JPH02501847A - 油圧式増幅器を備えた直線駆動装置 - 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】 油圧式増幅器を備えた直線駆動装置 本発明は、油圧シリンダを備え、この油圧シリンダのピストンが機械的な戻し装 置を形成する第１のねじ伝動装置に連結され、更に、第１のねじ伝動装置の縦軸 線上に設けられた圧力媒体用制御弁を備え、この場合制御弁のピストンが操作部 材を介して摺動可能であり、この操作部材の一端が第２のねじ伝動装置を介して 第１のねじ伝動装置に連結され、更に、操作部材に作用するアクチュエータを有 する、油圧式増幅器を備えた直線駆動装置と、燃料噴射ポンプの駆動のためのこ の直線駆動装置の使用と、内燃機関の吸気弁と排気弁の駆動のための使用に関す る。

スイス国特許第５９４１４１号公報によって、油圧式増幅器を備えたこの種の直 線駆動装置が知られている。この場合、図示装置は直線増幅器と呼ばれる。

この駆動装置は油圧シリンダを備え、このシリンダのピストンロッドは動かすべ き機械部品に対して力を直接伝達する。油圧シリンダのピストン内には、ねじ伝 動装置が設けられている。このねじ伝動装置のナツトはピストンに連結され、ス ピンドルは制御弁の制御ピストンに連結されている０図示の実施形では、ねじ伝 動装置のスピンドルが二つの部材からなっている。それによって、回転質量が低 減され、第２のねじ伝動装置は同時に過負荷安全装置を形成する。制御運動は電 気的に駆動されるステッピングモータによって発生する。このステッピングモー タはねし伝動装置のスピンドルを回転させる。回転するスピンドルはナツトの中 にねじ込まれるかそれとは逆に移動し、それに使用された制御弁の制御ピストン を移動させる。それによって、油圧シリンダへの油の供給または排出が制御され 、油圧ピストンが動かされる。電動機の回転運動の発生は少ししかエンルギーを 必要とせず、それにもかかわらず、油圧ピストンでは大きな力を生じる。電気的 なステッピングモータのロータとねし伝動装置のスピンドルの間における軸方向 運動を補償するために、これらの要素の間に、スピンドルの軸方向の摺動を可能 にする継手を設けなければならない、この継手は、モータによって回転しなけれ ばならない質量が非常に大。

きくなるという欠点がある。モータの切り換え運動をスピンドルに正確に伝達す るために、継手は捩じれないようにできるだけ剛性のあるように形成しなければ ならない。これは大きな難点を伴う。迅速にかつしばしば行われる切り換え工程 によって、継手は非常に大きな負荷を受ける。これは迅速な摩耗、および運動伝 達の精度の低下につながる。例えば内燃機関の燃料噴射ポンプや弁を駆動すると きに発生するような迅速な駆動の場合、および１秒のほんの一部の範囲内の切り 換え時間の場合には、電気的なステッピングモータは多くの場合切り換え時間を 守ることができない、コストのかかる技術的手段によって改善が可能であるが、 駆動装置が非常に高価になり、更に寿命が短くなるという欠点がある。

内燃機関の燃料噴射ポンプを油圧駆動するために、油圧式増幅器を備えた直接駆 動装置を使用することは、西独国特許出願公開第３１００７２５号公報によって 知られている。この駆動装置の場合には、一部材からなるスピンドルが直線駆動 装置に用いられる。

それによって、駆動装置が非常に故障しやすい、油圧ピストンが過負荷されたり 、移動距離全体が有効利用されるときには、電気的な駆動モータは過負荷され、 場合によってスピンドルまたはモータが損傷する。油圧ピストンが停止すると、 制御弁の制御ピストンは電気的な駆動モータによってのみ、またはスピンドルを 回転させることによってのみ他の切り換え位置にもたらすことができ、例えば〇 −位置への自動的な戻りは不可能である。この構造は特に、固定されたストッパ ーへの油圧ピストンの行程運動の際に適していない。なぜなら、この構造は制御 駆動装置を許容されない負荷にさらすからである。

本発明の根底をなす課題は、制御要素の移動距離ができるだけ短（、アクチュエ ータとスピンドルの間に、軸方向補償付継手を必要とせず、寿命が長く切り換え インターバルが非常に短いアクチュエータを使用することができ、油圧ピストン が固定のストッパーに当接することができる、油圧式増幅器を備えた直線駆動装 置を提供することである。この駆動装置は更に、電気的な位置測定をせずに、油 圧ピストンの上側保持位置と下側保持位置を機械的に制限することができるよう にすべきである。

