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JPH1029127A - 工作機械及びそれを制御する方法 - Google Patents

工作機械及びそれを制御する方法

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Publication number
JPH1029127A
JPH1029127A JP9085557A JP8555797A JPH1029127A JP H1029127 A JPH1029127 A JP H1029127A JP 9085557 A JP9085557 A JP 9085557A JP 8555797 A JP8555797 A JP 8555797A JP H1029127 A JPH1029127 A JP H1029127A
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JP
Japan
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piston
machine tool
pressure
stroke
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9085557A
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English (en)
Inventor
Peter Dr Grund
グルント ペーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiron Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Chiron Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chiron Werke GmbH and Co KG filed Critical Chiron Werke GmbH and Co KG
Publication of JPH1029127A publication Critical patent/JPH1029127A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構造で迅速な質量移動が可能となるよ
うに改良する。 【解決手段】 工作機械（１）が、ピストン・シリンダ
ユニット（１０）によって操作可能な装置（３）を含
み、このユニットが、端止めによって限定された行程
（１５）を実行する媒体操作式ピストン（１２）を含
み、このピストンが、行程（１５）を被操作装置（３）
に伝達するための従動部材（１３）に結合されている。
減衰装置が設けられており、この減衰装置が、移動する
ピストン（１２）を適切に減速させるための背圧を増圧
し、ピストンが端止めの少なくとも一方に接近するとこ
のピストンの動きが減衰される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン・シリン
ダユニットによって操作可能な装置を有し、このユニッ
トが、端止めによって限定された行程を実行する媒体操
作式ピストンを含み、このピストンが、行程を被操作装
置に伝達するための従動部材に結合されている工作機械
に関するものである。
【０００２】本発明は、更に、このような工作機械を作
動させ且つ制御する方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】例えば工具交換器の関節腕を操作し、工
作物テーブルを回転させ、工作機械の外装に設けられた
扉を開閉し、飛沫保護壁又は中間仕切壁を移動させる等
に役立つ装置が設けられたこのような工作機械は一般に
知られている。
【０００４】これらの装置を操作するために設けられる
ピストン・シリンダユニットのピストンは、一般に行程
運動を制限する端止めに向かって移動する複動ピストン
か単動ピストンのいずれかである。これらの端止めに一
部では緩衝器が設けられており、これらの緩衝器は移動
するピストン及びそれに結合された装置を受け止めて、
ピストン及びそれと一緒に移動する装置部分の運動エネ
ルギを打ち消す。
【０００５】例えば機械製造業における一般的努力は、
ピストン・シリンダユニットの行程の実行及びそれに伴
う被操作装置の当該部品の運動を極力短時間で行うこと
ができるように、工作機械でのあらゆる作業過程を益々
短い時間間隔で実行することにある。しかしこのような
ごく迅速な動きは、ピストンが高速で止めにぶつかっ
て、激しい衝撃及び振動を生じることを意味する。そし
てこのような衝撃及び振動は工作機械の作業精度を考慮
すると不利である。というのも、これらの振動によって
