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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Linearstellglied zum hin und hergehenden Verschieben eines Gleittisches in einer Axialrichtung eines Zylindergrundkörpers durch die Zufuhr eines Druckfluids von Fluideinlass/auslassanschlüssen.
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Beschreibung des Standes der Technik:
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Bisher wurde als Mittel zum Transportieren von Werkstücken oder dergleichen bspw. ein Linearstellglied eingesetzt, das aus einem Fluiddruckzylinder oder dergleichen besteht. Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP H07 - 110 011 A beschrieben ist, haben die vorliegenden Anmelder ein Linearstellglied vorgeschlagen, das in der Lage ist, Werkstücke, die auf einem Gleittisch angeordnet sind, zu transportieren, indem der Gleittisch entlang eines Zylindergrundkörpers linear hin und her bewegt wird.
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Die
JP H08 - 28510 A offenbart einen Verriegelungsmechanismus für ein Linearstellglied. Ein Verriegelungskolben steht durch die Federkraft eines Federelements unter einer zur Verschiebungsrichtung des Gleittisches senkrecht wirkenden Vorspannung. Der Gleittisch weist ein Lochteil auf, in das der Verriegelungskolben gleiten kann, um den Gleittisch in seiner axialen Verschiebungsrichtung zu verriegeln.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearstellglied vorzuschlagen, das die Verschiebung eines Gleittischs in einer Axialrichtung zuverlässig beschränken kann und bei dem eine Vergrößerung der Baugröße des Linearstellgliedes vermieden werden kann.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Linearstellglied mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Verriegelungsmechanismus, welcher die hin und hergehende Verschiebung des Gleittisches begrenzen kann, an einem Ende des Zylindergrundkörpers vorgesehen. Das Verriegelungselement des Verriegelungsmechanismus wird senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Gleittisches verschoben und kann die hin und hergehende Verschiebung des Gleittisches begrenzen, indem es mit dem Gleittisch in Eingriff tritt. Hierdurch kann eine Vergrößerung der Baugröße in Richtung der Verschiebung des Linearstellgliedes vermieden werden. Als Folge hiervon kann die Vergrößerung der Baugröße in der Längsrichtung des Linearstellgliedes vermieden werden, und eine hin und hergehende Verschiebung des Gleittisches kann über den Verriegelungsmechanismus zuverlässig begrenzt werden.
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Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Schnitt durch ein Linearstellglied gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
- 3 ist ein Schnitt der Linie III-III in 1;
- 4. ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2;
- 5 ist eine Vorderansicht des Linearstellgliedes gemäß 1 gesehen von einer Seite eines Verriegelungsmechanismus;
- 6A ist ein Schnitt, der einen Zustand begrenzter Verschiebung zeigt, in dem die Verschiebung eines Gleittisches durch den Verriegelungsmechanismus begrenzt wird;
- 6B ist ein Schnitt entlang der Linie VIB-VIB in 6A;
- 7A ist ein Schnitt, der einen Zustand zeigt, in dem der Zustand begrenzter Verschiebung des Gleittisches durch den Verriegelungsmechanismus frei gegeben ist; und
- 7B ist ein Schnitt entlang der Linie VIIB-VIIB in 7A.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Linearstellglied gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1 bis 5 gezeigt ist, umfasst das Linearstellglied 10 einem Zylindergrundkörper 12, einen an einem oberen Teil des Zylindergrundkörpers 12 angeordneten Gleittisch 14, der in linearer Weise in einer Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 12 hin und hergehend verschoben wird, einen Führungsmechanismus 16 zwischen dem Zylindergrundkörper 12 und dem Gleittisch 14, welcher den Gleittisch 14 in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) führt, einen Hubeinstellmechanismus 18, der in der Lage ist, den Verschiebungsweg in der Axialrichtung des Gleittisches 14 einzustellen, und einen Verriegelungsmechanismus 20, welcher die Verschiebung des Gleittisches 14 begrenzt.
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Der Zylindergrundkörper 12 hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer festgelegten Länge in der Längsrichtung. Die erste und zweite Anschlussöffnung (Fluideinlass/auslassanschlüsse) 22, 24 für die Zufuhr und Abfuhr eines Druckfluides sind senkrecht zu der Längsrichtung an einer Seitenfläche des Zylindergrundkörpers ausgebildet. Außerdem sind dritte und vierte Anschlussöffnungen (Fluideinlass/auslassanschlüsse) 26, 28 für die Zufuhr und Abfuhr des Druckfluides an einer anderen Seitenfläche des Zylindergrundkörpers 12 ausgebildet (vgl. 2). Die ersten bis vierten Anschlüsse 22, 24, 26, 28 stehen mit einem Paar erster und zweiter Durchgangsöffnungen (Zylinderkammern) 34 bzw. 36, die später beschrieben werden, in Verbindung.
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Die ersten und zweiten Anschlüsse 22, 24 und die dritten und vierten Anschlüsse 26, 28 werden verwendet, indem Leitungen (nicht dargestellt) wahlweise mit einem der Paare verbunden werden, das für eine Verwendung in der Umgebung, in welcher das Linearstellglied angebracht ist, geeignet ist. Bspw. in dem Fall, dass die Zufuhr und Abfuhr eines Druckfluides mit Hilfe der ersten und zweiten Anschlüsse 22, 24 durchgeführt wird, werden in den dritten und vierten Anschlüssen 26, 28 jeweils Verschlussstopfen 30 angebracht.
