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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder, in welchem ein Kolben durch die Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschoben wird nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Stand der Technik
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Bisher ist als ein Mittel zum Transportieren eines Werkstücks oder dgl. bspw. ein Fluiddruckzylinder mit einem Kolben bekannt, der durch die Zufuhr eines Druckfluides verschoben wird. Mit einem derartigen Fluiddruckzylinder wird ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem ein Kolben verschiebbar innerhalb einer Zylinderkammer angeordnet ist, die im Inneren eines rohrförmigen Zylinderkörpers ausgebildet ist, und gleichzeitig sind eine Kopfabdeckung und eine Stangenabdeckung an den beiden jeweiligen Enden des Zylinderkörpers angebracht, um dadurch die Zylinderkammer zu verschließen und abzudichten.
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Bei einem solchen Fluiddruckzylinder ist der Kolben verschiebbar innerhalb der Zylinderkammer angeordnet, die im Inneren des rohrförmigen Zylinderkörpers ausgebildet ist, und Dämpfer sind vorgesehen, die in der Lage sind, Stöße zu absorbieren, die erzeugt werden, wenn der Kolben an der Kopfabdeckung und der Stangenabdeckung, die an den beiden Enden des Zylinderkörpers vorgesehen sind, anschlägt.
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Die Dämpfer, wie sie bspw. in der
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 07-034239 beschrieben sind, sind aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dgl., geformt, und an Enden der Kopfabdeckung und der Stangenabdeckung angeordnet, die den beiden Endflächen des Kolbens zugewandt sind. Außerdem ist ein solcher Aufbau hergestellt, dass bei der Verschiebung des Kolbens entlang des Zylinderkörpers und dessen Anschlag an den Dämpfern Stöße absorbiert werden.
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Außerdem ist in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 09-303320 eine Struktur offenbart, bei welcher Dichtungen, die als Dämpfer dienen, sandwichartig zwischen Enden des Zylinderkörpers und Abdeckungen aufgenommen sind, und wobei bei einer Verschiebung des Kolbens entlang des Zylinderkörpers und dessen Anschlag an den Dichtungen Stöße absorbiert werden.
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Wenn der Kolben an den Dämpfern anschlägt, werden aber bei dem Stand der Technik gemäß der
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 07-034239 die Dämpfer, die aus einem elastischen Material geformt sind, komprimiert und deformiert. Zusammen mit der Deformation der Dämpfer besteht hierbei eine Befürchtung, dass der Befestigungszustand der Dämpfer an der Kopfabdeckung und der Stangenabdeckung gelöst werden könnte, was zu einem Lösen und Herabfallen von der Kopfabdeckung und der Stangenabdeckung führen könnte.
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Da andererseits bei dem Stand der Technik gemäß der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 09-303320 Dichtungen sandwichartig zwischen Enden des Zylinderkörpers und den Abdeckungen gehalten werden, werden, obwohl ein Herabfallen der Dichtungen verhindert ist, aufgrund der Tatsache, dass die Dichtungen zwischen dem Zylinderrohr und der Kopf- und Stangenabdeckung gepresst und befestigt werden, die Montagemöglichkeiten (einfache Montage) in der Vorrichtung eingeschränkt.
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Die
DE 295 01 243 U1 beschreibt einen pneumatischen Arbeitszylinder nach den Oberbegriff des Anspruchs 1, bei welchem das Zylinderrohr an seinen Enden durch Abschlussdeckel verschlossen wird. An der ebenen Frontfläche der Abschlussdeckel sind kombinierte Dichtungs- und Dämpfungselemente angebracht, die eine kombinierte Baueinheit aus einem Dichtungsring und einer Pufferscheibe in einem einzigen Element bilden. Der Dichtring des Elements erstreckt sich um den gesamten Umfang des Abdeckelements.
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Das
US Patent 3,961,564 beschreibt eine ähnliche Gestaltung, wobei ein kombinierter Dämpfungs- und Dichtring an dem inneren Ende einer Endkappe
4 vorgesehen ist. Ein über den gesamten Umfang der Endkappe vorgesehener Dichtabschnitt des Ringes wird in einer ringförmigen Nut der Endkappe gehalten ` und sorgt für die Abdichtung, indem er zwischen der Zylinderbohrung und einer axialen Wand der Nut in der Endkappe geklemmt wird.