調整ずれを生じることがあり、加工の再現性が損なわれ
るからである。
【０００６】特に、ピストン・シリンダユニットによっ
て動かされる被操作装置の質量がきわめて大きいとき、
適宜な調整速度においてピストンの端位置で比較的高い
運動エネルギが打ち消されねばならず、このために緩衝
器が設けられている。打ち消さねばならない運動エネル
ギが高いのでこれらの緩衝器はかなり突出しており、通
常の設計上の欠点を有する。
【０００７】ピストン・シリンダユニットの作動時、一
般に、達成されるピストンの行程速度とそれから生じる
運動エネルギとの間で常に妥協点を見いださねばなら
ず、これらの運動エネルギは端止め及び場合によっては
緩衝器によって打ち消されねばならない。
【０００８】特に、装置が工具交換装置であるときに問
題が生じる。このような工具交換装置は、このような工
作機械で使用される工具をマガジン位置と主軸付近の動
作位置との間で移送するのに役立ち、つまり周知の仕方
で自動工具交換を可能とする。工具交換装置は、例え
ば、ピストン・シリンダユニットによって動かされる平
行運動装置又はその他の関節レバーを含んでいる。重さ
の異なるきわめてさまざまな工具が利用される。この場
合一方で工具交換装置を標準速度で運転することが知ら
れており、その場合、最も重い工具でも運動経過の十分
な減衰が可能となるように速度は選定される。しかしこ
れは他方で、軽い工具が、本来可能であるような速さで
は動かされないことを意味する。
【０００９】他方で、軽い工具が重い工具よりも速く動
かされるように、２つの異なる速度で作業することもで
きる。しかしこれは、高価なプログラミング又はその他
の工具検知によって、工具交換装置がその都度”正し
い”速度で制御されるようにしなければならないことを
意味する。
【００１０】しかし、まさに工具交換速度が工作機械の
加工速度を実質的に決定し、ここでは１／１０秒オーダ
の時間的利点が既に改良を表しており、その経済的、技
術的意義は甚大である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】こうした背景のもと、
本発明の課題は、単純な構造で迅速な質量運動が可能と
なるように、発明の属する技術分野で述べられた工作機
械及び方法を改良することである。当該装置は、更に、
さまざまな負荷及びさまざまな被操作質量に容易に適合
することができるように設計される。発明の属する技術
分野で触れられた方法は、単純な設計構造において移動
質量の大きな運動速度が可能となるように改良される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１〜１
５のいずれかに記載の工作機械や、請求項１６〜１８の
いずれかに記載の方法を要旨としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】発明の属する技術分野で触れられ
た工作機械において、この課題は、少なくとも１つの減
衰装置が設けられており、この減衰装置が、移動するピ
ストンを適切に減速させるための背圧を増圧し、ピスト
ンが端止めの少なくとも一方に接近するとこのピストン
の動きが減衰されることによって解決される。
【００１４】発明の属する技術分野で指摘された方法に
おいて、この課題は、ピストンがその都度の端止めに接
近すると、移動するピストンを適切に減速させるための
背圧を発生することによってピストンの動きが減衰され
ることによって解決される。
【００１５】本発明の根底にある課題がこうして完全に
解決される。移動するピストンを適切に減速させること
によって特別柔らかな行程運動の捕捉が可能となり、移
動させるべきさまざまな質量に適合するために行程速度
は例えば操作媒体の圧力を大きくすることによって高め
ることができ、この場合ピストンが適切に減速されるの
で端位置において激しい衝撃を生じることはない。この
減速は設計上特に簡単に以下のことによってなされる。
即ち、その都度押動されないピストン側に背圧が増圧さ
れ、この背圧が例えばピストンの端位置に達する直前に
比較的迅速に高い値に高められ、大きな緩衝器を使用す
ることなく大部分の運動エネルギが打ち消される。次に
背圧が適切に減圧され、ピストンが端止めに達するとき
背圧はほぼ完全に減退しており、”びびり”が回避され
る。
【００１６】その際、好ましくは、前記背圧が被制御圧
力分布を有し、つまり新規な方法ではその都度の端止め
に向き合うピストンの正面に、適切に減速させるための
背圧が、制御されて増圧され且つ再び減圧される。
【００１７】この場合利点として、被制御圧力分布によ
って、つまり例えば背圧を適切に増圧し且つ再び減圧す
ることによって、ピストン行程の最後の短い路程の間に
特別効率的なピストン減速が可能となり、大きな緩衝器
を利用しなくともきわめて迅速な行程の実行が全体とし
