DE102007054758B4

DE102007054758B4 - Linearstellglied

Info

Publication number: DE102007054758B4
Application number: DE102007054758.9A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Someya; Masayuki Hosono; Kouichirou Kanda; Yoshihiro Toshimori
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2027-11-17
Also published as: JP4992151B2; TW200823373A; US20080127817A1; CN101191508A; DE102007054758A1; TWI327623B; JP2008138693A; KR100946307B1; CN101191508B; KR20080049675A; US7806041B2

Abstract

Linearstellglied mit einem Gleittisch (14), der mit Hilfe eines Druckfluides, das über Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse (92a, 92b) zugeführt wird, in einer axialen Richtung eines Zylinderkörpers (12) hin und her bewegbar ist, und mit:einem Zylinderkörper (12) mit einer Zylinderkammer (86, 88), in welche das Druckfluid eingeführt wird, einer Seitenfläche (28), die sich entlang der axialen Richtung erstreckt und in welcher Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse (92a, 92b) ausgebildet sind, einer anderen Seitenfläche (26), in welcher eine Installationsnut (46) ausgebildet ist, um die Installation eines Detektors zur Erfassung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (54), der in der Zylinderkammer (86, 88) angeordnet ist, zu ermöglichen, und einem Paar von Führungsflächen (22, 24), die im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenflächen (26, 28) auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkörpers (12) angeordnet sind,einem Gleittisch (14), der so angeordnet ist, dass er einer der Führungsflächen (22, 24) zugewandt ist, und der in der axialen Richtung des Zylinderkörpers (12) verschiebbar ist,einem Zylindermechanismus, der aufgrund der Verschiebung des Kolbens (54), welcher in der Zylinderkammer (86, 88) angeordnet ist, eine hin und her gehende Bewegung des Gleittisches (14) bewirkt, undeinem Führungsmechanismus (18) mit einem Führungsblock (118), der an einer des Paares von Führungsflächen (22, 24) angebracht ist und Zirkulationsdurchgänge aufweist, in welchen eine Vielzahl von Rollkörpern (126) rollend zirkulieren kann, um den Gleittisch (14) entlang der Axialrichtung des Zylinderkörpers (12) zu führen,wobei der Führungsmechanismus (18) lösbar an den Führungsflächen (22, 24) anbringbar ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Linearstellglied zur Durchführung einer hin und her gehenden Bewegung eines Gleittisches in einer Axialrichtung eines Zylindergrundkörpers durch Zuführen eines Druckfluides über Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse.
Linearstellglieder, die bspw. durch einen Fluiddruckzylinder oder dgl. gebildet werden, werden herkömmlicherweise als Transportmechanismus für verschiedene Werkstücke verwendet. Das Linearstellglied dient zum Transport von Werkstücken, die auf einen Gleittisch aufgeladen und dort positioniert sind, durch Hin- und Herverschiebung des Gleittisches entlang eines Zylinderkörpers.
Wie in dem japanischen Patent JP 3795968 B2 ( DE 197 20 100 C2 ) beschrieben, hat die vorliegende Anmelderin ein Linearstellglied vorgeschlagen, das Anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr von Druckluft an einer Seitenfläche des Zylindergrundkörpers, ein Einstellelement, das einen Verschiebungsweg des Gleittisches einstellen kann, und eine Sensornut, in welcher ein Sensor zur Erfassung des Verschiebungsweges des Gleittisches angebracht ist, aufweist.
Um ein solches Linearstellglied variabel einsetzen zu können, besteht das Bedürfnis, die Anordnung der Anschlüsse, des Einstellelementes und dgl. relativ zu den symmetrischen Seitenflächen des Zylindergrundkörpers in Anpassung an die Umgebung sowie den gewünschten Einsatzzweck verändern zu können. In diesem Fall wird ein anderes Linearstellglied verwendet, dessen Anschlüsse, Einstellelement und dgl. an den jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen vorgesehen sind, und dieses dann gegen das ursprüngliche Linearstellglied ausgetauscht. Da es aber notwendig ist, zwei Arten von Linearstellgliedern zur Verfügung zu haben, erhöhen sich die Ausrüstungskosten, und da lediglich eines der Linearstellglieder zu einer gegebenen Zeit eingesetzt werden kann, ist außerdem Lagerplatz für das andere Linearstellglied erforderlich. Dies erschwert die Handhabung.
Zur Lösung dieses Problems ist bspw. in dem japanischen Patent JP 3066317 ( JP 10 009 211 A ) ein Linearstellglied beschrieben, bei dem Anschlüsse, Einstellelemente und Sensornuten jeweils vorab an beiden Seitenflächen des Zylinderkörpers ausgebildet werden. Dadurch kann das Stellglied in Abhängigkeit von dem Einsatzzweck über jede der beiden Seitenflächen angeschlossen werden.
