段に よって、絞り弁１４により制御される具合に減速させることができる。

ピストン３がその初期位置に到達すると、制御装置１２はバルブｌｌａを開くこ とができ、バルブ１３ａはすでに開いているので、このとき部分空間６．７の内 部および閉空間１０の内部の圧力が等しくなる。ここでバルブｌｌａが閉じられ 、新しいプレス成形サイクルが開始し得る。

図２に示されている本発明の構成の別の設計は、図１の構成に関して上述したの とまったく同じ機能を持つが、次の点において異なっている。

部分空間６と閉空間１０の間の管１１が、端壁４の内部の通路から構成され、バ ルブｌｌａはその通路と接続している端壁４に設けられた空洞１５内に設置され ている。シリンダ２はまた、端壁４．５と気密に接触しているシリンダライナー １６を持つように作られている。シリンダ２の壁とシリンダライナー１６の間に は円筒形の空隙１７が存在する。部分空間６と７間の管１３は、部分空間６と円 筒形の間隙１７に接続されている端壁４内の通路と、端壁５に近いライナー１６ の壁に設けられており、円筒形の間隙１７を部分空間７に接続する通路１３ｂと から構成されている。

図３に示されている本発明の構成の設計は、気体ばね１に加えて、その内部で軸 方向に移動可能なピストン１９と端壁２０，２１を持つ第２のシリンダ１８を含 む。

ピストン１９と端壁２０は、シリンダ１８の円筒壁のそれらの間の部分と共に、 円筒形の室２２を形成しており、その室の容積はシリンダ１８内のピストン１９ の位置により変化する。ピストン１９に取り付けられているピストンロッド２３ は、端壁２１に摺動自在に支持されている。円筒形の室２２は、開閉可能なバル ブが設けられた管２４を介して、気体ばね１の内部の部分空間７と連通ずるよう に構成されている。バルブ２４ｍは動作上制御装置２４に接続されている。

図３の構成は、次のように動作する。

初期位置においては、ピストンロッド８と２３は何の力も受けておらず、ピスト ン３と１９はそられの初期位置、すなわち端壁５と２１の近くにある。バルブ１ １ａ１１３ａおよび２４ａは、制御装置１２からの信号によって閉じられたまま である。部分空間６、閉空間１０および円筒形の室２２の内部には、同じ圧力が 存在する。圧力は約１５０バールになる。

プレス機械から発生する力Ｆのピストンロッド８，２３に対する作用のもとで、 ピストン３と１９はそれらの初期位置からそれぞれの終端位置に向って動く。バ ルブ１３ａは制御装置１２によって開けられ、バルブｌｌａと２４ａは閉じたま まである。ピストン１９の動きは、円筒室内の圧力を連続的にその前の１５０バ ールから２２０バールまで増大させる。同時に、ピストン３が端壁４に近いその 終端位置に到達すると、部分空間６と７内の圧力は１５０バールから２２０バー ルに増大する。この状態になると、制御装置１２はバルブ１３ａを閉じる。

これが起こると、部分空間６と閉空間１０の間の圧力の均等化が続く間バルブｌ ｌａが開かれる。前記したこれらの空間内の圧力は、圧力均等化の後では１５０ ．０５バールである。バルブｌｌａがまだ開いている間に、バルブ２４ａが制御 装置１２によって開かれる。これにより部分空間７と円筒室２２の間に発生する ２１０バールへの圧力の均等化が、ピストン３と１９を端壁４と２０に向ってさ らに短い距離だけ急速に移動させる。このことは、ピストンロッド８．２３の端 が、それまでそれらのピストンロッドの端に力Ｆで作用していた（押し下げてい た）プレス機械の部分と接触しなくなることを意味する。この動きは、この分野 の専門家にはすぐに解るであろうように、プレス成形動作の結果に大きな意味を 持つ。押し下げ動作が完了すると、制御装置はバルブ１１ａと２４ａを閉じる。

これはプレス機械により開始される。また押し下げ動作の完了は、先にピストン ロッド１８および２３に作用していた力Ｆが無くなることを意味する。このこと の結果、ピストン１９はその初期位置に向って動き、それと共に円筒室２２内の 圧力が２１０バールから１４０バールに下がる。このときバルブ１３ａが開き、 図１に関して対応する動作段階の間に説明したのと同様にピストン３が上に向っ て動く。このときピストン３の動きは、絞り弁１４によって減速される。ピスト ン３がその初期位置に到達すると、すべての場所すなわち部分空間６と７の内部 、閉空間１ｏの内部、および円筒室２２の内部の圧力が同じになるように、すべ てのバルブｌｌａ、１３ａ、２４ａが開けられる。そこでこの構成は、次のプレ ス成形サイクルの用意ができる。