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Das
US Patent 3,465,650 öffenbart einen Stoßdämpfer für eine Kolben- und Zylinderanordnung, wobei ein Stoßdämpfer an der vorderen Kolbenfläche angebracht ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, bei dem die Montage der Dämpfer erleichtert wird, und die in der Lage ist, das Herabfallen der Dämpfer innerhalb des Zylinderkörpers zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den eingefügten 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 vertikaler Schnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Kopfabdeckung, an welcher ein erster Dämpfer angebracht ist;
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3 ist eine Vorderansicht der Kopfabdeckung, die in 2 gezeigt ist;
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4 ist eine Seitenansicht der Kopfabdeckung, die in 2 gezeigt ist;
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5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem der erste Dämpfer von der Kopfabdeckung gemäß 2 entfernt und getrennt ist;
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6 ist ein vergrößerter Schnitt, der die Umgebung der Kopfabdeckung des Fluiddruckzylinders gemäß 1 zeigt;
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7 ist eine perspektivische Ansicht einer Stangenabdeckung, an welcher ein zweiter Dämpfer angebracht ist;
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8 ist eine Vorderansicht der Stangenabdeckung, die in 7 gezeigt ist;
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9 ist eine Seitenansicht der Stangenabdeckung, die in 7 gezeigt ist;
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10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand darstellt, in welchem der zweite Dämpfer von der Stangenabdeckung gemäß 7 entfernt und getrennt ist;
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11 ist ein Schnitt, der einen Endabschnitt eines Zylinderrohres zeigt, an welchem die Stangenabdeckung angebracht ist;
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12 ist eine perspektivische teilweise Explosionsdarstellung, die einen Zustand darstellt, in welchem ein magnetischer Körper und eine Kolbenabdeckung von einem Kolben gelöst und getrennt sind;
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13 ist ein Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in 1; und
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14 ist ein Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in 13.
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Beste Ausführungsweise der Erfindung
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Fluiddruckzylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Fluiddruckzylinder 10 ein rohrförmiges Zylinderrohr (Zylinderkörper) 12, eine Kopfabdeckung (Abdeckelement) 14, das an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, eine Stangenabdeckung (Abdeckelement) 16, die an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, und einen Kolben 18, der verschiebbar im Inneren des Zylinderrohres 12 vorgesehen ist.
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Eine Zylinderbohrung (Zylinderkammer) 20 mit einer im Querschnitt elliptischen Form, die in Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt, ist in einem zentralen Abschnitt des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Das Zylinderrohr 20 weist eine im Querschnitt elliptische Form auf, derart, dass die Hauptachse in der Vertikalrichtung orientiert ist. Die Zylinderbohrung 20 umfasst an ihren beiden Endabschnitten ein Paar von Aussparungen 12a, 12b, die sich in der Breite in einer Richtung weg von der Mitte der Zylinderbohrung 20 erweitern.
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Außerdem sind Ringnuten 22a, 22b jeweils an beiden Enden des Zylinderrohrs 20 entlang einer inneren Umfangsfläche des Zylinderrohres an Positionen an Öffnungsseiten relativ zu den Aussparungen 12a, 12b ausgebildet. Verriegelungsringe 24a, 24b, die aus einem metallischen Material im Wesentlichen U-förmig geformt sind, sind jeweils in den Ringnuten 22a, 22b angebracht.
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Andererseits sind erste und zweite Fluidanschlussöffnungen 26, 28 für die Zufuhr und Abfuhr eines Druckfluides an einer äußeren Seitenfläche des Zylinderrohres 12 ausgebildet. Die ersten und zweiten Fluidanschlüsse 26, 28 weisen voneinander einen festgelegten Abstand in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Zylinderrohres 12 auf, und stehen jeweils über Verbindungsdurchgänge 30a, 30b mit der Zylinderbohrung 20 in Verbindung. Hierdurch tritt Druckfluid, das den ersten und zweiten Fluidanschlüssen 26, 28 zugeführt wird, durch die Verbindungsdurchgänge 30a, 30b hindurch und wird in das Innere der Zylinderbohrung 20 eingeführt.
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Außerdem sind an der äußeren Seitenfläche des Zylinderrohres 12 mehrere Sensornuten 34a bis 34d (vgl. 11 und 13) zur Installation von Sensoren 32 (vgl. 13 und 14), welche in der Lage sind, eine Position des Kolbens 18 zu erfassen, einander gegenüberliegend zentral um die Zylinderbohrung 20 angeordnet. Die Sensornuten 34a bis 34d erstrecken sich jeweils in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B). Anders ausgedrückt weisen die mehreren Sensornuten 34a bis 34d jeweils einen festen Abstand voneinander auf, so dass sie die Zylinderbohrung 20 umgeben.
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Wie in den 1 bis 6 gezeigt ist, besteht die Kopfabdeckung 14 bspw. aus einem metallischen Material, wie Aluminium oder dgl., und ist an einer Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Zylinderrohres 12 angebracht. Die Kopfabdeckung 14 hat einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt, entsprechend der Form der Zylinderbohrung 20.
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An beiden Seitenabschnitten der Kopfabdeckung 14 ist ein Paar von Vorsprüngen 36a ausgebildet, die um eine festgelegte Länge von der äußeren Umfangsfläche an Positionen vorstehen, welche den Aussparungen 12a zugeordnet sind, wenn die Kopfabdeckung 14 in der Zylinderbohrung 20 angebracht ist (vgl. 3). Die Vorsprünge 36a sind an beiden Seitenabschnitten angeordnet, die sich nach außen in gekrümmter Form an der Kopfabdeckung 14 erweitern, und bauchen sich mit einem vorgegebenen Krümmungsradius entsprechend den Aussparungen 12a aus.
