ГИДРО(ПНЕВМО)ЦИЛИНДР Российский патент 2020 года по МПК F15B11/24 F15B11/64 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гидро(пневмо)цилиндру. В частности, настоящее изобретение относится к гидро(пневмо)цилиндру двустороннего действия, не требующего большого движущего усилия в процессе возврата поршня, который совершает возвратно-поступательное перемещение внутри гидро(пневмо)цилиндра.

Уровень техники

Из предшествующего уровня техники известно устройство для привода исполнительного механизма двустороннего действия с использованием давления воздуха, требующее большой мощности на выходе в процессе перемещения вперед (в процессе привода), но не требующее большой мощности на выходе в процессе возврата (см. заявку на полезную модель Японии, опубликованную под №2-002965).

Как показано на фиг. 16, это устройство для привода исполнительного механизма собирает и накапливает в накопителе 12 в процессе возврата поршня 2 часть отработавшего воздуха, выпускаемого из камеры 3 давления со стороны привода в цилиндровом устройстве 1 двустороннего действия, и использует эту часть отработавшего воздуха в качестве возвратного движущего усилия цилиндрового устройства 1 двустороннего действия. В частности, когда переключающий клапан 5 переключается в состояние, показанное на фиг. 16, отработавший воздух высокого давления в камере 3 давления со стороны привода накапливается в накопителе 12 через порт 10b сбора клапана 10 сбора. Когда давление отработавшего воздуха понижается и разность между давлением отработавшего воздуха и давлением в накопителе становится малой, оставшийся воздух в камере 3 давления со стороны привода выпускается из выхлопного порта 10 с клапана 10 сбора в атмосферу, а накопленный воздух под давлением из накопителя 12 одновременно входит в камеру 4 давления со стороны возврата.

Предпосылки создания изобретения

Проблема описанного выше устройства для привода исполнительного механизма заключается в том, что, даже при переключении переключающего клапана 5, до достижения малой разности между давлением выпускаемого воздуха и давлением в накопителе воздух высокого давления, находящийся в камере 3 давления со стороны привода, не выпускается в атмосферу, и поэтому до получения тягового усилия, необходимого для возврата цилиндрового устройства 1 двустороннего действия, требуется время. Кроме того, требуется клапан 10 сбора сложной конструкции, обеспечивающей взаимное сообщение впускного порта 10а клапана 10 сбора с портом 10b сбора при большой разности давлений между давлением отработавшего воздуха и давлением в накопителе и взаимное сообщение впускного порта 10а с выхлопным портом 10с при малой разности давлений между давлением отработавшего воздуха и давлением в накопителе. Дополнительной проблемой является также необходимость отдельного трубопровода, соединяющего клапан 10 сбора и т.д. с цилиндровым устройством 1 двустороннего действия, и увеличение размеров устройства для привода исполнительного механизма в целом.

Настоящее изобретение было создано с учетом таких проблем. Задача настоящего изобретения состоит в достижении экономии энергии и максимально возможного сокращения требуемого времени возврата в результате обеспечения возврата поршня гидро(пневмо)цилиндра за счет повторного использования давления на выпуске. Другой задачей настоящего изобретения является упрощение схемы для обеспечения возврата поршня гидро(пневмо)цилиндра за счет повторного использования давления на выпуске, а также уменьшение размеров гидро(пневмо)цилиндра, включающего в себя эту схему.

Гидро(пневмо)цилиндр в соответствии с настоящим изобретением представляет собой гидро(пневмо)цилиндр двустороннего действия, включающий в себя корпус цилиндра, внутри которого поршень совершает возвратно-поступательное перемещение, причем корпус цилиндра включает в себя переключающий клапан, имеющий выпускной порт, обратный клапан для подачи, канал, который при первом положении переключающего клапана соединяет одну камеру цилиндра с источником подачи текучей среды и соединяет другую камеру цилиндра, по меньшей мере, с выпускным портом, и канал, который при втором положении переключающего клапана соединяет одну камеру цилиндра с другой камерой цилиндра через обратный клапан для подачи и соединяет одну камеру цилиндра, по меньшей мере, с выпускным портом.

Гидро(пневмо)цилиндр подает текучую среду, накопленную в одной камере цилиндра, в другую камеру цилиндра и одновременно выпускает текучую среду наружу. В результате давление текучей среды в другой камере цилиндра повышается, а давление текучей среды в одной камере цилиндра быстро понижается. Следовательно, время, необходимое для возврата поршня гидро(пневмо)цилиндра, может быть в максимально возможной степени сокращено. Кроме того, не требуется клапана сбора сложной конструкции. Необходимо лишь использование простой схемной конструкции, такой как обратный клапан для подачи. Следовательно, можно упростить схему для обеспечения возврата поршня гидро(пневмо)цилиндра. Кроме того, корпус цилиндра снабжен переключающим клапаном, имеющим выпускной порт, обратным клапаном для подачи и каналом для обеспечения возврата поршня гидро(пневмо)цилиндра за счет повторного использования давления на выпуске. Это позволяет объединить корпус цилиндра и переключающий клапан в одно целое и значительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндра.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндра переключающий клапан установлен в верхней части одной камерой или сбоку от одной камеры цилиндра и другой камеры цилиндра. Это позволяет уменьшить длину канала, который соединяет переключающий клапан и одну камеру цилиндра между собой и, следовательно, дополнительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндра.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндра между другой камерой цилиндра и переключающим клапаном установлен первый резервуар. Следовательно, текучая среда, выпускаемая из одной камеры цилиндра, может накапливаться в первом резервуаре, который соединен с другой камерой цилиндра, и на этапе возврата можно в максимально возможной степени предотвратить понижение давления при увеличении объема другой камеры цилиндра.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндра первый резервуар установлен в верхней части другой камеры цилиндра или в нижней части переключающего клапана. Следовательно, можно уменьшить длину канала, который соединяет первый резервуар и другую камеру цилиндра между собой, и дополнительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндра.

Объем первого резервуара составляет приблизительно половину максимального значения варьирующийся объема одной камеры цилиндра. Следовательно, можно достигнуть требуемого баланса между быстрым повышением давления текучей среды в другой камере цилиндра, когда текучая среда, накопленная в одной камере цилиндра, подается в другую камеру цилиндра, и предотвращением быстрого понижения давления текучей среды, когда объем другой камеры цилиндра увеличивается.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндра в выпускном порту установлен дроссельный клапан. Следовательно, можно ограничить количество текучей среды, выпускаемой наружу, и эффективно экономить энергию.

В предпочтительном варианте дроссельный клапан представляет собой регулируемый дроссельный клапан. Следовательно, можно регулировать соотношение между количеством текучей среды, накопленной в одной камере цилиндра и подаваемой в другую камеру цилиндра, и количеством текучей среды, накопленной в одной камере цилиндра и выпускаемой наружу.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндр дополнительно содержит второй резервуар, соединенный с дроссельным клапаном параллельно относительно переключающего клапана. В этом случае при первом положении переключающего клапана другая камера цилиндра сообщается через переключающий клапан с дроссельным клапаном и вторым резервуаром. В то же время при втором положении переключающего клапана одна камера цилиндра сообщается через обратный клапан для подачи и переключающий клапан с другой камерой цилиндра и сообщается через переключающий клапан с дроссельным клапаном и вторым резервуаром.

