KR20170083024A

KR20170083024A - 피스톤, 및 피스톤이 장착된 포지셔닝 장치

Info

Publication number: KR20170083024A
Application number: KR1020177007445A
Authority: KR
Inventors: 외르크 베젤러; 클라우스 라이헤르트; 다니엘라 클레스만
Original assignee: 페스토 악티엔 게젤샤프트 운트 코. 카게
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2017-07-17
Also published as: CN106687696B; WO2016074690A1; EP3164609B1; CN106687696A; EP3164609A1

Abstract

본 발명은, 유체에 의해서 작동될 수 있는 포지셔닝 장치용 피스톤(4)에 관한 것으로서, 이 피스톤은 피스톤 몸체(16)를 구비하고, 이 피스톤 몸체는 자신의 방사 방향 외부 둘레의 영역에 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 동축인 환상의 고정 리세스(23)를 구비한다. 고정 리세스(23)는 서로를 향하고 있는 2개의 측방 리세스 플랭크(28a, 28b)를 구비하고, 이들 리세스 플랭크는 횡단면 상으로 관찰했을 때 언더컷 된 프로파일(undercut profile)을 각각 하나씩 구비하며, 이 경우 이들 리세스 플랭크는 각각 리세스 바닥(27)에 대해 방사 방향의 간격을 두고 환상의 고정 돌출부(38a, 38b)를 구비한다. 고정 리세스(23) 내에는 환상의 구조를 갖는 가이드 밴드(22)가 안착하며, 이 가이드 밴드는, 고정 돌출부(38a, 38b)가 가이드 밴드의 측방 에지(37a, 37b)와 형상 결합 방식으로 맞물림으로써 고정 리세스 내부에 고정되어 있다.

Description

피스톤, 및 피스톤이 장착된 포지셔닝 장치{PISTON AND CONTROL DEVICE EQUIPPED THEREWITH}

본 발명은, 유체에 의해서 작동될 수 있는 포지셔닝 장치용 피스톤, 특히 유체 작동되는 선형 구동 장치용 피스톤에 관한 것이며, 이 피스톤은 피스톤 몸체를 구비하고, 이 피스톤 몸체는 자신의 방사 방향 외부 둘레의 영역에, 서로를 향하는 2개의 측방 리세스 플랭크를 갖는, 피스톤의 종축에 대해 동축인 환상의 고정 리세스를 구비하며, 이 고정 리세스 내에는 환상의 구조를 갖는 가이드 밴드가 고정되어 있고, 이 가이드 밴드는 고정 리세스의 원주 방향으로 서로를 향하는 2개의 밴드 섹션을 구비한다. 본 발명은 또한, 전술된 유형의 피스톤이 그 내부에 선형으로 이동할 수 있게 배치되어 있는 하우징을 구비하는, 유체에 의해서 작동될 수 있는 포지셔닝 장치, 특히 유체 작동되는 선형 구동 장치와도 관련이 있다.

전술된 유형의 피스톤이 장착된 포지셔닝 장치는 DE 20 2005 005 508 U1호에 공지되어 있고, 예를 들어 선형 구동 장치 또는 완충기로서 형성되어 있다. 포지셔닝 장치의 작동 동안에는, 피스톤이 포지셔닝 장치의 하우징에 대해 상대적으로 이동하며, 이 경우에는 외부 위치 검출 수단과의 상호 작용에 의해서 피스톤의 위치 검출을 가능하게 하기 위하여, 피스톤 내부에 집적된 영구 자석 어셈블리가 이용될 수 있다. 피스톤을 비용 효율적으로 제조할 수 있기 위하여, 피스톤은 주변 수용 그루브를 갖춘 일체형의 피스톤 몸체를 포함하고, 이 주변 수용 그루브 내부에 영구 자석 어셈블리가 삽입되어 있다. 영구 자석 어셈블리는 호 형상의 복수의 자석 세그먼트로 이루어지며, 이들 자석 세그먼트는 피스톤을 장착할 때 방사 방향 외부로부터 수용 그루브 내부로 삽입된다. 하지만, 자석 세그먼트의 제조 및 조립은 상대적으로 복잡하다.

전술된 DE 20 2005 005 508 U1호에 기술된 피스톤에는, 환상의 구조를 갖는 가이드 밴드가 추가로 장착되어 있으며, 이 가이드 밴드는 피스톤 몸체의 외부 둘레에 형성된 환상의 고정 리세스 내부에 삽입되어 있다. 가이드 밴드가 자신의 둘레의 일 지점이 중단된 중공 실린더 형상의 가이드 링으로 형성됨으로써, 결과적으로 이 가이드 링은 자신의 탄성으로 인해 조립시에 일시적으로 확대될 수 있다. 가이드 밴드의 방사 방향 외부 면이, 피스톤을 수용하는 하우징의 내부 둘레 면에 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있게 접하는 가이드 면을 규정함으로써, 결과적으로 피스톤은 하우징에 대해 상대적으로, 정확하게 가이드 되는 선형 운동을 실행할 수 있다.

DE 19715858 A1호에는, 위치 검출을 위해 환상의 영구 자석이 장착되어 있는, 작동 실린더용 피스톤이 공지되어 있다. 상기 환상 자석의 조립을 가능하게 하기 위하여, 피스톤 몸체를 여러 개의 부분으로 구성하는 것이 제안되었다. 피스톤 몸체는 수용 그루브를 형성하면서 상호 결합 된 2개의 피스톤 요소로 이루어지며, 이들 피스톤 요소는, 영구 자석을 유지하기 위하여 그리고 안전한 방식으로 고정시키기 위하여, 수용 그루브의 영역에서 탄성 중합체 재료로 코팅되어 있다.

EP 0 307 569 A2호는 피스톤-실린더-장치를 기술하며, 이 장치의 피스톤은 일체형의 피스톤 몸체를 구비하고, 이 피스톤 몸체 상에서 주변에는 자신의 둘레의 일 지점이 중단된 가이드 밴드가 안착되어 있다. 가이드 밴드는 스프링 탄력적인 특성을 갖고, 피스톤 몸체의 외부 둘레에 형성된 환상 그루브 내부에 스프링과 유사하게 스냅 -인(snap-in) 결합 되어 있다. 피스톤의 위치 검출을 가능하게 하기 위하여, 피스톤 몸체는 자신의 외부 둘레의 일 지점에 리세스를 구비하고, 이 리세스 내부에는 가이드 밴드에 의해서 덮이는 영구 자석 부재가 삽입되어 있다.

본 발명의 과제는, 선형 가이드를 위해서 이용되는 가이드 밴드를 갖춘 피스톤을 비용 효율적인 방식으로 장착할 수 있게 하는 조치를 강구하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 서문에 언급된 유형의 피스톤에서는, 고정 리세스의 2개 리세스 플랭크가 횡단면 상으로 관찰했을 때 언더컷 된 프로파일(undercut profile)을 각각 하나씩 구비하는 것이 제안되어 있으며, 이 경우 이들 리세스 플랭크는 각각 고정 리세스의 리세스 바닥에 대해 방사 방향의 간격을 두고, 마주 놓여 있는 리세스 플랭크 방향으로 돌출하는 환상의 고정 돌출부를 구비하고, 이 고정 돌출부는 가이드 밴드 쪽을 향하는 측면 에지와 형상 결합 방식으로 맞물려 있다.