て保証されており、減速時に激しい衝撃又はびびりを生
じることはない。
【００１８】この新規な工作機械において、少なくとも
一方の端止めに向き合うピストンの正面に少なくとも１
つの圧力室が設けられており、この圧力室が、被制御背
圧を発生する弁を介して排気可能であるのが好ましい。
【００１９】この措置は設計上有利である。というの
も、ピストンは行程を実行するときいわば圧力室内に移
動し、そのなかにある操作媒体がピストン運動によって
圧縮され、これによって背圧が増圧されるからである。
例えばピストン運動の終わりごろにはじめて背圧が増圧
されるように、他に設けられている弁によっていまや背
圧の分布が適切に制御される。
【００２０】この新規な方法において、ピストンが端止
めに達するまで維持される特定値に至るまで、背圧が増
圧され、次に再び減圧されるのが好ましい。
【００２１】この場合利点として、行程の残りの路程範
囲と協働して、ピストンが端止めに殆ど衝撃なしに到達
するように運動エネルギを打ち消すのに十分な背圧は移
動されるべき質量に基づいて確定することができる。ピ
ストンが端止めに達したなら、系も当該端位置に圧力な
しに留まるように、背圧は勿論減圧されねばならない。
【００２２】これらの利点は、弁が、開弁圧力若しくは
特定のピストン位置に達すると圧力室を好ましくは自動
的に排気する絞り弁、又は定絞り面積で作動する絞り弁
であることによって、設計上好ましい仕方で得られる。
【００２３】これらの措置は設計上有利である。という
のも、一方で、被制御背圧は自動開弁によっていわば自
動的に増圧され、次に再び減圧され若しくは上限が制限
され、そのために特別な制御装置が必要ではないからで
ある。開弁は選択的にピストン行程に依存させておくこ
ともでき、これは例えば好適な測定部材によって検出す
ることができる。
【００２４】他方、絞り面積が一定である場合利点とし
て設計上きわめて単純な弁を利用することができる。こ
の弁はいわば常時開いているので、廃気又は逃散する圧
力媒体の定排出が得られ、つまり当該圧力室の連続的排
気／抽気が得られ、増圧・減圧の速度は実質的に絞り面
積によって決まる。この絞り弁は、可動部品を有してい
ないので、安価であるだけでなく動作信頼性もきわめて
高い。
【００２５】ピストンが媒体操作式複動ピストンであ
り、その両方の正面に各１つの圧力室が配置されてお
り、これらの圧力室が選択的に且つ交互に送りに、若し
くは被制御背圧を増圧するのに役立つのが全体として好
ましく、好ましくは各圧力室が出入口を有し、この出入
口が好ましくは切換装置を介して選択的に媒体源に、又
は圧力室を排気／抽気するための弁に、接続可能であ
る。
【００２６】この措置では利点として、一方で、ピスト
ンがその行程を両方向で積極的に実行し、つまり外部ば
ね力又は類似のエネルギ溜めによってその出発位置に戻
す必要はない。そのことから、新規なピストン・シリン
ダユニットによって操作されるべき装置の動作経過が一
層迅速になる。更に、設計上の利点として、切換装置を
介して選択的に一方又は他方の圧力室に接続される単一
の媒体源及び単一の排気弁を使用することができる。こ
の場合切換装置を切換えることによってピストンの往行
程又は復行程が簡単に得られ、弁の作用によって制御さ
れる端位置減衰も自動的に実現することができる。
【００２７】行程の始めにピストンの正面に作用し且つ
このピストンよりも短い行程を実行する少なくとも１つ
の補助ピストンが設けられているのが一般に好ましい。
【００２８】この措置は設計上有利である。というの
も、補助ピストンによって簡単に、行程運動の始めに残
りの行程の間よりも強い送り力でピストンが負荷される
ようになされるからである。強い送り力によるこのいわ
ゆる始動加速によっていまやまず被移動部品の慣性質量
を克服することができ、次に通常の送り力でピストンに
よって残りの運動が実行される。こうしてこの初期の強
い送り力が両方の端位置の間でかなり迅速なピストン移
動を生じる。その際、最初に強い送り力が加えられ、中
間行程の間は通常の送り力が、そして行程の最後には弱
い送り力が加えられて、ピストンを端位置で減速させる
のに通常の減衰で既に間に合うようにすることが可能で
ある。しかし、ピストンを一層速い速度で端止めに向か
って移動させ、次にそこで上記の如くに減衰させて、衝
突又はびびりが生じないようにすることさえ、新規な減
衰装置によって可能となる。
【００２９】つまり、これらの措置全体によって、設計
上簡単な仕方で、びびり又は激しい衝撃等の先行技術か
ら知られている不利な作用を生じることなく、ピストン
は一層迅速に移動され得るようになる。
【００３０】好ましくは、ピストンの両側に各１つの補
助ピストンが設けられており、そのピストンロッドがピ
ストンの付属の正面に当接可能であり、好ましくは補助
