DE19840876A1 - Stangenloser Zylinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen stangenlosen Zylinder, der beispielsweise als Transporteinrichtung für Werkstücke dient.

In jüngerer Zeit wurden verschiedene stangenlose Zylinder als Einrichtungen zum Transportieren von Werkstücken in Fabriken und dergleichen verwendet. Herkömmliche stangenlose Zylinder weisen einen Mechanismus auf, in dem ein Lager zwischen einer Führungskomponente und einer Lastübertragungskomponente vorgesehen ist. Die Führungskomponente und die Lastüber­ tragungskomponente sind so ausgebildet, daß sie um die Lagerachse rotierbar und um eine festgelegte Strecke in Axialrichtung des Lagers bewegbar sind. Somit wird die Last, die auf die Führungskomponente oder die Lastübertragungs­ komponente ausgeübt wird, absorbiert (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift 60-234 106).

Andere herkömmliche stangenlose Zylinder weisen einen anderen Mechanismus auf, bei dem eine Eingriffsaussparung an einer unteren Fläche eines Gleiters ausgebildet ist. Ein Eingriffs­ vorsprung zum Eingriff in die Eingriffsaussparung ist an einer oberen Fläche eines Joches vorgesehen, das einstückig mit einem Kolben ausgebildet ist. Die Last in Horizontal- und Vertikalrichtung wird mit Hilfe einer Lücke aufgenommen, die zwischen dem Eingriffsvorsprung und der Eingriffsaussparung ausgebildet ist. Eine ebene Torsionsbelastung wird mit Hilfe einer gekrümmten Fläche aufgenommen, die an dem Eingriffsvor­ sprung ausgebildet ist (siehe japanische Patentveröffentli­ chung 7-1041).

Das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 60-234 106 beschriebene technische Konzept weist jedoch den Nachteil auf, daß es unmöglich ist, eine in einer etwa parallel zu der Achse eines zylindrischen Elements, das als Zylinderkörper dient, und in Richtung senkrecht zu dieser Achse ausgeübte Last aufzunehmen. Außerdem ist es nicht möglich, eine Last aufzunehmen, die in Rotationsrichtung um die Achse des zylindrischen Elements ausgeübt wird.

Andererseits ist das in der japanischen Patentveröffentlichung 7-1041 beschriebene technische Konzept mit folgendem Nachteil verbunden. Die an dem Eingriffsvorsprung ausgebildete Bogenfläche und die Ebene einer Anschlagskomponente sind so vorgesehen, daß sie in Linienkontakt stehen. D.h., daß die Bogenfläche durch die auf den Eingriffsabschnitt ausgeübte Last deformiert wird, was zu einer Verringerung der Lebens­ dauer führt.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen stangenlosen Zylinder vorzuschlagen, der in der Lage ist, eine auf einen Gleiter, ein Verschiebungsüber­ tragungselement oder einen Kolben in Horizontal- oder Vertikalrichtung, in Rotationsrichtung um die Achse, in Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse und in verschiedenen Richtungen, die durch komplexe Kombination der vorgenannten Richtungen erhalten werden, ausgeübte Last aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß nimmt ein Last aufnehmender Mechanismus die auf einen Gleiter, ein Verschiebungsübertragungselement oder einen Kolben ausgeübte Last über einen Flächenkontakt auf. Hierdurch wird die Lebensdauer des Lastaufnahmemechanismus erhöht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines stangenlosen Zylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung, die eine Abdeckung und eine obere Platte darstellt, die an dem in Fig. 1 gezeigten stangenlosen Zylinder angebracht werden,

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht des stangenlosen Zylinders gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht des stan­ genlosen Zylinders gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht des stangenlo­ sen Zylinders gemäß Fig. 4,

Fig. 7 einen vergrößertem Teilschnitt durch einen in Fig. 4 gezeigten Lastaufnahmemechanismus,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Hauptzylinderkörper,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens, der in einer Bohrung eines Zylinderrohres angeordnet ist,

Fig. 10 einen Längsschnitt, der mit teilweisen Weglasungen einen Eingriffszustand zwischen einem ersten Dichtungselement und einem Schlitz darstellt,

Fig. 11 den Vorgang beim Absorbieren der auf ein bewegli­ ches Element in Horizontalrichtung ausgeübten Last,

Fig. 12 den Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Vertikalrichtung ausgeübten Last,

Fig. 13 den Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Rotationsrichtung um die Achse ausgeüb­ ten Last und

Fig. 14 den Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse ausgeübten Last.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen stangenlosen Zylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der stangenlose Zylinder 10 weist einen Haupt­ zylinderkörper 16 mit einem beweglichen Element 14, das an einer oberen Fläche eines Zylinderrohres 12 angeordnet und in Längsrichtung des Zylinderrohres 12 verschiebbar ist, einen Führungsrahmen 20, der eine Aussparung 18 zur Aufnahme des Hauptzylinderkörpers 16 aufweist, und einen Gleiter 22 auf, der einstückig mit dem beweglichen Element 14 in Längsrichtung des Führungsrahmens 20 verschieblich ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, sind zwei Streifen von Befestigungsnuten 24a, 24b, die zur Befestigung des stangenlo­ sen Zylinders 10 mit Hilfe von nicht dargestellten Be­ festigungsmitteln, wie Bolzen, an einem anderen Element dienen, in Längsrichtung an einer unteren Fläche des Führungs­ rahmens 20 ausgebildet. Eine Vielzahl von Durchgängen 26a bis 26d, die für eine zentralisierte Verdrahtung oder andere Zwecke verwendet werden, sind so ausgebildet, daß sie sich in Längsrichtung zwischen den beiden Streifen von Befestigungs­ nuten 24a, 24b erstrecken.

Die Aussparung 18 zur Aufnahme des Hauptzylinderkörpers 16, die eine Breite hat, die größer ist als die Breite des Zylinderrohres 12, ist an dem Führungsrahmen 20 ausgebildet. Zwei Streifen von Befestigungsnuten 28a, 28b, die sich im wesentlichen parallel zueinander in Längsrichtung erstrecken, sind an einer Bodenfläche des Aussparung 18 ausgebildet.

Ein Befestigungselement 32, das mit einem Eingriffsvor­ sprung 30 an einem unteren Ende des Zylinderrohres 12 in Eingriff tritt, ist an jeder der Befestigungsnuten 28a, 28b angebracht. Das Zylinderrohr 12 ist an dem Führungsrahmen 20 mit Hilfe des Befestigungselements 32 befestigt.

Das Befestigungselement 32 ist mit Hilfe einer Mutter, die mit der Befestigungsnut 28a, 28b in Eingriff tritt, und eines Schraubelements, das in die Mutter eingeschraubt ist, an einer gewünschten Position in der Befestigungsnut 28a, 28b be­ festigt. Lineare Führungen 34, die der Führung des Gleiters 22 in Längsrichtung des Führungsrahmens 20 dienen, sind an Stufenabschnitten angrenzend an die Befestigungsnuten 28a, 28b vorgesehen.

Die linearen Führungen 34 weisen Führungsschienen 36 auf, die sich in Längsrichtung des Führungsrahmens 20 erstrecken und mit Hilfe von an den Stufenabschnitten ausgebildeten Nuten befestigt werden, und ein Paar von Führungsblöcken 38, die jeweils eine umgekehrt U-förmige, an der unteren Fläche des Gleiters 22 befestigte Gestalt aufweisen und entlang der Führungsschienen 36 gleitbar sind. Die Führungsblöcke 38 sind an der unteren Fläche des Gleiters 22 befestigt. Die Führungs­ schiene 36 ist über Muttern, die mit einer Nut in Eingriff treten, und Schraubelemente, die in die Mutter eingeschraubt werden, auf die gleiche Weise befestigt, wie das Befestigungs­ element 32.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind Seitenabdeckungen 40a, 40b, die sich in Längsrichtung des Führungsrahmens 20 erstrecken, jeweils an oberen Abschnitten einander gegen­ überliegender Seitenwände des Führungsrahmens 20 angebracht. Eine Sensorbefestigungsnut 44, die der Befestigung eines Sensors 42 dient (vgl. Fig. 3), ist in Längsrichtung an einer Seitenfläche der Seitenabdeckung 40a, 40b ausgebildet. Die Seitenabdeckungen 40a, 40b sind lösbar an dem Führungs­ rahmen 20 angebracht und werden durch Endplatten 48a, 48b mit Hilfe von Halteelementen 46 gehalten, wie später beschrieben wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Endplatten 48a, 48b mit beiden Enden des Führungsrahmens 20 in Längsrichtung befestigt. Eine Öffnung 50 mit rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme des Hauptzylinderkörpers 16 ist in der Endplatte 48a, 48b ausgebildet.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird eine obere Abdeckung 52, die sich in Längsrichtung des Führungsrahmens 20 erstreckt, durch Vorsprünge 51 eines Paares von oberen Platten 49a, 49b an oberen Flächen der Endplatten 48a, 48b getragen.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Verschiebungsgrößen­ einstelleinrichtung 54 zum Einstellen der Größe der Ver­ schiebung des Gleiters 22 an der Endplatte 48a (48b) vor­ gesehen. Die Verschiebungsgrößeneinstelleinrichtung 54 weist ein rechteckiges parallelepipedförmiges Blockelement 56 auf, das an der Seitenfläche der Endplatte 48a, 48b befestigt ist, und einen Bolzen 62, der einen Kopf 58 aufweist, der von dem Blockelement 56 vorsteht und einen Schraubabschnitt 60 aufweist, der in eine Schrauböffnung des Blockelementes 56 eingeschraubt wird.

Bei dieser Ausführungsform greift bspw. ein Schraubendreher in einen Schlitz (nicht dargestellt) an einem gegenüberliegen­ den Ende des Kopfes 58 des Bolzens 62 ein, um die Ein­ schraubtiefe des Bolzens 62 zu erhöhen oder zu verringern. Somit kann der Bolzen 62 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung verschoben werden. Als Folge hiervon kann die Größe der Verschiebung des Gleiters 22 durch Variation der Position des Kopfes 58 des Bolzens 62, der gegen einen an dem Gleiter 22 Stoßdämpfer 64 anliegt, beliebig eingestellt werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das Zylinderrohr 12 des Hauptzylinderkörpers 16 an seiner Innenseite eine Bohrung 66 auf, die sich in Längsrichtung erstreckt. Die Bohrung 66 hat über einen Schlitz 68 an einer Endfläche des Zylinderrohres 12 eine Verbindung nach außen. Das Zylinderrohr 12 ist in luftdichter Weise an seinen beiden Enden durch rechteckige parallelepipedförmige Endkappen 70a, 70b (vgl. Fig. 1) verschlossen, die Druckfluideinlaß-/Auslaßöffnungen 69 aufweisen. Stufenabschnitte 72a, 72b, die sich zu der Bohrung 66 aufweiten, sind an Seitenwänden ausgebildet, die den Schlitz 68 bilden.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist das bewegliche Element 14, das eine plattenförmige Gestalt aufweist, die so geformt ist, daß es eine Breite aufweist, die kleiner ist als die Breite des Zylinderrohres 12 in Querrichtung, an der oberen Fläche des Zylinderrohres 12 vorgesehen. Abdeckplatten 74a, 74b aus Kunstharz sind mit beiden Enden des beweglichen Elements 14 in Verschiebungsrichtung verbunden. Ein Paar abgestufter Öffnungen 76 (vgl. Fig. 7), die voneinander um einen festge­ legten Abstand beabstandet sind, sind durch die Abdeckplatte 74a, 74b ausgebildet. Ein Stopper 80, der einen Querschnitt aufweist, der der abgestuften Öffnung 76 entspricht, und der um eine festgelegte Länge zu einem später zu beschreibenden Kopplungselement vorsteht, ist in die abgestufte Öffnung 76 eingesetzt. Der Stopper 80 ist aus Metall hergestellt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Paar von Last auf­ nehmenden Mechanismen 82a, 82b an beiden Enden des beweglichen Elements 14 in Verschiebungsrichtung vorgesehen. Jeder der Last aufnehmenden Mechanismen 82a, 82b weist denselben Aufbau auf und ist so ausgebildet, daß er größer ist als die Breite des beweglichen Elementes 14. Die Last aufnehmenden Mecha­ nismen 82a, 82b weisen eine Endabdeckung 86 auf, die durch Schrauben an dem Ende des Gleiters 22 mit Hilfe eines Paares von Schraubelementen 84 befestigt ist, und ein Kopplungs­ element 92, das an einer Seitenfläche eine gekrümmte Ober­ fläche 88 aufweist, die eine bogenförmige Gestalt mit einem festgelegten Krümmungsradius aufweist und die an der anderen Seitenfläche eine gleichmäßige flache Oberfläche 90 aufweist. Sowohl die Endabdeckung 86 als auch das Kopplungselement 92 bestehen bspw. aus einem Metall, insbesondere einer Alumini­ umlegierung.

Eine Aussparung 94, die eine der gekrümmten Oberfläche 88 des Kopplungselementes 92 entsprechende Form aufweist, ist an einer Seitenfläche der Endabdeckung 86 ausgebildet. Die gekrümmte Oberfläche 88 des Kopplungselementes 92 und die Aussparung 94 der Endabdeckung 86 gleiten relativ zueinander, wobei sie in einem Flächen-zu-Flächen-Kontakt stehen.

