DE102006018088A1

DE102006018088A1 - Führungsmechanismus für Zylindervorrichtung

Info

Publication number: DE102006018088A1
Application number: DE102006018088A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tsukuba Naruse; Kazuhiro Tsukuba Iida
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: US7490991B2; CN1854536A; KR20060110239A; JP2006300185A; JP4587103B2; US20060233474A1; KR100720104B1; TW200700646A; DE102006018088B4; CN100406751C; TWI290197B

Abstract

Ein Gleiter (14) ist über einen Führungsmechanismus (24) in einer Axialrichtung an Führungsabschnitten (38a, 38b) eines Zylinderrohres (12) verschiebbar. Ein erstes elastisches Element (152) ist zwischen einem ersten Lagertragelement (86) des Führungsmechanismus (24) und einem Halteabschnitt (70a) des Gleiters (14) angeordnet. Ein Lager (72), das in dem ersten Lagertragelement (86) angebracht ist, wird kontinuierlich zu dem Führungsabschnitt (38a) gepresst. Ein zweites Lagertragelement (150) ist über ein zweites elastisches Element (154) zwischen dem Führungsabschnitt (38b) und einem anderen Halteabschnitt (70b) des Gleiters (14) angebracht. Ein Lager (72), das an dem zweiten Lagertragelement (150) vorgesehen ist, wird durch eine Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes (154) zu dem Führungsabschnitt (38b) gepresst.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Führungsmechanismus für eine Zylindervorrichtung zur beweglichen Halterung und Führung eines Verschiebungselementes der Zylindervorrichtung relativ zu einem Zylindergrundkörper.
Eine Zylindervorrichtung, bspw. ein stangenloser Zylinder, wird als Mittel zum Transportieren eines Werkstücks eingesetzt. Ein solcher stangenloser Zylinder umfasst einen Kolben, der in einem Zylindergrundkörper verschiebbar ist, und ein Kolbenjoch, das mit dem Kolben verbunden ist und durch einen an einer oberen Fläche des Zylindergrundkörpers ausgebildeten Schlitz von außen zugänglich ist. An dem Kolbenjoch ist ein Gleiter installiert. Der Gleiter ist durch Verschiebung des Kolbens in axialer Richtung des Zylindergrundkörpers verschiebbar, um das Werkstück zu transportieren.
Bei dem oben beschriebenen stangenlosen Zylinder kann jedoch in manchen Situationen eine Lücke, die durch Größenabweichungen der jeweiligen Elemente hervorgerufen wird, zwischen dem Zylindergrundkörper und dem Gleiter auftreten, wobei die Lücke durch Dimensionsabweichungen der Elemente, einschließlich bspw. der Gleiters, des Kolbens und des Zylindergrundkörpers bewirkt wird, wenn diese zusammengesetzt werden. In einer solchen Situation besteht die Befürchtung, dass eine Lockerung oder Spiel auftritt, wenn der Gleiter entlang des Zylindergrundkörpers verschoben wird.

Es ist eine Zylindervorrichtung bekannt, die einen Führungsmechanismus aufweist, der das oben beschriebene Spiel in dem Gleiter vermeiden kann. Wie in 11 dargestellt ist, umfasst die Zylindervorrichtung ein Kolbenjoch 3, das mit einem Kolben verbunden ist und in ein Zylinderrohr 2 eingesetzt ist. Eine obere Fläche 2a des Zylinderrohres 2 ist so geneigt, dass sich seine Höhe von einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Zylinderrohres 2 in Breitenrichtung allmählich verringert, wobei ein Schlitz 4 dazwischen vorgesehen ist.

Ein erstes Gleitelement 7, das mit Hilfe einer Schraube 6a, die mit einem Gleiter 5 verschraubt ist, in Breitenrichtung des Zylindervorrichtung 1 verschiebbar ist, ist zwischen der oberen Fläche 2a des Zylinderrohres 2 und einer unteren Fläche 5a des Gleiters 5 vorgesehen. Andererseits ist in der gleichen Weise wie oben beschrieben ein zweites Gleitelement 8 zwischen einem unteren Seitenbereich des Zylinderrohres 2 und dem Gleiter 5 vorgesehen.

Die ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8, die zwischen der oberen Fläche 2a des Zylinderrohres 2 und der unteren Fläche 5a des Gleiters 5 vorgesehen sind, dienen als Lager, wenn der Gleiter 5 in axialer Richtung verschoben wird. Die ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8 werden verschoben, indem sie durch Einschrauben der Schrauben 6a, 6b in Breitenrichtung der Zylindervorrichtung 1 gepresst werden. Die ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8 liegen an der oberen Fläche 2a des Zylinderrohres 2 und der unteren Fläche 5a des Gleiters 5 an, um diese mit festgelegten Drücken zu beaufschlagen. Dementsprechend kann die Lücke zwischen diesen Elementen vermieden werden, indem der Abstand zwischen dem Zylinderrohr 2 und dem Gleiter 5 eingestellt wird, um ein Spiel des Gleiters 5 relativ zu dem Zylinderrohr 2 zu vermeiden (vgl. bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-349509).

Der Führungsmechanismus der Zylindervorrichtung 1, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-349509 beschrieben ist, ist so aufgebaut, dass Druckkräfte, die durch die ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8 auf das Zylinderrohr 2 und den Gleiter 5 ausgeübt werden, angepasst werden, indem die Drehmenge (bspw. das Befestigungsdrehmoment) der Schrauben 6a, 6b, die die Verschiebung der ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8 in Breitenrichtung bewirken, eingestellt wird. Es wird jedoch angenommen, dass der Verschiebungsweg der ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8, d.h. die auf das Zylinderohr 2 und den Gleiter 5 ausgeübte Druckkraft, sich plötzlich ändern kann, wenn die Schrauben 6a, 6b gedreht werden.

Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Gleitelemente 7, 8, die als Lager dienen, mit einer festgelegten Druckkraft gegen das Zylinderrohr 2 und den Gleiter 5 gepresst werden, ist daher lediglich ein kleiner Einstellbereich für eine gewünschte Druckkraft möglich und reproduziere Ergebnisse sind nicht einfach erreichbar. Außerdem ist ein Facharbeiter erforderlich, um den Einstellvorgang vorzunehmen.

Die Dimensionsabweichungen der jeweiligen Elemente, bspw. des Zylinderrohres 2, des Gleiters 5, des Kolbens und des Kolbenjochs 3, unterscheiden sich in Abhängigkeit von der tatsächlich verwendeten Zylindervorrichtung 1. In einer solchen Situation ist es notwendig, dass der Einstellvorgang zum Einstellen der Lücke bei jeder Zylindervorrichtung 1 vorgenommen wird, nachdem der Zusammenbau der Zylindervorrichtung 1 abgeschlossen ist. Es ist notwendig, dass der Einstellvorgang durch einen Bediener vorgenommen wird, indem die Schrauben 6a, 6b gedreht werden, wobei der Zustand der in der Zylindervorrichtung 1 auftretenden Lücke beobachtet wird. Dadurch wird der Einstellvorgang, der für jede Zylindervorrichtung 1 vorgenommen werden muss, kompliziert. Dadurch kann die Produktionseffizienz der Zylindervorrichtung 1 nicht messbar verbessert werden.

