DE102006018085A1

DE102006018085A1 - Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus für Zylindervorrichtung

Info

Publication number: DE102006018085A1
Application number: DE102006018085A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Naruse; Kazuhiro Iida
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: KR100720103B1; KR20060110238A; US7448311B2; JP2006300173A; JP4538803B2; DE102006018085B4; CN100406752C; CN1854537A; US20060230923A1; TW200702567A; TWI292799B

Abstract

Ein Koppler (70) ist in einer Eingriffsöffnung (68) eines Kolbenjochs (62) vorgesehen, das mit Kolben (52a, 52b) verbunden ist. Ein Gleiter (24) ist an einem oberen Bereich des Kopplers (70) durch eine Kopplereinsetzöffnung (74) angebracht. Ein Eingriffselement (72), das an einem unteren Bereich des Kopplers (70) vorgesehen ist, ist in die Eingriffsöffnung (68) so eingesetzt, dass es etwas in Breitenrichtung eines Zylinderrohres (22) verschiebbar ist. Der Koppler (70) ist in die Kopplereinsetzöffnung (74) des Gleiters (24) so eingesetzt, dass die Kopplereinsetzöffnung (74) relativ zu gekrümmten Flächenabschnitten (138a, 138b) des Kopplers (70) gleiten kann.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus für eine Zylindervorrichtung, der in der Lage ist, eine Verschiebungsdifferenz, die zwischen einem Verschiebungsübertragungselement und einem Verschiebungselement, das entlang eines Zylindergrundkörpers verschiebbar ist, erzeugt wird, zu absorbieren. Der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus ist außerdem in der Lage, Lasten zu verringern, die von dem Verschiebungselement auf das Verschiebungsübertragungselement aufgebracht werden.

Eine Zylindervorrichtung, bspw. ein stangenloser Zylinder, wird als Mittel zum Transportieren von Werkstücken eingesetzt. Die Zylindervorrichtung umfasst einen Kolben, der in einem Zylindergrundkörper verschiebbar ist, wobei ein Kolbenjoch, das mit dem Kolben verbunden ist, durch einen an einem oberen Bereich des Zylindergrundkörpers ausgebildeten Schlitz zur Umgebung exponiert ist. Ein Gleiter ist integral an dem Kolbenjoch angebracht. Der Gleiter wird durch die Verschiebung des Kolbens in axialer Richtung des Zylindergrundkörpers verschoben, um das Werkstück zu transportieren.

Wird bei dem oben beschriebenen stangenlosen Zylinder eine Last (bspw. eine Druckkraft) auf den Gleiter bspw. durch ein Werkstück aufgebracht, so wird der Kolben durch die Last schräggestellt und eine ungleichmäßige Last wird auf die Kolbendichtung und den Kolben ausgeübt. Als Folge hiervon tritt an dem stangenlosen Zylinder ein Luftaustritt und/oder eine Erhöhung des Gleitwiderstandes als Folge der durch die Last bewirkten Verschiebungsdifferenz auf. In manchen Fällen ist es unmöglich, den Gleiter gleichmäßig in axialer Richtung zu verschieben.

Angesichts der obigen Probleme wurde ein stangenloser Zylinder vorgeschlagen, der einen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus aufweist, welcher in der Lage ist, die zwischen dem Gleiter und dem Kolbenjoch erzeugte Verschiebungsdifferenz zu absorbieren (aufzunehmen). Der stangenlose Zylinder umfasst ein scheibenförmiges Lager, das zwischen einem Führungselement, welches als Gleiter dient, und einem Lastübertragungselement, welches die Verschiebungslast aufbringt, vorgesehen ist. Das Führungselement wird in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene um die zentrale Achse des Lagers drehbar gehalten. Außerdem ist das Verschiebungselement relativ zu dem Lager um eine festgelegte Strecke in vertikaler Richtung verschiebbar. Im Einzelnen wird bei dieser Anordnung eine Verschiebungsdifferenz, die an dem Führungselement und dem Lastübertragungselement erzeugt wird, wenn eine Last auf das Führungselement aufgebracht wird, durch Verschiebung des Führungselementes relativ zu dem Lager absorbiert (vgl. bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-234106).

Bei dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus, wie er in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-234106 offenbart ist, kann aber, wenn eine Verschiebungsdifferenz relativ zu dem Führungselement bewirkt wird, der Mechanismus lediglich Verschiebungsdifferenzen absorbieren, die in vertikaler Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Führungselementes und in einer Drehrichtung, die um die vertikale Richtung zentriert ist, auftritt.

Ein anderer Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus, der außen an einem stangenlosen Zylinder vorgesehen ist, ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-1041 beschrieben und wie folgt aufgebaut. Eine kreisbogen förmige Oberfläche, die an einem Eingriffsvorsprung ausgebildet ist, tritt in Linienkontakt mit einem Anschlagvorsprung, der mit beiden Oberflächen eines Gleiters verbunden ist, wobei die Verschiebungsdifferenz durch Verschiebung des Gleiters um die Mitte des Anschlagsbereiches absorbiert wird. Bei dem in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-1041 beschriebenen stangenlosen Zylinder ist aber die Kontaktfläche zwischen der kreisbogenförmigen Oberfläche und dem Anschlagvorsprung klein. Dadurch ist es schwierig, große Lasten in Verschiebungsrichtung zu handhaben.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, hat der vorliegende Anmelder einen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus für einen stangenlosen Zylinder vorgeschlagen, bei dem es möglich ist, Verschiebungsdifferenzen, die in einer horizontalen Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu der Verschiebungsrichtung eines Gleiters, der außerhalb des stangenlosen Zylinders vorgesehen ist, sowie in Drehrichtung um die Mitte der Verschiebungsrichtung des Gleiters auftreten, zu absorbieren. Außerdem ist der Mechanismus auch einsetzbar, wenn große Verschiebungsdifferenzen erzeugt werden (vgl. japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-93908).

Wie in 13 dargestellt ist, umfasst der stangenlose Zylinder ein bewegliches Element 2, das an einer oberen Fläche eines Zylinderrohres 1 vorgesehen und in axialer Richtung verschiebbar ist. Ein Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 3 ist an beiden Enden des beweglichen Elementes 2 vorgesehen. Der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 3 umfasst ein Paar von Endabdeckungen 5a, 5b, die an jeweiligen Endes eines Gleiters 4, welcher integral mit dem beweglichen Element 2 ausgebildet ist, befestigt sind, und ein Paar von Kopplern 8a, 8b, die jeweils einen kreisbogenförmig gekrümmten Oberflächenabschnitt 6 an einer ihrer Seitenflächen und einen flachen Abschnitt 7 an ihrer anderen Seitenfläche aufweisen. Die Koppler 8a, 8b werden mit Hilfe von plattenförmigen Stoppern 9a, 9b relativ zu dem beweglichen Element 2 positioniert. Die Koppler 8a, 8b sind gleitend in einem Zustand eingesetzt; in dem die gekrümmten Oberflächenabschnitte 6 der Koppler 8a, 8b in Flächenkontakt mit Vertiefungen 10 in den Endabdeckungen 5a, 5b stehen.

Wenn in horizontaler Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des beweglichen Elementes 2 oder in Drehrichtung um eine zentrale vertikale Linie eine Verschiebungsdifferenz erzeugt wird, werden die Koppler 8a, 8b durch Kontaktflächen der Stopper 9a, 9b, die zwischen den Kopplern 8a, 8b und dem beweglichen Element 2 vorgesehen sind, gleitend verschoben, so dass die Verschiebungsdifferenz, die in dem beweglichen Element 2 erzeugt wird, absorbiert wird.