Следовательно, часть текучей среды, выпускаемой из выпускного порта наружу, накапливается во втором резервуаре, и поэтому количество потребляемой жидкости может быть уменьшено на количество текучей среды, накопленной во втором резервуаре. В результате может быть реализована дополнительная экономия энергии гидро(пневмо)цилиндра.

В этом случае за счет установки между переключающим клапаном и вторым резервуаром обратного клапана для накопления можно предотвратить выпуск текучей среды, накопленной во втором резервуаре, наружу через выпускной порт.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндр дополнительно содержит первый механизм подачи текучей среды, который при втором положении переключающего клапана и при подаче части текучей среды, накопленной в одной камере цилиндра, через обратный клапан для подачи и переключающий клапан из одной камеры цилиндра в другую камеру цилиндра подает текучую среду, накопленную во втором резервуаре, в другую камеру цилиндра.

Следовательно, когда давление текучей среды, подаваемой из одной камеры цилиндра в другую камеру цилиндра, понижается, текучая среда подается из второго резервуара через первый механизм подачи текучей среды в другую камеру цилиндра. В результате можно обеспечить надежный и эффективный возврат гидро(пневмо)цилиндра.

Кроме того, гидро(пневмо)цилиндр дополнительно содержит второй механизм подачи текучей среды, который подает текучую среду из источника подачи текучей среды во второй резервуар. Следовательно, в случае использования текучей среды, накопленной во втором резервуаре, можно предотвратить понижение давления текучей среды.

В предпочтительном варианте гидро(пневмо)цилиндра первый резервуар и второй резервуар установлены параллельно друг другу внутри корпуса цилиндра, в верхней части первого резервуара установлен переключающий клапан, в верхней части второго резервуара установлен пневматический клапан, который образует второй механизм подачи текучей среды, а между переключающим клапаном и пневматическим клапаном установлены поршень, одна камера цилиндра и другая камера цилиндра.

Первый резервуар и переключающий клапан, а также второй резервуар и пневматический клапан установлены симметрично относительно поршня, одной камеры цилиндра и другой камеры цилиндра, что облегчает изготовление гидро(пневмо)цилиндра. В результате можно снизить сократить расходы на изготовление и одновременно повысить производительность гидро(пневмо)цилиндра.

В этом случае поршень имеет вдоль вертикального направления эллиптическую форму, что позволяет предотвратить вращение поршня в окружном направлении.

В верхней части поршня размещен магнит, а поблизости от одной камеры цилиндра и другой камеры цилиндра в корпусе цилиндра размещены магнитные датчики, обнаруживающие магнитное поле магнита. Следовательно, в гидро(пневмо)цилиндре, имеющем описываемую выше симметричную конструкцию, можно легко разместить механизм обнаружения положения поршня.

Первый резервуар и второй резервуар имеют приблизительно один и тот же объем, что позволяет дополнительно повысить производительность гидро(пневмо)цилиндра и дополнительно сократить расходы на изготовление гидро(пневмо)цилиндра.

Указанные выше цели, возможности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, на которых предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения показан с использованием иллюстративного примера.

Краткое описание фигур чертежей

Фиг. 1 - принципиальная схема гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - принципиальная схема, показанная на фиг. 1, в случае, когда переключающий клапан находится в другом положении;

Фиг. 3 - графики результатов измерений давления воздуха в каждой камере цилиндра и хода поршня в процессе работы гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 1;

Фиг. 4 - принципиальная схема гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения со стороны головки;

Фиг. 6 - вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VI-VI;

Фиг. 7 - вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в частично разобранном состоянии;

Фиг. 8 - вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VIII-VIII;

Фиг. 9 - вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VI-VI в случае, когда переключающий клапан находится в другом положении;

Фиг. 10 - вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VIII-VIII в случае, когда переключающий клапан находится в другом положении;

Фиг. 11 - принципиальная схема гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с модификацией;

Фиг. 12 - вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с модификацией со стороны поршневого штока;

Фиг. 13 - вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндр в соответствии с модификацией со стороны головки;

Фиг. 14 - вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 12, с открытой камерой цилиндра;

Фиг. 15 - вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 13, с открытой камерой цилиндра; и

Фиг. 16 - принципиальная схема устройства для привода исполнительного механизма в соответствии с предшествующим уровнем техники.

Описание вариантов осуществления

Ниже приводится описание гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с настоящим изобретением, которое сопровождается ссылками на прилагаемые чертежи.

1. Конструкция устройства в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления

Как показано на фиг. 1, гидро(пневмо)цилиндр 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется применительно к пневмоцилиндру двустороннего действия. Гидро(пневмо)цилиндр 20 включает в себя переключающий клапан 24, источник 26 подачи воздуха высокого давления (источник подачи текучей среды), выхлопное отверстие 28 (выпускное отверстие), обратный клапан 30 (обратный клапан для подачи), дроссельный клапан 32 (первый дроссельный клапан), резервуар 34 для воздуха (первый резервуар) и определенные трубопроводы, соединяющие указанные выше элементы конструкции по потоку.

Гидро(пневмо)цилиндр 20 включает в себя поршень 38, размещенный с возможностью совершения свободного возвратно-поступательного скользящего перемещения внутри корпуса 36 цилиндра. Поршневой шток 40 имеет один конец, соединенный с поршнем 38, и другой конец, который может проходить из корпуса 36 цилиндра наружу. Рассматриваемый гидро(пневмо)цилиндр 20 выполняет работу, такую как позиционирование обрабатываемой детали (непоказанной), при выталкивании (при выдвижении) поршневого штока 40 и не выполняет работы при втягивании (при возврате) поршневого штока 40. Корпус 36 цилиндра включает в себя две камеры цилиндра, разделенные поршнем 38, то есть камеру 42 цилиндра со стороны головки (одну камеру цилиндра), располагающуюся с противоположной от поршневого штока 40 стороны, и камеру 44 цилиндра со стороны штока (другую камеру цилиндра), располагающуюся с той же стороны, что и поршневой шток 40.

Переключающий клапан 24 выполнен в виде электромагнитного клапана, который включает в себя порты - с первого порта 46 по пятый порт 54 и может переключаться между первым положением, показанным на фиг. 2, и вторым положением, показанным на фиг. 1. При этом состояние поршня 38 в корпусе 36 цилиндра, показанное на фиг. 1, считается вторым положением, а состояние, показанное на фиг. 2, - первым положением. Первый порт 46 соединен с камерой 42 цилиндра со стороны головки с помощью трубопровода, и соединен с верхней по потоку стороной обратного клапана 30. Второй порт 48 соединен с камерой 44 цилиндра со стороны штока с помощью трубопровода через резервуар 34 для воздуха. Третий порт 50 соединен с источником 26 подачи воздуха высокого давления с помощью трубопровода. Четвертый порт 52 соединен с выхлопным отверстием 28 с помощью трубопровода через дроссельный клапан 32. Пятый порт 54 соединен с нижней по потоку стороной обратного клапана 30 с помощью трубопровода.

