JPS5894603A - 特にカタパルト装置用の液圧式荷重シリンダ - 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】 本発明は、片側に外に尋き出されているピストンロッド
を有しているピストンすなわちそのためにピストン面（
円形ピストン面／環状ピストン面）が異なった面積を有
しているピストン（差動ヒ。

ストン）、荷重シリンダないしピストンを駆動するため
の液圧圧力媒体源、および圧力媒体源と荷重シリンダと
の連結配管内にある遮断弁を有している特にカタパルト
装置用の液圧式荷重シリンダに関する。

たとえばカタパルトシリンダの場合のようにピストンな
いしビ、ストンロッドに大ぎな速度が発生されねばなら
ない液圧式荷重シリンダの場合、必要な圧力媒体は非常
に短かい時間帯（ミリセカンドの範囲）で供給されねば
ならない。従って単位時間において多縦の圧力媒体が貫
流されねばならｌぷい。かかるシリンダの制御用あるい
は調整用の弁および供給配管はこの理由のために相応し
た大きな圧力媒体流−量に対して設計されねばならない
。

上述の形式の液圧式荷重シリンダの場合、シリンダへの
圧力媒体の供給を制御するサーボ弁あるいは組合せ弁が
設けられている。この場合必要な大きな圧力媒体流量の
ために特に非常に大形で高価な弁ユニットが必袋とされ
るという欠点を有している。

別の周知の装置面の場合、荷重シリンダの制御ないし調
整のために多数の弁が用いられている（西ドイツ特許出
願公開第２９ｔｌｌＩ／／ｂ号公報）。

本発明の目的は、単純な構造で短かい配管経路を有し、
単純な弁ユニットが用いられるような特にカタパルト設
（６用の差動ピストン付き腋圧式荷ＩＦシリンダを作る
ことにある。更に荷重シリンダへの大量の圧力媒体の供
給が迅速かつ敏感に制御およびないし調整できるように
し、またシリンダが同速シリンダとしても使用できるよ
うにし謳うとするものである。この目的は本発明によれ
ば特許請求の範囲第７項の特徴部分に記載されている手
段によって達成できる。なお特許請求の範囲の項には本
発明の実施態様も挙げられている。

本発明の目的は上述の目的を達成できる点にある。小さ
なシリンダ室（環状室）を圧力媒体源に直接接続するこ
とによって、荷重シリンダを制御あるいは調整するため
に最も単純な場合に唯一の遮断弁を用いることができる
。この遮断弁によってシリンダは（弁が閉じられる場合
）引張り方向にも、（弁が開かれる場合）圧縮方向にも
駆動できる。小さなシリンダー室と圧力媒体源との直接
的な連結は、ピストンにほぼ一定した対向力を生じさせ
ることになる。それによってシリンダの制御ある（・は
調整は容易になる。

遮断弁が制御可能およびないし調整可能な急速開放弁と
して形成されている場合、およびこの弁がオーバラップ
型の弁スプールを有し℃いる場合に、有利な実施形態が
生ずる。それによって特に急速な弁開放が達せられる。

遮断弁が密閉シリンダ室から圧力媒体を排出できる制御
弁として形成されている場け、荷１シリンダは同速シリ
ンダ（引張り方向および圧縮方向の作用が同一）として
も使用できる。有オ１１で目的に適った別の実施形態は
特許請求の範囲の別の実施態様項に準げられている。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本発明に基づく装置の基本的ｔ「！４イ成を示
している。荷重シリンダｌの中には片（Ｉｌｌが外に導
き出されているピストンロッド３をもった差動ピストン
λか配推すれている。ピストンロッド３にはたとえばそ
の上に被試験物か載っているテストスライダＳが適当な
方法で接続されている。ピストンコおよびピストンロッ
ド３によって被試験物体に１９「定の速度あるいは加速
度が与えられるか、あるいは坊定のストロークを戻され
る。