ピストンがピストンよりも大きなピストン面積を有す
る。
【００３１】この措置も設計上有利であり、いわば２つ
の相前後に設けられたピストンが使用され、補助ピスト
ンはそのピストン面積が大きいので同じ媒体圧力のと
き、媒体自体が加えるよりも大きな推力をピストンに加
える。補助ピストンの行程がピストンの行程よりもかな
り短いので、補助ピストンによる付加的推力はピストン
行程の初期段階の間にのみ作用し、設計上驚くほど簡単
な仕方で、ピストンの行程運動の間まず大きな送り力が
作用し、次にはなお通常の送り力のみが作用するように
される。
【００３２】更に、補助ピストンが媒体操作式複動補助
ピストンであり、その両方の正面に各１つの圧力室が設
けられており、補助ピストンが少なくとも一方の端位置
に接近したときこの補助ピストンの動きを減衰するため
に、これらの圧力室が選択的に且つ交互に送りに、また
好ましくは被制御背圧を増圧するのに役立つのが好まし
い。
【００３３】この場合利点として、ピストンだけでなく
付加的になお補助ピストンも適切に減衰され、ピストン
の減衰と補助ピストンの減衰との協働によって高い運動
エネルギも打ち消すことができるので、全体としてなお
一層速い調整速度を実現することができる。
【００３４】更に、各圧力室が操作媒体用出入口を有
し、ピストン及び各補助ピストンの送りに役立つ圧力室
と、その都度他方の補助ピストンの復行程に役立つ圧力
室が、往行程方向及び復行程方向でその都度圧力の点で
互いに接続されているのが好ましい。
【００３５】この措置も設計上有利であり、単になお１
箇所でピストン・シリンダユニット内に圧力を導入しな
ければならないだけであり、次にこの圧力がピストン及
び補助ピストンを摺動方向に負荷し、同時に他の補助ピ
ストンをやはり積極的に移動させ、その質量は送りに利
用されるピストン側によって一緒に移動させる必要がな
い。これにより、全体として移動させるべき慣性質量は
少なくとも他方の補助ピストンの質量だけ減少し、端位
置で打ち消すべきエネルギが減少している。このことは
他方で、同じ操作圧力のとき、一層速いピストン調整速
度を可能とする。
【００３６】一方で往行程、他方で復行程のために圧力
の点で互いに接続された圧力室が切換装置に接続されて
おり、この切換装置が選択的に且つ交互に一方の圧力室
を媒体源に接続し、他方の圧力室を被制御排気用弁に接
続するのが好ましい。
【００３７】この場合更に利点として、切換装置は送り
を生じるだけでなく、同時になお各端位置でピストン及
び補助ピストンの適切な減速も生じる。つまり、その都
度送りに使用されない方の圧力室が弁を介して排気／抽
気され、その際に前記絞り弁が使用される。つまり、切
換装置を切換えるだけでピストンの迅速な始動加速も端
位置でのピストンの適切な減速も生じることが、このよ
うに設計上簡単な仕方で可能となる。
【００３８】特に、適切に減速させるための被制御背圧
と補助ピストンとの組合せによって、全体として、移動
させるべき質量が大きい場合でもこれらの質量の迅速な
移動又は調整が可能となるようにすることができ、それ
に結び付いた高い運動エネルギが、端止めに突接時に許
容外の振動又は衝撃を生じることもない。このような振
動又は衝撃は、被操作装置の動作精度だけでなく、ピス
トン・シリンダユニットの寿命及び機能精度をも、否定
的に損なうであろう。
【００３９】この新規な工作機械及びそれを作動させ又
は制御する方法において、慣性質量が２つの端位置の間
で極力迅速に、衝撃なしに往復動可能であることは、一
般に有利である。いずれにしてもその都度他方の方向に
送るために設けられている圧力室によって減速を行うこ
とができるので、この新規なピストン・シリンダユニッ
トはごく細く構成されており、スペース需要が最重要な
設計基準となっている場合でも工作機械で利用すること
ができる。更に利点として、端位置での移動質量の柔ら
かい捕捉を実現するために、連続運転で疲労する圧縮ば
ね又はその他の緩衝器が必要ではない。これにより、新
規な工作機械の動作信頼性だけでなく寿命もかなり向上
する。
【００４０】こうした利点の故にこのピストン・シリン
ダユニットは一般にアクチュエータとしても利用するこ
とができ、工作機械に限定されてはいない。
【００４１】装置が、マガジン位置と主軸付近の動作位
置との間で工具を移送可能な工具交換装置であるとき、
この場合全体として得られる利点として、激しい打撃又
はびびりによって工作機械の調整ずれを生じることな
く、工具交換は工具が重い場合でもきわめて迅速に行う
ことができる。つまり、新規な工作機械において本発明
による措置によって工具交換時に更なる時間的利点を達
成することができる。
【００４２】その他の利点は明細書及び添付図面から明
らかとなる。
【００４３】前記特徴及び以下なお説明する特徴はその
都度記載した組合せにおいてだけでなく、本発明の枠か