Как показано на фиг. 1, когда переключающий клапан 24 находится во втором положении, первый порт 46 и четвертый порт 52 сообщаются между собой, а также второй порт 48 и пятый порт 54 сообщаются между собой. Как показано на фиг. 2, когда переключающий клапан 24 находится в первом положении, первый порт 46 и третий порт 50 сообщаются между собой, а также второй порт 48 и четвертый порт 52 сообщаются между собой. Переключающий клапан 24 удерживается во втором положении за счет смещающего усилия пружины в отсутствие напряжения и переключается из второго положения в первое положение при подаче напряжения. При этом возбуждение или обесточивание переключающего клапана 24 выполняется в результате вырабатывания команды на подачу электропитания (в результате подачи электропитания) или команды на прекращение подачи электропитания (в результате прекращения подачи электропитания) PLC (Programmable Logic Controller - Программируемым Логическим Контроллером) (непоказанным), представляющим собой устройство более высокого уровня, и поступления этой команды на переключающий клапан 24.

Когда переключающий клапан 24 находится во втором положении, обратный клапан 30 пропускает поток воздуха из камеры 42 цилиндра со стороны головки в камеру 44 цилиндра со стороны штока и блокирует поток воздуха из камеры 44 цилиндра со стороны штока в камере 42 цилиндра со стороны головки.

Дроссельный клапан 32, установленный для ограничения количества воздуха, выпускаемого из выхлопного отверстия 28, выполнен в виде регулируемого дроссельного клапана, площадь канала которого можно изменять так, чтобы регулировать количество выпускаемого воздуха.

Резервуар 34 для воздуха установлен для накопления воздуха, подаваемого из камеры 42 цилиндра со стороны головки в камеру 44 цилиндра со стороны штока. Наличие резервуара 34 для воздуха эквивалентно увеличению объема камеры 44 цилиндра со стороны штока. Объем резервуара 34 для воздуха задан, например, таким, что составляет половину объема камеры 42 цилиндра со стороны головки при максимально выдвинутом поршневом штоке 40 (приблизительно половину максимального значения варьирующегося объема камеры 42 цилиндра со стороны головки).

2. Принцип действия гидро(пневмо)цилиндра в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления

Гидро(пневмо)цилиндр 20 в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления в основном имеет конструкцию, соответствующую описанной выше. Ниже приводится описание принципа действия (процесса работы) гидро(пневмо)цилиндра 20 в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, сопровождаемое ссылками на фиг. 1 и 2. При этом показанное на фиг. 1 состояние устройства с максимально втянутым поршневым штоком 40 считается начальным состоянием.

В этом начальном состоянии при подаче электропитания на переключающий клапан 24 и переключении переключающего клапана 24 из второго положения (см. фиг. 1) в первое положение (см. фиг. 2) выполняется процесс привода. Процесс привода включает в себя подачу воздуха высокого давления из источника 26 подачи воздуха высокого давления в камеру 42 цилиндра со стороны головки и выпуск воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока из выхлопного отверстия 28 через дроссельный клапан 32. В процессе привода, как показано на фиг. 2, поршневой шток 40 выдвигается до максимально выдвинутого положения и удерживается в этом максимально выдвинутом положении за счет большого тягового усилия.

При выдвижении поршневого штока 40 и выполнении операции, такой как позиционирование обрабатываемой детали, и последующем прекращении подачи электропитания на переключающий клапан 24 этот переключающий клапан 24 переключается из первого положения во второе положение, и выполняется процесс возврата. В процессе возврата часть воздуха, накопленного в камере 42 цилиндра со стороны головки, подается в сторону камеры 44 цилиндра со стороны штока через обратный клапан 30. Одновременно другая часть воздуха, накопленного в камере 42 цилиндра со стороны головки, выпускается из выхлопного отверстия 28 через дроссельный клапанов 32. В этом случае воздух, подаваемый в сторону камеры 44 цилиндра со стороны штока, в основном накапливается в резервуаре 34 для воздуха. Это объясняется тем, что, перед началом втягивания поршневого штока 40 резервуар 34 для воздуха занимает самый большой объем среди областей возможного нахождения воздуха между обратным клапаном 30 и камерой 44 цилиндра со стороны штока, включая камеру 44 цилиндра со стороны штока и каналы трубопроводов. Затем, когда давление воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки понижается, а давление воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока повышается, и когда давление воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока становится больше, чем давление воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки на заданную величину, начинается втягивание поршневого штока 40, в результате которого поршневой шток 40 возвращается начальное состояние с максимально втянутым поршневым штоком 40.

На фиг. 3 представлены графики результатов измерений давления Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки, давления Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока и хода поршня в процессе выполнения последовательности описанных выше операций. Ниже со ссылками на фиг. 3 приводится подробное описание принципа работы (процесса привода и процесса возврата) гидро(пневмо)цилиндра 20. На фиг. 3 нулевая точка давления воздуха указывает на равенство давления воздуха атмосферному давлению, а нулевая точка хода поршня указывает на нахождение поршневого штока 40 в максимально втянутом положении.

Сначала приводится описание процесса привода в соответствии с принципом работы гидро(пневмо)цилиндра 20. В момент t1 времени, когда команда на подачу электропитания поступает на переключающий клапан 24, давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки равно атмосферному давлению, а давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока немного превышает атмосферное давление.

После поступления команды на подачу электропитания на переключающий клапан 24 и последующего переключения переключающего клапана 24 из второго положения (см. фиг. 1) в первое положение (см. фиг. 2) давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки начинает повышаться. В момент t2 времени давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки становится выше, чем давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока на величину, которая превышает сопротивление трению покоя поршня 38, и поршневой шток 40 начинает перемещаться в направлении выталкивания (в направлении влево на фиг. 2). После этого в момент t3 времени поршневой шток 40 достигает максимально выдвинутого положения. Давление Р1 воздуха в камере цилиндра, 42 со стороны головки дополнительно повышается и затем достигает постоянного значения, а давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока понижается и становится равным атмосферному давлению. При этом между моментом t2 времени и моментом t3 времени давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки временно понижается, а давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока временно повышается, что, объясняется увеличением объема камеры 42 цилиндра со стороны головки и уменьшением объема камеры 44 цилиндра со стороны штока.

Ниже приводится описание процесса возврата в соответствии с принципом работы гидро(пневмо)цилиндра 20. При поступлении команды на прекращение подачи электропитания на переключающий клапан 24 в момент t4 времени и переключении переключающего клапана 24 из первого положения во второе положение давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки начинает понижаться, а давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока начинает повышаться. Когда давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки становится равным давлению Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока, за счет срабатывания обратного клапана 30 воздух в камере 42 цилиндра со стороны головки перестает подаваться в камеру 44 цилиндра со стороны штока, и повышение давления Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока прекращается. В то же время давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки продолжает понижаться, и в момент t5 времени давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока становится выше, чем давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки на величину, которая превышает сопротивление трению покоя поршня 38, и поршневой шток 40 начинает перемещаться в направлении втягивания (в направлении вправо на фиг. 1).