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Außerdem sind Sensorbefestigungsnuten 32, die sich in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) erstrecken, in der einen Seitenfläche bzw. der anderen Seitenfläche des Zylindergrundkörpers 12 ausgebildet (vgl. 4), wobei nicht dargestellte Detektionssensoren in den Sensorbefestigungsnuten 32 angebracht sind.
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Außerdem ist, wie in 2 gezeigt ist, im Inneren des Zylindergrundkörpers 12 das Paar erster und zweiter Durchgangsöffnungen 34, 36 ausgebildet, die in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) durchtreten. Die erste Durchgangsöffnung 34 und die zweite Durchgangsöffnung 36 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und weisen voneinander einen festgelegten Abstand auf. Ein Zylindermechanismus 44 mit Kolben 40, an deren äußeren Umfangsflächen Dichtringe 38 angebracht sind, und Kolbenstangen 42, die mit den Kolben 40 verbunden sind, ist in dem ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 34, 36 aufgenommen. Die ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 34, 36 durchtreten den Zylindergrundkörper 12 in geraden Linien von dessen einem Endabschnitt zu dessen anderem Endabschnitt.
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Der Zylindermechanismus 44 wird durch Anbringen des Paars von Kolben 40 und der Kolbenstangen 42 in den ersten bzw. zweiten Durchgangsöffnungen 34, 36 gebildet. Außerdem sind an den äußeren Umfangsflächen der Kolben 40 neben den Dichtungen 38 Magnete 46 angebracht. Da das Magnetfeld der Magnete 46 durch die Detektionssensoren (nicht dargestellt), die in den Sensorbefestigungsnuten 32 angebracht sind, erfasst wird, wird die Verschiebungs-Position der Kolben 40 in der Axialrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) erfasst.
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Außerdem wird ein Ende der ersten Durchgangsöffnung 34 durch eine Platte 48 verschlossen. Ein Ende der zweiten Durchgangsöffnung 36 wird durch eine Kupplung 102 des später beschriebenen Verriegelungsmechanismus 20 verschlossen.
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Andererseits werden andere Enden der ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 34, 36 durch Stangenhalter 50 verschlossen und hermetisch abgedichtet, die durch Halteringe gehalten werden. An äußeren Umfangsflächen der Stangenhalter 50 sind in Ringnuten O-Ringe 52 angebracht, um das Durchtreten und eine Leckage von Druckfluid zwischen den Stangenhaltern 50 und den ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 34, 36 zu vermeiden.
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Die erste Durchgangsöffnung 34 steht mit den ersten und zweiten Anschlüssen 22, 24 in Verbindung, die zweite Durchgangsöffnung 36 steht mit den dritten und vierten Anschlüssen 26, 28 in Verbindung, und zusätzlich kommunizieren die erste Durchgangsöffnung 34 und die zweite Durchgangsöffnung 36 miteinander über ein Paar von Verbindungsdurchgängen 54a, 54b, die dazwischen ausgebildet sind.
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Wie in den 1 und 4 gezeigt ist, ist der Gleittisch 14 mit einem Tischgrundkörper 56, dem Hubeinstellmechanismus 18, der mit einem Ende des Tischgrundkörpers 56 verbunden ist, und einer Endplatte 58 ausgestattet, die mit dem anderen Ende des Tischgrundkörpers 56 verbunden ist. Außerdem ist die Endplatte senkrecht zu dem Tischgrundkörper 56 angeschlossen.
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Der Tischgrundkörper 56 besteht aus einem Basisabschnitt 60, der sich mit einer festgelegten Dicke in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt, und einem Paar von Führungswänden 62a, 62b, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Basisabschnitts 60 senkrecht nach unten erstrecken. Erste Kugelführungsnuten 64, in denen Kugeln 63 eines später beschriebenen Führungsmechanismus 16 geführt werden, sind an Innenflächen der Führungswände 62a, 62b ausgebildet.
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Außerdem ist ein Halter 68 des später beschriebenen Hubeinstellmechanismus 18 über ein Paar von Bolzen 66a an einem Ende des Tischgrundkörpers 56 befestigt, während die Endplatte 58 über ein anderes Paar von Bolzen 66b an dem anderen Ende des Tischgrundkörpers 56 befestigt ist (vgl. 3).
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Der Hubeinstellmechanismus 18 umfasst den Halter 68, der an einer unteren Fläche an einem Ende des Tischgrundkörpers 56 vorgesehen ist, einen Stangenbolzen 70, der mit dem Halter 68 verschraubt ist und eine Verriegelungsmutter 72 zum Begrenzen der vorwärts/rückwärts Bewegung des Stopperbolzens 70. Der Hubeinstellmechanismus 18 ist so vorgesehen, dass er einer Endfläche des Führungsmechanismus 16, der an dem Zylindergrundkörper 12 vorgesehen ist, zugewandt ist.