Da aber bei diesem Stand der Technik die Anschlüsse, Sensornuten zur Befestigung von Sensoren und Installationselemente für Einstellelemente jeweils an beiden Seitenflächen des Zylinderkörpers vorgesehen sind, ist es notwendig, sicher zu stellen, dass beide Seitenflächen eine große Größe aufweisen. Dadurch wird der Zylinderkörper sehr groß. Als Folge hiervon wird auch das gesamte Linearstellglied selbst sehr groß.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearstellglied vorzuschlagen, bei dem der Zylinderkörper klein gehalten wird, obwohl die Montagerichtung des Zylinderkörpers relativ zu dem Gleittisch entsprechend der Einsatzumgebung des Linearstellgliedes nach Bedarf variiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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 eines Linearstellgliedes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Linearstellgliedes gemäß 1,
3 ist eine Draufsicht auf das Linearstellglied gemäß 1,
4 ist eine Seitenansicht, wobei ein Zustand dargestellt ist, in welchem das Linearstellglied gemäß 1 an einer Befestigungsfläche angebracht ist,
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, bei welcher ein Zylinderkörper und ein Führungsmechanismus des Linearstellgliedes gemäß 1 auseinandergebaut sind,
6 ist ein Schnitt in einer Axialrichtung des Linearstellgliedes gemäß 1,
7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in 1,
8 ist ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 3,
9 ist ein vergrößerter Teilschnitt, der die Umgebung einer ersten Führungsfläche und eines Führungsblocks des Zylinderkörpers gemäß 7 darstellt,
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die bei dem Linearstellglied gemäß 1 einen Fall zeigt, in dem der Zylinderkörper umgekehrt und die Montagerichtung relativ zu dem Gleittisch geändert ist,
11 ist eine perspektivische Ansicht, wobei das Linearstellglied gemäß 10 zusammengebaut ist, und
12 ist eine Seitenansicht des Linearstellgliedes gemäß 11.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Linearstellglied gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Linearstellglied 10, wie es in den 1 bis 7 gezeigt ist, umfasst einen Zylinderkörper 12 mit einer im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen Form, einen Gleittisch 14, der in einer Axialrichtung des Zylinderkörpers 12 hin und her gehend verschiebbar ist, und einen Führungsmechanismus 18, der zwischen dem Zylinderkörper 12 und dem Gleittisch 14 angebracht ist und der an dem Zylinderkörper 12 über ein Paar von Stiftelementen (Positionierungsmechanismen) 16 gehalten wird. Außerdem wird, wie in 4 gezeigt ist, ein Fall erläutert, bei welchem das Linearstellglied 10 so befestigt ist, dass eine zweite Führungsfläche 24 des Stellgliedes, die durch eine untere Seite des Zylinderkörpers 12 gebildet wird, an einer Installationsfläche 20 einer anderen Vorrichtung (nicht dargestellt) anliegt.
Der Zylinderkörper 12 besteht aus ersten und zweiten Führungsflächen (Führungsflächen) 22, 24, die sich relativ breit in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstrecken und in der Lage sind, den Führungsmechanismus 18 zu tragen, und ersten und zweiten Seitenflächen (Seitenflächen) 26, 28, die eine schmale Breite aufweisen und im Wesentlichen senkrecht zu den ersten und zweiten Führungsflächen 22, 24 angeordnet sind.
Die erste Führungsfläche 22 ist an einer oberen Seite des Zylinderkörpers 12 angeordnet, wobei die erste Führungsfläche 22 ein Paar von ersten Führungsnuten (Nuten) 30, die sich in der axialen Richtung erstrecken und um eine festgelegte Tiefe zurückgesetzt sind, einen ersten vorgewölbten Abschnitt 32, der zwischen den ersten Führungsnuten 30 angeordnet ist, und ein Paar erster Befestigungsabschnitte 34, die an äußeren Seiten der ersten Führungsnuten 30 angeordnet sind, aufweist. Die erste Führungsfläche 22 ist symmetrisch zu dem ersten vorgewölbten Abschnitt 32, der als Mittelpunkt dient, ausgebildet, wobei der erste vorgewölbte Abschnitt 32 in einem zentralen Bereich des Zylinderkörpers 12 vorgesehen ist.
Die ersten Führungsnuten 30 umfassen konische Flächen 36, die so geneigt sind, dass sich ihre Breite allmählich zu der Seite des ersten vorgewölbten Abschnitts 32 erweitert. Die konischen Flächen 36 weisen relativ zu den Bodenflächen der ersten Führungsnuten 30 jeweils im Wesentlichen gleiche Winkel auf. Die Bodenflächen der ersten Führungsnuten 30 dienen als Tragflächen 38, die dazu dienen, einen Führungsblock 118 des Führungsmechanismus 18 abzustützen und zu tragen.
Außerdem sind die Endflächen des ersten vorgewölbten Abschnitts 32 als ebene Flächen im Wesentlichen gleichmäßig mit den Endflächen der ersten Befestigungsabschnitte 34 ausgebildet. Im Einzelnen ist an der ersten Führungsfläche 22 ein Paar von ersten Führungsnuten 30, die um eine festgelegte Strecke voneinander beabstandet sind und den ersten vorgewölbten Abschnitt 32 sandwichartig zwischen sich aufnehmen, um eine festgelegte Tiefe in die erste Führungsfläche 22 zurückgesetzt. Zusätzlich ist ein Paar von ersten Befestigungsabschnitten 34, die an äußeren Seiten der ersten Führungsnuten 30 angeordnet sind, so vorgesehen, dass sie etwa die gleiche Höhe haben wie der erste vorgewölbte Abschnitt 32. Anders ausgedrückt hat die erste Führungsfläche 22 eine teils vorstehende und teils zurückgesetzte Form, die durch den ersten vorgewölbten Abschnitt 32, die ersten Führungsnuten 30 und die ersten Befestigungsabschnitte 34 gebildet wird.
Außerdem ist ein Paar erster Stifteinsetzlöcher 40, in welche Stiftelemente 16 eingesetzt werden, an dem ersten vorgewölbten Abschnitt 32 ausgebildet und um eine festgelegte Strecke voneinander beabstandet. Ein Paar von Befestigungslöchern 44a, die durch den Zylinderkörper 12 durchtreten und durch welche Verbindungsschrauben 42 zur Befestigung des Führungsmechanismus 18 an dem Zylinderkörper 12 eingesetzt werden, ist neben den ersten Stifteinsetzlöchern 40 ausgebildet.
Ein Paar von Sensorbefestigungsnuten (Installationsnuten) 46, die sich in der axialen Richtung erstrecken, sind an der ersten Seitenfläche 26 des Zylinderkörpers 12 ausgebildet. Eine erste Aussparung 50 zur Befestigung des Einstellelementes 48, welches den Verschiebungsweg des Gleittisches 14 reguliert, ist an der zweiten Seitenfläche 28 des Zylinderkörpers 12 ausgebildet, wobei das Einstellelement 48 mit Hilfe von Schrauben 52 in der ersten Aussparung 50 befestigt ist (vgl. 6). Nicht dargestellte Sensoren, die die Position der Kolben 54 in dem Zylinderkörper 12 erfassen können, sind in den Sensorbefestigungsnuten 46 angebracht.
