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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder, in dem ein Kolben durch die Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschoben wird.
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Stand der Technik
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Bisher wird als Transportmittel für ein Werkstück oder dergleichen beispielsweise ein Fluiddruckzylinder eingesetzt, der einen Kolben aufweist, der durch die Zufuhr eines Druckfluides verschoben wird.
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Ein solcher Fluiddruckzylinder, wie er beispielsweise in der
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nummer 56-146105 beschrieben ist, umfasst ein zylindrisch geformtes Zylinderrohr, eine Zylinderabdeckung, die an einem Ende des Zylinderrohres vorgesehen ist, und einen verschiebbar im Inneren des Zylinderrohres vorgesehenen Kolben. Außerdem wird der Kolben durch die Zufuhr eines Druckfluides zu einem Anschluss der Zylinderabdeckung unter Druck gesetzt und durch das Druckfluid, das dem Inneren des Zylinderrohres zugeführt wird, in einer axialen Richtung verschoben. Eine in der axialen Richtung des Kolbens aufgebrachte Schubkraft wird in eine Ausgangsleistung (Output) des Fluiddruckzylinders umgewandelt.
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Der Fluiddruckzylinder umfasst einen an einem Ende der Zylinderabdeckung vorgesehenen Zapfenverbinder, der zu der Seite des Zylinderrohres vorsteht. Das Zylinderrohr ist auf eine äußere Umfangsseite des Zapfenverbinders aufgesetzt, wodurch das Zylinderrohr und die Zylinderabdeckung in einem Zustand zusammengesetzt werden, in dem sie sowohl in axialer als auch in radialer Richtung positioniert sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Wenn bei dem oben beschriebenen Fluiddruckzylinder beispielsweise Änderungen hinsichtlich der Form oder des Gewichts etc. eines transportierten Werkstücks vorgenommen werden, ist es notwendig, verschiedene Arten von Fluiddruckzylindern mit unterschiedlich großen Ausgangsleistungen entsprechend der Änderung des Werkstücks bereitzustellen, da die Größe der geforderten Ausgangsleistung des Fluiddruckzylinders sich ebenfalls ändert. Dies führt zu einer Erhöhung der Ausrüstungskosten.
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Außerdem wird unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und der Kostenreduktion in jüngerer Zeit angestrebt, einen Fluiddruckzylinder einzusetzen, der eine ideale Ausgangsleistung entsprechend der Form und dem Gewicht etc. des Werkstücks erreichen kann. Im Allgemeinen ist es aber schwierig, die Spezifikationen unterschiedlicher Bohrungsdurchmesser (Zylinderdurchmesser) in einem Fluiddruckzylinder präzise einzustellen. Es ist daher in manchen Fällen notwendig, einen Fluiddruckzylinder einzusetzen, der eine größere Ausgangsleistung aufweist als sie für den gewünschten Output erforderlich wäre. In solchen Fällen ist die zum Transport des Werkstücks verwendete Ausgangsleistung exzessiv, was dazu führt, dass eine überschüssige Menge an Druckfluid verwendet wird. Dadurch steigt die Menge des verbrauchten Druckfluides über die ursprünglich angestrebte Verbrauchsmenge hinaus, was dem Trend der Reduktion des Energieverbrauchs entgegen wirkt, der in jüngerer Zeit vorherrscht.
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, der in der Lage ist, die Ausrüstungskosten zu verringern, wobei es ermöglicht wird, die Ausgangsleistung des Zylinders frei zu ändern, wobei gleichzeitig der Energieverbrauch verringert werden soll, indem eine Änderung des Zylinderdurchmessers des Fluiddruckzylinders einfach durchführbar ist.
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Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Fluiddruckzylinder mit einem zylindrisch geformten Zylinderrohr, das in seinem Inneren eine Zylinderkammer aufweist, ein Paar von Abdeckelementen, die an beiden Enden des Zylinderrohres angebracht sind, und einen Kolben, der entlang der Zylinderkammer verschiebbar vorgesehen ist, wobei Zapfenverbindungsmittel, auf welche das Zylinderrohr aufgesetzt ist und welche das Zylinderrohr in axialer und radialer Richtung positionieren, an den Abdeckelementen vorgesehen sind, wobei jedes der Zapfenverbindungsmittel wenigstens zwei Paare abgestufter Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern oder wenigstens zwei Paare von Nutenabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist und wobei eine innere Umfangsfläche oder eine äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres wahlweise an einem Paar der abgestuften Abschnitte oder einem Paar der Nutenabschnitte angebracht ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei einem Fluiddruckzylinder, an dem ein Paar von Abdeckelementen an beiden Enden des zylindrisch geformten Zylinderrohres, das in seinem Inneren eine Zylinderkammer aufweist, vorgesehen ist und bei welchem der Kolben entlang des Zylinderrohres verschiebbar vorgesehen ist, Zapfenverbindungsmittel, auf welche das Zylinderrohr aufgesetzt ist und die in der Lage sind, das Zylinderrohr in axialer und radialer Richtung zu positionieren, an den Abdeckelementen vorgesehen. Außerdem weist jedes der Zapfenverbindungsmittel wenigstens zwei Paare der abgestuften Abschnitte oder der Nutenabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf, und eine innere Umfangsfläche oder eine äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres ist wahlweise an einem Paar der abgestuften Abschnitte oder der Nutenabschnitte installiert.
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Wenn ein Zylinderrohr gegen ein anderes Zylinderrohr mit einer Zylinderkammer mit unterschiedlichem Durchmesser ausgetauscht werden soll, wird dementsprechend das Zylinderrohr von einem Paar der abgestuften Abschnitte oder der Nutenabschnitte der Abdeckelemente entfernt und das andere Zylinderrohr wird an einem anderen Paar der abgestuften Abschnitte oder der Nutenabschnitte, die hinsichtlich ihres Durchmessers abweichen, installiert, wodurch das Zylinderrohr bei unveränderten Abdeckelementen einfach gegen das andere Zylinderrohr, das einen anderen Durchmesser aufweist, ausgetauscht oder ersetzt werden kann.
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In dem Fall, dass die durch den Fluiddruckzylinder erhaltene Ausgangsleistung geändert werden soll, wird es dementsprechend möglich, die Ausgangsleistung bei Verwendung der gleichen Abdeckelemente des Fluiddruckzylinders zu ändern und eine gewünschte Ausgangsleistung zu erhalten, ohne dass es notwendig wäre, einen anderen Fluiddruckzylinder mit einem Zylinderrohr mit einem anderen Durchmesser und einem Kolben mit einem anderen Durchmesser im Inneren des Zylinderrohres bereitzustellen. Da die Ausrüstungskosten für die Bereitstellung eines neuen Fluiddruckzylinders verringert werden können, wobei gleichzeitig ein Fluiddruckzylinder gestaltet werden kann, bei dem ein Zylinderrohr mit einem optimalen Durchmesser (Bohrungsdurchmesser) zum Erreichen einer gewünschten Ausgangsleistung ausgewählt werden kann, kann der Fluiddruckzylinder außerdem beispielsweise im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Fluiddruckzylinders mit einer hinsichtlich des gewünschten Outputs exzessiven Ausgangsleistung mit minimalem Verbrauch an Druckfluid betrieben werden, und es lassen sich Energieeinsparungen realisieren.
