DE19743411B4

DE19743411B4 - Zylindervorrichtung

Info

Publication number: DE19743411B4
Application number: DE19743411A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Sawada
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: KR19980032675A; CN1116212C; JP3780043B2; TW347445B; US6038959A; DE19743411A1; CN1178761A; KR100227966B1; JPH10115304A

Abstract

Zylindervorrichtung mit:
einer Grundplatte (12), in der ein Fluiddurchgang (42) ausgebildet ist,
einem Gehäuse (20), das fest an der Grundplatte (12) befestigt ist und eine darin ausgebildete Fluideinlass-/Auslassöffnung (40a) sowie eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung (16) aufweist, wobei die Fluideinlass/Auslassöffnung (40a) entsprechend mit dem Fluiddurchgang (42) in Verbindung steht,
einem Kolben (54), der an der Grundplatte (12) befestigt ist,
einem Zylinder (18, 92), der hin- und herbewegbar in der Durchgangsöffnung (16) angeordnet ist, wobei der Zylinder (18, 92) eine Vielzahl von Kammern (46a– 46c) an Kolbenkopf- und Kolbenstangenenden des Kolbens festlegt,
einer Kopfplatte (22), die an dem Zylinder (18, 92) befestigt ist, um sich gemeinsam mit dem Zylinder (18, 92) zu verschieben,
einem ersten in dem Kolben (54) ausgebildeten Abzweigdurchgang (44), der an seinem einen Ende mit dem Fluiddurchgang (42) in Verbindung steht und sich an seinem anderen Ende an dem Kolbenkopfende des Kolbens...

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die zwischen Förderlinien angeordnet ist, um bspw. ein Werkstück um eine festgelegte Strecke zu verschieben.
In Fabriken war es bisher üblich, Werkstückfördersysteme vorzusehen, die eine Vielzahl von Förderbändern oder Förderrollen aufweisen. Ein solches Werkstückfördersystem hat eine Vielzahl von Förderlinien einschließlich erster und zweiter Förderlinien, die sich senkrecht zueinander erstrecken, und einer Transfereinheit an dem Kreuzungspunkt der ersten und zweiten Förderlinien, um ein von der ersten Förderlinie gefördertes Werkstück anzuheben und das angehobene Werkstück auf die zweite Förderlinie zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Zylindervorrichtung, wie sie in dem US-Patent US5669283A beschrieben ist. Diese wird als Transfereinheit verwendet und weist zur Platzeinsparung ein niedriges Profil, auf.

Aus der DE 196 00 310 A1 ist eine gattungsgemäße Zylindervorrichtung bekannt mit einer Grundplatte, einem an der Grundplatte befestigten Kolben, der einen Kolbenkopf und eine damit verbundene Kolbenstange aufweist, und einem Zylinderkörper mit einer Zylinderkammer, die auf einer Seite des Kolbenkopfes um die Kolbenstange ausgebildet ist, und einer Zylinderkammer, die auf der anderen Seite des Kolbenkopfes ausgebildet ist, wobei der Zylinderkörper zur hin- und hergehenden Bewegung relativ zur Grundplatte in axialer Richtung des Kolbens von einem Fluid angetrieben wird. Zum Zuführen des Fluids in die Zylinderkammer sind jeweils ein in der Grundplatte ausgebildeter Fluiddurchgang und ein davon abzweigender, in dem Kolben ausgebildeter Fluiddurchgang vorgesehen, der in je eine Zylinderkammer mündet. Nachteilig ist bei dieser Zylindervorrichtung, dass aufgrund der vergleichsweise kleinen Druckfläche oberhalb des Kolbenkopfes, auf die das Fluid zum Heben des Zylinders einwirkt, keine hohe Ausgangskraft beim Verschieben des Zylinders erreicht werden kann.

Ferner ist aus der DE 38 20 373 C2 ein Hydraulikzylinder mit einem konzentrisch in einem Zylindergehäuse angeordneten Führungszapfen bekannt, der in eine Bohrung des Kolbens eingreift und den Kolben über Führungen führt. Damit sich an den engen Führungsstellen keine hydraulischen Drücke aufbauen können, ist der Zapfen durch eine Bohrung mit dem Zylinder unten verbunden.