상기 과제는 또한, 유체에 의해서 작동될 수 있는 서문에 언급된 유형의 포지셔닝 장치에서, 전술된 의도에서 형성된 피스톤이 상기 포지셔닝 장치에 장착되어 있음으로써 해결된다.

이와 같은 방식에 의해서는, 가이드 밴드의 환상 구조가 자체적으로 폐쇄되어 있지 않고, 서로를 향하는 2개의 밴드 단부 섹션 사이에 중단부를 갖더라도, 가이드 밴드가 피스톤 몸체의 고정 리세스 내에 확실하게 고정된다. 가이드 밴드는 자체 조립시에 피스톤 몸체 둘레에 놓일 수 있고, 약간의 압력으로도 고정 리세스 내부로 삽입될 수 있다. 이 경우, 가이드 밴드는 탄성적으로 휘어진다. 고정 리세스의 2개 리세스 플랭크의 언더컷 된 프로파일이 각각 가이드 밴드 쪽을 향하는 측면 에지와 리세스 플랭크가 형상 결합 방식으로 맞물리도록 보증함으로써, 결과적으로는 심지어 소정의 탄성적인 예비 응력 하에 있는 상황에도 불구하고, 더 이상 고정 리세스로부터 외부로 결합 해체될 수 없다. 가이드 밴드를 고정 리세스 내부에 형상 결합 방식으로 고정시키는 조치의 한 가지 큰 장점은, 고정 리세스 내부로 삽입된 후에는, 피스톤을 관련 포지셔닝 장치의 하우징 내부로 슬라이딩 삽입시킬 수 있기 위하여, 가이드 밴드가 더 이상 수동으로 또는 보조 장치를 이용해서 고정될 필요가 없다는 데 있다. 2개의 리세스 플랭크에 존재하는 주변을 둘러싸는 비트 형태의 고정 돌출부에 의해서, 가이드 밴드가 신뢰할만하게 고정되어 있다. 심지어는, 가이드 밴드의 조립을 필요에 따라 자동화할 수 있고 그럼으로써 조립 비용을 더욱 줄일 수 있는 가능성도 존재한다.

본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들로부터 드러난다.

바람직하게, 고정 리세스를 구비하는 피스톤 몸체는 일체형으로 형성되어 있다. 피스톤 몸체는 특히 강성의 재료, 예를 들어 금속, 세라믹, 유리 또는 경질 플라스틱 재료로 이루어진다.

피스톤의 특히 비용 효율적인 일 실시예는, 고정 돌출부가 가이드 밴드의 국부적인 변형 하에서 그리고 형상 결합 방식의 맞물림을 형성하면서 각각 가이드 밴드의 관련 측면 에지 내부에 삽입되어 있는 것을 제안한다. 이 경우에는, 가이드 밴드의 측면 에지를 프로파일링 된 리세스 플랭크의 성형부에 특별히 구조적으로 적응시킬 필요가 없는데, 그 이유는 고정 돌출부가 바람직하게 탄성적으로 휠 수 있는 가이드 밴드의 재료 내부로 삽입될 수 있고, 그로 인해 피스톤의 방사 방향으로 형상 결합부를 형성할 수 있기 때문이다. 특히 이와 같은 관계에서는, 가이드 밴드가 아직까지 고정 리세스 내부에 장착되지 않은 출발 상태에서는 직사각형의 횡단면을 갖는 경우가 바람직하다. 본 발명의 한 가지 장점은, 가이드 밴드가 적은 방사 방향 두께로 구현될 수 있고, 그에 상응하게 원하는 링 형상으로 매우 간단히 휘어질 수 있다는 데 있다.

가이드 밴드를 고정 리세스 내부에 로킹할 수 있거나 고정 리세스 내부로 클립 형태로 삽입할 수 있는 가능성도 존재한다. 이와 같은 상황에서는, 가이드 밴드가 자신의 2개 측면 에지에 미리 제조된 결합 윤곽을 각각 하나씩 가지며, 가이드 밴드가 방사 방향 외부로부터 고정 리세스 내부로 삽입될 때, 관련 고정 돌출부가 상기 결합 윤곽과 형상 결합 방식으로 맞물릴 수 있는 경우가 바람직하다.

가이드 밴드는 바람직한 방식으로 전체적으로 탄성적으로 변형될 수 있는 특성을 갖는다. 바람직하게, 가이드 밴드로서는 원하는 링 형상으로 휘어지는 탄성적인 스트랜드 몸체(strand body)가 사용된다.

가이드 밴드에 추가로, 특히 피스톤의 위치 검출을 위해서 이용될 수 있는 영구 자석 어셈블리가 피스톤에 장착되어 있는 경우가 장점이 된다. 이와 같은 영구 자석 어셈블리는 환상으로 구조화되어 있고, 가이드 밴드는 피스톤 몸체에 동축으로 배치되어 있다.

환상으로 구조화된 영구 자석 어셈블리는 바람직한 방식으로 수용 그루브 내에 수용되어 있으며, 이 수용 그루브는, 가이드 밴드를 위한 환상의 고정 리세스에 의해 방사 방향 외부에서 동심으로 둘러싸이도록 피스톤 몸체 내에 형성되어 있다. 이 경우에는 고정 리세스가 바람직한 방식으로 수용 그루브보다 더 큰 축 방향 폭을 가짐으로써, 결과적으로 고정 리세스 내에 배치된 가이드 밴드는 자석 밴드를 둘러싸면서 방사 방향 외부에서 덮게 된다.

환상으로 구조화된 영구 자석 어셈블리는 바람직한 방식으로 환상 구조로 휘어지는 탄성적인 영구 자성의 자석 밴드로 이루어지며, 이 자석 밴드는 방사 방향 외부로부터 서로를 향하는 2개의 측방 그루브 플랭크를 구비하는 환상의 수용 그루브 내부로 삽입되었다. 자석 밴드는 바람직한 방식으로 수용 그루브의 원주 방향으로 서로를 향하는 2개의 밴드 단부 섹션을 구비하고, 수용 그루브의 2개 그루브 플랭크의 간격보다 더 작은 폭을 갖는다. 수용 그루브는 하나 이상의 클램핑 영역에 수용 그루브의 원주 방향으로 서로 이웃하는 2개의 클램핑 구역을 구비하며, 이들 클램핑 구역 내에는 자석 밴드의 2개 밴드 단부 섹션 중 각각 하나가 클램핑에 의해서 고정되어 있다. 각각의 클램핑 구역은 그루브 플랭크들 중 하나에 대하여 돌출하는 클램핑 돌출부를 구비하며, 이 클램핑 돌출부가 수용 그루브의 국부적인 협착을 야기하고, 자석 밴드의 측면에 접촉함으로써, 결과적으로는 동일하게 수용 그루브 내부에 강제 결합 방식으로 고정된다.

바람직하게, 피스톤 몸체는 수용 그루브의 각각의 클램핑 구역에, 수용 그루브의 원주 방향으로 서로 간격을 두고 배치된 복수의 클램핑 돌출부를 구비하며, 이들 클램핑 돌출부 모두 관련 밴드 단부 섹션에 클램핑 파워를 가한다.

각각의 클램핑 구역에 수용 그루브의 원주 방향으로 간격을 두고 서로 이웃하여 배치된 2개 이상의 그리고 바람직하게는 정확하게 2개의 클램핑 돌출부가 존재하고, 이들 클램핑 돌출부가 상이한 그루브 플랭크에 배치되어 있는 일 실시예가 특히 바람직한 것으로서 간주 되며, 이 경우 상기 클램핑 돌출부들 각각에는 다른 그루브 플랭크에 있는 클램핑 돌출부 중 어느 것도 마주 놓여 있지 않다. 그럼으로써, 자석 밴드는 각각의 클램핑 구역에 있는 하나 또는 복수의 지점에서, 각각 하나의 클램핑 돌출부와 돌출부 없이 마주 놓인 그루브 플랭크의 영역 사이에 클램프에 의해서 고정되어 있다.

