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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen stangenlosen Zylinder
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der beispielsweise als Transporteinrichtung
für Werkstücke dient.
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Ein
gattungsgemäßer Zylinder
ist bspw. aus der JP 6-17803 A bekannt.
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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 Lastübertragungskomponente
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 Lastübertragungskomponente
ausgeübt
wird, absorbiert (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift 60-234 106).
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Andere
herkömmliche
stangenlose Zylinder weisen einen anderen Mechanismus auf, bei dem eine
Eingriffsaussparung an einer unteren Fläche eines Gleiters ausgebildet
ist. Ein Eingriffvorsprung 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 Eingriffsvorsprung ausgebildet ist (siehe
japanische Patentveröffentlichung
7-1041).
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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.
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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 Lebensdauer führt.
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Es
ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
stangenlosen Zylinder vorzuschlagen, der in der Lage ist, eine auf
einen Gleiter, ein Verschiebungsübertragungselement
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.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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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.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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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.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Explosionsdarstellung eines stangenlosen Zylinders
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Explosionsdarstellung, die eine Abdeckung und eine obere Platte
darstellt, die an dem in 1 gezeigten stangenlosen Zylinder
angebracht werden,
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3 einen
Längsschnitt
entlang der Linie III-III in 2,
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4 eine
teilweise aufgebrochene Vorderansicht des stangenlosen Zylinders
gemäß 1,
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5 eine
teilweise aufgebrochene Draufsicht des stangenlosen Zylinders gemäß 4,
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6 eine
teilweise geschnittene Ansicht des stangenlosen Zylinders gemäß 4,
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7 einen
vergrößertern
Teilschnitt durch einen in 4 gezeigten
Lastaufnahmemechanismus,
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8 einen
Längsschnitt
durch einen Hauptzylinderkörper,
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9 eine
perspektivische Ansicht eines Kolbens, der in einer Bohrung eines
Zylinderrohres angeordnet ist,
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10 einen
Längsschnitt,
der mit teilweisen Weglassungen einen Eingriffszustand zwischen einem
ersten Dichtungselement und einem Schlitz darstellt,
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11 den
Vorgang beim Absorbieren der auf ein bewegliches Element in Horizontalrichtung ausgeübten Last,
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12 den
Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Vertikalrichtung
ausgeübten
Last,
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13 den
Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Rotationsrichtung
um die Achse ausgeübten
Last und
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14 den
Vorgang beim Absorbieren der auf das bewegliche Element in Rotationsrichtung senkrecht
zu der Achse ausgeübten
Last.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 einen stangenlosen Zylinder gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der stangenlose Zylinder 10 weist
einen Hauptzylinderkörper 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.
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Wie
in 3 dargestellt ist, sind zwei Streifen von Befestigungsnuten 24a, 24b,
die zur Befestigung des stangenlosen Zylinders 10 mit Hilfe
von nicht dargestellten Befestigungsmitteln, wie Bolzen, an einem
anderen Element dienen, in Längsrichtung an
einer unteren Fläche
des Führungsrahmens 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 Befestigungsnuten 24a, 24b erstrecken.
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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.
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Ein
Befestigungselement 32, das mit einem Eingriffsvorsprung 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.
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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 befestigt.
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.
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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 Führungsschiene 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 Befestigungselement 32.
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Wie
in 2 dargestellt ist, sind Seitenabdeckungen 40a, 40b,
die sich in Längsrichtung
des Führungsrahmens 20 erstrecken,
jeweils an oberen Abschnitten einander gegenüberliegender Seitenwände des
Führungsrahmens 20 angebracht.
Eine Sensorbefestigungsnut 44, die der Befestigung eines
Sensors 42 dient (vgl. 3), ist
in Längsrichtung
an einer Seitenfläche
der Seitenabdeckung 40a, 40b ausgebildet. Die
Seitenabdeckungen 40a, 40b sind lösbar an
dem Führungsrahmen 20 angebracht
und werden durch Endplatten 48a, 48b mit Hilfe
von Halteelementen 46 gehalten, wie später beschrieben wird.
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Wie
in 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.
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Wie
in 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.
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Wie
in 4 dargestellt ist, ist eine Verschiebungsgrößeneinstelleinrichtung 54 zum
Einstellen der Größe der Verschiebung
des Gleiters 22 an der Endplatte 48a (48b)
vorgesehen. 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.
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Bei
dieser Ausführungsform
greift bspw. ein Schraubendreher in einen Schlitz (nicht dargestellt) an
einem gegenüberliegenden
Ende des Kopfes 58 des Bolzens 62 ein, um die
Einschraubtiefe 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.
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Wie
in 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. 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.
