DE4334424A1

DE4334424A1 - Stangenloser Zylinder

Info

Publication number: DE4334424A1
Application number: DE4334424A
Authority: DE
Inventors: Terumasa Takeuchi; Yoshinori Nozawa; Daiju Maki; Masatoshi Shiino
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2013-10-09
Also published as: DE4334424C2; SE9303286L; US5473971A; SE9303286D0; SE510396C2; SE9703486D0

Description

Die Erfindung betrifft einen stangelosen Zylinder, welcher einen Zylinderkörper, einen im Zylinderkörper enthaltenen Kolben und einen auf der externen Fläche des Zylinderkörpers angeordneten Befestigungskörper, im folgenden Montage-Tisch genannt, enthält, wobei der Kolben und der Montage-Tisch in der Weise miteinander verbunden sind, daß sie zusammen bewegt werden können. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen stangenlosen Zylinder, welcher mit einer Vorrichtung zur Zufuhr eines Druck-Fluides zu einer externen Betätigungsvorrichtung versehen ist, welche auf dem Montage-Tisch befestigt ist.

Bei einem stangenlosen Zylinder ist allgemein ein Kolben beweglich in einem Zylinderkörper untergebracht, und ein Montage-Tisch, welcher außerhalb des Zylinderkörpers angeordnet ist, ist in der Weise mit dem Kolben verbunden, daß er sich zusammen mit diesem bewegen kann. Der Grund dafür, daß diese Art von Zylinder stangenloser Zylinder genannt wird, liegt darin, daß keine Kolbenstange mit dem Kolben desselben verbunden ist. Der Kolben wird mit Hilfe der in den Zylinderkörper hinein zugeführten Luft hin- und herbewegt, und der der Bewegung des Kolbens folgende Montage-Tisch wird entlang des Zylinderkörpers hin- und herbewegt. Wenn demgemäß eine externe Betätigungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Spannfutter oder eine Spannvorrichtung, auf dem Montage-Tisch befestigt ist, können verschiedene Baugruppen oder Gegenstände dadurch zwischen zwei beliebigen Positionen transportiert werden, daß das Spannfutter oder die Spannvorrichtung benutzt wird, welche mit der Bewegung des Kolbens gekuppelt ist.

Bei einem herkömmlichen stangenlosen Zylinder ist ein Montage-Tisch 52 auf der externen oder äußeren Fläche eines Zylinderkörpers 51 vorgesehen, wie in Fig. 19 gezeigt. Verschiedene Arten von externen Betätigungsvorrichtungen können auf dem Montage-Tisch 52 befestigt werden. Die externen Betätigungsvorrichtungen enthalten z. B. ein Spannfutter oder eine Spannvorrichtung 55 zum Halten von Gegenständen, einen Zylinderkörper 53 zum Hin- und Herbewegen des Spannfutters 55 entlang der Achse Z und eine Bremsvorrichtung zum Anwenden einer Brems-Kraft auf den Kolben, welcher sich im stangenlosen Zylinder befindet. In dem oben beschriebenen herkömmlichen stangenlosen Zylinder sind flexible Leitungen 54 vorgesehen, unabhängig von der Leitung zur Zufuhr von Luft in den stangenlosen Zylinder, durch welche Luft von einer Luft-Versorgungsquelle oder Luftquelle zu der externen Betätigungsvorrichtung zugeführt wird.

Jedoch müssen die flexiblen Leitungen 54 für die externe Betätigungsvorrichtung im herkömmlichen stangenlosen Zylinder separat angeordnet werden, so daß die Leitungs- Operation oder Leitungs-Bewegung schwierig oder problematisch wird. Da die flexiblen Leitungen 54 wiederholt gebogen oder gedehnt werden, wenn sie der Bewegung des Montage-Tisches 52 folgen, sind die Teile im Luft-Versorgungssystem, welche diese Leitungen enthalten, darüberhinaus sehr schnell verschlissen und müssen frühzeitig ersetzt werden. Zusätzlich muß ein großer Installations-Raum sichergestellt sein, um eine Beein flussung oder Störung von Bedienungspersonen oder den umliegenden Gerätschaften durch die flexiblen Leitungen 54 zu verhindern.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen stangenlosen Zylinder zu schaffen, der für die externe Betätigungsvorrichtung eine einfache Leitungs-Operation (piping operation) ermöglicht und durch welchen Schwierigkeiten, die auf die Anordnung der Leitungen (piping) zurückzuführen sind, verhindert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kenn zeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere Merk male der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Zur Lösung der Aufgabe besitzt der erfindungsgemäße stangenlose Zylinder einen Schlitz oder Spalt, welcher sich axial auf der externen oder äußeren Fläche oder Oberfläche des Zylinderkörpers erstreckt. Ein Kolben ist beweglich im Zylinderkörper enthalten. Ein Montage-Tisch ist beweglich entlang der externen Fläche des Zylinder körpers angeordnet und mit dem Kolben durch den Spalt verbunden. Eine externe Betätigungsvorrichtung ist auf dem Montage-Tisch befestigt und wird mit Hilfe des Druck- Fluides angetrieben. Im Zylinderkörper ist eine Passage oder ein Durchgang gebildet, durch welche das Druck-Fluid hin durchtreten kann. Im Zylinderkörper ist ebenfalls ein Einlaß gebildet, durch welchen das Druck-Fluid in der Passage zur Seite des Montage-Tisches hin herausgeleitet wird. Auf dem Montage-Tisch ist ein Auslaß gebildet, durch welchen das Druck-Fluid, welches durch den Einlaß herausgeleitet wird, einer externen Betätigungsvorrich tung zugeführt wird, beispielsweise einem Stellantrieb.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen stangenlosen Zylinder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Querschnitts ansicht;

