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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsstruktur
für einen
Positions-Detektionssensor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Als
Antriebsmittel zum Transportieren und Positionieren von Werkstücken und
zum Antreiben verschiedener Maschinen werden herkömmlicherweise
fluiddruckbetätigte
Zylinder verwendet. Um den unterschiedlichen Bedürfnissen der Nutzer, bspw.
der Miniaturisierung und der Verbesserung verschiedener Funktionen
bei der Optionseinstellung oder dgl., zu genügen, weist der fluiddruckbetätigte Zylinder
ein Zylinderrohr und Zusatzelemente, bspw. an dem Zylinderrohr befestigte
Schalter, auf.
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Sofern
an Außenflächen des
Zylinderrohres und des Schalters eine Flüssigkeit vorliegt, können sich
verschiedene Keime in der Flüssigkeit
verbreiten. Daher wurde von dem vorliegenden Anmelder ein hygienischer
Positions-Detektionssensor
vorgeschlagen. Bei diesem Positions-Detektionssensor tropft Flüssigkeit
in natürlicher
Weise von den Oberflächen
des Zylinderrohres und des Schalters. Dadurch kann sich die Flüssigkeit
kaum an den Oberflächen
des Zylinderrohres und des Schalters halten. Obwohl der Positions-Detektionssensor
einen Positionseinstellmechanismus aufweist, ist der Grundkörper des
Positions-Detektionssensor klein. Dadurch ist der gesamte Positions-Detektionssensor
klein und weist ein geringes Gewicht auf (vgl. die US-Patentanmeldung Nr.
09/795 348).
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Aus
der Druckschrift
DE
195 39 551 A1 ist ein Meßsystem zur Erfassung der Position
eines in einem Zylinder bewegbaren Kolbens bekannt. Die Erfassung
der Position erfolgt durch einen Sensor, welcher außerhalb
des Zylinders über eine
Halterung auf einer Spindel verschiebbar angeordnet ist. Die Halterung
ist außerdem
durch eine Stange gegen Mitdrehen gesichert. Die Spindel, die Halterung
und die Stange sind jedoch nicht dazu ausgelegt, besonders flüssigkeitsabweisend
zu sein. Dementsprechend können
beim Betrieb des bekannten Systems Flüssigkeitstropfen leicht an
der Spindel, der Halterung oder der Stange haften bleiben. Derartige
Flüssigkeitsansammlungen
sind aber oft Träger
von Keimen. Folglich kann die bekannte Vorrichtung nicht in Bereichen
eingesetzt werden, in denen eine Anwesenheit von Keimen unerwünscht ist,
wie bspw. bei der Nahrungsmittelherstellung.
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In
der Druckschrift
US 4,086,456 wird
ein hydraulischer Zylinder
10 beschrieben, der einen Zylinderkörper aufweist.
In dem Zylinderkörper
ist ein Kolben axial verschiebbar angeordnet. An dem Kolben ist
ein Magnet angeordnet, der in Schlitzen seiner Peripherie aufgenommen
ist. An einer Befestigungsplatte ist außerhalb des Zylinderkörpers in
gleitendem Kontakt mit diesem ein Reed-Schalter mit zwei Reed-Elemente angeordnet.
Diese Reed-Elemente öffnen
und schließen
abhängig
von dem sie durchdringenden magnetischen Fluss, der entsprechend der
Position des Magneten variiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsstruktur
für einen
Positions-Detektionssensor vorzuschlagen, mit der die Befestigungsposition
des Positions-Detektionssensors in Richtung des Hubes eines Zylinders
beliebig eingestellt werden kann, bei der die Flüssigkeit kaum an der Außenfläche haftet,
und mit der hygienische Probleme vermieden werden können.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung
näher beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem
ein Positions-Detektionssensor mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Sensorbefestigungsmechanismus
an einer Seitenfläche eines
Zylinders angebracht ist.
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2 zeigt
eine Vorderansicht des Zylinders gemäß 1.
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3 zeigt
einen Längsschnitt
entlang der Linie III-III in 2.
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4 zeigt
einen vergrößerten Längsschnitt des
Abschnitts A in 3.
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5 zeigt
einen vergrößerten Teilschnitt durch
einen Zylinder gemäß einem
Vergleichsbeispiel.
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6 zeigt
eine Vorderansicht des Sensorbefestigungsmechanismus gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Halters, der den in 6 gezeigten
Sensorbefestigungsmechanismus bildet.
