DE69506778T2

DE69506778T2 - Antriebsgerät mit Schlittentisch

Info

Publication number: DE69506778T2
Application number: DE69506778T
Authority: DE
Inventors: Mitsutoshi Araki; Hiroshi Miyachi; Yoshiteru Ueno; Norihide Yamase
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2015-04-14
Also published as: CN1072325C; DE69506778D1; KR0147727B1; EP0683010B1; US5511461A; TW329860U; JPH07310706A; EP0683010B2; DE69506778T3; EP0683010A1; CN1117120A; KR950031371A

Description

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied, das mit einem Gleittisch kombiniert und zum Verschieben des Gleittisches entlang einer Führungsschiene betreibbar ist.

Beschreibung des Standes der Technik:

Mit Gleittischen verbundene Stellglieder werden manchmal benutzt, um Werkstücke von einem Platz zu einem anderen Platz zu transportieren.
Ein herkömmliches Stellglied mit einem Gleittisch ist in Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen gezeigt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt das Stellglied 1 grundsätzlich einen Zylinderkörper 2 im wesentlichen in der Form eines länglichen, rechteckigen Parallelepipeds, einen axial entlang dem Zylinderkörper 2 angeordneten Gleittisch 3, eine Kolbenstange 4, welche mit einem (nicht dargestellten) Kolben verbunden ist, der in einer in einer Seite des Zylinderkörpers 2 ausgebildeten Bohrung beweglich angeordnet ist, einen ein entferntes Ende der Kolbenstange 4 tragenden und an das Ende des Gleittisches 3 gekoppelten Endblock 5 und eine Linearführung 6, welche zum Führen des Gleittisches 3 an die obere Oberfläche des Zylinderkörpers 2 gekoppelt ist.
Ein Paar von in einer bestimmten Entfernung voneinander beabstandeten Einstellbolzen 7a, 7b ist zur Feineinstellung der Verschiebung des Gleittisches 3 auf einer Seite des Gleittisches 3 in der Nähe der Kolbenstange 4 angebracht. Ein Stopperblock 8 in der Form eines länglichen rechteckigen Parallelepipeds ist an der oberen Oberfläche des Zylinderkörpers 2 fixiert, um die Verschiebung des Gleittisches 3 durch Auftreffen auf die Einstellbolzen 7a, 7b zu begrenzen.
Wenn Luft unter Druck durch eine in einer Seite des Zylinderkörpers 2 ausgebildete (nicht gezeigte) Öffnung zugeführt wird, wird der Kolben in eine Richtung gedrückt und bewirkt, dass die Kolbenstange 4 den Gleittisch 3 in die durch den Pfeil X angezeigte Richtung verschiebt. Wenn Luft unter Druck durch eine andere in einer Seite des Zylinderkörpers 2 ausgebildete (nicht gezeigte) Öffnung in den Zylinderkörper 2 zugeführt wird, wird der Kolben in die entgegengesetzte Richtung gedrückt und bewirkt, dass die Kolbenstange 4 den Gleittisch 3 in die durch den Pfeil Y angezeigte Richtung verschiebt. Auf diese Weise kann der Gleittisch 3 entlang der Linearführung 6 linear in die Richtung X oder Y verschoben werden.
Die Einstellbolzen 7a, 7b und der Stopperblock 8 sind auf der oberen Seite des Stellglieds 1 exponiert. Daher neigen Fremdkörper dazu, sich zwischen die Einstellbolzen 7a, 7b und den Stopperblock 8 zu legen. Wenn ein Fremdkörper zwischen einem der Einstellbolzen 7a, 7b und dem Stopperblock 8 liegt, kann sich der Gleittisch 8 wohl nicht mehr richtig über den gesamten hin- und herlaufenden Hub bewegen, wenn er einen Endpunkt des Verschiebebereiches erreicht.
Die EP 0 603 429, die einen Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ darstellt, offenbart ein Stellglied, das dem in Fig. 5 gezeigten ähnlich ist. Es weist darüber hinaus das Merkmal einer am Zylinderkörper befestigten Abdeckung auf, die die Einstellbolzen und den Stopperblock abdeckt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Stellglied vorzusehen, welches in der Lage ist, einen Gleittisch über einen exakt hin- und herlaufenden Hub hin und her zu bewegen und daher ein auf dem Gleittisch liegendes Werkstück genau zu positionieren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stellglied mit einer Abdeckung vorzusehen, welche über Elementen zur Begrenzung der Verschiebung des Gleittisches angeordnet ist, der durch das Stellglied hin und her bewegt werden kann.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit einem Gleittisch kombiniertes Stellglied vorzusehen, wobei das Stellglied eine einfache und kompakte Struktur aufweist und eine gut aussehende Erscheinung hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Stellglied vorgesehen mit einem Zylinderkörper, in dem ein Paar von Fluidöffnungen ausgebildet ist, einem Kolben, der beweglich in dem Zylinderkörper angeordnet ist, einer Kolbenstange, die mit dem Kolben gekoppelt ist, um sich in Reaktion auf die Bewegung des Kolbens in dem Zylinderkörper in einer Axialrichtung des Zylinderkörpers zu verschieben, einer Führungsschiene, die sich in Axialrichtung des Zylinderkörpers von einem Ende des Zylinderkörpers zu einem gegenüberliegenden Ende desselben erstreckt, einem Gleittisch, der zur Verschiebung entlang der Führungsschiene vorgesehen ist, einem Endblock, der mit einem Ende des Gleittisches gekoppelt ist und ein entferntes Ende der Kolbenstange trägt, einer Gruppe von Elementen zur Begrenzung eines Bereiches einer Relativverschiebung zwischen dem Zylinderkörper und dem Gleittisch, und einer Abdeckung, die an und entlang einer Seitenkante des Gleittisches angeordnet ist und die Elemente abdeckt.