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Außerdem ist ein O-Ring 38a an der äußeren Umfangsfläche der Kopfabdeckung 14 in einer Ringnut angebracht. Wenn die Kopfabdeckung 14 in der Zylinderbohrung 20 des Zylinderrohres 12 angebracht ist, wird durch Anlage des O-Rings 38a an der inneren Umfangsfläche der Zylinderbohrung 20 ein luftdichter Zustand hergestellt.
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Außerdem ist ein erster Dämpfer (Dämpfer) 40 an einem anderen Endabschnitt der Kopfabdeckung 14, der der Zylinderbohrung 20 zugewandt ist, angebracht.
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Der erste Dämpfer 40 besteht bspw. aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dgl. oder aus einem Harzmaterial, und umfasst einen Grundkörperabschnitt 42 in Form einer Platte mit einer konstanten Dicke, die an der anderen Endfläche der Kopfabdeckung 14 angebracht ist, und eine Mehrzahl von Beinen (Halteelementen) 44, die im Wesentlichen senkrecht mit dem Grundkörperabschnitt 42 verbunden sind und an der Kopfabdeckung 14 gehalten werden.
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Der Grundkörperabschnitt 42 ist in einem im Wesentlichen flachen Zustand geformt und umfasst eine Öffnung 42 mit einem festgelegten Radius, die in seinem zentralen Abschnitt ausgebildet ist, sowie im Wesentlichen kreuzförmige Nuten 48, die um die Öffnung 46 als Zentrum ausgebildet sind. Die Nuten 48 sind an einer Seite einer Endfläche des Grundkörperabschnitts 42, an welcher der Kolben 18 anschlagen kann, ausgebildet, wobei vier der Nuten in einem 90°-Abstand relativ zu der Mitte der Öffnung 46 ausgebildet sind und sich von der äußeren Umfangsseite der Öffnung 46 zu den Seitenkanten des Grundkörperabschnitts 42 erstrecken. Die Form und Anzahl der Nuten 48 ist nicht eingeschränkt solange die Nuten 48 innerhalb der Seitenkanten des Grundkörperabschnitts 42 und der Öffnung 46 verbunden sind.
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Die Beine 44 sind jeweils einzeln in der Umgebung der vier Ecken des rechteckigen Grundkörperabschnitts 42 vorgesehen. Die Beine 44 sind so geformt, dass sie um eine festgelegte Länge zu der anderen Endfläche des Grundkörperabschnitts 42 vorstehen.
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Im Einzelnen sind zwei Beine 44 der vier Beine 44 an einer Seitenfläche des Grundkörperabschnitts 42 vorgesehen, wobei sie voneinander einen festgelegten Abschnitt aufweisen, während die verbleibenden zwei Beine 44 an der anderen Seitenfläche des Grundkörperabschnitts 42 vorgesehen sind, wobei sie ebenfalls einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Das bedeutet, dass die beiden Paare von Beinen 44 einander gegenüberliegen, wobei sie den Grundkörperabschnitt 42 sandwichartig zwischen sich halten.
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Klauenabschnitte 50, die im Wesentlichen senkrecht zu Richtungen gebogen sind, die sich einander annähern, sind an den Enden der Beine 44 vorgesehen. Das bedeutet, dass die Klauenabschnitte 50 parallel angeordnet sind, und um einen festgelegten Abstand, um die Länge der Beine 44, von dem Grundkörperabschnitt 42 beabstandet sind.
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An dem anderen Endabschnitt der Kopfabdeckung 14, an welchem der erste Dämpfer 40 angebracht ist, ist eine Aussparung 52 ausgebildet, deren im Wesentlichen zentraler Abschnitt in einer rechteckigen Form zurückgesetzt ist, so dass der Grundkörperabschnitt innerhalb der Aussparung 52 anbringbar ist. Da die Tiefe der Aussparung 42 so gewählt ist, dass sie kleiner ist als die Dicke des Grundkörperabschnitts 42, steht ein Teil des Grundkörperabschnitts 42 relativ zu der anderen Endfläche der Kopfabdeckung 14 etwas nach außen vor (vgl. 4). Im Einzelnen wird der Kolben 18 aufgrund der Tatsache, dass der Grundkörperabschnitt 42 des ersten Dämpfers 40 von der anderen Endfläche der Kopfabdeckung 14 nach außen vorsteht, daran gehindert, in direkten Kontakt mit der Kopfabdeckung 14 zu treten, und Stöße, die von dem Kolben 18 auf die Kopfabdeckung 14 ausgeübt werden, können gedämpft werden.