この課題は本発明に従って、アクチュエータが並進運動する作用要素を備え、こ の作用要素が操作部材に連結され、かつこの操作部材と共に操作部材の軸線方向 に摺動可能であり、操作部材がアクチュエータと無関係に軸線回りに回転可能で あり、操作部材と共に軸線回りに回転可能なレバーが操作部材に固定され、レバ ーの回転範囲内で調節可能な当接要素が直線駆動装置のケーシングに設けられて いることによって解決される。

本発明による直線駆動装置の場合には、アクチュエータによってまたは並進運動 するその作用要素によって、直線駆動装置の軸方向に作用する力が発生する。こ の力は操作部材に作用する。この力のために、第２のねじ伝動装置のスピンドル が回転し、それによって操作部材を縦軸線方向に摺動し、同時に制御弁ピストン を摺動させる。制御弁ピストンは油圧ピストンへの圧油の流入を解放し、それに よって油圧ピストンは軸方向に移動する。油圧ピストンの軸方向移動は第１のね し伝動装置の回転運動を生じる。この場合、第１のねじ伝動装置のこの回転運動 は第２のねじ伝動装置に伝えられる。操作部材がアクチュエータと無関係にその 縦軸線回りに回転可能であるので、操作部材は第１のねじ伝動装置のスピンドル と共に、アクチュエータによって発生する軸方向力が保持されるまで、回転する 。この軸方向力が取り去られるや否や、第１のねじ伝動装置の回転は第２のねし 伝動装置を介して操作部材ひいては制御弁ピストンをその出発位置へ戻す。それ によって、油圧ピストンは自動的にその位置に留まる。

本発明の他の実施形では、第２のねし伝動装置がボールねじ装置であり、駆動装 置ケーシングに回転可能に支承されたこのボールねし装置のナツトが一方では第 １のねし伝動装置のスピンドルに固定連結され、他方では操作部材の端部を、こ の端部に設けられたボールねじスピンドルと共に収容している。

ボールねし装置は操作部材の非常に容易な並進および回転運動を可能にする。そ れによって、第２のねし伝動装置のスピンドルの回転運動を生じるためには、ア クチュエータによって非常に小さな軸方向の力を操作部材軸線方向に加えればよ い。

本発明の好ましい実施形は、複動式ピストン／シ設けられ、このユニットが操作 部材の軸方向運動を生じることを特徴とする。操作部材の摺動のために必要な小 さな軸方向力のために、このピストンシリンダユニットは非常に小型に形成可能 である。それによって、きわめて短い切り換えインターバルが可能となり、それ にもかかわらずこのような制御弁にとって公知の長い寿命が維持される。複動ピ ストンシリンダユニットの制御は公知のごとく、公知の装置から制御パルスを得 る電油式制御弁によって行われる。

直線駆動装置のなお一層の改良は、アクチュエータの作用要素がカム軸であり、 ねじ伝動装置と反対側の操作部材の端部が少なくとも部分的にカム軸の制御面に 接触していることによって達成される。更に、操作部材にばねが設けられ、この ばねは、第２のねじ伝動装置をねじ込むことによって生じる直線運動と反対向き に軸方向に作用し、このばねは一方では操作部材に、他方では固定の載置部に枢 着されている。制御弁ピストンの軸方向の切り換え変位と、この軸運動を発生さ せるために必要な力が比較的に小さいので、カム軸は小型にかつ小さな質量で形 成可能である。一つだけの作用要素としてカム軸を使用する場合には、制御弁ピ ストンの切り換え機能はカムの形状とカム軸の回転運動の速度によって機械的的 に設定される。カム軸と操作部材の間に付加的な切り換え要素が組み込まれると 、アクチュエータとして操作部材に複動作用するピストンシリンダユニットの他 に、カム軸が非常用駆動装置として役立つかまたは唯一のアクチュエータとして の働きをすることができる。この非常用駆動装置は、ピストンシリンダユニット の電気制御装置が故障しているときに接続される。操作部材に設けられたばねは 、軸方向力が除去されたときに、操作部材が機械的に戻されるように採寸される 。その際、制御弁ピストン　゛は油圧ピストンが後退するように摺動する。この 場合、第１と第２のねじ伝動装置のスピンドルは一緒に同じ方向に回転する。そ の際、操作部材に設けられたレバーは調節可能な当接要素に当接するまで、操作 部材の回転軸線の回りに回転する。この瞬間から、第２のねじ伝動装置が操作部 材の軸方向移動を発生する。この移動によって、制御弁ピストンはその中立位置 にもたらされる。それによって油圧ピストンは停止し、この位置に保持される。