Fig. 2 den stangelosen Zylinder in verkleinerter Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 den stangenlosen Zylinder in vergrößerter Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1;

Fig. 4 den Luft-Zufuhrmechnismus des stangenlosen Zylinders von Fig. 1 in perspektivischer Ansicht;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 3;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 3;

Fig. 7 den Hauptabschnitt eines stangenlosen Zylin ders, auf welchem ein anderes Exemplar einer externen Betätigungsvorrichtung befestigt ist, in Querschnittsansicht;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 von Fig. 7;

Fig. 9 eine Abwandlung des erfindungsgemäßen stangenlosen Zylinders in Querschnittsansicht;

Fig. 10 eine andere Abwandlung des erfindungsgemäßen stangenlosen Zylinders in Querschnittsansicht;

Fig. 11 einen stangenlosen Zylinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in Querschnitts ansicht;

Fig. 12 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 von Fig. 11;

Fig. 13 eine Abwandlung des stangenlosen Zylinders gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung in Querschnittsansicht;

Fig. 14 einen stangenlosen Zylinder gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung in Querschnitts ansicht;

Fig. 15 ein in der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendetes Dichtungs-Band in perspektivischer Ansicht;

Fig. 16 einen in der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Schaltplan;

Fig. 17 eine Abwandlung des in der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Schaltplanes oder Schalt-Diagramms;

Fig. 18 eine Abwandlung des in der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Dichtungs-Bandes in Querschnittsansicht; und

Fig. 19 einen herkömmlichen stangenlosen Zylinder in perspektivischer Ansicht.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist eine Druck-Kammer 2 in einem Zylinderkörper oder Zylindergehäuse 1 gebildet, in welchem ein Kolben 3 in der Weise angeordnet ist, daß er sich entlang einer longitudinalen Richtung des Zylinderkörpers 1 bewegen kann. Ein Schlitz oder Spalt 4 ist in der oberen Wand des Zylinderkörpers 1 gebildet. Endkappen 7 sind an beiden Enden des Zylinderkörpers 1 angebracht.

Ein Verbindungsabschnitt 9 ist integral mit dem Kolben 3 gebildet und erstreckt sich durch den Spalt 4 zur Außenseite des Zylinderkörpers 1. Ein auf der externen Fläche des Zylinderkörpers 1 angeordneter Montage-Tisch 10 ist mit dem Kolben 3 über den Verbindungsabschnitt 9 in der Weise verbunden, daß der Kolben 3 und der Montage-Tisch 10 zusammen bewegt werden können. Ein inneres Dichtungs-Band 5 und ein äußeres Dichtungs-Band 6 sind entlang der inneren Kanten und äußeren Kanten des Spaltes 4 angeordnet und sind an jedem End-Abschnitt auf den zugehörigen Endkappen 7 befestigt. Das innere Dichtung-Band 5 ist teilweise durch den Hohlraum eingesetzt oder in diesen eingefügt, welcher auf dem unteren Teil des Kolbens 3 gebildet ist, während das äußere Dichtungs-Band 6 teilweise durch den zwischen dem Montage-Tisch 10 und dem Verbindungsabschnitt 9 gebildeten Hohlraum eingesetzt oder in diesen eingefügt ist.

Ein Luft-Zylinder 11 ist als eine externe Betätigungs vorrichtung auf dem Montage-Tisch 10 befestigt. Die Richtung, in welche die Kolbenstange 12 des Luft- Zylinders 11 bewegt wird, kann durch ein elektromagnetisches Ventil 13 umgeschaltet oder geändert werden.

Ein Leitungsabschnitt 15 ist integral auf einer Seite des Zylinderkörpers 1 entlang der gesamten Länge desselben gebildet. Wie in den Figs. 3 bis 6 gezeigt, ist eine Luft-Passage, oder ein Luft-Kanal 16 durch die Innenseite des Leitungsabschnittes 15 als eine Druck-Fluid-Passage oder als ein Druck-Fluid-Kanal gebildet. Jedes Ende der Luft-Passage 16 ist durch die Endkappen 7 hermetisch ab gedichtet. Eine (nicht gezeigte) Luft-Öffnung zur Zufuhr von Luft als ein Druck-Fluid durch dieselbe zu der Luft- Passage 16 ist in einer Endkappe 7 vorgesehen. Ein Schlitz oder Spalt 17 ist auf dem oberen Teil des Leitungsabschnittes 15 gebildet, durch welchen die Luft in der Luft-Passage 16 zur Seite des Montage-Tisches hin geleitet oder in diese eingeführt wird. Der Spalt 17 ist intern durch ein Dichtungs-Band 18 abgedichtet.