Wenn die Zylindervorrichtung 1 längere Zeit eingesetzt wird, kann an den ersten und zweiten Gleitelementen 7, 8, die an dem Gleiter 5 vorgesehen sind, durch den kontinuierlichen Kontakt mit dem Zylinderrohr 2 ein Verschleiß oder Abrieb auftreten, was zu einer Veränderung der Relativpositionen zwischen dem Gleiter 5 und dem Zylinderrohr 2 führt, trotz Bemühungen, die Positionsbeziehungen durch die ersten und zweiten Gleitelemente 7, 8 einzustellen und zu fixieren. Als Folge hiervon kann erneut eine Lücke zwischen dem Gleiter 5 und dem Zylinderrohr 2 auftreten, welche das oben beschriebene Spiel bewirkt. Dadurch ist es notwendig, den Einstellvorgang wiederholt vorzunehmen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Führungsmechanismus für eine Zylindervorrichtung, die es ermöglicht, ein Spiel (Nachlauf) eines Verschiebungselementes mit Hilfe eines bequemen Einstellmechanismus zu vermeiden, so dass eine gleichmäßige Verschiebung des Verschiebungselementes unter gleichzeitiger Verbesserung der Produktionseffizienz ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung mit einem Führungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist ein Längsschnitt in axialer Richtung der Zylindervorrichtung gemäß 1,
3 ist eine perspektivische Explosionsteildarstellung der Zylindervorrichtung gemäß 1,
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Riemenführungsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1,
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Führungsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1,
6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Gleiters der Zylindervorrichtung gemäß 1, gesehen von einer unteren Position,
7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in 1,
8 ist ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 1,
9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in 7,
10 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X in 7, und
11 ist ein Schnitt durch eine Zylindervorrichtung mit einem Führungsmechanismus gemäß dem Stand der Techik.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Zylindervorrichtung mit einem Führungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst die Zylindervorrichtung 10 ein Zylinderrohr (Zylindergrundkörper) 12, das in axialer Richtung längs gestreckt ist, einen Gleiter (Verschiebungselement) 14, der an dem Zylinderrohr 12 angebracht ist und in axialer Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und ein Paar von Endblöcken 16a, 16b, die an den jeweiligen Enden des Zylinderrohres 12 angebracht sind.
Die Zylindervorrichtung 10 umfasst außerdem einen Riemenführungsmechanismus 22 (vgl. 2), der einen oberen Riemen 18 und einen unteren Riemen 20 (vgl. 7 und 8), die in dem Zylinderrohr 12 angebracht sind, führt, und einen Führungsmechanismus 24 (vgl. 7 und 8), der zwischen dem Gleiter 14 und dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist und den Gleiter 14 gleichmäßig relativ zu dem Zylinderrohr 12 führt.
Wie in den 3 und 7 dargestellt ist, ist ein Bohrungsabschnitt 26, der einen im Wesentlichen rautenförmigen Querschnitt aufweist, in axialer Richtung in dem Zylinderrohr 12 ausgebildet. Ein Schlitz 28, der in axialer Richtung offen ist, ist an einer oberen Fläche des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Der Bohrungsabschnitt 26 kommuniziert über den Schlitz 28 mit der Umgebung.
Der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20, welche den Schlitz 28 durch Verschließen des Schlitzes 28 sowohl in vertikal aufwärts als auch abwärts gerichteten Richtungen abdichten, sind an dem Schlitz 28 des Zylinderrohres 12 angebracht. Der obere Riemen 28 besteht bspw. aus einem blechförmigen metallischen Material. Der untere Riemen 20 besteht bspw. aus einem Harzmaterial.
Zwei magnetische Elemente 32 (bspw. Permanentmagnete) sind in Befestigungsnuten 30 angebracht und erstrecken sich an beiden Seiten des Schlitzes 28 in axialer Richtung. Der obere Riemen 18 wird durch magnetische Kräfte, die durch die magnetischen Elemente 32 erzeugt werden, angezogen, und der Schlitz 28 wird an seinem oberen Bereich verschlossen. Dementsprechend wird der Eintritt von Staub oder dgl. über den Schlitz 28 in das Innere des Zylinderrohres 12 verhindert.
Beide Enden des oberen Riemens 18 und des unteren Riemens 20 sind an dem Paar von Endblöcken 16a, 16b befestigt, die an beiden Enden des Zylinderrohres 12 angebracht sind (vgl. 2).
Zwei Bypassdurchgänge 34a, 34b, die sich in axialer Richtung erstrecken, sind in der Nähe des Bohrungsabschnitts 26 des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Die Bypassdurchgänge 34a, 34b weisen von dem Bohrungsabschnitt 26 festgelegte Abstände auf. Eine konzentrierte Verrohrung (nicht dargestellt), durch welche des Druckfluid fließt, ist an die Bypassdurchgänge 34a, 34b angeschlossen.
Andererseits ist ein Paar (oder mehrere Paare) von Sensorbefestigungsnuten 36, die sich in axialer Richtung erstrecken, an beiden Seitenflächen des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Ein Positionserfassungssensor (nicht dargestellt) ist in der Sensorbefestigungsnut 36 angebracht, um die Verschiebungsposition des Kolbens 40a, 40b in später beschriebener Weise zu erfassen.
Zwei Führungsabschnitte 38a, 38b, die jeweils um eine festgelegte Höhe nach oben vorstehen und voneinander einen festgelegten Abstand in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) senkrecht zu der Achse des Schlitzes 28 aufweisen, sind an der oberen Fläche des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Die Führungsabschnitte 38a, 38b erstrecken sich in axialer Richtung des Zylinderrohres 12. Der Gleiter 14 steht in Eingriff mit den Führungsabschnitten 38a, 38b, um sich mittels des Führungsmechanismus in axialer Richtung zu verschieben.
Die Führungsabschnitte 38a, 38b sind so ausgebildet, dass sie um einen festgelegten Winkel in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) geneigt sind, wobei sie von dem Schlitz 28 des Zylinderrohres 12 beabstandet sind. Die Führungsabschnitte 38a, 38b sind so geformt, dass obere Flächen der Führungsabschnitte 38a, 38b im Wesentlichen horizontal verlaufen. Mit anderen Worten sind die Führungsabschnitte 38a, 38b so ausgebildet, dass sie in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) des Zylinderrohres 12 um die Mitte des Schlitzes 28 im Wesentlichen symmetrisch geformt sind. Die Führungsabschnitte 38a, 38b haben im Wesentlichen die gleichen Höhen.
Wie in 2 dargestellt ist, sind zwei Kolben 40a, 40b, die eine zu der Querschnittsform des Bohrungsabschnitts 26 komplementäre Form aufweisen, hin und her beweglich in den Bohrungsabschnitt 26 des Zylinderrohres 12 eingesetzt. Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, ist an einem Ende jedes der Kolben 40a, 40b ein Vorsprung 42 ausgebildet. Ein ringförmiges Dichtelement 44 ist an der Umfangskante des Vorsprungs 42 angebracht. Wenn die Kolben 40a, 40b in den Bohrungsabschnitt 26 des Zylinderrohres 12 eingesetzt werden, werden dementsprechend Räume zwischen den Kolben 40a, 40b und der Innenwandfläche des Bohrungsabschnitts 26 durch die Dichtelemente 44 abgedichtet und die Luftdichtigkeit in dem Bohrungsabschnitt 26 wird gewährleistet.
Wie in 4 dargestellt ist, sind Schaftabschnitte 46, die zu den Endblöcken 16a, 16b vorstehen, an den Vorsprüngen 42 der Kolben 40a, 40b vorgesehen.
Ein Kolbenjoch 50 ist zwischen dem einen Kolben 40a und dem anderen Kolben 40b über Verschleißringe 48a, 48b angeordnet. Das Kolbenjoch 50 ist integral mit den Kolben 40a, 40b verbunden. Das Kolbenjoch 50 wird bspw. durch Pressen eines Plattenelementes hergestellt. Das Kolbenjoch 50 umfasst einen Einsetzabschnitt 52, der zwischen den Kolben 40a, 40b angeschlossen ist und einen im Wesentlichen rautenförmigen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt des Bohrungsabschnitts 26 aufweist, und einen Jochabschnitt 54, der oberhalb des Einsetzabschnitts 52 eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt aufweist.
Wie in den 7 und 8 dargestellt ist, wird das Kolbenjoch 50 auf folgende Weise installiert. Der Einsetzabschnitt 52 wird in der gleichen Weise wie die Kolben 40a, 40b in den Bohrungsabschnitt 26 eingesetzt. Ein Verbindungsbereich zwischen dem Einsetzabschnitt 52 und dem Jochabschnitt 54 wird in den Schlitz 28 eingesetzt, so dass der Jochabschnitt 54 an der oberen Seite des Zylinderrohres 12 angeordnet ist.
Die Breite des Jochabschnitts 54 ist auf eine festgelegte Breite in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) des Zylinderrohres 12 erweitert. Der Gleiter 14 ist an dem Jochabschnitt 54 angebracht. Wie in 4 gezeigt ist, ist andererseits eine Eingriffsnut 56, die sich in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) erstreckt, an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Jochabschnitts 54 ausgebildet. Ein im Wesentlichen scheibenförmiger Koppler 58 ist in der rechteckigen Eingriffsnut 56 mittels eines Eingriffselementes 60 angebracht.