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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 beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Gesamtschnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2A ist ein vergrößerter Schnitt, der die Umgebung einer Endseite des in 1 gezeigten Zylinderrohres darstellt;
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2B ist ein vergrößerter Schnitt, der die Umgebung einer anderen Endseite des in 1 gezeigten Zylinderrohres darstellt;
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3 ist ein Gesamtschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem ein neues Zylinderrohr mit einem anderen Durchmesser bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 1 ausgetauscht ist;
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4 ist ein Gesamtschnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5A ist ein Teilschnitt, der einen Abschnitt eines Fluiddruckzylinders gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5B ist ein Teilschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 5A ein neues Zylinderrohr mit einem anderen Durchmesser ausgetauscht ist;
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6A ist ein Teilschnitt, der einen Abschnitt eines Fluiddruckzylinders gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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6B ist ein Teilschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 6A ein neues Zylinderrohr mit einem anderen Durchmesser ausgetauscht ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Wie in den 1 bis 2B gezeigt ist, umfasst ein Fluiddruckzylinder 10 ein zylindrisch geformtes Zylinderrohr 12, eine Kopfabdeckung (Abdeckungselement) 14, das an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, eine Stangenabdeckung (Abdeckelement) 16, das an einer anderen Endseite des Zylinderrohres 12 angebracht ist, und einen Kolben 18, der verschiebbar im Inneren des Zylinderrohres 12 vorgesehen ist.
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Das Zylinderrohr 12 besteht aus einem zylindrischen Körper, der sich mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser (Zylinderdurchmesser C1) in einer axialen Richtung (Richtung der Pfeile A und B) erstreckt. Im Inneren des Zylinderrohres 12 ist eine Zylinderkammer 20 ausgebildet, in welcher der Kolben 18 aufgenommen ist.
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Die Kopfabdeckung 14 besteht beispielsweise aus einem metallischen Material mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und umfasst Durchgangsöffnungen, die in der axialen Richtung (angedeutet durch die Pfeile A und B) durch vier Ecken der Kopfabdeckung 14 durchtreten. Nicht dargestellte Verbindungsstangen werden durch die Durchgangsöffnungen eingesetzt.
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In einem zentralen Abschnitt der Kopfabdeckung 14 ist ein Hohlraum 22 mit einer vorbestimmten Tiefe so ausgebildet, dass er der Seite des Zylinderrohres 12 zugewandt ist (in der Richtung des Pfeils A), und ein erster Dichtring 24 ist in einer Ringnut installiert, die an einer inneren Umfangsfläche des Hohlraums 22 ausgebildet ist. Der Hohlraum 22 hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser und steht mit der Zylinderkammer 20 in Verbindung, wenn die Kopfabdeckung 14 an dem einen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist.
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Außerdem ist ein erster Zapfenverbinder 26, der zu der Seite des Zylinderrohres 12 (in der Richtung des Pfeils A) vorsteht, an einer Endfläche der Kopfabdeckung 14 an der Seite des Zylinderrohres 12 (in der Richtung des Pfeils A) ausgebildet. Der erste Zapfenverbinder 26 ist ringförmig an einer äußeren Umfangsseite des Hohlraums 22 ausgebildet und koaxial zu dem Hohlraum 22.
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Wie in den 1 und 2A gezeigt ist, hat der erste Zapfenverbinder 26 beispielsweise eine mehrfach abgestufte Form, die durch erste bis vierte abgestufte Abschnitte 28a, 30a, 32a, 34a mit unterschiedlichem Durchmesser gebildet wird. Der erste abgestufte Abschnitt 28a hat den kleinsten Durchmesser. Der zweite abgestufte Abschnitt 30a hat einen größeren Durchmesser als der erste abgestufte Abschnitt 28a und ist an der äußeren Umfangsseite des ersten abgestuften Abschnitts 28a ausgebildet. Der dritte abgestufte Abschnitt 32a hat einen größeren Durchmesser als der zweite abgestufte Abschnitt 30a und ist an der äußeren Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 30a ausgebildet. Der vierte abgestufte Abschnitt 34a hat einen größeren Durchmesser als der dritte abgestufte Abschnitt 32a und ist an der äußeren Umfangsseite des dritten abgestuften Abschnitts 32a, das heißt an der am weitesten außen liegenden Umfangsseite ausgebildet. Die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28a, 30a, 32a, 34a sind jeweils ringförmig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet.
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Der erste abgestufte Abschnitt 28a hat einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser und steht um eine festgelegte Länge zu dem Zylinderrohr 12 (in der Richtung des Pfeils A) von der Endfläche der Kopfabdeckung 14 vor. Die vorstehende Länge des abgestuften Abschnitts von der Endfläche der Kopfabdeckung 14 nimmt von dem zweiten abgestuften Abschnitt 30a zu dem dritten abgestuften Abschnitt 32a und dem vierten abgestuften Abschnitt 34a zunehmend schrittweise ab.
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Anders ausgedrückt sind die zweiten bis vierten abgestuften Abschnitte 30a, 32a, 34a in axialer und radialer Richtung versetzt ausgebildet, sodass sie sich stufenweise der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) annähern.
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Außerdem sind O-Ringe 38 jeweils in Ringnuten an entsprechenden Wandabschnitten 36, die senkrecht zu den ersten bis vierten abgestuften Abschnitten 28a, 30a, 32a, 34a angeordnet sind und die im Wesentlichen parallel zu der Endfläche der Kopfabdeckung 14 verlaufen, installiert.
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Wie in den 1 und 2A gezeigt ist, ist außerdem ein Ende des Zylinderrohres 12 auf eine äußere Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 30a an der Kopfabdeckung 14 aufgesetzt und liegt an dem Wandabschnitt 36 an, wodurch das Zylinderrohr 12 axial und radial relativ zu der Kopfabdeckung 14 positioniert wird. Hierbei liegt das eine Ende des Zylinderrohres 12 an dem O-Ring 38, der an dem Wandabschnitt 36 angebracht ist, an, sodass eine Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Zylinderrohr 12 und der Kopfabdeckung 14 durchtritt, verhindert wird.
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Andererseits ist an der Seitenfläche der Kopfabdeckung 14 eine erste Fluidanschlussöffnung 40 vorgesehen, durch welche das Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, wobei der erste Fluidanschluss 40 mit dem Hohlraum 22 in Verbindung steht. Außerdem wird das Druckfluid dem Hohlraum 22 zugeführt, nachdem das Druckfluid dem ersten Anschluss 40 von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle zugeführt wurde.
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Die Stangenabdeckung 16 besteht beispielsweise aus einem metallischen Material und weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Sie umfasst Durchgangsöffnungen, die in der axialen Richtung durch vier Ecken der Stangenabdeckung 16 durchtreten. Die Verbindungsstangen (nicht dargestellt) werden durch die Durchgangsöffnungen eingesetzt. Wie in 1 gezeigt ist, sind außerdem in einem Zustand, in welchem das Zylinderrohr 12 zwischen der Stangenabdeckung 16 und der Kopfabdeckung 14 angebracht ist, Muttern auf beide Enden der Verbindungsstangen, welche durch die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 eingesetzt sind, aufgeschraubt. Hierdurch wird das Zylinderrohr 12 zwischen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 gehalten und fixiert.
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Außerdem steht ein zentraler Abschnitt der Stangenabdeckung 16 in einer Richtung weg von dem Zylinderrohr 12 vor. In einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Vorsprungs ist eine Stangenöffnung 42 ausgebildet, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt. Außerdem sind eine Hülse 44 und eine Stangendichtung 46 an einer inneren Umfangsfläche der Stangenöffnung 42 angebracht. Ein zweiter Dichtring 48 ist in einer Ringnut an einer Seite der Stangenöffnung 42, welche dem Zylinderrohr 12 zugewandt ist, installiert. Die Stangenöffnung 42 steht mit der Zylinderkammer 22 in Verbindung.
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Außerdem ist ein zweiter Zapfenverbinder 50, der zu dem Zylinderrohr 12 (in der Richtung des Pfeils B) vorsteht, an einer Endfläche der Stangenabdeckung 16 an der Seite des Zylinderrohres 12 (in der Richtung des Pfeils B) ausgebildet. Der zweite Zapfenverbinder 50 ist ringförmig an einer äußeren Umfangsseite der Stangenöffnung 42 ausgebildet und koaxial zu der Stangenöffnung 42.