Ein Gleitabschnitt 20, welcher auf dem Leitungsabschnitt 15 gleitet, wenn sich der Montage-Tisch 10 hin- und herbewegt, ist integral mit dem Montage-Tisch 10 gebildet. Der Gleitabschnitt 20 hat ein Joch oder einen Kragen 21, welcher in die Luft-Passage 16 eingesetzt ist. Das Joch 21 drückt das Dichtungsband 18 sukzessive nach unten, um den Spalt 17 teilweise zu öffnen, wenn es sich bewegt. Nach unten geöffnete Luft-Taschen 22 sind auf dem Gleitabschnitt 20 gebildet. Eine Dichtung 23 ist um die Luft-Taschen 22 herum angeordnet, um den Abschnitt des Spaltes 17 zu umschließen, welcher durch das Joch 21 offengelassen wird. Um ein Luft-Leck oder einen Luft- Austritt durch den Spalt 17 zu verhindern, wird die Dichtung 23 in Druck-Kontakt oder Preß-Kontakt mit der oberen Fläche des Leitungsabschnittes 15 gebracht. Anpreß-Teile 24 erstrecken sich an jedem Endabschnitt des Joches 21 nach oben. Die Anpreß-Teile 24 sind in der Weise ausgelegt, daß sie das Dichtungs-Band 18 gegen die Dichtung 23 drücken, um die Luft-Dichtigkeit durch die Dichtung 23 zu erhöhen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Auslaß 26 auf der oberen Fläche des Montage-Tisches 10 vorgesehen. Die Luft- Taschen 22 sind mit dem Auslaß 26 durch einen kommuni zierenden Pfad oder eine kommunizierende Bohrung 27 verbunden, welcher im Montage-Tisch 10 gebildet ist. Der Auslaß 26 ist über eine Luft-Leitung 28 mit dem elektro magnetischen Ventil 13 verbunden, um die aus dem Spalt 17 entnommene Luft dem Luft-Zylinder 11 zuzuführen. Die Luft-Leitung 28 kann im übrigen auf dem Luft-Zylinder 11 vorgesehen sein.

In dem in dieser Weise aufgebauten stangenlosen Zylinder wird der Montage-Tisch 10 integral mit dem Kolben 3 bewegt. Mit der Bewegung des Montage-Tisches 10 gleitet der Gleitabschnitt 20 auf dem Leitungsabschnitt 15, um das Dichtungs-Band 18 durch das Joch 21 nach unten zu drücken und den Spalt 17 teilweise zu öffnen. Die Luft in der Luft-Passage 16 wird durch den Spalt 17 zur Seite des Montage-Tisches hin herausgelassen und wird vom Auslaß 26, welcher auf dem Montage-Tisch 10 gebildet ist, durch die Luft-Leitung 28 und das elektromagnetische Ventil 13 dem Luft-Zylinder 11 zugeführt.

Daher kann dem Luft-Zylinder 11 bei dieser Ausführungs form Luft einfach durch Verbinden der Luft-Leitung 28 mit dem Auslaß 26 zugeführt werden. Da die Luft-Passage 16 im Zylinderkörper 1 gebildet ist, bewegt sie sich nicht mit der Bewegung des Montage-Tisches 10. Dementsprechend kann die Langlebigkeit der Teile in dem Luftversorgungssystem einschließlich des Leitungsabschnittes 15 und der Luft- Leitung 28 erhöht werden, und es besteht daneben keine Notwendigkeit, den Raum für die Bewegung der Leitung zu sichern. Darüberhinaus besteht keine Gefahr von Störungen oder Beeinflussungen zwischen den Leitungen und Bedienungspersonen oder umliegenden Gerätschaften. Da ferner der Leitungsabschnitt 15 und der Gleitabschnitt 20 integral mit dem Zylinderkörper 1 bzw. dem Montage-Tisch 10 in dieser Ausführungsform gebildet sind, kann der stangenlose Zylinder in vorteilhafter Weise insgesamt zu geringen Kosten hergestellt werden.

Die Figs. 7 und 8 zeigen ein weiteres Beispiel einer externen Betätigungsvorrichtung, bei welcher auf dem Montage-Tische 10 eine Bremsvorrichtung 30 zur Anwendung oder Ausübung einer Brems-Kraft auf den stangenlosen Zylinder befestigt ist. Die Bremsvorrichtung 30 besitzt ein Bremselement 31, welches im Montage-Tisch 10 in der Weise gehalten wird, daß es darin schwingen kann. Eine Brems-Schiene 32 erstreckt sich entlang einer Seitenfläche des Zylinderkörpers 1. Ein Paar Nockenflächen 33, die mit der Bremsschiene 32 verriegel bar sind oder mit dieser in Eingriff gebracht werden kön nen, sind im Bremselement 31 gebildet.