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8 zeigt
eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 6.
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9 zeigt
einen Längsschnitt
entlang einer Linie IX-IX in 8.
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10 zeigt
einen Schnitt entlang einer Linie X-X in 8.
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11 zeigt
eine Vorderansicht eines Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt
eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 11.
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13 zeigt
einen Längsschnitt
entlang einer Linie XIII-XIII in 12.
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14 zeigt
einen Schnitt entlang einer Linie XIV-XIV in 12.
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15 zeigt
eine Vorderansicht eines Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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16 zeigt
eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 15.
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17 zeigt
einen Schnitt entlang einer Linie XVII-XVII in 15.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 einen Zylinder, der mit Hilfe eines
Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit einem Positions-Detektionssensor ausgestattet
ist.
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Der
Zylinder 10 umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches Zylinderrohr
mit einem Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b,
die voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind,
eine Kopfabdeckung 16, die an einem Ende des Zylinderrohres 14 angebracht
ist, und eine Stangenabdeckung 18, die in eine Gewindeöffnung an dem
anderen Ende des Zylinderrohres 14 eingesetzt ist (vgl. 3).
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, weist das
Zylinderrohr 14 vier Befestigungsöffnungen 20a bis 20d auf,
die in Axialrichtung durchtreten. Der Zylinder 10 kann
in einfacher Weise bspw. an einer Wandfläche angebracht werden, indem
nicht dargestellte Gewindeelemente in Gewindeabschnitte der Befestigungsöffnungen 20a bis 20d eingeschraubt oder
indem nicht dargestellte Bolzen in die Befestigungsöffnungen 20a bis 20b eingesetzt
werden.
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Wie
in 3 dargestellt ist, umfasst der Zylinder 10 außerdem einen
Kolben 24, der entlang einer Zylinderkammer 22,
die durch die Kopfabdeckung 16 und die Stangenabdeckung 18 in
dem Zylinderrohr 14 verschlossen wird, verschiebbar ist, eine
Kolbenstange 26, deren eines Ende an dem Kolben 24 befestigt
ist und deren anderes Ende nach außen vorsteht, und einen Abstreifer 30,
der in einer ringförmigen
Aussparung der Stangeabdeckung 18 angebracht ist und eine Öffnung 28 aufweist,
die die äußere Umfangsfläche der
Kolbenstange 26 umgibt.
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Das
Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b ist
so vorgesehen, dass es über Durchgänge 32a bzw. 32b eine
Verbindung mit der Zylinderkammer 22 herstellt.
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Wie
in 2 dargestellt ist, umfasst die äußere Umfangsfläche des
Zylinderrohres 14 in Umfangsrichtung eine obere Fläche 34,
an der das Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b ausgebildet
ist, ein Paar von schrägen
Flächen 36a, 36b,
die sich an die obere Fläche 34 anschließen und um
festgelegte Winkel geneigt sind, ein Paar von Seitenflächen 38a, 38b,
die sich an die schrägen
Flächen 36a, 36b anschließen und
einander gegenüberliegen,
und eine Bodenfläche 40,
die sich an das Paar von Seitenflächen 38a, 38b anschließt.
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Erste
abgefaste Abschnitte 42, die jeweils einen festgelegten
Krümmungsradius
aufweisen, sind an Übergangsbereichen
zwischen der oberen Fläche 34 und
der schrägen
Fläche 36a, 36b ausgebildet. Zweite
abgefaste Abschnitte 44, die jeweils einen festgelegten
Krümmungsradius
aufweisen, sind an Übergangsbereichen
zwischen den schrägen
Flächen 36a, 36b und
den Seitenflächen 38a, 38b ausgebildet.
Dritte abgefaste Abschnitte 46, die jeweils einen festgelegten
Krümmungsradius
aufweisen, sind an Übergangsbereichen
zwischen den Seitenflächen 38a, 38b und
der Bodenfläche 40 ausgebildet.
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Bei
dieser Anordnung haben die obere Fläche 34, das Paar von
schrägen
Flächen 36a, 36b, das
Paar von Seitenflächen 38a, 38b und
die Bodenfläche 40,
die gemeinsam die äußere Umfangsfläche des
Zylinderrohres 14 bilden, jeweils die festgelegten Krümmungsradien
und werden durch gekrümmte Flächen gebildet,
die nach außen
hin konvex sind.