本発明の他の実施形では、カム軸と操作部材の端部との間に、軸線に対して横方 向に摺動可能な付加的な切り換え−および制御要素が組み込まれ、この切り換え 要素が走行ローラによってカムの制御面に載っている。この制御要素は一方では 、カム軸の接続と接続解除を可能にし、他方ではカム軸のカムによって生じる制 御運動の変更を可能にする。そのために、軸線に対して横方向に摺動可能な切り 換え−および制御要素は厚みが増大または減少する範囲を備えている。切り換え 要素を軸線に対して横方向に摺動させることによって、走行ローラひいてはカム 軸上のその接触個所が移動する。その結果、カムによって生じる軸方向運動の変 更、すなわち調節が達成される。

本発明の他の有利な実施形は、操作部材と油圧ユニットが、軸方向における位置 を検出するために、それぞれ一つの測定装置に接続されていることを特徴とする 。この測定装置は瞬間的な運転状態の制御を可能にし、調節装置に対する要求へ の適合を可能にする。

直線駆動装置の改良は更に、機械的に制御される制御滑り弁が制御要素に対して 平行に設けられ、この制御滑り弁の側圧力媒体出口がシリンダ孔に開口し、かつ ピストン／シリンダユニットのピストンを圧力媒体で付勢し、この制御滑り弁の 機械的な切り換え要素が制御要素およびカム軸と協働することによって達成され る。この実施形はコンパクトな構造であり、構造長さの短縮を可能にする。更に 、カムによって動かされる質量が更に低減される。これは、カム力の付加的な低 減および大幅な低減をもたらす。

直線駆動装置における当接要素の運動の一層の改善は、当接要素がラックを介し て調節可能であり、このラックに、ばね付勢された少なくとも一つの制動手段が 設けられ、レバーが当接要素に接触する位置で、制動手段がラックを停止し、制 動手段がピストンに連結され、このピストンのピストン室がシリンダ孔に至る圧 力媒体孔に接続されていることによって達成される。

本発明の他の好ましい実施形は、内燃機関の燃料噴射ポンプまたは吸気弁もしく は排気弁の駆動のために、本発明による直線駆動装置を使用することである。こ の使用の場合には、非常に短い切り換え時間と同時に、装置のきわめて長い寿命 が要求される。

電気的な制御装置が故障したときには、本発明による直線駆動装置において提供 される機械的な非常用制御装置が有利である。その際、制御弁と油圧ピストンは 公知のごと（使用の要求に適合可能である。

本発明による直線駆動装置は更に、技術水準として述べたスイス国特許第５９４ １４１号公報記載の駆動装置が用いられている機械や駆動装置においても使用さ れる。前記の利点はこれらの他の用途の場合にも活用可能である。

以下、添付の図面を参照して実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は油圧式増幅器とアクチュエータを備えた直線駆動装置の簡略縦断面図、 第２図は、第１図のアクチュエータの長手軸線に対して横方向に当接要素の範囲 を切断した部分断面図、 第３図は直線駆動装置を取付けた熱機関の噴射ポンプの簡略縦断面図、 第４図はカム軸と操作部材の間に付加的な制御要素を備えた、第１図の直線駆動 装置の端範囲の簡略図、 第５図は付加的な制御要素を備えた直線駆動装置の下端範囲の部分断面図である 。

第１図に示した直線駆動装置は、ピストン２とシリンダ３を備えた油圧ユニット １からなっている。

ピストンロッド１５は油圧シリンダ３から外へ案内され、動かすべき機械要素と 協働する。ピストンロッド１５によって操作されるこの機械要素は第１図には図 示していない。シリンダ孔１６の壁には回転防止部材１７が設けられている。こ の回転防止部材はピストン２を軸方向に案内し、縦軸線回りのピストンの回転を 阻止する。油圧ピストン２の中央には第１のねじ伝動装置４が設けられている。

このねじ伝動装置はナツト１８とスピンドル１９からなっている。ナツト１８は ピストン２内に回転しないように固定されている。

油圧シリンダ３に続いて、それ自体公知の制御弁５が設けられている。この制御 弁５の端面２０は、図示例ではシリンダ３のシリンダ孔１６の閉鎖フランジを形 成している。制御弁５のケーシングには、軸方向に摺動可能でかつ環状溝と制ａ ｌ縁を備えた制御ピストン６が設けられている０図示していない圧油源に接続さ れた入口管２１は、孔２２．２３を経て圧油を制御弁５へ導き、そこから圧油は 制御弁６の位置に応じて孔２４を経て、シリンダ孔１６によって形成された油圧 ユニットｌの圧力室へ導かれる。