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Wie in den 1 und 2B gezeigt ist, hat der zweite Zapfenverbinder 50 beispielsweise eine mehrfach abgestufte Form und besteht aus den ersten bis vierten abgestuften Abschnitten 28b, 30b, 32b, 34b mit unterschiedlichen Durchmessern. Der erste abgestufte Abschnitt 28b hat den kleinsten Durchmesser. Der zweite abgestufte Abschnitt 30b hat einen größeren Durchmesser als der erste abgestufte Abschnitt 28b und ist an der äußeren Umfangsseite des ersten abgestuften Abschnitts 28b ausgebildet. Der dritte abgestufte Abschnitt 32b hat einen größeren Durchmesser als der zweite abgestufte Abschnitt 30b und ist an der äußeren Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 30b ausgebildet. Der vierte abgestufte Abschnitt 34b hat einen größeren Durchmesser als der dritte abgestufte Abschnitt 32b und ist an der äußeren Umfangsseite des dritten abgestuften Abschnitts 32b, das heißt an der am weitesten außen liegenden Umfangsseite ausgebildet. Die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28b, 30b, 32b, 34b sind jeweils ringförmig ausgebildet und koaxial angeordnet, wobei außerdem die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28b, 30b, 32b, 34b jeweils die gleichen Durchmesser aufweisen wie die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28a, 30a, 32a beziehungsweise 34a.
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Der erste abgestufte Abschnitt 28b hat einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser und steht um eine festgelegte Länge zu dem Zylinderrohr 12 (in der Richtung des Pfeils B) von der Endfläche der Stangenabdeckung 16 vor. Die vorstehende Länge des abgestuften Abschnitts von der Endfläche der Stangenabdeckung 16 ist von dem zweiten abgestuften Abschnitt 30b über den dritten abgestuften Abschnitt 32b zu dem vierten abgestuften Abschnitt 34b stufenweise zunehmend verringert. Anders ausgedrückt sind die zweiten bis vierten abgestuften Abschnitte 30b, 32b, 34b jeweils in axialer und radialer Richtung versetzt ausgebildet, sodass sie sich schrittweise der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) annähern.
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Außerdem sind O-Ringe 38 jeweils in Ringnuten an entsprechenden Wandabschnitten 36, die senkrecht zu den ersten bis vierten abgestuften Abschnitten 28b, 30b, 32b, 34b und im Wesentlichen parallel zu der Endfläche der Stangenabdeckung 16 verlaufen, installiert.
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Wie in den 1 und 2B gezeigt ist, ist außerdem das andere Ende des Zylinderrohres 12 auf eine äußere Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 30b an der Stangenabdeckung 16 aufgesetzt und liegt an dem Wandabschnitt 36 an, wodurch das Zylinderrohr 12 in axialer und radialer Richtung relativ zu der Stangenabdeckung 16 positioniert wird. Hierbei liegt das andere Ende des Zylinderrohres 12 an dem an dem Wandabschnitt 36 angebrachten O-Ring 38 an, sodass eine Leckage von Druckfluid das zwischen dem Zylinderrohr 12 und der Stangenabdeckung 16 hindurch tritt, verhindert wird.
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Im Einzelnen sind die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28a, 30a, 32a, 34a des ersten Zapfenverbinders 26 an der Kopfabdeckung 14 und die ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28b, 30b, 32b, 34b des zweiten Zapfenverbinders 50 an der Stangenabdeckung 16 in einer einander gegenüber liegenden Weise vorgesehen, wobei sie das Zylinderrohr 12 zwischen sich halten und wodurch beide Enden des Zylinderrohres 12 durch die ersten und zweiten Zapfenverbinder 26 beziehungsweise 50 gehalten werden.
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Andererseits ist an der Seitenfläche der Stangenabdeckung 16 eine zweite Fluidanschlussöffnung 52 vorgesehen, durch welche das Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, wobei der zweite Fluidanschluss 52 mit der Stangenöffnung 42 in Verbindung steht. Außerdem wird das von dem zweiten Fluidanschluss 52 zugeführte Druckfluid von der Stangenöffnung 42 in die Zylinderkammer 20 eingeführt.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist der Kolben 18 beispielsweise im Wesentlichen den gleichen Durchmesser auf, wie der Zylinderdurchmesser C1 des Zylinderrohres. Eine Kolbendichtung 54, ein magnetischer Körper 56 und ein Verschleißring 58 sind in einer Mehrzahl von Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 installiert.
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Außerdem ist eine Kolbenöffnung (nicht dargestellt), die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt, in einem zentralen Abschnitt des Kolbens 18 ausgebildet. Ein Ende einer Kolbenstange 60 ist in die Kolbenöffnung eingesetzt und mit dieser verbunden. Das eine Ende der Kolbenstange 60 ist mit dem Kolben 18 verbunden, während das andere Ende der Kolbenstange 60 durch die Stangenöffnung 42 eingesetzt ist und durch die Hülse 44 verschiebbar gehalten wird.
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Außerdem sind erste und zweite Dämpfungsringe 62, 64 an den beiden Endflächen des Kolbens 18 angebracht. Die ersten und zweiten Dämpfungsringe 62, 64 haben im Wesentlichen die gleiche Form. Der erste Dämpfungsring 62 ist an einer Endseite des Kolbens 18 an der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) angeordnet und steht von der einen Endseite vor. Andererseits ist der zweite Dämpfungsring 64 an der anderen Endseite des Kolbens 18 an der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) angeordnet und so vorgesehen, dass er die äußere Umfangsfläche der Kolbenstange 60 abdeckt.
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Außerdem werden die ersten und zweiten Dämpfungsringe 62, 64 bei einer Verschiebung des Kolbens 18 in der axialen Richtung in den Hohlraum 22 beziehungsweise die Stangenöffnung 42 eingesetzt, und durch Gleitkontakt der Dämpfungsringe 62, 64 mit den ersten und zweiten Dichtringen 24, 48 wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolben 18 verringert.
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Der Fluiddruckzylinder 18 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweisen und vorteilhaften Wirkungen des Fluiddruckzylinders beschrieben. Der in 1 gezeigte Zustand, bei welchem der Kolben 18 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben ist und der erste Dämpfungsring 62 in dem Hohlraum 22 aufgenommen ist, wird als ein Ursprungszustand bezeichnet.
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Anfangs wird ein Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle dem ersten Fluidanschluss 40 zugeführt. In diesem Fall wird der zweite Fluidanschluss 42 durch Umschalten eines nicht dargestellten Schaltventils in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Dementsprechend wird das Druckfluid von dem ersten Fluidanschluss 40 dem Hohlraum 22 zugeführt und mit Hilfe des Druckfluids, das von dem Hohlraum 22 in die Zylinderkammer 20 eingeführt wird, wird der Kolben 18 zu der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst. Außerdem wird auch die Kolbenstange 60 durch die Verschiebung des Kolbens 18 verschoben, und der erste Dämpfungsring 62, der an dem Ende der Kolbenstange 60 angebracht ist, entfernt sich von dem Hohlraum 22, wobei er in Gleitkontakt mit dem ersten Dichtring 24 steht.
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Als nächstes wird bei einer weiteren Verschiebung des Kolbens 18 der zweite Dämpfungsring 64 in die Stangenöffnung 42 eingesetzt, wodurch die Durchflussrate des Druckfluides begrenzt und dieses im Inneren der Zylinderkammer komprimiert wird. Hierdurch wird ein Verschiebungswiderstand erzeugt, wenn der Kolben 18 verschoben wird, und die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 nimmt allmählich ab, wenn der Kolben 18 sich seiner Verschiebungsendposition annähert.