Bei dem oben beschriebenen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus ist eine große Zahl von Teilen erforderlich, und der Aufbau des Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus ist kompliziert. Außerdem ist es schwierig, den Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus an dem stangenlosen Zylinder anzubringen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus für eine Zylindervorrichtung vorzuschlagen, bei welchem der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus Verschiebungsdifferenzen in verschiedenen Richtungen, die von einem Verschiebungselement auf ein Verschiebungsübertragungselement übertragen werden, absorbieren kann, wobei der Mechanismus die Haltbarkeit verbessert, indem die Belastungen bei der Erzeugung einer Verschiebungsdifferenz relativ zu dem Verschiebungselement verringert werden, und wobei der Mechanismus einen einfachen Aufbau hat, welcher einfach in der Zylindervorrichtung angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist ein Schnitt in axialer Richtung durch die Zylindervorrichtung gemäß 1,
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1,
4 ist eine perspektivische teilweise Explosionsdarstellung der Zylindervorrichtung gemäß 1,
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kopplers und eines Riemenführungsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1,
6 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die einen Eingriffszustand eines Gleiters und eines Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1 darstellt,
7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Gleiter und den Koppler des Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1 von unten gesehen darstellt,
8 ist in Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 3,
9 ist ein Teilschnitt, der einen Zustand darstellt, in dem der Koppler mit einem Jochabschnitt des Kolbenjochs gemäß 6 in Eingriff steht,
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Führungsmechanismus der Zylindervorrichtung gemäß 1,
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus und eines Kolbenjochs gemäß einer modifizierten Ausführungsform,
12 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand darstellt, in dem ein Koppler des Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus gemäß 11 und ein Gleiter, mit welchem der Koppler in Eingriff steht, von unten gesehen werden, und
13 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen stangenlosen Zylinder mit einem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus gemäß dem Stand der Technik.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Zylindervorrichtung mit einem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst die Zylindervorrichtung 20 ein Zylinderrohr (Zylindergrundkörper) 22 mit einer Längsachsenrichtung, einen Gleiter (Verschiebungselement) 24, der an dem Zylinderrohr 22 zur Hin- und Herbewegung in der axialen Richtung angebracht ist, und ein Paar von Endblöcken 26a, 26b, die an jeweiligen Enden des Zylinderrohres 22 angebracht sind.
Die Zylindervorrichtung 20 umfasst außerdem einen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 28 (nachfolgend einfach als "Absorptionsmechanismus 28" bezeichnet), der zwischen dem Zylinderrohr 22 und dem Gleiter 24 angeordnet ist und auf den Gleiter 24 aufgebrachte Lasten absorbiert, einen Riemenführungsmechanismus 34 (vgl. 2), welcher einen oberen Riemen (Riemen) 30 und einen unteren Riemen 32, die in dem Zylinderrohr 22 installiert sind, führt, und einen Führungsmechanismus 36 (vgl. 3), welcher den Gleiter 24 gleichmäßig relativ zu dem Zylinderrohr 22 führt.
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, ist ein Bohrungsabschnitt 38, der einen im Wesentlichen rautenförmigen Querschnitt hat, in axialer Richtung in dem Zylinderrohr 22 ausgebildet. Ein Schlitz 40, der in axialer Richtung offen ist, ist entlang einer oberen Fläche des Zylinderrohres 22 ausgebildet. Der Bohrungsabschnitt 38 kommuniziert über den Schlitz 40 mit der Umgebung.
Der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32, welche den Schlitz 40 sowohl nach oben als auch nach unten abdichten und verschließen, sind an dem Schlitz 40 des Zylinderrohres 22 angebracht. Der obere Riemen 30 besteht bspw. aus einem blechförmigen metallischen Material. Der untere Riemen besteht bspw. aus einem Harzmaterial.
Ein Paar magnetischer Elemente 44 (bspw. Permanentmagneten) ist in Befestigungsnuten 42, die sich in Axialrichtung an beiden Seiten des Schlitzes 40 erstrecken, angebracht. Der obere Riemen 30 wird durch Magnetkräfte, die durch die magnetischen Elemente 44 erzeugt werden, angezogen, wodurch der Schlitz 40 entlang seines oberen Bereiches verschlossen wird. Beide Enden des oberen Riemens 30 und des unteren Riemens 32 sind an Endblöcken 26a bzw. 26b, welche jeweils mit den Enden des Zylinderrohres 22 verbunden sind (vgl. 2), befestigt.
Zwei Bypass-Durchgänge 46a, 46b, die sich in axialer Richtung erstrecken, sind in der Nähe des Bohrungsabschnitts 38 des Zylinderrohres 22 ausgebildet. Eine konzentrierte Verrohrung (nicht dargestellt), durch welche ein Druckfluid strömen kann, ist an die Bypass-Durchgänge 46a, 46b angeschlossen.
Ein oder mehrere Paare von Sensorbefestigungsnuten 48, die sich in Axialrichtung erstrecken, ist an beiden Seitenflächen des Zylinderrohres 22 ausgebildet. Ein Positionserfassungssensor (nicht dargestellt) ist in der Sensorbefestigungsnut 48 angebracht, um eine Verschiebungsposition von Kolben 52a, 52b zu erfassen.
Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Paar von Führungsabschnitten 50a, 50b, die jeweils um eine festgelegte Höhe nach oben vorstehen und die voneinander einen festgelegten Abstand in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) senkrecht zu der Achse des Schlitzes 40 aufweisen, an der oberen Fläche des Zylinderrohres 22 ausgebildet. Die Führungsabschnitte 50a, 50b erstrecken sich in axialer Richtung des Zylinderrohres 22. Der Gleiter 24 steht in Eingriff mit den Führungsabschnitten 50a, 50b, um sich mittels des Führungsmechanismus 36 in axialer Richtung zu verschieben.
Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, ist ein Paar von Kolben 52a, 52b, die komplementär zu der Querschnittsform des Bohrungsabschnitts 38 ausgestaltet sind, hin und her beweglich in dem Bohrungsabschnitt 38 des Zylinderrohres 22 angeordnet. Ein Vorsprung 54 ist an einem Ende jedes der Kolben 52a, 52b ausgebildet. Ringförmige Dichtelemente 56 sind an der Umfangskante der Vorsprünge 54 angebracht. Wenn die Kolben 52a, 52b in den Bohrungsabschnitt 38 des Zylinderrohres 22 eingesetzt werden, werden Räume zwischen den Kolben 52a, 52b und der Innenwandfläche des Bohrungsabschnitts 38 durch die Dichtelemente 56 abgedichtet. Dementsprechend wird die Luftdichtigkeit des Bohrungsabschnitts 38 sichergestellt.
Schaftabschnitte 58 sind an den Vorsprüngen 54 der Kolben 52a, 52b so vorgesehen, dass die Schaftabschnitte 58 zu den Endblöcken 26a, 26b vorstehen.
Ein Kolbenjoch (Verschiebungsübertragungselement) 62 ist zwischen dem einen Kolben 52a und dem anderen Kolben 52b über Verschleißringe 60a, 60b angeordnet. Das Kolbenjoch 62 ist integral mit den Kolben 52a, 52b verbunden. Das Kolbenjoch 62 umfasst einen Einsetzabschnitt 64, der einen im Wesentlichen rautenförmigen Querschnitt entsprechend der Querschnittsform des Bohrungsabschnitts 38 aufweist. Oberhalb des Einsetzabschnitts 64 ist ein im Wesentlichen T-förmiger Jochabschnitt 66 angeordnet.
Wie in 3 dargestellt ist, wird das Kolbenjoch 62 wie folgt in dem Zylinderrohr angebracht. Der Einsetzabschnitt 64 wird in der gleichen Weise wie die Kolben 52a, 52b in den Bohrungsabschnitt 38 eingesetzt. Der Verbindungsbereich 67 zwischen dem Einsetzabschnitt 64 und dem Jochabschnitt 66 wird in den Schlitz 40 eingesetzt, so dass der Jochabschnitt 66 an der Oberseite des Zylinderrohres 22 angeordnet ist.