Das Kopplungselement 92 ist zwischen der Abdeckplatte 74a, 74b, die das Ende des beweglichen Elements 14 bildet, und der Endabdeckung 86 ausgebildet. Die flache Element 90 des Kopplungselements 92 und die Endfläche des Stoppers 80, die von der abgestuften Öffnung 76 der Abdeckplatte 74a, 74b vorsteht, gleiten relativ zueinander, wobei sie in Flächen­ kontakt stehen.

Bei dieser Ausführungsform ist der Stopper 80 vorgesehen, um die Abdeckplatte 74a, 74b, die aus einem Kunstharzmaterial besteht, zu schützen. Ein Freiraum 96 ist zwischen dem Kopplungselement 92 aus Metall und der Abdeckplatte 74a (74b) aus Kunstharzmaterial vorgesehen (vgl. Fig. 7). Die Abdeck­ platte 74a, 74b, die in Flächenkontakt mit der flachen Fläche 90 des Kopplungselements 92 steht, kann auch aus einem metallischen Material hergestellt werden, so daß auf den Stopper 80 verzichtet werden kann.

Die gekrümmten Flächen 88 des Paares von Kopplungselementen 92, die an beiden Enden des beweglichen Elements 14 in Verschiebungsrichtung vorgesehen sind, sind jeweils so geformt, daß sie im wesentlichen die gleiche Umfangsgestalt aufweisen.

Das bewegliche Element 14 ist zwischen dem Paar von End­ abdeckungen 86 angeordnet, die in Längsrichtung mit beiden Enden des Gleitelements 22 verbunden sind. Somit sind das bewegliche Element 14 und der Gleiter 22 gemeinsam ver­ schiebbar.

Bei dieser Ausführungsform ist ein angemessener Freiraum 98 zwischen dem beweglichen Element 14 und den inneren und Seitenwandflächen einer Decke des Gleiters 22 vorgesehen (vgl. Fig. 7). Das bewegliche Element 14 und der Gleiter 22 können mit Hilfe des Freiraumes 98 relativ zueinander in Horizontal- und Vertikalrichtung, in Rotationsrichtung um die Achse des Zylinderrohres 12 und in Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse gleiten, wie es später beschrieben wird.

Eine nicht dargestellte Nut ist vorgesehen, die durch einen zentralen Abschnitt des beweglichen Elements 14 durchtritt und sich in Längsrichtung erstreckt. Die Nut weist einen zentralen Abschnitt auf, der sich zu einer kreisförmigen Gestalt weitet, um einen nicht dargestellten Freiraum zu bilden. Die Nut ist zur oberen Fläche des beweglichen Elements 14 gekrümmt und dient als Schwimmechanismus, der die Verschiebung des beweglichen Elements 14 erlaubt. Der Schwimmechanismus wird bei Bedarf vorgesehen.

Fig. 9 zeigt einen Kolben 100. Der Kolben 100 weist eine erste Druck aufnehmende Fläche 102 und eine zweite Druck aufnehmende Fläche 104 auf der gegenüberliegenden Seite auf. Eine Dämpfungsdichtung 106 ist an seiner Innenseite vorgesehen. Der Kolben 100 hat eine im wesentlichen zylindrische Form und weist an seinem oberen Abschnitt einen Riemenseparator 108 auf, der an einem Kolbenjoch 110 befestigt ist. Eine Walze 114 wird durch eine Welle mit Hilfe eines Tragelements 112, das über dem Kolbenjoch 110 vorgesehen ist, drehbar gehalten.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, sind eine Backup-Platte 116 und ein Abstreifer 118 an der Innenseite des beweglichen Elements 14 vorgesehen. Das oben beschriebene Stützelement 112 ist so ausgebildet, daß es in einen nicht dargestellten Freiraum mit einer kreisförmigen ebenen Gestalt eingesetzt werden kann. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 120 einen Durchgang, der es einem ersten Dichtungselement 122, das später beschrieben wird, erlaubt, in den Kolben 122 einzutreten. Das Bezugs­ zeichen 124 bezeichnet einen zylindrischen Dämpfungsring.