Das Einstellelement 48 umfasst einen Block 56, einen Einstellbolzen 60, der in ein Loch des Blockes 56 eingeschraubt und an dem Block 56 über eine Mutter 58 befestigt ist, und einen Dämpfer 62, der an einem Ende des Befestigungsbolzens 60 angebracht und befestigt ist. Außerdem wird der Verschiebungsweg des Gleittisches 14 in der axialen Richtung durch Einschrauben des Einstellbolzens 60 in den Block 56 nach Belieben eingestellt. Dadurch wird die Menge, um welche der Einstellbolzen 60 von dem Block 56 vorsteht, eingestellt.
Andererseits ist ein Paar von Durchgangsöffnungen 64a, 64b, die im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung verlaufen, in dem Inneren des Zylinderkörpers 12 ausgebildet. Kolben 54, an deren äußerer Umfangsfläche eine Kolbendichtung 66 und ein magnetischer Körper 68 angebracht sind, und Kolbenstangen 70, die mit dem Kolben 54 verbunden sind, sind verschiebbar in den Durchgangsöffnungen 64a bzw. 64b angeordnet. Schwimmende Hülsen 73 sind über Schrauben 72 jeweils mit Enden der Kolbenstangen 70 verbunden. Die Kolben 54 sind jeweils mit den anderen Enden der Kolbenstangen 70 verbunden.
Die Enden der Durchgangsöffnungen 64a, 64b sind durch Endkappen 76 verschlossen, die über Befestigungsringe 74 in den Enden angebracht sind, während die anderen Enden der Durchgangsöffnungen 64a, 64b über Ringe 78, Stangendichtungen 80 und Bünde 82 verschlossen werden, die darin über Befestigungsringe 74 gehalten werden. O-Ringe 84 sind auf die äußeren Umfangsflächen der Bünde 82 in Ringnuten eingesetzt. Als Folge hiervon wird in den Durchgangsöffnungen 64a, 64b durch die Endkappen 76 und die Bünde 82 ein luftdichter Zustand erreicht.
Außerdem sind eine erste Zylinderkammer 86 und eine zweite Zylinderkammer 88, die durch die Endkappen 76 und die Bünde 82 verschlossen werden, jeweils in dem Paar von Durchgangsöffnungen 64a, 64b ausgebildet. Die ersten und zweiten Zylinderkammer 86, 88 stehen miteinander über ein Paar von Verbindungsdurchgängen 90a, 90b, die zwischen dem Paar von Durchgangsöffnungen 64a, 64b ausgebildet sind, in Verbindung. Außerdem ist ein Paar von Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse 92a, 92b, die einen festgelegten Abstand voneinander haben, an der zweiten Seitenfläche 28 des Zylinderkörpers 12 ausgebildet. Die Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse 92a, 92b sind so geformt, dass sie jeweils mit beiden Endseiten der zweiten Zylinderkammer 88 in Verbindung stehen, wobei der Kolben 54 zwischen den Anschlüssen angeordnet ist (vgl. 6).
Andererseits hat die zweite Führungsfläche 24, die die untere Seite des Zylinderkörpers 12 bildet, die gleiche Form wie die erste Führungsfläche 22 und umfasst ein Paar von zweiten Führungsnuten (Nuten) 94, die sich in der axialen Richtung erstrecken und um eine festgelegte Tiefe in die zweite Führungsfläche 24 zurückgesetzt sind, einen zweiten vorgewölbten Abschnitt 96, der zwischen den zweiten Führungsnuten 94 angeordnet ist und ein Paar von zweiten Befestigungsabschnitten 92, die an den Außenseiten der zweiten Führungsnuten 94 angeordnet sind. Die zweite Führungsfläche 24 ist symmetrisch zu dem als Mittelpunkt dienenden zweiten vorgewölbten Abschnitt 96 ausgebildet, wobei der zweite vorgewölbte Abschnitt 96 in einem zentralen Bereich des Zylinderkörpers 12 ausgebildet ist.
Außerdem gehen die Endflächen des zweiten vorgewölbten Abschnitte 96 als ebene Flächen im Wesentlichen gleichmäßig in die Endflächen der zweiten Befestigungsabschnitte 98 über. Im Einzelnen ist an der zweiten Führungsfläche 24 ein Paar von zweiten Führungsnuten 94, die um eine festgelegte Strecke beabstandet sind und dem zweiten vorgewölbten Abschnitt 96 sandwichartig zwischen sich aufnehmen, um eine festgelegte Tiefe in die zweite Führungsfläche 24 zurückgesetzt und zusätzlich weist ein Paar von zweiten Befestigungsabschnitten 98, die an Außenseiten der zweiten Führungsnuten 94 angeordnet sind, im Wesentlichen die gleiche Höhe auf wie der zweite vorgewölbte Abschnitt 96. Anders ausgedrückt weist die zweite Führungsfläche 24 eine teils vorstehende und teils zurückgesetzte Form auf, die durch den zweiten vorgewölbten Abschnitt 96, die zweiten Führungsnuten 94 und die zweiten Befestigungsabschnitte 98 gebildet wird.
Außerdem ist ein Paar von zweiten Stifteinsetzlöchem 100, die um einen festgelegten Abstand beabstandet sind und in welche Stiftelemente 16 eingesetzt werden können, in dem zweiten vorgewölbten Abschnitt 96 ausgebildet. Ein Paar von Befestigungslöchern 44a tritt in Bereichen neben den zweiten Stifteinsetzlöchem 100 durch.