Der Jochabschnitt 66 ist so geformt, dass seine Breite auf eine festgelegte Breite in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) des Zylinderrohres 22 erweitert ist. Wie in 5 dargestellt ist, ist eine Eingriffsöffnung (zweite Einsetzöffnung) 68, die sich in Breitenrichtung (Richtung der Achse X) erstreckt, im Wesentlichen zentral in dem Jochabschnitt 66 ausgebildet. Ein Koppler (Verschiebungsdifferenzabsorptionselement) 70 (wird später beschrieben) des Absorptionsmechanismus 28 ist mit Hilfe eines Eingriffselementes 72 (wird später beschrieben), das an seiner unteren Fläche angebracht ist, in der im Wesentlichen rechteckigen Eingriffsöffnung 68 angebracht.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt ist, hat der Gleiter 24 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Eine Kopplereinsetzöffnung (erste Einsetzöffnung) 74, in welche der Koppler 70 des Absorptionsmechanismus 28 eingesetzt wird, bildet eine Vertiefung, die um eine festgelegte Tiefe von der unteren Fläche gegenüber dem Zylinderrohr 22 zurückgesetzt ist (vgl. 6 und 7). Wie in den 7 und 8 dargestellt ist, sind zwei Kreisbogenflächen 76a, 76b in der Kopplereinsetzöffnung 74 ausgebildet. Außerdem sind zwei innere flache Oberflächenabschnitt 78a, 78b, die im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres 22 verlaufen, in der Kopplereinsetzöffnung 74 ausgebildet.
Mit anderen Worten sind die Kreisbogenflächen 76a, 76b in Verschiebungsrichtung des Gleiters 24 ausgebildet, während die inneren flachen Flächenabschnitte 78a, 78b im Wesentlichen parallel in Verschiebungsrichtung des Gleiters 24 ausgebildet sind, so dass die inneren flachen Flächenabschnitte 78a, 78b zwischen einer der Kreisbogenflächen 76a, 76b und der anderen der Kreisbogenflächen 76a, 76b angeordnet sind.
Wie in 3 dargestellt ist, weist der Gleiter 24 ein Paar von Halteabschnitten 80a, 80b auf, die vertikal nach unten vorstehen und an beiden Seiten des Gleiters 24 in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) ausgebildet sind. Die Halteabschnitte 80a, 80b treten über den Führungsmechanismus 36 in Eingriff mit den Führungsabschnitten 50a, 50b des Zylinderrohres 22. Wie oben beschrieben wurde, ist der Gleiter 24 über den Koppler 70 und das Kolbenjoch 62 integral an den Kolben 52a, 52b angebracht. Dadurch wird der Gleiter 24 durch die Verschiebung der Kolben 52a, 52b in axialer Richtung verschoben, wobei er durch die Führungsabschnitte 50a, 50b geführt wird.
Wie in den 3 und 7 darstellt ist, sind Haltenuten 84 für Haltelager 82 an der unteren Fläche des Gleiters 24 an Positionen gegenüber den Führungsabschnitten 50a, 50b des Zylinderrohres 22 ausgebildet. Tiefe Nuten 86, die tiefer sind als die Haltenuten 84, sind an beiden Enden der Haltenuten 84 in axialer Richtung des Gleiters 24 ausgebildet. Wie in 10 dargestellt ist, haben die Lager 82 Flanschabschnitte 88, die an beiden Enden vorstehen und in den Haltenuten 84 angebracht sind. Die Flanschabschnitte 88 greifen in die tiefen Nuten 86 ein.
Die Lager 82 haben außerdem zwei Vorsprünge 90, die zu den Endblöcken 26a bzw. 26b vorstehen und an Endflächen der Flanschabschnitte 88 ausgebildet sind. Wenn die Flanschabschnitte 88 in die tiefen Nuten 86 eingreifen, so greifen die Vorsprünge 90 in Vertiefungen 92, die an Endflächen des Gleiters 24 ausgebildet sind, ein.
Wie in 1 dargestellt ist, sind Abdeckelemente 94 an beiden Enden des Gleiters 24 über Bolzen 96 so angebracht, dass beide Enden dadurch abgedeckt werden. Befestigungselemente 98 sind an im Wesentlichen zentralen Bereichen der Abdeckelemente 94 vorgesehen. Die Befestigungselemente 98 stehen etwas von den Endflächen der Abdeckelemente 94 zu den Endblöcken 26a, 26b vor (vgl. 2). Wenn bspw. ein nicht dargestellter Stoppermechanismus an dem Zylinderrohr 22 vorgesehen ist und ein Verschiebungsweg des Gleiters 24 durch Anschlag der Endfläche des Gleiters 24 an dem Stoppermechanismus reguliert wird, ist es dementsprechend möglich, den Stoß beim Inkontakttreten des Gleiters 24 und des Stoppermechanismus mit Hilfe des Befestigungselementes 98 zu puffern.
Wie in den 3 und 10 dargestellt ist, hat der Gleiter 24 eine Vielzahl von (bspw. drei) Durchgangsöffnungen 100, die in einem Halteabschnitt 80a ausgebildet sind. Befestigungsbolzen 104 werden in die Durchgangsöffnungen 100 eingesetzt, um eine erstes Lagertragelement 102 des Führungsmechanismus 36 (wird später beschrieben) zu befestigen. Die Durchgangsöffnungen 100 weisen festgelegte Abstände in axialer Richtung des Gleiters 24 auf. Außerdem sind die Durchgangsöffnungen 100 um einen festgelegten Winkel geneigt, so dass die Durchgangsöffnungen 100 im Wesentlichen parallel zu der Seitenfläche des Führungsabschnitts 50a verlaufen, wenn der Gleiter 24 an dem Zylinderrohr 22 angebracht ist.
Der Halteabschnitt 80a hat eine Vielzahl von Gewindelöchern 108, in welche Stopfen 106 eingeschraubt sind und die an Positionen unterhalb von Bereichen, an welchen die Durchgangsöffnungen 100 ausgebildet sind, vorgesehen sind. Die Gewindelöcher 108 erstrecken sich in einem Winkel im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche des Führungsabschnitts 50a des Zylinderrohres 22, wenn der Gleiter 24 an dem Zylinderrohr 22 angebracht ist.
Wie in den 1, 2 und 4 dargestellt ist, sind an beiden Enden des Zylinderrohres 22 Endblöcke 26a bzw. 26b vorgesehen, so dass die Öffnungen des Bohrungsabschnitts 38 verschlossen sind. Gewindeelemente 112 sind in Schraubeninstallationslöchern 110 der Endblöcke 26a, 26b angebracht. Die Gewindeelemente 116 greifen in Gewindelöcher 114 (vgl. 4) des Zylinder rohres 22 ein. Dementsprechend werden die Endblöcke 26a, 26b integral an dem Zylinderrohr 22 montiert.
Wie in 2 dargestellt ist, haben die Endblöcke 26a, 26b Löcher 116, die an ihren oberen Bereichen zum Einsetzen des oberen Riemens 30 und des unteren Riemens 32 ausgebildet sind. Die Enden des oberen Riemens 30 und des unteren Riemens 32 werden über zwei Paare von Befestigungsschrauben 120 durch Befestigungselemente 118, die jeweils in die Löcher 116 eingesetzt werden, fixiert.
Ein erster Anschluss 122 und ein zweiter Anschluss 124, die über ein nicht dargestelltes Wegeventil mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden sind, sind an Seitenflächen der Endblöcke 26a, 26b ausgebildet. Ein Druckfluid (bspw. Druckluft) wird von der Druckfluidzufuhrquelle wahlweise dem ersten oder zweiten Anschluss 122, 124 zugeführt. Die ersten und zweiten Anschlussöffnungen 122, 124 kommunizieren mit Zylinderkammern 126a bzw. 126b (vgl. 2) in dem Zylinderrohr 22 über nicht dargestellte Durchgänge, die in den Endblöcken 26a, 26b angeordnet sind, und über Bypass-Durchgänge 46a, 46b, die in dem Zylinderrohr 22 vorgesehen sind. Zylinderkammern 126a, 126b werden durch den Bohrungsabschnitt 38, die Endblöcke 26a, 26b und die Kolben 52a, 52b begrenzt.
Wie in 1 dargestellt ist, sind äußere Anschlussöffnungen 128 an Endflächen der Endblöcke 26a, 26b ausgebildet. Die äußeren Anschlüsse 128 kommunizieren mit den Zylinderkammern 126a, 126b in dem Zylinderrohr 22 über nicht dargestellte Durchgänge, die in den Endblöcken 26a, 26b angeordnet sind, und über Bypass-Durchgänge 46a, 46b, die in dem Zylinderrohr 22 vorgesehen sind. Die äußeren Anschlüsse 128 werden durch Dichtschrauben 130 verschlossen.
Wie in 2 dargestellt ist, weist jeder der Endblöcke 26a, 26b einen Bremsmechanismus 132 auf, der an einer Innenwandfläche gegenüber dem Zylinderrohr 22 angeordnet ist, um die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 52a, 52b zu verringern.
Der Bremsmechanismus 132 umfasst ein zylindrisches Element 134, das an den Endblöcken 26a, 26b gegenüber den Kolben 52a, 52b angebracht ist. Eine Kontrolldichtung 136 ist in einer Ringnut in dem zylindrischen Element 134 angebracht. Schaftabschnitte 58 der Kolben 52a, 52b werden in die zylindrischen Elemente 134 eingesetzt, wenn die Kolben 52a, 52 in axialer Richtung verschoben werden. Dementsprechend wird Fluid, das in dem zylindrischen Element 134 enthalten ist, mit einer sehr kleinen Strömungsrate über einen nicht dargestellten Bypass-Durchgang, der einen engen Strömungsdurchgang aufweist, in die Zylinderkammern 126a, 126b abgeführt. Dadurch wird ein Verschiebungswiderstand erzeugt, wenn die Kolben 52a, 52b verschoben werden. Dementsprechend wird die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 52a, 52b allmählich abgesenkt.