Когда поршневой шток 40 начинает перемещаться в направлении втягивания, объем камеры 44 цилиндра со стороны штока увеличивается. Поэтому давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока понижается. Однако давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки понижается с более высокой скоростью. Поэтому давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока продолжает оставаться выше, чем давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки. Сопротивление скольжению поршня 38 после начала перемещения меньше, чем сопротивление трению поршня в неподвижном состоянии. Поэтому поршневой шток 40 плавно перемещается в направлении втягивания. Очевидно, что при втягивании поршневого штока 40 в качестве втягивающего усилия (усилия нажатия) для поршня 38 используется и давление воздуха в резервуаре 34 для воздуха.

В момент t6 времени поршневой шток 40 возвращается в состояние с максимально втянутым поршневым штоком 40. При этом давление Р1 воздуха в камере 42 цилиндра со стороны головки равно атмосферному давлению, а давление Р2 воздуха в камере 44 цилиндра со стороны штока немного превышает атмосферное давление. Это состояние поддерживается до момента поступления следующей команды на подачу электропитания на переключающий клапан 24.

При этом в гидро(пневмо)цилиндре 20 дроссельный клапан 32 установлен для ограничения количества воздуха, выпускаемого из выхлопного отверстия 28. Однако дроссельный клапан 32 не является обязательным элементом конструкции.

Кроме того, в гидро(пневмо)цилиндре 20 установлен резервуар 34 для воздуха. Однако, как показано на фиг. 4, объем трубопровода 45, проходящего от обратного клапана 30 до камеры 44 цилиндра со стороны штока через переключающий клапан 24, можно сделать больше, чем объем других трубопроводов в гидро(пневмо)цилиндре 20. Это позволяет обеспечивать достаточный объем в трубопроводе, проходящем от обратного клапана 30 до впускного отверстия камеры 44 цилиндра со стороны штока через переключающий клапан 24, и отказаться от использования резервуара 34 для воздуха, а также легко достигать того же самого технического эффекта, что и при использовании резервуара 34 для воздуха.

3. Конкретная конструкция гидро(пневмо) цилиндра в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления

Базовая конструкция и принцип действия гидро(пневмо)цилиндра 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения соответствуют описанным выше. При этом возможны варианты конкретного размещения разных элементов конструкции.

В качестве примера конструкции на фиг. 5-10 показан гидро(пневмо)цилиндр 120, в котором корпус цилиндра и переключающий клапан объединены в одно целое.

При этом элементы конструкции гидро(пневмо)цилиндра 120, соответствующие элементам конструкции гидро(пневмо)цилиндра 20, описываемым выше, обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы конструкции гидро(пневмо)цилиндра 20, но с добавлением числа 100, и подробного описания этих элементов конструкции не приводится.

На фиг. 5 представлен вид в перспективе гидро(пневмо)цилиндра 120 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения со стороны головки. Как показано на фиг. 5, гидро(пневмо)цилиндр 120 включает в себя корпус 136 цилиндра, переключающий клапан 124 установленный на верхнем участке корпуса 136 цилиндра, и дроссельный клапан (регулируемый дроссельный клапан) 132, установленный роенный на боковой поверхности переключающего клапана 124 с выступанием.

На фиг. 6 представлен вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VI-VI. Как показано на фиг. 6, корпус 136 цилиндра включает в себя поршень 138, размещенный с возможностью совершения свободного возвратно-поступательного скользящего перемещения внутри корпуса 136 цилиндра, и поршневой шток 140, имеющий один конец, соединенный с поршнем 138, и другой конец, который проходит из корпуса 136 цилиндра наружу.

Корпус 136 цилиндра включает в себя две камеры цилиндра, разделенные с помощью поршня 138, то есть камеру 142 цилиндра со стороны головки (одну камеру цилиндра) и камеру 144 цилиндра со стороны штока (другую камеру цилиндра). Камера 142 цилиндра со стороны головки и камера 144 цилиндра со стороны штока закрыты соответственно крышками 55, 56, и каждая из крышек 55, 56 зафиксирована стопорным кольцом 57. Камера 142 цилиндра со стороны головки соединена с первым портом 146 переключающего клапана 124, описываемого ниже, через канал 60.

Корпус 136 цилиндра включает в себя резервуар 134 для воздуха, установленный в верхней части камеры 144 цилиндра со стороны штока. Резервуар 134 для воздуха закрыт крышкой 58, и крышка 58 зафиксирована стопорным кольцом 59. Резервуар 134 для воздуха сообщается с камерой 144 цилиндра со стороны штока через канал 62 и соединен со вторым портом 148 переключающего клапана 124 (описываемого ниже) через канал 64.

Как показано на фиг. 7, корпус 136 цилиндра включает в себя порт 66 ввода воздуха высокого давления 66, размещенный на боковой поверхности с противоположной стороны от боковой поверхности из которой выступает поршневой шток 140. Воздух высокого давления (текучая среда под давлением) подается в порт 66 ввода воздуха высокого давления из источника 126 подачи воздуха высокого давления (из источника подачи текучей среды высокого давления) (непоказанного). Порт 66 ввода воздуха высокого давления соединен с третьим портом 150 переключающего клапана 124, описываемого ниже через канал 68.

На фиг. 8 представлен вид гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 5, в разрезе по линии VIII-VIII. Как показано на фиг. 8, корпус 136 цилиндра имеет в верхней части камеры 142 цилиндра со стороны головки небольшое пространство 70, в котором размещен обратный клапан 130. Небольшое пространство 70 закрыто крышкой 71. Небольшое пространство 70 сообщается с каналом 60 через канал 72 и соединено с пятым портом 154 переключающего клапана 124, описываемого ниже, через канал 74.

Обратный клапан 130 пропускает поток воздуха из камеры 142 цилиндра со стороны головки в сторону пятого порта 154 переключающего клапана 124, и блокирует поток воздуха из пятого порта 154 переключающего клапана 124 в сторону камеры 142 цилиндра со стороны головки.

Переключающий клапан 124 выполнен в виде электромагнитного клапана, который включает в себя первый порты - с первого порта 146 по пятый порт 154 и за счет перемещения золотникового клапана 76 в осевом направлении внутри цилиндрической втулки 75. может переключаться между первым положением и вторым положением. При этом состояние золотникового клапана 76, показанное на фиг. 8, считается первым положением, а состояние, показанное на фиг. 10, - вторым положением. Оба торца втулки 75 закрыты крышками 77, и крышки 77 зафиксированы стопорными приспособлениями 78.