制御ピストン６が正しい位置にあるときに、圧力媒体はシリンダ孔１６から孔２ ４と孔２５と出口管２６を経て流出可能である。制御ピストン６は操作部材７に 支承されている。この操作部材は制御ピストン６の中央を通って案内されている 。この操作部材７はその長手中心軸線回りに回転可能であり、これに対して制御 ピストン６は回転防止部材２７によって軸線回りに回転しないようになっている 。制御ピストン６は軸方向において、遊びのないように操作部材７に支承されて いる。油圧ユニット１の方へ向いた制御弁５の端部には、ボールねじ装置のナツ ト２８が回転可能にかつ軸方向に摺動しないように支承されている。このナツト ２８は第２のねじ伝動装置８の一部であり、第１のねじ伝動袋Ｗ４のスピンドル １９に固定連結されている。第２のねじ伝動装置８に所属するボールねじスピン ドル２９は操作部材７の上端に固定され、この操作部材に固定連結されている。

制御ピストン６とナンド２８の間の中間室３０は、孔３１に接続されている。こ の孔は図示していない漏洩管に案内されている。制御ピストン６の他端から、操 作部材７が延長して外へ案内され、アクチュエータ９の作用要素と協働する。

アクチュエータ９は図示例では、複動式ピストンシリンダユニット３２と制御要 素３３とからなっている。ユニット３２はシリンダ孔３４、ピストンロッド３５ を有するピストン１０、および圧力媒体を供給排出するための孔３６．３７を備 えている０、ピストンロッド３５は上端が軸受３８を介して操作部材７に遊びな く連結されている。しかも、操作部材７はアクチュエータ９の作用要素を形成す るピストンロッド３５とは無関係に、長手軸線回りに回転可能である。ピストン ロッド３５の隣には、測定センサ３９が設けられている。この測定センサは作用 要素を形成するピストンロッド３５または操作部材７の軸方向における位置を検 出し、制御要素３３に伝送する。他の制御パルスが制御導体４０を介して制御要 素３３に供給される。ピストン１０を動かすために必要な油は圧油管４１．４２ を経て供給排出される。他の測定センサ４３が油圧ユニット１に設けられている 。この測定センサ４３によって、油圧ピストン２の位置が検出され、対応する測 定値が導体４４を経て制御要素３３に伝送される。

アクチェエータ９と制御弁５の間において、半径方向に延びるレバー１３を備え た要素４５が操作部材７に固定されている。この要素４５の下方において、当接 要素１４を備えた、軸線回りに回転可能なブツシュ４７がケーシング４６内に設 けられている。

このブツシュは軸受４８上に載り、外周に歯車４９を備えている。この歯車には ラック５０が噛み合っている。このラック５０は第２図に示した制御ユニット５ １によって駆動される。

要素４５の上方にはばね案内カップ５２が設けられている。このばね案内カップ は操作部材７の長手軸線回りに回転しないように軸受５３に載っている。

このばね案内カップ５２には、圧縮ばね５４が設けられている。この圧縮ばねは 一方ではカップ５２に載り、他方ではケーシングの動かない載置部５５に載って いる。操作部材７の軸方向の力が作用しないときには、このばね５４は操作部材 ７、ひいては制御ピストン６を、油圧ユニット１から離れるように軸方向に付勢 している。

アクチュエータ９の付加的な作用要素として、ピストンシリンダユニット３２の 下方に、カム１２を備えたカム軸１１が設けられている。ピストンロッド３５は この範囲において、要素３２から外へ案内され、それによって操作部材７の延長 端部を形成している。カム軸１１が操作されると、すなわちその軸線回りに回転 すると、ピストンロッド３５の端部５６がカム１２の制御面に載り、このカムに よって軸方向に移動させられる。それによって、操作部材７と制御ピストン６が 上方へ摺動し、その結果油圧ピストン２の行程運動が開始される。