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Wie
oben beschrieben wurde, werden alle äußeren Umfangsflächenabschnitte
des Zylinderrohres 14, die in Umfangsrichtung des Zylinderrohres 14 angeordnet
sind, durch die nach außen
konvex gekrümmten
Oberflächen
und die ersten bis dritten abgefasten Abschnitte 42, 44, 46 gebildet.
Außerdem sind
die anderen Seitenflächen
bis auf die oben beschriebenen äußeren Umfangsflächen, die
in Umfangsrichtung angeordnet sind, als aufrecht stehende Flächen (im
Wesentlichen vertikale Flächen) 48 ausgebildet.
Dementsprechend weist das Zylinderrohr 14 eine solche Form
auf, dass jegliche an der äußeren Oberfläche des
Zylinderrohres 14 haftende Flüssigkeit spontan abtropft und
herabfällt.
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Somit
tritt keine Flüssigkeitssammlung
auf, da an den in Umfangsrichtung angeordneten äußeren Umfangsflächen des
Zylinderrohres 14 keine Aussparung ausgebildet ist. Es
ist somit möglich,
hygienische Probleme, bei denen verschiedene Keime durch die Flüssigkeit
verbreitet werden, zu vermeiden.
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Wie
in 3 dargestellt ist, ist die Kopfabdeckung 16 in
der Öffnung
des Zylinderrohres 14 verankert. Der Verbindungsabschnitt
zwischen der Kopfabdeckung 16 und dem Zylinderrohr 14 ist
so ausgebildet, dass er als metallische Dichtung fungiert, die die
Zylinderkammer 22 luftdicht abschließt und das Eintreten von Flüssigkeit
oder dgl. von außen
verhindert.
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Eine
Stangendichtung 50 ist an der inneren Umfangsfläche der
Stangenabdeckung 18 über
eine Ringnut angebracht. Die äußere Umfangsfläche der Kolben stange 26 wird
von der Stangendichtung 50 umgeben. Dadurch wird die Zylinderkammer 22 luftdicht
und flüssigkeitsdicht
gehalten. Eine zylindrische Buchse 52 ist in einer ringförmigen Aussparung,
die an der inneren Umfangsfläche
der Stangenabdeckung 18 ausgebildet ist, angebracht. Der
Abstreifer 30, bei dem ein Metallelement 54 in
ein Gummimaterial eingeformt ist, ist in einer ringförmigen Aussparung,
die an dem Ende der Stangenabdeckung 18 ausgebildet ist,
angebracht. Eine ringförmige
Kammer 56, die als Ölsammelbecken
für Schmieröl, das an
der äußeren Umfangsfläche der
Kolbenstange 26 haftet, dient, ist zwischen dem Abstreifer 30 und
der Stangenabdeckung 18 ausgebildet.
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Eine
Kolbendichtung 58, die in gleitendem Kontakt mit der Innenwandfläche der
Zylinderkammer 22 steht und die Zylinderkammer 22 in
eine erste Zylinderkammer 22a und eine zweite Zylinderkammer 22b unterteilt,
ist an der äußeren Umfangsfläche des
Kolbens 24 mit Hilfe einer Ringnut angebracht. Außerdem ist
ein Magnet 60, der aus einem den Kolben 24 umgebenden
Ringelement besteht, in einem Bereich in der Nähe der Kolbendichtung 58 mit
Hilfe einer Ringnut angebracht.
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Ein
ringförmiges
Dichtelement 62, das aus einem flexiblen Material, wie
Gummi, geformt ist, ist an einem Ende des Verbindungsbereiches zwischen dem
Zylinderrohr 14 und der Stangenabdeckung 18 in
Axialrichtung vorgesehen. Wie in 4 dargestellt ist,
ist ein Teil des Dichtelementes 62 in einem solchen Zustand
angebracht, dass es durch einen niedrigen Abstand zwischen einer
inneren Umfangsfläche 66 des
Zylinderrohres 14 und einem ringförmigen Vorsprung 64 an
der Stangenabdeckung 18 unter Spannung steht.
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Dies
bedeutet, dass das ringförmige
Dichtelement 62, das mit im Wesentlichen konstanter Wanddicke
in Umfangsrichtung ausgebildet ist, vorab mit einer Einpresstoleranz
versehen ist, so dass es mit Kraft zwischen die innere Umfangs fläche 66 des Zylinderrohres 14 und
den an der äußeren Umfangsfläche der
Stangenabdeckung 18 ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 64 eingepresst
werden kann. Dadurch wird auch dann, wenn Flüssigkeit oder dgl. in den Verbindungsbereich
zwischen dem Zylinderrohr 14 und der Stangenabdeckung 18 eintreten
will, durch den eingepressten Abschnitt 68 des Dichtelementes 62 eine
zuverlässige
Abdichtung gewährleistet.