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Der Halter 68 hat eine blockähnliche Form und umfasst eine Gewindeöffnung 74, in welche der Stopperbolzen 70 eingeschraubt ist, und die im Wesentlichen in seiner Mitte ausgebildet ist. Außerdem sind eine Einsetznut (Nut) 76, die um eine festgelegte Tiefe nach oben zurückgesetzt ist und in welche eine Verriegelungsplatte (Verriegelungselement) 100 des später beschriebenen Verriegelungsmechanismus 20 eingesetzt ist, und eine schräge Fläche 78, die um einen festgelegten Winkel geneigt ist, an einer unteren Fläche des Halters 68 ausgebildet (vgl. 5 bis 7). An der unteren Fläche des Halters 68 ist die Einsetznut 76 mit einem recheckigen Querschnitt an dem anderen Ende des Halters 68 an der Seite der Endplatte 58 (in der Richtung des Pfeils A) ausgebildet, während die schräge Fläche 78 so ausgebildet ist, dass sie zu dem einen Ende des Halters 68 an der Seite der später beschriebenen Verriegelungsmutter 72 (in Richtung des Pfeils B) nach oben geneigt ist.
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Der Stopperbolzen 70 besteht bspw. aus einem schaftförmigen Gewindebolzen, in dessen äußere Umfangsfläche ein Gewinde eingeschnitten ist, und weist eine solche Länge auf, dass der Stopperbolzen 70 von der Gewindeöffnung 74 des Halters 68 in einem Zustand vorsteht, in dem er in die Gewindeöffnung 74 eingeschraubt ist. Außerdem ist die Verriegelungsmutter 72 in einem Bereich auf den Stopperbolzen 70 aufgeschraubt, in dem dieser von einer Endfläche des Halters 68 vorsteht.
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Außerdem wird durch die Verschraubung des Stopperbolzens 70 mit dem Halter 68 der Stopperbolzen 70 in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) verschoben, um sich dem Führungsmechanismus 16 anzunähern bzw. von diesem zu entfernen. Bspw. wird die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Stopperbolzens 70 beschränkt, nachdem der Stopperbolzen 70 soweit geschraubt wurde, dass er um eine festgelegte Länge zu der Seite des Führungsmechanismus 16 (in der Richtung des Pfeils A) vorsteht, indem er mit der Verriegelungsmutter 72 verschraubt wird und diese verschiebt, so dass die Verriegelungsmutter 72 an der Seitenfläche des Halters 68 zur Anlage kommt.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Endplatte 58 an dem anderen Ende des Tischgrundkörpers 56 befestigt, weil sie so angeordnet ist, dass sie der Endfläche des Zylindergrundkörpers 12 zugewandt ist. Gleichzeitig werden Enden der Kolbenstangen 42, die durch ein Paar von Stangenöffnungen eingesetzt sind, jeweils an der Endplatte 58 befestigt. Hierdurch kann der Gleittisch 14 einschließlich der Endplatte 58 zusammen mit den Kolbenstangen 42 in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers verschoben werden.
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Außerdem ist in der Endplatte 58 ein Dämpfer 80 aus einem elastischen Material in einer Dämpferinstallationsöffnug an einer Position zwischen der einen Stangenöffnung und der anderen Stangenöffnung angebracht. Da der Dämpfer 80 von der anderen Seitenfläche der Endplatte 58 an der Seite des Zylindergrundkörpers 12 vorsteht, wenn die Endplatte 58 zusammen mit dem Gleittisch 14 verschoben wird, schlägt ein Endabschnitt des Dämpfers 80 an der Endfläche des Zylindergrundkörpers 12 an, wodurch die Erzeugung von Stößen und Stoßgeräuschen, die auftreten würden, wenn die Endplatte 58 und der Zylindergrundkörper 12 in direkten Kontakt mit einander treten würden, vermieden werden.
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Wie in den 1, 3 und 4 gezeigt ist, umfasst der Führungsmechanismus 16 einen breiten und flachen Führungsblock 82, ein Paar von Kugelzirkulationselementen 84a, 84b, die an dem Führungsblock 82 vorgesehen sind und durch welche Kugeln 63 zirkulieren, ein Paar von Abdeckungen 86, die an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung des Führungsblocks 82 angebracht sind, und ein Paar von Abdeckplatten 88, die entsprechende Flächen der Abdeckungen 86 abdecken.
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Zweite Kugelführungsnuten 90 sind in der Längsrichtung in beiden Seitenflächen des Führungsblocks 82 ausgebildet. An Positionen in der Nähe der zweiten Kugelführungsnuten 90 tritt ein Paar von Installationsnuten, in welche die Kugelzirkulationselemente 84a, 84b eingesetzt sind, in der Längsrichtung durch. Die zweiten Kugelführungsnuten 90 weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, so dass dann, wenn der Gleittisch 14 an einem oberen Teil des Führungsmechanismus 16 angeordnet ist, die zweiten Kugelführungsnuten 90 gegenüber der ersten Kugelführungsnuten 64 positioniert sind.
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Die Kugelzirkulationselemente 8a, 84b weisen einen rechteckigen Querschnitt entsprechend den Installationsnuten auf. Durch ihr Inneres treten Kugelzirkulationslöcher 92 durch, durch welche die Kugeln 63 zirkuliert werden. An beiden Enden der Kugelzirkulationselemente 84a, 84b sind Umkehrelemente (nicht dargestellt) zum Umkehren der Richtung, in welcher die Kugeln 63 zirkulieren, vorgesehen.
