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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Linearstellglied entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Beschreibung des Standes
der Technik:
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Linearstellglieder wurden bisher
als Mittel zum Transportieren von Werkstücken oder dergleichen verwendet.
Linearstellglieder können
einen beweglichen Tisch entlang eines Zylinderkörpers linear hin- und herbewegen,
um dabei ein auf dem beweglichen Tisch befindliches Werkstück zu transportieren.
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Ein Linearstellglied gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus dem US-Patent 4,991,494 bekannt.
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Ein anderes bekanntes Linearstellglied
ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
JP 5-42716 U offenbart. 6A und 6B der beigefügten Zeichnung
illustrieren das beschriebene Linearstellglied in Form einer Fluiddruckzylinderanordnung.
Wie in den 6A und 6B dargestellt, umfasst die
generell durch das Bezugszeichen 1 bezeichnete Fluiddruckzylinderanordnung
einen Zylinderkörper 2,
eine nach oben von einer oberen Oberfläche des Zylinderkörpers 2 vorstehende
und sich longitudinal dazu erstreckende Führungsschiene 3 und
einen Gleittisch 4, der auf der Führungsschiene 3 zum gleitenden
Verschieben entlang der Führungsschiene 3 in
Abhängigkeit
zu dem Verschieben eines Kolbens befestigt ist, welcher in einer
in dem Zylinderkörper 2 ausgebildeten
Zylinderkammer angeordnet ist.
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Der Gleittisch 4 weist eine
longitudinal in sich ausgebildete (nicht dargestellte) Kugelumlauföffnung auf,
in der eine Vielzahl von Kugeln zur rollenden Bewegung untergebracht
sind. Der Gleittisch 4 hat ebenso eine Vielzahl von in
seiner oberen Oberfläche ausgebildeten
Schraubenlöchern 5a–5d zum
Befestigen eines durch die Fluiddruckzylinderanordnung 1 zu
transportierenden Werkstücks.
Der Zylinderkörper 2 hat
ein Paar von in jeweils diagonal entgegengesetzten seiner Ecken
ausgebildete Befestigungslöcher 6a, 6b zum
Installieren des Zylinderkörpers 2 an einem
anderen (nicht gezeigten) Element.
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Der Zylinderkörper 2 hat eine transversale Breite
L, die durch L ☐ L1 + (L2 × 2)
repräsentiert
ist, wobei L1 die Breite der Führungsschiene 3 und
L2 der Durchmesser jedes der Befestigungslöcher 6a, 6b ist.
Daher ist die transversale Breite L im wesentlichen gleich der Summe
der Breite L1 der Führungsschiene 3 und
des Durchmessers L2 der Befestigungslöcher 6a, 6b.
Die Breite L1 der Führungsschiene 3 kann
nicht reduziert werden, weil die Stabilität des Gleittisches 4 vermindert
würde,
wenn die Breite L1 reduziert wäre. Als
Auswirkung muss die transversale Breite L im wesentlichen gleich
der Summe der Breite L1 der Führungsschiene 3 und
des Durchmessers L2 der Befestigungslöcher 6a, 6b sein,
damit der Zylinderkörper 2 den
gewünschten
Grad an Stabilität behält.
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Insoweit die transversale Breite
L des Zylinderkörpers 2 wegen
der geforderten Breite L1 der Führungsschiene 3 nicht
vermindert werden kann, kann die Fluiddruckzylinderanordnung 1 in
Größe und Gewicht
nicht vermindert werden.
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Ein Bearbeitungsprozess eines Gleittisch-Rohlings
in den Gleittisch 4 ist aufwendig, weil die Kugelumlauföffnung longitudinal
in dem Gleittisch-Rohling ausgebildet werden muss und die Schraubenlöcher 5a–5d in
dem Gleittisch in einer von der Richtung der Kugelumlauföffnung verschiedenen Richtung
ausgebildet werden müssen.
