DE10137468B4

DE10137468B4 - Befestigungsstruktur für Positions-Detektionssensoren

Info

Publication number: DE10137468B4
Application number: DE10137468A
Authority: DE
Inventors: Koji Sakurai
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: SE525584C2; TW503411B; CN1337723A; US6571681B2; CN1195946C; JP2002048108A; US20020017190A1; SE0102647L; KR20020012139A; KR100478715B1; SE0102647D0; DE10137468A1

Abstract

Befestigungsstruktur zur Befestigung eines Positions-Detektionssensor zur Feststellung einer Position eines Kolbens (24), der in einer Zylinderkammer (22) eines Zylinderrohrs (14) aufgenommen ist, an dem Zylinderrohr (14) mit:
dem Positions-Detektionssensor (110) mit einem Detektionselement zur Feststellung eines Magnetfeldes eines an dem Kolben (24) angebrachten Magneten (60), und
einem Sensorbefestigungsmechanismus (100) zum Halten des Positions-Detektionssensors (110) derart, dass der Positions-Detektionssensor (110) um einen festgelegten Abstand von einer äußeren Seitenfläche des Zylinderrohres (14) beabstandet ist,
wobei der Sensorbefestigungsmechanismus (100) ein Schienenelement (106), das an der äußeren Seitenfläche des Zylinderrohrs (14) befestigt ist, und einen Halter (112), der den Positions-Detektionssensor (110) hält und gleitend entlang des Schienenelementes (106) vorgesehen ist, aufweist,
wobei das Schienenelement (106) einen nicht kreisförmigem Querschnitt aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass abgefaste Abschnitte (118), die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, an dem Schienenelement (106) und dem Halter (112) ausgebildet sind,
dass die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsstruktur für einen Positions-Detektionssensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Antriebsmittel zum Transportieren und Positionieren von Werkstücken und zum Antreiben verschiedener Maschinen werden herkömmlicherweise fluiddruckbetätigte Zylinder verwendet. Um den unterschiedlichen Bedürfnissen der Nutzer, bspw. der Miniaturisierung und der Verbesserung verschiedener Funktionen bei der Optionseinstellung oder dgl., zu genügen, weist der fluiddruckbetätigte Zylinder ein Zylinderrohr und Zusatzelemente, bspw. an dem Zylinderrohr befestigte Schalter, auf.
Sofern an Außenflächen des Zylinderrohres und des Schalters eine Flüssigkeit vorliegt, können sich verschiedene Keime in der Flüssigkeit verbreiten. Daher wurde von dem vorliegenden Anmelder ein hygienischer Positions-Detektionssensor vorgeschlagen. Bei diesem Positions-Detektionssensor tropft Flüssigkeit in natürlicher Weise von den Oberflächen des Zylinderrohres und des Schalters. Dadurch kann sich die Flüssigkeit kaum an den Oberflächen des Zylinderrohres und des Schalters halten. Obwohl der Positions-Detektionssensor einen Positionseinstellmechanismus aufweist, ist der Grundkörper des Positions-Detektionssensor klein. Dadurch ist der gesamte Positions-Detektionssensor klein und weist ein geringes Gewicht auf (vgl. die US-Patentanmeldung Nr. 09/795 348).
Aus der Druckschrift DE 195 39 551 A1 ist ein Meßsystem zur Erfassung der Position eines in einem Zylinder bewegbaren Kolbens bekannt. Die Erfassung der Position erfolgt durch einen Sensor, welcher außerhalb des Zylinders über eine Halterung auf einer Spindel verschiebbar angeordnet ist. Die Halterung ist außerdem durch eine Stange gegen Mitdrehen gesichert. Die Spindel, die Halterung und die Stange sind jedoch nicht dazu ausgelegt, besonders flüssigkeitsabweisend zu sein. Dementsprechend können beim Betrieb des bekannten Systems Flüssigkeitstropfen leicht an der Spindel, der Halterung oder der Stange haften bleiben. Derartige Flüssigkeitsansammlungen sind aber oft Träger von Keimen. Folglich kann die bekannte Vorrichtung nicht in Bereichen eingesetzt werden, in denen eine Anwesenheit von Keimen unerwünscht ist, wie bspw. bei der Nahrungsmittelherstellung.