Die Elemente umfassen einen Stopperblock, der an jeweils einem des Zylinderkörpers und des Gleittisches angebracht ist, und ein Paar von Einstellbolzen, die an dem jeweils anderen des Zylinderkörpers und des Gleittisches angebracht und voneinander beabstandet sind, wobei der Stopperblock zwischen ihnen angeordnet ist.
Vorzugsweise sind der Gleittisch und die Abdeckung einstückig miteinander ausgebildet.
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich, wenn sie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gesehen wird, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels zeigt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Zeichnung eines Luftzylinders mit einem Gleittisch gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht, teilweise in horizontalem Querschnitt, des in Fig. 1 gezeigten Stellgliedes;
Fig. 3 ist eine Draufsicht, teilweise in horizontalem Querschnitt, des in Fig. 1 gezeigten Stellgliedes;
Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3; und.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Stellgliedes mit einem Gleittisch.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst ein Luftzylinder 10 gemäß der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einen länglichen, rechteckigen Zylinderkörper 12, einen Gleittisch 16 mit einer Abdeckung 14, welcher in Axialrichtung entlang dem Zylinderkörper 12 hin und her verschiebbar ist, und eine mit Schrauben 18 fest an einer unteren Oberfläche des Gleittisches 16 befestigten Führungsschiene 20 (siehe Fig. 2 und 4).
Wie in Fig. 2 gezeigt, hat der Zylinderkörper 12 in seinem Seitenbereich eine entfernt von der zentralen Achse des Zylinderkörpers 12 ausgebildete, längliche Zylinderkammer 38. Die gegenüberliegenden offenen Enden der Zylinderkammer 38 sind durch jeweilige Verschlüsse 34, 36 verschlossen, über welche jeweilige ringförmige Dichtungen 40, 41 gesetzt sind. Ein Kolben 22 ist in der Zylinderkammer 38 zum Verschieben entlang des Zylinderkörpers 12 wahlweise in die durch die Pfeile X, Y angezeigten Richtungen bewegbar angeordnet. Eine Kolbenstange 24 hat ein mit dem Kolben 22 koaxial verbundenes Ende und kann aus der Zylinderkammer 38 durch den Verschluß 34 hindurch vorragen. Das Ende der Kolbenstange 24, welches aus der Zylinderkammer vorragt, ist an einem Endblock 26 befestigt, welcher mit einem Ende des Gleittisches 16 verbunden ist.
Der Zylinderkörper 12 hat ein Paar von Druckluftöffnungen 28a, 28b (siehe Fig. 1), die in einer seiner Seiten ausgebildet sind und mit der Zylinderkammer 38 in Verbindung stehen, wobei die Druckluftöffnungen 28a, 28b in der longitudinalen Richtung des Zylinderkörpers 12 voneinander beabstandet sind. Der Zylinderkörper 12 hat ebenso ein Paar von transversal beabstandeten Sensorbefestigungsnuten 30a, 30b, welche in seiner oberen Oberfläche ausgebildet sind und sich entlang der Zylinderkammer 38 erstrecken. Jede der Sensorbefestigungsnuten 30a, 30b hat eine teilweise zylindrische Form und weist einen sich von dem Zylinderkörper 12 nach außen öffnenden Schlitz auf. Der Zylinderkörper 12 hat darüber hinaus eine Vielzahl von Befestigungslöchern 32a-32d in seinem äußeren Rand zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Befestigungselementen, um den Zylinderkörper 12 an einer anderen Vorrichtung zu befestigen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, hat der Kolben 22 ringförmige Nuten, welche in seiner äußeren Umfläche ausgebildet sind, um darin einen ringförmigen Magneten 42 bzw. einen Dichtungsring 44 aufzunehmen. Die Position des Kolbens 22 in der Zylinderkammer 38 wird festgestellt, wenn ein von dem ringförmigen Magneten 42 erzeugtes magnetisches Feld durch in den Nuten 30a, 30b befestigte Sensoren nachgewiesen wird.
Die Zylinderkammer 38 wird durch den Kolben 22 in Unterkammern 38a, 38b unterteilt, von denen eine auf jeder Seite des Kolbens 22 angeordnet ist. Die Druckluftöffnungen 28a, 28b stehen mit den Unterkammern 38b bzw. 38a in Verbindung. Unter Druck stehende Luft kann durch die entsprechenden Druckluftöffnungen 28a, 28b in die Unterkammern 38b, 38a eingeführt werden.