Im Montage-Tisch 10 ist eine Druck-Kammer 34 gebildet, in welcher ein Kolben 36 und eine Stoß- oder Schubvorrich tung 38 in der Weise angeordnet sind, daß sie einander entgegenwirken. Der Kolben 36 wird durch eine Feder 35, welche eine hohe Federkraft besitzt, in der Weise gedrängt oder verschoben, daß er mit einer Seite des Bremselementes 31 in Eingriff ist. Die Schubvorrichtung 38 wird durch eine Feder 37, die eine schwache Federkraft besitzt, in der Weise gedrängt oder verschoben, daß sie mit der anderen Seite des Bremselementes 31 in Eingriff ist. Der Montage-Tisch 10 ist mit einem Luft-Einlaß 39 versehen, welcher mit der Druck-Kammer 34 kommuniziert. Der Luft-Einlaß 39 ist in der gleichen Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform über eine Luft-Leitung 40 und ein elektromagnetisches Ventil 41 mit einem Auslaß 26 verbunden.

Das elektromagnetische Ventil 41 wird erregt, während der stangenlose Zylinder in Betrieb ist, um es zu ermöglichen, daß die Luft vom Auslaß 26 durch den Luft- Einlaß 39 zur Druck-Kammer 34 zugeführt wird, wobei der Kolben 36 entgegen der Federkraft der Feder 35 zurückgedrängt wird, um es dem Bremselement 31 zu erlauben, durch die Schubvorrichtung 38 bezüglich Fig. 8 im Uhrzeigersinn ausgelenkt oder geschwungen zu werden. Daher werden die Nockenflächen 33 von der Brems-Schiene 32 distanziert und die Brems-Kraft gelöst oder freigegeben. Zwischenzeitlich wird das elektromagnetische Ventil 41 entregt, während der stangenlose Zylinder außer Betrieb ist, um die Luft in der Druck-Kammer 34 freizu geben oder entweichen zu lassen. Entsprechend wird der Kolben 36 durch die Federkraft der Feder 35 zum Bremselement 31 hin verschoben, wobei das Bremselement 31 bezüglich Fig. 8 im Gegenuhrzeigersinn ausgelenkt oder geschwungen wird, um es den Nockenflächen 33 zu erlauben, mit der Brems-Schiene 32 in Eingriff zu gehen und dadurch eine Brems-Kraft auf den Montage-Tisch 10 auszuüben.

Da der Auslaß 26 auch bei diesem Beispiel einer externen Betätigungsvorrichtung auf dem Montage-Tisch 10 vorgesehen ist, kann die Länge der Luft-Leitung 40 im Vergleich zu einem herkömmlichen stangenlosen Zylinder stark verringert werden. Dementsprechend können die möglichen Probleme oder Schwierigkeiten aufgrund der Leitungen vermieden werden und die Bremsvorrichtung 30 kann zuverlässig und sicher betrieben werden.

Die Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausfüh rungsformen beschränkt und zahlreiche weitere Abwand lungen werden durch eine angemessene Änderung der Formen der entsprechenden Teile und des Aufbaus oder der Beschaffenheit ermöglicht, wie z. B.:

1) Der Leitungsabschnitt 15 kann separat vom Zylinderkörper 1 gebildet sein und kann am Zylinderkörper 1 durch die Verwendung von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Bolzen, wie in Fig. 9 gezeigt, befestigt sein.
2) Der Gleitabschnitt 20 kann separat vom Montage-Tisch 10 gebildet sein und kann am Montage-Tisch 10 durch Verwendung von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Bolzen, über einen dazwischenliegenden Block 43, wie in Fig. 9 gezeigt, befestigt sein;
3) Die Druck-Kammer 2 des Zylinderkörpers 1 kann auch als eine Luft-Passage oder ein Luft-Kanal verwendet werden, während ein Luft-Einlaß 45 im Kolben 3 gebildet sein kann, und ein kommunizierender Pfad oder eine Bohrung 27 durch den Kolben 3 und den Montage-Tisch 10 hindurch gebildet sein kann, um mit dem Auslaß 26 verbunden zu sein, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist;
4) Ein Spannfutter oder eine Spannvorrichtung, eine Vakuumvorrichtung, ein Luft-Motor usw. können als die externen Betätigungsvorrichtungen auf dem Montage-Tisch 10 befestigt sein; oder
5) Der erfindungsgemäße stangenlose Zylinder kann auf stangenlose Zylinder angewendet werden, welche durch Hydraulik-Druck oder durch verschiedene andere Gase statt Luft betrieben werden.

Eine zweite Ausführungsform eines stangenlosen Zylinders gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figs. 11 und 12 beschrieben.

Wie in den Figs. 11 und 12 gezeigt, ist ein Zylinderkör per 71, welcher eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, an beiden Enden offen. Ein Endkappen-Paar 72 sitzt an beiden End-Öffnungen des Zylinderkörpers 71 und ist in diesen befestigt. Jede Endkappe 72 hat in ihrem Zentrum eine Öffnung 73. Ein Schlitz oder Spalt 74 ist auf dem oberen Teil des Zylinderkörpers 71 gebildet. Der Spalt 74 besitzt auf jeder Seite geneigte Flächen 75 am oberen Teil, Eingriffsabschnitte 76 im mittleren Teil und Dichtungsflächen 77 am unteren Teil.