In der Druckschrift US 4,086,456 wird ein hydraulischer Zylinder 10 beschrieben, der einen Zylinderkörper aufweist. In dem Zylinderkörper ist ein Kolben axial verschiebbar angeordnet. An dem Kolben ist ein Magnet angeordnet, der in Schlitzen seiner Peripherie aufgenommen ist. An einer Befestigungsplatte ist außerhalb des Zylinderkörpers in gleitendem Kontakt mit diesem ein Reed-Schalter mit zwei Reed-Elemente angeordnet. Diese Reed-Elemente öffnen und schließen abhängig von dem sie durchdringenden magnetischen Fluss, der entsprechend der Position des Magneten variiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsstruktur für einen Positions-Detektionssensor vorzuschlagen, mit der die Befestigungsposition des Positions-Detektionssensors in Richtung des Hubes eines Zylinders beliebig eingestellt werden kann, bei der die Flüssigkeit kaum an der Außenfläche haftet, und mit der hygienische Probleme vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Positions-Detektionssensor mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Sensorbefestigungsmechanismus an einer Seitenfläche eines Zylinders angebracht ist.
2 zeigt eine Vorderansicht des Zylinders gemäß 1.
3 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie III-III in 2.
4 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt des Abschnitts A in 3.
5 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt durch einen Zylinder gemäß einem Vergleichsbeispiel.
6 zeigt eine Vorderansicht des Sensorbefestigungsmechanismus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Halters, der den in 6 gezeigten Sensorbefestigungsmechanismus bildet.
8 zeigt eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 6.
9 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Linie IX-IX in 8.
10 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie X-X in 8.
11 zeigt eine Vorderansicht eines Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 11.
13 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Linie XIII-XIII in 12.
14 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie XIV-XIV in 12.
15 zeigt eine Vorderansicht eines Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt eine Draufsicht auf den Sensorbefestigungsmechanismus gemäß 15.
17 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie XVII-XVII in 15.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Zylinder, der mit Hilfe eines Sensorbefestigungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Positions-Detektionssensor ausgestattet ist.
Der Zylinder 10 umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches Zylinderrohr mit einem Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b, die voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind, eine Kopfabdeckung 16, die an einem Ende des Zylinderrohres 14 angebracht ist, und eine Stangenabdeckung 18, die in eine Gewindeöffnung an dem anderen Ende des Zylinderrohres 14 eingesetzt ist (vgl. 3).
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, weist das Zylinderrohr 14 vier Befestigungsöffnungen 20a bis 20d auf, die in Axialrichtung durchtreten. Der Zylinder 10 kann in einfacher Weise bspw. an einer Wandfläche angebracht werden, indem nicht dargestellte Gewindeelemente in Gewindeabschnitte der Befestigungsöffnungen 20a bis 20d eingeschraubt oder indem nicht dargestellte Bolzen in die Befestigungsöffnungen 20a bis 20b eingesetzt werden.
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst der Zylinder 10 außerdem einen Kolben 24, der entlang einer Zylinderkammer 22, die durch die Kopfabdeckung 16 und die Stangenabdeckung 18 in dem Zylinderrohr 14 verschlossen wird, verschiebbar ist, eine Kolbenstange 26, deren eines Ende an dem Kolben 24 befestigt ist und deren anderes Ende nach außen vorsteht, und einen Abstreifer 30, der in einer ringförmigen Aussparung der Stangeabdeckung 18 angebracht ist und eine Öffnung 28 aufweist, die die äußere Umfangsfläche der Kolbenstange 26 umgibt.
Das Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b ist so vorgesehen, dass es über Durchgänge 32a bzw. 32b eine Verbindung mit der Zylinderkammer 22 herstellt.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 14 in Umfangsrichtung eine obere Fläche 34, an der das Paar von Druckfluideinlass/auslassöffnungen 12a, 12b ausgebildet ist, ein Paar von schrägen Flächen 36a, 36b, die sich an die obere Fläche 34 anschließen und um festgelegte Winkel geneigt sind, ein Paar von Seitenflächen 38a, 38b, die sich an die schrägen Flächen 36a, 36b anschließen und einander gegenüberliegen, und eine Bodenfläche 40, die sich an das Paar von Seitenflächen 38a, 38b anschließt.