Die DE 29 14 334 A1 beschreibt einen linearen Stelltrieb mit zwei Druckkammern, welche über eine gemeinsame Leitung parallel mit Druckfluid versorgt werden. Dabei fließt das Druckfluid von der gemeinsamen Leitung direkt in die eine Kammer. In die andere Kammer gelangt das Druckfluid über eine von der gemeinsamen Leitung abzweigende Leitung. Diese abzweigende Leitung ist allerdings beim Betrieb des Stelltriebs zeitweilig verschlossen, so dass die Fluidversorgung an die beiden Kammern stufenweise und nicht gleichzeitig erfolgt. Deshalb kann der Stelltrieb nicht in jeder Lage eine hohe Ausgangskraft gewährleisten.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zylindervorrichtung zu schalten, die in der Lage ist, eine größere Ausgangskraft zum Verschieben eines Werkstücks zu liefern. Ferner soll die Zylindervorrichtung eine größere Zahl unterschiedlicher Werkstücke mit größerer Ausgangskraft handhaben können, um die Effizienz zu verbessern. Die Zylindervorrichtung soll Stöße dämpfen können, die erzeugt werden, wenn ein Kolben oder ein Zylinder das Hubende seiner Verschiebung erreicht. Schließlich soll mit der Erfindung eine Zylindervorrichtung geschaffen werden, die ein niedriges Profil oder eine verringerte Höhe oder vertikale Dimensionen aufweist, um eine wirksame Nutzung des vertikalen Raumes zu erlauben.

Diese Aufgaben werden bei der ertindungsgemäßen Zylindervorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine perspektivische Darstellung der Zylindervorrichtung gemäß 1, wobei deren Kopfplatte angehoben ist,
3 eine Ansicht von unten der Zylindervorrichtung gemäß 1,
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3,
5 einen Schnitt der in 4 gezeigten Zylindervorrichtung, wobei deren Kopfplatte angehoben ist,
6 eine Draufsicht auf ein Werkstückfördersystem, das die in 1 gezeigte Zylindervorrichtung aufweist, welche an dem Kreuzungspunkt erster und zweiter Förderlinien angeordnet ist,
7 eine Vorderansicht der Zylindervorrichtung, die in das in 6 gezeigte Werkstückfördersystem integriert ist,
8 eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in 8 und
10 einen Schnitt durch die in 9 gezeigte Zylindervorrichtung, wobei deren Kopfplatte angehoben ist.
Wie in 1 dargestellt ist, umfaßt eine Zylindervorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung grundsätzlich eine im wesentlichen quadratische Grundplatte 12, ein an einer abgestuften Fläche der Grundplatte 12 über vier Schrauben 14 (vgl. 3) befestigtes Gehäuse 20, das eine Durchgangsöffnung 16 (vgl. 4 und 5) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Durchgangsöffnung 16 nimmt einen darin vertikal beweglichen Zylinder 18 auf. Die Zylindervorrichtung 10 weist ferner eine Kopfplatte 22 mit einer Form auf, die im wesentlichen der Form der Grundplatte 12 entspricht, und die an dem oberen Ende des Zylinders 18 befestigt ist.
Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, ist ein Paar ringförmiger Dichtungen 24a, 24b zwischen verbundenen Flächen der Kopfplatte 22 und des Zylinders 18 angeordnet. Eine ringförmige zweite Dichtung 26 ist zwischen verbundenen Flächen der Grundplatte 12 und des Gehäuses 20 angeordnet. Eine ringförmige dritte Dichtung 28 ist zwischen gleitenden Flächen des Zylinders 18 und des Gehäuses 20 angeordnet, wobei die ringförmige dritte Dichtung 28 in einer in dem Gehäuse 20 ausgebildeten ringförmigen Nut aufgenommen ist.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, sind vier Gewindebefestigungsöffnungen 30a–30d in entsprechenden vier Ecken der Grundplatte 12 ausgebildet, und vier Gewindebefestigungsöffnungen 32a–32d sind in entsprechenden vier Ecken der Kopfplatte 22 ausgebildet. Die Zylindervorrichtung 10 kann an einer anderen Vorrichtung über Schrauben befestigt werden, die in die Befestigungsöffnungen 30a–30d in der Grundplatte 12 eingeschraubt werden, und kann in ähnlicher Weise über in die Befestigungsöffnungen 32a–32d in der Kopfplatte 22 eingeschraubte Schrauben an einer anderen Vorrichtung befestigt werden. Die vier Ecken 34 des Gehäuses 20 sind nahe den entsprechenden Befestigungsöffnungen 30a–30d angeordnet, die als konkave Oberflächen zurückgesetzt sind, um die Befestigungsöffnungen 30a–30d freizulegen.