次に、第１図に基づいて直線駆動装置の作用を説明する。制御ピストン６と油圧 ピストン２またはピストンロッド１５は、行程運動の下側出発位置にある。制御 要素３３は制御導体４０を経て運動開始用スタート信号を得る。電池式制御要素 ３３は孔３７、ひいてはピストンシリンダユニット３２のシリンダ孔３４の下側 部分への圧油の流入を開放する。ピストンｌＯとピストンロッド３５に作用する 軸方向力は、油圧ユニット１の方へ向けられている。この軸方向力は軸受３８を 介して操作部材７に伝達され、それによってボールねし装置８のスピンドル２９ に作用する。加えられた軸方向力は少なくとも一部が操作部材７に作用するトル クに変換される。なぜなら、ボールねし装置８のナツト２８が停止しているから である。ボールねじ装置８内の力の状態により、スピンドル２９はナツト２８内 にねじ込まれ、そしてピストン１０によって操作部材９内に発生する並進運動に 追随する。制御弁ピストン６が遊びなしに操作部材７に支承されているので、操 作部材は同様に油圧ユニット１の方向に摺動し、それによって孔２２．２３から 孔２４およびシリンダ孔１６への圧油の流入が解放される。油圧ピストン２に作 用する、圧力下の油は、ピストンロッド１５の行程運動を生じる。軸方向のこの 運動には、ピストン２内に固定された、第１のねじ伝動装置４のナツト１８が追 随する。それによって、軸方向に動かないように支承されたスピンドル１９は回 転させられ、ナツト２８を縦軸線回りに回転させる０両スピンドル１９．２９の 傾斜が反対向きであるので、油圧ピストン２と制御ピストン６は、スピンドル１ ９．２９が自由に回転するときに、反対方向に移動する。しかし、ピストン２の 行程運動中、作用要素または操作部材９のピストン１０は操作部材７を押圧し、 それによってナツト２８内のスピンドル２９を押圧する。この力は、スピンドル ２９が戻り回転できないような大きさである。それによって、制御ピストン６も 移動した位置に留まる。従って、ボールねじ装置８のスピンドル２９はナツト２ 日と同じ速度で縦軸線回りに回転する。これは制御ピストン６上での操作部材７ の支承部と、ピストンロッド３５の端部の軸受３８によって可能になる。

図示例では、単動式ピストンが油圧ピストン２として使用される。ピストンの上 側の面と、シリンダ孔１６の上側の端面には、緩衝装置５７が設けられている。

ピストンロッド１５が完全に伸長する直前に、この緩衝装置５７は機能し、閉じ 込められた油を押しのけることによってピストン２の迅速な制動と緩衝を行う。

ピストン２が行程運動の上死点の範囲に達すると、アクチュエータ９のピストン １０に作用する力は、圧力付勢が中断し、孔３７が還流部４２に接続されること によって減少する。スピンドル１９またはナツト２８が残留回転運動を行うため 、および／または操作部材７に作用するばね５４の戻し力のために、制御ピスト ン６は最初はその中立位置に置かれ、そして還流位置に置かれる。その際、孔２ ４は孔２５に接続し、シリンダ孔１６内にある油は出口管２６から流出すること ができる。図示例では、空気ばねがピストンロッド１５と協働する。

この空気ばねは第１図に示していないが、第３図から明らかである。この空気ば ねはピストンロッド１５ひいてはピストン２をシリンダ３内へ押し戻す。

すなわち、下死点の範囲の方へ押し戻す。この軸移動によって、スピンドル１９ は再び回転する。この場合、ばね５４によって発生し、操作部材７に作用する軸 方向力は、スピンドル２９をナツト２日と同期させて回転するように定められて いる。それによって、制御ピストン６は、還流部が開放されている位置と同じ位 置に留まる。操作部材７と同時に、操作部材７に固定連結された、レバー１３を 有する要素４５が操作部材軸線回りに回転する。この運動は、レバー１３が当接 要素１４に近接し、それによって操作部材７の回転運動が中断されるまで続けら れる。

操作部材７がもはやボールねじ装置８のナツト２８と同期して回転しなくなるや 否や、スピンドル２９はナツト２８内にねじ込まれ、それによって制御ピストン ６をその出発位置へ摺動させる。制御ピストン６の出発位置では、入口管２１も 出口管２６も孔２４から分離され、ピストン２はそのままである。

なぜなら、圧力媒体がシリンダ孔１６から流入または流出不可能であるからであ る。ピストン２が行程運動と異なって比較的にゆっくりかつ小さな力の作用で後 退するので、レバー１３と当接要素１４は簡単にかつ強固に形成可能である。ス ピンドル１９と操作部材７を介して機械的な戻し、すなわちフィードバックが直 接的に行われるので、ピストン２の位置決めは非常に正確でかつ任意に繰り返し 可能である。図示例では、ピストン２またはピストンロッド１５の行程は上死点 から測定される。この場合、ピストン２の下死点は変更可能である。それによっ て、ピストン２の行程全体に関して純粋な容積寸法決定が行われ、この決定は時 限素子にも依存しないし、他の誤差を有する測定手段にも依存しない。