Die äußere Wandfläche des Kopplers 58 besteht aus einem Paar gekrümmter Oberflächenabschnitte 62 mit dem gleichen Durchmesser und einem Paar fla cher Oberflächenabschnitt 64, die im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres ausgebildet sind. Mit anderen Worten hat die Außenwandfläche des Kopplers 58 eine gekrümmte Oberfläche mit dem gleichen Durchmesser, die durch ein Paar von flachen Oberflächenabschnitten 64, die im Wesentlichen parallel und im Wesentlichen symmetrisch zu der Achse des Zylinderrohres 12 ausgebildet sind, unterteilt werden. Die unterteilten gekrümmten Oberflächen sind jeweils als ein Paar gekrümmter Oberflächenabschnitte 62 aufgebaut.
Wenn der Koppler 58 an dem Kolbenjoch 50 angebracht wird, sind somit die gekrümmten Oberflächenabschnitte 62 an jeweiligen Seiten der Endblöcke 16a, 16b angeordnet, und die flachen Oberflächenabschnitte 64 sind im Wesentlichen parallel zu Seitenflächen des Zylinderrohres 12 angeordnet.
Das Eingriffselement 60 ist an der unteren Fläche des Kopplers 58 angebracht, so dass das Eingriffselement 60 im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres 12 verläuft. Das Eingriffselement 60 wird mit zwei Bolzen 66 an dem Koppler 59 befestigt.
Außerdem sind abgeschrägte Abschnitte 68, die jeweils um einen festgelegten Winkel (bspw. 45°) in Umfangsrichtung des Kopplers 58 geneigt sind, an Grenzbereichen zwischen der oberen Fläche und den gekrümmten Oberflächenabschnitten 62 des Kopplers 58 ausgebildet.
Wie in den 5 bis 8 dargestellt ist, hat der Gleiter 14 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Eine Kopplereinsetzöffnung 14a ist an der Seite einer unteren Oberfläche gegenüber dem Zylinderrohr 12 ausgebildet. Der Koppler 58, der an dem Kolbenjoch 50 angebracht ist, wird in die Kopplereinsetzöffnung 14a eingesetzt. Die Form der Kopplereinsetzöffnung 14a ist in radialer Richtung etwas größer als die des Kopplers 58. Dementsprechend wird der Gleiter 14 integral an dem oberen Bereich des Kopplers 58 angebracht.
Bei dieser Anordnung umfasst der Gleiter 14 ein Paar von Halteabschnitten 70a, 70b, die vertikal nach unten vorstehen und die an beiden Seiten des Gleiters 14 in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) ausgebildet sind. Die Halteabschnitte 70a, 70b treten über den darin vorgesehenen Führungsmechanismus 24 in Eingriff mit den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12. Somit wird der Gleiter 14 mit Hilfe des Kopplers 58 und des Kolbenjochs 50 integral mit den Kolben 40a, 40b verbunden. Der Gleiter 14 ist in axialer Richtung verschiebbar, wobei er durch die Führungsabschnitte 38a, 38b geführt wird, wenn die Kolben 40a, 40b in axialer Richtung verschoben werden.
Wie in den 5 bis 8 dargestellt ist, sind Haltenuten 74, in denen Lager 72 gehalten werden, an der unteren Fläche des Gleiters 14 an Positionen gegenüber den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Die Haltenuten 74 sind jeweils in axialer Richtung ausgebildet. Die Haltenuten 74 sind als Vertiefungen ausgebildet, wobei ihr Querschnitt im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgestaltet ist. Außerdem sind zwei tiefe Nuten 76 (vgl. 6), die tiefer sind als die Haltenuten 74, an beiden Enden des Gleiters 14 in axialer Richtung ausgebildet.
Wie in 5 dargestellt ist, sind die Lager 72, die jeweils ein Paar von an ihren beiden Enden vorstehenden Flanschabschnitten 78 aufweisen, in den Haltenuten 74 angebracht. Die Flanschabschnitte 78 greifen in die tiefen Nuten 76 der Haltenuten 74 ein. Die Lager 72 sind so ausgebildet, dass ihr Abstand in axialer Richtung zwischen dem einen Flanschabschnitt 78 und dem anderen Flanschabschnitt 78 größer ist als der Abstand zwischen dem Paar tiefer Nuten 76. Dadurch sind die Lager 72 so in den Haltenuten 74 angeordnet, dass sie etwas in axialer Richtung verschiebbar sind.
Die Lager 72 sind somit zwischen den unteren Flächen des Gleiters 14 und den oberen Flächen der Führungsabschnitte 38a, 38b des Zylinderrohres 12 angeordnet. Dadurch kann der Gleiter 14 gleichmäßig entlang der Gleitflächen zwischen dem Gleiter 14 und den Führungsabschnitten 38a, 38b verschoben werden.
Vorsprünge 162, die jeweils zu den Endblöcken 16a, 16b vorstehen, sind an Endflächen der Flanschabschnitte 78 ausgebildet. Wenn die Flanschabschnitte 78 in die tiefen Nuten 76 eingreifen, greifen die Vorsprünge 162 in Aussparungen 164, die an Endflächen des Gleiters 14 ausgebildet sind, ein. Dementsprechend werden die Lager 72 an einem Lösen aus den Haltenuten 74 gehindert.
Wie in 1 dargestellt ist, sind an beiden Endflächen des Gleiters 14 über Bolzen 82 Abdeckelemente 80 angebracht, so dass beide Endflächen dadurch abgedeckt werden. Befestigungselemente 84 sind an im Wesentlichen zentralen Bereichen der Abdeckelemente 80 vorgesehen. Die Befestigungselemente 84 stehen etwas von den Endflächen der Abdeckelemente 80 zu den Endblöcken 16a, 16b vor (vgl. 2). Wenn bspw. ein nicht dargestellter Stoppermechanismus an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist, um die Verschiebung zu regulieren, wenn die Endfläche des Gleiters 14 an dem Stoppermechanismus anschlägt, kann daher der Stoß, der beim Kontakt zwischen dem Gleiter 14 und dem Stoppermechanismus bewirkt wird, durch das Befestigungselement 84 gedämpft werden.
Wenn die Abdeckelemente 80 aus flexiblen elastischen Elementen (bspw. Gummi) gebildet werden, können die Abdeckelemente 80 flexibel gebogen werden, um sie an den Endflächen des Gleiters 14 anzubringen, nachdem der Gleiter 14 an dem Zylinderrohr 12 angebracht wurde. Mit anderen Worten ist es bei der Montage des Gleiters 14 an dem Zylinderrohr 12 nicht notwendig, die Abdeckelemente 80 vorab an dem Gleiter 14 anzubringen. Dadurch können die Abdeckelemente 80 einfacher angebracht werden.
Staubentfernungselemente (nicht dargestellt) können integral an unteren Oberflächen der Abdeckelemente 80 ausgebildet sein, so dass die Staubentfernungselemente der oberen Fläche des Zylinderrohres 12 gegenüberliegen. Dementsprechend kann der Eintritt von Staub oder dgl. durch Lücken zwischen dem Zylinderrohr 12 und den Abdeckelementen 80 in den Gleiter 14 vermieden werden.
Außerdem können Schmierelemente (bspw. poröse Elemente), die ein Schmiermittel enthalten, in den Abdeckelementen 80 an Endflächen, die an den Seiten des Gleiters 14 angebracht sind, vorgesehen sein. Dementsprechend können die Schmierelemente dazu eingesetzt werden, die Führungsabschnitte 38a, 38b des Zylinderrohres 12, über welche die Lager 72 gleitend verschoben werden, kontinuierlich zu schmieren. Als Folge hiervon wird der Gleitwiderstand bei der Verschiebung der Lager 72 reduziert. Dadurch kann der Gleiter 14 gleichmäßiger relativ zu dem Zylinderrohr 12 verschoben werden.