Fig. 10 zeigt das Dichtungselement, das in die an dem Schlitz 68 des Zylinderrohres 12 ausgebildeten Stufenabschnitte 72a, 72b eingesetzt ist. Das erste Dichtungselement 122 weist Zungen 126a, 126b und über den Zungen 126a, 126b vorgesehene Erweiterungen 128a, 128b auf. Eingriffsvorsprünge 130a, 130b erstrecken sich derart von den Erweiterungen 128a, 128b, daß sie sich nach oben leicht aufweiten. Die Erweiterungen 128a, 128b sind dazu vorgesehen, mit den abgestuften Abschnitten 72a, 72b in Eingriff zu treten, wenn ein Innendruck auf den Kolben 100 aufgebracht wird. Außerdem treten die Eingriffsvor­ sprünge 130a, 130b mit inneren Flächen 132a, 132b, die den Schlitz 68 bilden, in Eingriff. Das erste Dichtungselement 122 ist als ganzes einstückig aus einem flexiblen synthetischen Harzmaterial aufgebaut.

Ein zweites Dichtungselement 134 ist zum Schließen des Schlitzes 68 vorgesehen und steht mit einer Nut 136 in Eingriff, die sich in Längsrichtung über dem Schlitz 68, der an der oberen Endfläche des Zylinderrohres 12 ausgebildet ist, erstreckt. Das erste Dichtungselement 122 tritt in den Durchgang 120 des Kolbens 100 ein. Beide Enden des ersten Dichtungselements 122 sind an den Endkappen 70a, 70b zusammen mit dem zweiten Dichtungselement 134 befestigt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist der Gleiter 22 an seinen beiden Enden Befestigungsabschnitte 138 auf, die nach oben vorstehen und sich in Verschiebungsrichtung erstrecken, und vorstehende Streifen 140, die um eine festgelegte Länge von den Seitenwänden des Gleiters 22 in Horizontalrichtung vorstehen und sich in Verschiebungsrichtung erstrecken. Eine Öffnung ist in einem festgelegten Abschnitt des vorstehenden Streifens 140 ausgebildet. Ein im wesentlichen säulenförmiger Permanentmagnet 142 ist in die Öffnung eingesetzt.

Bei dieser Ausführungsform stellt der Sensor 42 (vgl. Fig. 3), der an einem festgelegten Abschnitt der Sensorbefestigungsnut 44 der Seitenabdeckung 40a, 40b angebracht ist, die Magnet­ wirkung des Permanentmagneten 142 fest, der sich zusammen mit dem Gleiter 122 verschiebt. Dadurch ist es bspw. möglich, die Größe der Verschiebung des Gleiters 22 leicht festzustellen.

Der Gleiter 22 weist an seinen beiden Enden ein Paar von Öffnungen 144a, 144b (vgl. Fig. 1) auf, die sich in Ver­ schiebungsrichtung durch ihn erstrecken. Ein Stoßdämpfer 64 (vgl. Fig. 2), der als Puffer dient, indem er gegen den Kopf 68 des oben beschriebenen Bolzens 62 anschlägt, ist in die Öffnung 144a, 144b eingesetzt.

Der stangenlose Zylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben be­ schrieben aufgebaut. Als nächstes wird seine Betätigung, Funktion und Wirkung erläutert.

Zunächst wird, wie in Fig. 1 dargestellt, der Hauptzylinder­ körper 16 durch die Öffnungen 50 mit dem rechteckigen Querschnitt der Endplatten 48a, 48b in den Freiraum zwischen dem Führungsrahmen 20 und dem Gleiter 22 eingesetzt. Das Befestigungselement 32 tritt mit dem Eingriffsvorsprung 30 an dem unteren Ende des Hauptzylinderkörpers 16 in Eingriff. Das Befestigungselement 32 wird an der gewünschten Position der Befestigungsnut 28a, 28b, die an der Bodenfläche des Führungs­ rahmens 20 ausgebildet ist, mit Hilfe des Schraubelements und der Mutter befestigt. Dadurch wird der Hauptzylinderkörper 16 in der Aussparung 18 des Führungsrahmens 20 befestigt.

Bei dieser Ausführungsform reicht es aus, daß der Haupt­ zylinderkörper 16 in der Aussparung 18 des Führungsrahmens 20 an einer ungefähren Position befestigt wird. Es ist nicht notwendig, die Position des Hauptzylinderkörpers 16 exakt festzulegen. Mit anderen Worten wird eine Positionsabweichung zwischen dem Zylinderrohr 12 und dem Führungsrahmen 20 durch die Last aufnehmenden Mechanismen 82a, 82b absorbiert, wie später beschrieben wird. Somit kann der Hauptzylinderkörper 16 in bequemer Weise in die Aussparung 18 des Gleiters 22 eingesetzt werden.