Как показано на фиг. 7, переключающий клапан 124 привинчивается к верхней поверхности корпуса 136 цилиндра через прокладку 79, вставленную между ними. На боковой поверхности переключающего клапана 124 со стороны головки выполнено выхлопное отверстие 128, и в этом выхлопном отверстии 128 установлен дроссельный клапан 132. Как показано на фиг. 6 и 8, через канал 80, проходящий внутри переключающего клапана 124, выхлопное отверстие 128 соединено с четвертым портом 152 переключающего клапана 124.

Первый порт 146 переключающего клапана 124 соединен с камерой 142 цилиндра со стороны головки через канал 60 и соединен с верхней по потоку стороной обратного клапана 130 через канал 60 и канал 72. Второй порт 148 соединен с резервуаром 134 для воздуха через канал 64 и дополнительно соединен с камерой 144 цилиндра со стороны штока через канал 62. Третий порт 150 соединен с источником 126 подачи воздуха высокого давления (непоказанным) через канал 68 и порт 66 ввода воздуха высокого давления. Четвертый порт 152 соединен с выхлопным отверстием 128 через канал 80. Пятый порт 154 соединен с нижней по потоку стороной обратного клапана 130 через канал 74.

Как показано на фиг. 8, когда переключающий клапан 124 находится в первом положении, первый порт 146 и третий порт 150 соединяются друг с другом, а также второй порт 148 и четвертый порт 152 соединяются друг с другом. То есть когда на переключающий клапан 124 подается электропитание и переключающий клапан 124 переключается из второго положения в первое положение, источник 126 подачи воздуха высокого давления подает воздух высокого давления в порт 66 ввода воздуха высокого давления. Затем через канал 68, третий порт 150, первый порт 146 и канал 60 воздух высокого давления подается в камеру 142 цилиндра со стороны головки. В этом случае воздух, находящийся в камере 144 цилиндра со стороны штока, выпускается из выхлопного отверстия 128 через канал 62, резервуар 134 для воздуха, канал 64, второй порт 148, канал 80 и дроссельный клапан 132.

В то же время, как показано на фиг. 10, когда переключающий клапан 124 находится во втором положении, первый порт 146 и четвертый порт 152 соединяются друг с другом, а также второй порт 148 и пятый порт 154 соединяются друг с другом. То есть когда подача электропитания на переключающий клапан, 124 прекращается и переключающий клапан 124 переключаются из первого положения во второе положение, часть воздуха, накопленного в камера 142 цилиндра со стороны головки, подается через канал 60, канал 72, обратный клапан 130, пятый порт 154, второй порт 148, канал 64, резервуар 134 для воздуха и канал 62 в камеру 144 цилиндра со стороны штока. Одновременно, другая часть воздуха, накопленного в камере цилиндра 142 со стороны головки, выпускается через канал 60, первый порт 146, четвертый порт 152, канал 80 и дроссельный клапан 132 из выхлопного отверстия 128.

4. Технический эффект рассматриваемого варианта осуществления

Как показано выше, гидро(пневмо)цилиндры 20, 120 в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления подают текучую среду, накопленную в камерах 42, 142 цилиндра со стороны головки, в камеры 44, 144 цилиндра со стороны штока и одновременно выпускают текучую среду наружу. Это обеспечивает возможность повышения давления текучей среды в камерах 44, 144 цилиндра со стороны штока, а также быстрого понижения давления текучей среды в камерах 42, 142 цилиндра со стороны головки и, следовательно, максимально возможного сокращения требуемого времени возврата поршней 38, 138 гидро(пневмо)цилиндров 20, 120.

Кроме того, не требуется клапана сбора сложной конструкции. Необходимо лишь использование простой схемной конструкции, такой как обратные клапаны 30, 130 для подачи. Следовательно, можно упростить схему для обеспечения возврата поршней 38, 138.

Кроме того, корпуса 36, 136 цилиндра включают в себя переключающие клапаны 24, 124, которые имеют выхлопные отверстия 28, 128; обратные клапаны 30, 130; и каналы 60, 62, 64, 68, 72, 74, 80 которые за счет повторного использования давления на выпуске обеспечивают возврат поршней 38, 138. Это позволяет объединить корпуса 36, 136 цилиндра и переключающие клапаны 24, 124, в одно целое и значительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндров 20, 120.

Переключающий клапан 124 установлен в верхней части камеры цилиндра 142 со стороны головки. Поэтому можно уменьшить длину канала 60, который соединяет переключающий клапан 124 и камеру 142 цилиндра со стороны головки между собой и дополнительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндра 120.

Между камерами 44, 144 цилиндра со сторон штока и переключающими клапанами 24, 124 размещены резервуары 34, 134 для воздуха. Поэтому можно накопить текучую среда, выпускаемую из камер 42, 142 цилиндра со стороны головки, в резервуарах 34, 134 для воздуха, соединенных с камерами 44, 144 цилиндра со сторон штока, и предотвратить в максимально возможной степени понижение давления текучей среды при увеличении объема камер 44, 144 цилиндра со сторон штока в процессе возврата.

Резервуар 134 для воздуха установлен в верхней части камеры 144 цилиндра со стороны штока. Поэтому можно уменьшить длину канала 62, который соединяет резервуар 134 для воздуха и камеру 144 цилиндра со стороны штока между собой, и дополнительно уменьшить размеры гидро(пневмо)цилиндра 120.

Объемы резервуаров 34, 134 для воздуха составляют приблизительно половину максимального значения варьирующихся объемов камер 42, 142 цилиндра со стороны головки. Следовательно, можно достигнуть требуемого баланса между быстрым повышением давления текучей среды в камерах 44, 144 цилиндра со сторон штока, когда текучая среда, накопленная в камерах 42, 142 цилиндра со стороны головки, подается в камеры цилиндра 44, 144 со сторон штока, и предотвращением быстрого понижения давления текучей среды, когда объемы камер 44, 144 цилиндра со сторон штока увеличиваются

В выхлопных отверстиях 28, 128 установлены дроссельные клапаны 32, 132. Следовательно, можно ограничить количество текучей среды, выпускаемой наружу, и эффективно экономить энергию.

В этом случае дроссельные клапаны 32, 132 представляют собой регулируемые дроссельные клапаны. Следовательно, дроссельные клапаны 32, 132 могут регулировать соотношение между количеством текучей среды, накопленной в камерах 42, 142 цилиндра со стороны головки, и подаваемой в камеры 44, 144 цилиндра со сторон штока, и количеством текучей среды, накопленной в камерах 42, 142 цилиндра со стороны головки и выпускаемой наружу.

В гидро(пневмо)цилиндре 120 переключающий клапан 124 установлен в верхней части камеры 142 цилиндра, а резервуар 134 для воздуха установлен в верхней части камеры 144 цилиндра со стороны штока. Однако переключающий клапан 124 и резервуар 134 для воздуха не обязательно должны быть установлены в верхних частях камеры 142 цилиндра со стороны головки и камеры 144 цилиндра со стороны штока. Например, в гидро(пневмо)цилиндре 120 переключающий клапан 124 и резервуар 134 для воздуха могут быть установлены на боковой поверхности в продольном направлении корпуса 136 цилиндра или на боковой поверхности на со стороны головки.