Erste abgefaste Abschnitte 42, die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, sind an Übergangsbereichen zwischen der oberen Fläche 34 und der schrägen Fläche 36a, 36b ausgebildet. Zweite abgefaste Abschnitte 44, die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, sind an Übergangsbereichen zwischen den schrägen Flächen 36a, 36b und den Seitenflächen 38a, 38b ausgebildet. Dritte abgefaste Abschnitte 46, die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, sind an Übergangsbereichen zwischen den Seitenflächen 38a, 38b und der Bodenfläche 40 ausgebildet.
Bei dieser Anordnung haben die obere Fläche 34, das Paar von schrägen Flächen 36a, 36b, das Paar von Seitenflächen 38a, 38b und die Bodenfläche 40, die gemeinsam die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 14 bilden, jeweils die festgelegten Krümmungsradien und werden durch gekrümmte Flächen gebildet, die nach außen hin konvex sind.
Wie oben beschrieben wurde, werden alle äußeren Umfangsflächenabschnitte des Zylinderrohres 14, die in Umfangsrichtung des Zylinderrohres 14 angeordnet sind, durch die nach außen konvex gekrümmten Oberflächen und die ersten bis dritten abgefasten Abschnitte 42, 44, 46 gebildet. Außerdem sind die anderen Seitenflächen bis auf die oben beschriebenen äußeren Umfangsflächen, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, als aufrecht stehende Flächen (im Wesentlichen vertikale Flächen) 48 ausgebildet. Dementsprechend weist das Zylinderrohr 14 eine solche Form auf, dass jegliche an der äußeren Oberfläche des Zylinderrohres 14 haftende Flüssigkeit spontan abtropft und herabfällt.
Somit tritt keine Flüssigkeitssammlung auf, da an den in Umfangsrichtung angeordneten äußeren Umfangsflächen des Zylinderrohres 14 keine Aussparung ausgebildet ist. Es ist somit möglich, hygienische Probleme, bei denen verschiedene Keime durch die Flüssigkeit verbreitet werden, zu vermeiden.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Kopfabdeckung 16 in der Öffnung des Zylinderrohres 14 verankert. Der Verbindungsabschnitt zwischen der Kopfabdeckung 16 und dem Zylinderrohr 14 ist so ausgebildet, dass er als metallische Dichtung fungiert, die die Zylinderkammer 22 luftdicht abschließt und das Eintreten von Flüssigkeit oder dgl. von außen verhindert.
Eine Stangendichtung 50 ist an der inneren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 18 über eine Ringnut angebracht. Die äußere Umfangsfläche der Kolben stange 26 wird von der Stangendichtung 50 umgeben. Dadurch wird die Zylinderkammer 22 luftdicht und flüssigkeitsdicht gehalten. Eine zylindrische Buchse 52 ist in einer ringförmigen Aussparung, die an der inneren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 18 ausgebildet ist, angebracht. Der Abstreifer 30, bei dem ein Metallelement 54 in ein Gummimaterial eingeformt ist, ist in einer ringförmigen Aussparung, die an dem Ende der Stangenabdeckung 18 ausgebildet ist, angebracht. Eine ringförmige Kammer 56, die als Ölsammelbecken für Schmieröl, das an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 26 haftet, dient, ist zwischen dem Abstreifer 30 und der Stangenabdeckung 18 ausgebildet.
Eine Kolbendichtung 58, die in gleitendem Kontakt mit der Innenwandfläche der Zylinderkammer 22 steht und die Zylinderkammer 22 in eine erste Zylinderkammer 22a und eine zweite Zylinderkammer 22b unterteilt, ist an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 24 mit Hilfe einer Ringnut angebracht. Außerdem ist ein Magnet 60, der aus einem den Kolben 24 umgebenden Ringelement besteht, in einem Bereich in der Nähe der Kolbendichtung 58 mit Hilfe einer Ringnut angebracht.