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Schließlich wird der Kolben 18 allmählich zu der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben, woraufhin der zweite Dämpfungsring 64 vollständig in der Stangenöffnung 42 aufgenommen wird und die Verschiebungsendposition erreicht wird, in welcher der Kolben 18 die Stangenabdeckung 16 erreicht (in der Richtung des Pfeils A).
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In dem Fall, dass der Kolben 18 in der entgegengesetzten Richtung (in der Richtung des Pfeils B) verschoben wird, wird dagegen das Druckfluid dem zweiten Fluidanschluss 52 zugeführt und der erste Fluidanschluss 40 wird durch Umschalten eines nicht dargestellten Schaltventils in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Außerdem wird das Druckfluid von dem zweiten Fluidanschluss 52 der Stangenöffnung 42 zugeführt, und mithilfe des Druckfluides, das von der Stangenöffnung 42 in die Zylinderkammer 20 eingeführt wird, wird der Kolben 18 zu der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst.
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Außerdem wird auch die Kolbenstange 60 durch die Verschiebung des Kolbens 18 verschoben, und der zweite Dämpfungsring 64, der an dem Ende der Kolbenstange 60 angebracht ist, entfernt sich aus der Stangenöffnung 42, wobei er in Gleitkontakt mit dem zweiten Dichtring 48 steht.
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Bei einer weiteren Verschiebung des Kolbens 18 wird als nächstes der erste Dämpfungsring 62 in den Hohlraum 22 eingesetzt, wodurch die Durchflussrate des Druckfluides begrenzt wird und dieses im Inneren der Zylinderkammer 20 komprimiert wird. Hierdurch wird ein Verschiebungswiderstand erzeugt, wenn der Kolben 18 verschoben wird, und die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 sinkt allmählich ab. Durch Anschlagen des Kolbens 18 an der Kopfabdeckung 14 wird außerdem die Ursprungsposition wiederhergestellt (vgl. 1).
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Als nächstes wird eine Situation erläutert, in welcher das Zylinderrohr 12 und der Kolben 18 zur Änderung der Ausgangsleitung des oben beschriebenen Fluiddruckzylinders 10 gegen ein anderes Zylinderrohr 12 und einen anderen Kolben 18 ausgetauscht beziehungsweise ersetzt werden, um dadurch den Bohrungsdurchmesser (Zylinderdurchmesser) zu ändern. Insbesondere wird ein Fall beschrieben, bei dem die Ausgangsleistung durch Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers erhöht wird.
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Zunächst werden nicht dargestellte Muttern, die mit den Verbindungsstangen verschraubt sind, gelöst, wodurch der Verbindungszustand der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 mit dem Zylinderrohr 12 freigegeben wird. Anschließend werden die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 voneinander in axialen Richtungen (den Richtungen der Pfeile A und B) von dem Zylinderrohr 12 entfernt.
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Wie in 3 gezeigt ist, werden als nächstes ein neues Zylinderrohr 12a mit einem größeren Zylinderdurchmesser C2 als dem des oben beschriebenen Zylinderrohres 12 und ein neuer Kolben 18a, der im Wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie der Zylinderdurchmesser C2, bereitgestellt. In diesem Fall ist die Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) des neuen Zylinderrohres 12a um einen Unterschied (vgl. L in 3), welcher der Länge in der axialen Richtung zwischen dem vierten abgestuften Abschnitt 34a und dem zweiten abgestuften Abschnitt 30a an der Kopfabdeckung 14 und der Länge in der axialen Richtung zwischen dem vierten abgestuften Abschnitt 34b und dem zweiten abgestuften Abschnitt 30b an der Stangenabdeckung 16 entspricht, länger als die Länge des Zylinderrohres 12. Im Einzelnen sind die Längen in der axialen Richtung der Zylinderrohre so gewählt, dass der Abstand zwischen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 in der axialen Richtung nicht verändert wird.
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Außerdem werden O-Ringe 38 jeweils in Ringnuten an den Wandabschnitten 36, die den vierten abgestuften Abschnitten 34a, 34b, an welchen das Zylinderrohr 12a angebracht wird, zugewandt sind, installiert.
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Außerdem wird ein Ende des Zylinderrohres 12a auf den Außenumfang des vierten abgestuften Abschnitts 34a an der Kopfabdeckung 14 aufgesetzt, wodurch das eine Ende des Zylinderrohres 12a an der Kopfabdeckung 14 gehalten wird. In einem Zustand, in welchem der Kolben 18a, der einen größeren Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Innenumfangs des Zylinderrohres 12a aufweist, in das Innere des Zylinderrohres 12a eingesetzt ist, wird das andere Ende des Zylinderrohres 12a auf den Außenumfang des vierten abgestuften Abschnitts 34b an der Stangenabdeckung aufgesetzt. Dementsprechend wird ein Zustand hergestellt, in welchem das andere Ende des Zylinderrohres 12a an der Stangenabdeckung 16 angebracht ist und beide Enden des Zylinderrohres 12a jeweils an den O-Ringen 38 anliegen.
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In diesem Zustand werden die Verbindungsstangen (nicht dargestellt) durch die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 eingesetzt, und durch Aufschrauben und Festziehen von Muttern auf beiden Enden der Verbindungsstangen werden die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 verbunden, wobei das Zylinderrohr 12a dazwischen gegriffen wird.
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Bei dem Fluiddruckzylinder 10, dessen Zylinderrohr 12 und Kolben 18 gegen ein Zylinderrohr 12a mit einem größeren Zylinderdurchmesser C2 und einen Kolben 18a mit einem größeren Durchmesser entsprechend dem Zylinderdurchmesser C2 ausgetauscht wurden, und durch die Verschiebung des Kolbens 18a wird dementsprechend die Ausgangskraft, die von der Kolbenstange 60 in der axialen Richtung ausgegeben wird, vergrößert. Auf diese Weise kann beispielsweise in dem Fall, dass die Ausgangsleistung entsprechend dem Gewicht etc. des transportierten Werkstücks erhöht wird, durch Austauschen und Ersetzen des Zylinderrohres 12 und des Kolbens 18 gegen ein Zylinderrohr 12a mit einem größeren Zylinderdurchmesser und einen Kolben 18a mit einem Durchmesser entsprechend dem größeren Zylinderdurchmesser eine optimale Ausgangsleistung entsprechend dem Werkstück erhalten werden.
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Andererseits werden in dem Fall, dass der Bohrungsdurchmesser des Fluiddruckzylinders 10 verringert werden soll, ein Zylinderrohr 12 mit einem kleineren Zylinderdurchmesser und ein Kolben mit einem Durchmesser, welcher dem kleineren Zylinderdurchmesser entspricht, bereitgestellt und montiert, wodurch die Ausgangsleistung des Fluiddruckzylinders 10 einfach verringert werden kann. Verbunden hiermit kann die verbrauchte Menge an Druckfluid, das in dem Fluiddruckzylinder 10 verwendet wird, verringert werden, und als Folge hiervon lassen sich Energieeinsparungen in dem Fluiddruckzylinder 10 realisieren.
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Anders ausgedrückt kann bei dem Fluiddruckzylinder 10 durch Austauschen der Zylinderrohre 12, die mit unterschiedlichen Zylinderdurchmessern ausgestattet sind, sowie durch Austauschen der Kolben 18 entsprechend den Zylinderdurchmessern der Zylinderrohre 12 die Ausgangsleistung des Fluiddruckzylinders einfach geändert werden, wobei die gleiche Kopfabdeckung 14 und die gleiche Stangenabdeckung 16 weiter verwendet werden können.
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Bei dem oben beschriebenen Fluiddruckzylinder 10 wurde außerdem eine Gestaltung erläutert, bei der vier abgestufte Abschnitte 28a, 28b, 30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b an den ersten und zweiten Zapfenverbindern 26, 50 vorgesehen sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal eingeschränkt und solange die Zahl der abgestuften Abschnitte des ersten Zapfenverbinders 26 mit der Zahl der abgestuften Abschnitte an dem zweiten Zapfenverbinder 50 übereinstimmt, wobei die Durchmesser der abgestuften Abschnitte an den ersten Zapfenverbindern 26 jeweils den zugeordneten Durchmessern der abgestuften Abschnitte an den zweiten Zapfenverbindern 50 entsprechen, ist ihre tatsächliche Zahl nicht besonders eingeschränkt.