Das Gehäuse 20 weist außerdem drei Paare von im wesentlichen parallelen, beabstandeten Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c (vgl. 3) auf, die in drei äußeren Seitenflächen des Gehäuses 20 ausgebildet sind und jeweils einen modifizierten T-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c erstrecken sich in die durch den Pfeil X (vgl. 1) angedeuteten Richtungen, d.h. senkrecht zu den Grund- und Kopfplatten 12, 22. Das Gehäuse 20 weist außerdem drei Paare von im wesentlichen parallelen Sensorbefestigungsnuten 38a, 38b, 38c auf, die in den entsprechenden drei äußeren Seitenflächen ausgebildet sind und sich in den durch den Pfeil X angedeuteten Richtungen erstrecken. Das Paar von Sensorbefestigungsnuten 38a ist zwischen den Befestigungsnuten 36a angeordnet, das Paar von Sensorbefestigungsnuten 38b zwischen den Befestigungsnuten 36b und das Paar von Sensorbefestigungsnuten 38c zwischen den Befestigungsnuten 36c.
Die Zylindervorrichtugn 10 kann horizontal durch mit Köpfen versehene Halter (nicht dargestellt) getragen werden, die in die entsprechenden Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c eingesetzt sind, wobei die mit Köpfen versehenen Halter komplementär zu den Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c geformt sind. Da die Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c sich in den durch den Pfeil X angedeuteten Richtungen erstrecken, können die mit Köpfen versehenen Halter in ihrer Vertikalposition entlang den Befestigungsnuten 36a, 36b, 36c eingestellt werden.
Das Gehäuse 20 weist in seiner vierten Außenseitenfläche, in der keine Befestigungsnuten 36a–36c, 38a–38c ausgebildet sind, ein Paar von Fluideinlaß-/Auslaßöffnungen 40a, 40b auf. Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, steht die Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a durch einen in der Grundplatte 12 ausgebildeten ersten Fluiddurchgang 42 und einen von dem ersten Fluiddurchgang 42 abzweigenden zweiten Fluiddurchgang 44 mit ersten und dritten Zylinderkammern 46a, 46c (die später beschrieben werden) in Verbindung.
Die andere Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40b steht durch einen in der Grundplatte 12 ausgebildeten dritten Fluiddurchgang 47 und einen von dem dritten Fluiddurchgang 47 abzweigenden vierten Fluiddurchgang 48 mit einer zweiten Zylinderkammer 46b (wird später beschrieben) in Verbindung. Eine zylindrische Buchse (Führungselement) 50 aus synthetischem Kunstharz oder dgl. ist koaxial in eine innere Wandfläche der in dem Gehäuse 20 ausgebildeten Durchgangsöffnung 16 mit kreisförmigen Querschnitt eingesetzt.
Die ersten und zweiten Fluiddurchgänge 42, 44 dienen als erster Kommunikationsdurchgang und die dritten und vierten Fluiddurchgänge 47, 48 als ein zweiter Kommunikationsdurchgang.
Ein Kolben 54 ist über Schrauben 52a, 52b im wesentlichen mittig fest an der Grundplatte 12, d.h. zentral in dem Gehäuse 20, befestigt. Der Kolben 54 ist in einer in dem Zylinder 18 ausgebildeten Öffnung mit großem Durchmesser angeordnet, die sich axial in der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung erstreckt. Der Kolben 54 hat einen Endabschnitt mit großem Durchmesser, auf welchem ein Dichtungsring 56 befestigt ist, der in einer ringförmigen Nut in einer äußeren Umfangskante des Endabschnitts mit großem Durchmesser aufgenommen ist. Der Zylinder 18, der im wesentlichen zylindrisch geformt ist, ist gleitend in der Durchgangsöffnung 16 angeordnet, so daß er bei seiner Gleitbewegung durch die Buchse 50 geführt wird. Die in dem Zylinder 18 ausgebildete Öffnung mit großem Durchmesser ist durch den Kolbenendabschnitt mit großem Durchmesser und den Dichtungsring 56 in die erste Zylinderkammer 46a und die zweite Zylinderkammer 46b aufgeteilt.