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Druckschrift
EP 0 536 799 A zeigt einen
stangenlosen Zylinder mit einem konventionellen Dichtelement, das
zentral entlang des Hauptkörpers
angeordnet ist. Der Gleittisch umfasst sich nach unten erstreckende
Lasttransportmittel, welche in entsprechende Nuten auf der Oberseite
des Zylinderkörpers aufgenommen
sind und entlang in diesen Nuten angeordneter Führungsschienen gleiten. Der
Gleittisch und die Kolben, welche sich entlang des Zylinderkörpers hin- und herbewegen,
sind miteinander durch ein Kupplungsstück verbunden, welches durch
einen in einer longitudinalen Richtung des Zylinderkörpers ausgebildeten
Schlitz vorsteht. Die die Lasttransportmittel des Gleittisches aufnehmenden
Nuten sind auf beiden Seiten parallel zu dem Schlitz ausgebildet. Obwohl
verhindert wird, dass bei dem Aufbringen einer seitlichen Belastung
der Schlitz verkleinert und der Kolben plötzlich gestoppt wird, ist dies
ein ziemlich komplizierter Aufbau.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein in Größe und Gewicht durch eine Verminderung
der transversalen Breite des Zylinderkörpers reduziertes Linearstellglied
vorzusehen, ohne dabei eine Verminderung in der Genauigkeit der
Linearbewegung des Gleittisches hervorzurufen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Linearstellglied mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind aus den abhängigen
Ansprüchen
ersichtlich.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
beinhaltet das Linearstellglied einen Gleittisch, der einfach hergestellt
werden kann. Der Gleittisch kann ferner durch eine Vielzahl unterschiedlicher
Gleittische ersetzt werden.
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung, in der
eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch ein Anschauungsbeispiel gezeigt
ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Linearstellgliedes gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung des in 1 gezeigten Linearstellglieds;
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3 ist
ein Querschnitt entlang der Linie III-III von 1;
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4 ist
ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV von 3;
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5 ist
ein Querschnitt entlang der Linie V-V von 3;
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6A ist
eine Draufsicht auf eine herkömmliche
Fluiddruckzylinderanordnung als Linearstellglied; und
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6B ist
eine Seitenansicht der in 6A gezeigten
herkömmlichen
Fluiddruckzylinderanordnung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEI-SPIELS
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1 zeigt
perspektivisch ein Linearstellglied 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Linearstellglied 10 umfasst im wesentlichen
einen Zylinderkörper 12,
einen auf dem Zylinderkörper 12 zur linearen
Hin- und Herbewegung in longitudinalen Richtung des Zylinderkörpers 12 montierten
Gleittisch 14 und ein Paar von Gleitmechanismen 16 (siehe 2), um den Gleittisch 14 gleichförmig in
der longitudinalen Richtung des Zylinderkörpers 12 zu bewegen.
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Wie in 2 gezeigt,
hat der Zylinderkörper 12 ein
Paar von einstückigen
Führungsblöcken (zweite
Führungsmittel) 18a, 18b,
die auf einer oberen Oberfläche
des Zylinderkörpers 12 in
transversal beabstandeter, gegenüberliegender
Beziehung zueinander angeordnet sind. Die Führungsblöcke 18a, 18b haben
jeweils Kugelumlauföffnungen 20a, 20b und
jeweils Kugelwälznuten 22a, 22b,
die darin in longitudinaler Richtung des Zylinderkörpers 12 beabstandet
von den Kugelumlauföffnungen 20a, 20b ausgebildet
sind. Der Zylinderkörper 12 weist
ein Paar von im wesentlichen elliptischen Schlitzen 26a, 26b (siehe 3) auf, die im wesentlichen
zentral in seinen jeweiligen oberen und unteren Oberflächen ausgebildet
sind, um eine freie Verschiebung eines im wesentlichen zylindrischen
(später
beschriebenen) Verbinders 24 darin zu erlauben.
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Der Zylinderkörper 12 hat ebenso
ein Paar von Befestigungsöffnungen 30a, 30b,
die in seiner oberen Oberfläche
an entsprechenden Stufen 28 in diagonal gegenüberliegenden
Ecken davon ausgebildet sind, um den Zylinderkörper 2 mit durch die
Befestigungsöffnungen 30a, 30b geführten (nicht
dargestellten) Bolzen an einem anderen (nicht dargestellten) Element
zu befestigen.
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Der Zylinderkörper 12 hat ferner
eine Durchgangsöffnung 32 (siehe 2 und 3), die longitudinal darin ausgebildet
ist und mit den Schlitzen 26a, 26b in Verbindung
steht. Die entgegengesetzten Enden der Durchgangsöffnung 32 sind
durch entsprechende Endkappen 36a, 36b mit entsprechenden
darauf montierten Dichtungsringen 34 verschlossen. Die Endkappen 36a, 36b werden
durch entsprechende Halteringe 38 hermetisch an den entgegengesetzten Enden
der Durchgangsöffnung 32 gehalten.
Die Durchgangsöffnung 32 nimmt
ein Paar von Kolben 42a, 42b auf, die für eine gleitende
Verschiebung entlang der Innenwandoberfläche der Durchgangsöffnung 32 angeordnet
sind. Dichtungsringe 40 sind entsprechend auf der äußeren Umfläche der
Kolben 42a, 42b angeordnet. Die Endkappen 36a, 36b und die
Kolben 42a, 42b bilden gemeinsam entsprechende
Zylinderkammern 44a, 44b in der Durchgangsöffnung 32.