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An dem anderen Ende der Kopfabdeckung 14 sind außerdem mehrere Klauennuten (Eingriffsnuten) 54 an deren Seitenflächen ausgebildet, die einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Die Klauenabschnitte 50 der Beine 44 werden in die Klauennuten 54 eingesetzt. Die Zahl und Positionierung der Klauennuten 54 ist so gewählt, dass sie den Beinen 44 und den Klauenabschnitten 50 des ersten Dämpfers 40 entsprechen.
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Wenn der erste Dämpfer 40 an der Kopfabdeckung 14 angebracht wird, stehen außerdem die Beine 44 etwas von den Seitenflächen der Kopfabdeckung 14 nach außen vor (vgl. 2).
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Wie in den 7 bis 10 gezeigt ist, ist die Stangenabdeckung 16 bspw. aus einem metallischen Material, wie Aluminium oder dgl., geformt, und an der anderen Endseite (in Richtung des Pfeils B) des Zylinderrohes 12 angebracht (vgl. 1). Ähnlich der Kopfabdeckung 14 weist die Stangenabdeckung 16 eine im Querschnitt elliptische Form entsprechend der Form der Zylinderbohrung 20 auf.
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Wie in 8 gezeigt ist, ist an beiden Seitenabschnitten der Stangenabdeckung 16 ein Paar von Vorsprüngen 36b ausgebildet, die um eine festgelegte Länge von der äußeren Umfangsfläche an Positionen vorstehen, die den Aussparungen 12b zugeordnet sind, wenn die Stangenabdeckung 16 in der Zylinderbohrung 20 angebracht wird. Die Vorsprünge 36b sind an beiden Seitenabschnitten angeordnet, die sich in gekrümmter Form an der Stangenabdeckung 16 nach außen erweitern, und sind mit einem gegebenen Krümmungsradius entsprechend den Aussparungen 12b ausgebaucht.
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Außerdem ist eine Stangenöffnung 56, die in der Axialrichtung durchtritt, in einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Eine Kolbenstange 58, die mit dem Kolben 18 verbunden ist, ist durch die Stangenöffnung 56 eingesetzt. Wie in 1 gezeigt ist, werden innerhalb der Stangenöffnung 56 eine Stangendichtung 60 und eine Hülse 62 angebracht, wodurch die Kolbenstange 58 durch Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 58 gehalten wird, wobei ein hermetischer (luftdichter) Zustand im Inneren der Zylinderbohrung 20 aufrecht erhalten wird.
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Außerdem ist ein O-Ring 38b an der äußeren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 16 in einer Ringnut angebracht. Wenn die Stangenabdeckung 16 in der Zylinderbohrung 20 des Zylinderrohres 12 angebracht ist, wird durch Anlage des O-Rings 38b an der inneren Umfangsfläche der Zylinderbohrung 20 ein luftdichter Zustand erreicht.
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Andererseits ist an einem anderen Endabschnitt der Stangenabdeckung 16, welcher der Zylinderbohrung 20 zugewandt ist, ein zweiter Dämpfer (Dämpfer) 64 angebracht. Der zweite Dämpfer 64 besteht bspw. aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dgl. oder aus einem Harzmaterial, und umfasst einen Grundkörperabschnitt 66 in Form einer Platte mit einer konstanten Dicke, die an der anderen Endfläche der Stangenabdeckung 16 angebracht ist, und mehrere Beine (Halteelemente) 68, die im Wesentlichen senkrecht relativ zu dem Grundkörperabschnitt 66 angebracht und an der Stangenabdeckung 16 gehalten werden.
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Der Grundkörperabschnitt 66 hat eine im Wesentlichen flache Form und umfasst eine Öffnung 70 mit einem festgelegten Radius, die in seinem Zentrum ausgebildet ist, sowie im Wesentlichen kreuzförmige Nuten 72, die um die Öffnung 70 als Zentrum ausgebildet sind. Die Nuten 72 sind an einer Seite einer Endfläche des Grundkörperabschnitts 66 ausgebildet, an welcher der Kolben 18 anschlagen kann, wobei vier der Nuten mit einem Abstand von 90° relativ zu der Mitte der Öffnung 70 ausgebildet sind, und sich von der äußeren Umfangsseite der Öffnung 70 zu den Seitenkanten des Grundkörperabschnitts 66 erstrecken. Die Form und Anzahl der Nuten 72 ist nicht eingeschränkt, solange die Nuten 72 zwischen den Seitenkanten des Grundkörperabschnitts 66 und der Öffnung 70 verbunden sind.
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Die Beine 68 sind jeweils einzeln in der Umgebung der vier Ecken des rechteckigen Grundkörperabschnitts 66 vorgesehen. Die Beine 68 sind so geformt, dass sie um eine festgelegte Länge relativ zu der anderen Endfläche des Grundkörperabschnitts 66 vorstehen.