Die erste Zylinderkammer 46a steht durch den in der Grundplatte 12 ausgebildeten ersten Fluiddurchgang 42 und den axial in dem Kolben 54 ausgebildeten zweiten Fluiddurchgang 44 mit der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung in Verbindung. Die zweite Zylinderkammer 46b steht durch den in der Grundplatte 12 ausgebildeten dritten Fluiddurchgang 47 und den axial in dem Kolben 54 ausgebildeten vierten Fluiddurchgang 48 mit der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40b in Verbindung.
Eine Stangenabdeckung 58 wird dadurch befestigt, daß ein unteres Ende des Zylinders 18 um den Kolben 54 gepaßt wird, um sich gemeinsam mit dem Zylinder 18 zu verschieben. Ein O-Ring 60 wird in einer ringförmigen Nut eingesetzt, die in einer inneren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 58, die in gleitendem Kontakt mit dem Kolben 54 gehalten wird, ausgebildet ist. Die dritte Zylinderkammer 46c ist unterhalb der Stangenabdeckung 58 ausgebildet und wird von dem Zylinder 18, der Stangenabdeckung 58, dem Kolben 54 und der Grundplatte 12 umgeben. Die dritte Zylinderkammer 46c wird durch einen Kommunikationsdurchgang 62, der von dem in der Grundplatte 12 ausgebildeten ersten Fluiddurchgang 42 abzweigt, in Verbindung mit der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a gehalten. Die erste Zylinderkammer 46a dient als Kammer, die zwischen der Kopfplatte 22 und einem Kolbenkopfende des Kolbens 54 ausgebildet ist, und die zweite Zylinderkammer 46b und die dritte Zylinderkammer 46c dienen als Kammern, die zwischen der Grundplatte 12 und einem Kolbenstangenende des Kolbens 54 ausgebildet sind.
Die Fhuideinlaß-/Auslaßöffnung 40a steht mit der ersten Zylinderkammer 46a und der dritten Zylinderkammer 46c durch den ersten Fluiddurchgang 42, den zweiten Fluiddurchgang 44 und den Kommunikationsdurchgang 62 in Verbindung, und die andere Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40b steht mit der zweiten Zylinderkammer 46b durch den dritten Fluiddurchgang 47 und den vierten Fluiddurchgang 48 in Verbindung. Die ersten, zweiten und dritten Dichtungen 24a, 24b, 26, 28, der Dichtungsring 56 und der O-Ring 60 dienen als Dichtmittel zum hermetischen Abdichten der ersten, zweiten und dritten Zylinderkammern 46a, 46b, 46c.
Wie in 4 dargestellt ist, hat der Zylinder 18 eine Breite W, die größer ist als seine Höhe H. Der Zylinder 18 kann in der durch den Pfeil X₁ angedeuteten Richtung durch ein unter Druck stehendes Fluid angehoben werden, das in die erste Zylinderkammer 46a und die dritte Zylinderkammer 46c eingeführt wird (vgl. 5), und in der durch den Pfeil X₂ angedeuteten Richtung durch ein unter Druck stehendes Fluid abgesenkt werden, das in die zweite Zylinderkammer 46b eingeführt wird (vgl. 4).
Zwei axial beabstandete ringförmige Dämpfer 64a, 64b sind an dem Kolbenendabschnitt mit größerem Durchmesser bzw. an der Grundplatte 12 befestigt. Wenn der Kolben 54 angehoben und abgesenkt wird, schlägt die Stangenabdeckung 58 gegen die Dämpfer 64a, 64b an, um Stöße zu dämpfen und Geräusche an den Hubenden der Verschiebung des Kolbens 54 zu reduzieren. Die Stangenabdeckung 58 dient als Stop an dem Hubende der Aufwärtsbewegung des Zylinders 18, wenn sie an dem Kolbenendabschnitt mit größerem Durchmesser angreift.