В гидро(пневмо)цилиндре 120, поршневой шток 140, соединенный с поршнем 138, совершает возвратно-поступательное перемещение в осевом направлении корпуса 136 цилиндра. Однако гидро(пневмо)цилиндр в соответствии с настоящим изобретением не обязательно ограничен такой конструкцией. Исполнительный механизм двустороннего действия, требующий большой мощности на выходе в процессе привода, но не требующий большой мощности на выходе в процессе возврата, может быть использован применительно к различным гидро(пневмо)устройствам, таким как поворотные исполнительные механизмы и зажимные устройства.

5. Модификация рассматриваемого варианта осуществления

Ниже со ссылками на фиг. 11-15 приводится описание модификации гидро(пневмо)цилиндров 20, 120 в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления (гидро(пневмо)цилиндры 20А, 120А). При этом одни и те же элементы конструкции в гидро(пневмо)цилиндре 20 на фиг. 1 и 2 и в гидро(пневмо)цилиндре 120 на фиг. 5-10 обозначены одними и теми же ссылочными позициями, и подробного описания этих элементов конструкции не приводится.

В гидро(пневмо)цилиндре 20А в соответствии с этой модификацией, как показано на фиг. 11, дроссельный клапан 32, глушитель 82 шума и выхлопное отверстие 28 соединены с четвертым портом 52 последовательно с помощью трубопровода.

В этом случае гидро(пневмо)цилиндр 20А дополнительно включает в себя резервуар 84 для воздуха (второй резервуар). Резервуар 84 для воздуха соединен с дроссельным клапаном 32, глушителем 82 шума и выхлопным отверстием 28 параллельно с помощью трубопровода через обратный клапан 86 (обратный клапан для накопления давления). Следовательно, в соответствии рассматриваемой модификацией дроссельный клапан 32 и выхлопное отверстие 28 соединены параллельно с резервуаром 84 для воздуха относительно четвертого порта 52.

В соответствии с модификацией, когда переключающий клапан 24 находится во втором положении, как показано на фиг. 11, камера 42 цилиндра со стороны головки сообщается с камерой 44 цилиндра со стороны штока через обратный клапан 30 и переключающий клапан 24 и сообщается с выхлопным отверстием 28 и резервуаром 84 для воздуха через переключающий клапан 24 и дроссельный клапан 32. Когда переключающий клапан 24 находится в первом положении, камера 44 цилиндра со стороны штока сообщается с выхлопным отверстием 28 и резервуаром 84 для воздуха через переключающий клапан 24.

В гидро(пневмо)цилиндре 20А в соответствии с модификацией, независимо от того, находится ли переключающий клапан 24 в первом положении или во втором положении, часть воздуха, выпускаемого из четвертого порта 52 наружу через выхлопное отверстие 28, может накапливаться в резервуаре 84 для воздуха через обратный клапан 86. Это позволяет обеспечить снижение расхода воздуха в гидро(пневмо)цилиндре 20А за счет количества воздуха, накопленного в резервуаре 84 для воздуха. В результате появляется возможность дополнительной экономии энергии в гидро(пневмо)цилиндре 20А.

В гидро(пневмо)цилиндре 20А между переключающим клапаном 24 и резервуаром 84 для воздуха размещен обратный клапан 86. Это позволяет предотвратить прохождение воздуха, накопленного в резервуаре 84 для воздуха, в обратном направлении и выпуск наружу через выхлопное отверстие 28.

Дроссельный клапан 32, глушитель 82 шума и выхлопное отверстие 28 соединены с обратным клапаном 86 и резервуаром 84 для воздуха параллельно относительно четвертого порта 52. Это позволяет ограничить количество воздуха, выпускаемого наружу, и обеспечивать дополнительную экономию энергии. Кроме того, дроссельный клапан 32 представляет собой регулируемый дроссельный клапан. Это позволяет легко регулировать отношение количества воздуха, выпускаемого из четвертого порта 52 и подаваемого в резервуар 84 для воздуха, к количеству воздуха, выпускаемого наружу через выхлопное отверстие 28.

Гидро(пневмо)цилиндр 20А имеет ту же конструкцию, что и гидро(пневмо)цилиндр 20 на фиг. 1 и 2, за исключением того, что дроссельный клапан 32, глушитель 82 шума, резервуар 84 для воздуха и обратный клапан 86 соединены с четвертым портом 52. Очевидно, что это позволяет легко достигать того же самого технического эффекта, что и в случае рассмотренного выше гидро(пневмо)цилиндра 20.

В гидро(пневмо)цилиндре 20А в соответствии с рассматриваемой модификацией дополнительно размещен первый механизм подачи текучей среды 88. Когда переключающий клапан 24 находится во втором положении и когда часть воздуха, накопленного в камере 42 цилиндра со стороны головки, через обратный клапан 30 и переключающий клапан 24 подается из камеры 42 цилиндра со стороны головки в камеру 44 цилиндра со сторон штока, первый механизм 88 подачи текучей среды подает воздух, накопленный в резервуаре 84 для воздуха, в камеру 44 цилиндра со сторон штока.

Первый механизм подачи текучей среды 88 включает в себя обратный клапан 90, размещенный на трубопроводе, соединяющем резервуар 84 для воздуха и камеру 44 цилиндра со сторон штока друг с другом. В этом случае обратный клапан 90, размещенный на трубопроводе, соединяющем резервуар 84 для воздуха и второй порт 48, пропускает текучую среду из резервуара 84 для воздуха в сторону второго порта 48. То есть когда переключающий клапан 24 находится во втором положении, обратный клапан 90 пропускает поток воздуха из резервуара 84 для воздуха в камеру цилиндра 44 со сторон штока, и блокирует поток воздуха из камеры 44 цилиндра со сторон штока в сторону резервуара 84 для воздуха.

В этом случае, когда переключающий клапан 24 находится во втором положении и когда давление воздуха, подаваемого из камеры 42 цилиндра со стороны головки в камеру 44 цилиндра со сторон штока, становится ниже, чем давление воздуха в резервуаре 84 для воздуха, воздух, накопленный в резервуаре 84 для воздуха, через обратный клапан 90 подается из резервуара 84 для воздуха в камеру 44 цилиндра со стороны штока.

Таким образом, даже в случае понижения давления воздуха, подаваемого из камеры 42 цилиндра со стороны головки в камеру 44 цилиндра со стороны штока при втягивании поршневого штока 40, через первый механизм 88 подачи текучей среды дополнительно подается воздух, находящийся в в резервуаре 84 для воздуха. В результате за счет простой конструкции с установленным в трубопроводе обратным клапаном 90 можно поддерживать постоянную скорость движения поршня 38 при втягивании и обеспечивать надежный и эффективный возврат поршня 38.

Гидро(пневмо)цилиндр 20А в соответствии с рассматриваемо модификацией дополнительно включает в себя второй механизм 92 подачи текучей среды, который подает воздух из источник 26 подачи воздуха высокого давления в резервуар 84 для воздуха.