Dadurch kann Flüssigkeit
oder dgl. nicht in das Zylinderrohr 14 eindringen.
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Ein
Paar von Gewindeöffnungen
(nicht dargestellt), die voneinander um einen festgelegten Abstand
beabstandet sind, ist an der Seitenfläche des Zylinderrohres 14 angebracht,
um ein Schienenelement zu befestigen, was später beschrieben wird.
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Wie
in den 1 und 6 bis 10 dargestellt
ist, umfasst der Sensorbefestigungsmechanismus 100 ein
Paar von Beinen 104a, 104b, die an den Seitenflächen des
Zylinderrohres 14 befestigt sind, wobei sie voneinander
um einen festgelegten Abstand beabstandet sind, wobei Bolzen 102,
die jeweils einen Sechskantkopf aufweisen, in an der Seitenfläche des
Zylinderrohres 14 ausgebildete Gewindeöffnungen eingeschraubt sind,
ein Schienenelement 106, das um einen festgelegten Abstand
von der Seitenfläche
des Zylinderrohres 14 beabstandet ist und mit Hilfe der
Beine 104a, 104b im Wesentlichen parallel zu der
Kolbenstange 26 angebracht ist, und einen Halter 112,
der einstellbar an einer beliebigen Position in Axialrichtung des
Schienenelements 106 vorgesehen ist, indem ein Sechskantkopfbolzen 108 gelöst wird,
und der einen Halteabschnitt zum Halten eines Positions-Detektionssensors 110 mit Hilfe
eines Loches 109 mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist
(vgl. 10). Eine ringförmige flache
Scheibe 114, die ein Verlieren verhindert, ist an jedem
der Sechskantkopfbolzen 102, 108 angebracht (vgl. 6).
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Bei
dieser Anordnung können
die Beine 104a, 104b, das Schienenelement 106 und/oder
der Halter 112 aus einem synthetischen Harzmaterial oder
einem metallischen Material, bspw. einer Aluminiumlegierung oder
rostfreiem Stahl, geformt werden. Bei der in 9 gezeigten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bestehen die Beine 104a, 104b,
das Schienenelement 106 und der Halter 112 aus
einem Kunstharzmaterial.
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Wie
in 10 dargestellt ist, weisen die Bodenflächen 116 der
Beine 104a, 104b, die gegen die Seitenfläche des
Zylinders 10 anliegen, einen kreisbogenförmigen Querschnitt
mit einem festgelegten Krümmungsradius
entsprechend der gekrümmten Seitenfläche des
Zylinderrohres 14 auf.
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Wie
in 10 dargestellt ist, weist das Schienenelement 106 einen
im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Außenfläche der vier
Ecken jeweils abgefast ist, um abgefaste Bereiche 118 mit
jeweils einem festgelegten Krümmungsradius
zu bilden. An der Außenfläche des
Schienenelements 106 ist keine Aussparung vorgesehen. Dadurch
wird das Schienenelement 106 so geformt, dass jegliche
an der Außenfläche des
Schienenelementes 106 haftende Flüssigkeit spontan abtropft und
einfach herabtropft. Die Form des Schienenelementes 106 ist
nicht auf den im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt beschränkt. Vielmehr
kann das Schienenelement 106 auch eine sonstige nicht kreisförmige Gestalt,
bspw. einen elliptischen Querschnitt, aufweisen, um eine Drehung
des Halters 112 zum Halten des Positions-Detektionssensors 110 zu
verhindern.
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Wie
in den 7 und 10 dargestellt ist, umfasst
der Halter 112 zwei geteilte Teile, d. h. ein erstes Gehäuse 120a und
ein zweites Gehäuse 120b,
die mit Hilfe des Sechskantbolzens 108 einstückig miteinander
verbunden sind. Das zweite Gehäuse 120b,
das nahe der äußeren Fläche des
Zylinderrohres 14 angeordnet ist, ist einstückig mit
dem Halteabschnitt 122 ausgebildet, der in Seitenrichtung vorsteht
und den Positions-Detektionssensor 110 mit Hilfe des Loches 109 mit
kreisbogenförmigem
Querschnitt hält.