Ein ringförmiges Dichtelement 62, das aus einem flexiblen Material, wie Gummi, geformt ist, ist an einem Ende des Verbindungsbereiches zwischen dem Zylinderrohr 14 und der Stangenabdeckung 18 in Axialrichtung vorgesehen. Wie in 4 dargestellt ist, ist ein Teil des Dichtelementes 62 in einem solchen Zustand angebracht, dass es durch einen niedrigen Abstand zwischen einer inneren Umfangsfläche 66 des Zylinderrohres 14 und einem ringförmigen Vorsprung 64 an der Stangenabdeckung 18 unter Spannung steht.
Dies bedeutet, dass das ringförmige Dichtelement 62, das mit im Wesentlichen konstanter Wanddicke in Umfangsrichtung ausgebildet ist, vorab mit einer Einpresstoleranz versehen ist, so dass es mit Kraft zwischen die innere Umfangs fläche 66 des Zylinderrohres 14 und den an der äußeren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 18 ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 64 eingepresst werden kann. Dadurch wird auch dann, wenn Flüssigkeit oder dgl. in den Verbindungsbereich zwischen dem Zylinderrohr 14 und der Stangenabdeckung 18 eintreten will, durch den eingepressten Abschnitt 68 des Dichtelementes 62 eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet. Dadurch kann Flüssigkeit oder dgl. nicht in das Zylinderrohr 14 eindringen.
Ein Paar von Gewindeöffnungen (nicht dargestellt), die voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind, ist an der Seitenfläche des Zylinderrohres 14 angebracht, um ein Schienenelement zu befestigen, was später beschrieben wird.
Wie in den 1 und 6 bis 10 dargestellt ist, umfasst der Sensorbefestigungsmechanismus 100 ein Paar von Beinen 104a, 104b, die an den Seitenflächen des Zylinderrohres 14 befestigt sind, wobei sie voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind, wobei Bolzen 102, die jeweils einen Sechskantkopf aufweisen, in an der Seitenfläche des Zylinderrohres 14 ausgebildete Gewindeöffnungen eingeschraubt sind, ein Schienenelement 106, das um einen festgelegten Abstand von der Seitenfläche des Zylinderrohres 14 beabstandet ist und mit Hilfe der Beine 104a, 104b im Wesentlichen parallel zu der Kolbenstange 26 angebracht ist, und einen Halter 112, der einstellbar an einer beliebigen Position in Axialrichtung des Schienenelements 106 vorgesehen ist, indem ein Sechskantkopfbolzen 108 gelöst wird, und der einen Halteabschnitt zum Halten eines Positions-Detektionssensors 110 mit Hilfe eines Loches 109 mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist (vgl. 10). Eine ringförmige flache Scheibe 114, die ein Verlieren verhindert, ist an jedem der Sechskantkopfbolzen 102, 108 angebracht (vgl. 6).
Bei dieser Anordnung können die Beine 104a, 104b, das Schienenelement 106 und/oder der Halter 112 aus einem synthetischen Harzmaterial oder einem metallischen Material, bspw. einer Aluminiumlegierung oder rostfreiem Stahl, geformt werden. Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die Beine 104a, 104b, das Schienenelement 106 und der Halter 112 aus einem Kunstharzmaterial.
Wie in 10 dargestellt ist, weisen die Bodenflächen 116 der Beine 104a, 104b, die gegen die Seitenfläche des Zylinders 10 anliegen, einen kreisbogenförmigen Querschnitt mit einem festgelegten Krümmungsradius entsprechend der gekrümmten Seitenfläche des Zylinderrohres 14 auf.
Wie in 10 dargestellt ist, weist das Schienenelement 106 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Außenfläche der vier Ecken jeweils abgefast ist, um abgefaste Bereiche 118 mit jeweils einem festgelegten Krümmungsradius zu bilden. An der Außenfläche des Schienenelements 106 ist keine Aussparung vorgesehen. Dadurch wird das Schienenelement 106 so geformt, dass jegliche an der Außenfläche des Schienenelementes 106 haftende Flüssigkeit spontan abtropft und einfach herabtropft. Die Form des Schienenelementes 106 ist nicht auf den im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt beschränkt. Vielmehr kann das Schienenelement 106 auch eine sonstige nicht kreisförmige Gestalt, bspw. einen elliptischen Querschnitt, aufweisen, um eine Drehung des Halters 112 zum Halten des Positions-Detektionssensors 110 zu verhindern.