ら逸脱することなく他の組合せや単独でも勿論適用する
ことができる。
【００４４】
【実施例】本発明の実施例が添付図面に示されており、
以下詳しく説明される。
【００４５】図１において符号１は略示し一部示唆した
だけの工作機械であり、これが、略示された主軸頭２を
含む。主軸頭２の横に公知の工具交換装置３が配置され
ており、その上腕４は図示しない仕方で上下摺動可能に
工作機械１に固着されている。装置３の下腕５はピボッ
ト６で回転可能に上腕４に枢着されている。下腕５は工
具８を担持する掴み手７となって成端しており、工具は
工具ホルダのステープテーパによって主軸頭２の工具受
容部９内に装着可能である。
【００４６】上腕４と下腕５との間に配置されるピスト
ン・シリンダユニット１０が装置３を操作するのに役立
つ。ピストン・シリンダユニット１０はハウジング１１
内で案内される媒体操作式複動ピストン１２を含み、こ
のピストンが従動部材１３を介して下腕５に結合されて
いる。ハウジング１１自体は上腕４に結合されている。
【００４７】操作媒体の負荷に基づいてピストン１２は
符号１５に示唆した行程を実行し、この行程を介して下
腕５は上腕４に接近し又はこれから離れる方に揺動す
る。主軸頭２との衝突を避けるために上腕４も好適な仕
方で揺動することができる。他方、ピストン・シリンダ
ユニット１０が操作されるとき掴み手７を主軸頭２の範
囲から自動的に引き出す公知の平行運動装置を使用する
ことも可能である。
【００４８】さまざまな重さの工具８を装置３によって
装着し若しくは取り出すことができるように、ピストン
・シリンダユニット１０に一種の減衰装置が構成されて
おり、この減衰装置が移動するピストンの適切な減速を
可能とし、重い工具８もその端位置に接近したときその
動きが適切に減衰され、激しい衝撃又はびびりを生じる
ことはない。
【００４９】ピストン・シリンダユニット１０の第１実
施例が図２に断面図で略示されている。そこにはまず２
つの端止め１６、１７が示されており、これらによって
ピストン１２の行程１５が適切に制限される。
【００５０】ピストン１２と端止め１７との間に第１圧
力室１８が構成されており、ピストン１２と端止め１６
との間に第２圧力室１９が設けられている。ピストン１
２は相反する側の正面２１、２２が圧力室１９若しくは
１８の方を向いており、ピストン１２が移動すると圧力
室の容積が適宜変化する。
【００５１】圧力室１９に出入口２３が通じ、圧力室１
８に出入口２４が通じている。出入口２３、２４は流体
導管２５、２６を介して切換装置２７に接続されてお
り、この切換装置を介して流体導管２５、２６は交互に
且つ選択的に媒体源２８若しくは弁２９に接続可能であ
る。
【００５２】切換装置２７が図２に示す切換位置にある
とき媒体源２８は流体導管２５を介して操作媒体を出入
口２３から圧力室１９内に供給し、そこでピストン１２
の正面２１が操作媒体で負荷される。この負荷によって
ピストン１２が図２において左方向に移動し、これによ
り左側圧力室１８の容積が徐々に減少する。
【００５３】図２で右方向へのピストン１２の事前の行
程によって圧力室１８も操作媒体で満たされているの
で、この操作媒体はいまや出入口２４と後段の流体導管
２６とを介し、切換装置２７を通して弁２９から逃散す
る。
【００５４】止め１７に接近したときピストン１２の動
きを適切に減速させ、つまり減衰するために、弁２９
は、定絞り面積を有する絞り弁、又は圧力室１８内で特
定圧力に達し又は特定のピストン１２位置に達したとき
に開く絞り弁として構成されている。
【００５５】こうして圧力室１８内に被制御背圧が増圧
され、これがピストン１２を適切に減速させ若しくはそ
の動きを減衰して、止め１７に達したときピストン１２
が、従って工具８が、「柔らかく受け止め」られるよう
にする。
【００５６】図２で左方向へのピストン１２の送り速度
がきわめて速い場合でも、圧力室１８内に制御されて増
圧される背圧によって、ピストン１２は端止め１７で比
較的衝撃やびびりなしに減速されることになる。
【００５７】次に切換装置２７が切換わり、流体導管２
６が媒体源２８に、また流体導管２５が弁２９に接続さ
れると、ピストン１２は図２で右方向に移動し、先に述
べたように、移動するピストン１２を適切に減速させる
ための被制御背圧がいまや圧力室１９内に増圧される。
【００５８】図２に示すピストン・シリンダユニット１
０でもって、きわめて迅速な行程１５を装置１４に伝達
し、大きな質量も装置１４内で迅速に移動させること
が、いまや可能である。この場合行程１５のこの実行速
度が可能であるのは、その都度行程用に必要とされなか
った圧力室１８、１９内に、適切に減速させるための前
記被制御背圧が増圧されるからである。この背圧を増圧
するとき、ピストン１２の質量だけでなく、移動する工
具８も、これらの慣性質量の迅速で衝撃・びびりのない
