DE112014006457T5

DE112014006457T5 - Fluiddruckzylinder

Info

Publication number: DE112014006457T5
Application number: DE112014006457.2T
Authority: DE
Inventors: Kengo Monden
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: BR112016023147A2; MX2016013314A; CN106211788B; RU2649735C9; RU2649735C1; JP6159938B2; TWI606186B; JP2015203443A; KR101889342B1; DE112014006457B4; US20170152873A1; TW201538859A; US10352337B2; CN106211788A; WO2015159443A1; KR20160143824A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder (10), der eine Kopfabdeckung (14) und eine Stangenabdeckung (16) aufweist, die an beiden Enden eines Zylinderrohres (12) vorgesehen sind, wobei die Kopfabdeckung (14) und die Stangenabdeckung (16) durch Gießen, beispielsweise Druck- oder Spritzguss, ausgebildet sind. Ein erster Verbindungskanal (34), der nutenförmig radial nach außen zurückgesetzt ist, in der äußeren Umfangsfläche eines ersten konkaven Abschnitts (28) der Kopfabdeckung (14) ausgebildet. Ein ringförmiger erster Halter (32) ist in den ersten konkaven Abschnitt (28) eingepresst, wodurch ein im Querschnitt rechteckiger erster Verbindungskanal (34) gebildet wird, dessen Öffnungsbereich abgedichtet ist. Außerdem verbindet der erste Verbindungskanal (34) eine Zylinderkammer (20) des Zylinderrohres (12) mit einer ersten Dämpfungskammer (30) der Kopfabdeckung (14).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fluiddruckzylinder, der durch die Zufuhr eines Druckfluides einen Kolben in einer axialen Richtung verschiebt, und insbesondere auf einen Fluiddruckzylinder mit einem Dämpfungsmechanismus, der in der Lage ist, Stöße an einer Verschiebungsendposition des Kolbens abzupuffern oder zu dämpfen.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise wird als ein Transportmittel für ein Werkstück oder dergleichen beispielsweise ein Fluiddruckzylinder verwendet, der einen Kolben aufweist, welcher durch die Zufuhr eines Druckfluides verschoben wird. Die vorliegende Anmelderin hat einen Fluiddruckzylinder vorgeschlagen, wie er in der japanischen Patentoffentlegungsschrift Nummer 2008-133920 beschrieben ist und der einen Dämpfungsmechanismus aufweist, welcher Stöße an einer Verschiebungsendposition des Kolbens dämpfen kann.
Für den Fluiddruckzylinder mit einem solchen Dämpfungsmechanismus sind hohle zylindrische Dämpfungsringe jeweils an beiden Endflächen des Kolbens vorgesehen, so dass dann, wenn der Kolben entlang des Zylinderrohres verschoben wird, durch Einsetzen der Dämpfungsringe in eine Aussparung an einer Kopfabdeckung oder eine Aussparung an einer Stangenabdeckung die Strömungsrate des Fluides, das von Anschlussöffnungen nach außen abgeführt wird, gedrosselt und die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens abgebremst wird.
Zusammenfassung der Erfindung
In jüngerer Zeit wird gewünscht, die Herstellungskosten für den oben genannten Fluiddruckzylinder weiter zu verringern.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, der die Herstellungskosten reduzieren kann, wobei gleichzeitig der Herstellungsprozess abgekürzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Fluiddruckzylinder mit einem Zylinderrohr, das eine durch ein Paar von Abdeckelementen verschlossene Zylinderkammer aufweist, einem Kolben, der dazu ausgestaltet ist in das Zylinderrohr eingesetzt und entlang einer axialen Richtung der Zylinderkammer verschoben zu werden, Anschlussöffnungen, die in den Abdeckelementen ausgebildet sind und durch welche ein Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, und einer Stange, die an einem Endbereich entlang der axialen Richtung des Kolbens angebracht und zusammen mit dem Kolben verschiebbar vorgesehen ist.
Bei dem Fluiddruckzylinder werden die Abdeckelemente durch Gießen hergestellt, wobei sie jeweils eine Aufnahmeöffnung aufweisen, in welcher die Stange, die zusammen mit dem Kolben verschoben wird, aufgenommen ist, und eine Nut, die relativ zu einer inneren Seitenwand zurückgesetzt ist, ist in der Aufnahmeöffnung ausgebildet, wobei gleichzeitig ein ringförmiger Halter, in welchen die Stange eingesetzt ist, in der Aufnahmeöffnung installiert ist. Hierdurch wird die Nut entlang ihrer Erstreckungsrichtung verschlossen, wodurch ein Durchgang gebildet wird, der eine Verbindung zwischen der Zylinderkammer und der Anschlussöffnung herstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem Fluiddruckzylinder mit dem Kolben, der entlang des Zylinderrohres verschiebbar ist und in dem die Stange an einem Endabschnitt entlang der axialen Richtung des Kolbens vorgesehen ist, die Abdeckelemente, die an den Enden des Zylinderrohres vorgesehen sind, durch Gießen ausgebildet, wobei sie jeweils eine Aufnahmeöffnung aufweisen, in welcher die zusammen mit dem Kolben verschobene Stange aufgenommen wird. Eine Nut, die relativ zu einer inneren Seitenwand zurückgesetzt ist, ist in der Aufnahmeöffnung ausgebildet, und ein ringförmiger Halter, in welchen die Stange eingesetzt ist, ist in der Aufnahmeöffnung installiert, wodurch die Nut entlang ihrer Erstreckungsrichtung verschlossen wird und einen Durchgang bildet, der eine Verbindung zwischen der Zylinderkammer und der Anschlussöffnung herstellt.