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Im Einzelnen werden aus den Kugelzirkulationslöchern 92 in den Kugelzirkulationselementen 84a, 84b die Kugeln 63 durch die Umkehrelemente um 180° umgelenkt und rollen in die ersten und zweiten Kugelführungsnuten 64, 90, die an den Außenseiten der Kugelzirkulationselemente 84a, 84b vorgesehen sind.
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Wenn der Gleittisch hin und hergehend verschoben wird, schlägt außerdem der Stopperbolzen 70 des Hubeinstellmechanismus 18 an der Endfläche des Führungsblocks 82 an.
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Wie in den 1 bis 7 gezeigt ist, ist der Verriegelungsmechanismus 20 mit einem Ende des Zylindergrundkörpers 12 verbunden und umfasst einen Endblock 96, der über einen Abstandshalter 94 mit dem Zylindergrundkörper 12 verbunden ist, einen Unterkolben (verschiebbarer Körper) 98, der sich im Inneren des Endblocks 96 vorwärts und rückwärts bewegt, eine Verriegelungsplatte 100, die drehbar im Inneren des Endblocks 96 vorgesehen ist, eine Feder (Vorspannmittel) 132 zum Beaufschlagen der Verriegelungsplatte 100 und die Kupplung 102, die eine Verbindung zwischen dem Inneren des Endblocks 96 und der zweiten Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 herstellt.
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Der Abstandshalter 94 hat eine plattenähnliche Form mit einer festgelegten Dicke und ist sandwichartig zwischen dem Zylindergrundkörper 12 und dem Endblock 96 aufgenommen. Außerdem weist der Abstandshalter 94 eine erste Öffnung 104 auf, welche der ersten Durchgangsöffnung 34 des Zylindergrundkörpers 12 gegenüberliegt, und eine zweite Öffnung 106, welche der zweiten Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 gegenüberliegt. Die erste Öffnung 104 ist nicht koaxial zu der ersten Durchgangsöffnung 34 ausgebildet, während die zweite Öffnung 106 koaxial zu der zweiten Durchgangsöffnung 36 ausgebildet ist (vgl. 2).
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Der Endblock 96 ist an einem Ende des Zylindergrundkörpers 12 zusammen mit dem Abstandshalter 94 über mehrere Bolzen 108 befestigt. Beide Seitenflächen des Endblocks 96 weisen einen Zufuhranschluss (Fluideinlass/auslassanschluss) 110 auf, durch welchen das Druckfluid zugeführt wird. Der Zufuhranschluss 110 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 12 und durchtritt diesen, so dass er sich zu gegenüberliegenden Seitenflächen des Endblocks 96 öffnet.
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Außerdem wird eines der gegenüberliegenden Enden des Zufuhranschlusses 110, welcher sich zu beiden Seitenflächen des Endblocks 96 öffnet, durch einen Dichtbolzen 112 verschlossen, während lediglich das andere offene Ende wahlweise als der Zufuhranschluss 110 verwendet wird. Außerdem soll bei der vorliegenden Ausführungsform ein Fall erläutert werden, bei welchem sich der Zufuhranschluss 110 und die ersten und zweiten Anschlüsse 22, 24 des Zylindergrundkörpers 12 auf der gleichen Seitenfläche öffnen, während die andere Seitenfläche, an welcher die dritten und vierten Anschlüsse 26, 28 vorgesehen sind, durch den Dichtbolzen 112 abgedichtet werden (vgl. 2).
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Außerdem ist, wie in 2 gezeigt ist, im Inneren des Endblocks 96 eine Kolbenkammer (Kammer) 114 so ausgebildet, dass sie der ersten Öffnung 104 des Abstandshalters 94 gegenüberliegt. Im Inneren der Kolbenkammer 114 ist der Unterkolben 98 so vorgesehen, dass er sich in der Axialrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) verschiebt. Außerdem steht ein Ende der Kolbenkammer 114 über einen Verbindungsdurchgang 118a mit dem Zufuhranschluss 110 in Verbindung, während das andere Ende der Kolbenkammer 114 mit der ersten Öffnung 104 in Verbindung steht.
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Der Unterkolben 98 hat eine zylindrische Gestalt und weist an seinem einen Ende einen konischen Abschnitt (schräger Abschnitt) 120 auf, dessen Durchmesser sich derart verringert, dass er sich allmählich zu einem Punkt verjüngt. Außerdem ist der konische Abschnitt 120 des Unterkolbens 98 so vorgesehen, dass er in eine Kolbenöffnung 138 der später beschriebenen Verriegelungsplatte 100 oder in die erste Öffnung 104 des Abstandshalters 94 eingesetzt werden kann.
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Außerdem ist im Inneren des Endblocks 96 eine Installationsöffnung 122 ausgebildet, die der zweiten Durchgangsöffnung 36 in dem Zylindergrundkörper 12 zugewandt ist. Ein Ende der Installationsöffnung 122 steht über einen Verbindungsdurchgang 118b mit dem Zufuhranschluss 110 in Verbindung. Andererseits ist das andere Ende der Installationsöffnung 122 derart ausgebildet, dass es über die zweite Öffnung 102 des Abstandshalters 94 mit der zweiten Durchgangsöffnung 36 in Verbindung steht. Außerdem ist ein Abschnitt der Kupplung 102 in die Installationsöffnung 122 eingesetzt.