Der Gleittisch 14, der im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig ist, wird durch einen Tischgrundkörper 102, der an der ersten Führungsfläche 22 des Zylinderkörpers 12 angeordnet ist, und eine Endplatte 106, die senkrecht zu dem Tischgrundkörper 102 über ein Paar von Bolzen 104 angeschlossen ist, gebildet. Schwimmende Hülsen 73 werden über halbkreisförmige Öffnungen in der Endplatte 106 gehalten. Als Folge hiervon wird das Paar von Kolben 54, die in dem Zylinderkörper 12 und dem Gleittisch 14 angeordnet sind, über die Kolbenstangen 70 und die schwimmenden Hülsen 73 verbunden (vgl. 6).
Der Tischgrundkörper 102 ist so geformt, dass er im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ist. An seiner oberen Fläche, auf welcher bspw. ein Werkstück (nicht dargestellt) platziert wird, sind erste Löcher 102a, die einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen, ausgebildet. Eine Kappe (Verbindungselement) 107, die in der Lage ist, den Gleittisch 14 und einen Führungsblock 118 zu positionieren, was später beschrieben wird, kann in das erste Loch 102a eingesetzt werden (vgl. 8). Die Kappe 107 besteht bspw. aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dgl., und hat die Form eines Zylinders mit Boden. Die Kappe 107 wird von der offenen Endseite in das erste Loch 102a eingesetzt, so dass das erste Loch 102a durch den Bodenabschnitt 107a der Kappe 107 verschlossen wird.
Außerdem umfasst der Tischgrundkörper 102 ein Paar von Tragelementen 108, die von beiden Seiten des Tischgrundkörpers 102 im Wesentlichen senkrecht zu dem Zylinderkörper 12 vorstehen. Kugelrollnuten 110, die sich in der axialen Richtung erstrecken, sind an einander zugewandten inneren Wandflächen der Halteelemente 108 ausgebildet (vgl. 7).
Außerdem sind zweite Aussparungen 112, die jeweils um eine festgelegte Tiefe zurückgesetzt sind, in beiden Seitenflächen, die entlang der Axialrichtung des Tischgrundkörpers 102 verlaufen, ausgebildet. Ein Stopperblock 114 mit einer rechteckig parallelepipedförmigen Gestalt ist durch Schrauben 116 in einer der zweiten Aussparungen 112 befestigt. Als Folge hiervon wird der Stopperblock 114 gemeinsam mit dem Gleittisch 14 verschoben. Außerdem wird der Verschiebungsweg des Gleittisches 14 in der axialen Richtung durch Anschlag des Stopperblockes 114 an dem Einstellelement 48, das an dem Zylinderkörper 12 angebracht ist, reguliert.
Der Führungsmechanismus 18 umfasst einen flachen Führungsblock 118, jeweilige Paare von Kugelrückführelementen 120, Abdeckelementen 122 und Abstreifern 124, die jeweils an beiden Enden in der Axialrichtung des Führungsblockes 118 angebracht sind, und ein Paar von Stiftelementen 16, die den Führungsblock 118 an dem Zylinderkörper 12 halten. Halbkreisförmige Kugelrückführnuten 128 sind in den Abdeckelementen 122 ausgebildet und sorgen dafür, dass die Kugellager 126 durch Zusammenwirken mit den Kugelrückführelementen 120 zirkuliert werden.
Eine zweite Öffnung 129, die durch den Führungsblock 118 hindurchtritt, ist so ausgebildet, dass sie einer ersten Öffnung 102a des Gleittisches 14 zugewandt ist. Insbesondere ist der Tischgrundkörper 102 auf dem Führungsblock 118 angeordnet, so dass durch Einsetzen der Kappe 107 durch die erste Öffnung 102a in die zweite Öffnung 129 die Kappe 107 durch die elastische Kraft in den ersten und zweiten Öffnungen 102a, 129 gehalten wird, so dass der Gleittisch 14 mit dem Tischgrundkörper 102 einstückig mit dem Führungsblock 118 verbunden ist.
Außerdem sind Kugelrollnuten 130 (vgl. 5) in der axialen Richtung an beiden Seitenflächen des Führungsblockes 118 ausgebildet. Ein Paar von Kugelzirkulationslöchern 132, die voneinander einen festgelegten Abstand aufweisen und in der axialen Richtung durchtreten, ist in Bereichen neben den Kugelrollnuten 130 ausgebildet.
Im Einzelnen werden die Kugelzirkulationsdurchgänge durch Verbinden der Kugelrollnuten 110, die in den Halteelementen 108 des Tischgrundkörpers 102 ausgebildet sind, der Kugelrollnuten 130 des Führungsblocks 118, der Kugelzirkulationslöcher 132 und der Kugelrückführnuten 128 der Abdeckelemente 122 gebildet. Der Gleittisch 14, der auf dem Führungsmechanismus 18 angeordnet ist, kann durch Rollen der zahlreichen Kugeln 126 entlang der Kugelzirkulationswege gleichmäßig hin und her bewegt werden. Vorsprünge 134, die mit einer im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen Form vorstehen, sind an beiden Enden des Führungsblocks 118 ausgebildet, wobei die Vorsprünge 134 mit den Abdeckelementen 132 in Eingriff stehen (vgl. 10).
Außerdem erstreckt sich, wie in 7 gezeigt ist, ein Paar von Führungselementen 136a, 136b, die einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen, in der axialen Richtung an der Bodenfläche 118a des Führungsblockes 18. Die Führungselemente 136a, 136b wölben sich mit einer bestimmten Höhe von der Bodenfläche 118a nach außen, wobei ihr Querschnitt außerdem so geformt ist, dass er sich in seiner Breite in einer Richtung weg von der Bodenfläche 118a allmählich verringert. Anders ausgedrückt weisen die einander zugewandten inneren Seitenflächen 136c der Führungselemente 136a, 136b im Querschnitt im Wesentlichen eine Trapezform auf, die jeweils mit festgelegten Winkeln, deren Breite sich allmählich verringert, zu der Bodenfläche 118a des Führungsblockes 118, die als Referenzpunkt dient, geneigt sind.