差動ピストンλは異なった面積のピストン面を有してい
る。すなわちピストンロッド１則に（・ま小さな面積の
ピストン面ないし環状面コａを有し、反対側には大きな
面積のピストン面ないし円形面２ｂを有している。両方
のシリンダ室ｌＩａ　、　ｌｌｂ　のうち、小さなピス
トン面２ａで画成されたシリンダｊＪｐａは、ピストン
ロッド３によって環状に形成されている。円形面と環状
面どの面積比はたとえば２二ｌである。しかし別の面積
比にすることもできろ。

＃重シリンダ／にはたとえばピストン形アキュムレータ
、気泡形アキュムレータあるいは別の液圧式アキュムレ
ータのような周知の液圧的アキュムレータＩＯが組み込
まれている。このアキュムレータは、荷重シリンダ／に
必要な圧力媒体ないし圧力媒体容Ｉを供給する圧力媒体
源として用いられる。図面にはピストン／／をもったピ
ストン形アキュムレータＩＯが示されている。そのピス
トン／／はアキュムレータ１０の散体をガス側と分離し
ている。図面に示されているようにガス容１ｄ１２が大
き屓 く選ばれる場合、アキュムレータの元部状態に無関係に
ほぼ一定した供給圧力が得られる。

液圧式アキュムレータ１０は連結配管／３を介してシリ
ンダ室（環状室）ｌＩａに面接接続されている。

連結配管１３に遮ｌ）、ｌｒ曹素はないが、アキュムレ
ータＩＯを荷車シリンダｌから分＃するために設けるこ
ともできる。シリンダ室ｐｂにはアキュムレータ１０が
制御ないしｉＩ４Ｉ４症な遮断弁−〇を介して接続され
ている。連結配管／３には別の配管ｌ弘が接続され、荷
車シリンダ／およびアキュムレータＩＯは圧力媒体タン
ク１６から圧力媒体ポンプ１５を介して圧填 油が前記配管舛を通ｌ−て元部される。圧力媒体ポンプ
１５はそれが荷重シリンダｌを駆嘲するために適用でき
るように設計することもできる。この場合連結配管／３
’ｊｃいし／４’Ｖｃｂ）るアキュムレータ１０の１１
６式および大きさは、圧力媒体供給の際に圧力変動か１
ｉｌｉ整されるように決められる。

連結配管／３は環状シリンダ７１Ｉａの端から隔ててこ
の環状シリンダ室ｐａに開口して（・る。運転中にピス
トンスかこの開口を通過する際、シリンダ室ダａと連結
！！！１、管／３との連結が絶たれる。シリンダ察知に
存在している圧力媒体はもはや流出できず、ピストンλ
の運動を減衰する（終端減衰）。

シリンダ室ｐｂは絞り／７を介して圧力媒体タンク／６
に接続されている。絞り／７は、遮断弁ｍが閉じられて
いる場合に特にピストンスか左端位１４においてシリン
ダ室ｐｂの中に実質的に圧力がかからないように調整さ
れている。

遮断弁２０は作動ピストン２コ付ぎの弁スプール２／を
有している。作動ピストン２２はたとえば小さなサーボ
弁Ｊを介して圧力媒体で付勢される。それによって弁ス
プール２／の開度およびそれに伴なってアキュムレータ
１０からシリンダ室＋ｂへの圧力媒体の供給が１Ｉｉｌ
ｊ併あるいは調整され４）。弁スブールコ／は図面に示
されているように貰〕ｍ孔Ｊが設けられており、それに
よってバランス形弁スプールとして形成されている。

荷車シリンダ／を駆動するために、まずアキュムレータ
ＩＯがそれに接続されたシリンダ室ｐａと共に配管／ダ
を介してポンプ１５によって圧力媒体で充填 填される。この場合ピストンスは左側の始端位置にあり
（’４ｉ図）、ストッパ６に当接している。

遮断弁２０を動作することによってシリンダ室＋ｂに圧
力媒体が供給される。今やピストンλに油圧と両ピスト
ン面２ａ、への差との積から生ずる力が作用する。ピス
トン２およびピストンロッド３はそれに接続されたテス
トスライダＳと共に所定の速度あるいは加速度あるいは
所定のストロークで矢印で示されてるように右方に望ま
しい形で移動する。