移動を生じるために一緒に考慮することができる。
【００５９】図３に示された他の実施例のピストン・シ
リンダユニット３０はピストン１２の一層迅速な移動を
可能とする。
【００６０】この目的のためにピストン１２に付属して
第１補助ピストン３１が設けられており、そのピストン
ロッド３２は特定運転状態のときピストン１２の正面２
１に当接する。
【００６１】更に、補助ピストン３１とは反対の側に補
助ピストン３３が設けられており、これはそのピストン
ロッド３４が少なくとも時々ピストン１２の他方の正面
２２に当接する。
【００６２】補助ピストン３１、３３は両方とも媒体操
作式複動ピストンである。当該出入口３６若しくは３８
が操作媒体で負荷されるとき、補助ピストン３１は付属
の出入口３６を有する圧力室３５によって図３で左方向
に移動し、また付属の出入口３８を有する圧力室３７に
よって図３で右方向に移動する。
【００６３】左側補助ピストン３３に対しては付属の出
入口４２を有する圧力室４１と付属の出入口４４を有す
る他の圧力室４３が適宜設けられており、これらを介し
て補助ピストン３３は、出入口４２若しくは４４が操作
媒体で負荷されるとき、図３で右方向若しくは左方向に
移動する。
【００６４】更に、図２から既に知られる圧力室１８、
１９と付属の出入口２４若しくは２３が図３になお示唆
されており、これらを介してピストン１２は図２で右方
向若しくは左方向に移動する。
【００６５】図２から既に知られ、図３では示唆された
だけの切換装置２７は第１流体導管４６を介して圧力室
４１、１８、３７に接続されており、これらを介して補
助ピストン３３、ピストン１２及び補助ピストン３１は
図３で右方向に移動する。つまりこれらの圧力室４１、
１８、３７は圧力の点で接続されている。残り３つの圧
力室４３、１９、３５についても同じことが妥当し、こ
れらはやはり圧力の点で接続され、流体導管４７を介し
て切換装置２７に接続されている。
【００６６】圧力室１９と３７若しくは１８と４３を圧
力の点で相互に分離するためにシールリング５１、５２
が設けられており、これらにピストンロッド３２若しく
は３４が通されている。
【００６７】図３には更になお止め５３、５４を認める
ことができ、補助ピストン３１の左方向への動き若しく
は補助ピストン３３の右方向への動きがこれらの止めを
介して制限される。
【００６８】認めることができるように、補助ピストン
３１、３３はピストン１２よりもかなり短い行程を実行
し、いまやこのピストンの側面に従動部材１３が配置さ
れている。この従動部材１３はハウジング１１の凹部５
６内を往復動可能である。詳しくは図示しない密封装置
５７が設けられており、この密封装置を介して圧力室１
８、１９は従動部材１３の領域でも外部に対して密封さ
れている。
【００６９】図３に示す状態のとき両方の補助ピストン
３１、３３とピストン１２は右端位置にある。
【００７０】次に流体導管４７が切換装置２７を介して
媒体源２８に接続されると、一方で補助ピストン３３は
図３で左方向に、端止め１７に当接するまで移動する。
【００７１】補助ピストン３１とピストン１２も図３で
左方向に移動し、補助ピストン３１はピストン面積がか
なり大きいのでピストン１２に対して、補助ピストン３
１なしの場合よりも高い初期加速と速度とを付与する。
しかし補助ピストン３１が短い初期行程後に端止め５３
に当接し、これにより補助ピストン３１の行程が終了す
る。いまや比較的迅速に図３で左方向に移動するピスト
ン１２が圧力室１９を介して更に左方向に加速される。
但しいまや加速力はかなり低減している。
【００７２】補助ピストン３１、３３及びピストン１２
がこのように図３で左方向に移動する間、弁２９が付属
の圧力室３７、４１、１８を開いており、そこにある操
作媒体は逃散することができる。しかし図３で左方向へ
のピストン１２行程の特定時点に弁２９が閉じ、被制御
背圧を特に圧力室１８内に増圧することができ、図２に
関連して既に詳しく説明されたように、この背圧を介し
てピストン１２が適切に減速される。この場合にも弁２
９を定絞り面積の絞り弁とすることは勿論可能である。
他方、特定の背圧で開いて当該圧力室を排気するように
絞り弁を設計することも当然にやはり可能である。
【００７３】ピストン１２が図３で右方向に移動すると
流体導管４６が媒体源２８に適宜接続され、流体導管４
７が切換装置２７を介して弁２９に接続されており、上
記の過程が逆の順序で経過する。
【００７４】いまや両方の補助ピストン３１、３３によ
ってピストン１２に、及びそれに伴ってそれによって装
置１４から動かされる慣性質量に、大きな初期速度が付
与され、図２のピストン・シリンダユニット１０の場合
よりもかなり迅速に全行程が経過する。ピストン１２を
送るのにその都度利用されない補助ピストン３１又は３
３がそれ独自の圧力室３７若しくは４３を介して移動す