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Bei
dieser Anordnung ist die Position des Halters 112 auf eine
gewünschte
Position in Axialrichtung des Schienenelementes 106 (in
Hubrichtung des Zylinders 10) einstellbar, wenn der Sechskantbolzen 108 gelöst ist.
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Der
Halteabschnitt 122 weist das Loch 109 mit dem
kreisbogenförmigen
Querschnitt auf, das in Axialrichtung des Schienenelementes 106 ausgebildet
ist, wobei das Loch 109 ein geschlossenes Ende und ein
offenes Ende aufweist. Der Positions-Detektionssensor 110,
dessen Form der Querschnittsgestalt des Loches 109 entspricht
und der als separates Element ausgebildet ist, ist in das Loch 109 eingesetzt.
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Eine
Befestigungsschraube 124, die den Positions-Detektionssensor 110 an
einer gewünschten Position
in dem Loch 109 befestigt, indem sie durch den Positions-Detektionssensor 110 hindurchtritt
und entsprechend der Zunahme der Einschraubtiefe gegen die innere
Wandfläche
des Loches 109 presst, ist an einem Ende des Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen.
Ein Leitungsdraht 126 ist mit dem anderen Ende des Positions-Detektionssensor 110 verbunden.
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Wie
in den 7 bis 9 dargestellt ist, ist ein Indikatorabschnitt 128 mit
recheckiger Form, durch den das von einem nicht dargestellten lichtaussendenden
Element ausgesandte Licht sichtbar ist, wenn der Magnet 60 des
Kolbens 24 erfasst wird, an einem mittleren Abschnitt des
Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen. Der Indikatorabschnitt 128 besteht
aus einem transparenten oder semi-transparenten Element. Ein geeignetes
Spiel 130 ist zwischen dem Halteabschnitt 122 und
der Seitenfläche des
Zylinderrohres 14 vorgesehen. Der Positions-Detektionssensor 110 wird
kontaktfrei relativ zu der Außenfläche des
Zylinderrohres 14 gehalten (vgl. 10).
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Wenn
der Positions-Detektionssensor 110 die Außenfläche des
Zylinderrohres 14 berührt,
kann ein Flüssigkeitsbecken
generiert werden. Unter Berücksichtigung
der Drainageleistung für
die an der Außenfläche des
Zylinderrohres 14 haftende Flüssigkeit befindet sich der
Positions-Detektionssensor 110 mit Hilfe des geeigneten
Spieles (Freiraums) 130 in einem schwebenden Zustand. Vorzugsweise
beträgt das
geeignete Spiel 130 bspw. 1 bis 2 mm.
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Ein
nicht dargestelltes Detektionselement, das bspw. aus einem Hall-Element
oder einem Magneto-Widerstandselement besteht, ist an dem Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen. Über den Leitungsdraht 126 kann
ein Detektionssignal zu einem externen Gerät geleitet werden.
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Die
abgefasten Bereiche 118, die jeweils den festgelegten Krümmungsradius
aufweisen, sind an Eckabschnitten und Kammabschnitten des Halters 112,
einschließlich
des Halteabschnitts 122 vorgesehen, um zu gewährleisten,
dass die anhaftende Flüssigkeit
einfach abtropft und herabfällt.
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Der
Zylinder 10 mit dem Sensorbefestigungsmechanismus 100 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
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Ein
Druckfluid (bspw. Luft) wird von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle
dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a zugeführt. Das
dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a zugeführte Druckfluid
wird über
den Durchgang 32a in die erste Zylinderkammer 22a eingeführt. Dementsprechend
wird der Kolben 24 zu der zweiten Zylinderkammer 22b gedrückt.
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Wenn
der Kolben 24 unter der Wirkung des Druckfluides an der
Verschiebungsendposition ankommt, wird das Magnetfeld des an dem
Kolben 24 angebrachten Magneten 60 durch das nicht
dargestellte Detektionselement des Positions-Detektionssensor 110 festgestellt.
Der Positions-Detektionssensor 110 gibt das Detektionssignal über den
Leitungsdraht 126 an das externe Gerät, bspw. eine nicht dargestellte
Steuerung, weiter.