Wie in den 7 und 10 dargestellt ist, umfasst der Halter 112 zwei geteilte Teile, d. h. ein erstes Gehäuse 120a und ein zweites Gehäuse 120b, die mit Hilfe des Sechskantbolzens 108 einstückig miteinander verbunden sind. Das zweite Gehäuse 120b, das nahe der äußeren Fläche des Zylinderrohres 14 angeordnet ist, ist einstückig mit dem Halteabschnitt 122 ausgebildet, der in Seitenrichtung vorsteht und den Positions-Detektionssensor 110 mit Hilfe des Loches 109 mit kreisbogenförmigem Querschnitt hält.
Bei dieser Anordnung ist die Position des Halters 112 auf eine gewünschte Position in Axialrichtung des Schienenelementes 106 (in Hubrichtung des Zylinders 10) einstellbar, wenn der Sechskantbolzen 108 gelöst ist.
Der Halteabschnitt 122 weist das Loch 109 mit dem kreisbogenförmigen Querschnitt auf, das in Axialrichtung des Schienenelementes 106 ausgebildet ist, wobei das Loch 109 ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist. Der Positions-Detektionssensor 110, dessen Form der Querschnittsgestalt des Loches 109 entspricht und der als separates Element ausgebildet ist, ist in das Loch 109 eingesetzt.
Eine Befestigungsschraube 124, die den Positions-Detektionssensor 110 an einer gewünschten Position in dem Loch 109 befestigt, indem sie durch den Positions-Detektionssensor 110 hindurchtritt und entsprechend der Zunahme der Einschraubtiefe gegen die innere Wandfläche des Loches 109 presst, ist an einem Ende des Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen. Ein Leitungsdraht 126 ist mit dem anderen Ende des Positions-Detektionssensor 110 verbunden.
Wie in den 7 bis 9 dargestellt ist, ist ein Indikatorabschnitt 128 mit recheckiger Form, durch den das von einem nicht dargestellten lichtaussendenden Element ausgesandte Licht sichtbar ist, wenn der Magnet 60 des Kolbens 24 erfasst wird, an einem mittleren Abschnitt des Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen. Der Indikatorabschnitt 128 besteht aus einem transparenten oder semi-transparenten Element. Ein geeignetes Spiel 130 ist zwischen dem Halteabschnitt 122 und der Seitenfläche des Zylinderrohres 14 vorgesehen. Der Positions-Detektionssensor 110 wird kontaktfrei relativ zu der Außenfläche des Zylinderrohres 14 gehalten (vgl. 10).
Wenn der Positions-Detektionssensor 110 die Außenfläche des Zylinderrohres 14 berührt, kann ein Flüssigkeitsbecken generiert werden. Unter Berücksichtigung der Drainageleistung für die an der Außenfläche des Zylinderrohres 14 haftende Flüssigkeit befindet sich der Positions-Detektionssensor 110 mit Hilfe des geeigneten Spieles (Freiraums) 130 in einem schwebenden Zustand. Vorzugsweise beträgt das geeignete Spiel 130 bspw. 1 bis 2 mm.
Ein nicht dargestelltes Detektionselement, das bspw. aus einem Hall-Element oder einem Magneto-Widerstandselement besteht, ist an dem Positions-Detektionssensor 110 vorgesehen. Über den Leitungsdraht 126 kann ein Detektionssignal zu einem externen Gerät geleitet werden.
Die abgefasten Bereiche 118, die jeweils den festgelegten Krümmungsradius aufweisen, sind an Eckabschnitten und Kammabschnitten des Halters 112, einschließlich des Halteabschnitts 122 vorgesehen, um zu gewährleisten, dass die anhaftende Flüssigkeit einfach abtropft und herabfällt.
Der Zylinder 10 mit dem Sensorbefestigungsmechanismus 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
Ein Druckfluid (bspw. Luft) wird von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a zugeführt. Das dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a zugeführte Druckfluid wird über den Durchgang 32a in die erste Zylinderkammer 22a eingeführt. Dementsprechend wird der Kolben 24 zu der zweiten Zylinderkammer 22b gedrückt.