Wenn der Führungsblock 118 an der ersten Führungsfläche 22 des Zylinderblockes 12 angebracht ist, ist außerdem das Paar von Führungselementen 136a, 136b jeweils in die ersten Führungsnuten 30 eingesetzt und Endflächen der Führungselemente 136a, 136b liegen an den Halteflächen 38 der ersten Führungsnuten 30 an. Aus diesem Grunde wird der Führungsblock 118 auf dem Zylinderkörper 12 gehalten, und der mit dem Führungsblock 118 verbundene Gleittisch 14 wird relativ zu dem Zylinderkörper 12 verschiebbar getragen.
Andererseits ist, wie in 9 gezeigt ist, ein Spalt C1 mit einer festgelegten Größe zwischen der Bodenfläche 118a des Führungsblockes 18 und dem ersten vorgewölbten Abschnitt 32 des Zylinderkörpers 12 vorgesehen. Außerdem sind in ähnlicher Weise zusätzliche Spalte C2 einer festgelegten Größe zwischen den inneren Seitenflächen 136c der Führungselemente 136a, 136b und den konischen Flächen 36 der ersten Führungsnuten 30 vorgesehen. Im Einzelnen liegen bei dem Führungsblock 118 lediglich die Endflächen der Führungselemente 136a, 136b über die ersten Führungsnuten 30 an dem Zylinderkörper 12 an, während Bereiche bis auf die Endflächen der Führungselemente 136a, 136b in einem kontaktfreien Zustand mit festgelegten Abständen relativ zu dem Zylinderkörper 12 gehalten werden.
Außerdem sind Stifteinsetzlöcher (nicht dargestellt) mit einem festgelegten Abstand zueinander an der Bodenfläche 118a des Führungsblockes 118 ausgebildet, um das Paar von Stiftelementen 16 einzusetzen. Außerdem ist ein Paar von Befestigungslöchern 44b, in die Schrauben eingeschraubt sind, vorgesehen, die in Bereichen angrenzend an die Stifteinsetzlöcher durch den Führungsblock 18 durchtreten. Als Folge hiervon werden die Stiftelemente 16, die in dem Zylinderkörper 12 installiert werden, in die Bodenfläche des Führungsblockes 108 eingesetzt, so dass der Führungsblock 118 relativ zu dem Zylinderkörper 12 positioniert wird. Der Führungsmechanismus 18 einschließlich des Führungsblockes 118 wird auf einem oberen Bereich des Zylinderkörper 12 durch Einschrauben der Verbindungsschrauben 42 in die Befestigungslöcher 44b angebracht.
Außerdem sind in dem Linearstellglied 10, wie es in 1 gezeigt ist, dann wenn es von einer Seite der Endplatte 106 des Gleittisches 14 betrachtet wird, die Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse 92a, 92b, das Einstellelement 48 und der Stopperblock 114 an der linken Seite angeordnet, während die Sensorbefestigungsnuten 46 an der rechten Seite angeordnet sind.
Das Linearstellglied 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden die Betriebsweise und vorteilhafte Wirkungen des Linearstellgliedes 10 erläutert.
Zunächst wird unter Druck stehendes Fluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle in den einen Fluideinlass- oder Fluidauslassanschluss 92a eingespeist. In diesem Fall wird der andere Fluideinlass- oder Fluidauslassanschluss 92b durch Schalten eines nicht dargestellten Wegeventils in einen Zustand versetzt, in dem er nach außen offen ist.
Als Folge hiervon wird das Druckfluid durch den Verbindungsdurchgang 90a von der zweiten Zylinderkammer 88, die mit dem Fluideinlass- oder Fluidauslassanschluss 92a in Verbindung steht, der ersten Zylinderkammer 86 zugeführt. Die Kolben 54 werden durch das Druckfluid, das in die ersten und zweiten Zylinderkammern 86, 88 eingeführt wurde, zu der Endplatte 106 des Gleittisches 14 gepresst (in der Richtung des Pfeils A in 6). Außerdem werden die schwimmenden Hülsen 73, die mit den Kolbenstangen 70 in Eingriff stehen, durch die Kolben 54 in der Richtung des Pfeils A verschoben, so dass der Gleittisch 14 gemeinsam mit der Endplatte 106 verschoben wird, während die Kugellager 126 eine Wälzbewegung vollziehen.
Aus diesem Grunde wird der Gleittisch 14 in einer Richtung verschoben, in welcher die Endplatte 106 sich von dem Zylinderkörper 12 weg bewegt (in der Richtung des Pfeils A), wobei sie durch den Führungsmechanismus 18 geführt wird. Die Verschiebung des Gleittisches 14 wird durch Anschlag des Stopperblockes 114, der zusammen mit dem Gleittisch 14 verschoben wird, an dem Dämpfer 62 reguliert, woraufhin der Gleittisch 14 seine Verschiebungsendposition (Hubende) erreicht. In diesem Fall kann der Verschiebungsweg des Gleittisches 14 durch Lösen der Mutter 58 und Schrauben des Einstellbolzens 60 relativ zu dem Block 56 beliebig eingestellt werden.
Andererseits wird in dem Fall, dass der Gleittisch 14 in einer der oben beschriebenen Richtung entgegen gesetzten Richtung verschoben wird (in der Richtung des Pfeils B), das Druckfluid dem anderen Fluideinlass- oder Fluidauslassanschluss 92b zugeführt, wobei der eine Fluideinlass- oder Fluidauslassanschluss 92a durch Schalten des nicht dargestellten Wegeventils in einen Zustand versetzt wird, in dem er nach außen offen ist. Das Druckfluid wird dann von der zweiten Zylinderkammer 88 durch den Verbindungsdurchgang 90b in die erste Zylinderkammer 86 eingespeist, so dass die Kolben 54 durch das Druckfluid, das den ersten und zweiten Zylinderkammern 86, 88 zugeführt wird, zu der Seite der Endkappe 76 gepresst wird (in der Richtung des Pfeils B).