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Im Einzelnen sind zwei Beine 68 der vier Beine 68 an einer Seitenfläche des Grundkörperabschnitts 66 vorgesehen, wobei sie einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen, während die verbleibenden zwei Beine 68 an der anderen Seitenfläche des Grundkörperabschnitts 66 vorgesehen sind, wobei sie ebenfalls einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Das bedeutet, dass die beiden Paare von Beinen 68 einander gegenüberliegen, wobei sie den Grundkörperabschnitt 66 sandwichartig zwischen sich aufnehmen.
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Klauenabschnitte 74, die im Wesentlichen senkrecht in Richtungen gebogen sind, die sich einander annähern, sind an den Enden der Beine 68 vorgesehen. Das bedeutet, dass die Klauenabschnitte 74 parallel angeordnet sind und um einen festgelegten Abstand, um die Länge der Beine 68, von dem Grundkörperabschnitt 66 beabstandet sind.
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An dem anderen Endabschnitt der Stangenabdeckung 16, an welcher der zweite Dämpfer 64 angebracht ist, ist eine Aussparung 76 ausgebildet, deren im Wesentlichen zentraler Abschnitt in einer rechteckigen Form zurückgesetzt ist, so dass der Grundkörperabschnitt 66 in der Aussparung 76 anbringbar ist. Da die Tiefe der Aussparung 76 so gewählt ist, dass sie geringer ist als die Dicke des Grundkörperabschnitts 66, steht, wie in 9 gezeigt ist, ein Abschnitt des Grundkörperabschnitts 66 etwas von der anderen Endfläche der Stangenabdeckung 16 vor. Im Einzelnen wird der Kolben 18 aufgrund der Tatsache, dass der Grundkörperabschnitt 66 des zweiten Dämpfers 64 von der anderen Endfläche der Stangenabdeckung 16 vorsteht, daran gehindert, in direkten Kontakt mit der Stangenabdeckung 16 zu treten, und Stöße, die von dem Kolben 18 auf die Stangenabdeckung 16 ausgeübt werden, können gedämpft werden. Nachdem die Kolbenstange 58 durch die Öffnung 70 des zweiten Dämpfers 64 eingesetzt wurde, wird die Kolbenstange 58 durch die Stangenöffnung 56 eingesetzt und wird hierdurch gehalten.
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Außerdem sind an dem anderen Ende der Stangenabdeckung 16 mehrere Klauennuten (Eingriffsnuten) 78 an deren Seitenflächen ausgebildet, die einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Die Klauenabschnitte 74 der Beine 68 werden in die Klauennuten 78 eingesetzt. Die Zahl und Position der Klauennuten 78 ist so gewählt, dass sie den Beinen 68 und den Klauenabschnitten 74 des zweiten Dämpfers 64 entspricht.
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Wenn der zweite Dämpfer 64 an der Stangenabdeckung 16 angebracht wird, stehen die Beine 68 außerdem etwas von den Seitenflächen der Stangenabdeckung 16 nach außen vor (vgl. 7).
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Außerdem werden, wie in 1 gezeigt ist, nachdem die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 an der Zylinderbohrung 20 des Zylinderrohres 12 angebracht wurden, Verriegelungsringe 24a, 24b in Ringnuten 22a bzw. 22b, die in der Zylinderbohrung 20 ausgebildet sind, angebracht. Dementsprechend werden die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 mit Hilfe der Vorsprünge 36a, 36b und der Verriegelungsringe 24a, 24b an dem Zylinderrohr 12 befestigt. Hierbei stehen die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 nicht von den Endflächen des Zylinderrohres 12 nach außen vor, und die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 sind so angeordnet, dass sie jeweils dem Kolben 18 zugewandt sind (vgl. 1).
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Wie in den 1 und 12 bis 14 gezeigt ist, weist der Kolben 18 im Querschnitt eine im Wesentlichen elliptische Form auf. Eine Kolbendichtung 80 ist an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 in einer Ringnut angebracht, und zusammen damit sind magnetische Körper 84 jeweils in Installationslöchern 82 angebracht, die mehrfach entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind.
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Die Installationslöcher 82 sind in einer Menge vorgesehen, die die gleiche ist wie die Menge der Sensornuten 34a bis 34d an dem Zylinderrohr 12. Die Installationslöcher 82 weisen eine im Querschnitt gebläseartige Gestalt auf, die sich allmählich zu der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 erweitert, und weisen festgelegte Längen in der axialen Richtung des Kolbens 18 auf. Außerdem werden die stangenförmigen magnetischen Körper 84 in den Installationslöchern 82 angebracht, und die mehreren Installationslöcher 82 mit den dann angebrachten magnetischen Körpern 84 werden in einer integralen Weise durch eine Kolbenabdeckung 86 abgedeckt.