Die Zylinderkammern 44a, 44b werden durch entsprechende
feste Restriktionen 46 in Verbindung mit Fluidauslass-/-einlassöffnungen 48a, 48b (siehe 1 und 5) gehalten, die in einer Seite des Zylinderkörpers 12 ausgebildet
sind.
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Der im wesentlichen zylindrische
Verbinder 24, der sich im wesentlichen vertikal erstreckt,
ist zwischen den Kolben 42a, 42b angeordnet und
hat ein mit einem Außengewinde
versehenes oberes Ende, das in eine im wesentlichen zentral in dem
Gleittisch 14 ausgebildete Gewindeöffnung 50 (siehe 2 und 3) eingeschraubt ist. Der Verbinder 24 weist
unmittelbar unter dem mit einem Außengewinde versehenen oberen
Ende einen Zapfenabschnitt 52 auf. Der Zapfenabschnitt 52 ist
sicher in einer ringförmigen
Stufe befestigt, die in dem Gleittisch 14 unterhalb der
Gewindeöffnung 50 ausgebildet
ist, so dass der Verbinder 24 fest an dem Gleittisch 14 befestigt
ist. Wenn ein Fluid unter Druck durch eine der Fluidauslass-/-einlassöffnungen 48a, 48b in
die entsprechende der Zylinderkammern 44a, 44b eingeführt ist,
wird der entsprechende Kolben 42a, 42b in drückende Verbindung
mit dem Verbinder 24 verschoben, der dann den Gleittisch 14 in
longitudinaler axialer Richtung, die durch den Pfeil X, d. h. den
Pfeil X1 oder X2 angedeutet
wird (siehe 1 und 3), verschiebt.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, hat der Gleittisch 14 eine
Vielzahl von Befestigungsöffnungen 54a–54d,
die an seinen entsprechenden vier Ecken ausgebildet sind. Der Gleittisch 14 hat
ebenso eine Führung
(erste Führungsmittel),
die von einer unteren Oberfläche
des Gleittisches 14 einteilig nach oben vorsteht und sich
longitudinal darauf erstreckt. Die Führung 56 weist ein
Paar von Kugelwälznuten 58a, 58b (siehe
auch 5) auf, die auf
seinen entsprechend transversal gegenüberliegenden Seiten ausgebildet
sind und sich in longitudinaler Richtung erstrecken.
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Wie in 2 gezeigt,
sind die Gleitmechanismen 16 jeweils an longitudinal entgegengesetzten Enden
der Führungsblöcke 18a, 18b angeordnet.
Jeder der Gleitmechanismen 16, die von der Struktur her
zueinander identisch sind, weist ein Paar von Abdeckungen 62a, 62b und
ein Paar von Abstreifern 64a, 64b auf, die an
entsprechend longitudinal entgegengesetzten Enden der Führungsblöcke 18a, 18b mit
Schrauben 60 angebracht sind. Die Kugelumlauföffnungen 20a, 20b,
die in den entsprechenden Führungsblöcken 18a, 18b ausgebildet
sind, erstrecken sich in longitudinaler Richtung dazu, und die Kugelwälznuten 22a, 22b,
die in den entsprechenden Führungsblöcken 18a, 18b ausgebildet
sind, erstrecken sich entlang deren gegenüberliegender Innenwandoberflächen in
longitudinaler Richtung.
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Der Gleitmechanismus 16 hat
ebenso ein Paar von Rückführungen 66,
die entsprechend an den longitudinal entgegengesetzten Enden der
Führungsblöcke 18a, 18b angebracht
sind und die Kugelumlauföffnungen 20a, 20b und
die Kugelwälznuten 22a, 22b verbinden,
und zwei Sätze
von Kugeln (Wälzelemente) 68,
die in den Kugelumlauföffnungen 20a, 20b und
den Kugelwälznuten 22a, 22b für die rollende
Bewegung da entlang angeordnet sind. Die Abdeckungen 62a, 62b haben
entsprechende, darin ausgebildete Ausnehmungen 70b, 70a,
die die Kugelzirkulationsöffnungen 20a, 20b und
die Kugelwälznuten 22a,
22b miteinander
verbinden. Die Kugelzirkulationsöffnungen 20a, 20b,
die Kugelwälznuten 22a, 22b,
die Rückführungen 66 und
die Ausnehmungen 70b, 70a dienen gemeinsam als
Endloszirkulationsbahnen für
die rollende Bewegung der Kugeln.