Als Folge hiervon wird der Gleittisch 15 durch die schwimmenden Hülsen73, die mit den Kolbenstangen 70 in Eingriff stehen, in der Richtung des Pfeils B verschoben, so dass die Endplatte 106 neben der Seite des Zylinders 12 zu liegen kommt und der Gleittisch 14 zu seiner in 1 gezeigten Ursprungsposition zurückgeführt wird.
Als nächstes wird ein Fall erläutert, bei dem die erste Führungsfläche 22 des oben genannten linearen Stellgliedes 10 nach unten orientiert und an einer Installationsfläche 20 (vgl. 4) einer anderen Vorrichtung (nicht dargestellt) befestigt ist, und bei dem die zweite Führungsfläche 24 nach oben orientiert ist. Die Montagerichtung des Zylinderkörpers 12 wird so geändert, dass der Gleittisch 14 an der zweiten Führungsfläche 24 befestigt wird.
Zunächst wird der Zylinderkörper 12, der ursprünglich über die zweite Führungsfläche 24 an der Installationsfläche 20 angebracht war, von der Installationsfläche 20 entfernt, und die zahlreichen Verbindungsschrauben 42 werden gedreht und losgeschraubt, so dass der Führungsblock 118 von dem Zylinderkörper 12 gelöst wird. Der Gleittisch 14 mit dem Führungsblock 118 wird ebenfalls von dem Zylinderkörper 12 entfernt.
Außerdem wird der Stopperblock 114, der mit einer Seitenfläche des Tischgrundkörpers 102 verbunden ist, durch Losschrauben der Schrauben 116 entfernt. Auch das Einstellelement 48, das an der zweiten Seitenfläche 28 des Zylinderkörpers 12 befestigt ist, wird in ähnlicher Weise durch Losschrauben der Schrauben 52 entfernt. Da der Tischgrundkörper 102, der den Gleittisch 14 bildet, durch die Kappe 107 einstückig mit dem Führungsblock 118, der den Führungsmechanismus 18 bildet, verbunden ist, werden in diesem Fall der Tischgrundkörper 102 und der Führungsblock 118 nicht voneinander getrennt. Dementsprechend werden die Kugellager 126 zuverlässig zwischen dem Führungsblock 118 und dem Gleittisch 14 gehalten, und die Kugeln 126 können nicht herausfallen.
Als nächstes wird der Zylinderkörper 12, der ursprünglich so platziert war, dass eine erste Führungsfläche 22 nach oben gewandt war (vgl. 4), umgedreht, so dass die erste Führungsfläche 22 nun nach unten weist (vgl. 12). Dementsprechend wird die zweite Führungsfläche 24 des Zylinderkörpers 12, die zuvor an der Installationsfläche 20 der anderen Vorrichtung anlag, nach oben positioniert, und die Endfläche, die durch den ersten vorgewölbten Abschnitt 32 und die ersten Befestigungsabschnitte 34, die die erste Führungsfläche 22 bilden, gebildet wird, liegt an der Installationsfläche 20 an.
Außerdem wird der Führungsmechanismus 18 relativ zu der aufwärts positionierten zweiten Führungsfläche 24 des Zylinderkörpers 12 angeordnet, wobei die Führungselemente 136a, 136b des Führungsblockes 18 befestigt werden, wobei sie den zweiten vorgewölbten Abschnitt 96 sandwichartig zwischen sich aufnehmen und an den zweiten Führungsnuten 94 anliegen. Nach der Relativpositionierung des Zylinderkörpers 12 und des Führungsblockes 18 durch die Stiftelemente 16 werden außerdem die Verbindungsschrauben 42, welche durch die Befestigungslöcher 44a des Zylinderkörpers 12 eingesetzt sind, in die Befestigungslöcher 44b des Führungsblocks 18 eingeschraubt, wodurch der Führungsmechanismus 18 an dem Zylinderkörper 12 befestigt wird.
Im Einzelnen werden die Führungselemente 136a, 136b des Führungsblockes 18, die den Führungsmechanismus 18 bilden, in einem Zustand fixiert, in dem sie an den Halteflächen 38 der zweiten Führungsnuten 94 anliegen.
Da die zweite Führungsfläche 24 mit den zweiten Führungsnuten 94 und dem zweiten vorgewölbten Abschnitt 96 die gleiche Form aufweist wie die erste Führungsfläche 22, an welcher der Führungsmechanismus 18 zuvor angeordnet war, wird hierbei ein Spalt C1 zwischen der Bodenfläche 118a des Führungsblockes 18 und dem zweiten gewölbten Abschnitt 96 ausgebildet. Außerdem werden Freiräume C2 zwischen inneren Seitenflächen der Führungselemente 136a, 136b und den konischen Flächen 36 der zweiten Führungsnuten 94 gebildet.
Nachdem der Führungsmechanismus 18 an dem Zylinderkörper 12 angebracht ist, wie es in 10 gezeigt ist, wird außerdem der Stopperblock 114 in der zweiten Aussparung 112 des Tischgrundkörpers 102 angebracht und an diesem mit Schrauben 116 befestigt, während das Einstellelement 48 über Schrauben 52 an der zweiten Seitenfläche 28 des Zylinderkörper 12 fixiert wird, so dass es dem Stopperblock 114 zugewandt ist (vgl. 11).