Dementsprechend wird die Nut gleichzeitig ausgebildet, wenn das Abdeckelement durch Gießen hergestellt wird, und es ist möglich, darin den Durchgang auszubilden, indem die Öffnung entlang der Erstreckungsrichtung der Nut durch Installation des Halters in der Aufnahmeöffnung verschlossen wird. Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Durchgänge durch Bearbeiten oder dergleichen ausgebildet werden, nachdem das Abdeckelement hergestellt wurde, kann somit der Durchgang einfach ausgebildet werden. Gleichzeitig ist es möglich, den Herstellungsprozess zu verkürzen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Die obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich in einfacher Weise aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein vergrößerter Schnitt, der die Umgebung einer Kopfabdeckung bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 1 zeigt;
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1;
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kopfabdeckung;
5 ist ein vergrößerter Schnitt, der die Umgebung einer Stangenabdeckung bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 1 zeigt;
6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI in 1;
7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Stangenabdeckung; und
8 ist ein Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 1 ein Kolben zu der Seite der Stangenabdeckung bewegt ist.
Beschreibung von Ausführungsformen
Wie in den 1 bis 8 gezeigt ist, umfasst ein Fluiddruckzylinder 10 ein zylindrisch geformtes Zylinderrohr 12, eine Kopfabdeckung (Abdeckelement) 14, die an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, eine Stangenabdeckung (Abdeckelement) 16, die an einem anderen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, und einen Kolben 18, der zur Verschiebung im Inneren des Zylinderrohres 12 vorgesehen ist.
Das Zylinderrohr 12 wird beispielsweise durch einen zylindrischen Körper gebildet, der sich mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser entlang einer axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt und in dessen Innerem eine Zylinderkammer 20 ausgebildet ist, in welcher der Kolben 18 aufgenommen ist und welche durch die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 verschlossen wird.
Die Kopfabdeckung 14 wird beispielsweise durch ein Gussverfahren, wie Druck- oder Spritzguss oder dergleichen, aus einem metallischen Material, wie einer Aluminiumlegierung oder dergleichen geformt, und weist, wie in 3 gezeigt, einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei erste Durchgangsöffnungen 22, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtreten, in ihren vier Ecken ausgebildet sind. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist außerdem ein erster gestufter Abschnitt 24, der mit einer festgelegten Länge von einem Ende, das der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) zugewandt ist, vorsteht, an der Kopfabdeckung 14 ausgebildet, und ein Ende des Zylinderrohres 12 wird gehalten, indem es auf eine äußere Umfangsseite des ersten abgestuften Abschnitts 24 aufgeschoben ist. An der Außenumfangsseite des ersten abgestuften Abschnitts 24 ist eine Dichtung 25 zwischen dem ersten abgestuften Abschnitt 24 und dem Zylinderrohr 12 vorgesehen, wodurch eine Leckage des Druckfluides verhindert wird.
An der Außenseite der Kopfabdeckung 14 ist eine erste Anschlussöffnung 26 ausgebildet, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Kopfabdeckung 14 erstreckt. Dem ersten Anschluss 26 wird durch nicht dargestellte Leitungen ein Druckfluid zugeführt bzw. von diesem abgeführt.
Andererseits ist in einem zentralen Abschnitt der Kopfabdeckung 14 eine erste Aussparung (Aufnahmeöffnung) 28 mit einer festgelegten Tiefe und einem kreisförmigen Querschnitt so ausgebildet, dass sie der Seite des Zylinderrohres 12 (in der Richtung des Pfeils A) zugewandt ist. Gleichzeitig ist eine erste Dämpfungskammer 30 ausgebildet, die mit der ersten Aussparung 28 in Verbindung steht. Die erste Dämpfungskammer 30 ist an einer Position an der inneren Umfangsseite des ersten abgestuften Abschnitts 24 ausgebildet.
Ein ringförmiger erster Halter 32 ist in die erste Aussparung 28 eingepresst und dort fixiert, und ein erster Verbindungsdurchgang (Durchgang) 34, der radial nach außen zurückgesetzt ist, ist relativ zu der inneren Umfangsfläche der ersten Aussparung 28 ausgebildet.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist beispielsweise der erste Verbindungsdurchgang 34 mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet und in der ersten Aussparung 28 an einer Position im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Öffnungsrichtung des ersten Anschlusses 26 vorgesehen.