Die Führungsschiene 20 erstreckt sich über eine vorgegebene Länge entlang der zentralen Achse des Gleittisches 16 und hat ein Paar von Führungsnuten 46a, 46b (siehe Fig. 4) mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt, welche jeweils in den sich transversal gegenüberliegenden Seitenflächen der Führungsschiene 20 ausgebildet sind. Ein Paar von Linearführungen 48a, 48b ist fest auf einer abgestuften Oberfläche des Zylinderkörpers 12 montiert, die seitlich von der Zylinderkammer 38 liegt. Die Linearführungen 48a, 48b sind angrenzend an die entsprechenden, gegenüberliegenden Seitenflächen der Führungsschiene 20 positioniert. Die Linearführungen 48a, 48d haben Führungsnuten 50a bzw. 50b mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt, welche in ihren Seitenflächen ausgebildet sind, die den entsprechenden gegenüberliegenden Seitenflächen der Führungsschiene 20 gegenüberstehen. Eine Vielzahl von im wesentlichen zylindrischen Rollen 52 greift rollend in die Führungsnuten 46a, 46b, 50a, 50b ein. Daher kann die Führungsschiene 20 und damit der Gleittisch 16 ruhig in die Richtung X oder Y (siehe Fig. 2) entlang der Linearführungen 48a, 48b verschoben werden, da die Rollen 52 in und entlang der Führungsnuten 46a, 46b, 50a, 50b rollen.
Wie in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigt, erstreckt sich die Abdeckung 40, welche eine längliche Form mit L-förmigem Querschnitt hat, entlang einer transversalen Seitenkante des Gleittisches 16, welche entfernt von der Kolbenstange 24 ist, und ist fest mit dieser Seitenkante verbunden. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, sind zwei Einstellbolzen 54a, 54b entsprechend in den sich longitudinal gegenüberliegenden Enden der Abdeckung 14 angebracht, um die Verschiebung des Gleittisches 16 genau einzustellen. Im einzelnen sind die Einstellbolzen 54a, 54b durch entsprechende Muttern 56a, 56b und die sich longitudinal gegenüberliegenden Enden der Abdeckung 14 longitudinal in die Abdeckung 14 eingeschraubt. Die Tiefe, um die die Einstellbolzen 54a, 54b in die Abdeckung 14 eingeschraubt sind, kann durch Drehen der Einstellbolzen 54a, 54b eingestellt werden.
Die Einstellbolzen 54a, 54b haben Köpfe 58a bzw. 58b, die in der Abdeckung 14 angeordnet sind. Wenn der Gleitschlitten 16 in eine Richtung verschoben wird, wird einer der Köpfe 58a, 58b mit einem Stopperblock 60 in Berührung gebracht, welcher im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds hat und fest an einer von der Zylinderkammer 38 entfernt liegenden Seite am Zylinderkörper 12 befestigt ist. Wenn einer der Köpfe 58a, 58b also von dem Stopperblock 60 berührt wird, wird die Verschiebung des Gleittisches 16 in diese Richtung gestoppt oder begrenzt. Daher begrenzen die Köpfe 58a, 58b den Verschiebungsbereich des Gleittisches 16 auf die Distanz zwischen den Köpfen 58a, 58b. Teile der Einstellbolzen 54a, 54b, welche die Köpfe 58a, 58b umfassen, und der Stopperblock 60 sind von der Abdeckung 14 abgedeckt und daher vor einem Freiliegen geschützt.
Die Abdeckung 14 weist in ihrer oberen Platte runde Löcher 62a, 62b auf. Die runden Löcher 62a, 62b können in Übereinstimmung mit den Befestigungslöchern 32c, 32d gebracht werden, so dass (nicht dargestellte) Schrauben einfach durch die runden Löcher 62a, 62b in die Befestigungslöcher 32c, 32d eingeführt werden können, wenn der Zylinderkörper 12 an einer anderen Vorrichtung befestigt werden soll.
Obwohl der Gleittisch 16 und die Abdeckung 14 als fest miteinander verbunden gezeigt werden, können sie auch getrennt voneinander sein. Die Querschnittsform der Abdeckung 14 ist nicht auf eine im wesentlichen L-förmige Form begrenzt, sondern kann eine von verschiedenen Formen, bspw. eine gebogene Form aufweisen, sofern sie den Stopperblock 60 und Teile der Einstellbolzen 54a, 54b abdeckt.
Funktionsweise und Vorteile des Luftzylinders 10 der obigen Art wird nachfolgend beschrieben.
Wenn Luft unter Druck von der Druckluftöffnung 28a in die Unterkammer 38b eingeführt wird, wird der Kolben 22 durch die zugeführte Luft in Richtung X verschoben. Wenn der Kolben 22 so verschoben wird, wird auch der Gleittisch 16 durch die Kolbenstange 24 und den Endblock 26 gemeinsam mit dem Kolben 22 ruhig entlang der Linearführungen 48a, 48b verschoben.
Der Gleittisch 16 kann durch den Kolben 22 ebenso in die Richtung Y verschoben werden, wenn Luft unter Druck von der Druckluftöffnung 28b in die Unterkammer 38a eingeführt wird.
Wenn der Gleittisch 16 ein Ende des Verschiebungsbereiches oder des Hubes in Richtung X oder Y erreicht, kommt einer der Einstellbolzen 54a, 54b in Berührung mit dem Stopperblock 60. Weil Teile der Einstellbolzen 54a, 54b, welche die Köpfe 58a, 58b und den Stopperblock 60 beinhalten, mit der in den Gleittisch 16 integrierten Abdeckung 14 abgedeckt werden, liegen sie nicht frei und sind daher vor einem Eindringen von Fremdkörpern, wie Staubpartikeln, zwischen die Köpfe 58a, 58b und den Stopperblock 60 geschützt. Als Folge kann der Gleittisch 16 zur zuverlässigen und genauen Positionierung eines auf dem Gleittisch 16 liegenden Werkstückes zuverlässig über seinen gesamten Hub vor- und zurückbewegt werden. Der Luftzylinder 10 mit dem Gleittisch 16 kann höchst verlässlich und sicher arbeiten.
Obwohl eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und detailliert beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Stellglied (10) mit:

einem Zylinderkörper (12), in dem ein Paar von Fluidöffnungen (28a, 28b) ausgebildet ist;

einem Kolben (22), der beweglich in dem Zylinderkörper (12) angeordnet ist;

einer Kolbenstange (24), die mit dem Kolben (22) gekoppelt ist, um sich in Reaktion auf die Bewegung des Kolbens (22) in dem Zylinderkörper (12) in einer Axialrichtung des Zylinderkörpers (12) zu verschieben;

einer Führungsschiene (20), die sich in Axialrichtung des Zylinderkörpers (12) von einem Ende des Zylinderkörpers (12) zu einem gegenüberliegenden Ende desselben erstreckt;

einem Gleittisch (16), der zur Verschiebung entlang der Führungsschiene (20) vorgesehen ist;

einem Endblock (26), der mit einem Ende des Gleittisches (16) gekoppelt ist und ein entferntes Ende der Kolbenstange (24) trägt;

einer Gruppe von Elementen (24a, 24b, 60) zur Begrenzung eines Bereichs einer Relativverschiebung zwischen dem Zylinderkörper (12) und dem Gleittisch (16); und

einer Abdeckung (14), die an und entlang einer Seitenkante des Gleittisches (16) angeordnet ist und die Elemente (54a, 54b, 60) abdeckt.

2. Stellglied (10) nach Anspruch 1, wobei die Elemente einen Stopperblock (60) umfassen, der an jeweils einem des Zylinderkörpers (12) und des Gleittisches (16) angebracht ist, und ein Paar von Einstellbolzen (54a, 54b), die an dem jeweils anderen des Zylinderkörpers (12) und des Gleittisches (16) angebracht und voneinander beabstandet sind, wobei der Stopperblock (60) zwischen ihnen angeordnet ist.

3. Stellglied (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gleittisch (16) und die Abdeckung (14) einstückig miteinander ausgebildet sind.