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In der oben beschriebenen Weise sind bei der ersten Ausführungsform erste bis vierte abgestufte Abschnitte 28a, 30a, 32a, 34a, deren Durchmesser sich unterscheiden, an dem ersten Zapfenverbinder 26 der Kopfabdeckung 40 vorgesehen, erste bis vierte abgestufte Abschnitte 28b, 30b, 32b, 34b, deren Durchmesser sich unterscheiden, sind an dem zweiten Zapfenverbinder 50 der Stangenabdeckung 60 vorgesehen, und das Zylinderrohr 12 wird wahlweise an einem Paar der ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28a, 28b, 30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b angebracht, wodurch das Zylinderrohr 12 in der axialen Richtung positioniert und koaxial zu der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 gehalten werden kann. Durch Austauschen und Ersetzen des Zylinderrohres 12 gegen ein neues Zylinderrohr 12a mit einem anderen Zylinderdurchmesser und gleichzeitig eines neuen Kolbens 18a mit einem Durchmesser entsprechend dem anderen Zylinderdurchmesser kann hierdurch einfach ein Fluiddruckzylinder 10 mit einem anderen Bohrungsdurchmesser (Zylinderdurchmesser) aufgebaut werden, wobei die gleiche Kopfabdeckung 14 und die gleiche Stangenabdeckung 16 verwendet werden können.
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In dem Fall, dass die durch den Fluiddruckzylinder 10 erhaltene Ausgangsleitung geändert werden soll, ist es so möglich, die Ausgangsleistung bei Verwendung der gleichen Kopfabdeckung 14 und der gleichen Stangenabdeckung 16 des Fluiddruckzylinders 10 zu ändern und dadurch eine gewünschte Ausgangsleistung zu erhalten, ohne dass es notwendig wäre, einen anderen Fluiddruckzylinder 10 mit einem Kolben 18 mit anderem Durchmesser und einem Zylinderrohr 12 mit anderem Durchmesser bereitzustellen.
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Im Einzelnen können die Ausrüstungskosten eines neuen Fluiddruckzylinders verringert werden, wobei es gleichzeitig möglich ist, einen Fluiddruckzylinder 10 aufzubauen, bei welchem das Zylinderrohr 12 und der Kolben 18 so ausgewählt werden können, dass sie einen optimalen Durchmesser (Bohrungsdurchmesser) zum Erreichen einer gewünschten Ausgangsleistung haben. Hierdurch kann der Fluiddruckzylinder 10 beispielsweise im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Fluiddruckzylinders mit einer im Hinblick auf die gewünschte Ausgangsleistung exzessiven Leistungsfähigkeit mit minimalem Verbrauch an Druckfluid betrieben werden. Dementsprechend lassen sich Energieeinsparungen realisieren.
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Auch in dem Fall, dass ein Zylinderrohr und ein Kolben gegen ein Zylinderrohr 12a mit einem anderen Zylinderdurchmesser und einen Kolben 18a entsprechend dem Zylinderdurchmesser ausgetauscht werden, und dass die Zylinderdurchmesser (C1, C2) der Zylinderkammer 20 in dem Fluiddruckzylinder 10 geändert werden, wird außerdem durch Verwendung eines neuen Zylinderrohres 12a mit einer Länge in Abhängigkeit von der Differenz in der axialen Richtung der ersten bis vierten abgestuften Abschnitte 28a, 28b, 30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b die Längendimension des Fluiddruckzylinders 10 nicht verändert.
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Hierdurch kann beispielsweise in dem Fall, dass der Fluiddruckzylinder 10 in einer Montagelinie (Fließband) eingesetzt und an dem Fließband über die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 angebracht wird, der Fluiddruckzylinder zuverlässig an der vorherigen Befestigungsposition angebracht werden, ohne seine Befestigungsposition (Befestigungsabstand) zu ändern. Hierdurch kann der Bohrungsdurchmesser eines Fluiddruckzylinders 10, der in einer Montagelinie eingesetzt wird, einfach geändert werden, und der Fluiddruckzylinder 10 kann einfach und zuverlässig an der Montagelinie installiert werden.
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Außerdem sind an den ersten und zweiten Zapfenverbindern 26, 50 O-Ringe 38 entfernbar in Ringnuten an den jeweiligen Wandabschnitten 36, die senkrecht zu der axialen Richtung des Fluiddruckzylinders 10 verlaufen und jeweils entsprechend den ersten bis vierten abgestuften Abschnitten 28a, 28b, 30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b ausgebildet sind, vorgesehen. Durch Installieren der O-Ringe 38 an den Wandabschnitten 36 entsprechend den abgestuften Abschnitten, an welchen das Zylinderrohr 12 angebracht wird, können dementsprechende Enden der Zylinderrohre 12 in Anlage gegen die O-Ringe 38 gebracht werden. Somit kann durch die O-Ringe 38 eine Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Zylinderrohr 12, der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 hindurchtritt, zuverlässig verhindert werden.
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Als nächstes ist ein Fluiddruckzylinder 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform in 4 gezeigt. Aufbauelemente des Fluiddruckzylinders 100, die die gleichen sind wie diejenigen des Fluiddruckzylinders 10 gemäß der ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf die erneute detaillierte Beschreibung dieser Merkmale wird verzichtet.
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Wie in 4 gezeigt ist, unterscheidet sich der Fluiddruckzylinder 100 von dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die ersten und zweiten Zapfenverbinder 106, 108, die an einer Kopfabdeckung 102 beziehungsweise einer Stangenabdeckung 104 vorgesehen sind, jeweils durch zwei abgestufte Abschnitte gebildet werden, das heißt fünfte und sechste abgestufte Abschnitte 110a, 112a für den ersten Zapfenverbinder 106 und fünfte und sechste abgestufte Abschnitte 110b, 112b für den zweiten Zapfenverbinder 108.
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Hinsichtlich der fünften und sechsten abgestuften Abschnitte 110a, 110b, 112a, 112b, die an der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 vorgesehen sind, sind die fünften abgestuften Abschnitte 110a, 110b jeweils an inneren Umfangsseiten der Kopfabdeckung 102 beziehungsweise der Stangenabdeckung 104 ausgebildet, während die sechsten abgestuften Abschnitte 112a, 112b an äußeren Umfangsseiten der Kopfabdeckung 102 beziehungsweise der Stangenabdeckung 104 ausgebildet sind. Hinsichtlich der Längen, um welche die abgestuften Abschnitte von Endflächen der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 vorstehen, sind hierbei die fünften abgestuften Abschnitte 110a, 110b so ausgebildet, dass sie mit einer größeren Länge vorstehen als die sechsten abgestuften Abschnitte 112a, 112b.
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Außerdem ist beispielsweise der Durchmesser der fünften abgestuften Abschnitte 110a, 110b so gewählt, dass er der gleiche Durchmesser ist wie der der zweiten abgestuften Abschnitte 330a, 30b bei dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, und der Durchmesser der sechsten abgestuften Abschnitte 112a, 112b ist so gewählt, dass er der gleiche Durchmesser ist wie der der vierten abgestuften Abschnitte 34a, 34b bei dem Fluiddruckzylinder 10. Im Einzelnen wird eine Konstruktion gewählt, bei welcher abgestufte Abschnitte entsprechend den zweiten und vierten abgestuften Abschnitten 30a, 30b, 34a, 34b des Fluiddruckzylinders 10 vorgesehen sind, während die abgestuften Abschnitte 32a, 32b mit mittleren Durchmessern zwischen den zweiten und vierten abgestuften Abschnitten 30a, 30b, 34a, 34b nicht vorgesehen sind.