Der Hauptzylinderkörper 16 kann auf einfache Weise gegen einen anderen Hauptzylinderkörper 16 der gleichen Art oder einer anderen Art ausgetauscht werden, indem die Befestigungs­ elemente 32 aus dem Befestigungsnuten 28a, 28b entfernt werden. Dementsprechend kann bspw. die Wartung einfach durchgeführt werden. Selbst in einem Zustand, in dem ein nicht dargestelltes Werkstück auf dem Gleiter 22 angeordnet ist, kann der Hauptzylinderkörper 16 einfach und vorteilhafterweise ausgetauscht werden, indem der Hauptzylinderkörper 16 in Längsrichtung durch die Öffnungen 50 mit dem Rechteckquer­ schnitt der Endplatten 48a, 48b herausgezogen wird.

Die Endabdeckungen 86 werden mit Hilfe der Schraubelemente 84 an dem Gleiter 22 angebracht, so daß sie das bewegliche Element 14 zwischen sich aufnehmen. Somit wird das bewegliche Element 14 durch den Gleiter 22 gehalten.

Nachdem der stangenlose Zylinder wie oben beschrieben zusammengesetzt wurde, wird unter Druck stehende Luft durch eine der Druckfluideinlaß-/Auslaßöffnungen 69, die durch die Endkappe 70a ausgebildet sind, eingeführt. Somit durchtritt die Druckluft den an der Innenseite des Dämpfungsrings 124 ausgebildeten Durchgang und beaufschlagt die erste Druck aufnehmende Fläche 102. Der Kolben 100 wird gemäß der Druckwirkung der Druckluft in Fig. 1 nach rechts verschoben (d. h. in Richtung des Pfeiles X). Hierbei wird der Kolben 100 einstückig mit dem beweglichen Element 14 verschoben, da das Tragelement 112 in den nicht dargestellten Freiraum des beweglichen Elements 14 eingesetzt ist. Der Riemenseparator 108 dient der Trennung des ersten Dichtungselements 122 von dem zweiten Dichtungselement 134 zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Kolben 100 während der Verschiebung des beweglichen Elements 14.

Wenn das bewegliche Element 14 in Längsrichtung des Zylinder­ rohres 12 verschoben wird, wird der Gleiter 22 gemeinsam mit dem verschieblichen Element 14 entsprechend der Führungs­ wirkung der linearen Führungen 34 verschoben.

Im nächsten Schritt, wenn unter Druck stehende Luft durch die andere Druckfluideinlaß-/Auslaßöffnung 69, die durch die Endkappe 70b ausgebildet ist, zugeführt wird, arbeitet der stangenlose Zylinder in der entgegengesetzten Weise. Hierbei berührt die Walze 114 gleitend das zweite Dichtungselement 134, um die Verschiebung beim Verschieben des beweglichen Elements 14 gleichmäßig durchzuführen.

Nachfolgend wird die Absorption der Last, bei Aufbringen einer Last auf das bewegliche Element 14 oder den Kolben 100 beschrieben. Hierbei erfolgt die Erläuterung mit Bezug auf die Fig. 11 bis 14, die die auf das bewegliche Element 14 ausgeübten Lasten darstellen.

Wenn eine Last auf das bewegliche Element 14 in Horizontal­ richtung des beweglichen Elements 14 ausgeübt wird, verschiebt sich das bewegliche Element 14 in Horizontalrichtung (Richtung des Pfeiles A) (vgl. Fig. 11), wobei die Kontaktfläche zwischen der flachen Fläche 90 des Kopplungselements 92 und dem Stopper 80, die in Flächenkontakt miteinander stehen, mit Hilfe des Freiraumes 98 zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Gleiter 22 als Gleitfläche verwendet wird. Als Folge hiervon wird die Last, die in Horizontalrichtung auf das bewegliche Element 14 ausgeübt wird, aufgenommen.

Wenn die Last auf das bewegliche Element 14 in Vertikal­ richtung des beweglichen Elements 14 ausgeübt wird, verschiebt sich das bewegliche Element 14 in Vertikalrichtung (Richtung des Pfeiles B) (vgl. Fig. 12), wobei die Kontaktfläche zwischen der flachen Fläche 90 des Kopplungselements 92 und dem Stopper 80, die in Flächenkontakt miteinander stehen, mit Hilfe des Freiraumes 98 zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Gleiter 22 als Gleitfläche verwendet wird. Als Folge davon wird die Last, die in Vertikalrichtung auf das be­ wegliche Element 14 ausgeübt wird, absorbiert.