Der Gleiter 14 hat eine Vielzahl von (bspw. drei) Durchgangsöffnungen 90, die in einem Halteabschnitt 70a ausgebildet sind. Befestigungsbolzen (Befestigungselemente) 88 sind in die Durchgangsöffnungen 90 eingesetzt, um daran ein erstes Lagertragelement (Halteelement) 86 des Führungsmechanismus 24, wie es später beschrieben wird, zu befestigen. Die Durchgangsöffnungen 90 weisen voneinander festgelegte Abstände in Axialrichtung des Gleiters 14 auf. Außerdem sind die Durchgangsöffnungen um einen festgelegten Winkel geneigt, so dass die Durchgangsöffnungen 90 im Wesentlichen parallel zu der Seitenfläche (Gleitkontaktfläche) 91a des Führungsabschnitts 38a verlaufen, wenn der Gleiter 14 an dem Zylinderrohr 12 angebracht ist.
Bereiche, die in der Nähe der Durchgangsöffnungen 90 angeordnet sind, sind gegenüber der Seitenfläche des Gleiters 14 um eine festgelegte Tiefe zurückgesetzt. Wenn die Befestigungsbolzen 88 in die Durchgangsöffnungen 90 eingesetzt werden, um das erste Lagertragelement 86 des Führungsmechanismus 24 zu befestigen, stehen daher die Befestigungsbolzen 88 nicht von der Seitenfläche des Gleiters 14 vor.
Wie in 7 gezeigt ist, hat der Halteabschnitt 70a eine Vielzahl von Gewindelöchern 94 mit darin eingeschraubten Stopfen 92, die an Positionen unterhalb der Durchgangsöffnungen 90 angeordnet sind. Die Gewindelöcher 94 sind um einen festgelegten Winkel geneigt, so dass die Gewindelöcher 94 im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a des Zylinderrohres 12 verlaufen, wenn der Gleiter 14 an dem Zylinderrohr 12 angebracht ist. Somit sind die Gewindelöcher 94 im Wesentlichen senkrecht zu den Durchgangsöffnungen 90 ausgebildet.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, sind die Endblöcke 16a, 16b an beiden Enden des Zylinderrohres 12 vorgesehen, so dass die Öffnungen des Bohrungsabschnitts 26 hierdurch verschlossen werden. Gewindeelemente 98 sind in Gewindelöcher 96 in den Endblöcken 16a, 16b eingesetzt. Die Gewindeelemente 98 sind in Gewindelöcher 99 des Zylinderrohres 12 eingeschraubt. Dementsprechend werden die Endblöcke 16a, 16b integral an dem Zylinderrohr 12 angebracht.
Wie in 2 dargestellt ist, weisen die Endblöcke 16a, 16b Löcher 100 auf, die an oberen Bereichen zum Einsetzen des oberen Riemens 18 und des unteren Riemens 20 ausgebildet sind. Die Enden des oberen Riemens 18 und des unteren Riemens 20 werden über zwei Paare von Befestigungsschrauben 104 und mit Hilfe von Befestigungselementen 102, die in die Löcher 100 eingesetzt werden, befestigt.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, sind eine erste Anschlussöffnung 106 und eine zweite Anschlussöffnung 108, die über ein Wegeventil (nicht dargestellt) mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden sind, an Seitenflächen der Endblöcke 16a, 16b ausgebildet. Ein Druckfluid (bspw. Druckluft) wird wahlweise von der Druckfluidzufuhrquelle dem ersten oder zweiten Anschluss 106, 108 zugeführt. Die ersten und zweiten Anschlüsse 106, 108 kommunizieren jeweils über nicht dargestellte Durchgänge in den Endblöcken 16a, 16b oder über Bypassdurchgänge 34a, 34b in dem Zylinderrohr 12 mit Zylinderkammern 110a, 110b (vgl. 2) in dem Zylinderrohr 12. Die Zylinderkammern 110a, 110b werden durch den Bohrungsabschnitt 26, die Endblöcke 16a, 16b und die Kolben 40a, 40b begrenzt.
Wie in 1 gezeigt ist, sind äußere Anschlussöffnungen 112 an Endflächen der Endblöcke 16a, 16b ausgebildet. Die äußeren Anschlüsse 112 kommunizieren mit den Zylinderkammern 110a, 110b in dem Zylinderrohr 12 über nicht dargestellte Durchgänge in den Endblöcken 16a, 16b oder über Bypassdurchgänge 34a, 34b in dem Zylinderrohr 12. Dichtschrauben 114 dichten die äußeren Anschlüsse 112 ab.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst jeder der Endblöcke 16a, 16b einen Bremsmechanismus 116, der an der Seite seiner Innenwandfläche gegenüber dem Zylinderrohr 12 angeordnet ist, um die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 40a, 40b abzubremsen.
Der Bremsmechanismus 116 umfasst ein zylindrisches Element 118, das in den Endblöcken 16a, 16b gegenüber den Kolben 40a, 40b angebracht ist. Einsetzöffnungen 120 sind in axialer Richtung in dem zylindrischen Element 118 ausgebildet. Eine ringförmige Kontrolldichtung 122 ist in einer Ringnut an der inneren Umfangsfläche der Einsetzöffnung 120 angebracht. Schaftabschnitte 46, die mit den Kolben 40a, 40b verbunden sind, werden in die Einsetzöffnungen 120 eingesetzt, wenn die Kolben 40a, 40b in axialer Richtung verschoben werden. In dieser Situation legt die Kontrolldichtung 122 an der äußeren Umfangsfläche des Schaftabschnitts 46 an und umgibt diese, um den Strömungsdurchgang von den Zylinderkammern 110a, 110b zu der Einsetzöffnung 120 zu blockieren. Dementsprechend wird Fluid, das in den Zylinderkammern 110a, 110b enthalten ist, mit einer sehr kleinen Durchflussrate über einen nicht dargestellten engen Bypassdurchgang, der einen sehr kleinen Strömungsdurchgang bildet, in die ersten und zweiten Anschlüsse 106, 108 abgeführt. Dadurch wird ein Verschiebungswiderstand erzeugt, wenn die Kolben 40a, 40b verschoben werden. Dementsprechend wird die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 40a, 40b allmählich abgebremst. Das bedeutet, dass der Bremsmechanismus 116 eine Geschwindigkeitssteuerung durchführt, um die Geschwindigkeit der Kolben 40a, 40b allmählich abzubremsen, wenn die Kolben 40a, 40b sich den Endblöcken 16a, 16b annähern.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, umfasst der Riemenführungsmechanismus 22 ein Paar von Führungselementen 124a, 124b, die an oberen Bereichen der Kolben 40a, 40b vorgesehen sind, und Verschleißringe 48a, 48b, die mit den Kolben 40a bzw. 40b verbunden sind. Jedes der Führungselemente 124a, 124b und der Verschleißringe 48a, 48b besteht bspw. aus einem Harzmaterial.
Wie in 4 gezeigt ist, besteht jedes der Führungselemente 124a, 124b aus einem Riemenseparatorabschnitt 126, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt hat, einem Riemenhalteabschnitt 128, der von einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Riemenseparatorabschnitts 126 zu einem Ende vorsteht, und ersten Klauen 130 und zweiten Klauen 132, die an Seiten des Riemenseparatorabschnitts 126 und des Riemenhalteabschnitts 128 vorstehen.
Eine im Wesentlichen rechteckige Riemeneinsetzöffnung 134, in welche der obere Riemen 18 eingesetzt wird, ist zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 126 und dem Riemenhalteabschnitt 128 ausgebildet. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Riemenseparatorabschnitt 126, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist, so ausgeformt, dass der Gleitwiderstand des oberen Riemens 18 und des unteren Riemens 20 nicht übermäßig erhöht wird.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Riemenseparatorabschnitt 126 zwischen dem oberen Riemen 18 und dem unteren Riemen 20, die gekrümmt und vertikal voneinander beabstandet sind, angeordnet. Der obere Riemen 18 wird entlang eines Raumes, der zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 126 und dem Gleiter 14 gebildet wird, geführt. Der untere Riemen 20 wird entlang eines Raumes, der zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 126 und den Kolben 40a, 40b ausgebildet ist, geführt.