Wie in den 6 bis 8 dargestellt ist, umfasst der Absorptionsmechanismus 28 einen im Wesentlichen scheibenförmigen Koppler 70, der an dem Jochabschnitt 66 des Kolbenjochs 62 angebracht ist. Ein Paar gekrümmter Oberflächenabschnitte 138a, 138b, die etwa den gleichen Radius C1 (vgl. 8) haben, und ein Paar von flachen Oberflächenabschnitten 140a, 140b, die im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres 22 vorgesehen sind, sind an der Außenwandfläche des Kopplers 70 ausgebildet.
Wie in 8 dargestellt ist, liegen, wenn der Koppler 70 in die Kopplereinsetzöffnung 74 an der unteren Fläche des Gleiters 24 eingesetzt wird, das Paar gekrümmter Flächenabschnitte 138a, 138b an den Kreisbogenflächen 76a, 76b der gegenüberliegenden Kopplereinsetzöffnung 74 an. Der Radius C1 der ge krümmten Flächenabschnitte 138a, 138b ist im Wesentlichen gleich dem inneren Umfangsradius C2 der Kreisbogenflächen 76a, 76b (C1 ≈ C2). Das bedeutet, dass der Gleiter 24 um die Mitte der vertikalen Linie L, die in der Mitte des Kopplers 70 ausgebildet ist, gedreht werden kann, während er eine festgelegte Strecke in Richtung des Pfeils W gleitet.
Ein Paar flacher Oberflächenabschnitte 140a, 140b liegt den inneren flachen Flächenabschnitten 78a bzw. 78b der Kopplereinsetzöffnung 74 gegenüber. Festgelegte Freiräume sind zwischen den flachen Flächenabschnitten 140a, 140b und den inneren flachen Flächenabschnitten 78a, 78b ausgebildet. Wie oben beschrieben wurde, sind die Kreisbogenflächen 76a, 76b und die inneren flachen Flächenabschnitte 78a, 78b der Kopplereinsetzöffnung 74 so ausgebildet, dass sie der äußeren Umfangsgestalt des Kopplers 70 entsprechen.
Wie in 5 dargestellt ist, sind abgeschrägte Abschnitte 142a, 142b, die jeweils um einen festgelegten Winkel (bspw. 45°) in Umfangsrichtung der gekrümmten Flächenabschnitte 138a, 138b geneigt sind, an Grenzbereichen zwischen der oberen Fläche 77 und den gekrümmten Flächenabschnitten 138a, 138b des Kopplers 70 ausgebildet.
Der Koppler 70 ist nicht auf die oben beschriebene Anordnung beschränkt, die aus dem Paar gekrümmter Flächenabschnitte 138a, 138b und dem Paar flacher Flächenabschnitte 140a, 140b besteht. Der Koppler 70 kann auch aus einer einzelnen zylindrischen Fläche auf der Basis der Referenz der Mitte des Kopplers 70 bestehen, so dass ein gekrümmter Flächenabschnitt 138a und der andere gekrümmte Flächenabschnitt 138b kontinuierlich verbunden sind.
Wie in 7 dargestellt ist, ist andererseits ein Paar von Beinen 144a, 144b, die im Wesentlichen parallel zu der Achse des Zylinderrohres 22 verlaufen, an unteren Bereichen des Kopplers 70 ausgebildet. Ein im Wesentlichen rechteckig parallelepipedförmiges Eingriffselement 72 ist über zwei Bolzen 146 durch Beine 144a, 144b, die von der unteren Fläche des Kopplers 70 vorstehen, angebracht. Das Eingriffselement 72 steht im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 22 relativ zu dem im Wesentlichen zentralen Bereich des Kopplers 70. Das Eingriffselement 72 ist zwischen dem Paar von Beinen 144a, 144b des Kopplers 70 angeordnet.
Eine Riemennut (Einsetzöffnung) 148, in welche der obere Riemen 30 eingesetzt ist, ist zwischen der Bodenfläche des Kopplers 70 und dem Eingriffselement 72 ausgebildet. Wenn der Koppler 70 in der Zylindervorrichtung 20 angebracht wird, wird der obere Riemen 30 in den Freiraum zwischen der Riemennut 148 und dem Eingriffselement 72 eingesetzt.
Wie in den 7 und 9 dargestellt ist, ist das Eingriffselement 72 so geformt, dass die Breitendimension D1 in axialer Richtung des Zylinderrohres 22 im Wesentlichen gleich der Breitendimension D2 der Eingriffsöffnung 68 ist (D1 D2). Das Eingriffselement 72 weist außerdem ein Paar von Anschlussflächen (senkrechte Flächen) 150a, 150b auf, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 22 verlaufen. Wenn das Eingriffselement 72 in die Eingriffsöffnung 68 eingesetzt wird, liegen die Anschlussflächen 150a, 150b an den Innenwandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 an.
Wie in 9 dargestellt ist, ist die Länge E1, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 22 verläuft, kleiner als die Länge E2 der Eingriffsöffnung 68 (E1 < E2). Das bedeutet, dass das Eingriffselement 72 um einen geringen Weg (E2 – E1) in Breitenrichtung (Richtung des Pfeils X) des Zylinderrohres 22 relativ zu der Eingriffsöffnung 68 verschiebbar ist.
Das Eingriffselement 72 wird in die Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 eingesetzt, wodurch ein Zustand erreicht wird, in dem das Eingriffselement 72 und die Eingriffsöffnung 68 miteinander in axialer Richtung des Zylinderrohres 22 (in Richtung des Pfeils Y) in Eingriff stehen. Wenn das Kolbenjoch 62 in axialer Richtung verschoben wird, wird daher der Koppler 70 integral mit dem Kolbenjoch 62 verschoben.
Wenn der Koppler 70 in dem Kolbenjoch 62 angebracht ist, sind die gekrümmten Flächenabschnitte 138a, 138b an Seiten der Endblöcke 26a, 26b angeordnet und im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 22 vorgesehen, während die flachen Flächenabschnitte 140a, 140b im Wesentlichen parallel zu den Seitenflächen des Zylinderrohres 22 angeordnet sind.
Wie in den 2 und 5 dargestellt ist, umfasst der Riemenführungsmechanismus 34 ein Paar von Führungselementen 152a, 152b, die an oberen Bereichen der Kolben 52a, 52b vorgesehen sind, und Verschleißringe 60a, 60b, die mit den Kolben 52a bzw. 52b verbunden sind. Jedes der Führungselemente 152a, 152b besteht aus einem Riemenseparatorabschnitt 154 mit einem im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt, einem Riemenhalteabschnitt 156, der von einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Riemenseparatorabschnitts 154 zu einem Ende vorsteht, und ersten und zweiten Klauen 158 und 160, die an Seiten des Riemenseparatorabschnitts 154 und des Riemenhalteabschnitts 156 vorstehen.
Eine im Wesentlichen rechteckige Riemenöffnung 162, in welche der obere Riemen 30 eingesetzt wird, ist zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 154 und dem Riemenhalteabschnitt 156 ausgebildet. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Riemenseparatorabschnitt 154, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt hat, gekrümmt ausgebildet, so dass der Gleitwiderstand des oberen Riemens 30 und des unteren Riemens 32 nicht übermäßig zunimmt.
Der Riemenseparatorabschnitt 154 ist zwischen dem oberen Riemen 30 und dem unteren Riemen 32, die gekrümmt und voneinander vertikal beabstandet sind, angeordnet. Der obere Riemen 30 wird entlang des Raumes, der zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 154 und dem Gleiter 24 ausgebildet ist, geführt. Der untere Riemen 32 wird entlang des Raumes, der zwischen dem Riemenseparatorabschnitt 154 und dem Kolben 52a, 52b ausgebildet ist, geführt.
Der Riemenhalteabschnitt 156 hat einen Vorsprung 164, der um eine festgelegte Länge nach unten vorsteht. Der obere Riemen 30 wird durch den Vorsprung 164 zu dem Zylinderrohr 22 gepresst, so dass sich der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32 einander annähern (vgl. 2).
Wie in 5 dargestellt ist, stehen die ersten Klauen 158 nach unten vor und sind als Paar an beiden Seiten des Riemenseparatorabschnitts 154 ausgebildet. Die ersten Klauen 158 sind jeweils in Nuten 166 angebracht, die in dem Jochabschnitt 66 des Kolbenjochs 62 ausgebildet sind. Die zweiten Klauen 160 sind an der unteren Fläche des Jochabschnitts 66 angebracht. Dementsprechend werden das Kolbenjoch 62 und die Führungselemente 152a, 152b fest und integral miteinander verbunden. Wenn der Gleiter 24 bewegt wird, dient der Riemenseparatorabschnitt 154 somit dazu, den oberen Riemen 30 und den unteren Riemen 32 voneinander zu trennen, während der Riemenhalteabschnitt 156 dazu dient, den oberen Riemen 30 und den unteren Riemen 32 einander anzunähern.