Ein Kolben 78 ist beweglich im Zylinderkörper 71 untergebracht und Dichtungsringe 79 sind um beide Endabschnitte herum auf- oder eingesetzt. Ein Verbindungsabschnitt 80 ist integral mit dem Kolben 78 gebildet, welcher sich von der Mitte der Länge desselben aufwärts und nach außen durch den Spalt 74 hindurch erstreckt. Ein Montage-Tisch 81 ist am oberen Ende des Verbindungsabschnittes 80 befestigt. Ein unterer bogenförmiger Hohlraum 82 ist zwischen dem Kolben 78 und dem Verbindungsabschnitt 80 gebildet, und ein oberer bogenförmiger Hohlraum 83 ist zwischen dem Verb in dungsabschnitt 80 und dem Montage-Tisch 81 gebildet.

Das Dichtungs-Band 84 ist an seinen beiden Endabschnitten auf den Endkappen 72 durch Stifte 85 und Befestigungsmit tel oder Spannvorrichtungen 86 befestigt. Das Dichtungsband 84 ist entlang der inneren Kanten des Spaltes 74 im Zylinderkörper 71 eingepaßt und teilweise in den unteren bogenförmigen Hohlraum 82 eingesetzt. Das Dichtungs-Band 84 hat Eingriffsabschnitte 87 auf jeder Seite desselben, die mit den entsprechenden Eingriffsab schnitten 76 des Spaltes 74 in Eingriff sind, und hat außerdem Dichtungsabschnitte 88, welche an den zugeord neten Dichtungs-Flächen 77 des Spaltes 74 anliegen.

Das Dichtungs-Band 84, welches in der zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung verwendet wird, weist ein elas tisches Basismaterial 84a, wie beispielsweise Gummi, und ein flexibles, in das Basismaterial 84a eingebettetes verstärkendes Material 84b auf. Das verstärkende Material 84b besteht aus einem extra feinen verstärkten Monofil oder Einzelfaden, wie z. B. Polyamid, welches zu einem Garn eingedreht oder verdrillt ist, und eine Vielzahl von Garnen als verstärkende Materialien 84b ist parallel zueinander in der Längsrichtung des Basismaterials 84a in das Basismaterial 84a eingebettet.

Ein äußeres Dichtungs-Band 89 ist an beiden Endabschnit ten auf den Endkappen 72 durch Stifte 85 und Befesti gungsmittel 86, z. B. Spannvorrichtungen, befestigt, erstreckt sich entlang der äußeren Kanten des in dem Zylinderkörper 1 gebildeten Spaltes 74 und ist teilweise in den oberen bogenförmigen Hohlraum 83 eingesetzt. Das äußere Dichtungs-Band 89 ist an seinem unteren Teil mit einem Eingriffsabschnitt 90 versehen, welcher mit den geneigten Flächen oder Oberflächen 75 des Spaltes 74 in Eingriffist.

In dem in dieser Weise aufgebauten stangenlosen Zylinder wird der Kolben 78 innerhalb des Zylinderkörpers 71 nach links gestoßen, um den Verbindungsabschnitt 80 und den Montage-Tisch 81 zusammen in die gleiche Richtung zu bewegen, wenn ein Druck-Fluid, wie beispielsweise Luft, durch die rechte Öffnung 73 der rechten Zylinder-Kammer des Zylinderkörpers 71 zugeführt wird. Zwischenzeitlich wird der Kolben 78 nach rechts gedrückt, um den Verbin dungsabschnitt 80 und den Montage-Tisch 81 zusammen in die gleiche Richtung zu bewegen, wenn das Druck-Fluid durch die linke Öffnung 73 in die linke Zylinder-Kammer des Zylinderkörpers 71 gefördert wird.

Wenn der Verbindungsabschnitt 80 und der Montage-Tisch 81 bewegt werden, wird das Dichtungs-Band 84 relativ zu ihnen bewegt, wobei es den unteren bogenförmigen Hohlraum 82, der zwischen dem Kolben 78 und dem Verbindungsabschnitt 80 gebildet ist, durchläuft, während das Dichtungs-Band 84 nach unten gebogen oder gedehnt wird. Zwischenzeitlich wird das äußere Dichtungs-Band 89 relativ zum Verbindungsabschnitt 80 und dem Montage-Tisch 81 bewegt, wobei es den unteren bogenförmigen Hohlraum 83 durchläuft, welcher zwischen dem Verbindungsabschnitt 80 und dem Montage-Tisch 81 gebildet ist, während das äußere Dichtungs-Band 89 nach oben gebogen oder gedehnt wird.

Da das Dichtungs-Band 84 das elastische Basismaterial 84a und das flexible Faser-verstärkte Verstärkungs-Material 84b (z. B. Glasfaser), welches in das Basismaterial 84a eingebettet ist, enthält, kann die Zugfestigkeit des Dichtungs-Bandes 84 erhöht werden, ohne die Flexibilität desselben zu verringern. Dementsprechend brauchen die Krümmungsradien R1, R2 im Abschnitt des Dichtungs-Bandes 84, welcher den unteren bogenförmigen Hohlraum 82 durch läuft, nicht groß gewählt zu werden, so daß der stangenlose Zylinder insgesamt durch Verringerung der Abmessungen in der axialen Richtung verkleinert werden kann.