遮断弁２０が閉じられると、ピストン２はシリンダ室ｌ
Ｉａに作用している圧力によって自動的にその左側始端
位置に戻される。この場合７リング室＋ｂにある圧力媒
体は絞り１７を通ってゆっくりと圧力媒体タンク／６に
戻る。

第２図に示されているオーバランプ型の遮断弁３０は、
弁座に当接していないが弁孔３３の中を滑る弁スプール
３／を有し°Ｃいる。弁スプール３／（（は絞り孔３ψ
が配ｔΔされ、この絞り孔、棹を通して圧力媒体がアキ
ュムレータ１０あるいは圧力媒体源から弁室３５に送ら
れる。弁室３Ｓは逆上弁、Ｕを介して外から釈放ないし
開放される。更に遮断弁３０には、弁スプール３／の作
動ピストン３２を付勢１−る切換弁、？７が和み込まれ
ている。弁室３Ｓの中には弁スプール３／のストローク
を制限する可調整ストッパ３ｇが突き出している。

弁スプール３１の右側始端位置において、弁３０はアキ
ュムレータ１０から荷重シリンダｌへの流れを遮断する
。外部から逆止弁３６が開かれると、弁室３Ｓは無圧状
態になり、弁スプール、３／は左方に向けて移動し始め
る。この場合弁３０ははじめ閉じられたままである。弁
スプール３／が制御縁３９に勤達してはじめて弁３０が
開かれる。この時点において弁スプール３１は既に所定
の開放速度になっているので、弁の貫流断面積は特に急
速に開かれる。この場合開放時間はミリセカンドの範囲
にある。弁スプール３／の開放速度は作動ピストン３２
に切換弁３７を介して圧力媒体が供給されることによっ
て更に高められる。

試験過程が終了した後、逆止弁３６は再び閉じられる。

弁スプール３／の作動ピストン３コには切換弁３７を介
して圧力媒体が供給され、遮断弁３０は再び閉鎖位會に
置かれる。

第１図に示された遮断弁２０は、圧力媒体をシリンダ室
４＜ｂＫ供給したりこのシリンダ室ｌＩｂから排出する
適当な制御弁によって代用できる。この場合絞り１７は
閉鎖されるか省略される。かかる制御弁によれば差動ピ
ストンλ付きの荷重シリンダ／をいわゆる同速シリンダ
として、すなわち引張り方向および圧縮方向において同
一の力を生ずるかないしは同様に作用するようなシリン
ダとして用いることができる。この場合ピストン面２ａ
と２ｂの面積比は目的に適って２：ｌに決められている
。

すなわちピストンλは円形ピストン面２ｂが環状ピスト
ン面２ａの２倍の大きさになるように形成されている。

圧力媒体の供給はたとえば目的に適って設計された圧力
媒体ポンプ１５を介して行なわれ、その場合ポンプ１５
と荷重シリンダｌとの間の配管／３、／弘の中に、圧力
変動を調整する適当なアキュムレータｉｏが配置される
。

シリンダ室ｐａには常に系統圧力が、ないしは圧力媒体
ポンプ１５で発生された最大圧力がかかっている。シリ
ンダ室≠ｂには制御弁の制御に応じて零と最大圧力との
間の圧力がかかる。７リンダ室ｐｂに最大圧力がかかる
と、図示の実施例においてはピストン面コｂがピストン
面２ａのコ倍の大きさを封しかつ両シリンダ室に同じ圧
力がかかるので、ピストンは右方に移動するかないしは
右向きの力を発生する。このピストンの力は系統圧力な
いし最大圧力とピストン面２ｅ、１２ｂの面積差との積
によって生ずる。ピストンλが第７図において右方に移
動する場付、シリンダ室りＩａ内の圧力媒体はただシリ
ンダ室ｐｂに転流されるだけである。

シリンダ室＋ｂ内の圧力が零であると、今やシリンダ室
＜Ｚａにしか圧力が作用しないので、ピストン２が左方
に移動するか、ないしはピストン２およびピストンロッ
ド３に左向きの力が生ずる。シリンダ室＋ｂ内の圧力お
よびそれに伴なう両運動方向におけるピストン２の移動
ないしピストン力は、ｆ６ｉ制御ヲトの相応した制御に
よって任意に制御できる。