当接要素１４はブツシュ４７に設けられている。

このブツシュは操作部材７の縦軸線回りに回転可能である。そのために、ブツシ ュ４７はケーシング４６に支承され、軸受４８に載っている。ブツシュ４７の外 周には、歯付リム４９が設けられ、この歯付リムにはラック５０が噛み合ってい る。第２図から判るように、このラックはケーシング４６に支承された制御ユニ ット５１を介して駆動される。制御ユニット５１は適当な公知の駆動装置を含ん でいる。

制御ユニット５１は図示していない中央制御装置から適当な制御信号を得る。ラ ック５０の背面側には、制動手段９２が設けられている。この制動手段により、 ラック５０の運動を阻止可能である。制動手段９２が皿ばね９１によってラック ５０に押しつけられるので、制限された送り力を有する制御ユニット５１は、レ バー１３が当接要素１４に接触しているときには、ラック５０を摺動させること ができない。

制御ピストン６が孔２４内の圧力を解放するや否や、ピストン室９３が孔９４を 経て圧力で付勢されるので、ピストン９０は制動ピンをラック５０から離し、制 御ユニット５１は戻り行程まで当接要素１４を新しい位置にセントすることがで きる。通常は、スピンドル１９のピッチとピストン２０行程は、当接要素１４が 軸線回りの一回転の範囲内で調節可能であるように定められる。大きな行程運動 の場合、またはねじ伝動装置４の変速比が異なるように選定されている場合、ブ ツシュ４７は所望の位置に再び固定するために、制御ユニット５１によって、回 転の一部または付加的な複数の回転を行うことができる。

第１図に示した測定センサ４３，３９は、油圧ピストン２の正しい位置の監視と 、並進作用要素としての働きをするアクチュエータ９のピストン１０の正しい位 置の監視のために役立つ。このアクチュエータは本装置の機能の最適化と一層の 精密化のために役立つ、第１図に示すように、カム１２を備えたカム軸１１が制 御のために組み込まれているときには、非常の場合に、電気的な測定装置および 制御装置が故障しても図示した装置は運転可能である。その際、制御カム１２の 制御面は操作部材７の延長部を形成するピストンロッド３５の端部５６に作用す る。カム１２は操作部材７を上方へ移動させ、ポールねじ装置８のスピンドル２ ９に作用する力は操作部材７のねじ込みを生じ、それによって圧油が油圧ユニッ ト１に入る位置へ制御ピストン６が操作される。その他の機能は前記ステップと 同じである。カム１２がピストンロッド３５の端部５６にもはや接触しなくなる や否や、すなわちカムの運動が再び解放されるや否や、圧縮ばね５４は上述のよ うに、制御ピストン６の戻し、ひいては油圧ピストン２の戻り行程運動を生じる 。この作業サイクルは任意の回数繰り返して行うことができる。この場合、行程 調節は制御ユニット５１を介して機械的に可能である。

第３図には、第１図に示した本発明による直線駆動装置の、熱機関用燃料噴射ポ ンプ６１と関連した使用例が示しである。その際、燃料噴射ポンプ６１は、シリ ンダブツシュ６４内で案内されたポンププランジャ６３からなっている。シリン ダブッシュ６４自体は噴射ポンプ６１のケーシング６２内に配置および支持され ている。ポンププランジャ６３の下端７５は空気ばね５８の一部であるピストン ７４に連結されている。この空気ばね５８には図示していない公知の圧縮空気管 と圧力制限弁装置を経て、圧縮空気が供給される。圧縮空気ばね５８のピストン ７４には、直線駆動装置の油圧ユニット１のピストンロッド１５が枢着されてい る。噴射ポンプ６１のケーシング６２は油圧ユニット１のシリンダ３に動かぬよ うに固定連結連結されている。それによって、ピストンロッド１５の運動がピス トン７４、ひいては噴射ポンプ６１のポンププランジャ６３に間違いな（伝達さ れる。

噴射ポンプ６１のポンププランジャ６３は噴射ポンプの縦軸線７６の方向に摺動 可能であり、端面６８はシリンダ室６５を画成している。このシリンダ室６５内 には、弁体６６の下端部６７が達している。

弁体６６は弁座７７と協働する。この弁座により、シリンダ室６５は入口孔６９ または出口孔７０と連通ずるかまたはこれらの孔と分離される。噴射ポンプ６１ の上側部分７３内には、弁体６６の制御と運動のために役立つ図示していない公 知の装置が設けられている。弁体６６の中央には、孔７１が設けられている。こ の孔を経て、圧油がシリンダ室６５から圧力管７２へ案内される。この圧力管７ ２は内燃機関の噴射ノズルに接続され、この燃料を高圧下で供給する。ポンププ ランジャ６３の作業行程当たりに搬送され圧力管７２に押し出される燃料は、容 積を測定して配量される。ポンププランジャ６３の上死点において、ポンププラ ンジャ６３の端面６８は弁体６６の下端６７に当接し、この位置で弁座６７を開 放保持する。それによって上死点の位置が正確に決定され、すべての運転状態で 同じになる。ポンププランジャ６３のシリンダ下死点の位置は燃料の所望の吐出 容積の大きさに応じて変更可能であり、しかも第１図に関連して説明した本発明 による直線駆動装置の機能によって、変更可能である。