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Die Kolbenabdeckung 86 besteht bspw. aus einem Harzmaterial in einer ringförmigen Form mit einem im Wesentlichen elliptischen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt des Kolbens 18. Außerdem weist die Kolbenabdeckung 86 einen Öffnungsabschnitt auf und ist so geformt, dass sie in einer radialen Richtung erweiterbar ist. Wenn die Kolbenabdeckung 86 in einer Installationsnut 18a, die in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 ausgebildet ist, angebracht wird, ist außerdem die äußere Umfangsfläche der Kolbenabdeckung 86 im Wesentlichen entlang der gleichen Fläche zu der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 ausgerichtet.
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Wenn der Kolben 18 in der Zylinderbohrung 20 des Zylinderrohres 12 angebracht ist, sind die magnetischen Körper 84 an Positionen angeordnet, die den Sensornuten 34a bis 34d zugeordnet sind.
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Außerdem ist eine Kolbenöffnung 88, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt, durch einen inneren Abschnitt des Kolbens 18 ausgebildet, und ein Verbindungsabschnitt 90 der Kolbenstange 58 ist durch die Kolbenöffnung 88 eingesetzt. Die Kolbenöffnung 88 umfasst einen Abschnitt mit erweitertem Durchmesser an der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils A), so dass der Kolben 18 fest an einem gestuften Abschnitt 52 der Kolbenstange 58 fixiert und integral mit der Kolbenstange 58 verbunden wird, indem der Verbindungsabschnitt 90 der Kolbenstange 58 mit dem Abschnitt mit erweitertem Durchmesser verstemmt und in Eingriff gebracht wird.
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Der Fluiddruckzylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebs- und Wirkungsweise des Fluiddruckzylinders 10 erläutert.
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Zunächst wird die Befestigung der ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 an der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 und die Installation der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 an dem Zylinderrohr 12 erläutert.
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Zunächst werden, wie in den 5 und 10 gezeigt, die Beine 44, 68 der ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 an Seiten der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 positioniert und in die Nähe der Seiten der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 gebracht.
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Außerdem werden die vier Beine 44, 68 an der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 in deren Klauennuten 54, 78 angebracht, wobei die Grundkörperabschnitte 42, 66 in die Aussparungen 52, 76 eingesetzt werden, die an den Endflächen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 vorgesehen sind. Da die Breiten der Grundkörperabschnitte 42, 66 so gewählt sind, dass sie etwas größer sind als die Breiten der Aussparungen 52, 76, stehen in diesem Fall die Grundkörperabschnitte 42, 66 etwas von den Endflächen nach außen vor.
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Außerdem werden die Klauenabschnitte 70, 74, die an den Beinen 44, 68 vorgesehen sind, in die Klauennuten 54, 78 der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 eingesetzt und in Eingriff mit diesen gebracht. Hierdurch werden die ersten und zweiten Dämpfer 44, 64 integral in Kontakt mit der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 in einem Zustand gehalten, in welchem die Grundkörperabschnittes 42, 66 in die Aussparungen 52, 76 eingesetzt sind, wobei die Beine 44, 68 fest an den Seitenflächen angebracht werden, und die Klauenabschnitte 40, 74 greifen in die Klauennuten 54, 78 ein.
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Durch Eingreifen der Klauenabschnitte 50, 74, die an den mehreren Beinen 44, 68 vorgesehen sind, in die Klauennuten 54, 78, die in den Seitenflächen der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 ausgebildet sind, können auf diese Weise die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 einfach in einem Zustand angebracht werden, in dem sie fest an der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 angebracht sind und in Kontakt mit diesen stehen.
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Als nächstes werden in dem Fall, dass die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16, an denen die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 angebracht sind, an beiden Enden des Zylinderrohres 12 installiert werden, die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 so angeordnet, dass sie zu den jeweiligen Seiten des Zylinderrohres 12 gewandt sind, wobei die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 in das Innere der Zylinderbohrung 20 eingesetzt werden. Nachdem die Vorsprünge 36a, 36b der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 in Eingriff mit den Aussparungen 12a, 12b der Zylinderbohrung 20 gebracht und hierdurch positioniert wurden, werden außerdem durch Einsetzen der Verriegelungsringe 24a, 24b in die Ringnuten 22a bzw. 22b die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 an beiden Enden des Zylinderrohres 12 befestigt.
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Zu dieser Zeit werden die Beine 44, 68 der ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 sandwichartig zwischen der Seitenfläche der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 und der inneren Wandfläche des Zylinderbohrung 20 gehalten und gegriffen. Dementsprechend werden die Beine 44, 68 jeweils fest zwischen der Kopfabdeckung 14 und dem Zylinderrohr 12 und zwischen der Stangenabdeckung 16 und dem Zylinderrohr 12 gehalten und befestigt. Als Folge hiervon werden in einem Zustand, in welchem die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 an beiden Enden des Zylinderrohres 12 angebracht sind, die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 zuverlässig an ihrer Position fixiert und daran gehindert, von der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 in die Zylinderbohrung 20 des Zylinderrohres 12 hineinzufallen.