Wenn der Kolben 24 unter der Wirkung des Druckfluides an der Verschiebungsendposition ankommt, wird das Magnetfeld des an dem Kolben 24 angebrachten Magneten 60 durch das nicht dargestellte Detektionselement des Positions-Detektionssensor 110 festgestellt. Der Positions-Detektionssensor 110 gibt das Detektionssignal über den Leitungsdraht 126 an das externe Gerät, bspw. eine nicht dargestellte Steuerung, weiter.
Wenn die Zufuhr des Druckfluides von dem ersten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12a durch Umschalten eines nicht dargestellten Richtungskontrollventils zu dem zweiten Druckfluideinlass/auslassanschluss 12b umgeschaltet wird, wird der Kolben 24 in der der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung verschoben und zu der Ursprungsposition zurückgeführt. Somit vollzieht der Kolben 24, der in dem Zylinderrohr 14 aufgenommen ist, eine hin- und hergehende Bewegung entlang der Zylinderkammer 22.
Wenn der Zylinder 10, der mit Hilfe des Sensorbefestigungsmechanismus 100 mit dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet ist, bspw. an einer nicht dargestellten Lebensmittelverarbeitungsmaschine angebracht wird, um bspw. einen Waschvorgang durchzuführen, so tropft jegliche Flüssigkeit, die an den Außenflächen des Zylinderrohres 14 und des Sensorbefestigungsmechanismus 100 haftet, einfach ab und fällt herab. Es ist möglich, das Auftreten von Flüssigkeitsbecken an den Außenflächen des Zylinderrohres 14 und des Sensorbefestigungsmechanismus 100 zuverlässig zu vermeiden, da die gesamte äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 14 in Umfangsrichtung durch die konvex gekrümmten Oberflächen und die ersten bis dritten abgefasten Abschnitte 42, 44, 46, die nach außen konvex sind, gebildet wird, und da der Halter 112, das Schienenelement 106 und andere Komponenten des Sensorbefestigungsmechanismus 100 durch die abgefasten Bereiche 118 gebildet werden, die jeweils den festgelegten Krümmungsradius aufweisen.
Wie oben beschrieben wurde, hat der Zylinder 10, der mit Hilfe des Sensorbefestigungsmechanismus 100 mit dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet ist, eine solche Kontur, dass sich Flüssigkeit kaum an der äußeren Oberfläche hält und dass haftende Flüssigkeit spontan abtropft und herabfällt. Dadurch ist es möglich, die Verbreitung verschiedenster Keime und damit hygienische Probleme zu vermeiden.
Außerdem kann die Position des Halters 112 mit dem Halteabschnitt 122 in gewünschter Weise in Axialrichtung des Schienenelementes 106 (in Hubrichtung des Zylinders 110) eingestellt werden, indem der Sechskantbolzen 108 des Halters 112 gelöst wird. Hierbei wird der Halter 112 entlang des Schienenelementes 106 verschoben. Dadurch ist es möglich, die Positionseinstellung entsprechend der gesamten Länge des Schienenelementes 106 vorzusehen.
Wenn der Sensorbefestigungsmechanismus 100 nicht verwendet wird, können die Gewindeöffnungen, die an der Seitenfläche 38b des Zylinders 10 ausgebildet sind, durch nicht dargestellte Mittel, bspw. durch mit Dichtscheiben versehene Bolzen, verschlossen werden.
Wie in 4 dargestellt ist, verwendet der Zylinder 10 das Dichtelement 62, das vorab mit einer Drucktoleranz versehen wurde, so dass es unter Druck zwischen die innere Umfangsfläche 66 des Zylinderrohres 14 und den an der äußeren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 18 ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 64 eingepresst werden kann. Bei dem in 5 gezeigten Fall eines Zylinders 78 gemäß dem Vergleichsbeispiel, bei dem ein O-Ring 76 mit kreisförmigem Querschnitt an einem Verbindungsabschnitt zwischen einem Zylinderrohr 72 und einer Stangenabdeckung 74 angebracht ist, kann dagegen die Flüssigkeit oder dgl. über den Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 72 und der Stangenabdeckung 74 von außen bis zu dem Bereich eintreten, an dem der O-Ring 76 angebracht ist, und durch die Flüssigkeit oder dgl. können verschiedenste Keime verbreitet werden.