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Außerdem sind an der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 Wandabschnitte 114 senkrecht zu den fünften und sechsten abgestuften Abschnitten 110a, 110b, 112a, 112b und im Wesentlichen parallel zu Endflächen der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 ausgebildet. O-Ringe 38 sind in Ringnuten jeweils an den Wandabschnitten 114 installiert. Im Vergleich zu den entsprechenden Wandabschnitten 36 des Fluiddruckzylinders 10 gemäß der ersten Ausführungsform kann außerdem die Fläche der Wandabschnitte 114 zuverlässig um eine durch die reduzierte Zahl von abgestuften Abschnitten eingenommene Fläche größer sein. Im Einzelnen kann die Fläche der Wandabschnitte 114 in der radialen Richtung vergrößert werden.
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Außerdem wird beispielsweise ein Ende des Zylinderrohres 12 auf die äußere Umfangsseite des fünften abgestuften Abschnitts 110a an der Kopfabdeckung 106 gesetzt, und das andere Ende des Zylinderrohrs 12 wird auf die äußere Umfangsseite des fünften abgestuften Abschnitts 110b an der Stangenabdeckung 104 gesetzt. Indem die Enden in Anlage gegen die jeweiligen Wandabschnitte 114 kommen, wird das Zylinderrohr 12 in einem in radialer und axialer Richtung (in Richtung der Pfeile A und B) relativ zu der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 positionierten Zustand gehalten. Hierbei kommen beide Enden des Zylinderrohres 12 in Anlage gegen die O-Ringe 38, die an den Wandabschnitten 114 installiert sind, wodurch die Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Zylinderrohr 12, der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 durchtritt, verhindert wird.
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Die Betriebsweise des Fluiddruckzylinders 100 und die Art und Weise, mit welcher der Bohrungsdurchmesser geändert wird, sind die gleichen wie bei dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform, sodass auf die Beschreibung dieser Details hier verzichtet wird.
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In der oben beschriebenen Weise sind bei der zweiten Ausführungsform fünfte und sechste abgestufte Abschnitte 110a, 112a, deren Durchmesser sich unterscheiden, an dem ersten Zapfenverbinder 106 der Kopfabdeckung 102 vorgesehen, fünfte und sechste abgestufte Abschnitte 110b, 112b, deren Durchmesser sich unterscheiden, sind an dem zweiten Zapfenverbinder 108 der Stangenabdeckung 104 vorgesehen, und das Zylinderrohr 12 wird wahlweise an einem Paar der fünften und sechsten abgestuften Abschnitte 110a, 110b, 112a, 112b angebracht, wodurch das Zylinderrohr 112 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) positioniert und koaxial zu der Kopfabdeckung 102 und der Stangenabdeckung 104 gehalten werden kann.
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Durch Austauschen und Ersetzen des Zylinderrohres 12 und des Kolbens 18 gegen ein neues Zylinderrohr 12 mit einem anderen Zylinderdurchmesser und einen neuen Kolben 18 mit einem Durchmesser entsprechend dem anderen Zylinderdurchmesser kann somit einfach ein Fluiddruckzylinder 100 mit einem anderen Bohrungsdurchmesser (Zylinderdurchmesser) aufgebaut werden, wobei die gleiche Kopfabdeckung 102 und die gleiche Stangenabdeckung 104 verwendet werden.
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In dem Fall, dass die durch den Fluiddruckzylinder 100 erhaltene Ausgangsleistung geändert werden soll, ist es somit möglich, die Ausgangsleistung unter Verwendung der gleichen Kopfabdeckung 102 und Stangenabdeckung 104 des Fluiddruckzylinders 100 zu ändern und dadurch eine gewünschte Ausgangsleistung zu erhalten, ohne dass es notwendig wäre, einen anderen Fluiddruckzylinder bereitzustellen, der einen Kolben 18 mit einem anderen Durchmesser und ein Zylinderrohr 12 mit einem anderen Durchmesser aufweist.
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Im Einzelnen können die Ausrüstungskosten für die Bereitstellung eines neuen Fluiddruckzylinders verringert werden, wobei gleichzeitig ein Fluiddruckzylinder 100 aufgebaut werden kann, bei welchem das Zylinderrohr 12 und der Kolben 18 so ausgewählt werden können, dass sie einen optimalen Durchmesser (Bohrungsdurchmesser) für die Erzielung einer gewünschten Ausgangsleistung aufweisen. Hierdurch kann der Fluiddruckzylinder 100 beispielsweise im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Fluiddruckzylinders mit einer im Hinblick auf die gewünschte Ausgangsleistung exzessiven Leistungsfähigkeit mit minimalem Verbrauch an Druckfluid betrieben werden, und dementsprechend lassen sich Energieeinsparungen realisieren.
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Im Vergleich zu dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform kann außerdem eine große Fläche für die Wandabschnitte 114, die an beiden Enden des Zylinderrohres 12 anliegen, sichergestellt werden, weil eine geringere Anzahl an abgestuften Abschnitten an den ersten und zweiten Zapfenverbindern 106, 108 vorgesehen ist. Hierdurch werden beide Enden des Zylinderrohres 12 noch zuverlässiger in Anlage gegen die Kopfabdeckung 102 und die Stangenabdeckung 104 gebracht, und das Positionieren des Zylinderrohres 12 kann in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) mit höherer Präzision durchgeführt werden.
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Als nächstes wird ein Fluiddruckzylinder 120 gemäß einer dritten Ausführungsform in den 5A und 5B dargestellt. Diejenigen Aufbauelemente des Fluiddruckzylinders 120, die die gleichen sind wie die der Fluiddruckzylinder 10, 110 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf die detaillierte Beschreibung dieser Merkmale wird hier verzichtet.
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Wie in den 5A und 5B gezeigt ist, unterscheidet sich der Fluiddruckzylinder 120 von den Fluiddruckzylindern 10, 100 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dahingehend, dass erste und zweite Zapfenverbinder 126, 128, die eine ringförmig zurückgesetzte Form haben, an Endflächen einer Kopfabdeckung 122 beziehungsweise einer Stangenabdeckung 124 ausgebildet sind.
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Der erste Zapfenverbinder 126 ist in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils B) mit einer festgelegten Tiefe von einer Endfläche der Kopfabdeckung 122, die dem Zylinderrohr 12 zugewandt ist, zurückgesetzt und koaxial mit dem Hohlraum 22 ausgebildet. Außerdem umfasst der erste Zapfenverbinder 126 eine erste Zapfenfläche 130a, die an einer äußeren Umfangsseite in dem ersten Zapfenverbinder 126 ausgebildet ist, und eine zweite Zapfenfläche 132a, die an einer inneren Umfangsseite darin ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Zapfenflächen 130a, 132a sind jeweils parallel zueinander ausgebildet und parallel zu der axialen Richtung der Kopfabdeckung 122. Im Einzelnen ist die zweite Zapfenfläche 132a an einer zentralen Seite der Kopfabdeckung 122 vorgesehen. Ein Abstand in der radialen Richtung zwischen der ersten Zapfenfläche 130a und der zweiten Zapfenfläche 132a ist so gewählt, dass er größer ist als eine Dicke des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung.
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Außerdem sind O-Ringe 38 in Ringnuten jeweils an Wandabschnitten angrenzend an die ersten und zweiten Zapfenflächen 130a, 132a in den ersten Zapfenverbindern 126 installiert. Durch Anlage eines Endes des Zylinderrohres 12 an dem O-Ring 38, wenn das eine Ende des Zylinderrohres 12 an dem ersten Zapfenverbinder 126 angebracht wird, wird ein fluiddichter Zustand aufrechterhalten.