Der erste Verbindungsdurchgang 34 wird durch einen horizontalen Abschnitt (erster Strömungsdurchgang) 36a, der mit dem gleichen Querschnitt entlang der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) von einer Öffnung der ersten Aussparung 28 verläuft, und einen vertikalen Abschnitt (zweiter Strömungsdurchgang) 38a, der von einem Ende des horizontalen Abschnitts 36a in einer vertikalen Richtung (der Richtung des Pfeils C) zu einer zentralen Seite der ersten Aussparung 28 verläuft, gebildet.
Im Einzelnen steht der horizontale Abschnitt 36a mit der Zylinderkammer 20 dadurch in Verbindung, dass er sich zu der Seite der Zylinderkammer 20 (in der Richtung des Pfeils A) öffnet. Ein unteres Ende des vertikalen Abschnitts 38a steht mit der ersten Dämpfungskammer 30 in Verbindung, was später beschrieben wird. Durch den ersten Verbindungsdurchgang 34 steht daher die Zylinderkammer 20 des Zylinderrohres 12 in Verbindung mit der ersten Dämpfungskammer 30.
Auch wenn in diesem Fall der horizontale Abschnitt 36a und der vertikale Abschnitt 38a jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind ihre Querschnittsformen nicht eingeschränkt und sie können jeweils auch einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Außerdem wird der erste Verbindungsdurchgang 34 durch Gießen gleichzeitig zu der Zeit ausgebildet, zu welcher die Kopfabdeckung 14 hergestellt wird, und wird nicht durch einen separaten Prozess, wie einen Schneidprozess oder dergleichen, nach Formen der Kopfabdeckung durch Gießen ausgebildet.
Die erste Dämpfungskammer 30 ist beispielsweise mit einem kleineren Durchmesser und koaxial zu der ersten Aussparung 28 ausgebildet und definiert einen Raum, der durch ein Ende der Kopfabdeckung 14 eingeschlossen wird. Außerdem steht die erste Dämpfungskammer 30 mit dem ersten Anschluss 26, der an ihrer äußeren Umfangsseite vorgesehen ist, in Verbindung und kommuniziert außerdem durch den ersten Verbindungsdurchgang 34 mit der Zylinderkammer 20.
Der erste Halter 32 besteht aus einem ringförmigen Körper mit einer ersten Dämpfungsöffnung (Einsetzöffnung) 40 in seinem Zentrum. Indem der erste Halter 32 in die erste Aussparung 28 eingepresst wird, wird seine äußere Umfangsfläche in die innere Umfangsfläche der ersten Aussparung 28 eingesetzt und dort fixiert. Außerdem wird eine Endfläche des ersten Halters 32 in einem Stadium fixiert, in dem sie an einer Wandfläche der ersten Aussparung 28 anliegt.
Indem der erste Halter 32 auf diese Weise in der ersten Aussparung 28 installiert wird, werden die innere Umfangsseite des horizontalen Abschnitts 36a und die auf der Seite des Zylinderrohres 12 liegende Seite des vertikalen Abschnitts 38a in dem ersten Verbindungsdurchgang 34 durch die äußere Umfangsfläche bzw. die Endfläche des ersten Halters 32 abgedeckt, wodurch ein im Querschnitt rechteckiger Durchgang gebildet wird, durch welchen das Druckfluid fließt.
Anders ausgedrückt ist der erste Verbindungsdurchgang 34 in einem Zustand, wenn der erste Halter 32 nicht installiert ist, an der inneren Umfangsseite der Kopfabdeckung 14 und an der Seite des Zylinderrohres 12 offen. Durch Installation des ersten Halters 32 wird der im Querschnitt rechteckige Durchgang gebildet, in welchem die innere Umfangsseite und die Seite des Zylinderrohres 12 jeweils durch den ersten Halter 32 abgedeckt werden.
Außerdem ist in der ersten Dämpfungsöffnung 40 eine erste Dämpfungsdichtung (Dichtelement) 42 in einer Ringnut angebracht, die an ihrer Umfangsfläche ausgebildet ist. Die erste Dämpfungsdichtung 42 ist beispielsweise ringförmig aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dergleichen, geformt und so angeordnet, dass sie von der inneren Umfangsfläche der ersten Dämpfungsöffnung 40 nach innen vorsteht. Wenn eine später beschriebene erste Dämpfungsstange (Stange) 78 in die erste Dämpfungsöffnung 40 eingesetzt wird, gleitet außerdem die äußere Umfangsfläche der ersten Dämpfungsstange 78 in Kontakt mit der ersten Dämpfungsdichtung 42.
Wie in den 1 und 5 bis 7 gezeigt ist, wird die Stangenabdeckung 16 in der gleichen Weise wie die Kopfabdeckung 14 beispielsweise durch ein Gießverfahren, wie Druck- oder Spritzgießen oder dergleichen, aus einem metallischen Material, wie einer Aluminiumlegierung, geformt und wird mit einem rechteckigen Querschnitt hergestellt, wobei zwei Durchgangsöffnungen 44, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtreten, in ihren vier Ecken ausgebildet sind (vgl. 6 und 7). Außerdem ist ein zweiter abgestufter Abschnitt 46, der mit einer festgelegten Länge von einem Ende, das der Seite der Kopfabdeckung 14 zugewandt ist (in der Richtung des Pfeils B), vorsteht, an der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Ein anderes Ende des Zylinderrohres 12 wird dadurch gehalten, dass es auf eine äußere Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 46 aufgeschoben wird. An der äußeren Umfangsseite des zweiten abgestuften Abschnitts 46 ist eine Dichtung 25 zwischen dem zweiten abgestuften Abschnitt 46 und dem Zylinderrohr 12 vorgesehen, wodurch die Leckage des Druckfluides vermieden wird.