Wenn die Last auf das bewegliche Element 14 in Rotations­ richtung um die Achse des beweglichen Elements 14 aufgebracht wird, dreht sich das bewegliche Element 14 um die Achse des beweglichen Elements 14 (vgl. den Pfeil C) (vgl. Fig. 13), wobei die Kontaktfläche zwischen der flachen Fläche 90 des Kopplungselements 92 und dem Stopper 80, die in Flächenkontakt miteinander stehen, mit Hilfe des Freiraumes 98 zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Gleiter 22 als Gleitfläche verwendet wird. Als Folge hiervon wird die Last, die in Rotationsrichtung um die Achse des beweglichen Elements 14 aufgebracht wird, absorbiert.

Wenn die Last auf das bewegliche Element 14 in Rotations­ richtung senkrecht zu der Achse des beweglichen Elements 14 aufgebracht wird, dreht sich das bewegliche Element 14 senkrecht zu der Achse des beweglichen Elements 14 (vgl. Pfeil D) (vgl. Fig. 14), wobei die Kontaktfläche zwischen der gekrümmten Fläche 88 des Kopplungselements 92 und der Aussparung 94 der Endabdeckung 86, die in Flächenkontakt miteinander stehen, mit Hilfe des Freiraumes 98 zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Gleiter 22 als Gleitfläche verwendet wird. Als Folge hiervon wird die Last, die in Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse des beweglichen Elements 14 aufgebracht wird, absorbiert.

Die Fig. 11 bis 14 zeigen die Zustände, in denen das bewegliche Element 14 in Richtung der Pfeile A bis D ver­ schoben wird. Eine Einschränkung hierauf besteht jedoch nicht. Der Gleiter 22 kann auch in Reaktion auf Lasten verschoben werden, die mit Hilfe des Kopplungselements 92 und der Endabdeckung 86 in verschiedenen Richtungen, einschließlich bspw. der Horizontalrichtung, der Vertikalrichtung, der Rotationsrichtung um die Achse des beweglichen Elements 14, der Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse des beweglichen Elements 14 und Richtungen, die durch komplexe Kombination dieser Richtungen erhalten werden, ausgeübt werden.

Wie oben beschrieben weist der Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b, der gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den stangenlosen Zylinder vorgesehen ist, das bewegliche Element 14 und den Gleiter 22 auf, die relativ zueinander in Reaktion auf die in verschiedenen Richtungen, einschließlich bspw. der Horizontalrichtung, der Vertikalrichtung, der Rotationsrichtung um die Achse des beweglichen Elements 14, der Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse des beweglichen Elements 14 und Richtungen, die durch komplexe Kombination dieser Richtungen erhalten werden, ausgeübt werden. Somit wird die Last in gewünschter Weise absorbiert.

Außerdem weist der Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b, der gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den stangenlosen Zylinder 10 vorgesehen ist, die flache Fläche 90 des Kopplungselements 92 und die Endfläche des Stoppers 80, die in Flächenkontakt miteinander stehen, und die gekrümmte Fläche 88 des Kopplungselements 92 und die Aussparung 94 der Endabdeckung 86, die in Flächenkontakt miteinander stehen, auf. Daher wird bspw. eine Deformation des Kopplungselements 92 und der Endabdeckung 86 verhindert, und es ist mögliche die Lebensdauer des Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b zu ver­ bessern.

Außerdem wird selbst bei einer Positionsabweichung zwischen dem Zylinderrohr 12 und dem Führungsrahmen 20, bspw. beim Zusammensetzen des stangenlosen Zylinders 10, die Positions­ abweichung durch den Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b absorbiert. Als Folge hiervon ist es einfach, den Haupt­ zylinderkörper 16 in der Aussparung 18 des Gleiters 22 anzubringen.

Claims (12)

1. Stangenloser Zylinder mit:
einem Zylinderrohr (12), in dem ein Kolben (100) entlang eines inneren Raumes (66) mit Hilfe eines durch eine Druckfluid­ einlaß-/Auslaßöffnung (69) zugeführten unter Druck stehenden Fluids hin und her bewegbar ist,
einem Führungsrahmen (20), der eine Aussparung (18) zur Aufnahme des Zylinderrohres (12) aufweist,
einem Gleiter (22) zur Verschiebung in Längsrichtung gemäß einer Führungswirkung des Führungsrahmens (20),
einem Verschiebungsübertragungselement (14), das mit dem Kolben (100) verbunden ist, um eine Verschiebung des Kolbens (100) auf den Gleiter (22) zu übertragen, und
einem Lastaufnahmemechanismus (82a, 82b) für das Verschie­ bungsübertragungselement (14) zur Aufnahme von Lasten, die auf den Gleiter (22), das Verschiebungsübertragungselement (14) oder den Kolben (100) in Horizontalrichtung, Vertikalrichtung, in Rotationsrichtung um eine Achse des Zylinderrohres (12), in Rotationsrichtung senkrecht zu dieser Achse oder in verschiedenen Richtung, die durch komplexe Kombination dieser Richtungen erhalten werden.

2. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verschiebungsübertragungselement ein bewegliches Element (14) aufweist, das mit dein Kolben (100) zur Verschiebung entlang einer äußeren Fläche des Zylinder­ rohres (12) verbunden ist.

3. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lastaufnahmemechanismen (82a, 82b) an beiden Enden des beweglichen Elements (14) in Verschiebungs­ richtung vorgesehen sind.

4. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnahmemechanismus (82a, 82b) ein Kopplungselement (92) mit einer flachen Fläche (90) an einer Seitenfläche und einer gekrümmten Fläche (88) an der anderen Seitenfläche und eine Endabdeckung (86) aufweist, die eine Aussparung (94) mit einer der gekrümmten Fläche (88) des Kopplungselements (92) entsprechenden Form, und daß die Endabdeckung (86) mit dem Gleiter (22) verbunden ist, so daß eine Endfläche des beweglichen Elements (14) und der flachen Fläche (90) des Kopplungselements (92) gleitend in Flächen­ kontakt miteinander stehen, und daß die gekrümmte Fläche (88) des Kopplungselements (92) und die Aussparung (94) der Endabdeckung (86) gleitend in Flächenkontakt miteinander stehen.

5. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (12) austausch­ bar an dem Führungsrahmen (20) angebracht ist, indem das Zylinderrohr (12) in der Aussparung (18) des Führungsrahmens (20) aufgenommen ist.

6. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Endplatte (48a, 48b) mit einem Ende des Führungsrahmens (20) verbunden ist und daß eine Öffnung (50), durch die das Zylinderrohr (12) in Längsrichtung ziehbar ist, in der Endplatte (48a, 48b) ausgebildet ist.

7. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar von Seiten­ abdeckungen (40a, 40b) lösbar an oberen Abschnitten einander gegenüberliegender Seitenwände des Führungsrahmens (20) angebracht ist.

8. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Sensorbefestigungsnut (44) zur Befestigung eines Sensors (42) in Längsrichtung an einer Seitenfläche der Seitenabdeckung (40a, 40b) ausgebildet ist.

9. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Permanentmagnet (142) in einer an einem festgelegten Abschnitt eines vorstehenden Streifens (140), der von einer Seitenwand des Gleiters (22) zu der Seitenabdeckung (40a, 40b) hin vorsteht, ausgebildeten Öffnung angeordnet ist, und daß der Sensor (42) eine Magnetwirkung des Permanent­ magneten (142) feststellt.

10. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächen (88) des Kopplungselements (92), die an beiden Enden des beweglichen Elements (14) in Verschiebungsrichtung vorgesehen sind, jeweils mit im wesentlichen der gleichen Umfangsgestalt ausgebildet sind.

11. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Last, die auf den Gleiter (22), das bewegliche Element (14) oder den Kolben (100) in Horizontalrichtung, Vertikalrichtung und in Rotationsrichtung um die Achse des Zylinderrohres (12) aufgebracht wird, durch eine relative Gleitbewegung in Flächenkontakt zwischen der Endfläche des beweglichen Elements (14) und der flachen Fläche (90) des Kopplungselements (92) mit Hilfe eines Freiraumes (98) aufgenommen wird, der zwischen dem Gleiter (22) und dem beweglichen Element (14) ausgebildet ist, und daß die Last, die in Rotationsrichtung senkrecht zu der Achse des Zylinder­ rohres (12) ausgeübt wird, durch eine relative Gleitbewegung in Flächenkontakt zwischen der gekrümmten Fläche (88) des Kopplungselements (92) und der Aussparung (94) der End­ abdeckung (86) mit Hilfe des Freiraumes (98), der zwischen dem Gleiter (22) und dem beweglichen Element (14) ausgebildet ist, aufgenommen wird.

12. Stangenloser Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Last aufnehmende Mechanismus (82a, 82b) beim Zusammensetzen Positionsabweichungen zwischen dem Führungsrahmen (20) und dem in der Aussparung (18) des Führungsrahmens (20) aufgenommenen Zylinderrohr (12) absor­ biert.