Die Verschleißringe 60a, 60b haben eine Querschnittsform entsprechend dem Bohrungsabschnitt 38. Ein im Wesentlichen rechteckiger Ausschnitt 168 ist im Wesentlichen zentral an der oberen Fläche ausgebildet. Ein im Wesentlichen rechteckiger Unterriemenführungsabschnitt 170, der den unteren Riemen 32 führt, ist an einer Endseite des Ausschnitts 168 ausgebildet. Der Unterriemenführungsabschnitt 170 hat ein Ende, das an einer Position in Höhenrichtung im Wesentlichen äquivalent zu der äußeren Umfangsfläche der Verschleißringe 60a, 60b ausgebildet ist, und ein anderes Ende, das etwas nach unten gekrümmt ist. Der Unterriemenführungsabschnitt 170 hat eine gekrümmte Gestalt, so dass der Gleitwiderstand nicht übermäßig zunimmt, wenn der untere Riemen 32 hierdurch geführt wird (vgl. 2).
Ein Magnet 172 ist in einem Loch angebracht, das an einem Ende der Verschleißringe 60a, 60b ausgebildet ist. Das Magnetfeld des Magneten 172 wird durch einen nicht dargestellten Sensor erfasst, der in der Sensorbefestigungsnut 48 des Zylinderrohres 22 angebracht ist (vgl. 1). Dementsprechend wird die Position der Kolben 52a, 52b erfasst. Stiftelemente 176 sind in Stiftlöcher 174 der Kolben 52a, 52b eingepresst, so dass die beiden Kolben 52a, 52b über die Verschleißringe 60a, 60b mit dem Kolbenjoch 62 verbunden werden.
Wie in den 3 und 10 dargestellt ist, ist der Führungsmechanismus 36 gegenüber den Führungsabschnitten 50a, 50b des Zylinderrohres 22 an den Halteabschnitten 80a, 80b des Gleiters 24 angeordnet. Der Führungsmechanismus 36 umfasst ein erstes Lagertragelement 102, das der Seitenfläche des Führungsabschnitts 50a in einem Halteabschnitt 80a gegenüberliegt, ein zweites Lagertragelement 178, das dem Führungsabschnitt 50b in dem anderen Halteabschnitt 80b gegenüberliegt, ein erstes elastisches Element 180, das zwischen dem ersten Lagertragelement 102 und dem Halteabschnitt 80a angeordnet ist, und ein zweites elastisches Element 182, das zwischen dem zweiten Lagertragelement 178 und dem Halteabschnitt 80b angeordnet ist.
Das erste Lagertragelement 102 ist in einer Installationsnut 184a, die an der Innenwandfläche des einen Halteabschnitts 80a ausgebildet ist, angebracht. Das erste Lagertragelement 102 ist mit Hilfe einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 104, die in Durchgangsöffnungen 100 in dem Halteabschnitt 80a eingesetzt sind, an dem Gleiter 24 fixiert.
Das erste Lagertragelement 102 besteht aus einem metallischen Material, wie Aluminium. Das erste Lagertragelement 102 ist in Anlage angebracht, so dass das erste Lagertragelement 102 im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche eines Führungsabschnitts 50a steht.
Eine Haltenut 186, in welcher das Lager 82 gehalten ist, ist an der Seitenfläche des ersten Lagertragelementes 102 gegenüber dem Führungsabschnitt 50a ausgebildet. Die Haltenut 186, die in axialer Richtung ausgebildet ist, hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die Haltenut 84, die an der unteren Fläche des Gleiters 24 ausgebildet ist. Flanschabschnitte 88 des Lagers 82 greifen in tiefe Nuten 188 des ersten Lagertragelementes 102 ein. Vorsprünge 90, die an den Flanschabschnitten 88 ausgebildet sind, greifen in Vertiefungen 92 ein. Die Vorsprünge 90 stehen um eine festgelegte Länge von Endflächen der Flanschabschnitte 88 vor.
Wie in 3 dargestellt ist, hat andererseits das erste Lagertragelement 102 eine Installationsöffnung 190, die den Gewindelöchern 108 für das Einschrauben der Befestigungsbolzen 104 zugewandt ist und an der Seitenfläche zur Anlage gegen den Halteabschnitt 80a des Gleiters 24 ausgebildet ist. Das erste elastische Element 180 ist in der Installationsöffnung 190 angebracht.
Das erste elastische Element 180 besteht aus einer Feder, bspw. einer Plattenfeder. Wie in 10 dargestellt ist, ist das erste elastische Element 180 an einer Vielzahl von Positionen wellenförmig gebogen. Eine Vielzahl von (bspw. drei) Bereichen des ersten elastischen Elements 180, die konvex zu dem ersten Lagertragelement 102 gekrümmt sind, liegt an der inneren Wandfläche der Installationsöffnung 170 an. Außerdem liegt eine Vielzahl von (bspw. vier) Bereichen, die konkav sind, an der Innenwandfläche der Installationsnut 184a des Gleiters 24 an. Somit drängt die elastische Rückstellkraft des ersten elastischen Elementes 180 das erste Lagertragelement 102 und den Halteabschnitt 80a des Gleiters 24 voneinander weg.
Bereiche des ersten elastischen Elementes 180, die an der Innenwandfläche der Installationsöffnung 190 anliegen, werden durch eine Vielzahl von (bspw. drei) Stopfen 106 mit Druck beaufschlagt, die in den Halteabschnitt 80a des Gleiters 24 eingeschraubt sind.
Das in den 3 und 10 gezeigte zweite Lagertragelement 178 besteht aus einem metallischen Material, wie Aluminium. Das zweite Lagertragelement 178 ist in einer Installationsnut 184b angebracht, die an einer Innenwandfläche des anderen Halteabschnitts 80b ausgebildet ist. Ein Bereich des zweiten Lagertragelementes 178, das in der Installationsnut 84b angebracht ist, ist im Wesentlichen horizontal. Ein anderer Bereich, der an der Seite des anderen Führungsabschnitts 50b angeordnet ist, liegt im Wesentlichen senkrecht an der Seitenfläche des Führungsabschnitts 50b an.
Eine Haltenut 192, die das Lager 82 hält, erstreckt sich in axialer Richtung entlang der Seitenfläche des zweiten Lagertragelementes 178 gegenüber dem Führungsabschnitt 50b. Die Haltenut 192 hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die Haltenut 84, die an der unteren Fläche des Gleiters 24 ausgebildet ist. Flanschabschnitte 88 des Lagers 82 greifen in tiefe Nuten 194 ein, die an beiden Enden des zweiten Lagertragelementes 178 ausgebildet sind.
Vorsprünge 90, die zu den Endblöcken 26a bzw. 26b vorstehen, sind an Endflächen der Flanschabschnitte 88 ausgebildet. Die Vorsprünge 90 greifen in Vertiefungen 92 ein, die an Endflächen des zweiten Lagertragelementes 178 ausgebildet sind, wenn die Flanschabschnitte 88 in die tiefen Nuten 194 eingreifen.
Das plattenförmige zweite elastische Element 182, das aus einem Hartgummimaterial oder dgl. besteht, ist zwischen dem zweiten Lagertragelement 178 und einer Innenwandfläche der Installationsnut 184b angeordnet. Eine Schlitzöffnung 196, die sich in Längsrichtung erstreckt, ist an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des zweiten elastischen Elementes 182 ausgebildet. Die Schlitzöffnung 196 steht in Eingriff mit einem konvexen Eingriffsvorsprung 198, der an einer Seitenfläche des zweiten Lagertragelementes 178 ausgebildet ist. Dementsprechend wird eine Relativbewegung des zweiten elastischen Elementes 182 gegenüber dem zweiten Lagertragelement 178 reguliert.
Wie oben beschrieben wurde, ist das zweite elastische Element 182 zwischen dem zweiten Lagertragelement 178 und dem Gleiter 24 angeordnet. Dementsprechend wird das zweite Lagertragelement 178 durch die Rückstellkraft des zweiten elastischen Elementes 182 zu dem Führungsabschnitt 50b gepresst.
In den Haltenuten 84 des Gleiters 24 und in den im Gleiter 24 angebrachten ersten und zweiten Lagertragelementen 102, 178 sind jeweils Lager 82 vorgesehen. Die Lager 82 liegen an den Führungsabschnitten 50a, 50b des Zylinderrohres 22 an. Dementsprechend wird der Gleiter 24 zwischen den Führungsabschnitten 50a, 50b gleichmäßig entlang der Anschlussflächen 150a, 150b verschoben.
Die Zylindervorrichtung 20 mit dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden ihre Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert. Diese Erläuterung geht davon aus, dass der Ursprungszustand vorliegt, wenn der Gleiter 24 und der Kolben 52a, 52b zu dem einen Endblock 26a (in Richtung des Pfeils B) verschoben sind.