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Die Kupplung 102 weist einen Abschnitt 124 mit kleinem Durchmesser, der in die Installationsöffnung 122 eingesetzt ist, und einen Abschnitt 126 mit großem Durchmesser auf, dessen Durchmesser sich gegenüber dem Abschnitt 124 mit kleinem Durchmesser erweitert. Der Abschnitt 124 mit kleinem Durchmesser ist in die Installationsöffnung 122 und ein Einsetzloch 136 der Verriegelungsplatte 100 sowie in die zweite Öffnung 106 des Abstandshalters 94 eingesetzt. Der Abschnitt 126 mit großem Durchmesser ist in die zweite Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 eingesetzt und dichtet diese ab. Im Einzelnen sind die Installationsöffnungen 122, die Einsetzöffnungen 136, die zweite Öffnung 106 und die zweite Durchgangsöffnung 36 auf der gleichen Achse (d.h. koaxial) ausgebildet.
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Außerdem ist im Inneren der Kupplung 102 eine Verbindungsöffnung 128 ausgebildet, die in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) durch den Abschnitt 124 mit kleinem Durchmesser und den Abschnitt 126 mit großem Durchmesser hindurchtritt. Ein Ende der Verbindungsöffnung 128 kommuniziert über den Verbindungsdurchgang 118b mit dem Zufuhranschluss 110, während das andere Ende mit der zweiten Durchgangsöffnung 36 in dem Zylindergrundkörper 12 kommuniziert. Außerdem ist an der Seite des Abschnitts 124 mit kleinem Durchmesser (in der Richtung des Pfeils B) der Verbindungsöffnung 128 eine Blende (Drosselmittel) 130 vorgesehen, deren Durchmesser im Vergleich zu den anderen Bereichen der Verbindungsöffnung 128 verringert ist. Die Durchflussmenge von Druckfluid, das durch die Verbindungsöffnung 28 strömt, wird durch die Blende 130 gedrosselt. Dann wird das Druckfluid der zweiten Durchgangsöffnung 36 zugeführt.
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Im Einzelnen wird das Druckfluid, das dem Zufuhranschluss 110 zugeführt wird, der Kolbenkammer 114 des Verriegelungsmechanismus 20 und gleichzeitig durch die Verbindungsöffnung 128 der Kupplung 102 der zweiten Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 zugeführt.
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Außerdem ist in der Kupplung 102 eine Feder 132, die bspw. durch eine Spulenfeder gebildet wird, an der äußeren Umfangsseite des Abschnitts 124 mit kleinem Durchmesser angeordnet. Die Feder 132 ist zwischen dem Endblock 96 und der Verriegelungsplatte 100 angeordnet.
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Wie in den 6a und 7a gezeigt ist, besteht die Verriegelungsplatte 100 aus einem plattenförmigen Körper mit einer konstanten Dicke und hat einen U-förmigen Querschnitt. Die Verriegelungsplatte 100 ist in einem Hohlraum 134 angebracht, der in seiner Endfläche an der Seite des Abstandhalters 94 (in der Richtung des Pfeils A) in dem Endblock 96 ausgebildet ist. Die Verriegelungsplatte 100 ist in dem Hohlraum 134 im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 12 angeordnet. Die Einsetzöffnung 136, durch welche die Kupplung 102 eingesetzt wird, ist in einem Ende 100a der Verriegelungsplatte 100 ausgebildet. Die Kolbenöffnung 138, in welche ein Teil des Unterkolbens 98 eingesetzt ist, ist in dem anderen Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 ausgebildet. Außerdem ist im Inneren des Hohlraums 134 die Verriegelungsplatte 100 angeordnet, so dass ihr anderes Ende 100b, das die Kolbenöffnung 138 aufweist, um einen festgelegten Winkel um die Einsetzöffnung 136, durch welche die Kupplung 102 eingesetzt ist, drehbar ist (d.h., dass die Einsetzöffnung 136 als Drehzentrum dient).
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Der Abschnitt 124 mit kleinem Durchmesser der Kupplung 102 ist durch die Einsetzöffnung 136 eingesetzt. Die Kolbenöffnung 138 umfasst eine sich verjüngende Fläche 140, deren Durchmesser sich allmählich in einer Richtung weg von dem Unterkolben 98 und insbesondere zu einer Seite des Abstandshalters 94 (in der Richtung des Pfeils A) allmählich verringert. Der konische Abschnitt 120 des Unterkolbens 98 liegt an der sich verjüngenden Fläche 140 an (vgl. 6B und 7B).
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Außerdem wird eine elastische Kraft der Feder 132 auf die Verriegelungsplatte 100 ausgeübt, so dass deren anderes Ende 100b durch die elastische Kraft um einen festgelegten Winkel um das eine Ende 100a, in dem die Einsetzöffnung 136 ausgebildet ist, nach oben (in Richtung des Pfeils C in 6A) gedreht wird. Wie in den 6A und 6B gezeigt ist, wird außerdem die Verschiebung des Gleittisches 14 in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) begrenzt, weil das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 von der oberen Fläche des Endblocks 96 vorsteht und in die Einsetznut 76 des Halters 68, der an dem Gleittisch 14 befestigt ist, eingesetzt ist. Im Einzelnen kann ein verriegelter Zustand hergestellt werden, in welchem die Verschiebung des Gleittisches 14 begrenzt ist.