Второй механизм 92 подачи текучей среды включает в себя пневматический клапан 94, размещенный на трубопроводе, соединяющем источник 26 подачи воздуха высокого давления и резервуар 84 для воздуха между собой. Когда давление воздуха в резервуаре 84 для воздуха, которое является пилотным давлением, превышает заданное второе пороговое значение, пневматический клапан 94 удерживается во втором положении, показанном на фиг. 11, и блокирует соединение между источником 26 подачи воздуха высокого давления и резервуаром 84 для воздуха. В то же время, когда давление воздуха в резервуаре 84 для воздуха понижается до второго порогового значения, пневматический клапан 94 переключается в первое положение и соединяет источник 26 подачи воздуха высокого давления и резервуар 84 для воздуха между собой. В результате источник 26 подачи воздуха высокого давления подает воздух высокого давления в резервуар 84 для воздуха.

Следовательно, как показано выше, когда воздух, накопленный в резервуаре 84 для воздуха, через обратный клапан 90 подается из резервуара 84 для воздуха в камеру 44 цилиндра со сторон штока и когда давление воздуха внутри резервуара 84 для воздуха понижается до порогового значения, пневматический клапан 94 переключается из второго положения в первое положение, и источник 26 подачи воздуха высокого давления подает воздух высокого давления в резервуар 84 для воздуха. Следовательно, можно предотвратить понижение давления воздуха в резервуаре 84 для воздуха и обеспечить подачу воздуха высокого давления в камеру 44 цилиндра со сторон штока.

Как указано выше, гидро(пневмо)цилиндр 20А дополнительно включает в себя второй механизм 92 подачи текучей среды, который подает воздух высокого давления из источника 26 подачи воздуха высокого давления в резервуар 84 для воздуха. Таким образом, в случае использования воздуха, накопленного в резервуаре 84 для воздуха, можно предотвратить понижение давления воздуха.

В гидро(пневмо)цилиндре 20А в соответствии с рассматриваемой модификацией постоянный магнит 96 размещен на внешней окружной поверхности поршня 38, а магнитные датчики 98а, 98b которые обнаруживает магнитное поле постоянного магнита 96, размещены в корпусе 36 цилиндра поблизости от камеры 42 цилиндра со стороны головки и поблизости от камеры 44 цилиндра со сторон штока. То есть при максимальном втягивании поршневого штока 40 магнитный датчик 98а оказывается размещенным напротив внешней окружной поверхности поршня 38, обнаруживает магнитное поле постоянного магнита 96 и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий на PLC. В то же время при максимально выдвинутом поршневом штоке 40 напротив внешней окружной поверхности поршня 38 оказывается размещенным магнитный датчик 98b, который обнаруживает магнитное поле постоянного магнита 96 и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий на PLC.

Ниже со ссылками на фиг. 12-15 приводится описание конкретного размещения каждого элемента конструкции гидро(пневмо)цилиндра 20А, показанного на принципиальной схеме на фиг. 11 (гидро(пневмо)цилиндр 120А). При этом элементы конструкции гидро(пневмо)цилиндра 120А, соответствующие элементам конструкции гидро(пневмо)цилиндра 20А, описываемым выше, также обозначены теми же ссылочными позициями, что и элементы конструкции гидро(пневмо)цилиндра 20А на фиг. 12-15, но с добавлением числа 100, и подробного описания этих элементов конструкции не приводится.

Корпус 136 цилиндра из гидро(пневмо)цилиндра 120А имеет перевернутую Т-образную форму с выступающим вверх центральным участком прямоугольной формы. Внутри этого выступающего участка вдоль продольного направления выступающего участка проходит поршневой шток 140, соединенный с поршнем 138, и сформированы камера 142 цилиндра со стороны головки и камера 144 цилиндра со стороны штока. При этом на фиг. 14 и 15 показан случай минимального объема камеры 142 цилиндра со стороны головки в результате максимального втягивания поршневого штока 140.

Как показано пунктирными линиями на фиг. 14 и 15, поршень 138 имеет эллиптическую форму вдоль вертикального направления. В верхней части поршня 138 с обеих сторон слева и справа, как показано на фиг. 14 и 15, размещены постоянные магниты 196 стержнеобразной формы. Как показано на фиг. 12 и 13, с обеих сторон слева и справа в верхней части выступающего участка вдоль продольного направления выступающего участка сформированы канавки 200. В одной канавке 200 со стороны одного конца (со стороны камеры 142 цилиндра со стороны головки) смонтирован магнитный датчик 198а, а в другой канавке 299 со стороны другого конца (со стороны камеры 144 цилиндра со стороны штока) смонтирован магнитный датчик 198b. То есть в корпусе 136 цилиндра поблизости от камеры 142 цилиндра со стороны головки размещен магнитный датчик 198а, а поблизости от камеры 144 цилиндра со стороны штока размещен магнитный датчик 198b.

На верхней поверхности прямоугольного блока параллельно друг другу по обе стороны от выступающего участка прямоугольной формы размещены переключающий клапан 124 и пневматический клапан 194 второго механизма 192 подачи текучей среды. Внутри корпус 136 цилиндра с нижней стороны переключающего клапана 124 сформирован резервуар 134 для воздуха, а с нижней стороны пневматического клапана 194 сформирован резервуар 184 для воздуха.

То есть резервуары 134, 184 для воздуха размещены параллельно друг другу вдоль продольного направления выступающего участка и имеют приблизительно один и тот же объем. При этом резервуары 134, 184 для воздуха закрыты крышками 202, 204, и крышки 202, 204 зафиксированы стопорными 206, 208.

Как показано на фиг. 12-15, обратные клапаны 130, 186 и обратный клапан 190 первого механизма 188 подачи текучей среды встроены внутрь корпуса 136 цилиндра со стороны резервуара 134 для воздуха. На боковой поверхности корпуса 136 цилиндра поблизости от резервуара 134 для воздуха размещены дроссельный клапан 132 и глушитель 182 шума. Эти элементы конструкции корпуса 136 цилиндра соединены друг с другом каналами 210, показанными на фиг. 14 и 15 пунктирными линиями. При этом каждый канал 210 соответствует каждому трубопроводу, показанному на принципиальной схема на фиг. 11, и поэтому подробного описания соединений каждого канала 210 между элементами конструкции не приводится.

Как указано выше, корпус 136 цилиндра включает в себя переключающий клапан 124 и резервуар 134 для воздуха, а также пневматический клапан 194 и резервуар 184 для воздуха, 184, размещенные симметрично относительно поршня 138, поршневого штока 140, камера 142 цилиндра со стороны головки и камера 144 цилиндра со стороны штока внутри выступающего участка.

Такое расположение облегчает сборку гидро(пневмо)цилиндра 120А. В результате можно сократить расходы на изготовлении и одновременно повысить производительность гидро(пневмо)цилиндра 120А.

Поршень 138 имеет вдоль вертикального направления эллиптическую форму, что позволяет предотвратить вращение поршня 138 в окружном направлении.