従って本発明に基づく装置によれば差動ピストン−によ
つエピストンの両速動方向において同じ力を与えること
ができる。制御弁としてたとえば多方弁あるいはサーボ
弁が用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は調整あるいは制御可能な遮断弁をもった本発明
に基づく＃重ンリンダの断面図、第２図はオーバラップ
型の遮断弁の断面図である。 ｌ・・・荷重シリンダ、ユ・・・ピストン、コミ１ユｂ
・・・ピストン面、３・・・ピストンロッド、＋ａ１１
　ｐｂ・・・シリンダ室、１０・・・アキュムレータ、
／３、／’Ｉ・・・連結配管、１５・・・圧力媒体ポン
プ、／６・・・圧力媒体タンク、／７・・・絞り、ユ０
１．？、０・・・遮断弁、コへ３７・・・弁スプール、
２２．３．２・・・作動ピストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 へ片側に外に導き出されているピストンロッドを有して
   いるピストンすなわちそのためにピストン面（円形ピス
   トン面／環状ピストン面）が異なった面積を有している
   ピストン（差動ピストン）、荷重シリンダないしピスト
   ンを駆動するための液圧圧力媒体源、および圧力媒体源
   と荷重シリンダとの連結配管内にある遮断弁を有してい
   る特にカタパルト装置用の液圧式荷重シリンダにおい℃
   、圧力媒体源（１０１１ｓ）が小さな面積のピストン面
   （２ａ）で画成されたシリンダ室（ｐａ）Ｋ直接接続さ
   れ、大きな面積のピストン面（２ｂうで画成されたシリ
   ンダ室（４’ｌ））に遮断弁（２０，３０）を介して接
   続されていることを特徴とする特にカタパルト装置用の
   液圧式荷重シリンダ。 λ、遮断弁（２０，３，０）が制御可能およびないし調
   整可能な急速開放弁として形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の液圧式荷重シリンダ
   。 ３、遮断弁（２０，３０）がオーバラップ型の弁スプー
   ル（３／）を有していることを特徴としている特許請求
   の範囲第２項に記載の液圧式荷重シリンダ。 ダ、圧力媒体源がアキュムレータ（１０）として形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の液圧式荷重シリンダ。 ５、圧力媒体源（ＩＯ，１５）と荷重シリンダ（１）と
   の連結配管（／３）の開口が、小さな面積のピストン面
   （２ａ）で画成されたシリンダ室（ｌＩａ　）にこのシ
   リンダ室（４’ａ）の端から離れて配置されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１項のいず
   れかに記載の液圧式荷重シリンダ。 ６、差動ピストン（２）の大きな面積のピストン面（２
   ｂ）で画成されたシリンダ室（＋ｂ）が、絞り（１７）
   を介して戻り配管あるいは圧力媒体タンク（／６）に接
   続されていることを特徴とする特許請求の範囲第／唄な
   いし第５項のいずれかに記載の液圧式荷重シリンダ。 ７、遮断弁（，２０，３０）が作動ピスト７（）、、Ｚ
   、３２）をもった切換弁として形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
   に記載の液圧式荷重シリンダ。 ざ、圧力媒体源（１５）と荷重シリンダ（１）との連結
   配管（／３、／弘）にアキュムレータ（１０）が配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項および第５項ないし第７．１１ｉＩのいずれかに
   記載の液圧式荷重シリンダ。 ？、差動ピストン（２）のピストン面（、ｚａ、２ｂ）
   の面積比（円形面２ｂ／ｆｉ状面２ａ　）がλ：ｌであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の液圧式荷重シリンダ。 ｎ、遮断弁が制御弁として形成され、この制御弁によっ
   て圧力媒体が密閉シリンダ室（ｔ／−ｂ）に供給され、
   このシリンダ室（＋ｂ）から排出されることを特徴とす
   る特許ｇ＊求の範［用第１塊ないし第９項のいずれかに
   記載の液圧式荷重７リンダ。