Zunächst wird in der Ursprungsposition Druckfluid (bspw. Druckluft) dem ersten Anschluss 122 des Endblocks 26a zugeführt. Dementsprechend wird das Druckfluid über einen nicht dargestellten Durchgang des Endblocks 26a in eine Zylinderkammer 126a in dem Zylinderrohr 22 eingeführt. Der Kolben 52a wird durch den über das Druckfluid aufgebrachten Druck zu dem anderen Endblock 26b (in Richtung des Pfeils A) gepresst. Der Gleiter 24 wird integral mit dem Kolben 52a und geführt durch die Führungsabschnitte 50a, 50b in axialer Richtung verschoben, wobei er von dem Kolbenjoch 62 und dem Koppler 70 abgestützt wird. In dieser Situation ist der zweite Anschluss 124 zur Umgebung offen.
Während dieses Vorgangs werden der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32, die an der rechten Seite des Gleiters 24 angeordnet sind und mittels des Unterriemenführungsabschnitts 170 und des Riemenhalteabschnitts 156 des Führungselementes 152b geschlossen waren, durch den Riemenseparatorabschnitt 154 geöffnet, wenn der Gleiter 24 verschoben wird. Umgekehrt werden der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32, die in der Nähe des zentralen Bereiches des Gleiters 24 angeordnet sind und durch den Riemenseparatorabschnitt 154 des Führungselementes 152a geöffnet waren, durch den Unterriemenführungsabschnitt 170 und den Riemenhalteabschnitt 156 des Riemenführungsmechanismus 34 geschlossen, wenn der Gleiter 24 verschoben wird.
Somit wird der Gleiter 24 in axialer Richtung (Richtung des Pfeils A) entlang des Zylinderrohres 22 verschoben, wobei durch den oberen Riemen 30 und den unteren Riemen 32 der Schlitz 40 abgedichtet und der Bohrungsabschnitt 38 verschlossen bleibt.
Der Gleiter 24 wird weiter zu dem anderen Endblock 26b (in Richtung des Pfeils A) verschoben, woraufhin der Schaftabschnitt 58, der an dem Ende des Kolbens 52b vorgesehen ist, in das zylindrische Element 134 eintritt. Dementsprechend wird die Strömungsrate des Fluides, das zwischen dem Schaftabschnitt 58 und dem Inneren des zylindrischen Elementes 134 fließt, durch die Kontrolldichtung 136 und die äußere Umfangsfläche des Schaftabschnitts 58 blockiert. Der Strömungsdurchgang des Fluides wird lediglich auf den nicht dargestellten Bypass-Durchgang beschränkt. Dementsprechend wird die Verschiebung bewirkt, wobei die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 52a, 52b abgesenkt wird. Die Endfläche des Kolbens 52a schlägt an der Endfläche des zylindrischen Elementes 134 an und erreicht damit die Verschiebungsendposition.
Wenn anschließend ein nicht dargestelltes Wegeventil umgeschaltet wird, um Druckfluid dem zweiten Anschluss 124 zuzuführen, wird das Druckfluid über einen nicht dargestellten Durchgang in dem Endblock 26b in die andere Zylinderkammer 126b des Zylinderrohres 22 eingeführt. Der Kolben 52b wird durch den über das Druckfluid aufgebrachten Druck zu dem einen Endblock 26a (in Richtung des Pfeils B) gepresst. Der Gleiter 24 wird zusammen mit dem Kolben 52b entlang der Führungsabschnitte 50a, 50b des Zylinderrohres 22 in axialer Richtung (Richtung des Pfeils B) verschoben.
In dieser Situation werden der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32, die durch den Unterriemenführungsabschnitt 170 und den Riemenhalteabschnitt 156 geschlossen waren, durch den Riemenseparatorabschnitt 154 des Führungselementes 152a geöffnet, umgekehrt zu der Situation, bei welcher der Gleiter 24 zu dem anderen Endblock 26b verschoben wurde. Der obere Riemen 30 und der untere Riemen 32, die durch den Riemenseparatorabschnitt 154 des Führungselementes 152 geöffnet waren, werden dann durch den Riemenhalteabschnitt 156 und den Unterriemenführungsabschnitt 170 geschlossen.
Der Gleiter 24 wird weiter zu dem einen Endblock 26a (in Richtung des Pfeils B) verschoben, und der Schaftabschnitt 58, der an dem Kolben 52a vorgesehen ist, wird in das zylindrische Element 134 eingesetzt. Dementsprechend wird zunächst die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 52a, 52b abgesenkt und dann schlägt die Endfläche des Kolbens 52a an der Endfläche des zylindrischen Elementes 134 an. Dementsprechend wird die Verschiebung gestoppt und der Gleiter 24 ist zu seiner Ursprungsposition zurückgeführt.
Als nächstes folgt eine Erläuterung der Funktion der vorliegenden Erfindung, Verschiebungsdifferenzen, die in dem Gleiter 24 erzeugt werden, mit Hilfe des Absorptionsmechanismus 28 zu absorbieren, wenn auf den Gleiter 24 Lasten in verschiedenen Richtungen aufgebracht werden.
Wie in 6 dargestellt ist, wird zunächst, wenn eine Last von außen in horizontaler Richtung (Richtung des Pfeils X) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleiters 24 auf den Gleiter 24 aufgebracht wird, der Koppler 70 mit Hilfe des Eingriffselementes 72 in Richtung (Richtung des Pfeils X) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleiters 24 in der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 verschoben. Die Anschlussflächen 150a, 150b des Eingriffselementes 72 werden linear in Richtung des Pfeils X verschoben, wobei sie entlang der Innenwandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 gleiten. Dementsprechend wird die Verschiebungsdifferenz in horizontaler Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse, die in dem Gleiter 24 erzeugt wird, absorbiert.
Wenn andererseits eine Last in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung (Richtung des Pfeils Y) auf den Gleiter 24 ausgeübt wird, so erfährt der Gleiter 24 durch die Kreisbogenflächen 76a, 76b der Kopplereinsetzöffnung 74 eine Gleitverschiebung in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung entlang der gekrümmten Flächenabschnitte 138a, 138b des Kopplers 70. Gleichzeitig wird das Eingriffselement 72 des Kopplers 70 durch die Anschlussflächen 150a, 150b in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung entlang innerer Wandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 verschoben. Dementsprechend wird die Verschiebungsdifferenz in vertikaler Richtung, die in dem Gleiter 24 erzeugt wird, absorbiert.
Wenn auf den Gleiter 24 eine Last in einer Drehrichtung (Richtung des Pfeils W) um die Mitte der vertikalen Linie L des Kopplers 70 aufgebracht wird, erfährt der Gleiter 24 eine Rotationsverschiebung, wobei er entlang der Kreisbogenflächen 76a, 76b relativ zu den gekrümmten Flächenabschnitten 138a, 138b des Kopplers 70 gleitet. Dementsprechend kann die Verschiebungsdifferenz zwischen dem Gleiter 24 und dem Koppler 70 absorbiert werden. Somit kann die Verschiebungsdifferenz in Drehrichtung (Richtung des Pfeils W) um die Mitte der vertikalen Linie L relativ zu dem Gleiter 24 absorbiert werden.
Wenn schließlich eine Last in Drehrichtung (Richtung des Pfeils Z) um die Mitte der Achse des Gleiters 24 aufgebracht wird, so wird das Verschiebungselement 72 des Kopplers 70 durch die Anlageabschnitte zwischen den Anschlussflächen 150a, 150b und den Innenwandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 drehend verschoben. Dementsprechend kann eine Verschiebungsdifferenz zwischen dem Koppler 70 und dem Kolbenjoch 62 absorbiert werden. Somit wird die Verschiebungsdifferenz, die auf den Gleiter 24 in Drehrichtung (Richtung des Pfeils Z) um die Mitte der Achse des Gleiters 24 aufgebracht wird, absorbiert.
Wie oben beschrieben wurde, erfährt der Gleiter 24 mit Hilfe des Absorptionsmechanismus 28 jeweilige Linear- und Drehverschiebungen relativ zu dem Koppler 70, und der Koppler 70 erfährt Linear- und Drehverschiebungen relativ zu dem Kolbenjoch 62, wenn bei der Zylindervorrichtung 20 mit dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Lasten auf den Gleiter 24 in horizontaler Richtung (Richtung des Pfeils X) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse, in vertikaler Richtung (Richtung des Pfeils Y), in Drehrichtung (Richtung des Pfeils W) um die Mitte der vertikalen Linie L und in Drehrichtung (Richtung des Pfeils Z) um die Mitte der Achse des Gleiters 24 aufgebracht werden. Dementsprechend können Verschiebungsdifferenzen, die in dem Gleiter 24 erzeugt werden, zuverlässig absorbiert werden.