Der Riemenhalteabschnitt 128 umfasst einen Vorsprung 136, der um eine festgelegte Länge nach unten vorsteht. Der obere Riemen 18 wird durch den Vorsprung 136 zu dem Zylinderrohr 12 gepresst, so dass sich der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20 einander annähern (vgl. 2).
Wie in 4 dargestellt ist, sind die ersten Klauen 130, die um eine festgelegte Länge nach unten vorstehen, als ein Paar an beiden Seiten des Riemenseparatorabschnitts 126 ausgebildet. Die ersten Klauen 130 sind jeweils in Nuten 138 angebracht, die in dem Jochabschnitt 54 des Kolbenjochs 50 ausgebildet sind. Die zweiten Klauen 132 sind an einer unteren Fläche des Jochabschnitts 54 angebracht. Dementsprechend werden das Kolbenjoch 50 und die Führungselemente 124a, 124b fest und integral miteinander verbunden. Wenn der Gleiter 14 sich bewegt, dient der Riemenseparatorabschnitt 126 dazu, den oberen Riemen 18 und den unteren Riemen 20 voneinander zu trennen, und der Rie menhalteabschnitt 128 dient dazu, den oberen Riemen 18 und den unteren Riemen 20 einander anzunähern.
Wie in 4 gezeigt ist, haben die Verschleißringe 48a, 48b eine Querschnittsform, die der des Bohrungsabschnitts 26 entspricht. Ein im Wesentlichen rechteckiger Ausschnitt 140 ist im Wesentlichen zentral an der oberen Fläche ausgebildet. Ein im Wesentlichen rechteckiger Unterriemenführungsabschnitt 142, der den unteren Riemen 20 führt, ist an einer Endseite des Ausschnitts 140 ausgebildet. Der Unterriemenführungsabschnitt 142 hat ein Ende, das an einer Position in Höhenrichtung im Wesentlichen entsprechend der äußeren Umfangsfläche der Verschleißringe 48a, 48b ausgebildet ist, und ein anderes Ende, das etwas in Abwärtsrichtung gekrümmt ist.
Der Unterriemenführungsabschnitt 142 hat eine gekrümmte Form, so dass sich der Gleitwiderstand nicht übermäßig erhöht, wenn der untere Riemen 20 hierdurch geführt wird (vgl. 2).
In einem Loch an einem Ende der Verschleißringe 48a, 48b ist ein Magnet 144 angebracht. Ein Magnetfeld des Magneten 144 wird durch einen nicht dargestellten Sensor erfasst, der in der Sensorbefestigungsnut 36 des Zylinderrohres 12 angebracht ist (vgl. 1). Dementsprechend kann die Position der Kolben 40a, 40b erfasst werden. Stiftelemente 148 sind in Stiftlöcher 146 der Kolben 40a bzw. 40b eingepresst, so dass die beiden Kolben 40a, 40b jeweils über die Verschleißringe 48a, 48b mit dem Kolbenjoch 50 verbunden werden.
Wie in den 5 bis 8 dargestellt ist, ist der Führungsmechanismus 24 gegenüber den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 in der Nähe der Halteabschnitte 70a, 70b des Gleiters 14 angeordnet. Der Führungsmechanismus 24 umfasst ein erstes Lagertragelement 86, das in einem Halteabschnitt 70a gegenüber einer Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a angeordnet ist, ein zweites Lagertragelement (Halteelement) 150, das in dem anderen Halteabschnitt 70b gegenüber dem Führungsabschnitt 38b angeordnet ist, ein erstes elastisches Element 152, das zwischen dem ersten Lagertragelement 86 und dem Halteabschnitt 70a angeordnet ist und ein zweites elastisches Element 154, das zwischen dem zweiten Lagertragelement 150 und dem Halteabschnitt 70b angeordnet ist.
Das erste Lagertragelement 86 ist in einer Installationsnut 156a, die an der Innenwandfläche des einen Halteabschnitts 70a, welcher über eine Vielzahl von Befestigungsbolzen 88, die in Durchgangsöffnungen 90 in dem Halteabschnitt 70a eingesetzt sind, an dem Gleiter 14 befestigt ist, ausgebildet ist, angebracht.
Das erste Lagertragelement 86 kann aus einem metallischen Material, bspw. Aluminium bestehen. Das erste Lagertragelement 86 liegt derart an, dass das erste Lagertragelement 86 im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche 91a eines Führungsabschnitts 38a verläuft. Die Befestigungsbolzen 88 werden mit dem ersten Lagertragelement 86 verschraubt, so dass die Befestigungsbolzen 88 im Wesentlichen parallel zu der Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a verlaufen. Bei dieser Anordnung wird angestrebt, dass die Anlagefläche zwischen dem Gleiter 14 und dem ersten Lagertragelement 86, welches durch die Befestigungsbolzen 88 gepresst wird, um einen Kontakt zwischen diesen Elementen herzustellen, im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a verläuft.
Das erste Lagertragelement 86 hat eine Haltenut 158, die das Lager 72 hält und an einer Seitenfläche 91a ausgebildet ist, die dem Führungsabschnitt 38a gegenüberliegt. Die Haltenut 158 ist in axialer Richtung des Gleiters 14 ausgebildet, wobei ihre Form im Wesentlichen die gleiche ist wie die Form der Haltenuten 74, die an der unteren Fläche des Gleiters 14 ausgebildet sind. Flanschabschnitte 78 des Lagers 72 greifen in die tiefen Nuten 160, die an beiden Enden des ersten Lagertragelementes 86 ausgebildet sind (vgl. 9), ein. Das bedeutet, dass das Lager 72 zwischen dem ersten Lagertragelement 86 und dem Führungsabschnitt 38a angeordnet ist. Dadurch kann der Gleiter 14 gleichmäßig entlang der Gleitfläche zwischen dem Gleiter 14 und dem Führungsabschnitt 38a verschoben werden.
Wie in 9 gezeigt ist, ist der Abstand L1, der zwischen dem einen Flanschabschnitt 78 und dem anderen Flanschabschnitt 78 des Lagers 72 vorgesehen ist, größer als der Abstand L2 zwischen den tiefen Nuten 160 (L1 > L2). Dadurch ist das Lager 72 innerhalb der Haltenut 158 etwas in axialer Richtung (Richtung der Pfeils A, B) verschiebbar.
Vorsprünge 162, die jeweils zu den Endblöcken 16a, 16b vorstehen, sind an den Endflächen der Flanschabschnitte 78 ausgebildet. Wenn die Flanschabschnitte 78 in die tiefen Nuten 160 eingreifen, greifen die Vorsprünge 162 in Vertiefungen 164, die an den Endflächen des ersten Lagertragelementes 86 ausgebildet sind, ein. Dadurch kann das Lager 72, das in der Haltenut 158 angebracht ist, an einem Lösen aus der Haltenut 158 gehindert werden.
Andererseits umfasst, wie in den 7 bis 9 dargestellt ist, das erste Lagertragelement 86 eine Installationsöffnung 166, die den Gewindelöchern 94, in welche die Befestigungsbolzen 88 eingeschraubt sind, zugewandt ist und die um eine festgelegte Tiefe an der Seitenfläche in Anlage gegen den Halteabschnitt 70a des Gleiters 14 zurückgesetzt ist. Das erste elastische Element 152 wird in dem Installationsloch 166 angebracht.
Das erste elastische Element 152 besteht bspw. aus einer Feder, wie einer Plattenfeder, die an einer Mehrzahl von Positionen wellenförmig gebogen ist, wie es in den 5 und 9 gezeigt ist. Wie in 9 dargestellt ist, ist das erste elastische Element 152 so angeordnet, dass eine Vielzahl von (bspw. drei) Bereichen, die konvex zu dem ersten Lagertragelement 86 ausgebildet sind, an der Innenwandfläche des Installationsloches 166 anliegen, und dass eine Vielzahl von (bspw. vier) Bereichen, die konkav sind, an der Innenwandfläche der Installationsnut 156a des Gleiters 14 anliegen. Insbesondere drängt die elastische Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 das erste Lagertragelement 86 und den Halteabschnitt 70a des Gleiters 14 in Richtungen weg voneinander (s. die Richtung des Pfeils Y1 in 7 und 9).