Wie aus 3 ersichtlich ist, sind der Kolben 54, die Stangenabdeckung 58 und der Zylinder 18 koaxial zueinander um einen Punkt O angeordnet, an dem sich die Diagonallinien der im wesentlichen quadratischen Grundplatte 12 schneiden.
Magnete 66 (vgl. 3 bis 5) werden auf oder nahe bei einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders 18 nahe den Sensorbefestigungsnuten 38a, 38b, 38c in dem Gehäuse 20 gehalten. Sensoren 68 (vgl. 1 bis 3), die in den Sensorbefestigungsnuten 38a, 38b, 38c an festgelegten Positionen gehalten werden, wirken magnetisch mit den Magneten 66 zusammen, um die vertikale Position des Zylinders 18 relativ zu dem Gehäuse 20 zu erkennen. Der Zylinder 18 weist eine darin ausgebildete vertikale Führungsöffnung 70 (vgl. 3 und 4) auf, die um eine festgelegte Strecke von dem Punkt O beabstandet ist, und eine Führungsstange (Rotationsverhinderungsmittel) 72, die an der Grundplatte 12 befestigt ist, ist gleitend in die Führungsöffnung 70 eingesetzt. Die Führungsstange 72 dient der Verhinderung einer Rotation des Zylinders 18 relativ zu dem Gehäuse 20 und außerdem der Führung des Zylinders 18, wenn er sich relativ zu dem Gehäuse 20 bewegt. Auf die Führungsöffnung 70 und die Führungsstange 72 kann verzichtet werden, wenn die Außenfläche des Zylinders 18 und die Innenfläche des Gehäuses 20 keine zylindrische sondern eine winklige oder ovale Form aufweisen.
Nun werden die Funktion und die Vorteile der Zylindervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 6 dargestellt ist, hat ein die Zylindervorrichtung 10 aufweisendes Werkstückfördersystem eine erste Förderlinie 76, die eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Förderrollen 74a–74f umfaßt, die über eine nicht dargestellte Antriebsquelle um ihre eigene Achse gedreht werden können, und eine zweite Förderlinie 80, die eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Führungsrollen 78a–78c aufweist, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Führungsrollen 74a–74f erstrecken und durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle um ihre eigene Achse antreibbar sind, um ein Werkstück in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der ersten Förderlinie 76 zu fördern.
Die Zylindervorrichtung 10 ist fest über in die Befestigungsöffnungen 30a–30d eingeschraubte Schrauben an einer Basis 82 (vgl. 7) unterhalb der ersten Förderlinie 76 befestigt. Die Kopfplatte 22 der Zylindervorrichtung 10 trägt einen Werkstückförderer 88, der ein Paar im wesentlichen paralleler Förderriemen 86a, 86b aufweist, die um Führungsrollen 84a, 84b herumgeführt sind. Die Förderriemen 86a, 86b können in einer zirkulierenden Weise in der durch den Pfeil (7) angedeuteten Richtung durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle bewegt werden, die operativ mit den Führungsrollen 84a, 84b gekoppelt ist. Die Förderriemen 86a, 86b erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Förderrollen 74a–74f und sind zwischen den Förderrollen 74b, 74c und zwischen den Förderrollen 74d, 74e angeordnet. Die Fluideinlaß-/Auslaßöffnungen 40a, 40b sind über Rohre oder dgl. an eine nicht dargestellte Druckfluidquelle angeschlossen.
Nach der Vorbereitung wird ein Werkstück W in der durch den Pfeil A (6) angedeuteten Richtung gefördert, und durch einen nicht dargestellten Detektor wird festgestellt, wenn das Werkstück W eine festgelegte Position oberhalb der Förderriemen 86a, 86b erreicht. In Reaktion auf ein Ausgangssignal des Detektors wird ein nicht dargestelltes Richtungskontrollventil eingeschaltet, um der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a ein unter Druck stehendes Fluid, bspw. Druckluft, von der Druckfluidquelle zuzuführen. Zur selben Zeit wird die andere Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40b durch das Richtungskontrollventil zur Atmosphäre geöffnet.