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Zu dieser Zeit ist, wie in 6A gezeigt ist, das Zentrum P1 der Kolbenöffnung 138 in der Verriegelungsplatte 100 in einem Zustand, in dem es relativ zu dem Zentrum P2 des Unterkolbens 98 nach oben (in der Richtung des Pfeils C) positioniert ist. Der konische Abschnitt 120 des Unterkolbens 98 ist in einem Zustand, in dem er lediglich an dem unteren Teil der Kolbenöffnung 138 anliegt. Anders ausgedrückt ist das Zentrum P1 der Kolbenöffnung 138 an einer Position angeordnet, die um einen festgelegten Abstand gegenüber dem Zentrum P2 des Unterkolbens 98 nach oben versetzt ist.
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Wie in den 6A und 7A gezeigt ist, ist außerdem ein Druckabschnitt 142 an dem einen Ende 100a der Verriegelungsplatte 100 so angeordnet, dass er durch den Hohlraum 134 an der Seitenfläche des Endblocks 96 zugänglich ist (freiliegt). Der Druckabschnitt 142 ist beispielsweise so vorgesehen, dass er durch einen Operator (Benutzer) von außerhalb des Linearstellgliedes 10 gepresst werden kann, wobei durch Pressen des Druckabschnitts 142 zu der Innenseite des Endblocks 96 (d.h. in der Richtung des Pfeils E in 6A) die Verriegelungsplatte 100 manuell so gedreht werden kann, dass sich ihr anderes Ende 100b absenkt. Der Druckabschnitt 142 ist an dem einen Ende 100a der Verriegelungsplatte 100 und an deren einer Seitenfläche oberhalb der Einsetzöffnung 136 (d.h. in der Richtung des Pfeils C) vorgesehen.
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Das Linearstellglied 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden die Betriebsweise und Vorteile des Linearstellgliedes 10 erläutert. Wie in 1 gezeigt ist, soll ein Zustand begrenzter Verschiebung (verriegelter Zustand) als eine Ursprungsposition erläutert werden, in welcher die Endplatte 58 des Gleittisches 14 an einer Endfläche des Zylindergrundlöprers 12 anliegt, und, wie in den 6A und 6B gezeigt ist, die Verriegelungsplatte 100 des Verriegelungsmechanismus 20 in die Einsetznut 76 des Halters 68 eingesetzt ist. Hierdurch wird die Verschiebung des Gleittisches 14 begrenzt.
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Nachdem Leitungen, die an eine nicht dargestellte Druckfluidzufuhrquelle angeschlossen sind, beispielsweise über ein Schaltventil (nicht dargestellt) an den Zufuhranschluss 110 und dem zweiten Anschluss 24 angeschlossen werden, wird zunächst das Druckfluid von der Druckfluidzufuhrquelle dem Zufuhranschluss 110 zugeführt. Durch Betätigen des Schaltventils wird in diesem Fall der zweite Anschluss 24 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist, während der erste Anschluss 22 durch den Verschlussstopfen 30 verschlossen wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird das dem Zufuhranschluss 110 zugeführte Druckfluid durch den Verbindungsdurchgang 118a der Kolbenkammer 114 zugeführt. Nachdem es durch den anderen Verbindungsdurchgang 118b zu der Verbindungsöffnung 128 der Kupplung 102 geströmt ist, wird es außerdem der zweiten Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 zugeführt. Da die Öffnung 130 in der Verbindungsöffnung 128 vorgesehen ist, ist zu dieser Zeit die Strömungsmenge des durch die zweite Durchgangsöffnung 36 zugeführten Druckfluides kleiner als die Strömungsmenge des der Kolbenkammer 114 zugeführten Druckfluides.
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Aus diesem Grund wird zunächst der Unterkolben 98 durch das Druckfluid, das der Kolbenkammer 114 zugeführt wird, zu dem Zylindergrundkörper 12 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst, und sein konischer Abschnitt 120 wird bewegt, wobei er an der Kolbenöffnung 138 der Verriegelungsplatte 100 anliegt. Dementsprechend wird die sich verjüngende Fläche 140 der Kolbenöffnung 138 der Verriegelungsplatte 100 durch den konischen Abschnitt 120 des Unterkolbens 98 entgegen der elastischen Kraft der Feder 132 nach unten (in der Richtung des Pfeils D) gepresst. Außerdem entfernt sich, wie in den 7A und 7B gezeigt ist, das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 aus der Einsetznut 76 des Halters 68.
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Als Folge hiervon wird der Zustand begrenzter Verschiebung des Gleittisches 14 durch die Verriegelungsplatte 100 freigegeben, und der Gleittisch wird in einen Zustand versetzt, in dem er in der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils A) verschoben werden kann.
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Im Einzelnen wird der Unterkolben 98 durch die Zufuhr des Druckfluides verschoben, und das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 wird so gedreht, dass es sich von der Einsetznut 76 entfernt. Hierdurch dient der Unterkolben 98 als ein Freigabemechanismus, welcher den Zustand, in welchem die Verschiebung des Gleittisches 14 durch die Verriegelungsplatte 100 begrenzt ist, freigegeben wird.