클램핑 구역 내부로 삽입된 밴드 단부 섹션은 대체로 여러 번 휜 상태에서 클램핑 돌출부를 요동 운동(rocking motion) 하면서 스쳐 지나가며, 이와 같은 상황에서는, 피스톤의 종방향으로 측정되고 투사된, 수용 그루브의 원주 방향으로 서로에 대해 이격된 2개 클램핑 돌출부의 내부 간격이 자석 밴드의 폭보다 작은 경우가 장점이 된다.

클램핑 돌출부를 위해서는 매우 상이한 성형이 가능하다. 예를 들어, 클램핑 돌출부는 넵(nep) 형상으로 형성될 수 있다. 각각의 클램핑 돌출부가 그루브 바닥 영역으로부터 출발해서 수용 그루브의 방사 방향 그루브 개구 방향으로 연장되는 정렬과 관련해서는, 직관형의 연장부를 갖는 리브(rib) 형태의 형상이 특히 바람직한 것으로서 간주 된다.

클램핑 돌출부가 방사 방향 그루브 개구 쪽을 향하는 자신의 단부 영역에서 관련 그루브 플랭크 쪽으로 경사진 경우에는, 자석 밴드의 삽입이 용이해진다. 이와 같은 방식에 의해서는, 방사 방향 그루브 개구의 수용 그루브의 횡단면 확장이 나타난다.

직사각형의 횡단면을 갖는 자석 밴드는 매우 간단하게 구현될 수 있다.

본 발명은, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 피스톤의 바람직한 일 실시예가 장착된 본 발명에 따른 포지셔닝 장치의 마찬가지로 바람직한 일 실시예의 종단면을 도시하고,
도 2는 도 1에서 일점쇄선으로 둘러싸인 피스톤의 단면 Ⅱ를 확대도로 도시하고, 이 경우 절단 평면은 도 4 및 도 5에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 상응하며,
도 3은 도 1의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따라 절단된 피스톤의 횡단면을 도시하고, 이 경우 포지셔닝 장치의 나머지 구성 부품은 도시되어 있지 않으며, 그리고 이 경우에는 가이드 밴드 뿐만 아니라 자석 밴드도 다만 파선으로만 지시되어 있고,
도 4는 도 2의 화살표 Ⅳ에 따른 방사 방향에서 바라본 피스톤의 측면도를 도시하며, 이 경우 일점쇄선으로 둘러싸인 단면은 추가로 확대 도시되어 있고, 그리고 이 경우 가이드 밴드는 더 우수한 명료성 때문에 도시되어 있지 않으며, 그리고
도 5는 도 4에 상응하는 도시 방식으로, 화살표 Ⅳ에 따른 관찰 방향에서 피스톤의 또 다른 방사 방향 도면을 도시하며, 이 경우 본 도면에서는 가이드 밴드가 장착된 상태에서 도시되어 있다.

도 1은, 유체 작동되는 선형 구동 장치(1a)로서의 일 실시예에서, 유체에 의해서 작동될 수 있는 포지셔닝 장치(1)를 종단면도로 보여준다. 하지만, 본 발명의 사용 분야가 선형 구동 장치에 한정되지 않고, 오히려 유체 적용예들과 관련해서 사용될 수 있는 다른 모든 유형의 포지셔닝 장치들까지도 연장됨으로써, 결과적으로 예를 들면 완충기에 사용하기 위해서도 적용된다.

포지셔닝 장치(1)는 하우징(2)을 구비하고, 이 하우징은 선형으로 연장되는 그리고 바람직하게는 원 형상의 횡단면을 갖는 하우징 챔버(3)를 정의하며, 이 하우징 챔버 내에는 피스톤(4)이 선형으로 왕복 이동할 수 있게 배치되어 있다. 피스톤(4)의 종축(5)은 피스톤(4)의 운동 방향으로 진행하고, 바람직하게는 하우징 챔버(3)의 종축(6)과 일치한다.

하우징 챔버(3)는 양 정면에서 하우징(2)의 각각 하나의 차단 벽(7a, 7b)에 의해 폐쇄되어 있다. 하우징 챔버(3)의 방사 방향 외부의 주변 제한부는 2개의 차단 벽(7a, 7b) 사이에서 연장되는 그리고 하나의 부분 또는 여러 부분으로 구성된 튜브 몸체(8)를 지지하고, 이 튜브 몸체의 내부 면은 원통형의 피스톤 주행 면(9)을 정의한다. 차단 벽(7a, 7b)은 바람직한 방식으로 튜브 몸체(8)에 대하여 별도의 하우징 덮개로서 형성되어 있고, 고정 수단에 의해서 튜브 몸체(8)와 연결되어 있다. 그러나 하나 이상의 차단 벽(7a, 7b)을 튜브 몸체(8)와 일체형으로 형성할 수 있는 가능성도 존재한다.

피스톤(4)의 방사형 외부 윤곽이 하우징 챔버(3)의 내부 윤곽에 매칭되어 있음으로써, 결과적으로 피스톤은 선형 운동을 할 때 피스톤 주행 면(9)을 따라서 슬라이딩하게 된다. 바람직하게, 방사 방향으로 방향 설정된 피스톤(4)의 외부 둘레에는 바람직하게 원통형의 가이드 면(10)이 장착되어 있으며, 이 가이드 면이 피스톤 주행 면(9)에 슬라이딩 이동할 수 있게 접함으로써, 결과적으로 피스톤(4)은 선형 운동할 때 가이드 면(10)과 피스톤 주행 면(9) 간의 상호 작용에 의해서 하우징(2)에 대하여 선형 가이드를 경험하게 된다.

피스톤(4)에 의해서는, 하우징 챔버(3)가 축 방향으로 2개의 작업 공간(12a, 12b)으로 세분되며, 이들 작업 공간 내부로 도 1의 절단 평면 외부에 놓여 있는 각각 하나의 유체 채널이 삽입됨으로써, 결과적으로 2개 작업 공간(12a, 12b)으로의 유체 공급이 제어될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 피스톤(4)이 하우징(2)에 대해 상대적인 선형 운동을 위해 종축(6)의 축 방향으로 구동될 수 있다.

포지셔닝 장치(1)의 작동을 위해서 사용되는 유체는 바람직하게 압축 공기이다. 하지만, 다른 가스 형태의 매질 또는 유압 매질의 사용도 가능하다.

피스톤(4)의 선형 운동은 하우징(2) 외부에서, 피스톤(4)과 운동 결합 된 파워 분기 부분(14)에서 분기될 수 있다. 본 실시예에서 파워 분기 부분은, 밀봉 상태에서 하나 이상의 차단 벽(7b)을 슬라이딩 이동 가능하게 관통하고, 하우징 챔버(3) 내부에 놓여 있는 상기 차단 벽의 섹션에 의해서 피스톤(4)에 고정되어 있는 피스톤 로드(15)이다. 이로써, 피스톤(4)과 피스톤 로드(5)는 하나의 운동 유닛을 형성한다.

도면에 도시되어 있지 않은 일 실시예에서, 선형 구동 장치(1a)는, 피스톤(4)이 예를 들어 하우징(2) 외부에서 이동 가능하게 지지 된 파워 분기부와 자기적으로 운동 결합 되어 있는 피스톤 로드 없는 선형 구동 장치이다.

피스톤(4)은 바람직하게 디스크 형상의 피스톤 몸체(16)를 구비한다. 피스톤 몸체(16)는 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 직각인 피스톤 몸체-방사형 평면(16a)을 갖는다. 본 실시예에서는, 피스톤(4)이 피스톤 몸체(16)를 통해서 피스톤 로드(15)에 고정되어 있다. 예시적으로, 피스톤 몸체(16)는 원판 형상으로 형성되어 있고, 피스톤 몸체를 피스톤 로드(15) 상에 부착시키는 중앙 고정 홀(17)에 의해서 관통되어 있다.

피스톤 몸체(16)는 바람직한 방식으로 일체형의 부품이다. 피스톤 몸체는 바람직하게 강성의 재료로 이루어지며, 본 실시예에서는 금속으로부터, 특히 알루미늄 다이캐스팅으로부터 제조되었다. 피스톤 몸체(16)를 위한 대안적인 재료로서는 예를 들어 세라믹, 유리 또는 경질 플라스틱이 언급될 수 있는데, 이 경우에는 복합 재료들도 가능하다.

피스톤 몸체(16)는 자신의 외부 둘레 영역에서 종축(5)에 대해 동심인 밀봉 수단(18)을 지지하고, 이들 밀봉 수단은 피스톤(4)이 포지셔닝 장치(1) 내부에 장치된 상태에서 피스톤 주행 면(9)에 슬라이딩 이동 가능하게 접한다. 이들 밀봉 수단은 2개의 작업 공간(12a, 12b) 사이에서 유체가 넘치는 상황을 방지해준다. 예시적으로, 밀봉 수단(18)은, 서로에 대해 축 방향으로 간격을 두고 피스톤 몸체(16)에 고정된 2개의 밀봉 링(18a, 18b)으로 이루어진다. 바람직하게, 각각의 밀봉 링(18a, 18b)은 방사 방향 외부로 개방된 고정 그루브(19a, 19b) 내부에 고정되어 있으며, 이들 고정 그루브는 피스톤 몸체(16) 내에서 피스톤 몸체의 방사형 외부 둘레에 형성되어 있다. 각각의 고정 그루브(19a, 19b)는 종축(5)에 대해 동축으로 배치되어 있다.

가이드 면(10)은 바람직한 방식으로 링 구조를 갖는 가이드 밴드(22)의 방사 방향 외부로 방향 설정된 외부 둘레 면에 의해서 형성되어 있으며, 이 가이드 밴드는 방사형 외부 둘레의 영역에서 피스톤 몸체(16)에 고정되어 있다. 피스톤 몸체(16)는 자신의 방사형 외부 둘레의 영역에, 종축(5)에 대해 동축인 환상의 고정 리세스(23)를 구비하며, 이 고정 리세스 내부로 가이드 밴드(22)가 방사 방향으로 삽입 결합되고, 이 고정 리세스 내부에 가이드 밴드(22)가 고정되어 있다.

바람직한 방식으로, 피스톤(4)에는, 피스톤(4)의 위치 검출을 위해서 이용될 수 있는 영구 자석 어셈블리(24)가 장착되어 있다. 영구 자석 어셈블리(24)는 피스톤(4)에 단단히 고정되어 있고, 피스톤의 선형 운동을 함께 만든다. 영구 자석 어셈블리(24)의 운동 경로 옆에 그리고 본 경우에는 특히 하우징 챔버(3) 외부에 배치되어 있고, 도면에 더 이상 도시되어 있지 않으며, 영구 자석 어셈블리(24)의 자계에 응답하는 위치 검출 수단에 의해서는, 포지셔닝 장치(1)의 작동 중에 영구 자석 어셈블리(24)를 지지하는 피스톤(4)의 현재 축 방향 위치가 결정될 수 있다. 위치 검출 수단이 예를 들어 하나 또는 복수의 센서, 예를 들어 홀-센서를 포함하고/포함하거나 이 위치 검출 수단이 경로 측정 시스템에 속한다.

영구 자석 어셈블리(24)는 바람직한 방식으로 환상의 구조를 갖고, 종축(5)에 대해 동축으로 피스톤 몸체(16)에 배치되어 있다.

피스톤 몸체(16)의 상응하는 형상에서는, 하나 이상의 가이드 밴드(22)와 조합해서, 가이드 밴드(22) 및 영구 자석 어셈블리(24)를 피스톤 몸체(16)에서 축 방향으로 나란히 설치하는 것이 가능할 것이다. 하지만, 피스톤(4)의 폭이 좁은 구조를 위해서는, 영구 자석 어셈블리(24)가 가이드 밴드(22)와 동일한 축 방향 높이로 배치되어 있는 것, 특히 영구 자석 어셈블리(24)가 가이드 밴드(22)에 의해 동심으로 둘러싸이는 방식으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 후자의 배치가 본 실시예에 해당한다.

본 실시예에서, 영구 자석 어셈블리(24)는, 피스톤 몸체(16)의 방사형 외부 둘레의 영역에 형성된, 피스톤 몸체(16)의 환상의 수용 그루브(25) 내부에 수용되어 있다. 이 수용 그루브(25)는 방사 방향 외부로 방향 설정된, 피스톤 몸체(16) 둘레로 링 형상으로 연장되는 슬롯 형상의 그루브 개구(26)를 구비하며, 상기 슬롯 형상의 그루브 개구는 피스톤(4)의 축 방향으로 볼 때 고정 리세스(23)보다 폭이 더 좁다. 수용 그루브(25)는 고정 리세스(23)에 의해 방사 방향 외부에서 둘러싸여 있으며, 이 경우에는 수용 그루브의 그루브 개구(26)가 고정 리세스(23)의 리세스 바닥(27) 내부와 통한다. 리세스 바닥(27)으로서는, 고정 리세스(23)의 방사형 바닥 면이 사용된다.

바람직하게, 수용 그루브(25)의 방사 방향으로 방향 설정된 그루브 개구(26)는 축 방향 중심 영역에서 고정 리세스(23) 내부와 통한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 바람직하게 원통형의 외부 윤곽을 갖는 각각 하나의 환상 리세스 바닥 섹션(27a, 27b)이 축 방향으로 그루브 개구(26) 양측에 연결된다.

고정 리세스(23) 내에 배치된 가이드 밴드(22)가 그루브 개구(26) 위를 덮음으로써, 결과적으로는 수용 그루브(25) 내에 배치된 영구 자석 어셈블리(24) 위까지도 덮게 된다.

가이드 밴드(22)용 고정 리세스(23)는 피스톤(4)의 종축(5)의 축 방향으로 서로에 대해 이격된 그리고 서로를 향하는 2개의 측방 리세스 플랭크(28a, 28b)를 구비한다. 이들 각각의 리세스 플랭크(28)가 리세스 바닥(27)에 연결되며, 이 경우에는 예시적으로 각각의 리세스 플랭크(28a, 28b)가 2개의 리세스 바닥 섹션(27a, 27b) 중 일 섹션으로 이어진다. 고정 리세스(23)는 리세스 바닥(27)에 대향하는 방사 방향 측면에서, 다시 말해 방사 방향 외부에서 개방되어 있다.

영구 자석 어셈블리(24)용 수용 그루브(25)는, 그루브 바닥(32)으로서 지칭되고, 방사 방향 외부로 향하며, 그루브 개구(26)가 방사 방향 외부에서 마주보고 있는 그루브 바닥 면을 갖는다.

그루브 바닥(32)의 직경은 리세스 바닥(27)의 직경보다 작다.

수용 그루브(25)는 종축(5)의 축 방향으로 서로에 대해 이격된 그리고 그와 동시에 서로를 향하는 2개의 측방 그루브 플랭크(33a, 33b)를 구비하며, 이들 측방 그루브 플랭크는 이하에서 구별을 용이하게 하기 위하여 제1 그루브 플랭크(33a) 및 제2 그루브 플랭크(33b)로서도 지칭될 것이다. 본 실시예에서, 2개의 그루브 플랭크(33a, 33b)는 방사 방향 내부에서 고정 리세스(23)의 리세스 바닥(27)으로 이어진다. 2개 그루브 플랭크(33a, 33b)의 내부 간격은 2개 리세스 플랭크(28a, 28b)의 내부 간격보다 작다. 수용 그루브(25)는 바람직하게 적어도 실질적으로 직사각형의 횡단면을 갖는다.

가이드 밴드(22)는 고정 리세스(23) 내에 고정된 상태에서 링 구조를 갖는다. 하지만, 링 구조는 자체적으로 완전히 폐쇄되어 있지 않고, 오히려 중단부(34)를 갖는다. 바람직하게, 가이드 밴드(22)로서는, 서로 반대 방향으로 설정된 2개의 밴드 단부 섹션(22a, 22b)을 구비하고 길이가 무한대인 스트랜드 몸체가 사용된다. 바람직하게, 가이드 밴드는, 피스톤 몸체(16)에서 조립이 이루어질 때 조립 후에 비로소 링 형상으로 휘어지는 선형의 스트랜드 몸체로서 제조된다. 이와 같은 방식의 제조는, 가이드 밴드(22)가 탄성적으로 변형될 수 있는 특성을 가짐으로써 유리해진다.

조립된 상태에서는, 가이드 밴드(22)가 동축으로 피스톤 몸체(16) 둘레를 감싸면서 고정 슬리브(23) 내부로 삽입되어 있으며, 이 경우 가이드 밴드의 밴드 단부 섹션(22a, 22b)은 고정 리세스(23)의 원주 방향(23a)으로 서로를 향하고 있다. 고정 리세스(23)의 원주 방향(23a)은 종축(5) 둘레의 방향이고, 도 3에서는 2중 화살표에 의해서 지시되어 있다.

바람직한 방식으로, 2개의 밴드 단부 섹션(22a, 22b) 사이에서는, 적어도 중단부(34)를 정의하는 작은 간격이 존재한다.

고정 리세스(23)의 원주 방향으로 서로를 향하고 있는 가이드 밴드(22)의 정면들은 바람직하게 가이드 밴드(22)의 전체 폭에 걸쳐서 경사져 있다. 이 경우, 2개 밴드 단부 섹션(22a, 22b)의 서로를 향하고 있는 경사진 정면들은 바람직하게 서로에 대해 평행하게 진행한다.

영구 자석 어셈블리(24)는 바람직하게 링 구조로 휘어지는 탄성적인 영구 자성의 자석 밴드(35)로 이루어진다. 자석 밴드(35)는 바람직한 방식으로 무한 길이를 갖고, 서로 반대 방향으로 설정된 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 구비한다. 바람직하게, 자석 밴드(35)는, 수용 그루브(25) 내에 장착되는 경우에 링 구조로 휘어지는 선형의 스트랜드 몸체로서 제조된다. 다시 말해, 자석 밴드(35)는 피스톤 몸체(16)에 조립될 때 바람직한 방식으로 수용 그루브(25) 내부로 방사 방향으로 삽입되는 동시에 피스톤 몸체(16)를 중심으로 휘어진다. 이와 같은 조립 방식은 바람직하게 가이드 밴드(22)의 조립 방식에 상응한다.

상기와 같은 조립 방식은, 조립 밴드(35)가 탄성적으로 변형될 수 있는 특성을 가짐으로써 유리해진다. 바람직하게, 상기 조립 밴드는, 자석 밴드(35)의 영구 자성 특성을 책임지는 영구 자석 수단이 제공된, 탄성적으로 변형될 수 있는 플라스틱 재료로 이루어진 스트랜드 형상의 밴드 몸체로 이루어진다. 영구 자석 수단으로서는, 예를 들어 자석 밴드 제조시에 스트랜드 형상의 밴드 몸체 내부에 미세한 분포로 매립된 후에 자화되는 강자성 입자가 사용된다.

자석 밴드(35)가 사용 완료된 상태로 수용 그루브(25) 내에 삽입되어 있는 경우에는, 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)이 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로를 향하게 된다. 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)은 종축(5) 둘레의 방향이고, 도 3에서는 2중 화살표에 의해서 지시되어 있다. 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b) 사이에는, 특히 작은 중간 공간에서 나타나는 자석 밴드(35)의 링 구조의 중단부(36)가 있으며, 그 결과 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)은 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 작은 간격을 두고 마주 놓이게 된다. 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)은 피스톤(4)의 종축(5) 둘레의 방향이다.

자석 밴드는, 수용 그루브(25) 내에 장착된 상태에서 각각 그루브 플랭크(33a, 33b) 중 일 그루브 플랭크를 향하고 있는 2개의 세로 측 측면(39a, 39b)을 갖는다.

가이드 밴드(22)가 고정 리세스(23) 내부에 삽입된 상태에서 자신의 탄성적인 특성으로 인해, 2개 밴드 단부 섹션(22a, 22b)의 영역에서 펼쳐지고 고정 리세스(23)로부터 풀리는 경향을 갖더라도, 가이드 밴드(22)는 바람직한 고정 조치로 인해 오로지 피스톤 몸체(16)에 의해서만 고정됨으로써, 결과적으로 가이드 밴드는 자신의 링 구조를 유지하게 되며, 이와 같은 링 구조에서 가이드 밴드는 자신의 전체 길이에 걸쳐 고정 리세스(23) 내에 고정되어 있다.

그에 상응하는 내용이 바람직한 방식으로 자석 밴드(35)에 대해서 수용 그루브(25)와 관련하여 적용된다. 피스톤 몸체(16)가 수용 그루브(25)의 영역에서는, 이 피스톤 몸체가 수용 그루브(25) 내부로 삽입된 자석 밴드(35)를 고정시킴으로써, 자신의 탄성에 근거한 확대 경향에도 불구하고 자신의 전체 길이에 걸쳐 수용 그루브(25) 내에 배치되고, 2개 밴드 단부 섹션(35a, 35b)의 영역에서 펼쳐지지 않도록 형성되어 있다.

본원에서 기술된 효과는, 가이드 밴드(22)에서, 고정 리세스(23)의 2개의 리세스 플랭크(28a, 28b)가 횡단면 상으로 관찰했을 때 각각 언더컷 된 프로파일을 가짐으로써, 결과적으로 각각의 리세스 플랭크(28a, 28b)가 종축(5)의 축 방향으로 방향 설정된 가이드 밴드(22)의 2개 측면 에지(37a, 37b)의 각각 서로를 향하는 측면 에지(37a, 37b)와 형상 결합 방식으로 맞물림으로써 달성된다. 형상 결합이 종축(5)과 관련하여 방사 방향으로 작용함으로써, 결과적으로 가이드 밴드(22)는 프로파일링 된 리세스 블랭크(28a, 28b)에 의해서 자신의 전체 길이에 걸쳐 고정 리세스(23) 내에 단단히 고정된다. 바람직한 방식으로는, 필요한 경우에 가이드 밴드의 교환을 가능하게 하기 위하여, 해체 가능한 형상 결합 방식의 맞물림이 다루어진다.

리세스 플랭크(28a, 28b)의 언더컷 된 프로파일은 리세스 플랭크(28a, 28b)마다 특히 각각 마주 놓여 있는 리세스 플랭크(28b, 28a) 방향으로 돌출하는 고정 돌출부(38a, 38b) 내에서 나타나며, 이 고정 돌출부는 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 동심으로 배치되어 있고, 고정 리세스(23)의 원주 방향(23a)으로 중단 없이 연장된다. 2개 고정 돌출부(38a, 38b) 각각이 종축(5)을 기준으로 고정 리세스(23)의 리세스 바닥(27)에 대해 방사 방향으로 간격을 두고 배치되어 있음으로써, 결과적으로 개별 고정 돌출부(38a, 38b)와 리세스 바닥(27) 사이에 방사 방향으로 놓여 있는 개별 리세스 플랭크(28a, 28b)의 영역에서는 환상으로 자체적으로 폐쇄된 고정 리세스(43a, 43b)가 나타나며, 이 고정 리세스 내부에는 가이드 밴드(22)가 삽입될 수 있고, 이 고정 리세스는 또한 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 동심으로 배치되어 있다.

바람직하게, 가이드 밴드(22)는 아직까지 고정 리세스(23) 내부에 삽입되지 않은 출발 상태에서는 직사각형의 횡단면을 갖는다. 이와 같은 출발 상태에서, 가이드 밴드(22)의 폭은 종축(5)의 축 방향으로 측정된, 서로 마주 놓여 있는 고정 돌출부(38a, 38b)의 내부 간격보다 약간 더 크다. 이와 같은 방식에 의해서는, 가이드 밴드(22)가 고정 리세스(23) 내부로 삽입된 상태에서, 고정 돌출부(38a, 38b)가 가이드 밴드(22)의 국부적인 변형 하에서 각각 관련 측면 에지(37a, 37b) 내부로 삽입되는 상황에 도달하게 된다. 삽입에 의해 밀려 들어간 가이드 밴드(22)의 재료는 고정 리세스(43a, 43b) 내부에 맞물린다. 이와 같은 방식에 의해서는, 피스톤 몸체(16)와 가이드 밴드(22) 사이에서 피스톤(4)의 방사 방향으로 작용하는 형상 결합부가 나타나며, 이와 같은 형상 결합부는, 가이드 밴드(22)가 자신의 전체 길이에 걸쳐 2개 측면 에지(37a, 37b)에서 리세스 플랭크(28a, 28b)의 언더컷 된 프로파일에 의해서 고정되는 상황을 보증해준다.

가이드 밴드(22)를 조립할 때에는, 종축(5)에 대해 방사 방향인 힘이 가이드 밴드에 작용함으로써, 결과적으로 가이드 밴드는 2개의 고정 돌출부(38a, 38b) 사이로 삽입되어 그 내부에서 단단히 클램핑 된다.

가이드 밴드(22)가 자신의 2개 측면 에지(37a, 37b)에 예비 성형된 결합 윤곽을 가짐으로써, 형상 결합 효과를 강화할 수 있는 가능성이 존재하는데, 이 경우에는 상기 예비 성형된 결합 윤곽이 프로파일링 된 리세스 플랭크(28a, 28b)에 대해 상보적인 프로파일을 구비함으로써, 결과적으로 가이드 밴드(22)는 자신의 전체 길이에 걸쳐 고정 리세스(23) 내부에 로킹 결합될 수 있거나 클립 결합될 수 있다.

자석 밴드(35)를 고정시키기 위해서는, 바람직한 방식으로, 자석 밴드(35)가 자신의 전체 길이에 걸쳐서 피스톤 몸체(16)에 의해 단단히 클램핑 되지 않고, 오히려 다만 몇몇 영역에서만 그리고 본 경우에는 특히 자신의 2개 밴드 단부 섹션(35a, 35b)에서만 단단히 클램핑 되는 클램핑 원리가 사용된다. 2개 밴드 단부 섹션(35a, 35b)의 클램핑 고정은 상호 독립적으로 이루어진다. 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)은 상호 고정되지 않고, 오히려 각각 다만 피스톤 몸체(16)에 대해서만 고정된다.

피스톤 몸체(16)는 자신의 주변 외부 둘레의 하나 이상의 지점에 클램핑 영역(44)을 구비하며, 이 클램핑 영역에서 피스톤 몸체(16)는, 피스톤 몸체가 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 수용 그루브(25) 내부에 상호 독립적으로 클램핑 방식으로 고정시킬 수 있도록 형성되어 있다. 이 경우, 피스톤 몸체(16)는 클램핑 영역(44)에 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로 이웃하는 2개의 클램핑 구역(45a, 45b)을 구비하며, 이들 클램핑 구역은, 밴드 단부 섹션(35a, 35b) 중 각각 하나를 강제 결합 방식으로 고정시키도록 형성되어 있다.

자석 밴드(35)는 자신의 전체 길이에 걸쳐 바람직한 방식으로 일정한 폭 "B"를 갖는다. 이 폭(B)은 피스톤(4)의 종축(5)의 축 방향으로 또는 2개의 측면(39a, 39b) 사이에서 측정되었다. 그밖에, 자석 밴드(35)는 바람직한 방식으로 직사각형의 횡단면 형상을 갖는다.

자석 밴드(35)의 폭(B)은, 수용 그루브(25)의 2개 그루브 플랭크(33a, 33b)의 내부 간격(A1)보다 작다. 따라서, 자석 밴드(35)는, 그루브 플랭크(33a, 33b)의 섹션들이 마주 놓여 있는 수용 그루브(25)의 영역에서는 약간의 유격(play)을 두고서 부착된 상태로 수용 그루브(25) 내에 수용되어 있다.

그와 달리, 피스톤 몸체(16)는 2개 클램핑 구역(45a, 45b)의 영역에, 각각 2개 그루브 플랭크(33a, 33b) 중 하나를 기준으로 마주 놓여 있는 그루브 플랭크(33a, 33b) 방향으로 돌출하는 하나 이상의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)를 구비하며, 이 클램핑 돌출부는 수용 그루브(25)의 국부적인 협착을 야기한다. 국부적인 협착에 의해서는, 자석 밴드(35)가 자신의 2개 밴드 단부 섹션(35a, 35b)의 영역에 있는 하나 또는 복수의 지점에서 수용 그루브(25) 내에 단단히 클램핑 되어 있기 때문에 펼쳐질 수 없다. 좁은 지점으로서도 지칭될 수 있는 협착 영역은 (48)의 화살표로 표시되어 있다.

각각의 클램핑 구역(45a, 45b) 내에 단 하나의 클램핑 돌출부만을 제공할 수 있는 가능성이 존재하며, 이 경우에는 마주 놓여 있는 그루브 플랭크에 대한 상기 클램핑 돌출부의 간격이 자석 밴드(35)의 폭(B)보다 약간 더 작음으로써, 결과적으로 클램핑 상태는 실질적으로, 단 하나의 클램핑 돌출부가 자석 밴드(35) 쪽을 향하는 측면(39a, 39b) 내부로 삽입되는 상황으로부터 나타나게 된다.

각각의 클램핑 구역(45a, 45b)에서 복수의 클램핑 돌출부를 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로에 대해 간격을 두고 배치할 수 있는 가능성이 존재한다. 예를 들어, 이 경우에는, 상기 복수의 클램핑 돌출부가 단 하나의 그리고 본 경우에는 동일한 그루브 플랭크(33a, 33b)에서 형성될 수 있다.

하나 또는 2개의 클램핑 구역(45a, 45b)에 피스톤(4)의 종축(5)의 축 방향으로 서로 마주 놓여 있는 2개의 클램핑 돌출부를 2개의 그루브 플랭크(33a, 33b)에 제공할 수 있는 가능성도 또한 존재하며, 이 경우 이들 그루브 플랭크는 서로에 대해 돌출하여 관련 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 클램핑 하기 위한 좁은 장소(48)를 정의한다. 이 경우에는, 클램핑 구역(45a, 45b) 당 상기와 같은 마주 놓여 있는 단 한 쌍의 또는 복수 쌍의 클램핑 돌출부가 존재할 수 있다.

2개 클램핑 구역(45a, 45b)의 특히 바람직한 일 형상은 실시예에서 구현되었고, 도면에 도시되어 있다. 그에 따라, 피스톤 몸체(16)는 2개 클램핑 구역(45a, 45b) 각각에, 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로에 대해 간격을 두고 배치된 복수의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b), 다시 말해 수용 그루브(25)의 원주 방향으로 서로에 대해 변위된 상태로 배치되어 있는 복수의 클램핑 돌출부를 구비한다. 하지만, 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)는 개별 클램핑 구역(45a, 45b) 내에서 각각 동일한 그루브 플랭크(33a, 33b)에 있지 않고, 오히려 상이한 그루브 플랭크(33a, 33b)에 배치되어 있다. 예시적으로, 각각의 클램핑 구역(45a, 45b) 내에서는 제1 클램핑 돌출부(46a, 46b)가 제1 그루브 플랭크(33a)에 일체로 형성되어 있고, 이와 관련하여 수용 그루부(25)의 원주 방향(25a)으로 이격된 제2 클램핑 돌출부(47a, 47b)는 제2 그루브 플랭크(33b)에 일체로 형성되어 있다. 각각 다른 그루브 플랭크(33a, 33b)의 개별 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)에 마주 놓여 있는 영역에는 바람직하게 클램핑 돌출부가 전혀 존재하지 않으며, 그곳에서는 관련 그루브 플랭크(33a, 33b)가 클램핑 돌출부 없는 형상으로 형성되어 있다.

상기와 같은 방식으로, 수용 그루브(25) 내부에서는, 클램핑 구역(45a, 45b) 당, 수용 그루브(25)의 원주 방향으로 서로에 대해 이격된 복수의 좁은 지점 또는 협착 영역(48)이 나타나며, 이들 좁은 지점 또는 협착 영역은 서로 반대 방향으로 설정된 그루브 플랭크(33a, 33b)로부터 수용 그루브(25) 내부로 돌출하는 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)에 의해서 야기된다.

상기와 같은 배열에서는, 클램핑 구역(45a, 45b) 내부로 밀려 들어간 밴드 단부 섹션(35a, 35b)이 약한 물결 선(wave line)을 그리면서, 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 개별 클램핑 구역(45a, 45b)을 굽이쳐 통과하고, 그로 인해 효과적으로 단단히 클램핑 된다. 이와 같은 클램핑 방식에서는, 각각의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)와 마주 놓여 있는 그루브 플랭크(33a, 33b) 사이에서 측정된 내부 간격(A2)이 자석 밴드(35)의 폭(B)보다 작을 필요가 없다. 이와 같은 내부 간격(A2)은 바람직하게 방식으로 자석 밴드(35)의 폭(B)과 동일한 크기이거나 심지어는 자석 밴드(35)의 폭(B)에 대하여 약간 더 클 수 있다. 클램핑 효과는 주로, 자석 밴드(35)가 각각의 클램핑 구역(45a, 45b)에서, 특히 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)에 이웃하는 영역에서도 그루브 플랭크(33a, 33b)에 의해 단단히 조여지도록 곡류 형태로 변형되는 상황으로부터 결과적으로 나타난다.

이 경우에 클램핑 효과는 결정적으로, 밴드 단부 섹션(35a, 35b)이 클램핑 섹션(45a, 45b)에서 상이한 그루브 플랭크(33a, 33b)에 교대로 존재하는 클램핑 돌출부에 의하여 강제로 곡류 형태의 또는 물결 형상의 또는 적어도 휘어진 세로 형상으로 변형되고, 자석 밴드(35)의 탄성으로 인해 자신의 선형의 출발 형상으로 역으로 변형되려는 경향을 가짐으로써, 결과적으로 수용 그루브(25) 내에서 그의 원주 방향(25a)에 대해 횡방향으로 조여지게 된다는 사실을 토대로 한다.

개별 클램핑 구역(45a, 45b)에서는, 피스톤(4)의 종방향으로 측정되고 투사된, 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로에 대해 이격된 2개 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)의 내부 간격(A3)이 자석 밴드의 폭(B)보다 작은 경우가 바람직한 것으로 입증되었다.

최적의 클램핑을 발생하기 위해서는, 각각의 클램핑 구역(45a, 45b)에서, 수용 그루브의 원주 방향으로 측정된, 상이한 그루브 플랭크(33a, 33b)에 배치된 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)의 간격(A4)을 적어도 자석 밴드의 폭(B)과 같은 크기가 되도록 그리고 최대로는 자석 밴드의 폭(B)의 2배에 달하도록 선택하는 것도 또한 바람직한 것으로 입증되었다.

드러난 사실은, 관련 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 신뢰할만하게 클램핑 방식으로 단단히 고정시키기 위해서는, 클램핑 구역(45a, 45b) 당 2개의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)를 제공하는 것으로도 이미 충분하다는 것이다. 그러나 클램핑 구역 당 2개 이상의 클램핑 돌출부도 제공될 수 있다.

수용 그루브(25)의 둘레를 따라서 전술된 유형의 단 하나의 클램핑 영역(44)을 제공하는 것도 완전히 충분하다. 자석 밴드(35)가 다만 자신의 2개 밴드 단부 섹션(35a, 35b)에서만 고정되는 경우에는 이미 자석 밴드(35)가 수용 그루브(25) 내에 확실하게 고정되어 있다.

하지만, 피스톤(4)을 조립할 때의 속도를 위해서는, 피스톤 몸체(16)의 원주 방향으로 클램핑 영역(44)에 대해 이격된 하나 이상의 지점에 전술된 구조의 또 다른 하나의 클램핑 영역(44a)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 상기 또 다른 클램핑 영역(44a)은 전술된 클램핑 영역(44)에 대해 대안적으로, 자석 밴드(35)가 수용 그루브(25) 내부로 상응하는 위치에 삽입될 때 2개의 밴드 섹션(35a, 35b)을 고정시키기 위해서 이용될 수 있다. 원칙적으로는, 상기와 같은 더 많은 클램핑 영역들이 피스톤 몸체(16)의 둘레를 따라서 분포된 상태로 존재할 수도 있지만, 클램핑 영역의 개수는 가급적 적게 유지되는데, 그 이유는 달성된 클램핑 효과로 인해 클램핑 영역이 자석 밴드(35)의 삽입을 기본적으로 어렵게 하기 때문이다.

클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)는 기본적으로 임의로 형성될 수 있다. 중요한 사실은, 이들 클램핑 돌출부가 수용 그루브(25)의 파형에서 국부적인 협착을 야기한다는 것이다. 각각의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)가 도 2 및 도 3에 따라 직관형의 형상을 갖는 리브 형상으로 형성되고, 각각 수용 그루브(25)의 그루브 바닥(32)의 영역으로부터 출발해서 수용 그루브(25)의 방사 방향 그루브 개구(26)의 방향으로 연장되는 성형이 특히 바람직한 것으로서 드러났다. 이와 같은 관계에서는 다른 무엇보다, 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)가 방사 방향 그루브 개구(26) 쪽을 향하는 자신의 단부 영역에 방사 방향 외부로 그리고 관련 그루브 플랭크(33a, 33b) 쪽으로 진행하는 사면(49)을 구비하는 경우가 바람직하다. 사면(49)은, 조립시에 방사 방향 외부로부터 가압력이 제공되는 개별 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 수용 그루브(25) 내부로 신뢰할만하게 안내하는 경사진 가이드 면을 형성한다.

Claims

유체에 의해서 작동될 수 있는 포지셔닝 장치용, 특히 유체 작동되는 선형 구동 장치용 피스톤으로서,
피스톤 몸체(16)를 구비하고, 상기 피스톤 몸체가 자신의 방사 방향 외부 둘레의 영역에 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 동축인 환상의 고정 리세스(23)를 구비하며, 상기 고정 리세스(23)가 서로를 향하고 있는 2개의 측방 리세스 플랭크(28a, 28b)를 구비하고, 상기 리세스 플랭크 내에는 링 구조를 갖는 가이드 밴드(22)가 고정되어 있으며, 상기 가이드 밴드가 고정 리세스(23)의 원주 방향으로 서로를 향하는 2개의 밴드 단부 섹션(22a, 22b)을 구비하고,
상기 고정 리세스(23)의 2개의 리세스 플랭크(28a, 28b)가 횡단면 상으로 관찰했을 때 언더컷 된 프로파일을 각각 하나씩 구비하며, 상기 리세스 플랭크는 각각 고정 리세스(23)의 리세스 바닥(27)에 대해 방사 방향의 간격을 두고서, 마주 놓여 있는 리세스 플랭크(28b, 28a) 방향으로 돌출하는 환상의 고정 돌출부(38a, 38b)를 구비하며, 상기 환상의 고정 돌출부가 가이드 밴드(22)의 관련 측면 에지(37a, 37b)와 형상 결합 방식으로 맞물리는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항에 있어서, 상기 고정 리세스(23)를 구비하는 피스톤 몸체(16)가 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 몸체(16)가 강성의 재료, 바람직한 방식으로는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 돌출부(38a, 38b)가 가이드 밴드(22)의 국부적인 변형 하에서 그리고 형상 결합 방식의 맞물림을 형성하면서 각각 상기 가이드 밴드(22)의 관련 측면 에지(37a, 37b) 내부에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 밴드(22)가 아직까지 고정 리세스(23) 내부에 장착되지 않은 출발 상태에서는 직사각형의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 밴드(22)가 자신의 2개 측면 에지(37a, 37b)에 미리 제조된 결합 윤곽을 각각 하나씩 가지며, 상기 결합 윤곽에 의해서 가이드 밴드가 각각의 관련 고정 돌출부(38a, 38b)와 형상 결합 방식으로 맞물리는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 밴드(22)가 전체적으로 탄성적으로 변형될 수 있는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 밴드(22)가 하나의 링 형상으로 휘어지는 스트랜드 몸체인 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환상의 고정 리세스(23)가 피스톤 몸체(16) 내에 형성된 환상의 수용 그루브(25)를 동심으로 둘러싸며, 상기 환상의 수용 그루브는 상기 고정 리세스(23)보다 좁고, 상기 환상의 수용 그루브의 방사 방향 외부에 놓인 그루브 개구(26)는 상기 고정 리세스(23)의 리세스 바닥(27) 내부와 통하며, 상기 수용 그루브(25) 내에는 환상으로 구조화되었고 위치 검출을 위해 이용될 수 있는 영구 자석 어셈블리(24)가 수용되어 있고, 상기 영구 자석 어셈블리는 더 큰 폭을 갖는 가이드 밴드(22)에 의해 방사 방향 외부에서 덮여 있는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 몸체(16)의 방사 방향 외부 둘레의 영역에, 피스톤(4)의 종축(5)에 대해 동축이고 서로를 향하는 2개의 측방 그루브 플랭크(33a, 33b)를 갖는 환상의 수용 그루브(25)가 형성되어 있고, 상기 수용 그루브 내에는 위치 검출을 위해서 이용될 수 있는 영구 자석 어셈블리(24)가 수용되어 있으며, 상기 영구 자석 어셈블리는 하나의 링 구조로 휘어지는 탄성적인 영구 자성의 자석 밴드(35)로 이루어지며, 상기 자석 밴드는 수용 그루브(25)의 원주 방향으로 서로를 향하는 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b)을 구비하고, 상기 자석 밴드의 폭(B)은 수용 그루브(25)의 그루브 플랭크(33a, 33b) 사이의 간격(A1)보다 작으며, 상기 2개의 밴드 단부 섹션(35a, 35b) 각각은 클램핑에 의해서 수용 그루브(25)의 원주 방향으로 서로 이웃하는 상기 수용 그루브(25)의 2개의 클램핑 구역(45a, 45b) 중 일 구역에 고정되어 있고, 상기 클램핑 구역 내에서는 피스톤 몸체(16)가 각각 수용 그루브(25)의 국부적인 협착 하에서 그루브 플랭크(33a, 33b) 중 일 그루브 플랭크에 대하여 돌출하는 그리고 상기 자석 밴드(35)의 측면(39a, 39b)에 압착되는 하나 이상의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제10항에 있어서, 상기 피스톤 몸체(16)가 수용 그루브(25)의 각각의 클램핑 구역(45a, 45b)에 상기 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 서로에 대해 간격을 두고 배치된 복수의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제10항 또는 제11항에 있어서, 각각의 클램핑 구역(45a, 45b)에서 상이한 그루브 플랭크(33a, 33b)에는 수용 그루브(25)의 원주 방향(25a)으로 간격을 두고 서로 이웃하여 배치된 2개 이상의 그리고 바람직하게는 정확하게 2개의 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)가 배치되어 있으며, 이러한 클램핑 돌출부들 각각에는 다른 그루브 플랭크(33b, 33a)에 있는 클램핑 돌출부 중 어느 것도 마주 놓여 있지 않은 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)가 각각 직관형의 형상을 갖는 리브 형상으로 형성되어 있고, 각각 수용 그루브(25)의 그루브 바닥(32)의 영역으로부터 출발해서 수용 그루브(25)의 방사 방향 그루브 개구(26) 방향으로 연장되며/연장되거나 상기 클램핑 돌출부(46a, 47a; 46b, 47b)가 방사 방향 그루브 개구(26) 쪽을 향하는 자신의 단부 영역에서 관련 그루브 플랭크(33a, 33b) 쪽으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 밴드(35)가 직사각형의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 피스톤.
피스톤(4)이 선형으로 이동할 수 있게 배치되어 있는 하우징(2)을 구비하는, 유체에 의해서 작동될 수 있는, 특히 유체 작동되는 선형 구동 장치로서,
상기 피스톤(4)이 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 선형 구동 장치.