Das unter Druck stehende Fluid, das der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a zugeführt wird, fließt durch die ersten und zweiten Fluiddurchgänge 42, 44 in die erste Zylinderkammer 46a, in der sich ein Druck aufbaut, der die Kopfplatte 22 in der durch den Pfeil X₁ angedeuteten Richtung bewegt. Das unter Druck stehende Fluid, das der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a zugeführt wird, wird außerdem durch den Kommunikationsdurchgang 62 in die dritte Zylinderkammer 46c im wesentlichen zur selben Zeit eingeführt, in der das unter Druck stehende Fluid in die erste Zylinderkammer 46a eingeführt wird. Dadurch wird der Zylinder 18 unter dem sich in der dritten Zylinderkammer 46c aufbauenden Druck auch in die durch den Pfeil X₁ angedeuteten Richtung bewegt.
Da das unter Druck stehende Fluid, das der Fluideinlaß/Auslaßöffnung 40a zugeführt wird, im wesentlichen zur selben Zeit, zu der das unter Druck stehende Fluid in die erste Zylinderkammer 46a eingeführt wird, auch durch den Kommunikationsdurchgang 62 in die dritte Zylinderkammer 46c eingeführt wird, werden die druckaufnehmenden Fläche in der ersten Zylinderkammer 46a und die druckaufnehmende Fläche in der dritten Zylinderkammer 46c kombiniert, um den Druck des in die Zylindervorrichtung 10 eingeführten Fluids aufzunehmen. Dementsprechend kann die Zylindervorrichtung 10 eine größere Ausgangskraft zum Anheben der Kopfplatte 22 liefern.
Die Kopfplatte 22 wird zusammen mit dem Zylinder 18 in der durch den Pfeil X₁ angedeuteten Richtung angehoben, wobei sie durch die Führungsstange 72 geführt wird, bis sie ein Ende ihres Verschiebungshubes erreicht, wenn die Kolbenabdeckung 58 an dem Kolbenendabschnitt mit großem Durchmesser angreift, wie es in 5 dargestellt ist. Zu dieser Zeit werden, soweit die Kolbenabdeckung 58 gegen den Dämpfer 64a anliegt, Stöße gedämpft und es wird kein lautes Geräusch erzeugt.
Der Förderer 88 wird außerdem gemeinsam mit der Kopfplatte 22 in der durch den Pfeil X₁ angedeuteten Richtung angehoben. Die Förderriemen 86a, 86b stehen nach oben zwischen den Förderrollen 74b, 74c und den Förderrollen 74d, 74d vor, wie es durch die Zwei-Punkt-Strich-Linien in 7 angedeutet wird. Das Werkstück W wird um eine bestimmte Strecke von den Förderrollen 74a–74f angehoben und durch die Förderriemen 86a, 86b getragen. Die Förderriemen 86a, 86b werden dann bewegt, um das Werkstück W senkrecht zu der ersten Förderlinie 76 auf die zweite Förderlinie 80 zu bewegen, woraufhin das Werkstück W durch die zweite Förderlinie 80 zu der gewünschten Position gefördert wird.
Nachdem das Werkstück W auf die zweite Förderlinie 80 übertragen wurde, wird das Richtungskontrollventil betätigt, um das unter Druck stehende Fluid zu der anderen Fluideinlaß/Auslaßöffnung 40b zuzuführen, von welcher es durch die dritten und vierten Fluiddurchgänge 47, 48 in die zweite Zylinderkammer 46b eingeführt wird. Die Kopfplatte 22 wird nun gemeinsam mit dem Zylinder 18 in der durch den Pfeil X₂ angedeuteten Richtung abgesenkt, bis sie zu ihrer in 4 angedeuteten Ursprungsposition zurückkehrt. Zu dieser Zeit wird die Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a durch das Richtungskontrollventil zur Atmosphäre geöffnet.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird das der Fluideinlaß-/Auslaßöffnung 40a zugeführte unter Druck stehende Fluid zu im wesentlichen der selben Zeit, in der das unter Druck stehende Fluid in die erste Zylinderkammer 46a eingeführt wird, auch durch den Kommunikationsdurchgang 62 in die dritte Zylinderkammer 46c eingeführt, so daß die druckaufnehmende Fläche in der ersten Zylinderkammer 46a und die druckaufnehmende Fläche in der dritten Zylinderkammer 46c kombiniert werden, um den Druck des in die Zylindervorrichtung 10 eingeführten Fluids aufzunehmen. Als Folge hiervon kann die Zylindervorrichtung 10 eine erhöhte Ausgangskraft erzeugen, um die Kopfplatte 22 anzuheben, und kann daher schwere Werkstücke W anheben. Da die Zylindervorrichtung 10 eine erhöhte Ausgangskraft erzeugen kann, zeigt sie eine verbesserte Funktion oder erhöhte Werkstückhebefähigkeit zur Handhabung eines größeren Bereiches von Werkstücken S.