Der Innendruck des Zylinderkörpers 71, welcher auf das Dichtungs-Band 84 in Dickenrichtung, und die Zugkraft, welche auf das Dichtungs-Band 84 in Längsrichtung durch den Betrieb des Kolbens 78 ausgeübt wird, werden durch das elastische Basismaterial 84a und das Verstärkungs- Material 84b entsprechend aufgenommen. Dadurch kann die Anfälligkeit für einen Abfall des Dichtungs-Effektes aufgrund der Längung oder Dehnung des Dichtungs-Bandes 84 mit ausgedehnter Benutzung des stangenlosen Zylinders zuverlässig verhindert werden.

Als nächstes wird eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben.

In der Abwandlung ist, wie in der zweiten Ausführungs form, das Dichtungs-Band 84 durch die Verwendung eines elastischen Basismaterials 84a, wie beispielsweise Gummi, und ein flexibles Verstärkungs-Material 84b, welches in das Basismaterial 84a eingebettet ist, gebildet. Das Verstärkungs-Material 84b, welches in der Abwandlung benutzt wird, ist in das Gewebe unter Verwendung von Kette und Schuß eingewebt, welche durch Verdrillen von extra feinem Monofil oder Einzelfäden, wie beispielsweise Polyamid, gebildet sind.

Dadurch wird bei der Abwandlung die Zugkraft, welche während des Betriebes des Kolbens 78 auf das Dichtungs- Band 84 in Längsrichtung wirkt, durch Kette und Schuß des Gewebe-verstärkenden Materials 84b verteilt und aufgenommen. Daher kann gemäß der Abwandlung die Zugfestigkeit des Dichtungs-Bandes 84 weiter erhöht werden, und die Längung oder Dehnung des Dichtungs-Bandes 84 kann über einen zusätzlichen Zeitraum verhindert werden.

Im übrigen ist es auch möglich, eine andere Faser- Verstärkung als die zuvor beschriebenen Faser- Verstärkungen als Verstärkungs-Material 84b des Dichtungs-Bandes 84 zu verwenden.

Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfin dung in Hinblick auf das Dichtungs-Band 84 mit Bezug auf die Figs. 14 bis 16 beschrieben. Das Dichtungs-Band 106, welches in der dritten Ausführungsform verwendet wird, besteht z. B. aus einem nicht-leitenden weichen Material, wie beispielsweise Kevlar und Urethan-Gummi, und ein Kupferdraht-Paar 107A, 107B ist im wesentlichen über die gesamte Länge desselben in das Dichtungs-Band 84 eingebettet. Die Größe der Kupferdrähte 107A, 107B wird durch Verdrillen von extra feinem Filament oder Fasern mit einem Durchmesser von beispielsweise ungefähr 0,03 mm gebildet, so daß sie eine schwächere Kraft als die Kraft liefern, die zum Schneiden des Dichtungs-Bandes 106 benötigt wird.

In dem in Fig. 16 gezeigten elektrischen Schaltkreis 108, sind die Kupferdrähte 107A, 107B in Serie miteinander verbunden, und dieser Reihen- oder Serienschaltkreis ist in Serie an ein Relais CR angeschlossen. An den elektri schen Schaltkreis 108 ist eine Spannung von 24 V angelegt.

Wenn eine externe Kraft auf ein derart aufgebautes Dichtungs-Band 106 in der Weise angewendet wird, um das Dichtungs-Band 106 auseinander zu reißen, dann wird entweder der Kupferdraht 107A oder der Kupferdraht 107B getrennt, bevor das Dichtungs-Band 106 vollständig zerrissen ist, um die Erregung des Schaltkreises 108 zu stoppen. Das Relais CR wird daher betätigt, um ein Detektions-Signal entsprechend der Trennung von dem Kontakt einer Relais-Spule (nicht gezeigt) zu einer Kontroll- oder Steuereinheit (nicht gezeigt), wie beispielsweise einem Personal Computer, auszusenden. Dadurch kann das spätere Reißen des Dichtungs-Bandes 106 aufgrund des Detektions-Signales im voraus detektiert oder festgestellt werden.

An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Kupferdrähte 107A, 107B in der dritten Ausführungsform in dem Dich tungs-Band 106 eingebettet sind, so daß es niemals passiert, daß die Kupferdrähte 107A, 107B durch äußere Ursachen wie fremde Substanzen oder Objekte, die zwischen dem Dichtungs-Band 106 und dem Spalt 74 eindringen, durchtrennt werden. Demgemäß besitzt diese Ausführungsform den Vorteil, daß keine Fehlfunktionen aufgrund von äußeren Umständen oder Gegebenheiten auftreten.