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Außerdem wird das Positionieren des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung dadurch erreicht, dass die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 in Anlage mit der ersten Zapfenfläche 130a in dem ersten Zapfenverbinder 126 gebracht wird oder indem die innere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 in Anlage mit der zweiten Zapfenfläche 132a in den ersten Zapfenverbinder 126 gebracht wird.
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Andererseits ist der zweite Zapfenverbinder 128 in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A) um eine festgelegte Tiefe von einer Endfläche der Stangenabdeckung, welche dem Zylinderrohr 12 zugewandt ist, zurückgesetzt und koaxial mit der Stangenöffnung 42 ausgebildet.
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Wie bei dem ersten Zapfenverbinder 126 umfasst außerdem der zweite Zapfenverbinder 128 eine erste Zapfenfläche 130b, die an einer äußeren Umfangsseite in dem zweiten Zapfenverbinder 126 ausgebildet ist, und eine zweite Zapfenfläche 132b, die an einer inneren Umfangsseite darin ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Zapfenflächen 130b, 132b sind jeweils parallel zueinander und parallel zu der axialen Richtung der Stangenabdeckung 124 ausgebildet. Im Einzelnen ist die zweite Zapfenfläche 132b an einer zentralen Seite der Stangenabdeckung 124 vorgesehen. Ein Abstand in der radialen Richtung zwischen der ersten Zapfenfläche 130b und der zweiten Zapfenfläche 132b ist so gewählt, dass er größer ist als eine Dicke des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung.
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Außerdem sind O-Ringe 38 jeweils in Ringnuten an Wandabschnitten angrenzend an die ersten und zweiten Zapfenflächen 130b, 132b in dem zweiten Zapfenverbinder 128 installiert. Durch Anlage des anderen Endes des Zylinderrohres 12 an dem O-Ring 38, wenn das andere Ende des Zylinderrohres 12 an dem zweiten Zapfenverbinder 128 angebracht wird, wird ein fluiddichter Zustand aufrechterhalten.
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Das Positionieren das Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung wird außerdem durchgeführt, indem die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 in Anlage gegen die erste Zapfenfläche 130b in dem zweiten Zapfenverbinder 128 gebracht wird oder indem die innere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 in Anlage gegen die zweite Zapfenfläche 132b in dem zweiten Zapfenverbinder 128 gebracht wird.
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Bei dem in 5A gezeigten Fluiddruckzylinder 120 liegen beispielsweise das eine Ende und das andere Ende des Zylinderrohres 12 an den ersten Zapfenflächen 130a beziehungsweise 130b, die an äußeren Umfangsseiten der ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128 vorgesehen sind, an, wodurch das Zylinderohr 12 in der radialen Richtung positioniert wird. Durch Anlage des einen Endes und des anderen Endes des Zylinderrohres 12 an den Wandabschnitten der ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128 wird außerdem das Zylinderrohr 12 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) positioniert und gehalten.
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In dem Fall, dass das Zylinderrohr 12 gegen ein neues Zylinderrohr 12a mit einem kleineren Durchmesser ausgetauscht wird, wie es in 5B gezeigt ist, wird außerdem die innere Umfangsfläche des einen Endes des Zylinderrohres 12a in Anlage gegen die zweite Zapfenfläche 132a des ersten Zapfenverbinders 126 gebracht und in radialer Richtung positioniert. Gleichzeitig wird der Kolben 18a, dessen Durchmesser dem des Zylinderrohres 12a entspricht, durch das Innere des Zylinderrohres eingesetzt. In diesem Zustand wird das andere Ende des Zylinderrohres 12a in den zweiten Zapfenverbinder 128 der Stangenabdeckung 124 eingesetzt und nachdem es in Anlage gegen die zweite Zapfenfläche 132b gebracht wurde, soweit verschoben, bis es an dem Wandabschnitt anliegt.
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Dementsprechend wird das Zylinderrohr 12a durch die zweiten Zapfenflächen 132a, 132b positioniert und axial (in der Richtung der Pfeile A und B) und radial relativ zu der Kopfabdeckung 122 und der Stangenabdeckung 124 gehalten. Hierbei kommen beide Ende des Zylinderrohres 12a in Anlage gegen die O-Ringe 38, die an den Wandabschnitten installiert sind, wodurch eine Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Zylinderrohr, der Kopfabdeckung 122 und der Stangenabdeckung 124 durchtritt, verhindert wird.
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In der oben beschriebenen Weise werden bei der dritten Ausführungsform die ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128, die ringförmig zurückgesetzt sind, wobei die Größen der Vertiefungen in einer radialen Richtung größer sind als die Dicke des Zylinderrohes 12 in der radialen Richtung, jeweils an Endflächen der Kopfabdeckung 122 beziehungsweise der Stangenabdeckung 124 vorgesehen, wodurch das Positionieren des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung durchgeführt werden kann, indem entweder ein Paar der ersten Zapfenflächen 130a, 130b an der äußeren Umfangsseite der ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128 oder der zweiten Zapfenflächen 132a, 132b an der inneren Umfangsseite der ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128 verwendet wird.
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Hierdurch kann das Positionieren der Zylinderrohre 12, 12a mit unterschiedlichen Durchmessern über einen einzelnen Zapfenabschnitt durchgeführt werden, der an der Kopfabdeckung 1222 und der Stangenabdeckung 124 vorgesehen ist, das heißt die ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 128. Im Vergleich zu einer Situation, bei der mehrere Zapfenverbinder jeweils an der Kopfabdeckung 122 und der Stangenabdeckung 124 vorgesehen werden, um die Positionierung der Zylinderrohre 12, 12a mit unterschiedlichen Durchmessern durchzuführen, können hierdurch die Herstellungskosten für den Fluiddruckzylinder 120 verringert werden, da die Positionierung der Zylinderrohre mithilfe des einzigen Zapfenabschnitts, das heißt der ersten und zweiten Zapfenabschnitte 126, 128, vorgenommen werden kann.
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Als nächstes ist ein Fluiddruckzylinder 140 gemäß einer vierten Ausführungsform in den 6A und 6B dargestellt. Diejenigen Aufbauelemente des Fluiddruckzylinders 140, die die gleichen sind wie bei den Fluiddruckzylindern 10, 100, 120 gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf die detaillierte Beschreibung dieser Merkmale wird hier verzichtet.
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Wie in den 6A und 6B gezeigt ist, unterscheidet sich der Fluiddruckzylinder 140 von den Fluiddruckzylindern 10, 100, 120 gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen dahingehend, dass erste und zweite Zapfenverbinder 146, 148, die jeweils mehrere Zapfen aufweisen, an Endflächen einer Kopfabdeckung 142 beziehungsweise einer Stangenabdeckung 144 ausgebildet sind.
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Der erste Zapfenverbinder 146 ist beispielsweise in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils B) um eine festgelegte Tiefe von einer Endfläche der Kopfabdeckung 142, die dem Zylinderrohr 112 zugewandt ist, zurückgesetzt und umfasst eine Mehrzahl von (beispielsweise zwei) ersten Zapfen 150a, 150b, die um einen festgelegten Abstand in der radialen Richtung voneinander entfernt sind. Die ersten Zapfen 150a, 150b sind ringförmig und koaxial zu dem Hohlraum 22 ausgebildet. Einer der ersten Zapfen 150a, der an der äußeren Umfangsseite vorgesehen ist, ist so ausgebildet, dass er zur Umgebung exponiert ist, während der andere erste Zapfen 150b an der inneren Umfangsseite angeordnet und so ausgebildet ist, dass er zu einem ringförmigen Nutenabschnitt geformt ist.
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Außerdem sind O-Ringe 38 in Ringnuten an Wandabschnitten angrenzend an die ersten Zapfen 150a beziehungsweise 150b installiert. Ein fluiddichter Zustand wird durch Anlage eines Endes des Zylinderrohres 12 an dem O-Ring 38 aufrechterhalten, wenn das eine Ende des Zylinderrohres 12 installiert ist.