Mit anderen Worten werden der Gleiter 24 und das Kolbenjoch 62 mit Hilfe des Kopplers 70 relativ zueinander linear oder in Drehrichtung verschoben. Daher können Verschiebungsdifferenzen, die in verschiedenen Richtungen relativ zu dem Gleiter 24 erzeugt werden, absorbiert werden, indem der Gleiter 24 und der Koppler 70 Relativverschiebungen vollziehen können.
Auch wenn Lasten auf den Gleiter 24 aufgebracht werden, kann somit die Verschiebungsdifferenz durch den Absorptionsmechanismus 28 zuverlässig absorbiert werden, und der Gleiter 24 kann relativ zu dem Zylinderrohr 22 gleichmäßig verschoben werden.
Bei dem Absorptionsmechanismus 28 liegen die gekrümmten Flächenabschnitte 138a, 138b des Kopplers 70 an den Kreisbogenflächen 76a, 76b des Gleiters 24 an, und das Eingriffselement 72 des Kopplers 70 liegt an der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 über die Anschlussflächen 150a, 150b an. Daher können Lasten, die auf den Gleiter 24 aufgebracht werden, durch Kontaktbereiche zwischen den Kreisbogenflächen 76a, 76b und den gekrümmten Flächenabschnitten 138a, 138b und durch Kontaktbereiche zwischen dem Eingriffselement 72 und der Eingriffsöffnung 68 aufgenommen werden.
Daher können die Fläche der Kontaktbereiche, die die Last in Verschiebungsrichtung, die auf das Verschiebungselement aufgebracht wird, d.h. der Kontaktbereich zwischen dem Gleiter 24, dem Koppler 70 und dem Kolbenjoch 62 im Vergleich zu dem herkömmlichen Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus erhöht werden. Dementsprechend kann die Last in Verschiebungsrichtung an den Kontaktbereichen zuverlässig verteilt werden. Dementsprechend können größere Lasten aufgenommen werden, die Lasten, welche bisher durch herkömmliche Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismen aufgenommen werden konnten, überschreiten.
Mit anderen Worten ist eine große Projektionsfläche in axialer Richtung des Absorptionsmechanismus 28 vorgesehen. Dadurch kann die Erzeugung von Belastungen verringert werden, wenn Lasten in Verschiebungsrichtung aufgebracht werden, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird.
Der Koppler 70, der den Absorptionsmechanismus 28 bildet, ist innen zwischen dem Gleiter 24 und dem Kolbenjoch 62, das mit den Kolben 52a, 52b verbunden ist, angebracht. Außerdem ist die Riemennut 148, die das Durchführen des oberen Riemens 30 erlaubt, zwischen dem Koppler 70 und dem Eingriffselement 72 ausgebildet. Daher ist der obere Riemen 30 nicht nach außen exponiert. Außerdem wird die Gesamtgröße der Zylindervorrichtung im Vergleich zu der herkömmlichen Zylindervorrichtung, bei welcher ein Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus außerhalb des Gleiters vorgesehen werden muss, nicht vergrößert. Daher kann die Zylindervorrichtung 20, die den Absorptionsmechanismus 28 aufnimmt, kleiner gebaut werden.
Als nächstes ist ein Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 gemäß einer modifizierten Ausführungsform in den 11 und 12 dargestellt. Diejenigen Aufbauelemente, die denen des Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 28 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen, werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Insoweit wird auf die obige detaillierte Beschreibung verwiesen.
Der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 gemäß der modifizierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 28 dahingehend, dass ein Koppler 302 vorgesehen ist mit einem Paar flacher Flächenabschnitte 304a, 304b, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 22 verlaufen, und kreisbogenförmig gekrümmten Flächenabschnitten 306a, 306b, die entlang jeweiliger Seitenflächen des Zylinderrohres 22 ausgebildet sind. Außerdem ist eine Kopplereinsetzöffnung 310 in dem Gleiter 308 ausgebildet, die eine Vertiefung mit einem im Wesentlichen scheibenförmigen Querschnitt entsprechend der Form des Kopplers 302 aufweist.
Die Kopplereinsetzöffnung 310 umfasst ein Paar innerer flacher Flächenabschnitte 312a, 312b, die den flachen Flächenabschnitten 304a, 304b des Kopplers 302 gegenüberliegen, wenn der Koppler 302 eingesetzt ist, und ein Paar von Kreisbogenflächen 314a, 314b, die den gekrümmten Flächenabschnitten 306a, 306b des Kopplers 302 gegenüberliegen. Die gekrümmten Flächenabschnitte 306a, 306b liegen an den Kreisbogenflächen 314a, 314b an.
Wie in 12 gezeigt ist, ist das Eingriffselement 72, das an dem unteren Bereich des Kopplers 302 vorgesehen ist, in die Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62, welches mit den Kolben 52a, 52b verbunden ist, eingesetzt.
Wird bei dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 eine Last auf den Gleiter 308 in horizontaler Richtung (Richtung des Pfeils X) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleiters 308 aufgebracht, so wird der Koppler 302 durch das Eingriffselement 72 in Richtung (Richtung des Pfeils X) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleiters 308 verschoben, während er eine Gleitbewegung entlang der Innenwandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 vollzieht. Dementsprechend kann die Verschiebungsdifferenz, die in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleiters 308 erzeugt wird, zuverlässig aufgenommen werden.
Wenn auf den Gleiter 308 eine Last in vertikaler Richtung (Richtung des Pfeils Y) aufgebracht wird, erfährt der Gleiter 308 eine Gleitverschiebung in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung entlang der gekrümmten Flächenabschnitte 306a, 306b des Kopplers 302, während das Eingriffselement 72 des Kopplers 302 in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung entlang der Innenwandflächen 68a, 68b der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 verschoben wird. Dementsprechend kann die Verschiebungsdifferenz, die relativ zu dem Gleiter 308 in vertikaler Richtung erzeugt wird, zuverlässig absorbiert werden.
Wenn auf den Gleiter 308 eine Last in Drehrichtung (Richtung des Pfeils W) um die Mitte der vertikalen Linie L des Kopplers 302 aufgebracht wird, erfährt der Gleiter 308 eine Drehverschiebung, wobei er eine Gleitbewegung entlang der Kreisbogenfläche 314a, 314b relativ zu den gekrümmten Flächenabschnitten 306a, 306b des Kopplers 302 vollzieht. Dementsprechend wird der Gleiter 308 um einen festgelegten Weg relativ zu dem Koppler 302 gedreht, so dass es möglich ist, die Verschiebungsdifferenz zuverlässig zu absorbieren.
Bei dem Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 liegen die gekrümmten Flächenabschnitte 306a, 306b des Kopplers 302 an den Kreisbogenflächen 314a, 314b des Gleiters 308 an und das Eingriffselement 72 des Kopplers 302 liegt an der Eingriffsöffnung 68 des Kolbenjochs 62 an. Daher können Lasten, die auf den Gleiter 308 aufgebracht werden, durch Kontaktbereiche zwischen den Kreisbogenflächen 314a, 314b und den gekrümmten Flächenbereichen 306a, 306b und durch Kontaktbereiche zwischen dem Eingriffselement 72 und der Eingriffsöffnung 68 aufgenommen werden.
Somit können die gegenseitigen Kontaktflächen des Gleiters 308, des Kopplers 302 und des Kolbenjochs 62, die die Last aufnehmen, vergrößert werden. Dadurch kann die Last an diesen Kontaktbereichen zuverlässig verteilt werden.
Der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 gemäß der oben beschriebenen modifizierten Ausführungsform wurde mit Bezug auf Lasten beschrieben, die in einer einzelnen Richtung (bspw. der horizontalen Richtung oder der vertikalen Richtung) auf den Gleiter 308 aufgebracht werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Auch wenn eine Verschiebungsdifferenz gleichzeitig in einer Vielzahl verschiedener Richtungen auf den Gleiter 308 aufgebracht wird, kann die Verschiebungsdifferenz durch den Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus 300 zuverlässig absorbiert werden.