Durch Platzieren der ersten Führungsfläche 22 des Zylinderkörpers 12 auf der Installationsfläche 20 wird schließlich dafür gesorgt, dass der Zylinderkörper 12 über den ersten vorgewölbten Abschnitt 32 und die ersten Befestigungsabschnitte 34, die als im Wesentlichen ebene Flächen ausgebildet sind, an der Installationsfläche 20 anliegt. Durch Befestigen des Zylinderkörpers 12 an der Installationsfläche 20 wird das Linearstellglied 10 an einer anderen Vorrichtung in einem Zustand befestigt, in dem die Befestigungsrichtung des Zylinderkörpers 12 relativ zu dem Gleittisch 14 geändert ist.
Insbesondere wird, wie in 11 gezeigt ist, die Befestigungsrichtung des Zylinderkörpers 12 relativ zu dem Gleittisch 14 so geändert, dass dann, wenn man es von der Seite der Endplatte 102 des Gleittisches 14 betrachtet, die Sensornuten 46 an der linken Seite angeordnet sind, während die Fluideinlass- / -auslassanschlüsse 92a, 92b , das Einstellelement 48 und der Stopperblock 114 an der rechten Seite angeordnet sind.
Bei dem Linearstellglied 10 wird der Fall, bei dem die Befestigung zwischen dem Zylinderkörper 12 und dem Gleittisch 14 nochmals geändert wird, um die erste Führungsfläche 22 nach oben zu positionieren, in der gleichen Weise gehandhabt wie der oben beschriebene Fall, bei dem die Befestigungsrichtung so geändert wurde, dass die zweite Führungsfläche 24 des Zylinders 12 nach oben positioniert ist.
Wie oben beschrieben wurde, haben bei der vorliegenden Ausführungsform die ersten und zweiten Führungsflächen 22, 24 an dem Zylinderkörper 12 die gleiche Form bzw. umfassen Paare von ersten und zweiten Führungsnuten 30, 94, welche den Gleittisch 14 relativ zu den ersten und zweiten Führungsflächen 22, 24 führen können, und erste und zweite vorgewölbte Abschnitte 32, 96, die zwischen den ersten und zweiten Führungsnuten 30, 94 angeordnet sind. Andererseits ist ein Paar von Führungselementen 136a, 136b an dem Führungsblock 118 angeordnet, der entlang der ersten und zweiten Führungsnuten 30, 94 geführt wird.
Als Folge hiervon werden der Gleittisch 14 mit dem Führungsmechanismus 18 und das Einstellelement 48 zunächst von dem Zylinderkörper 12 entfernt. Nachdem der Zylinderkörper 12 angeordnet wurde, wobei entweder die erste oder die zweite Führungsfläche 22 oder 24 die Seite seiner Installationsfläche 20 definiert, können der Gleittisch 14 und das Einstellelement 48 an jeder der nach oben gerichteten ersten Führungsfläche 22 oder zweiten Führungsfläche 24 des Zylinderkörpers 12 installiert werden. Auf diese Weise kann die Montagerichtung des Gleittisches 14 und des Zylinderkörpers 12 durch eine einfache Operation geändert werden. Dementsprechend kann ein einzelnes Linearstellglied 10 sich Änderungen der Positionierung und der Anordnung der Fluideinlass- / -auslassanschlüsse 92a, 92b des Einstellelementes 48 und der Sensorbefestigungsnuten 46 anpassen.
Als Folge hiervon ist es nicht notwendig, ein weiteres zusätzliches Linearstellglied mit entsprechenden Anschlüssen, Sensornuten etc. an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Linearstellgliedes vorzusehen, um es der Gebrauchsumgebung und der geplanten Verwendung des Linearstellgliedes 10 anzupassen. Dadurch können die Ausrüstungskosten für das Linearstellglied 10 ebenso wie die Managementkosten für das Linearstellglied 10 verringert werden.
Dank der Struktur, bei welcher die Sensorbefestigungsnuten 46 an einer ersten Seitenfläche 26 des Zylinderkörpers 12 vorgesehen sind, während die Fluideinlass- / -auslassanschlüsse 92a, 92b und eine erste Aussparung 50, die eine Befestigung des Einstellelementes 48 erlaubt, an der anderen, zweiten Seitenfläche 28 vorgesehen sind, können außerdem im Vergleich zu einem herkömmlichen Linearstellglied, bei dem die jeweiligen Anschlüsse, Sensornuten und dgl. jeweils an beiden Seitenflächen des Zylinderkörpers vorgesehen werden, die ersten und zweiten Seitenflächen 26, 28, welche beide Seitenflächen des Zylinderkörpers 12 bilden, eine minimale Größe (Oberflächenbereich) aufweisen. Dementsprechend kann durch Minimierung der Fläche der ersten und zweiten Seitenflächen 26, 28 die Größe des Zylinderkörpers 12 gering gehalten werden. Gleichzeitig kann das Profil des Linearstellgliedes 10 noch dünner gestaltet werden.
Wenn der Führungsmechanismus 18 an der ersten Führungsfläche 22 oder der zweiten Führungsfläche 24 des Zylinderkörpers 12 angebracht ist, ist außerdem ein Spalt C1 zwischen den ersten und zweiten vorgewölbten Abschnitten 32, 96 und der Bodenfläche 118a des Führungsblocks 118 vorgesehen. Außerdem sind zwischen den konischen Flächen 36 der ersten und zweiten Führungsnuten 30, 94 und den inneren Seitenflächen 136c der Führungselemente 136a, 136b Spalte C2 vorgesehen. Dank dieser Tatsache können bspw. in Fällen, in welchen die ersten und zweiten vorgewölbten Abschnitte 32, 96 oder die ersten und zweiten Befestigungsabschnitte 34, 98, die an der Installationsfläche 20 angebracht sind, aus irgendeinem Grund deformiert werden, diese Deformationen durch die Spalte C1, C2 absorbiert werden. Ein Kontakt eines solchen deformierten Zylinderkörpers 12 an dem Führungsblock 118 wird verhindert. Als Folge hiervon tritt durch die Deformation des Zylinderkörpers 12 kein nachteiliger Effekt auf, und der Gleittisch 14 mit dem Führungsmechanismus 18 kann zuverlässig und sicher an den Zylinderkörper 12 angebracht werden.