In einem Zustand, in welchem das eine Ende des Zylinderrohres 12 über den ersten abgestuften Abschnitt 24 der Kopfabdeckung 14 geschoben ist und sein anderes Ende über den zweiten abgestuften Abschnitt 46 der Stangenabdeckung 16 geschoben ist, werden außerdem die Verbindungsstangen 48 jeweils durch die mehreren ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 22, 44 eingesetzt und nicht dargestellte Befestigungsmuttern werden auf beide Enden aufgeschraubt und festgezogen. Dementsprechend werden die Kopfabdeckung 14, die Stangenabdeckung 16 und das Zylinderrohr 12 integral in einem Zustand aneinander fixiert, wobei das Zylinderrohr 12 zwischen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 eingekeilt und gehalten wird.
Außerdem ist an der Außenseite der Stangenabdeckung 16 eine zweite Anschlussöffnung 50 ausgebildet, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Stangenabdeckung 16 erstreckt. Dem zweiten Anschluss 50 wird Druckfluid durch nicht dargestellte Leitungen zugeführt bzw. hiervon abgeführt.
Andererseits ist in einem zentralen Abschnitt der Stangenabdeckung 16 eine zweite Aussparung (Aufnahmeöffnung) 52 mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, die sich zu der Seite des Zylinderrohres 12 (in der Richtung des Pfeils B) öffnet. Außerdem ist eine zweite Dämpfungskammer 54 ausgebildet, die mit der zweiten Aussparung 52 in Verbindung steht. Eine Stangenöffnung 56 steht mit der zweiten Dämpfungskammer 54 in Verbindung.
Ein ringförmiger zweiter Halter 58 ist in die zweite Aussparung 52 eingepresst und dort fixiert, und ein zweiter Verbindungsdurchgang (Durchgang) 60 ist relativ zu deren innerer Umfangsfläche radial nach außen zurückgesetzt.
Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, weist der zweite Verbindungsdurchgang 60 beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, und ist in der zweiten Aussparung 52 an einer Position im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Öffnungsrichtung des zweiten Anschlusses 50 angeordnet. Der zweite Verbindungsdurchgang 60 wird durch einen horizontalen Abschnitt (erster Strömungsdurchgang) 36b, der sich mit dem gleichen Querschnitt in axialer Richtung von einer Öffnung der zweiten Aussparung 52 aus erstreckt, und einen vertikalen Abschnitt (zweiter Strömungsdurchgang) 38b, der in einer vertikalen Richtung (der Richtung des Pfeils C) von einem Ende des horizontalen Abschnitts 36b zu einer zentralen Seite der zweiten Aussparung 52 verläuft, gebildet.
Im Einzelnen steht der horizontale Abschnitt 36b mit der Zylinderkammer 20 dadurch in Verbindung, dass er sich zu der Seite der Zylinderkammer 20 (in der Richtung des Pfeils B) öffnet. Ein unteres Ende des vertikalen Abschnitts 38b steht mit der zweiten Dämpfungskammer 54 in Verbindung, was später beschrieben wird. Durch den zweiten Verbindungsdurchgang 60 kommuniziert somit die Zylinderkammer 20 des Zylinderrohres 12 mit der zweiten Dämpfungskammer 54. Obwohl der horizontale Abschnitt 36b und der vertikale Abschnitt 38b jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, ist außerdem ihre Querschnittsform nicht hierauf beschränkt und sie können jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Außerdem wird der zweite Verbindungsdurchgang 60 gleichzeitig zu der Zeit ausgebildet, zu welcher die Stangenabdeckung 16 durch Gießen hergestellt wird, und wird nicht in einem separaten Prozess, wie einem Schneidprozess oder dergleichen, nach dem Ausbilden der Stangenabdeckung 16 durch Gießen hergestellt.
Die zweite Dämpfungskammer 54 weist beispielsweise einen kleineren Durchmesser auf und verläuft koaxial zu der zweiten Aussparung 52. Sie definiert einen Raum, der durch ein Ende der Stangenabdeckung 16 umschlossen wird. Außerdem steht die zweite Dämpfungskammer 54 mit dem zweiten Anschluss 50 in Verbindung, der an ihrer äußeren Umfangsseite vorgesehen ist, und kommuniziert außerdem über den zweiten Verbindungsdurchgang 60 mit der Zylinderkammer 20.