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Als nächstes werden die Betriebs- und Wirkungsweisen des Fluiddruckzylinders 10 mit der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16, an welcher die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 in der oben beschriebenen Weise angebracht wurden, erläutert. Ein Zustand, in dem der Kolben 18 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben ist, wie es in 1 gezeigt ist, wird als eine Ursprungsposition beschrieben.
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Zunächst wird in der Ursprungsposition ein Druckfluid von einer Druckfluidzufuhrquelle (nicht dargestellt) in den ersten Fluidanschluss 26 eingeführt. In diesem Fall ist der zweite Fluidanschluss 28 durch die Schaltwirkung eines nicht dargestellten Richtungssteuerventils in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Als Folge hiervon wird das Druckfluid von dem ersten Fluidanschluss 26 durch den Verbindungsdurchgang 30a in das Innere der Zylinderbohrung 20 eingeführt und der Kolben 18 wird durch das Druckfluid, das zwischen der Kopfabdeckung 14 und dem Kolben 18 eingeführt wurde, zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst. Durch Anschlagen der Endfläche des Kolbens 18 an dem Grundkörperabschnitt 66 des zweiten Dämpfers 64, der an der anderen Endseite der Stangenabdeckung 16 angebracht ist, wird außerdem eine Verschiebungsendposition, an welcher die Verschiebung des Kolbens 18 begrenzt ist, erreicht.
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Zu dieser Zeit werden Stöße, die durch den Anschlag des Kolbens 18 an dem zweiten Dämpfer 64 erzeugt werden, gedämpft, und diese Stöße werden daran gehindert, auf den Kolben 18 und die Stangenabdeckung 16 weitergegeben zu werden.
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In diesem Fall besteht außerdem eine Befürchtung, dass der zweite Dämpfer 64 durch das Anschlagen des Kolbens 18 gepresst und zerstört und der Grundkörperabschnitt 66 deformiert wird, wodurch er sich in einer Breitenrichtung senkrecht zu der Achse der Stangenabdeckung 16 erweitert. Da die Beine 68, die in der Umgebung der vier Ecken des Grundkörperabschnitts 66 vorgesehen sind, aber zwischen dem Zylinderrohr 12 und der Stangenabdeckung 16 gegriffen werden, wird der zweite Dämpfer 64 nicht von der Stangenabdeckung 16 getrennt und wird durch diese in geeigneter Weise gehalten. Auch bei einem Anschlag des Kolbens 18 fällt somit der zweite Dämpfer 64 nicht von der Stangenabdeckung 16 herab.
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Als Folge der Sensoren 32, die in den Sensornuten 34a bis 34d des Zylinderrohres 12 angebracht sind, und das Magnetfeld der magnetischen Körper 84, die in dem Kolben 18 angebracht sind, erfassen, wird außerdem die Ankunft des Kolbens 18 an der Verschiebungsendposition überprüft. Durch Anordnen wenigstens einer der mehreren Sensoren 32 vorab an einer Position, die einem magnetischen Körper 84 des Kolbens 18 an der Verschiebungsendposition gegenüberliegt, kann im Einzelnen mit Hilfe des Sensors 32 die Verschiebungsendposition des Kolbens 18 erfasst werden.
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Andererseits wird in dem Fall, dass der Kolben 18 in einer entgegengesetzten Richtung (der Richtung des Pfeils A) verschoben wird, das Druckfluid dem zweiten Fluidanschluss 28 zugeführt, wobei der erste Fluidanschluss 26 durch Umschalten des Richtungskontrollventils (nicht dargestellt) zur Umgebung geöffnet werden. Außerdem wird das Druckfluid von dem zweiten Fluidanschluss 28 durch den Verbindungsdurchgang 30b dem Inneren einer Zylinderbohrung 20 zugeführt, und der Kolben 18 wird durch das Druckfluid, das zwischen der Stangenabdeckung 16 und dem Kolben 18 eingeführt wurde, zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils A) gedrückt.
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Im Hinblick auf die Endfläche des Kolbens 18 schlagen Abschnitte desselben aufgrund der Öffnung 70 und der mehreren Nuten 72, die in dem Grundkörperabschnitt 66 vorgesehen sind, nicht an dem Grundkörperabschnitt 66 an. Wenn sich die Endfläche des Kolbens 18 von dem Grundkörperabschnitt 66 des zweiten Dämpfers 64 entfernt, kann aus diesem Grund die Endfläche des Kolbens 18, die in engem Kontakt mit dem Grundkörperabschnitt 66 stand, durch die Freiräume der Öffnung 70 und der Nuten 72 in geeigneter Weise von dem Grundkörperabschnitt getrennt werden.