Außerdem werden Bereiche des ersten elastischen Elementes 152, die an der Innenwandfläche des Installationsloches 166 anliegen, durch eine Vielzahl von (bspw. drei) Stopfen 92 getragen, die in den Halteabschnitt 70a des Gleiters 14 eingeschraubt sind. Die Stopfen 92 sind in die Gewindelöcher 94 eingeschraubt, so dass die Stopfen 92 im Wesentlichen senkrecht zu der Durchgangsöffnung des Gleiters 14 angeordnet sind. Dadurch wird das erste elastische Element 152 in Position gehalten, wobei es durch den Gewindeeingriff der Stopfen 92 zu dem ersten Lagertragelement 80 gepresst wird.
Wie in den 7, 8 und 10 gezeigt ist, besteht das zweite Lagertragelement 150 bspw. aus einem metallischen Material, wie Aluminium. Das zweite Lagertragelement 150 ist in einer Installationsnut 156b, die an dem anderen Halteabschnitt 70b des Gleiters 14 ausgebildet ist, angebracht. Ein Bereich des zweiten Lagertragelementes 150, der in der Installationsnut 156b angebracht ist, ist im Wesentlichen horizontal. Außerdem liegt ein Bereich, der an der Seite des anderen Führungsabschnitts 38b angeordnet ist, im Wesentlichen senkrecht gegen die Seitenfläche (Gleitfläche) 91b des Führungsabschnitts 38b an. Somit ist das zweite Lagertragelement 150 zwischen dem Führungsabschnitt 38b und dem Halteabschnitt 70b des Gleiters 14 angeordnet.
Eine Haltenut 168, in welcher das Lager 72 gehalten wird, ist an der Seitenfläche des zweiten Lagertragelementes 150 gegenüber dem Führungsabschnitt 38b ausgebildet. Die Haltenut 168 erstreckt sich in axialer Richtung des Gleiters 14 und hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die Haltenuten 74, die in der unteren Fläche des Gleiters 14 ausgebildet sind. Die Flanschabschnitte 78 des Lagers 72 greifen jeweils in die tiefen Nuten 170, die an beiden Enden des zweiten Lagertragelementes 150 ausgebildet sind, ein. Dementsprechend ist, wie in den 7 und 8 gezeigt ist, das Lager 72 in einem Anlagezustand im Wesentlichen senkrecht zu dem Führungsabschnitt 38b angeordnet. Dadurch kann der Gleiter 14 gleichmäßig entlang der Gleitfläche zwischen dem Gleiter 14 und dem Führungsabschnitt 38b verschoben werden.
Wie in 10 dargestellt ist, ist der Abstand L3 zwischen dem einen Flanschabschnitt 78 und dem anderen Flanschabschnitt 78 des Lagers 72 größer als der Abstand L4 zwischen den tiefen Nuten 170 (L3 > L4). Dadurch ist das Lager 72 in der Haltenut 168 etwas in axialer Richtung (Richtung der Pfeile A, B) verschiebbar.
Vorsprünge 162, die zu den Endblöcken 16a bzw. 16b vorstehen, sind an Endflächen der Flanschabschnitte 78 ausgebildet. Wenn die Flanschabschnitte 78 in die tiefen Nuten 170 eingreifen, greifen die Vorsprünge 162 in Vertiefungen 164, die an Endflächen des zweiten Lagertragelementes 150 ausgebildet sind, ein. Dadurch kann das Lager 72, das in der Haltenut 168 angebracht ist, an einem Lösen aus der Haltenut 168 gehindert werden.
Wie in den 5 und 10 dargestellt ist, ist ein plattenförmiges zweites elastisches Element 154 zwischen dem zweiten Lagertragelement 150 und der Innenwandfläche der Installationsnut 156b angeordnet. Das zweite elastische Element 154 besteht bspw. aus einem Hartgummimaterial mit einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt. Ein Schlitzloch 172 mit einer festgelegten Länge, das sich in Längsrichtung erstreckt, ist an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des zweiten elastischen Elementes 174 ausgebildet. Das Schlitzloch 172 tritt in Eingriff mit einem konvexen Eingriffsvorsprung 174, der an der Seitenfläche des zweiten Lagertragelementes 150 ausgebildet ist. Dementsprechend wird die Relativverschiebung des zweiten elastischen Elementes 154 gegenüber dem zweiten Lagertragelement 150 reguliert.
Wie oben beschrieben wurde, ist das zweite elastische Element 154 zwischen dem zweiten Lagertragelement 150 und dem Gleiter 14 angeordnet. Dementsprechend wird das zweite Lagertragelement 150 durch die Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes 154 zu dem Führungsabschnitt 38b gepresst.
Das zweite Lagertragelement 150 kann direkt an der Innenwandfläche des Halteabschnitts 70b anliegen, ohne dass das zweite elastische Element 154 zwischengeschaltet ist. Das zweite Lagertragelement 150 und der Halteabschnitt 70 können in integrierter Weise ausgebildet sein.
Das erste Lagertragelement 86 kann aus einem elastischen Material integral mit dem ersten elastischen Element 152 ausgebildet sein. In ähnlicher Weise kann das zweite Lagertragelement 150 integral mit dem zweiten elastischen Element 154 ausgebildet sein.
Das Lager 72 kann integral mit wenigstens einem der ersten und zweiten Lagertragelemente 86, 150 ausgebildet sein. Dementsprechend kann die Zahl der Teile reduziert werden, was den Zusammenbau erleichtert.
Der Führungsmechanismus 24 für die Zylindervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
Zunächst wird die Prozedur zur Montage des Gleiters 14 an den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 mit Hilfe des Führungsmechanismus 24 erläutert.
Das Kolbenjoch 50, das mit den Kolben 40a, 40b verbunden ist, wird zunächst in den Bohrungsabschnitt 26 des Zylinderrohres 12 eingesetzt, und der Koppler 58 tritt in Eingriff mit dem Kolbenjoch 50. Anschließend wird der Gleiter 14 mit in den Haltenuten 74 installierten Lagern 72 von einer oberen Position oberhalb des Zylinderrohres 12 an den Koppler 58 montiert. In dieser Situation werden die Vorsprünge 162, die an den Flanschabschnitten 78 der Lager 72 ausgebildet sind, in die Vertiefungen 164 des Gleiters 14 eingesetzt. Dadurch werden die Lager 72 nicht von der unteren Fläche des Gleiters 24 gelöst.
Anschließend wird das Lager 72 in der Haltenut 168 des zweiten Lagertragelementes 150 angebracht, und das zweite elastische Element 154 wird in dem Eingriffsvorsprung 174 angebracht. Das zweite Lagertragelement 150 wird in den Raum zwischen dem Gleiter 14 und dem Führungsabschnitt 38b des Zylinderrohres 12 eingesetzt, um eine Gleitbewegung in axialer Richtung zu ermöglichen. Dementsprechend wird das zweite Lagertragelement 150 in der Installationsnut 156b des anderen Halteabschnitts 70b angebracht. In dieser Situation werden Vorsprünge 162, die an den Flanschabschnitten 78 des Lagers 72 ausgebildet sind, in die Aussparungen 164 des zweiten Lagertragelementes 150 eingesetzt. Dadurch löst sich das Lager 72 während der Montage nicht von dem zweiten Lagertragelement 150.
Schließlich wird das Lager 72 in der Haltenut 158 des ersten Lagertragelementes 86 angebracht, und das erste elastische Element 152 wird in der Installationsnut 166 angebracht. Das erste Lagertragelement 86 wird in den Raum zwischen einem Führungsabschnitt 38a und einem Halteabschnitt 70a des Gleiters 14 eingesetzt, um eine Gleitbewegung zu ermöglichen. Dementsprechend wird das erste Lagertragelement 86 in der Installationsnut 156a des Halteabschnitts 70a installiert.
Dementsprechend wird das erste Lagertragelement 86, das durch den Gleiter 14 befestigt wird, durch die elastische Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 zu der Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a gepresst. Daher kann das Spiel zwischen den Führungsabschnitten 38a, 38b und den ersten und zweiten Lagertragelementen 86, 150, welches auftritt, wenn der Gleiter 14 an den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 angebracht wird, eliminiert werden.