В верхней части поршня 138 размещены постоянные магниты 196, а в канавках 200, сформированных в верхней части выступающего участка корпуса 136 цилиндра поблизости от камеры 142 цилиндра со стороны головки и поблизости от камеры 144 цилиндра со стороны штока размещены магнитный датчик 198а и магнитный датчик 198b. Магнитные датчики 198а, 198b обнаруживают магнитное поле постоянных магнитов 196. Следовательно, в гидро(пневмо)цилиндре 120А, имеющем описываемую выше симметричную конструкцию, можно легко позиционировать механизм обнаружения положения поршня 138.

Резервуары 134, 184 для воздуха имеют приблизительно один и тот же объем. Следовательно, можно дополнительно повысить производительность гидро(пневмо)цилиндра 120А и дополнительно сократить расходы на изготовление гидро(пневмо)цилиндра 120А.

Гидро(пневмо)цилиндр в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается рассмотренным выше вариантом осуществления и очевидно может иметь различные конструкции, не выходящие за пределы сущности и объема настоящего изобретения.

Корпус (36), 136) цилиндра гидро(пневмо)цилиндра (20, 20А, 120, 120А) включает в себя: переключающий клапан (24, 124), обратный клапан (30, 130), канал (60, 62, 64, 68, 80), который при втором положении переключающего клапана (24, 124) обеспечивает сообщение источника (26, 126) подачи воздуха высокого давления с камерой (42, 142) цилиндра со стороны головки и сообщение выпускного порта (28, 128) с камерой (44, 144) цилиндра со сторон штока, и канал (60, 62, 64, 72, 74, 80), который при первом положении переключающего клапана (24, 124) обеспечивает сообщение камеры (42, 142) цилиндра со стороны головки с камерой цилиндра (44, 144) со сторон штока и выпускным портом (28, 128). Технический результат - экономия энергии, сокращение времени возврата поршня и уменьшение габаритов гидро(пневмо)цилиндра. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Гидро(пневмо)цилиндр (20, 20А, 120, 120А) двустороннего действия,

содержащий корпус (36, 136) цилиндра, внутри которого поршень (38, 138) совершает возвратно-поступательное перемещение, причём корпус (36, 136) цилиндра включает в себя

переключающий клапан (24, 124), имеющий выпускной порт (28, 128), обратный клапан (30, 130) для подачи,

канал (60, 62, 64, 68, 80), который при первом положении переключающего клапана (24, 124) соединяет одну камеру (42, 142) цилиндра с источником (26, 126) подачи текучей среды и соединяет другую камеру (44, 144) цилиндра, по меньшей мере, с выпускным портом (28, 128), и

канал (60, 62, 64, 72, 74, 80), который при втором положении переключающего клапана (24, 124) соединяет одну камеру (42, 142) цилиндра с другой камерой (44, 144) цилиндра через обратный клапан (30, 130) для подачи и соединяет одну камеру (42, 142) цилиндра, по меньшей мере, с выпускным портом (28, 128),

при этом между другой камерой (44, 144) цилиндра и переключающим клапаном (24, 124) установлен первый резервуар (34, 134),

в выпускном порту (28, 128) установлен дроссельный клапан (32, 132), второй резервуар (84, 184), соединённый с дроссельным клапаном (32, 132) параллельно относительно переключающего клапана (24, 124); причем

при первом положении переключающего клапана (24, 124) другая камера (44, 144) цилиндра сообщается через переключающий клапан (24, 124) с дроссельным клапаном (32, 132) и вторым резервуаром (84, 184); а

при втором положении переключающего клапана (24, 124) одна камера (42, 142) цилиндра сообщается через обратный клапан (30, 130) для подачи и переключающий клапан (24, 124) с другой камерой (44, 144) цилиндра и сообщается через переключающий клапан (24, 124) с дроссельным клапаном (32, 132) и вторым резервуаром (84, 184).

2. Гидро(пневмо)цилиндр (120, 120А) по п. 1, отличающийся тем, что переключающий клапан (124) установлен в верхней части одной камеры (142) цилиндра или сбоку от одной камеры (142) цилиндра и другой камеры (144) цилиндра.

3. Гидро(пневмо)цилиндр (120, 120А) по п. 1, отличающийся тем, что первый резервуар (134) установлен в верхней части другой камеры цилиндра (144) или в нижней части переключающего клапана (124).

4. Гидро(пневмо)цилиндр (20, 20А, 120, 120А) по п. 1 или 3, отличающийся тем, что объём первого резервуара (34, 134) составляет приблизительно половину максимального значения варьирующийся объёма одной камеры (42, 142) цилиндра.

5. Гидро(пневмо)цилиндр (20, 20А, 120, 120А) по п. 1, отличающийся тем, что дроссельный клапан (32, 132) представляет собой регулируемый дроссельный клапан.

6. Гидро(пневмо)цилиндр (20А, 120А) по п. 1, отличающийся тем, что между переключающим клапаном (24, 124) и вторым резервуаром (84, 184) установлен обратный клапан (86, 186) для накопления давления.

7. Гидро(пневмо)цилиндр (20А, 120А) по п. 1 или 6, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый механизм (88, 188) подачи текучей среды, который при втором положении переключающего клапана (24, 124) и при подаче части текучей среды, накопленной в одной камере (42, 142) цилиндра, через обратный клапан (30, 130) для подачи и переключающий клапан (24, 124) из одной камеры (42, 142) цилиндра в другую камеру (44, 144) цилиндра подаёт текучую среду, накопленную во втором резервуаре (84, 184), в другую камеру цилиндра (44, 144).

8. Гидро(пневмо)цилиндр (20А, 120А) по п. 7, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй механизм (92, 192) подачи текучей среды, который подаёт текучую среду из источника (26, 126) подачи текучей среды во второй резервуар (84, 184).

9. Гидро(пневмо)цилиндр (120А) по п. 8, отличающийся тем, что:

первый резервуар (134) и второй резервуар (184) установлены параллельно друг другу внутри корпуса (136) цилиндра;

в верхней части первого резервуара (134) установлен переключающий клапан (124), в верхней части второго резервуара (184) установлен пневматический клапан (194), который образует второй механизм (192) подачи текучей среды; а

между переключающим клапаном (124) и пневматическим клапаном (194) установлены поршень (138), одна камера (142) цилиндра и другая камера (144) цилиндра.

10. Гидро(пневмо)цилиндр (120А) по п. 9, отличающийся тем, что поршень (138) имеет вдоль вертикального направления эллиптическую форму.

11. Гидро(пневмо)цилиндр (120А) по п. 9 или 10, отличающийся тем, что:

в верхней части поршня (138) размещён магнит (196); а

поблизости от одной камеры (142) цилиндра и другой камеры (144) цилиндра в корпусе (136) цилиндра размещены магнитные датчики (198а, 198b), обнаруживающие магнитное поле магнита (196).

12. Гидро(пневмо)цилиндр (120А) по п. 9, отличающийся тем, что первый резервуар (134) и второй резервуар (184) имеют приблизительно один и тот же объём.