Mit anderen Worten dient der O-Ring 76, der bei dem Vergleichszylinder 78 vorgesehen ist, lediglich dazu, eine Leckage von Luft in der Zylinderkammer nach außen zu vermeiden. Die Flüssigkeit, die über den Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 72 und der Stangenabdeckung 74 eintritt, kann weiter bis zu dem Bereich eintreten, an dem der O-Ring 76 angebracht ist. Somit können sich verschiedenste Keime durch die Flüssigkeit leicht verbreiten.
Bei dem Fall des Zylinders 10, wie er in 4 dargestellt ist, wird dagegen die Abdichtung durch den eingepressten Abschnitt 68 des Dichtelementes 62 zuverlässig gewährleistet. Dadurch ist es möglich, jeglichen Eintritt von Flüssigkeit oder dgl. von außen über den Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderrohr 14 und der Stangenabdeckung 18 in das Zylinderrohr 14 zu verhindern. Dadurch kann die Verbreitung verschiedenster Keime, die ansonsten durch die in das Zylinderrohr 14 eintretende Flüssigkeit oder dgl. bewirkt würde, verhindert werden. Auch unter diesem Gesichtspunkt werden Hygieneprobleme vermieden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde beispielhaft anhand eines Zylinders 10 erläutert, der mit dem Positions-Detektionssensor 110 ausgestattet ist. Es besteht jedoch keine Einschränkung hierauf. Es versteht sich vielmehr, dass die vorliegende Erfindung auch auf verschiedene andere fluidbetätigte Vorrichtungen, bspw. nicht dargestellte Linearstellglieder und elektrische Stellglieder angewandt werden kann.
Als nächstes wird ein Sensorbefestigungsmechanismus 140 gemäß einer anderen Ausführungsform mit Bezug auf die 11 bis 14 erläutert. Bei der unten beschriebenen Ausführungsform werden die gleichen Aufbauelemente wie bei dem Sensorbefestigungsmechanismus 100 gemäß 1 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Bei dem Sensorbefestigungsmechanismus 140 gemäß der weiteren Ausführungsform ist eine Gummiauskleidung 142a (Dichtelement) zwischen einem ersten Gehäuse 120a und einem zweiten Gehäuse 120b, die als zwei getrennte Teile aufgebaut sind, angeordnet. In einer Aussparung eines Halters 112 (erstes Gehäuse 120a und zweites Gehäuse 120b) ist eine Gummiauskleidung 142b (Dichtelement) vorgesehen, um die äußere Umfangsfläche eines Stangenelements 106 zu umgeben (vgl. 14).
Bei dem oben beschriebenen Sensorbefestigungsmechanismus 140 ist eine Dichtung 144 (Dichtelement), die bspw. aus hartem Gummi besteht, in einer Öffnung eines Loches 109 angebracht, an dem der Positions-Detektionssensor 110 befestigt ist (vgl. 11 bis 13).
Der Sensorbefestigungsmechanismus 140 weist aufgrund der Gummiauskleidungen 142a, 142b und der Dichtung 144, die wie oben beschrieben als Dichtelemente dienen, folgende Vorteile auf. Zunächst ist es möglich, den Eintritt jeglicher Flüssigkeit zuverlässig zu verhindern. Außerdem ist es möglich, die Abdichtung zwischen dem Schienenelement 106 und dem Halter 112, der außen auf das Schienenelement 106 aufgesetzt ist, zu verbessern.
Nachfolgend wird ein Sensorbefestigungsmechanismus 150 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform mit Bezug auf die 15 bis 17 erläutert.