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Wenn
die Zufuhr des Druckfluides von dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a durch Umschalten
eines nicht dargestellten Richtungskontrollventils zu dem zweiten
Druckfluideinlass/auslassanschluss 12b umgeschaltet wird,
wird der Kolben 24 in der der oben beschriebenen Richtung
entgegengesetzten Richtung verschoben und zu der Ursprungsposition
zurückgeführt. Somit
vollzieht der Kolben 24, der in dem Zylinderrohr 14 aufgenommen ist,
eine hin- und hergehende Bewegung entlang der Zylinderkammer 22.
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Wenn
der Zylinder 10, der mit Hilfe des Sensorbefestigungsmechanismus 100 mit
dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet ist, bspw.
an einer nicht dargestellten Lebensmittelverarbeitungsmaschine angebracht
wird, um bspw. einen Waschvorgang durchzuführen, so tropft jegliche Flüssigkeit, die
an den Außenflächen des
Zylinderrohres 14 und des Sensorbefestigungsmechanismus 100 haftet, einfach
ab und fällt
herab. Es ist möglich,
das Auftreten von Flüssigkeitsbecken
an den Außenflächen des
Zylinderrohres 14 und des Sensorbefestigungsmechanismus 100 zuverlässig zu
vermeiden, da die gesamte äußere Umfangsfläche des
Zylinderrohres 14 in Umfangsrichtung durch die konvex gekrümmten Oberflächen und
die ersten bis dritten abgefasten Abschnitte 42, 44, 46,
die nach außen
konvex sind, gebildet wird, und da der Halter 112, das
Schienenelement 106 und andere Komponenten des Sensorbefestigungsmechanismus 100 durch
die abgefasten Bereiche 118 gebildet werden, die jeweils
den festgelegten Krümmungsradius
aufweisen.
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Wie
oben beschrieben wurde, hat der Zylinder 10, der mit Hilfe
des Sensorbefestigungsmechanismus 100 mit dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet
ist, eine solche Kontur, dass sich Flüssigkeit kaum an der äußeren Oberfläche hält und dass
haftende Flüssigkeit
spontan abtropft und herabfällt.
Dadurch ist es möglich,
die Verbreitung verschiedenster Keime und damit hygienische Probleme zu
vermeiden.
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Außerdem kann
die Position des Halters 112 mit dem Halteabschnitt 122 in
gewünschter
Weise in Axialrichtung des Schienenelementes 106 (in Hubrichtung
des Zylinders 110) eingestellt werden, indem der Sechskantbolzen 108 des
Halters 112 gelöst wird.
Hierbei wird der Halter 112 entlang des Schienenelementes 106 verschoben.
Dadurch ist es möglich,
die Positionseinstellung entsprechend der gesamten Länge des
Schienenelementes 106 vorzusehen.
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Wenn
der Sensorbefestigungsmechanismus 100 nicht verwendet wird,
können
die Gewindeöffnungen,
die an der Seitenfläche 38b des
Zylinders 10 ausgebildet sind, durch nicht dargestellte
Mittel, bspw. durch mit Dichtscheiben versehene Bolzen, verschlossen
werden.
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Wie
in 4 dargestellt ist, verwendet der Zylinder 10 das
Dichtelement 62, das vorab mit einer Drucktoleranz versehen
wurde, so dass es unter Druck zwischen die innere Umfangsfläche 66 des
Zylinderrohres 14 und den an der äußeren Umfangsfläche der
Stangenabdeckung 18 ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 64 eingepresst
werden kann. Bei dem in 5 gezeigten Fall eines Zylinders 78 gemäß dem Vergleichsbeispiel,
bei dem ein O-Ring 76 mit kreisförmigem Querschnitt an einem
Verbindungsabschnitt zwischen einem Zylinderrohr 72 und einer
Stangenabdeckung 74 angebracht ist, kann dagegen die Flüssigkeit
oder dgl. über
den Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 72 und der
Stangenabdeckung 74 von außen bis zu dem Bereich eintreten,
an dem der O-Ring 76 angebracht ist, und durch die Flüssigkeit
oder dgl. können
verschiedenste Keime verbreitet werden.
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Mit
anderen Worten dient der O-Ring 76, der bei dem Vergleichszylinder 78 vorgesehen
ist, lediglich dazu, eine Leckage von Luft in der Zylinderkammer
nach außen
zu vermeiden. Die Flüssigkeit,
die über
den Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 72 und
der Stangenabdeckung 74 eintritt, kann weiter bis zu dem
Bereich eintreten, an dem der O-Ring 76 angebracht ist.
Somit können
sich verschiedenste Keime durch die Flüssigkeit leicht verbreiten.