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Durch die Verschiebung des Kolbens 18 wird außerdem die Kolbenstange 58 gemeinsam mit diesem zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben, wobei durch Anschlagen der Endfläche des Kolbens 18 an dem ersten Dämpfer 40, die an der anderen Endseite der Kopfabdeckung 14 angebracht ist, die Verschiebung des Kolbens 18 zu seiner regulierten Ursprungsposition zurückgeführt wird (vgl. 1).
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Auch in diesem Fall werden in ähnlicher Weise Stöße, die beim Anschlagen des Kolbens 18 erzeugt werden, durch den ersten Dämpfer 40 absorbiert und gedämpft, und solche Stöße werden daran gehindert, auf den Kolben 18 und die Kopfabdeckung 14 weitergegeben zu werden.
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Außerdem besteht in diesem Fall eine Befürchtung, dass der erste Dämpfer 40 durch die Wirkung des Anschlags des Kolbens 18 gepresst und zerstört wird und dass der Grundkörperabschnitt 42 deformiert wird, wobei er sich in einer Breitenrichtung senkrecht zu der Achse der Kopfabdeckung 14 erweitert. Da aber die Beine 44, die in der Umgebung der vier Ecken des Grundkörperabschnitts 42 vorgesehen sind, zwischen dem Zylinderrohr 12 und der Kopfabdeckung 14 gegriffen werden, trennt sich der erste Dämpfer 40 nicht von der Kopfabdeckung 14 und wird durch diese zuverlässig gehalten. Das bedeutet, dass selbst bei einem Anschlagen des Kolbens 18 der erste Dämpfer 40 nicht von der Kopfabdeckung 40 herabfällt.
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Als Folge der Sensoren 32, die in den Sensornuten 34a bis 34d des Zylinderrohres 12 angebracht sind und das Magnetfeld der magnetischen Körper 84, die an dem Kolben 18 angebracht sind, erfassen, wird außerdem die Ankunft des Kolbens 18 an der Ursprungsposition überprüft. Durch Anordnen eines anderen Sensors 32, der entsprechend der Position des Verschiebungshubendes des Kolbens 18 angeordnet ist, vorab an einer Position, die einem magnetischen Körper 84 des Kolbens 18 an seiner Ursprungsposition gegenüberliegt, kann im Einzelnen mit Hilfe eines solchen Sensors 32 die Tatsache erfasst werden, dass der Kolben 18 an seiner Ursprungsposition steht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben beschrieben wurde, kann aufgrund der Struktur, bei welcher vier magnetische Körper 84 an dem Kolben 18 und vier Sensornuten 34a bis 34d an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen sind, die Verschiebung des Kolbens 18 durch Anordnen der Sensoren 32 an entsprechenden gewünschten Positionen in den Sensornuten 34a bis 34d an einem Maximum von vier Positionen erfasst werden.
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Auf die oben beschriebene Weise werden bei der vorliegenden Ausführungsform erste und zweite Dämpfer 40, 64, die bspw. aus einem elastischen Material bestehen, an den Endflächen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16, welche den Kolben 18 zugewandt sind, angebracht. Die Grundkörperabschnitte 42, 66 der ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 werden so angeordnet, dass sie dem Kolben 18 zugewandt sind, und die mehreren Beine 44, 68, die mit den Grundkörperabschnitten 42, 66 verbunden sind, werden an den Seitenflächen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 angebracht, wobei die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 jeweils an den Enden des Zylinderrohres 12 angebracht sind.
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Durch Installation der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 an dem Zylinderrohr 12 fallen dementsprechend die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 nicht in die Zylinderbohrung 20 hinein, so dass die Stoßdämpfungsfunktion des Kolbens 18 durch die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 erfüllt werden kann, da die Beine 44, 68 der ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 zuverlässig zwischen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 und dem Zylinderrohr 12 gehalten werden.
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Da die ersten und zweiten Dämpfer 40, 64 einfach an den anderen Enden der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 montiert werden können, kann außerdem die Montagemöglichkeit (leichte Montage) des Fluiddruckzylinders 10 mit den ersten und zweiten Dämpfern 40, 64 verbessert werden.
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Außerdem sind Installationslöcher 82, in welchen die magnetischen Körper 84 angebracht werden können, an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 vorgesehen. Nachdem die magnetischen Körper 84 in den Installationslöchern 82 angebracht wurden, können die magnetischen Körper 84 einfach und zuverlässig an dem Kolben 18 angebracht werden, indem sie mit der Kolbenabdeckung 86 abgedeckt werden. Anders ausgedrückt werden die magnetischen Körper 84 an einem Herabfallen von dem Kolben 18 gehindert, weil die magnetischen Kolben 84 durch die Kolbenabdeckung 86 abgedeckt werden. Durch Herstellen des Kolbens 18 bspw. durch Gießformen, können außerdem die mehreren Installationslöcher 82 einfach an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 ausgebildet werden.
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Der Fluiddruckzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt und verschiedene andere Strukturen können selbstverständlich verwendet werden, ohne den Kern und das Wesentliche der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