Claims

Ein Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus (28) für eine Zylindervorrichtung (20) mit einem Zylindergrundkörper (22) und einem Riemen (30, 32), der einen Schlitz (40), welcher sich in einer Axialrichtung erstreckt, verschließt, wobei ein Kolben (52a, 52b) durch die Wirkung eines Druckfluides, das von einem Druckfluideinlass-/-auslassanschluss (122, 124) zugeführt wird, in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei der Verschiebungsdifferenzabsorptionsmechanismus folgende Elemente aufweist: ein Verschiebungselement (24, 308), das in axialer Richtung entlang des Zylindergrundkörpers (22) verschiebbar ist, ein Verschiebungsübertragungselement (62), das mit dem Kolben (52a, 52b) verbunden ist und eine Verschiebung des Kolbens (52a, 52b) auf das Verschiebungselement (24, 308) überträgt, und einem Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 72, 302), das zwischen dem Verschiebungselement (24, 308) und dem Verschiebungsübertragungselement (62) angeordnet ist, eine senkrechte Fläche (150a, 150b), die im Wesentlichen senkrecht zu einer Verschiebungsrichtung des Verschiebungselementes (24) angeordnet ist, und eine gekrümmte Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) mit einem konstanten Radius um ein durch eine vertikale Linie (L) gebildetes Zentrum aufweist, wobei das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 72, 302) so angeordnet ist, dass die senkrechte Fläche (150a, 150b) in das Verschiebungselement (24, 308) oder das Verschiebungsübertragungselement (62) eingesetzt ist und dass die gekrümmte Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) in das jeweils andere des Verschiebungselements (24, 308) oder Verschiebungsübertragungselements (62) eingesetzt ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 72, 302) so angeordnet ist, dass die senkrechte Fläche (150a, 150b) in das Verschiebungsübertragungselement (62) eingesetzt ist und dass die gekrümmte Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) in das Verschiebungselement (24, 308) eingesetzt ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Fläche (138a, 138b) in Verschiebungsrichtung des Verschiebungselementes (24) ausgebildet ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Fläche (306a, 306b) in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Verschiebungselementes (308) ausgebildet ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einsetzöffnung (148), in welche der Riemen (30) eingesetzt ist, in dem Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 72, 302) ausgebildet ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einsetzöffnung (74, 310), in welche das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 302) eingesetzt ist, in dem Verschiebungselement (24, 308) ausgebildet ist, und dass das Verschiebungselement (24, 308) und das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 302) durch die erste Einsetzöffnung (74, 310) relativ zueinander drehbar sind.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einsetzöffnung (74, 310) einen Radius (C2) hat, der im Wesentlichen gleich einem Radius (C1) der gekrümmten Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) an einer Innenumfangsfläche (76a, 76b, 314a, 314b) der ersten Einsetzöffnung (74, 310) anliegt, und dass das Verschiebungselement (24, 308) und das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70, 302) entlang der inneren Umfangsfläche (76a, 76b, 314a, 314b) und der gekrümmten Fläche (138a, 138b, 306a, 306b) gleitend verschiebbar sind.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Einsetzöffnung (68), in welche das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (72) eingesetzt ist, in dem Verschiebungsübertragungselement (62) ausgebildet ist, und dass das Verschiebungsübertragungselement (62) und das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (70) durch die zweite Einsetzöffnung (68) relativ zueinander verschiebbar sind.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebungsdifferenzabsorptionselement (72) senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Verschiebungsübertragungselementes (62) relativ zu der zweiten Einsetzöffnung (68) vertikal und horizontal verschiebbar ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsdimension (E2) der zweiten Einsetzöffnung (68) senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Verschiebungsübertragungselementes (62) größer ist als eine Längsdimension (E1) des Verschiebungsdifferenzabsorptionselementes (72).
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breitendimension (D1) des Verschiebungsübertragungselementes (62) in der Verschiebungsrichtung im Wesentlichen gleich einer Breitendimension (D2) der zweiten Einsetzöffnung (68) ist.
Absorptionsmechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrechten Flächen (150a, 150b) des Verschiebungsdifferenzabsorptionselementes (72) an jeweiligen Seitenflächen der zweiten Einsetzöffnung (68) in einer Breitenrichtung anliegen.