Das erste Lagertragelement 86 wird durch Befestigen von Bolzen 88 über die Durchgangsöffnungen 90 in einem Zustand, in dem das Spiel zwischen dem Gleiter 14 und den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 eliminiert ist, an dem Halteabschnitt 70a befestigt. Dementsprechend wird das erste Lagertragelement 86 an dem Gleiter 14 befestigt.
Wenn das erste Lagertragelement 86 an dem Gleiter 14 befestigt ist, werden somit die Vielzahl von Lagern 72, die an dem Gleiter 14 vorgesehen sind, unter optimalen Druckkräften gegen die Führungsabschnitte 38a, 38b gepresst. Wenn das erste Lagertragelement 86 mit Hilfe der Befestigungsbolzen 88 an dem Gleiter 14 befestigt wird, wirkt außerdem die Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 nicht auf das erste Lagertragelement 86. Die Befestigung wird durchgeführt, während die Presskraft zu dem Führungsabschnitt 38a beibehalten wird.
Die Stopfen 92, die in den Halteabschnitt 70a des Gleiters 14 eingeschraubt sind, werden gedreht, bis die Stopfen 92 an dem ersten elastischen Element 152 anliegen. Dementsprechend wird das erste Lagertragelement 86 durch das erste elastische Element 152 getragen, wobei das Spiel zwischen dem Füh rungsabschnitt 38a und dem ersten Lagertragelement 86 eliminiert ist. Dementsprechend wird das erste Lagertragelement 86 relativ zu dem Gleiter 14 positioniert. In Richtungen zu oder weg von dem Führungsabschnitt 38a (Richtung der Pfeile Y1 und Y2 in den 7 bis 9) werden keine Verschiebungen bewirkt.
Wenn zwischen dem Gleiter 14 und dem Zylinderrohr 12 bspw. durch Abrieb der Lager 72 als Folge einer mehrjährigen Verwendung ein Spiel erzeugt wird, so kann das Spiel in geeigneter Weise eliminiert werden, so dass das zweite Lagertragelement 150 durch die Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes 154, das zwischen dem zweiten Lagertragelement 150 und dem Halteabschnitt 70b des Gleiters 14 angeordnet ist, zu dem Zylinderrohr 12 gepresst wird. Das bedeutet, dass die Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 172 nicht über das erste Lagertragelement 86 auf das Zylinderrohr 12 wirkt, da das erste Lagertragelement 86 an dem Gleiter 14 befestigt ist. Ein Nachlauf, der auftritt, nachdem der Gleiter 14 an dem Zylinderrohr 12 angebracht wurde, wird durch die Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes 154 eliminiert.
Dementsprechend kann ein Nachlauf oder Spiel, der zwischen dem Gleiter 14 und dem Zylinderrohr 12 durch mit der Zeit erfolgende Änderungen der Zylindervorrichtung 10 erzeugt wird, durch das zweite elastische Element 154 eliminiert werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird der Gleiter 14 mit Hilfe des Führungsmechanismus 24 an den Führungsabschnitt 38a, 38b des Zylinderrohres 12 angebracht. Dementsprechend kann das Lager 72 mit Hilfe der elastischen Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 mit einer gewünschten Druckkraft beaufschlagt werden, so dass es an der Seitenfläche 91a des Führungsabschnitts 38a anliegt und als die Gleitfläche für den Gleiter 14 dient.
Dadurch ist es möglich, Änderungen der Presskraft, die das Lager 72 gegen den Führungsabschnitt 38a presst, im Vergleich zu einer herkömmlichen Zylindervorrichtung, bei welcher die ersten und zweiten Gleitelemente des Führungsmechanismus durch Einschrauben von Schrauben zur Verringerung eines Spiels zwischen dem Zylinderrohr und dem Gleiter zu dem Raum zwischen dem Zylinderohr und dem Gleiter verschoben werden, zu verringern. Daher kann eine festgelegte Druckkraft, die auf den Führungsabschnitt 38a ausgeübt wird, einfach gewährleistet werden. Außerdem kann ein weiter Einstellbereich der Druckkraft für den Führungsabschnitt 38a vorgesehen werden.
Die Druckrichtung des Lagers 72 relativ zu dem Führungsabschnitt 38a ist im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche 91a, die als Gleitfläche für den Führungsabschnitt 38a dient. Dementsprechend kann ein größerer Einstellbereich der Druckkraft, die auf das Lager 72 ausgeübt wird, gewährleistet werden.
Wenn der Gleiter 14 an den Führungsabschnitten 38a, 38b angebracht wird, können Freiräume (Spiel), die durch Größenabweichungen des Gleiters 14 und/oder des Zylinderrohres 12 erzeugt werden, durch die Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 172 in geeigneter Weise eliminiert werden. Ein Spiel, das andernfalls zwischen dem Gleiter 14 und dem Zylinderrohr 12 bewirkt würde, kann vermieden werden.
Wenn der Gleiter 14 an den Führungsabschnitten 38a, 38b des Zylinderrohres 12 angebracht ist, liegen daher die für den Gleiter 14 vorgesehenen Lager 72 an den Führungsabschnitt 38a, 38b an, wobei sie mit einer gewünschten Druckkraft beaufschlagt werden. Dadurch kann der Gleiter 14 zuverlässig und gleichmäßig in axialer Richtung verschoben werden, wobei er durch die Führungsabschnitte 38a, 38b des Zylinderrohres 12 geführt wird.
Wenn der Gleiter 14 an den Führungsabschnitten 38a, 38b angebracht ist, kann ein Spiel zwischen dem Gleiter 14 und den Führungsabschnitten 38a, 38b durch die Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 automatisch eliminiert werden. Anders als bei der herkömmlichen Zylindervorrichtung, bei der die ersten und zweiten Gleitelemente durch Schrauben verschoben werden müssen, um ein Spiel zu eliminieren, ist es daher bei der Ausführungsform der Erfindung nicht notwendig, komplizierte Einstellvorgänge vorzunehmen. Dadurch ist es möglich, die zur Produktion der Zylindervorrichtung 10 erforderliche Zeit zu verkürzen.
Die Lager 72, die an den ersten und zweiten Lagertragelementen 86, 150 angebracht sind, werden dank der Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 152 immer mit einem festgelegten Druck im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenflächen 91a, 91b der Führungsabschnitte 38a, 38b, die als Gleitflächen dienen, gepresst. Auch wenn bspw. durch ein Werkstück oder dgl., das auf der oberen Fläche des Gleiters 14 angeordnet wird, eine externe Kraft ausgeübt wird, so kann eine Verschiebung des Gleiters 14, die andernfalls durch den Einfluss der äußeren Kraft bewirkt würde, vermieden werden und der Gleiter 14 kann zuverlässig entlang der Führungsabschnitte 38a, 38b geführt werden, wobei er gleichmäßig in axialer Richtung verschoben wird.
Das zweite elastische Element 154 ist zwischen dem Lagertragelement 150 und dem Halteabschnitt 70b des Gleiters 14 vorgesehen. Das zweite elastische Element 154 besteht bspw. aus einem Hartgummimaterial. Dementsprechend weist der Führungsmechanismus eine gewünschte Steifigkeit auf. Auch wenn durch Abrieb des Lagers 72 erneut ein Spiel zwischen dem Gleiter 14 und dem Zylinderrohr 12 erzeugt wird und einen Nachlauf bewirkt, ist es möglich, einen solchen Nachlauf durch die Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes 154 zu absorbieren und zu eliminieren.
Als nächstes wird die Betriebsweise der Zylindervorrichtung 10 mit dem Führungsmechanismus 24, die wie oben beschrieben zusammengebaut wurde, erläutert. Es wird angenommen, dass die Ursprungsposition an einem Zustand vorliegt, bei dem der Gleiter 14 und die Kolben 40a, 40b zu einem Endblock 16a (in Richtung des Pfeils B) verschoben sind.
Zunächst wird in der Ursprungsposition ein Druckfluid (bspw. Druckluft) dem ersten Anschluss 106 des Endblocks 16a zugeführt. Dementsprechend wird das Druckfluid über den nicht dargestellten Durchgang des Endblocks 16a in eine Zylinderkammer 110a des Zylinderrohres 12 eingeführt. Der Kolben 40a wird durch den über das Druckfluid aufgebrachten Druck zu dem anderen Endblock 16a gepresst (in Richtung des Pfeils A). Der Gleiter 14 wird durch das Kolbenjoch 50 und den Koppler 58 integral mit dem Kolben 40a in axialer Richtung verschoben, wobei er durch die Führungsabschnitte 38a, 38b geführt wird. In dieser Situation ist der zweite Anschluss 108 zur Umgebung offen.