Fig. 17 zeigt eine Abwandlung des elektrischen Schalt kreises 108, in welcher der in Fig. 16 gezeigte elek trische Schaltreis 108 zusätzlich mit einem Indikator- Schaltkreis 108A versehen ist, welcher eine Leuchtdiode LED und einen Widerstand 118 besitzt. Entsprechend fließt der elektrische Strom durch den Indikator-Schaltkreis 108A, um die Leuchtdiode LED zu erleuchten, wenn entweder der Kupferdraht 107A oder der Kupferdraht 107B getrennt wird, und das Relais CR wird simultan aktiviert, um ein Detektions-Signal wie bei der obigen Ausführungsform auszusenden. Die Trennung des Kupferdrahtes 107A, 107B kann daher durch die Licht-Emission oder daß Leuchten der Leuchtdiode LED erkannt werden, wodurch das nachfolgende Reißen oder Durchreißen des Dichtungs-Bandes 106 im voraus detektiert werden kann.

Fig. 18 zeigt eine Abwandlung der Kupferdraht-Anordnung, bei welcher die Kupferdrähte 107A, 107B durch geeignete Mittel, wie beispielsweise Klebstoff, auf den oberen Seitenflächen des Dichtungs-Bandes 106 befestigt oder festgeklebt sind. Da bei dieser Abwandlung die Kupferdrähte 107A, 107B getrennt werden, bevor das Dichtungs-Band 106 zu reißen beginnt, kann eine doch weiter verbesserte Detektionsgenauigkeit erhalten werden.

Im übrigen kann die Zahl der Kupferdrähte eins oder drei oder mehr betragen. Wenn jedoch nur ein Kupferdraht 107 in das Dichtungs-Band 106 eingebettet ist, kann der Kupferdraht 107 solange nicht getrennt werden, bis das Reißen oder Einreißen des Dichtungs-Bandes 106 bis zu dem Abschnitt fortgeschritten ist, in welchem der Kupferdraht 107 eingebettet ist. Demgemäß kann es nicht verneint werden, daß die Detektionsgenauigkeit verglichen mit der Ausführungsform, bei welcher zwei Kupferdrähte benutzt werden, verringert ist. Jedoch können die Produktions kosten aufgrund der verminderten Anzahl von Bauteilen reduziert werden. In einer Ausführungsform, bei der drei oder mehr Kupferdrähte benutzt werden, kann die Detektionsgenauigkeit weiter verbessert werden. Der Aufbau oder die Ausbildung des elektrischen Schaltkreises 108 ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungs formen beschränkt, und es kann jeder Aufbau verwendet werden, solange er dazu geeignet ist, die Trennung der Kupferdrähte 107 zu detektieren und ein Detektions-Signal auszusenden. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, anstelle der Kupferdrähte ein anderes leitendes Materilal zu verwenden.

Claims

1. Stangenloser Zylinder mit einem Zylinderkörper mit einem axial darin gebildeten Spalt, einem im Zylindergehäuse beweglich enthaltenen Kolben, einem Montage-Tisch, welcher beweglich entlang des Zylinderkörpers angeordnet ist und welcher mit dem Kolben durch den Spalt verbunden ist, und mit einer externen Betätigungsvorrichtung, welche auf dem Montage-Tisch befestigt ist und welche durch ein Druck-Fluid angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß
im Zylinderkörper (1) eine Passage (16) gebildet ist, durch welche das Druck-Fluid hindurchgelangen kann;
daß im Zylinderkörper (1) ein Einlaß (17) zur Einführung des Druck-Fluides in die Passage (16) zur Seite des Montage-Tisches (10) gebildet ist; und
daß auf dem Montage-Tisch (10) ein Auslaß (26) zur Zufuhr des Druck-Fluides gebildet ist, welches vom Einlaß (17) zur externen Betätigungsvorrichtung (11) eingeführt wird.

2. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (1) einen sich longitudinal erstreckenden Vorsprung (15) aufweist, in welchem die Passage (16) longitudinal gebildet ist.

3. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15) integral mit dem Zylinderkörper (1) gebildet ist.

4. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorsprung 15 sich entlang der Passage (16) erstreckt und außerdem einen mit der Passage (16) kommunizierenden Spalt (17) aufweist;
daß ein Joch (21) beweglich in der Passage (16) angeordnet ist und mit dem Montage-Tisch (10) durch den Spalt (17) über einen Verbindungsabschnitt, welcher sich von diesem bis zur Außenseite des Vorsprunges (15) erstreckt, verbunden ist; und
daß ein Dichtungs-Band (18), welches den Spalt (17) dichten kann, mit einer Dichtung (23) zum Dichten des zwischen dem Vorsprung (15) und dem Montage-Tisch (10) angeordneten Raumes, entlang den inneren Kanten des Spaltes (17) angeordnet ist.

5. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Betätigungsvorrichtung einen Zylinder (11) und ein elektromagnetisches Ventil (13) zur Steuerung und Regelung der Zylinder-Operationen enthält, und daß das Druck-Fluid dem Zylinder über ein elektromagnetisches Ventil zugeführt wird.

6. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die externe Betätigungsvorrichtung eine Bremsvorrichtung (30) zur Anwendung einer Brems- Kraft auf den Montage-Tisch (10) ist;
daß die Bremsvorrichtung eine sich longitudinal entlang des Montage-Tisches erstreckende Schiene (32),
ein Bremselement (31), welches im Montage-Tisch in der Weise gehalten wird, daß es in diesem schwingen kann, und welches eine Brems-Kraft ausübt, wenn es mit der Schiene in Eingriff gebracht wird, und eine Antriebs-Einheit (41) zum Antrieb des Bremselementes (31) mit Hilfe des Druck-Fluides enthält.

7. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs-Einheit folgende Merkmale aufweist:
eine Druck-Kammer (34), in welcher wenigstens ein Endabschnitt des Bremselementes (31) untergebracht werden kann;
ein Eingriffsmittel-Paar (36, 38), welches in der Druck-Kammer (34) enthalten ist und welches mit dem Bremselement in zwei einander entgegengesetzten Richtungen in Eingriff gebracht werden kann;
ein Feder-Paar (35, 37), welches die beiden Eingriffsmittel je zum Bremselement hin drängt, damit die Eingriffsmittel mit dem Bremselement in Eingriff stehen, wobei die erste Feder (5) derart ausgebildet ist, daß sie eine Federkraft besitzt, welche größer als die der zweiten Feder (37) ist, und daß die Eingriffsmittel aufgrund der Differenz der Federkraft zwischen den Federn normalerweise mit der Schiene in Eingriff sind;
eine Leitung (40), welche den Auslaß (26) mit der Druck-Kammer (34) verbindet, um der Druck-Kammer das Druck-Fluid zuzuführen; und
ein elektromagnetisches Ventil (41), welches die Leitung verschließen kann, wobei das Druck-Fluid vom Auslaß zur Druck-Kammer zugeführt wird, während die Leitung durch das elektromagnetische Ventil geöffnet ist, um es dem Bremselement zu erlauben, daß es entgegen der Federkraft der ersten Feder mit Hilfe des Druckes des Druck-Fluides entfernt von der Schiene angeordnet wird.

8. Stangeloser Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein inneres Dichtungs-Band (5, 84, 106), welches entlang der inneren Ränder des Spaltes (4) ange ordnet ist und teilweise in den unteren Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, und ein äußeres Dichtungs-Band (6, 98), welches entlang der äußeren Ränder des Spaltes (4) angeordnet ist und teilweise in den oberen Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, enthält, wobei die Innenseite des Zylinderkörpers hermetisch abgedichtet werden kann.

9. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Dichtungs-Band (84) ein elastisches Basismaterial (84a) und ein flexibles Faser verstärktes Verstärkungsmaterial (84b), welches in das Basismaterial eingebettet ist, enthält.

10. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Faser ein Garn ist, welches durch Verdrillen von Poyamid-Fasern gebildet ist.

11. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Dichtungs-Band (106) mit einem leitenden Material (107A, 107B) und einem elektrischen Schaltkreis (108), welcher eine Trennung des leitenden Materials detektiert und ein vorherbestimmtes Signal aussendet, versehen ist.

12. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 11, d a dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material wenigstens ein Kupferdraht ist, welcher longitudinal in das innere Dichtungs- Band eingebettet ist.

13. Stangenloser Zylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material wenigstens ein Kupferdraht ist, welcher longitudinal entlang der Seitenflächen des inneren Dichtungs-Bandes haftet.

14. Stangenloser Zylinder enthaltend:
einen Zylinderkörper (71) mit einem Spalt (74), welcher in diesem axial gebildet ist;
einen Kolben (78), welcher im Zylinderkörper (71) beweglich enthalten ist;
einen Montage-Tisch (81), welcher beweglich entlang der externen Fläche des Zylinderkörpers angeordnet ist und mit dem Kolben durch den Spalt verbunden ist;
ein inneres Dichtungs-Band (84,) welches entlang der inneren Ränder des Spaltes angeordnet ist und teilweise in den unteren Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, und
+ein äußeres Dichtungs-Band (89), welches entlang der äußeren Ränder des Spaltes angeordnet ist und teilweise in den oberen Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, um die Innenseite des Zylinderkörpers hermetisch zu dichten;
wobei das innere Dichtungs-Band (84) ein elastisches Basismaterial (84a) und eine flexible Faser- Verstärkung (84b), welche in das Basismaterial eingebettet ist, enthält.

15. Stangenloser Zylinder enthaltend:
einen Zylinderkörper (71) mit einem Spalt (74), welcher in diesem axial gebildet ist;
einen Kolben (78), welcher beweglich im Zylinder körper enthalten ist;
einen Montage-Tisch (81), welcher beweglich entlang der externen Fläche des Zylinderkörpers angeordnet ist und mit dem Kolben durch den Spalt verbunden ist; und ein
inneres Dichtungs-Band (106), welches entlang der inneren Ränder des Spaltes angeordnet ist und teilweise in den unteren Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, und
ein äußeres Dichtungs-Band (89), welches entlang der äußeren Ränder des Spaltes angeordnet ist und teilweise in den oberen Abschnitt des Kolbens eingesetzt ist, um die Innenseite des Zylinderkörpers hermetisch zu dichten;
wobei das innere Dichtungs-Band (106) mit einem leitenden Material (107A, 107B) und einem elektrischen Schaltkreis (108), welcher eine Trennung des leitenden Materials detektiert und ein vorherbestimmtes Signal aussendet, versehen ist.