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In dem Fall, dass der Zustand begrenzter Verschiebung des Gleittisches 14 durch den Verriegelungsmechanismus 20 freigegeben werden soll, kann, abgesehen von dem oben beschriebenen Verfahren, bei welchem die Verriegelungsplatte 100 durch Verschieben des Unterkolbens 98 mit Hilfe eines dem Zufuhranschluss 110 zugeführten Druckfluides gedreht wird, ein Operator die Verriegelungsplatte 100 auch manuell drehen, indem der Druckabschnitt 142 der Verriegelungsplatte 100 von außerhalb des Linearstellgliedes 10 gepresst wird, so dass sich das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 von der Einsetznut 76 trennt, um dadurch den Gleittisch 14 freizugeben.
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Nachdem der Zustand begrenzter Verschiebung (verriegelter Zustand) des Gleittisches 14 durch den Verriegelungsmechanismus freigegeben wurde, werden außerdem als Folge der Tatsache, dass das der zweiten Durchgangsöffnung 36 zugeführte Druckfluid eine Zufuhrmenge erreicht, die in der Lage ist, den Kolben 40 zu pressen, und außerdem das Druckfluid gleichzeitig durch den Verbindungsdurchgang 54b der ersten Durchgangsöffnung 34 zugeführt wird, die beiden Kolben 40 mit Druck beauftragt und zu der Seite der Stangenhalter 50 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben. Dementsprechend wird der Gleittisch 14 zusammen mit der Endplatte 58 und den Kolbenstangen 42, die mit dem Kolben 40 verbunden sind, in einer Richtung weg von dem Zylindergrundkörper 12 verschoben.
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Zu dieser Zeit rollen die Kugeln 63 des Führungsmechanismus 16 mit der Verschiebung des Gleittischs 14 entlang der Kugelzirkulationsdurchgänge, wodurch der Gleittisch 14 durch den Führungsmechanismus 16 in der axialen Richtung geführt wird.
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Als Folge der Tatsache, dass das Ende des Stopperbolzens 70, das an dem Ende des Gleittischs 14 angeordnet ist, an der Endfläche des Führungsblocks 82 des Führungsmechanismus 16 zur Anlage kommt, wird außerdem die Verschiebungsendposition des Gleittisches 14 erreicht und eine weitere Verschiebung des Gleittisches 14 wird gestoppt. Da das Druckfluid durch den Zufuhranschluss 110 kontinuierlich der Kolbenkammer 114 zugeführt wird, wird zu dieser Zeit an dem Verriegelungsmechanismus 20 der Unterkolben 98 weiterhin zu der Seite des Zylindergrundkörpers 12 (in der Richtung des Pfeils A) gedrängt, und der Zustand, in welchem das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 nach unten (in der Richtung des Pfeils D) gepresst wird, d.h. der Zustand mit freigegebener Verriegelung, wird beibehalten (vgl. 7A und 7B).
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Andererseits wird in dem Fall, dass der Gleittisch 14 von der oben genannten Verschiebungsendposition in einer entgegengesetzten Richtung (in der Richtung des Pfeils B) verschoben wird, durch die Schaltwirkung des nicht dargestellten Schaltventils Druckfluid dem zweiten Anschluss 24 zugeführt. Gleichzeitig wird das Druckfluid mit einer festgelegten Durchflussmenge dem Zufuhranschluss 110 zugeführt. Hierdurch werden die Kolben 40 durch das Druckfluid, das von dem zweiten Anschluss 24 dem Paar erster und zweiter Durchgangsöffnungen 34, 36 zugeführt wird, in einer Richtung weg von den Stangenhaltern 50 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben. Zusammen mit den Kolben 40 wird der Gleittisch 14 durch die Kolbenstangen 42 und die Endplatte 58 in einer Richtung verschoben, in welcher er sich dem Zylindergrundkörper 12 annähert.
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Außerdem schlägt der Dämpfer 80, der an der Endplatte 58 des Gleittisches 14 vorgesehen ist, an der Endfläche des Zylindergrundkörpers 12 an, wodurch die Ursprungsposition wieder hergestellt wird.
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Während der Verschiebung des Gleittisches 14 zu der Ursprungsposition wird außerdem die Verriegelungsplatte 100 durch die Verschiebungswirkung des Unterkolbens 98 gedreht und nach unten gepresst, weil dem Zufuhranschluss 110 das Druckfluid zugeführt wird, und die Bedingungen wurden beibehalten, bei welchen der Zustand begrenzter Verschiebung des Gleittisches 14 freigegeben ist (vgl. 7A und 7B).
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Außerdem wird im Wesentlichen gleichzeitig mit der Ankunft des Gleittisches 14 an der Ursprungsposition die Zufuhr von Druckfluid zu dem Zufuhranschluss 110 durch ein nicht dargestelltes Schaltelement angehalten. Die Verriegelungsplatte 100 wird durch die elastische Kraft der Feder 32 gedreht, und ihr anderes Ende 110b wird nach oben in die offene Einsetznut 76 des Halters 68 eingesetzt (vgl. 6A und 6B). Dementsprechend wird der Zustand begrenzter Verschiebung (verriegelter Zustand), in welchem die Verschiebung des Gleittisches 14 in der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils A) begrenzt ist, erneut hergestellt.