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Außerdem wird die Positionierung des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung durch Aufschieben des einen Zylinderrohres 12 auf einen der ersten Zapfen 150a, 150b an den ersten Zapfenverbindern 146 durchgeführt und dadurch, dass die innere Umfangsfläche des Zylinderrohres in Anlage gegen die äußere Umfangsfläche des einen der ersten Zapfen 150a, 150b gebracht wird. Im Einzelnen dienen die ersten Zapfen 150a, 150b an dem ersten Zapfenverbinder 146 als Zapfenflächen, welche die Positionierung des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung übernehmen.
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Andererseits ist der zweite Zapfenverbinder 148 beispielsweise um eine festgelegte Tiefe von einer Endfläche der Stangenabdeckung 144, die dem Zylinderrohr 12 zugewandt ist, in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A) zurückgesetzt und umfasst eine Mehrzahl von (beispielsweise zwei) zweiten Zapfen 152a, 152b, die um einen festgelegten Abstand in der radialen Richtung voneinander beabstandet sind. Die zweiten Zapfen 152a, 152b sind ringförmig und koaxial mit der Stangenöffnung 42 ausgebildet. Einer der zweiten Zapfen 152a, der an der äußeren Umfangsseite angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass er zur Umgebung exponiert ist, während der andere zweite Zapfen 152b, der an der inneren Umfangsseite angeordnet ist, zu einem ringförmigen Nutenabschnitt ausgebildet ist.
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Außerdem sind O-Ringe 38 in Ringnuten an Wandabschnitten angrenzend an die zweiten Zapfen 152a beziehungsweise 152b installiert. Ein fluiddichter Zustand wird durch Anlage des anderen Endes des Zylinderrohres 12 an dem O-Ring 38 aufrechterhalten, wenn das andere Ende des Zylinderrohres 12 installiert ist.
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Außerdem wird das Positionieren des Zylinderrohres in der radialen Richtung durch Aufschieben des anderen Endes des Zylinderrohres 12 auf einen der zweiten Zapfen 152a, 152b an dem zweiten Zapfenverbinder 148 durchgeführt und indem die innere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 in Anlage gegen die äußere Umfangsfläche des einen der zweiten Zapfen 152a, 152b gebracht wird. Im Einzelnen dienen die zweiten Zapfen 152a, 152b an dem zweiten Zapfenverbinder 148 als Zapfenflächen, welche die Positionierung des Zylinderrohres 12 in der radialen Richtung durchführen.
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Bei dem Fluiddruckzylinder 140, der in 6A gezeigt ist, sind beispielsweise das eine Ende und das andere Ende des Zylinderrohres 12 an den ersten beziehungsweise zweiten Zapfen 150a, 152a angebracht, die an äußeren Umfangsseiten der ersten und zweiten Zapfenverbinder 126, 148 vorgesehen und dadurch in der radialen Richtung positioniert sind. Durch Anlage des einen Endes und des anderen Endes des Zylinderrohres 12 an den Wandabschnitten der ersten und zweiten Zapfenverbinder 146, 148 wird außerdem das Zylinderrohr 12 in der axialen Richtung positioniert und gehalten.
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In dem Fall, dass das oben genannte Zylinderrohr 12 gegen ein neues Zylinderrohr 12a mit einem kleineren Durchmesser ausgetauscht werden soll, wie es in 6B gezeigt ist, wird außerdem das eine Ende des Zylinderrohres 12a auf den ersten Zapfen 150b an der inneren Umfangsseite des ersten Zapfenverbinders 146 gesetzt, und die innere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12a wird in Anlage gegen die äußere Umfangsfläche des ersten Zapfens 150b gebracht, wodurch das Zylinderrohr 12a radial positioniert wird. In einem Zustand, in welchem ein Kolben 18a, der einen kleineren Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Zylinderrohres 12a hat, in das Zylinderrohr 12a eingesetzt ist, wird anschließend das andere Ende des Zylinderrohres 12a auf den zweiten Zapfen 152b an der inneren Umfangsseite des zweiten Zapfenverbinders 148 an der Stangenabdeckung 144 gesetzt, sodass das Zylinderrohr 12a an der äußeren Umfangsfläche des zweiten Zapfens 152b anliegt und in Anlage gegen den Wandabschnitt gebracht wird.
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Dementsprechend wird das Zylinderrohr 12a durch die ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b, die an der inneren Umfangsseite vorgesehen sind, positioniert und axial (in der Richtung der Pfeile A und B) und radial relativ zu der Kopfabdeckung 142 und der Stangenabdeckung 144 gehalten. Hierbei kommen beide Enden des Zylinderrohres 12a in Anlage gegen die O-Ringe 38, die an den Wandabschnitten installiert sind, wodurch eine Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Zylinderrohr 12a, der Kopfabdeckung 142 und der Stangenabdeckung 144 hindurchtritt, verhindert wird.
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In der oben beschriebenen Weise sind bei der vierten Ausführungsform an Enden der Kopfabdeckung 142 und der Stangenabdeckung 144 die ersten und zweiten Zapfenverbinder 146, 148 vorgesehen, welche die mehreren ersten und zweiten Zapfen 150a, 150b, 152a, 152b aufweisen, die voneinander jeweils in radialer Richtung einen vorbestimmten Abstand aufweisen. Die ersten und zweiten Zapfen 150a, 150b, 152a, 152b sind lediglich in der radialen Richtung versetzt ausgebildet und sind zueinander in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) nicht versetzt.
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In dem Fall, dass ein Zylinderrohr gegen ein Zylinderrohr 12a mit einem anderen Durchmesser ausgetauscht werden soll, indem das Zylinderrohr gegen ein Zylinderrohr 12a mit der gleichen Länge ausgetauscht wird, ist es daher möglich, einen solchen Austausch durchzuführen, ohne den Hub des Kolbens 18, 18a zu verändern. Wenn der Fluiddruckzylinder 140 in einer Montagelinie (Fließband) installiert ist, kann der Fluiddruckzylinder 140 außerdem zuverlässig an der vorherigen Befestigungsposition angebracht werden, ohne Änderungen der Befestigungspositionen (Befestigungsabstand) der Kopfabdeckung 142 und der Stangenabdeckung 144 zu erfordern. Hierdurch kann der Bohrungsdurchmesser des Fluiddruckzylinders 140, der in einer Montagelinie verwendet wird, einfach geändert werden, und der Fluiddruckzylinder 140 kann in der Montagelinie einfach und zuverlässig installiert werden.
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Bei der obigen vierten Ausführungsform wurde ein Fall erläutert, bei dem eine Art von Zylinderrohr 12 (12a) in der Lage ist, an jedem Paar der ersten und zweiten Zapfen 150a, 152a und der ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b an den ersten und zweiten Zapfenverbindern 146, 148 angebracht zu werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Gestaltung eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Gestaltung vorgesehen sein, bei der die ringförmigen ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b radial erweitert sind, und zwei Arten von Zylinderrohren 12 (12a) können auf einem Paar der ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b, das heißt an inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b und an deren äußeren Umfangsflächen positioniert werden.
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Im Einzelnen können zwei Arten von Zylinderrohren 12 mit unterschiedlichen Durchmessern an den ersten und zweiten Zapfen 150b, 152b installiert und positioniert werden. Somit können nach Bedarf drei Arten von Zylinderrohren 12 (einschließlich des Falls, bei welchem das Zylinderrohr 12 an den ersten und zweiten Zapfen 150a, 152a angebracht und positioniert wird) mit unterschiedlichen Durchmessern in dem Fluiddruckzylinder 140 installiert werden und in der radialen Richtung positioniert und montiert werden.
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Der Fluiddruckzylinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf die obigen Ausführungsformen eingeschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