第４図には、作用要素として使用されるカム軸１１をアクチュエータに接続し、 カム１２０行程運動を制御する装置が示しである。そのために、カム軸１１のカ ム１２と操作部材７の端部５６の間には、制御要素８０が挿入配置されている。

制御要素８０は走行ローラ８１を備えている。この走行ローラはカム軸１１また はカム１２の制御面に載る。制御要素８０の反対側の滑り面８５には、操作部材 ７の端部５６が載っている。制御要素８０は回転点８４の回りに揺動可能であり 、この回転点８４でローラ８３を介して支承部８２に支持されている。制御要素 ８０はロッド８６を介して操作部材軸線６０に対して横方向に摺動可能である０ 図示位置では、制御要素８０は作用位置に完全に挿入され、カム軸１１のカム１ ２の押しのけ運動は操作部材７に完全に作用する。制御要素８０が矢印８７の方 向に摺動させられると、斜めに配置された面８５の部分により、カム軸は要素８ ０が完全に移動したときに操作部材７の端部５６から連動解除される。制御要素 ８０が完全に移動しないと、または油圧ユニット１のピストン２の行程運動中制 御要素が矢印８７．８８の一方に移動すると、ピストン運動の変更が行われる。

なぜなら、制御ピストン６が操作部材７の軸方向運動に直ちに反応するからであ る、ローラ８１がカム１２の基礎円上に載っていると、例えば制御要素８０を矢 印８８の方向に、図示例ではカムの回転方向と逆方向に摺動させることによって 、通常よりも早い行程運動を生じることができる。前方へ移動したこの行程運動 は、運動経過中に、制御要素８０を矢印８７の方へ急に摺動させることによって 、中断させることができる。その際、ローラ８１は制御要素８０と共に、ローラ が基礎円またはカム軸の所望の深さの個所に再び接触するまで摺動させられる。

主行程運動を正確に定めるために、調節可能なストッパー８９が設けられている 。制御要素８０はストツパ−８９に当たり、カム１２はローラ８１を介して主行 程運動または残留行程運動を行うことができる。

この付加的な装置を備えた直線駆動装置を燃料噴射ポンプに使用する場合には、 前記の運動経過が予備噴射を有する噴射を行い、しかも機械的な制御によって行 う。

図に示した実施例において、油圧ユニット１のピストンの行程運動の変更は、カ ム軸１１がない場合またはカム軸が作用連結されていない場合に、操作部材９の 他の作用要素を操作することによっても達成可能である。そのために、第１図に 示したピストン６０は操作部材軸線６０の方向に付加的な運動を行い、それによ って制御ピストン６の変更運動を行うことができる。対応する制御命令は電油式 制御要素３３を介してアクチュエータ９に供給される。この制御訴追自体は適当 な位置制御によって制御される。図示した本発明による装置は広い範囲で運動の 変更を可能する。それにもかかわらず、ピストン２の往復運動とその下死点は常 に正確に決定および位置決め可能である。

第５図では、電油式制御要素３３と平行に、付加的な油圧制御滑り弁９５が設け られている。この制御滑り弁９５の制御ピストンは切り換え要素９８を備えてい る。この切り換え要素は制御要素８０およびカム軸１１と協働する。制御滑り弁 ９５は図示していない圧力媒体管を備え、圧力媒体出口９６，９７への油の流入 を制御する。この管９６．９７はシリンダ孔３４に案内され、ピストン／シ′リ ンダユニット３２のピストン１０の各りの側を付勢する。制御滑り弁９５内の制 御ピストンの質量が非常に小さいので、カム軸１１は非常に小さくかつ細く形成 することができる。それによって、すべての作用力を大幅に低減し、迅速な切り 換えを行うことができる。

本発明による実施形に応じて、制御要素３３と制御滑り弁９５は公知のごとく、 一つの構造グループにまとめられている。いかなる場合でも、機械的なカム装置 １１を縦軸線６０の外側に配置することにより、構造長さが短縮される。