Außerdem hat die Zylindervorrichtung 10, soweit die Höhe H des Zylinders 18 relativ zu seiner Breite W klein ist, ein relativ niedriges Profil oder geringe vertikale Dimensionen zur effektiven Nutzung eines vertikalen Raumes. Die Zylindervorrichtung 10 kann daher in begrenzten vertikalen Räumen mit großer Freiheit genutzt werden.
Die 8 bis 10 zeigen eine Zylindervorrichtung 90 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diejenigen in den 8 bis 10 gezeigten Teile, die den in den 1 bis 7 gezeigten entsprechen, werden durch identische Bezugszeichen bezeichnet und nicht erneut im Detail beschrieben.
Wie in 8 dargestellt ist, unterscheidet sich die Zylindervorrichtung 90 von der Zylindervorrichtung 10 dahingehend, daß der Kolben 54 so angeordnet ist, daß eine Mittelachse exzentrisch zu dem Punkt O verschoben ist, und daß keine Führungsstange verwendet wird, um eine Rotation des Zylinders 92 relativ zu dem Gehäuse 20 zu verhindern. Im übrigen entspricht der Aufbau der Zylindervorrichtung 90 demjenigen der Zylindervorrichtung 10.
Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen wird der Zylinder 18 (92) vertikal relativ zu dem Kolben 54 verschoben, der fest an der Grundplatte 12 befestigt ist. Die Grundplatte 12 kann jedoch auch so angeordnet sein, daß sich ihre Ebene vertikal erstreckt, um den Zylinder 18 (92) horizontal relativ zu dem fest an der Grundplatte 12 befestigten Kolben 54 zu verschieben.

Claims

Zylindervorrichtung mit: einer Grundplatte (12), in der ein Fluiddurchgang (42) ausgebildet ist, einem Gehäuse (20), das fest an der Grundplatte (12) befestigt ist und eine darin ausgebildete Fluideinlass-/Auslassöffnung (40a) sowie eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung (16) aufweist, wobei die Fluideinlass/Auslassöffnung (40a) entsprechend mit dem Fluiddurchgang (42) in Verbindung steht, einem Kolben (54), der an der Grundplatte (12) befestigt ist, einem Zylinder (18, 92), der hin- und herbewegbar in der Durchgangsöffnung (16) angeordnet ist, wobei der Zylinder (18, 92) eine Vielzahl von Kammern (46a– 46c) an Kolbenkopf- und Kolbenstangenenden des Kolbens festlegt, einer Kopfplatte (22), die an dem Zylinder (18, 92) befestigt ist, um sich gemeinsam mit dem Zylinder (18, 92) zu verschieben, einem ersten in dem Kolben (54) ausgebildeten Abzweigdurchgang (44), der an seinem einen Ende mit dem Fluiddurchgang (42) in Verbindung steht und sich an seinem anderen Ende an dem Kolbenkopfende des Kolbens (54) in eine erste aus der Vielzahl von Kammern (46a) öffnet, gekennzeichnet durch einen zweiten in der Grundplatte (12) ausgebildeten Abzweigdurchgang (62), der an seinem einen Ende mit dem Fluiddurchgang (42) in Verbindung steht und sich an seinem anderen Ende an dem Kolbenstangenende des Kolbens (54) in eine zweite aus der Vielzahl von Kammern (46c) öffnet, wobei die Anordnung derart ist, dass sich bei im wesentlichen gleichzeitiger Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluides durch die Fluideinlass/Auslassöffnung (40a), durch den Fluiddurchgang (42) und durch die ersten und zweiten Abzweigdurchgänge (44, 62) in die Vielzahl von Kammern (46a, 46c) ein Fluiddruck von Anfang an gleichzeitig in der Vielzahl von Kammern (46a, 46c) aufbaut, um den Zylinder (18, 92) und die Kopfplatte (22) relativ zu dem Kolben (54) zu verschieben, und wobei die ersten und zweiten Abzweigdurchgänge (44, 62) unabhängig von der relativen Position des Zylinders (18, 92) und des Kolbens (54) stets offen mit der Vielzahl von Kammern (46a, 46c) in Verbindung stehen.
Zylindervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundplatte (12) ein zweiter Fluiddurchgang (47) ausgebildet ist, dass das Gehäuse (20) eine zweite darin ausgebildete Fluideinlass/Auslassöffnung (40b) aufweist, wobei die zweite Fluideinlass-/Auslassöffnung (40b) mit dem zweiten Fluiddurchgang (47) in Verbindung steht, dass der Zylinder (18, 92) erste, zweite und dritte Kammern (46a bis 46c) an Kolbenkopf- und Kolbenstangenende des Kolbens (54) festlegt, dass ein dritter Abzweigdurchgang (48), der an seinem einen Ende mit dem zweiten Fluiddurchgang (47) in Verbindung steht, sich an seinem anderen Ende in die zweite Zylinderkammer (46b) öffnet, um eine Verbindung zwischen der zweiten Fluideinlass-/Auslassöffnung (40b) und der zweiten Zylinderkammer (46b) herzustellen, wobei sich bei Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids durch den zweiten Fluiddurchgang (47) und durch den dritten Abzweigdurchgang (48) in die zweite Zylinderkammer (46b) ein Fluiddruck in der zweiten Zylinderkammer (46b) aufbaut, um den Zylinder (18, 92) und die Kopfplatte (22) relativ zu dem Kolben (54) zu verschieben, und dass sich die ersten und zweiten Abzweigdurchgänge (44, 62) unabhängig von der relativen Position des Zylinders (18, 92) und des Kolbens (54) stets offen mit der ersten und dritten Zylinderkammer (46a, 46c) in Verbindung stehen.
Zylindervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Dichtungsmittel (24a, 24b, 26, 28, 56, 60) zur hermetischen Abdichtung der Kammern (46a, 46c).
Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Kammern (46a–46c) einen Raum aufweist, der von der Kopfplatte (22), dem Zylinder (18, 92) und einem Abschnitt mit großem Durchmesser des Kolbens (54) an dessen Kolbenkopfende umgeben wird, und einen Raum, der von einer mit dem Zylinder (18, 92) gekoppelten Stangenabdeckung (58), dem Zylinder (18, 92) und der Grundplatte (12) umgeben wird.
Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Führungselement (50), das in gleitendem Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders (18, 92) gehalten wird, um die hin- und hergehende Bewegung des Zylinders (18, 92) zu führen.
Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (18, 92) Rotationsverhinderungsmittel aufweist, um zu verhindern, daß sich der Zylinder (18, 92) dreht, wenn sich der Zylinder (18, 92) axial zum Kolben (54) hin und her bewegt.
Zylindervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsverhinderungsmittel eine Führungsstange (72) aufweisen, die an der Grundplatte (12) befestigt ist, und eine in dem Zylinder (18) ausgebildete Öffnung (70), in der die Führungsstange (72) gleitend aufgenommen ist.
Zylindervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) exzentrisch relativ zu dem Zylinder (92) an der Grundplatte (12) befestigt ist.
Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Stangenabdeckung (58), die mit dem Zylinder (18, 92) gekoppelt ist, einen an dem Kolben (54) befestigten Dämpfer (64a) für den Angriff an der Stangenabdeckung (58) an deren einem Ende und einen an dem Kolben (54) befestigten Dämpfer (64b) für den Angriff an der Stangenabdeckung (58) an der Grundplatte (12).
Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Magneten (66), die an oder nahe einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders (18, 92) befestigt sind, wobei das Gehäuse (20) eine Vielzahl von Sensorbefestigungsnuten (38a–38c) aufweist, die in seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind, und durch eine Vielzahl von Sensoren (68), die jweils in den Sensorbefestigungsnuten (38a–38c) befestigt sind, um magnetisch die Magneten (66) festzustellen, die gemeinsam mit dem Zylinder (18, 92) verschiebbar sind, um auf der Basis eines durch die Sensoren (68) erzeugten Signals eine Position des Zylinders (18, 92) festzustellen.