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Bei
dem Fall des Zylinders 10, wie er in 4 dargestellt
ist, wird dagegen die Abdichtung durch den eingepressten Abschnitt 68 des
Dichtelementes 62 zuverlässig gewährleistet. Dadurch ist es möglich, jeglichen
Eintritt von Flüssigkeit
oder dgl. von außen über den
Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 14 und der
Stangenabdeckung 18 in das Zylinderrohr 14 zu
verhindern. Dadurch kann die Verbreitung verschiedenster Keime,
die ansonsten durch die in das Zylinderrohr 14 eintretende
Flüssigkeit
oder dgl. bewirkt würde,
verhindert werden. Auch unter diesem Gesichtspunkt werden Hygieneprobleme
vermieden.
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Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde beispielhaft anhand eines Zylinders 10 erläutert, der
mit dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet ist.
Es besteht jedoch keine Einschränkung
hierauf. Es versteht sich vielmehr, dass die vorliegende Erfindung
auch auf verschiedene andere fluidbetätigte Vorrichtungen, bspw.
nicht dargestellte Linearstellglieder und elektrische Stellglieder angewandt
werden kann.
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Als
nächstes
wird ein Sensorbefestigungsmechanismus 140 gemäß einer
anderen Ausführungsform
mit Bezug auf die 11 bis 14 erläutert. Bei
der unten beschriebenen Ausführungsform werden
die gleichen Aufbauelemente wie bei dem Sensorbefestigungsmechanismus 100 gemäß 1 durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre erneute detaillierte
Beschreibung wird verzichtet.
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Bei
dem Sensorbefestigungsmechanismus 140 gemäß der weiteren
Ausführungsform
ist eine Gummiauskleidung 142a (Dichtelement) zwischen einem
ersten Gehäuse 120a und
einem zweiten Gehäuse 120b,
die als zwei getrennte Teile aufgebaut sind, angeordnet. In einer
Aussparung eines Halters 112 (erstes Gehäuse 120a und
zweites Gehäuse 120b)
ist eine Gummiauskleidung 142b (Dichtelement) vorgesehen,
um die äußere Umfangsfläche eines
Stangenelements 106 zu umgeben (vgl. 14).
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Bei
dem oben beschriebenen Sensorbefestigungsmechanismus 140 ist
eine Dichtung 144 (Dichtelement), die bspw. aus hartem
Gummi besteht, in einer Öffnung
eines Loches 109 angebracht, an dem der Positions-Detektionssensor 110 befestigt
ist (vgl. 11 bis 13).
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Der
Sensorbefestigungsmechanismus 140 weist aufgrund der Gummiauskleidungen 142a, 142b und
der Dichtung 144, die wie oben beschrieben als Dichtelemente
dienen, folgende Vorteile auf. Zunächst ist es möglich, den
Eintritt jeglicher Flüssigkeit zuverlässig zu
verhindern. Außerdem
ist es möglich, die
Abdichtung zwischen dem Schienenelement 106 und dem Halter 112,
der außen
auf das Schienenelement 106 aufgesetzt ist, zu verbessern.
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Nachfolgend
wird ein Sensorbefestigungsmechanismus 150 gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
mit Bezug auf die 15 bis 17 erläutert.
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Bei
dem Sensorbefestigungsmechanismus 150 gemäß dieser
weiteren Ausführungsform
ist eine durchtretende lange Nut 152 mit kreisbogenförmigem Querschnitt
anstelle des Loches 109 für den Halterabschnitt 122 vorgesehen.
Der Sensorbefestigungsmechanismus 150 hat durch die oben
beschriebene durch gehende lange Nut 152 den Vorteil, dass
in einem Zustand, in dem der Halter 112 an einer gewünschten
Position an dem Schienenelement 106 befestigt ist, die
Position des Positions-Detektionssensors 110 selbst entlang
der Langnut 152 fein eingestellt werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Querschnitt der Langnut 152 nicht auf die kreisbogenförmige Gestalt
beschränkt.
Vielmehr kann der Querschnitt auch nicht kreisförmig sein, um eine Drehung des
Positions-Detektionssenors 110 in Umfangsrichtung zu verhindern.
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Die übrigen Wirkungsweisen
und Funktionen der Sensorbefestigungsmechanismen 140, 150 sind die
gleichen wie bei dem in 1 gezeigten Sensorbefestigungsmechanismus 100.