るので、これらの各質量は他方の補助ピストン３１又は
３３とピストン１２とからなる系によって自己の質量と
装置１４からの慣性質量とを移動させねばならないだけ
であり、この点からも送り速度がなお一層高まる。圧力
室１８又は１９内に適切に増圧される背圧を介して、運
動エネルギがきわめて高い場合でも移動質量の柔らかい
減速がなお可能となり、これにより、従来よりも大きな
慣性質量も動かすことのできる高い速度及び加速が全体
として得られる。
【００７５】補助ピストン３１、３３とピストン１２と
の行程の違いに基づいて、当該補助ピストン３１又は３
３が端止め１６又は１７に当接する前に、ピストン１２
の一方の正面２１又は２２をピストンロッド３２又は３
４に既に当接させることが十分に可能である。この場
合、移動する工具８の減速時に付加的に圧力室３５若し
くは４１も一緒に作用する。というのも、この圧力室の
排気が弁２９を介しても行われて、そこにもこの場合被
制御背圧が増圧されるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】新規な工作機械のうちピストン・シリンダユニ
ットによって操作される工具交換装置を示す部分の略示
図である。
【図２】図１のピストン・シリンダユニットの略示縦断
面図である。
【図３】第２実施例のピストン・シリンダユニットを図
２と同様に示す図である。
【符号の説明】
１ 工作機械 ２ 主軸頭 ３ 工具交換装置 ４ 上腕 ５ 下腕 ６ ピボット ８ 工具 １０ ピストン・シリンダユニット １１ ハウジング １２ ピストン １３ 従動部材 １５ 行程 １６、１７ 端止め １８ 第１圧力室 １９ 第２圧力室 ２１、２２ 正面 ２３、２４ 出入口 ２５、２６ 流体導管 ２７ 切換装置 ２８ 媒体源 ２９ 弁 ３０ ピストン・シリンダユニット ３１ 補助ピストン ３２ ピストンロッド ３３ 補助ピストン ３４ ピストンロッド ３５ 圧力室 ３６ 出入口 ３８ 出入口 ４１ 圧力室 ４２ 出入口 ４３ 圧力室 ４４ 出入口 ４６ 第１流体導管 ４７ 流体導管 ５１、５２ シールリング ５３、５４ 止め ５６ 凹部 ５７ 密封装置

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストン・シリンダユニット（１０、３
    ０）によって操作可能な装置（３）を有し、このユニッ
    トが、端止め（１６、１７）によって限定された行程
    （１５）を実行する媒体操作式ピストン（１２）を含
    み、このピストンが、行程（１５）を被操作装置（３）
    に伝達するための従動部材（１３）に結合されている工
    作機械において、少なくとも１つの減衰装置が設けられ
    ており、この減衰装置が、移動するピストン（１２）を
    適切に減速させるための背圧を増圧し、ピストンが端止
    め（１６、１７）の少なくとも一方に接近するとこのピ
    ストンの動きが減衰されることを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 前記背圧が被制御圧力分布を有すること
    を特徴とする、請求項１記載の工作機械。
  3. 【請求項３】 少なくとも一方の端止め（１６、１７）
    に向き合うピストン（１２）の正面（２１、２２）に、
    少なくとも１つの圧力室（１９、１８）が設けられてお
    り、この圧力室が、被制御背圧を発生する弁（２９）を
    介して排気可能であることを特徴とする、請求項１又は
    ２記載の工作機械。
  4. 【請求項４】 ピストン（１２）が媒体操作式複動ピス
    トン（１２）であり、その両方の正面（２１、２２）に
    各１つの圧力室（１８、１９）が配置されており、これ
    らの圧力室が選択的に且つ交互に送りに、若しくは被制
    御背圧を増圧するのに役立つことを特徴とする、請求項
    １〜３のいずれか１項記載の工作機械。
  5. 【請求項５】 各圧力室（１９、１８）が出入口（２
    ３、２４）を有し、この出入口が好ましくは切換装置
    （２７）を介して選択的に媒体源（２８）に、又は圧力
    室（１９、１８）を排気／抽気するための弁（２９）に
    接続可能であることを特徴とする、請求項４記載の工作
    機械。
  6. 【請求項６】 行程（１５）の始めにピストン（１２）
    の正面（２１、２２）に作用し且つこのピストンよりも
    短い行程を実行する少なくとも１つの補助ピストン（３
    １、３３）が設けられていることを特徴とする、請求項
    １〜５のいずれか１項記載の工作機械。
  7. 【請求項７】 ピストン（１２）の両側に各１つの補助
    ピストン（３１、３３）が設けられており、そのピスト