国際調査報告 国際調査報告 ＣＨ８８００１７４ ＳＡ　２４２８９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．油圧シリンダを備え、この油圧シリンダのピストンが機械的な戻し装置を形 成する第１のねじ伝動装置に連結され、更に、第１のねじ伝動装置の縦軸線上に 設けられた圧力媒体用制御弁を備え、この場合制御弁のピストンが操作部材を介 して摺動可能であり、この操作部材の一端が第２のねじ伝動装置を介して第１の ねじ伝動装置に連結され、更に、操作部材に作用するアクチュエータを有する、 油圧式増幅器を備えた直線駆動装置において、アクチュエータ（９）が並進運動 する作用要素（１０，１１）を備え、この作用要素（１０，１１）が操作部材（ ７）に連結され、かつこの操作部材と共に操作部材の軸線（６０）方向に摺動可 能であり、操作部材（７）がアクチュエータ（９）と無関係に軸線（６０）回り に回転可能であり、操作部材（７）と共に軸線（６０）回りに回転可能なレバー （１３）が操作部材に固定され、レバー（１３）の回転範囲内で調節可能な当接 要素（１４）が直線駆動装置のケーシングに設けられていることを特徴とする、 油圧式増幅器を備えた直線駆動装置。 ２．第２のねじ伝動装置（８）がポールねじ装置であり、駆動装置ケーシングに 回転可能に支承されたこのポールねじ装置（８）のナット（２８）が一方では第 １のねじ伝動装置（４）のスピンドル（１９）に固定連結され、他方では操作部 材（７）の端部を、この端部に設けられたボールねじスピンドル（２９）と共に 収容していることを特徴とする、請求の範囲第１項記載の油圧式増幅器を備えた 直線駆動装置。 ３．複動式ピストン／シリンダユニット（３２）がアクチュエータ（９）として 操作部材（７）に設けられ、このユニット（３２）が操作部材（７）の軸方向運 動を生じることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項記載の油圧式増幅 器を備えた直線駆動装置。 ４．アクチュエータ（９）の作用要素がカム軸（１１）であり、ねじ伝動装置（ ８）と反対側の操作部材（７）の端部が少なくとも部分的にカム軸（１１）の制 御面に接触していることを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項までのいず れか一つに記載の油圧式増幅器を備えた直線駆動装置。 ５．操作部材（７）にばね（５４）が設けられ、このばねが、第２のねじ伝動装 置（８）をねじ込むことによって生じる直線運動と反対向きに軸方向に作用し、 このばね（５４）が一方では操作部材（７）に、他方では固定の載置部（５５） に枢着されていることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項までのいずれ か一つに記載の油圧式増幅器を備えた直線駆動装置。 ６．カム軸（１１）と操作部材（７）の端部との間に、軸線に対して横方向に摺 動可能な付加的な切り換え−および制御要素（８０）が組み込まれ、この切り換 え要素（８０）が走行ローラ（８１）によってカム（１２）の制御面に載ってい ることを特徴とする、請求の範囲第４項または第５項記載の油圧式増幅器を備え た直線駆動装置。 ７．操作部材（７）と油圧ユニット（１）が、軸方向における位置を検出するた めに、それぞれ一つの測定装置（３９，４３）に接続されていることを特徴とす る、請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つに記載の油圧式増幅器を備 えた直線駆動装置。 ８．機械的に制御される制御滑り弁（９５）が制御要素（３３）に対して平行に 設けられ、この制御滑り弁（９５）の両圧力媒体出口（９６，９７）がシリンダ 孔（３４）に開口し、かつピストン／シリンダユニット（３２）のピストン（１ ０）を圧力媒体で付勢し、この制御滑り弁（９５）の機械的な切り換え要素（９ ８）が制御要素（８０）およびカム軸（１１）と協働することを特徴とする、請 求の範囲第３項から第７項までのいずれか一つに記載の油圧式増幅器を備えた直 線駆動装置。 ９．当接要素（１４）がラック（５０）を介して調節可能であり、このラック（ ５０）に、ばね付勢された少なくとも一つの制動手段（９２）が設けられ、レバ ー（１３）が当接要素（１４）に接触する位置で、制動手段（９２）がラック（ ５０）を停止し、制動手段（９２）がピストン（９０）に連結され、このピスト ンのピストン室（９３）がシリンダ孔（１６）に至る圧力媒体孔（２４）に接続 されていることを特徴とする、請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一つ に記載の油圧式増幅器を備えた直線駆動装置。 １０．内燃機関の燃料噴射ポンプの駆動のために、請求の範囲第１項記載の油圧 式増幅器を備えた直線駆動装置を使用すること。 １１．内燃機関の吸気弁と排気弁の駆動のために、請求の範囲第１項記載の油圧 式増幅器を備えた直線駆動装置を使用すること。