ピストン３がその初期位置に到達すると、すべてのバルブが開けられる。この結 果、部分空間６と７の内部および円筒室２２の内部の圧力が同じになり、新しい プレス成形サイクルが開始できる。

上記で言及した圧力の値は、これらの圧力の大きさの程度についての見当を与え るための例としてだけみなされるべきことは明らかである。この分野の業者は、 部分空間６，７、閉空間１０、および円筒室２２の内部に存在する圧力のレベル において、前述した圧力を受けるピストン表面の面積大きさの決定は、ピストン の行程の長さ、その他に依存することを理解するであろう。

またできるだけ分かり易すくするためにここに選ばれた簡単化された表現の中に は、多数の異なる詳細な設計の余地があり、これらも本発明の思想の中に含まれ ることも明らかである。

ＦＩＧ　３ 国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　９２１００２４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一方では、両端が端壁（４，５）によって閉じられたシリンダ（２）であっ て、そのシリンダ（２）の流体が満たされた内部空間の中に軸方向に動くことが できるピストン（３）を備えており、そのピストンが前記内部空間を２つの部分 空間（６，７）に分割し、それらのうちの第１（６）が第１の端壁（４）、ピス トン（３）およびそれらの間のシリンダ（２）の壁によって取り囲まれ、かつ第 ２の部分空間（７）が、ピストン（３）と連動連結されたピストンロッド（８） が摺動自在にかつ気密に支持されている第２の端壁（５）、ピストン（３）およ びそれらの間のシリンダ壁（２）の部分によって取り囲まれているシリンダ（２ ）と、他方では、第１の開閉可能な弁（１１ａ）を介して前記の第１の部分空間 （６）と連通するように設けられた閉空間（１０）とから構成される気体ばね（ １）のための構造であって、第２の部分空間（７）が、第２の開閉可能なバルブ （１３ａ）を介して前記の第１の部分空間（６）と連通するように構成されてお り、 かつその構成が、前記の開閉可能なバルブ（１１ａ，１３ａ）を駆動するための 制御装置（１２）であって、ばねがその元の長さを示す第２の端壁（５）に近い 初期位置からピストンロッド（８）の端に作用する力（Ｆ）がピストン（３）を 第１の端壁（４）に向って所定の位置まで押し動かしたときに第２のバルブ（１ ３ａ）が開くことを可能にし、また前記の部分空間（６、７）の間で圧力の均等 化が達成されるのに十分な時間の後再び第２のバルブ（１３ａ）閉じ、第２の部 分空間（７）と閉空間（１０）の間で圧力の均等化を達成させるのに十分な時間 第１のバルブ（１１ａ）が開くことを可能にし、ピストンロッドの端に作用して いた力（Ｆ）が加えられなくなった後所定時間が経過した後に、ピストン（３） がその初期位置に戻る時に前記の第２のバルブ（１３ａ）を開き、そして、ピス トン（３）が初期位置に到達したとき、第１のバルブ（１１ａ）を開くように構 成されていることを特徴とする気体ばね構造。 ２．前記の閉空間（１０）がシリンダの延長部になっており、第１の端壁、第３ の端壁およびそれらの間のシリンダの壁によって取り囲まれていることを特徴と する請求項１に記載の構造。 ３．第１の部分空間（６）と閉空間（１０）の間の第１の連絡路が第１の端壁（ ４）内の通路の形で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の構造。 ４．シリンダが、第１の端壁（４）および第２の端壁（５）の間に延び、シリン ダ（２）の壁と共に円筒形の空隙（１７）を形成するシリンダライナー（１６） を有し、さらに第１の部分空間（６）と第２の部分空間（７）の間の第２の連絡 路（１３）が、円筒形の空隙（１７）に接続する第１の端壁（４）に設けられた 通路と、第２の端壁（５）に近いライナー壁の中に設けられた通路とから構成さ れることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の構造。 ５．その構成が第２のシリンダ（１８）を含み、この第２のシリンダはその内部 で軸方向に動くことができるピストン（１９）を備え、ピストン（１９）のピス トンロッド（２３）が力（Ｆ）によって第１のピストンロッド（８）と同期して 駆動されるように設けられ、かつピストン（１９）が端壁とシリンダ（１８）の 壁のそれらの間の部分と共に円筒室（２２）を形成するピストン（１９）を備え 、その円筒室（２２）は容積がピストン（１９）の位置により変化しかつ第３の 開閉可能なバルブ（２４ａ）を介して第２の部分空間（７）と連通するように構 成されていること、および 前記の制御装置（１２）が、第１のバルブ（１１ａ）が閉じたときすなわちピス トン（４）がその終端位置にあるときにバルブ（２４ａ）を開き、室（２２）と 部分空間（７）の間で圧力の均等化が達成された後で再びバルブ（２４ａ）を閉 じるように構成されてい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項に記載の構造。