Die Stangenöffnung 56 ist angrenzend an die zweite Dämpfungskammer 54 ausgebildet und weist einen kleineren Durchmesser auf als die zweite Dämpfungskammer 54. Sie öffnet sich, indem sie bis zu dem anderen Ende der Stangenabdeckung 16 durchtritt. Eine Hülse 62 und eine Stangendichtung 64 sind an der inneren Umfangsfläche der Stangenöffnung 56 vorgesehen. Außerdem dient die Hülse 62 zum Führen einer Kolbenstange 66, welche durch die Stangenöffnung 56 einsetzt ist, in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B), während die Stangendichtung 64 die Leckage von Druckfluid durch einen Bereich zwischen der Kolbenstange 66 und der Stangenabdeckung 16 verhindert.
Der zweite Halter 58 besteht aus einem ringförmigen Körper mit einer zweiten Dämpfungsöffnung (Einsetzöffnung) 68 in seinem Zentrum. Indem der zweite Halter 58 in die zweite Aussparung 52 eingepresst wird, wird seine äußere Umfangsfläche in die innere Umfangsfläche der zweiten Aussparung 52 eingesetzt und dort fixiert. Außerdem ist eine Endfläche des zweiten Halters 58 in einem Zustand befestigt, in dem sie an einer Wandfläche der zweiten Aussparung 52, die an einem Übergangsbereich zu der Stangenöffnung 56 vorgesehen ist, anliegt.
Indem der zweite Halter 58 auf diese Weise in der zweiten Aussparung 52 installiert wird, werden die Seite der inneren Umfangsfläche des horizontalen Abschnitts 36b und die Seite des Zylinderrohres 12 des vertikalen Abschnitts 38b in dem zweiten Verbindungsdurchgang 60 durch die äußere Umfangsfläche bzw. die Endfläche des zweiten Halters 58 abgedeckt, wodurch ein im Querschnitt rechteckiger Durchgang gebildet wird, durch welchen das Druckfluid strömt.
Anders ausgedrückt ist der zweite Verbindungsdurchgang 60 in einem Zustand, in welchem der zweite Halter 58 nicht installiert ist, an der inneren Umfangsseite der Stangenabdeckung 16 und an der Seite des Zylinderrohres 12 offen, und durch Installation des zweiten Halters 58 wird der im Querschnitt rechteckige Durchgang gebildet, indem die Seite des inneren Umfangs und die Seite des Zylinderrohres 12 jeweils durch den zweiten Halter 58 abgedeckt werden.
Außerdem ist in der zweiten Dämpfungsöffnung 68 eine zweite Dämpfungsdichtung (Dichtelement) 70 in einer ringförmigen Nut, die an deren inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, angebracht. Die zweite Dämpfungsdichtung 70 ist beispielsweise ringförmig aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dergleichen, geformt und so angeordnet, dass sie von der inneren Umfangsfläche der zweiten Dämpfungsdichtung 68 nach innen vorsteht. Wenn eine später beschriebene zweite Dämpfungsstange (Stange) 80 in die zweite Dämpfungsöffnung 68 eingesetzt wird, gleitet außerdem die äußere Umfangsfläche der zweiten Dämpfungsstange 80 in Kontakt mit der zweiten Dämpfungsdichtung 70.
Wie in den 1 und 8 gezeigt ist, ist der Kolben 18 beispielsweise scheibenförmig ausgestaltet und in seiner Mitte ist ein Endabschnitt der Kolbenstange 66 eingesetzt und verstemmt, wodurch die Kolbenstange 66 und der Kolben 18 integral miteinander verbunden werden. Außerdem sind eine Kolbendichtung 72, ein magnetischer Körper 74 und ein Verschleißring 76 in Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 installiert.
An einer Endflächenseite des Kolbens 18, die der Kopfabdeckung 14 zugewandt ist, ist außerdem koaxial hierzu die erste Dämpfungsstange 78 ausgebildet, die so vorgesehen ist, dass sie um eine festgelegte Länge von der einen Endfläche vorsteht. Die erste Dämpfungsstange 78 ist hohl ausgebildet und weist in ihrem Zentrum eine Öffnung 82 auf. Ihr distales Ende ist so geformt, dass sich sein Durchmesser allmählich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils B) weg von dem Kolben 18 verringert. Die erste Dämpfungsstange 78 ist nicht auf den Fall eingeschränkt, in dem sie hohl ausgeformt ist, und kann auch als massives Element ohne die Öffnung 82 ausgebildet sein.
Andererseits ist an der Seite der anderen Endfläche des Kolbens 18, welche der Stangenabdeckung 16 zugewandt ist, eine zylindrische zweite Dämpfungsstange 80 vorgesehen, welche die äußere Umfangsseite der Kolbenstange 66 abdeckt. Die zweite Dämpfungsstange 80 ist so geformt, dass sie um eine festgelegte Länge relativ zu der anderen Endfläche des Kolbens 18 vorsteht, wobei gleichzeitig ihr distales Ende so geformt ist, dass sich sein Durchmesser allmählich in einer Richtung (der Richtung des Pfeils A) weg von dem Kolben 18 verringert.
An den äußeren Umfangsflächen der ersten und zweiten Dämpfungsstangen 78, 80 ist ein Paar von Dämpfern 84a bzw. 84b vorgesehen, die an einer Endfläche bzw. der anderen Endfläche des Kolbens 18 anliegen. Die Dämpfer 84a, 84b sind beispielsweise aus einem elastischen Material, wie Gummi oder Urethan oder dergleichen, geformt und weisen die Form von Scheiben auf mit Löchern in ihren Zentren, durch welche die ersten und zweiten Dämpfungsstangen 78, 80 eingesetzt werden können. Wenn der Kolben 18 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben wird, dienen die Dämpfer 84a, 84b außerdem dazu, Stöße beim Anschlagen an Endflächen der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 abzudämpfen.
Die Kolbenstange 66 wird durch eine Welle mit einer festgelegten Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) gebildet, wobei ihr eines Ende mit dem Kolben 18 verbunden ist und ihr anderes Ende durch die Stangenöffnung 56 der Stangenabdeckung 16 eingesetzt und verschiebbar durch die Hülse 62 abgestützt wird. Außerdem ist ein im Wesentlichen zentraler Abschnitt in der axialen Richtung der Kolbenstange 66 durch die zweite Dämpfungsöffnung 68 des zweiten Halters 58 eingesetzt.
Der Fluiddruckzylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweisen und vorteilhafte Wirkungen des Fluiddruckzylinders erläutert. Ein Zustand, in welchem der in 1 gezeigte Kolben 18 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben ist und die erste Dämpfungsstange 78 durch den ersten Halter 32 in der ersten Dämpfungskammer 30 aufgenommen ist, wird als eine Ausgangsposition beschrieben.
Zunächst wird ein Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle dem Inneren der ersten Dämpfungskammer 30 zugeführt, indem es in den ersten Anschluss 26 eingebracht wird. In diesem Fall ist der zweite Anschluss 50 durch Schalten einer nicht dargestellten Schalteinrichtung in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Dementsprechend wird das Druckfluid der Zylinderkammer 20 von der ersten Dämpfungskammer 30 durch den ersten Verbindungsdurchgang 34 zugeführt, wobei es auch der Öffnung 82 der ersten Dämpfungsstange 78 zugeführt wird.
Zur gleichen Zeit wird außerdem die erste Dämpfungsdichtung 42 durch das in die erste Dämpfungsöffnung 40 einströmende Druckfluid zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) bewegt, und das Druckfluid fließt über die äußere Umfangsseite der ersten Dämpfungsdichtung 42 zu der Seite der Zylinderkammer 20.
Dementsprechend wird der Kolben 18 zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) gedrückt. Außerdem wird die Kolbenstange 66 durch die Verschiebung des Kolbens 18 gemeinsam mit diesem verschoben. Während die erste Dämpfungsstange 78 auf der ersten Dämpfungsdichtung 42 des ersten Halters 32 gleitet, bewegt sich die erste Dämpfungsstange 78 von der ersten Dämpfungskammer 30 zu der Seite der Zylinderkammer 20 (in der Richtung des Pfeils A).
Zu dieser Zeit fließt die Luft, die in der Zylinderkammer 20 zwischen dem Kolben 18 und der Stangenabdeckung 16 verbleibt, durch den zweiten Verbindungsdurchgang 60 in die zweite Dämpfungskammer 74 und gleichzeitig hiermit wird die Luft, nachdem sie durch einen Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 66 und der zweiten Dämpfungsdichtung 70 in die zweite Dämpfungskammer 54 eingeströmt ist, von dem zweiten Anschluss 50 nach außen abgelassen.
Indem der Kolben 18 sich weiter zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) bewegt, steht außerdem das andere Ende der Kolbenstange 66 zunehmend von der Außenseite der Stangenabdeckung 16 vor, wobei gleichzeitig die zweite Dämpfungsstange 80 von ihrem distalen Ende in die zweite Dämpfungsöffnung 68 des zweiten Halters 58 eingesetzt wird, wobei die zweite Dämpfungsdichtung 70 beim Einsetzen der zweiten Dämpfungsstange 80 in Kontakt mit deren äußerer Umfangsfläche gleitet.
Hierdurch wird der Spalt zwischen der zweiten Dämpfungsdichtung 70 des zweiten Halters 58 und der Kolbenstange 66 durch die zweite Dämpfungsstange 80 geschlossen, und die Luft in der Zylinderkammer 20 fließt lediglich durch den zweiten Verbindungsdurchgang 60 und wird dann in den zweiten Anschluss 50 abgeführt. Indem die von dem zweiten Anschluss 50 abgeführte Luftmenge verringert wird, wird hierdurch ein Teil der Luft innerhalb der Zylinderkammer 20 komprimiert und bei der Verschiebung des Kolbens 18 tritt ein Verschiebungswiderstand auf, wodurch sich die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 allmählich verringert, wenn sich der Kolben 18 der Verschiebungsendposition annähert. Im Einzelnen wird eine Dämpfungswirkung erreicht, die in der Lage ist, die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 abzubremsen.
Schließlich wird der Kolben 18 allmählich zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben, und die zweite Dämpfungsstange 80 wird vollständig in der zweiten Dämpfungsöffnung 68 und der zweiten Dämpfungskammer 54 aufgenommen. Außerdem kommt der Dämpfer 84b zur Anlage an dem Ende der Stangenabdeckung 16, was zu der Verschiebungsendposition führt, in welcher der Kolben 18 die Seite der Stangenabdeckung 16 erreicht hat (vgl. 8).
Wenn die zweite Dämpfungsöffnung 68 durch die zweite Dämpfungsstange 80 verschlossen ist, dient anders ausgedrückt der zweite Verbindungsdurchgang 60 als eine feste Blende, die ein Strömen der Luft aus der Zylinderkammer 20 zu der Seite des zweiten Anschlusses 50 erlaubt.
In dem Fall, dass der Kolben 18 in der entgegengesetzten Richtung (in der Richtung des Pfeils B) verschoben und zu der Ausgangsposition zurückgeführt werden soll, wird andererseits durch die Wirkung eines nicht dargestellten Schaltventils das Druckfluid, welches dem ersten Anschluss 26 zugeführt wurde, stattdessen dem zweiten Anschluss 50 zugeführt, wodurch das Druckfluid in die zweite Dämpfungskammer 54 eingeführt wird. Gleichzeitig wird der erste Anschluss 26 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist.
Das Druckfluid wird der Zylinderkammer 20 von der zweiten Dämpfungskammer 54 durch den zweiten Verbindungsdurchgang 60 zugeführt. Durch das Einströmen in die zweite Dämpfungsöffnung 68 wird die zweite Dämpfungsdichtung 70 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) bewegt, und das Druckfluid fließt über die äußere Umfangsseite der zweiten Dämpfungsdichtung 70 zu der Seite der Zylinderkammer 20. Dementsprechend wird der Kolben 18 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) gedrückt. Außerdem wird die Kolbenstange 66 durch die Verschiebung des Kolbens 18 gemeinsam mit diesem verschoben. Während die zweite Dämpfungsstange 80 auf der zweiten Dämpfungsdichtung 70 des zweiten Halters 58 gleitet, bewegt sich die zweite Dämpfungsstange 80 von der zweiten Dämpfungskammer 54 zu der Seite der Zylinderkammer 20 (in der Richtung des Pfeils B).
Zu dieser Zeit strömt die Luft, die in der Zylinderkammer 20 zwischen dem Kolben 18 und der Kopfabdeckung 14 verbleibt, durch den ersten Verbindungsdurchgang 34 in die erste Dämpfungskammer 80. Gleichzeitig wird die Luft durch den ersten Anschluss 26 in die Umgebung abgeführt, nachdem sie durch die geöffnete erste Dämpfungsöffnung 40 des ersten Halters 32 in die erste Dämpfungskammer 30 eingeströmt ist.
Indem der Kolben 18 weiter zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) bewegt wird, wird außerdem das andere Ende der Kolbenstange 66 zunehmend in der Stangenöffnung 56 der Stangenabdeckung 16 aufgenommen, wobei gleichzeitig die erste Dämpfungsstange 78 von ihrem distalen Ende her in die erste Dämpfungsöffnung 40 des ersten Halters 32 eingesetzt wird. Die erste Dämpfungsstange 78 wird eingesetzt, wobei ihre äußere Umfangsfläche in Kontakt mit der ersten Dämpfungsdichtung 42 gleitet.
Aus diesem Grunde wird die erste Dämpfungsöffnung 40 durch die erste Dämpfungsstange 78 verschlossen, und das Fluid der Zylinderkammer 20 fließt lediglich durch den ersten Verbindungsdurchgang 34 und wird dann in den ersten Anschluss 26 abgeführt.
Indem auf diese Weise der Luftströmungsweg durch die erste Dämpfungsöffnung 40 blockiert wird, wird die von dem ersten Anschluss 26 abgeführte Luftmenge reduziert, und ein Teil der Luft wird innerhalb der Zylinderkammer 20 komprimiert. Dadurch tritt bei der Verschiebung des Kolbens 18 ein Verschiebungswiderstand auf. Als Folge hiervon wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 allmählich reduziert, wenn er sich der Ausgangsposition an der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) annähert. Im Einzelnen wird eine Dämpfungswirkung erreicht, die in der Lage ist, die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 abzubremsen.
Schließlich wird der Kolben 18 allmählich zu der Seite der Kopfabdeckung 14 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben, und die erste Dämpfungsstange 78 wird vollständig in der ersten Dämpfungsöffnung 40 und der ersten Dämpfungskammer 30 aufgenommen. Außerdem kommt der Dämpfer 84a zur Anlage an dem Ende der Kopfabdeckung 14, was zu einer Verschiebungsendposition führt, in welcher der Kolben 18 die Seite der Kopfabdeckung 14 erreicht hat (vgl. 1).