Bei dem Sensorbefestigungsmechanismus 150 gemäß dieser weiteren Ausführungsform ist eine durchtretende lange Nut 152 mit kreisbogenförmigem Querschnitt anstelle des Loches 109 für den Halterabschnitt 122 vorgesehen. Der Sensorbefestigungsmechanismus 150 hat durch die oben beschriebene durch gehende lange Nut 152 den Vorteil, dass in einem Zustand, in dem der Halter 112 an einer gewünschten Position an dem Schienenelement 106 befestigt ist, die Position des Positions-Detektionssensors 110 selbst entlang der Langnut 152 fein eingestellt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt der Langnut 152 nicht auf die kreisbogenförmige Gestalt beschränkt. Vielmehr kann der Querschnitt auch nicht kreisförmig sein, um eine Drehung des Positions-Detektionssenors 110 in Umfangsrichtung zu verhindern.
Die übrigen Wirkungsweisen und Funktionen der Sensorbefestigungsmechanismen 140, 150 sind die gleichen wie bei dem in 1 gezeigten Sensorbefestigungsmechanismus 100.

Claims

Befestigungsstruktur zur Befestigung eines Positions-Detektionssensor zur Feststellung einer Position eines Kolbens (24), der in einer Zylinderkammer (22) eines Zylinderrohrs (14) aufgenommen ist, an dem Zylinderrohr (14) mit: dem Positions-Detektionssensor (110) mit einem Detektionselement zur Feststellung eines Magnetfeldes eines an dem Kolben (24) angebrachten Magneten (60), und einem Sensorbefestigungsmechanismus (100) zum Halten des Positions-Detektionssensors (110) derart, dass der Positions-Detektionssensor (110) um einen festgelegten Abstand von einer äußeren Seitenfläche des Zylinderrohres (14) beabstandet ist, wobei der Sensorbefestigungsmechanismus (100) ein Schienenelement (106), das an der äußeren Seitenfläche des Zylinderrohrs (14) befestigt ist, und einen Halter (112), der den Positions-Detektionssensor (110) hält und gleitend entlang des Schienenelementes (106) vorgesehen ist, aufweist, wobei das Schienenelement (106) einen nicht kreisförmigem Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass abgefaste Abschnitte (118), die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, an dem Schienenelement (106) und dem Halter (112) ausgebildet sind, dass die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres (14) eine obere Fläche (34), an der ein Paar von Druckfluideinlass/-auslassöffnungen (12a, 12b) ausgebildet ist, ein Paar von schrägen Flächen (36a, 36b), die sich an die obere Fläche (34) anschließen und um festgelegte Winkel geneigt sind, ein Paar von Seitenflächen (38a, 38b), die sich an die schrägen Flächen (36a, 36b) anschließen und einander gegenüberliegen, und eine Bodenfläche (40) umfasst, die sich an das Paar von Seitenflächen (38a, 38b) anschließt, und dass der Sensorbefestigungsmechanismus derart angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen der Oberfläche des Positions-Detektionssensors (110) und der äußeren Seitenfläche des Zylinderrohres (14) ausgebildet ist.
Befestigungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (112) einen Halteabschnitt (122) zum Halten des Positions-Detektionssensors (110) aufweist, und dass zwischen dem Halteabschnitt (122) und dem Zylinderrohr (14) ein Freiraum (130) vorgesehen ist.
Befestigungsstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Halteabschnitt (122) eine Langnut (152), die sich in einer Längsrichtung erstreckt, ausgebildet ist und dass die Position des Positions-Detektionssensors (110) entlang der Langnut (152) einstellbar ist.
Befestigungsstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (112) außen auf das Schienenelement (106) aufgesetzt ist, und dass ein Dichtungselement (142b) in einer Aussparung des Halters (112) so vorgesehen ist, dass es das Schienenelement (106) umgibt.
Befestigungsstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (112) durch zwei geteilte Teile mit einem ersten Gehäuse (120a) und einem zweiten Gehäuse (120b) gebildet wird, und dass zwischen dem ersten Gehäuse (120a) und dem zweiten Gehäuse (120b) ein Dichtelement (142a) angeordnet ist.
Befestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Halteabschnitt (122) zum Halten des Positions-Detektionssensors (110) ein Dichtelement (144) zur Verhinderung des Flüssigkeitseintritts vorgesehen ist.
Befestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (122) einen Indikatorabschnitt (128) aufweist, durch den ausgesandtes Licht visuell erkennbar ist, wenn der Positions-Detektionssensor (110) das Magnetfeld des an dem Kolben (24) angebrachten Magneten (60) feststellt.