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Wie
in 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. 7),
die voneinander um einen festgelegten 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.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist ein Paar von Last aufnehmenden
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 Mechanismen 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 Kopplungselement 92, das an einer Seitenfläche eine
gekrümmte
Oberfläche 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 Aluminiumlegierung.
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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.
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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 Flächenkontakt
stehen.
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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. 7). Die
Abdeckplatte 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.
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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.
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Das
bewegliche Element 14 ist zwischen dem Paar von Endabdeckungen 86 angeordnet,
die in Längsrichtung
mit beiden Enden des Gleitelements 22 verbunden sind. Somit
sind das bewegliche Element 14 und der Gleiter 22 gemeinsam
verschiebbar.
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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. 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.
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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 Schwimmmechanismus,
der die Verschiebung des beweglichen Elements 14 erlaubt. Der
Schwimmmechanismus wird bei Bedarf vorgesehen.
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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.
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Wie
in 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 8 bezeichnet
das Bezugszeichen 120 einen Durchgang, der es einem ersten
Dichtungselement 122, das später beschrieben wird, erlaubt,
in den Kolben 122 einzutreten. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet
einen zylindrischen Dämpfungsring.
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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 Eingriffsvorsprünge 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.
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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.
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Wie
in 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.
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Bei
dieser Ausführungsform
stellt der Sensor 42 (vgl. 3), der
an einem festgelegten Abschnitt der Sensorbefestigungsnut 44 der
Seitenabdeckung 40a, 40b angebracht ist, die Magnetwirkung
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.
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Der
Gleiter 22 weist an seinen beiden Enden ein Paar von Öffnungen 144a, 144b (vgl. 1)
auf, die sich in Verschiebungsrichtung durch ihn erstrecken. Ein
Stoßdämpfer 64 (vgl. 2),
der als Puffer dient, indem er gegen den Kopf 68 des oben
beschriebenen Bolzens 62 anschlägt, ist in die Öffnung 144a, 144b eingesetzt.
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Der
stangenlose Zylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird
seine Betätigung,
Funktion und Wirkung erläutert.
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Zunächst wird,
wie in 1 dargestellt, der Hauptzylinderkörper 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 Führungsrahmens 20 ausgebildet
ist, mit Hilfe des Schraubelements und der Mutter befestigt. Dadurch
wird der Hauptzylinderkörper 16 in
der Aussparung 18 des Führungsrahmens 20 befestigt.
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Bei
dieser Ausführungsform
reicht es aus, daß der
Hauptzylinderkörper 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.
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Der
Hauptzylinderkörper 16 kann
auf einfache Weise gegen einen anderen Hauptzylinderkörper 16 der
gleichen Art oder einer anderen Art ausgetauscht werden, indem die
Befestigungselemente 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 Rechteckquerschnitt der Endplatten 48a, 48b herausgezogen wird.
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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.
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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 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.
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Wenn
das bewegliche Element 14 in Längsrichtung des Zylinderrohres 12 verschoben
wird, wird der Gleiter 22 gemeinsam mit dem verschieblichen Element 14 entsprechend
der Führungswirkung
der linearen Führungen 34 verschoben.
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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.
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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 11 bis 14, die
die auf das bewegliche Element 14 ausgeübten Lasten darstellen.
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Wenn
eine Last auf das bewegliche Element 14 in Horizontalrichtung
des beweglichen Elements 14 ausgeübt wird, verschiebt sich das
bewegliche Element 14 in Horizontalrichtung (Richtung des
Pfeiles A) (vgl. 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.
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Wenn
die Last auf das bewegliche Element 14 in Vertikalrichtung
des beweglichen Elements 14 ausgeübt wird, verschiebt sich das
bewegliche Element 14 in Vertikalrichtung (Richtung des
Pfeiles B) (vgl. 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 bewegliche Element 14 ausgeübt wird, absorbiert.
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Wenn
die Last auf das bewegliche Element 14 in Rotationsrichtung
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. 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.
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Wenn
die Last auf das bewegliche Element 14 in Rotationsrichtung
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. 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.
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Die 11 bis 14 zeigen
die Zustände, in
denen das bewegliche Element 14 in Richtung der Pfeile
A bis D verschoben 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.
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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.
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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 möglich, die
Lebensdauer des Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b zu
verbessern.
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Außerdem wird
selbst bei einer Positionsabweichung zwischen dem Zylinderrohr 12 und
dem Führungsrahmen 20,
bspw. beim Zusammensetzen des stangenlosen Zylinders 10,
die Positionsabweichung durch den Lastaufnahmemechanismus 82a, 82b absorbiert.
Als Folge hiervon ist es einfach, den Hauptzylinderkörper 16 in
der Aussparung 18 des Gleiters 22 anzubringen.