Anders ausgedrückt wirkt der erste Dämpfungsdurchgang 34 dann, wenn die erste Dämpfungsöffnung 40 durch die erste Dämpfungsstange 78 verschlossen wird, als eine feste Blende, um der Luft aus der Zylinderkammer 20 das Strömen zu der Seite des ersten Anschlusses 26 zu erlauben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in der oben beschriebenen Weise bei dem Fluiddruckzylinder 10 mit der Dämpfungsfunktion die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 durch ein Gießverfahren, wie Druck- oder Spritzguss oder dergleichen, geformt, wobei gleichzeitig die zurückgesetzten ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60, die relativ zu der inneren Umfangfläche bzw. der Endfläche der ersten und zweiten Aussparungen 28, 52, die im Inneren der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 ausgebildet sind, geformt sind, ausgebildet werden. Indem die ringförmigen ersten und zweiten Halter 32, 58 in den ersten und zweiten Aussparungen 28, 52 angebracht werden, werden außerdem ihre geöffneten Bereiche entlang der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60 verschlossen und es werden im Querschnitt rechteckig geformte Durchgänge gebildet, die eine Verbindung zwischen der Zylinderkammer 20 und den ersten bzw. zweiten Anschlüssen 26, 50 herstellen können.
Wenn die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 durch Gießen hergestellt werden, werden somit die nutenförmigen ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60 gleichzeitig vorab hergestellt, wodurch die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60 lediglich durch Montage der ersten und zweiten Halter 32, 58 einfach ausgebildet werden können. Im Vergleich zu einem Fall, in welchem die Verbindungsdurchgänge durch einen Schneidprozess oder dergleichen nach der Herstellung der Kopfabdeckung und der Stangenabdeckung ausgebildet werden, kann somit der Herstellungsprozess verkürzt werden. Außerdem lassen sich die Herstellungskosten verringern.
Obwohl die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60 in der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 nutenähnlich geformt sind und sich an der inneren Umfangsseite bzw. an der Seite des Zylinderrohres 12 öffnen, ist es außerdem durch Anbringen der ringförmigen ersten und zweiten Halter 32, 58 in den ersten bzw. zweiten Aussparungen 28, 52 möglich, die im Querschnitt rechteckig geformten ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60, die an der inneren Umfangsseite bzw. der Seite des Zylinderrohres 12 abgedeckt sind, einfach auszubilden.
Anders ausgedrückt können die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 34, 60 allein durch Montage der ersten und zweiten Halter 32, 58 an der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 einfach ausgebildet werden.
Der Fluiddruckzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der Ausführungsform vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ein Fluiddruckzylinder (10) mit einem Zylinderrohr (12), das eine Zylinderkammer (20) aufweist, welche durch ein Paar von Abdeckelementen (14, 16) verschlossen wird, einem Kolben (18), der dazu ausgestaltet ist, in das Zylinderrohr (12) eingesetzt und entlang einer axialen Richtung in der Zylinderkammer (20) verschoben zu werden, Anschlussöffnungen (26, 50), die in den Abdeckelementen (14, 16) ausgebildet sind und durch welche ein Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, und einer Stange (66), die an einem Endabschnitt entlang der axialen Richtung des Kolbens (18) angebracht und zusammen mit dem Kolben (18) verschiebbar vorgesehen ist, wobei die Abdeckelemente (14, 16) durch Gießen geformt sind und jeweils eine Aufnahmeöffnung (28, 52) aufweisen, in welcher die Stange (78, 80), die zusammen mit dem Kolben (18) verschoben wird, aufgenommen ist, und wobei eine Nut, die relativ zu einer inneren Seitenwand zurückgesetzt ist, in der Aufnahmeöffnung (28, 52) ausgebildet ist, wobei ein ringförmiger Halter (32, 58), in welchen die Stange (78, 80) eingesetzt ist, in der Aufnahmeöffnung (28, 52) angebracht ist, wodurch die Nut entlang ihrer Erstreckungsrichtung verschlossen wird, so dass ein Durchgang (34, 60) gebildet wird, der eine Verbindung zwischen der Zylinderkammer (20) und der Anschlussöffnung (26, 50) herstellt.
Der Fluiddruckzylinder nach Anspruch 1, wobei der Durchgang (34, 60) einen ersten Strömungsweg (36a, 36b) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, sich entlang der axialen Richtung des Kolbens (18) zu erstrecken und mit der Zylinderkammer (20) zu kommunizieren, und einen zweiten Strömungsweg (38a, 38b), der dazu ausgestaltet ist, mit einem Ende des ersten Strömungsweges (36a, 36b) verbunden zu werden und mit dem Inneren des Abdeckelements (14, 16) zu kommunizieren.
Der Fluiddruckzylinder nach Anspruch 1, wobei der Halter (32, 58) in die Aufnahmeöffnung (28, 52) eingepresst ist.
Der Fluiddruckzylinder nach Anspruch 1, wobei die Nut einen rechteckigen Querschnitt oder einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Der Fluiddruckzylinder nach Anspruch 2, wobei der erste Strömungsweg (36a, 36b) und der zweite Strömungsweg (38a, 38b) in dem Durchgang (34, 60) im Wesentlichen senkrecht zueinander verbunden sind, um eine L-Form zu bilden.