    ンロッド（３２、３４）がピストン（１２）の付属の正
    面（２１、２２）に当接可能であることを特徴とする、
    請求項４又は請求項５又は請求項６記載の工作機械。
  8. 【請求項８】 補助ピストン（３１、３３）がピストン
    （１２）よりも大きなピストン面積を有することを特徴
    とする、請求項６又は７記載の工作機械。
  9. 【請求項９】 補助ピストン（３１、３３）が媒体操作
    式複動補助ピストン（３１、３３）であり、その両方の
    正面に各１つの圧力室（３５、３７；４１、４３）が設
    けられており、補助ピストン（３１、３３）が少なくと
    も一方の端位置に接近したときこの補助ピストンの動き
    を減衰するために、これらの圧力室が選択的に且つ交互
    に送りに、及び好ましくは被制御背圧を増圧するのに役
    立つことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項記
    載の工作機械。
  10. 【請求項１０】 各圧力室（１８、１９、３５、３７、
    ４１、４３）が操作媒体用出入口（２４、２３、３６、
    ３８、４２、４４）を有し、ピストン（１２）及び各補
    助ピストン（３３、３１）の送りに役立つ圧力室（１
    ８、４１；１９、３５）と、その都度他方の補助ピスト
    ン（３１、３３）の復行程に役立つ圧力室（３７；４
    ３）が、往行程方向及び復行程方向でその都度圧力の点
    で互いに接続されていることを特徴とする、請求項９記
    載の工作機械。
  11. 【請求項１１】 一方で往行程、他方で復行程のために
    圧力の点で互いに接続された圧力室（４１、１８、３
    ７；４３、１９、３５）が切換装置（２７）に接続され
    ており、この切換装置が選択的に且つ交互に一方の圧力
    室（４１、１８、３７；４３、１９、３５）を媒体源
    （２８）に接続し、他方の圧力室を被制御排気用弁（２
    ９）に接続することを特徴とする、請求項１０記載の工
    作機械。
  12. 【請求項１２】 弁（２９）が、開弁圧力に達すると圧
    力室（４１、１８、３７；４３、１９、３５）を自動的
    に排気する絞り弁であることを特徴とする、請求項３〜
    １１のいずれか１項記載の工作機械。
  13. 【請求項１３】 弁（２９）が、定絞り面積で作動する
    絞り弁であることを特徴とする、請求項３〜１１のいず
    れか１項記載の工作機械。
  14. 【請求項１４】 弁（２９）が、特定のピストン（１
    ２）位置に達すると圧力室（４１、１８、３７；４３、
    １９、３５）を排気する絞り弁であることを特徴とす
    る、請求項３〜１１のいずれか１項記載の工作機械。
  15. 【請求項１５】 装置（３）が、マガジン位置と主軸付
    近の動作位置との間で工具（８）を移送可能な工具交換
    装置であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれ
    か１項記載の工作機械。
  16. 【請求項１６】 ピストン・シリンダユニット（１０、
    ３０）によって操作可能な装置（３）を有し、このユニ
    ットが、端止め（１６、１７）によって限定された行程
    （１５）を実行する媒体操作式ピストン（１２）を含
    み、このピストンが、行程（１５）を被操作装置（３）
    に伝達するための従動部材（１３）に結合されている工
    作機械を作動させ又は制御する方法であって、 ａ）ピストン（１２）が行程（１５）を実行するように
    ピストン（１２）の正面（２１、２２）に操作媒体を負
    荷するステップを含むものにおいて、更に、 ｂ）ピストン（１２）がその都度の端止め（１６、１
    ７）に接近すると、移動するピストン（１２）を適切に
    減速させるための背圧を発生することによってピストン
    の動きを減衰するステップを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 ステップｂ）のとき、その都度の端止
    め（１６、１７）に向き合うピストン（１２）の正面
    （２１、２２）に、適切に減速させるための背圧が、制
    御されて増圧され且つ再び減圧されることを特徴とす
    る、請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ピストン（１２）が端止め（１６、１
    ７）に達するまで維持される特定値に至るまで、背圧が
    増圧され、次に再び減圧されることを特徴とする、請求
    項１７記載の方法。
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