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Wird beispielsweise die Zufuhr von Druckfluid zu dem Zufuhranschluss 110 aus irgendeinem Grunde unterbrochen, bevor der Gleittisch 14 zu der Ursprungsposition zugeführt wurde, tritt außerdem, selbst in dem Fall, dass das andere Ende 110b der Verriegelungsplatte 100 durch die Rückstellkraft der Feder 132 nach oben (in der Richtung des Pfeils C) bewegt wird und über die Oberfläche des Endblocks 96 hinaussteht, die schräge Fläche 78, die an dem Halter 86 des Gleittisches 14 vorgesehen ist, in Kontakt mit dem anderen Ende 100b. Durch eine weitere Verschiebung des Gleittisches 14 wird die Verriegelungsplatte 100 durch die schräge Fläche 78 entgegen der elastischen Kraft der Feder 132 allmählich nach unten (in der Richtung des Pfeils D) gepresst, so dass schließlich das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 wieder in die Einsetznut 76 eingesetzt wird. Bevor der Gleittisch 14 zu der Ursprungsposition zurückgeführt wird, kann hierdurch selbst in dem Fall, dass das andere Ende 100b der Verriegelungsplatte 100 fehlerhafterweise nach oben (in der Richtung des Pfeils C) vorsteht, eine Begrenzung der Verschiebung des Gleittisches 14 vor der gewünschten Position zuverlässig verhindert werden, da der Halter 68 in Kontakt mit der Verriegelungsplatte 100 kommt.
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In der oben beschriebenen Weise ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Verriegelungsmechanismus 20 an einem Ende des Zylindergrundkörpers 12 vorgesehen, der in der Lage ist, die Verschiebung des Gleittisches 14 in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) zu begrenzen. Der Verriegelungsmechanismus 20 wird durch den Unterkolben 98, welcher durch dem Zufuhranschluss 110 zugeführtes Druckfluid verschoben wird, und die Verriegelungsplatte 100 gebildet, die bei Verschiebung des Unterkolbens 98 gedreht und in die Einsetznut 76 des Halters 68, der an dem Gleittisch 14 angebracht ist, eingesetzt wird.
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Da bei dem Verriegelungsmechanismus 20 die Verriegelungsplatte 100 eine plattenförmige Gestalt aufweist und in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Linearstellgliedes 10 gedreht werden kann, wird die Größe des Linearstellgliedes 10 in der axialen Richtung nicht erhöht. Da außerdem der Unterkolben 98 so vorgesehen ist, dass er in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 12 verschiebbar ist, wird die Baugröße des Linearstellgliedes 10 in der Höhenrichtung nicht erhöht. Als Folge hiervon wird eine Vergrößerung der Baugröße des Linearstellgliedes 10 sowohl in der Längsrichtung (in der Richtung der Pfeile A und B) als auch in der Höhenrichtung (in der Richtung der Pfeile C und D) vermieden, während eine Verschiebung des Gleittisches 14 in der axialen Richtung durch den Verriegelungsmechanismus 20 zuverlässig reguliert oder begrenzt werden kann.
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Da der Verriegelungsmechanismus 20 in einem Raum angeordnet ist, der unterhalb des Gleittisches 14 ausgebildet ist, kann außerdem ein solcher Raum, der ansonsten einen toten Raum bilden würde, effizient genutzt werden. Eine Vergrößerung der Höhendimension kann vermieden werden.
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Da der Unterkolben 98 des Verriegelungsmechanismus 20 mit Hilfe eines Teils des Druckfluides, das zur Verschiebung des Kolbens 40 des Zylindermechanismus 44 zugeführt wird, angetrieben wird, kann außerdem im Vergleich zu einem Fall, in dem Druckfluid zum Antreiben des Unterkolbens 98 separat zugeführt wird, das Leitungslayout passend vereinfacht werden.
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Da die Öffnung 130 in der Verbindungsöffnung 128 der Kupplung 102 vorgesehen ist, kann schließlich die zugeführte Menge an Druckfluid, das von dem Zufuhranschluss 110 der zweiten Durchgangsöffnung 36 des Zylindergrundkörpers 12 zugeführt wird, kleiner sein als die zugeführte Menge des Druckfluides, das der Kolbenkammer 114 des Verriegelungsmechanismus 20 zugeführt wird. Wird davon ausgegangen, dass der Druckkammer 114 eine festgelegte Strömungsmenge zugeführt wird, ist es hierdurch möglich, den Unterkolben 98 zu verschieben, um den Zustand begrenzter Verschiebung des Gleittisches 14 durch die Verriegelungsplatte 100 freizugeben. Anschließend werden die Kolben 40 des Zylindermechanismus 44 mit Druck beaufschlagt und der Gleittisch 14 kann verschoben werden.
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Anders ausgedrückt wird durch Vorsehen der Blende 130 ein Unterschied zwischen der Zufuhrmenge an Druckfluid, das der Kolbenkammer 114 zugeführt wird, und der Zufuhrmenge an Druckfluid, das durch die zweite Durchgangsöffnung 36 zugeführt wird, hergestellt. Dadurch kommt es zu einem Zeitunterschied zwischen den Zeitpunkten, zu denen der Unterkolben 98 und die Kolben 40 ihre Bewegungen beginnen. Dementsprechend kann der Gleittisch 14 zuverlässig verschoben werden, nachdem der verriegelte Zustand des Gleittisches 14 durch den Verriegelungsmechanismus 20 freigegeben wurde.