Während dieses Vorgangs werden der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20, die an der rechten Seite des Gleiters 14 angeordnet sind und die mit Hilfe des Unterriemenführungsabschnitts 172 und des Riemenhalteabschnitts 128 des Führungselementes 124b geschlossen wurden, durch den Riemenseparatorabschnitt 126 entsprechend der Verschiebung des Gleiters 14 geöffnet. Umgekehrt werden der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20, die in der Nähe des zentralen Bereichs des Gleiters 14 angeordnet sind und durch den Riemenseparatorabschnitt 126 des Führungselementes 124a geöffnet waren, durch den Unterriemenführungsabschnitt 142 und den Riemenhalteabschnitt 128 des Riemenführungsabschnitts 22 entsprechend der Verschiebung des Gleiters 14 geschlossen.
Somit wird der Gleiter 14 in einem Zustand in Axialrichtung (Richtung des Pfeils A) entlang des Zylinderrohres 12 verschoben, in dem mit Hilfe des oberen Rie mens 18 und des unteren Riemens 20 der Schlitz 28 abgedichtet und der Bohrungsabschnitt 26 geschlossen sind.
Der Gleiter 14 wird weiter zu dem anderen Endblock 16b (in Richtung des Pfeils A) verschoben, woraufhin der Schaftabschnitt 46, der an dem Ende des Kolbens 40b vorgesehen ist, in die Einsetzöffnung 120 des zylindrischen Elementes 118 eingesetzt wird. Dementsprechend wird Fluid, das zwischen dem Schaftabschnitt 46 und der Einsetzöffnung 120 strömt, durch die Kontrolldichtung 122, die an der Einsetzöffnung 120 vorgesehen ist, und die äußere Umfangsfläche des Schaftabschnitts 46 blockiert, so dass der Strömungsdurchgang für das Fluid auf lediglich einen nicht dargestellten Bypassdurchgang beschränkt wird. Dadurch wird die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 70a, 70b allmählich gesenkt. Die Endfläche des Kolbens 70b schlägt an der Endfläche des zylindrischen Elementes 118 an und erreicht dadurch ihre Verschiebungsendposition.
Wenn anschließend ein nicht dargestellte Wegeventil umgeschaltet wird, um dem zweiten Anschluss 108 Druckfluid zuzuführen, wird das Druckfluid über den nicht dargestellten Durchgang des Endblocks 16b in die andere Zylinderkammer 110b des Zylinderrohres 12 eingeführt. Der Kolben 40b wird durch den über das Druckfluid aufgebrachten Druck zu dem einen Endblock 16a (in Richtung des Pfeils B) gepresst. Der Gleiter 14 wird zusammen mit dem Kolben 40b entlang des Führungsabschnitts 38a, 38b des Zylinderrohres 12 in axialer Richtung (Richtung des Pfeils B) verschoben.
In dieser Situation werden der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20, die durch den Unterriemenführungsabschnitt 142 und den Riemenhalteabschnitt 128 des Führungselementes 124a geschlossen waren, durch den Riemenseparatorabschnitt 126 des Führungselementes 124a umgekehrt zu der Situation, bei welcher der Gleiter 14 zu dem anderen Endblock 16b verschoben wurde, geöffnet. Der obere Riemen 18 und der untere Riemen 20, die durch den Riemense paratorabschnitt 126 des Führungsabschnitts 124 geöffnet waren, werden durch den Riemenhalteabschnitt 128 und den Unterriemenführungsabschnitt 142 geschlossen.
Der Gleiter 14 wird weiter zu dem einen Endblock 16a (in Richtung des Pfeils B) verschoben, woraufhin der an dem Kolben 40a vorgesehene Schaftabschnitt 46 in die Einsetzöffnung 120 des zylindrischen Elementes 118 eingesetzt wird. Dementsprechend wird die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 40a, 40b abgesenkt, und dann schlägt die Endfläche des Kolbens 40a an der Endfläche des zylindrischen Elementes 118 an. Dementsprechend wird die Verschiebung gestoppt und der Gleiter 14 ist zu seiner Ursprungsposition zugeführt.

Claims

Führungsmechanismus (24) für eine Zylindervorrichtung (10) zum Verschieben eines Verschiebungselementes (14), das außerhalb eines Zylindergrundkörpers (12) vorgesehen ist, in einer axialen Richtung, wobei der Führungsmechanismus (24) zwischen dem Zylindergrundkörper (12) und dem Verschiebungselement (14) vorgesehen ist, um das Verschiebungselement (14) relativ zu dem Zylindergrundkörper (12) verschiebbar zu halten, wobei der Führungsmechanismus (24) folgende Elemente aufweist: einen Halteabschnitt zwischen dem Verschiebungselement (14) und einem Führungsabschnitt (38a, 38b) des Zylindergrundkörpers (12) zum Halten des Verschiebungselementes (14), ein Lager (72) für einen gleitenden Kontakt mit dem Führungsabschnitt (38a, 38b) und einem elastischen Abschnitt, der zwischen dem Halteabschnitt und dem Verschiebungselement (14) angeordnet ist, um den Halteabschnitt zu dem Führungsabschnitt (38a, 38b) zu drängen.
Führungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Abschnitt das Lager (72) über den Halteabschnitt in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Gleitfläche (91a, 91b) des Führungsabschnitts (38a, 38b) presst.
Führungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt über ein Befestigungselement (88) an dem Verschiebungselement (14) befestigt ist, um die Verschiebung des Verschiebungsele mentes (14) zu regulieren, die durch eine elastische Rückstellkraft des elastischen Abschnitts in Richtung zu dem Führungsabschnitt (38a) bewirkt wird.
Führungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt ein Paar von Halteelementen (86, 150) aufweist, die jeweils zwischen dem Verschiebungselement (14) und einem Paar von Führungsabschnitten (38a, 38b) an dem Zylindergrundkörper (12) angeordnet sind.
Führungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (86) durch das Befestigungselement (88) an dem Verschiebungselement (14) befestigt wird.
Führungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (88), welches das Halteelement (86) fixiert, im Wesentlichen parallel zu der Gleitfläche (91a), die aus dem Führungsabschnitt (38a) und dem Lager (72) besteht, angeordnet ist.
Führungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Abschnitt ein erstes elastisches Element (152) an einem Halteelement (86), welches das Halteelement (86) zu einem Führungsabschnitt (38a) drängt, und ein zweites elastisches Element (154) an dem anderen Halteelement (150), welches das Halteelement (150) zu dem anderen Führungsabschnitt (38b) drängt, aufweist.
Führungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element (152) eine Wellenform mit einer Vielzahl gebogener Bereiche aufweist, wobei eine Seitenfläche des ersten elastischen Elementes (152) zu dem Halteelement (86) vorsteht, um an diesem anzulegen, und wobei die andere Seitenfläche zu dem Verschiebungselement (14) vorsteht, um an diesem anzulegen.
Führungsmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element (152) durch einen Stopfen (92), der mit dem Verschiebungselement (14) verschraubt ist, zu dem Halteelement (86) gepresst wird, und dass das erste elastische Element (152) zwischen dem Stopfen (92) und dem Halteelement (86) angeordnet ist.
Führungsmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (92) in Richtungen im Wesentlichen senkrecht zu der Gleitfläche (91a) des Führungsabschnitts (98a) hin und her bewegbar ist.
Führungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elastische Element (154) plattenförmig ist und einen Schlitz (172) aufweist, wobei der Schlitz (172) mit einem Vorsprung (174) des Halteelementes (150) in Eingriff tritt.
Führungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Halteelemente (86) integral mit dem Lager (72) oder mit dem ersten elastischen Element (152) ausgebildet ist, und dass das andere der Halteelemente (150) integral mit dem Lager (72) oder mit dem zweiten elastischen Element (154) ausgebildet ist.
Führungsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindervorrichtung (10) einen stangenlosen Zylinder aufweist.