Durch Ausbilden der ersten und zweiten Stifteinsetzlöcher 40, 100 an den ersten bzw. zweiten Führungsflächen 22, 24 des Zylinderkörpers 12 und durch Einsetzen des Paares von Stiftelementen 16, welche in die ersten und zweiten Stifteinsetzlöcher 40, 100 eingesetzt sind, in entsprechende Stifteinsetzlöcher des Führungsblockes 118, kann außerdem eine Positionierung des Zylinderblockes 12 relativ zu dem Führungsblock 118 zuverlässig und einfach durchgeführt werden. Anders ausgedrückt, kann bei einer gemeinsamen Montage des Zylinderblockes 12 und des Gleittisches 14 mit dem Führungsblock 118 die Reproduzierbarkeit einer solchen Relativpositionierung verbessert werden.
Außerdem ist die Kappe 107 lösbar in der ersten Öffnung 102a des Gleittisches 14 und der zweiten Öffnung 129 des Führungsblockes 118, der den Führungsmechanismus 18 bildet, vorgesehen. Da der Gleittisch 14 und der Führungsblock 118 über die Kappe 107 einfach und zuverlässig verbunden werden können, kann hierdurch die Handhabbarkeit bei dem erneuten Zusammensetzen des Gleittisches 14 verbessert werden.

Claims

Linearstellglied mit einem Gleittisch (14), der mit Hilfe eines Druckfluides, das über Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse (92a, 92b) zugeführt wird, in einer axialen Richtung eines Zylinderkörpers (12) hin und her bewegbar ist, und mit: einem Zylinderkörper (12) mit einer Zylinderkammer (86, 88), in welche das Druckfluid eingeführt wird, einer Seitenfläche (28), die sich entlang der axialen Richtung erstreckt und in welcher Fluideinlass- oder Fluidauslassanschlüsse (92a, 92b) ausgebildet sind, einer anderen Seitenfläche (26), in welcher eine Installationsnut (46) ausgebildet ist, um die Installation eines Detektors zur Erfassung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (54), der in der Zylinderkammer (86, 88) angeordnet ist, zu ermöglichen, und einem Paar von Führungsflächen (22, 24), die im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenflächen (26, 28) auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkörpers (12) angeordnet sind, einem Gleittisch (14), der so angeordnet ist, dass er einer der Führungsflächen (22, 24) zugewandt ist, und der in der axialen Richtung des Zylinderkörpers (12) verschiebbar ist, einem Zylindermechanismus, der aufgrund der Verschiebung des Kolbens (54), welcher in der Zylinderkammer (86, 88) angeordnet ist, eine hin und her gehende Bewegung des Gleittisches (14) bewirkt, und einem Führungsmechanismus (18) mit einem Führungsblock (118), der an einer des Paares von Führungsflächen (22, 24) angebracht ist und Zirkulationsdurchgänge aufweist, in welchen eine Vielzahl von Rollkörpern (126) rollend zirkulieren kann, um den Gleittisch (14) entlang der Axialrichtung des Zylinderkörpers (12) zu führen, wobei der Führungsmechanismus (18) lösbar an den Führungsflächen (22, 24) anbringbar ist.
Linearstellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsmechanismus (18) an der einen Führungsfläche (22) angebracht ist, und dass die andere Führungsfläche (24) als eine Befestigungsfläche dient, wenn der Zylinderkörper (12) an einer anderen Komponente befestigt ist.
Linearstellglied nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch: Befestigungsabschnitte (32, 34, 96, 98), die im Wesentlichen parallel zu einer Achse des Zylinderkörpers (12) und im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Führungsflächen (22, 24) ausgebildet sind, und ein Paar von Nuten (38, 94), die symmetrisch zu der Achse des Zylinderkörpers (12) angeordnet und um eine festgelegte Tiefe relativ zu den Befestigungsabschnitten (32, 34, 96, 98) an den Führungsflächen (22, 24) zurückgesetzt sind, wobei Führungselemente (136a, 136b) des Führungsblocks (118) in die Nuten (30, 94) eingesetzt sind und in diesen gehalten werden, und wobei ein Spalt (C1) vorgesehen ist, der einen festgelegten Abstand zwischen einer Bodenfläche (118a) des Führungsblocks (118) und den Führungsflächen (22, 24) festlegt.
Linearstellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (32, 96) an einer Achse des Zylinderkörpers (12) angeordnet sind, und dass eine sich verjüngende Fläche (36), die zwischen den Befestigungsabschnitten (32, 96) und den Nuten (30, 94) angeordnet ist, über einen Spalt (C2) mit einem festgelegten Abstand zu den Führungselementen (136a, 136b) des Führungsblocks (118) vorgesehen ist.
Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionierungsmechanismus zwischen dem Führungsblock (118) und dem Zylinderkörper (12) vorgesehen ist, der eine Relativpositionierung zwischen dem Führungsblock (118) und dem Zylinderkörper (12) erlaubt.
Linearstellglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsmechanismus ein Paar von Stiften (16) aufweist, die in Löcher (40) in dem Zylinderkörper (12) und in einer Bodenfläche des Führungsblocks (118) eingesetzt sind.
Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (107), welches den Gleittisch (14) mit dem Führungsblock (118) verbindet, in dem Gleittisch (14) und dem Führungsblock (118) angebracht ist.
Linearstellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (107) die Form eines Zylinders mit Boden aufweist und aus einem elastischen Material besteht, das in eine Öffnung (102a) des Gleittisches (14) und in eine Öffnung (129) des Führungsblocks (118) eingesetzt ist.
Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einstellelement (148), mit welchem ein Verschiebungsweg des Gleittisches (14) einstellbar ist, an einer Seitenfläche (28) des Zylinderkörpers (12) angeordnet ist.