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Der Betrieb und die Vorteile des
Linearstellglieds 10 werden nachfolgend beschrieben.
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Ein von einer (nicht gezeigten) Fluiddruckversorgung
unter Druck zugeführtes
Fluid wird in die Fluidauslass-/-einlassöffnung 48b durch ein
(nicht gezeigtes) Richtungskontrollventil zugeführt. Gleichzeitig wird die
andere Fluidauslass-/-einlassöffnung 48a durch
das Richtungskontrollventil mit Atmosphäre entlüftet.
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Das eingeführte Fluid wird durch die mit
der Fluidauslass-/-einlassöffnung 48b verbundene
feste Restriktion 46 in die Zylinderkammer zugeführt, wobei
der Kolben 42b in die durch den Pfeil X1 angezeigte
Richtung verschoben wird. Der Kolben 42b wird verschoben,
bis ein Ende davon, wie durch die gestrichelte Linie in 3 angedeutet, gegen den Verbinder 24 stößt. Andauernde
Verschiebung des Kolbens 42b verschiebt den Verbinder 24 entlang
der Schlitze 26a, 26b in die durch den Pfeil X1 angezeigte Richtung. Daher wird der mit
dem Verbinder 24 verbundene Gleittisch 14 gemeinsam
mit dem Verbinder 24 in die durch den Pfeil X1 angezeigte
Richtung verschoben. Der Gleittisch 14 erreicht ein Ende
seines Hubs, wenn der Verbinder 24 auf die entsprechende Endfläche der
Schlitze 26a, 26b trifft.
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Zum Verschieben des Gleittisches 14 in
die durch den Pfeil X2 angezeigte, entgegengesetzte Richtung
wird ein unter Druck stehendes Fluid durch das Richtungskontrollventil
in die Fluidauslass-/-einlassöffnung 48a eingeführt. Die
eingeführte
Flüssigkeit
wird dann durch die mit der Fluidauslass-/-einlassöffnung
48a verbundene
feste Restriktion 46 in die Zylinderkammer 44a eingeführt und
verschiebt den Kolben 42a in die durch den Pfeil X2 angezeigte Richtung. Der Kolben 42a drückt den
Verbinder 24 entlang der Schlitze 26a, 26b in
die durch den Pfeil X2 angezeigte Richtung,
wobei er auch den Gleittisch 14 in die durch den Pfeil
X2 angezeigte Richtung verschiebt. Der Gleittisch 14 erreicht
ein entgegengesetztes Ende seines Hubes, wenn der Verbinder 24 auf
die entsprechende entgegengesetzte Endfläche der Schlitze 26a, 26b trifft.
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Wie oben beschrieben, sind die Führung 26, die
einteilig von der unteren Oberfläche
des Gleittisches 14 nach oben hervorragt und sich longitudinal darauf
erstreckt, und die Führungsblöcke 18a, 18b, die
die Führung 56 mittels
Kugeln 68 zur gleitenden Bewegung in der longitudinalen
Richtung des Zylinderkörpers 12 führen, einteilig
mit dem Zylinderkörper 12 ausgebildet.
Die Befestigungsöffnungen 30a, 30b können in
dem Zylinderkörper 12 an
den gewünschten
Stellen angeordnet werden, ohne durch die transversale Breite H1 (siehe 5)
des Zylinderkörpers 12 beeinträchtigt zu
sein, was bei den in 6A und 6B gezeigten herkömmlichen
Linearstellgliedern nicht der Fall ist. Als Folge kann der Zylinderkörper 12 des
Linearstellglieds 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
seine transverale Breite H (siehe 5)
mit dem Ergebnis reduzieren, dass das Linearstellglied in Größe und Gewicht
reduziert wird.
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Die Befestigungsöffnung 54a–54d sind
relativ zu dem Gleittisch 14 in einer Richtung angeordnet. Da
der Gleittisch 14 nicht verschiedene Öffnungen, die in unterschiedlichen
Richtungen ausgebildet sind, aufweist, kann der Gleittisch 14 vergleichsweise
einfach aus einem Gleittisch-Rohling hergestellt werden.
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Die Führung 56, die durch
die Führungsblöcke 18a, 18b geführt ist,
steht einfach abwärts
von der unteren Oberfläche
des Gleittisches 14 vor. Daher kann der Gleittisch 14 durch
eine Vielzahl verschiedener Gleittische ersetzt werden, sofern sie
zu der Führung 56 identische
Führungen
haben.
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Obwohl eine bestimmte bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt und im Detail beschrieben wurde,
sollte verstanden werden, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht
werden können,
ohne den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen.