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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Linearstellglied, bei dem durch die Zufuhr eines Druckfluides von Fluideinlass-/Auslassanschlüssen ein Gleittisch entlang einer Axialrichtung eines Zylindergrundkörpers hin und her bewegt wird.
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Die vorliegende Anmelderin hat beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 10-061611 A ein Linearstellglied mit einem Zylindergrundkörper vorgeschlagen, welcher Zylinderkammern, denen ein Druckfluid zugeführt wird, Kolben, die zur Verschiebung entlang der Zylinderkammern vorgesehen sind, und einen Gleittisch, der mit den Kolben verbunden ist und entlang des Zylindergrundkörpers verschiebbar ist, aufweist. Bei dieser Art von Linearstellglied wird beispielsweise ein Werkstück, das ein zu transportierendes Objekt darstellt, an einem oberen Bereich des Gleittisches angebracht und durch Pressen der Kolben durch das Druckfluid, das den Zylinderkammern zugeführt wird, kann das Werkstück zusammen mit dem Gleittisch, der mit den Kolben verbunden ist, entlang des Zylindergrundkörpers verschoben werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearstellglied vorzuschlagen, mit welchem ein Gleittisch einfach und mit hoher Präzision ausgebildet werden kann, welches in der Lage ist, ein zu transportierendes Objekt stabil zu transportieren und welches eine Verringerung der Herstellungskosten des Linearstellgliedes ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Linearstellglied vorgeschlagen, in dem durch die Zufuhr eines Druckfluides von Fluideinlass- und Auslassöffnungen ein Gleittisch entlang einer Axialrichtung eines Zylindergrundkörpers hin und her bewegt wird, mit:
dem Zylindergrundkörper, der mit den Einlass- und Auslassöffnungen in Verbindung steht und in dem eine Zylinderkammer ausgebildet ist, in weiche das Druckfluid eingebracht wird,
dem Gleittisch, welcher einen Basisabschnitt aufweist, der im Wesentlichen parallel zu dem Zylindergrundkörper angeordnet ist, und einen Befestigungsabschnitt, der von dem Basisabschnitt vorsteht, um das zu transportierende Objekt daran anzubringen, wobei sich der Gleittisch entlang der Axialrichtung der Zylindergrundkörpers hin und her bewegt, und
einem Zylindermechanismus mit einem Kolben, der zur gleitenden Bewegung entlang der Zylinderkammer vorgesehen ist, wobei sich der Gleittisch bei einer Verschiebung des Kolbens hin und her bewegt,
wobei der Gleittisch durch Pressen hergestellt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Gleittisch einfach durch Pressen geformt werden. Bei der Formung durch Pressen können die Befestigungsbereiche, die von dem Basisabschnitt, der im Wesentlichen parallel zu dem Zylindergrundkörper liegt, vorstehen, gleichzeitig mit dem Gleittisch ausgebildet werden. Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten verringern, wenn das Linearstellglied einschließlich des Gleittisches hergestellt wird. Gleichzeitig kann das zu transportierende Objekt im Vergleich zu einem Fall, bei dem das zu transportierende Objekt über dem gesamten Basisabschnitt, an welchem keine Befestigungsbereiche vorgesehen sind, angebracht wird, zuverlässig und stabil und mit hoher Präzision transportiert werden, indem die Befestigungsabschnitte, die von dem Basisabschnitt vorstehen, an dem Gleittisch vorgesehen werden.
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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.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Linearstellgliedes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Gleittisch nach oben von dem Linearstellglied gemäß 1 abgehoben ist;
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3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Endplatte von dem Gleittisch gemäß 2 abgenommen ist;
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4 ist eine Draufsicht auf den Gleittisch gemäß 2, gesehen von oben;
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5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 4;
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6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Linearstellgliedes gemäß 1, gesehen von einer Unterseite des Stellgliedes;
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7 ist ein Schnitt durch das Linearstellglied gemäß 1;
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8 ist ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 7;
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9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in 7;
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10 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X in 7; und
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11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Endplatte von einem Gleittisch gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel abgenommen ist.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Linearstellglied gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1 bis 10 dargestellt ist, umfasst das Linearstellglied 10 einen Zylindergrundkörper 12, einen an einem oberen Abschnitt des Zylindergrundkörpers 12 angeordneten Gleittisch 14, der sich auf einer geraden Linie entlang einer Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) hin und her bewegt, einen Führungsmechanismus 16, der zwischen dem Zylindergrundkörper 12 und dem Gleittisch 14 angeordnet ist, um den Gleittisch 14 in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) zu führen, und einen Stoppermechanismus 18, mit welchem ein Verschiebungsweg des Gleittisches 14 eingestellt werden kann.
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Der Zylindergrundkörper 12 hat beispielsweise eine im Querschnitt rechteckige Form und ist aus einem metallischen Material, wie Aluminium oder dergleichen, mit einer festgelegten Länge in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) geformt. Eine Vertiefung (Aussparung) 20 mit einer im Querschnitt abgesenkten gekrümmten Form ist etwa in der Mitte an der oberen Fläche des Zylindergrundkörpers 12 ausgebildet und erstreckt sich entlang der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B). In der Vertiefung 20 ist ein Paar von durchgehenden Bolzenlöchern 24 vorgesehen, durch welche Verbindungsbolzen 22 eingesetzt werden, um den Zylindergrundkörper 12 mit dem Führungsmechanismus 16 zu verbinden.
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Außerdem sind, wie in 8 gezeigt ist, an einer Seitenfläche des Zylindergrundkörpers 12 erste und zweite Anschlussöffnungen (Einlass- und Auslassanschlüsse) 26, 28 für die Zufuhr und Abfuhr des Druckfluides senkrecht zu der Längsrichtung des Zylindergrundkörpers 12 ausgebildet, die mit einem Paar von Durchgangsöffnungen 30a, 30b, die später beschrieben werden, in Verbindung stehen. An der anderen Seitenfläche des Zylindergrundkörpers 12 sind außerdem zwei Sensorbefestigungsnuten 32 (vgl. 10) jeweils entlang der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) ausgebildet, in denen nicht dargestellte Sensoren angebracht werden können.
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An der Bodenfläche des Zylindergrundkörpers 12 ist ein Paar von Bolzenlöchern 24 zentral in der Breitenrichtung auf der axialen Linie ausgebildet. Verbindungsbolzen 22 werden von unten durch die Bolzenlöcher 24 eingesetzt. Außerdem stehen Enden der Verbindungsbolzen 22 von der oberen Fläche des Zylindergrundkörpers 12 vor und sind durch Gewindeeingriff mit dem Führungsblock 34 des Führungsmechanismus 16 miteinander verbunden.
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Andererseits sind innerhalb des Zylindergrundkörpers 12 zwei Durchgangsöffnungen 30a, 30b mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, die in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtreten. Die beiden Durchgangslöcher 30a, 30b sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und weisen einen festgelegten Abstand voneinander auf.
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Innerhalb der Durchgangsöffnungen 30a, 30b ist ein Zylindermechanismus 44 mit Kolben 40, die jeweils einen an ihrem Außenumfang angebrachten Dichtring 36 und Magneten 38 aufweisen, und Kolbenstangen 42, die mit den Kolben 40 verbunden sind, vorgesehen. Der Zylindermechanismus 44 wird durch das Paar von Kolben 40 und Kolbenstangen 42 gebildet, die jeweils in den beiden Durchgangsöffnungen 30a bzw. 30b angebracht sind.
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Die Durchgangsöffnungen 30a, 30b werden an ihrem einen Ende durch plattenähnliche Kappen 46 verschlossen und abgedichtet, wobei zwischen den Kolben 40 und den Kappen 46 Zylinderkammern 48 ausgebildet werden. Die anderen Enden der Durchgangsöffnungen 30a, 30b werden durch Stangenhalter 52, die darin über Verriegelungsringe 50 gehalten werden, hermetisch (luftdicht) abgedichtet. An dem Außenumfang der Stangenhalter 52 sind in Ringnuten O-Ringe 54 angebracht, um die Leckage von Druckfluid durch Lücken zwischen den Durchgangsöffnungen 30a, 30b und den Stangenhaltern 52 zu vermeiden.
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Die Kappen 46 werden beispielsweise durch Pressen eines plattenähnlichen Körpers aus einem metallischen Material hergestellt. Gebogene Abschnitte der Kappen 46 sind so angeordnet, dass sie einer Endseite (der Richtung des Pfeils B) der Durchgangsöffnungen 30a, 30b, die nach außen offen sind, zugewandt sind.
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Außerdem steht eine der Durchgangsöffnungen 30a mit der ersten bzw. zweiten Anschlussöffnung 26, 28 in Verbindung, während die andere Durchgangsöffnung 30b hiermit über ein Paar von Verbindungsdurchgängen 55 in Verbindung steht, die zwischen der einen Durchgangsöffnung 30a und der anderen Durchgangsöffnung 30b ausgebildet sind. Im Einzelnen wird nach der Zufuhr des Druckfluides, welches den ersten und zweiten Anschlussöffnungen 26, 28 zugeführt wurde, zu der einen Durchgangsöffnung 30a das Druckfluid über die Verbindungsdurchgänge 55 auch der anderen Durchgangsöffnung 30b zugeführt.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, umfasst der Gleittisch 14 einen Tischgrundkörper 56, einen mit einem Ende des Tischgrundkörpers 56 verbundenen Stoppermechanismus 18 und eine mit dem anderen Ende des Tischgrundkörpers 56 verbundene Endplatte 58. Die Endplatte 58 ist senkrecht zu dem Tischgrundkörper 56 angebracht.
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Der Tischgrundkörper 56 ist beispielsweise durch Pressen eines Plattenmaterials aus einem metallischen Material hergestellt. Im Einzelnen besteht der Tischgrundkörper 56 aus einem martensitischen Edelstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,55 bis 0,65%. Die Pressformung wird durchgeführt, um den Tischgrundkörper 56 zu einer gewünschten Gestalt zu formen. Außerdem wird der pressgeformte Tischgrundkörper 56 einer Quenchbehandlung unterworfen, indem der Tischgrundkörper 56 auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt und anschließend abgekühlt wird, indem er einem Stickstoffgas ausgesetzt wird. Hierdurch wird eine Rockwell C-Härte (HRC) des Tischgrundkörpers 56 im Bereich von 58 bis 62 eingestellt. Eine Deformierung des Tischgrundkörpers 56 wird verhindert.
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Als der martensitische Edelstahl, der das Grundmaterial des Tischgrundkörpers 56 bildet, wird ein Material verwendet, das durch Kaltwalzen hergestellt ist. Im Einzelnen werden im Vergleich zu Materialien, die durch Heißwalzen hergestellt sind, Variationen in der Dickendimension des Tischgrundkörpers 56 sehr klein gehalten. Die Größeneigenschaften des Tischgrundkörpers 56 können beim Herstellen des Tischgrundkörpers 56 mit hoher Präzision gesteuert werden.
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Der Tischgrundkörper 56 besteht aus einem Basisabschnitt 60, der sich in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt, und einem Paar von Führungswänden 62a, 62b, die sich senkrecht nach unten von beiden Seiten des Basisabschnitts 60 erstrecken. An Innenflächen der Führungswände 62a, 62b sind erste Kugelführungsnuten (zweite Zirkulationsdurchgänge) 66 zum Führen von Kugeln 64 eines Führungsmechanismus 16, der später beschrieben wird, ausgebildet. Die ersten Kugelführungsnuten 66 haben eine im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmige Gestalt und werden zu der gleichen Zeit ausgebildet, zu welcher der Tischgrundkörper 56 durch Pressen hergestellt wird. Außerdem haben die ersten Kugelführungsnuten 66 jeweils einen bogenförmigen Querschnitt, beispielsweise eine Halbkreisform, so dass die ersten Kugelführungsnuten 66 sehr einfach durch Pressen hergestellt werden können.
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Außerdem sind an dem Basisabschnitt 60 vier Werkstückhaltelöcher 68a bis 68d zwischen den beiden Endbereichen des Basisabschnitts 60 ausgebildet. Außerdem sind um die Werkstückhaltelöcher 68a bis 68d an deren radialen Außenseiten jeweils Fittingsitze (Befestigungsbereiche) 70a bis 70d ausgebildet. Anders ausgedrückt sind die Fittingsitze 70a bis 70d ringförmig um die Werkstückhaltelöcher 68a bis 68d ausgebildet.
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Wenn der Tischgrundkörper 56 durch Pressen geformt wird, werden die Fittingsitze 70a bis 70d so ausgebildet, dass sie um eine festgelegte Höhe von der oberen Oberfläche des Basisabschnitts 60 vorstehen. Das Werkstück (zu transportierendes Objekt) W wird an oberen Teilen der Fittingsitze 70a bis 70d angebracht (vgl. 7 und 10). Außerdem werden beispielsweise nachdem das Quenchen des Tischgrundkörpers 56 abgeschlossen ist, die oberen Flächen der Fittingsitze 70a bis 70d durch einen Schleifprozess oder dergleichen in flacher Form parallel zu dem Basisabschnitt 60 ausgebildet, so dass zwischen den mehreren Fittingsitzen eine sehr präzise Flachheit gewährleistet werden kann. Die Fittingsitze fluchten exakt.
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Anders ausgedrückt werden die mehreren Fittingsitze 70a bis 70d, die durch Pressen geformt wurden, einer Weiterbearbeitung, beispielsweise einem Schleifprozess oder dergleichen, unterworfen, damit sie im Wesentlichen den gleichen Grad an Flachheit aufweisen. Dadurch können Werkstücke W, die auf den Fittingsitzen 70a bis 70d angebracht werden, in einer stabilen Weise transportiert werden.
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Außerdem sind, wie in 4 gezeigt ist, erste und zweite Stiftlöcher (Positionierungslöcher) 72, 74 jeweils zwischen den Werkstückhaltelöchern 68c und 68d sowie zwischen den Werkstückhaltelöchern 68a und 68b ausgebildet, die in der Breitenrichtung des Basisabschnitts 60 festgelegte Abstände voneinander aufweisen. Die beiden ersten und zweiten Stiftlöcher 72, 74 werden zu der gleichen Zeit ausgebildet, zu welcher der Tischgrundkörper 56 durch Pressen hergestellt wird, und sind so angeordnet, dass sie in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Basisabschnitts 60 einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Die beiden ersten und zweiten Stiftlöcher 72, 74 sind so geformt, dass sie den Basisabschnitt 60 in dessen Dickenrichtung durchtreten. Außerdem weist das erste Stiftloch 72, das an der Seite der Endplatte 58 angeordnet ist, einen kreisförmigen Querschnitt auf, während das an der Seite des Stoppermechanismus 18 angeordnete zweite Stiftloch eine im Querschnitt längliche Form (Langloch) aufweist, die in der Längsrichtung des Basisabschnitts 60 orientiert ist.
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Paare von Vorsprüngen 76 (vgl. 10), die an der unteren Seitenfläche des Basisabschnitts 60 zugewandten inneren Umfangsflächen radial nach innen vorstehen, sind jeweils in den ersten und zweiten Stiftlöchern 72, 74 ausgebildet. Diese Vorsprünge 76 liegen einander beispielsweise in der Breitenrichtung des Basisabschnitts 60 gegenüber und haben eine im Querschnitt dreieckige Gestalt, die sich allmählich konisch nach innen verjüngt.
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Außerdem sind Positionierungsstifte P1, P2 (vgl. 7 und 10) für die Positionierung des Werkstücks W, das an der oberen Fläche des Gleittisches 14 angebracht wird, in die ersten bzw. zweiten Stiftlöcher 72, 74 eingesetzt. Da die Positionierungsstifte P1, P2, die von der oberen Fläche des Gleittisches 14 eingesetzt werden, hierbei durch die Vorsprünge 76 angehalten werden, wird ein Herausfallen (nach unten) der Positionierungsstifte P1, P2 verhindert.
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Mit anderen Worten dienen die Vorsprünge 76 als Herausfallverhinderungsmittel, das in der Lage ist, ein Herausfallen der Positionierungsstifte P1, P2 aus den ersten und zweiten Stiftlöchern 72, 74 zu verhindern.
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An einem Ende des Basisabschnitts 60 des Tischgrundkörpers 56 ist ein Paar erster Bolzenlöcher 80 ausgebildet, durch welche Bolzen (Befestigungselemente) 78a eingesetzt werden, um einen später beschriebenen Halteabschnitt 98 des Stoppermechanismus 18 zu fixieren. An dem anderen Ende des Basisabschnitts 60 ist ein Paar zweiter Bolzenlöcher (Löcher) 82 ausgebildet, durch welche Bolzen (Befestigungselemente) 78b eingesetzt werden, um die Endplatte 58 zu fixieren.
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Die ersten und zweiten Bolzenlöcher 80, 82 treten in einer Dickenrichtung senkrecht zu der longitudinalen Erstreckungsrichtung des Tischgrundkörpers 56 durch und bestehen aus konischen Abschnitte 84, die einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser sich von der oberen Fläche zu der unteren Fläche des Tischgrundkörpers 56 allmählich verringert, und Löchern 86 mit festem Durchmesser, die an unteren Bereichen der konischen Abschnitte 84 ausgebildet sind. Die ersten und zweiten Bolzenlöcher 80, 82 werden zu derselben Zeit ausgebildet, zu welcher der Tischgrundkörper 56 durch Pressen hergestellt wird (vgl. 5).
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Andererseits umfassen die Bolzen 78a, 78b flachköpfige Bolzen, deren Kopfabschnitt 88 eine konische Form aufweist, während ihr stangenförmiger Gewindeabschnitt 90 sich von dem Ende des Kopfabschnitts 88 erstreckt. Wenn die Bolzen 78a, 78b durch die ersten und zweiten Bolzenlöcher 80, 82 eingesetzt werden, werden ihre Kopfabschnitte 88 in den konischen Abschnitten 84 aufgenommen, während die Gewindeabschnitte 90 in die sich hiervon nach unten erstreckenden Löcher 86 eingesetzt werden. Außerdem werden, wie unten beschrieben werden wird, die Endplatte 58 und der Halteabschnitt 98 durch Einschrauben der Gewindeabschnitte 90 in Gewindelöcher 91 der Endplatte 58 bzw. des Halteabschnitts 98 an dem Stoppermechanismus 18 an dem Tischgrundkörper 56 befestigt.
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Die Endplatte 58 wird an dem anderen Ende des Tischgrundkörpers 56 befestigt und ist so angeordnet, dass sie einer Endfläche des Zylindergrundkörpers 12 zugewandt ist. Die Endplatte 58 wird außerdem an Enden der Kolbenstangen 42 fixiert, welche durch ein Paar von Stangenöffnungen 92a, 92b in der Endplatte 58 eingesetzt sind. Hierdurch ist der Gleittisch 14 einschließlich der Endplatte 58 zusammen mit den Kolbenstangen 42 in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 12 verschiebbar.
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Außerdem öffnet sich an der Endplatte 58 ein Dämpferinstallationsloch 96, in welchem ein Dämpfer 94 an einer Position zwischen der einen Stangenöffnung 92a und der anderen Stangenöffnung 92b angebracht ist. Wenn der Dämpfer 94, der aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dergleichen besteht, von der anderen Seitenfläche der Endplatte 58 an der Seite des Zylindergrundkörpers 12 in der Dämpferinstallationsöffnung 96 angebracht wird, erweitert sich der Durchmesser seines Endabschnitts und steht von der anderen Seitenfläche nach außen vor.
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Der Stoppermechanismus 18 umfasst den Halteabschnitt 98, der an einer unteren Fläche eines Endes des Tischgrundkörpers 56 angeordnet ist, einen Stopperbolzen 100, der mit dem Halteabschnitt 98 verschraubt ist, und eine Verriegelungsmutter 102 zur Begrenzung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Stopperbolzens 100. Der Stoppermechanismus 18 ist so angeordnet, dass er einer Endfläche des Führungsmechanismus 16, der an dem Zylindergrundkörper 12 angeordnet ist, zugewandt ist.
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Der Halteabschnitt 98 hat eine blockähnliche Gestalt und wird von oben durch die Bolzen 78b an dem Basisabschnitt 60 des Tischgrundkörpers 56 des Gleittisches 14 befestigt. Etwa in der Mitte des Halteabschnitts 98 ist der Stopperbolzen 100 so eingeschraubt, dass er sich in der axialen Richtung vorwärts und rückwärts bewegen kann. Der Stopperbolzen 100 umfasst beispielsweise einen stangenförmigen Gewindebolzen, in dessen äußere Umfangsfläche ein Gewinde eingeschnitten ist. Die Verriegelungsmutter 102 ist an einer Position auf den Stopperbolzen 100 aufgeschraubt, die von einer Endfläche des Halteabschnitts 98 vorsteht.
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Durch Drehung des Stopperbolzens 100 relativ zu dem Halteabschnitt 98 wird der Stopperbolzen 100 durch den Gewindeeingriff in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) verschoben, so dass er sich dem Führungsmechanismus annähert bzw. von diesem entfernt. Nachdem der Stopperbolzen 100 so gedreht wurde, dass er um eine festgelegte Länge zu der Seite des Führungsmechanismus 16 (in der Richtung des Pfeils A) vorsteht, wird beispielsweise durch Rotation der Verriegelungsmutter 102 und durch deren Bewegung und Anlage gegen die Seitenfläche des Halteabschnitts 98 eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Stopperbolzens 100 begrenzt.
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Wie in den 6 und 7 bis 10 gezeigt ist, umfasst der Führungsmechanismus 16 den breiten flachen Führungsblock 34, ein Paar von Kugelzirkulationselementen 104a, 104b, die an dem Führungsblock 34 angeordnet sind und durch welche die Kugeln 64 zirkulieren, ein Paar von Abdeckungen 106, die an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung des Führungsblocks 34 angebracht sind, und ein Paar von Abdeckplatten 108 zum Abdecken der Oberflächen der Abdeckungen 106. Die Abdeckungen 106 sind so angebracht, dass sie gegenüberliegende Oberflächen des Führungsblocks 34 abdecken.
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Zweite Kugelführungsnuten (erste Zirkulationsdurchgänge) 110 sind in der Längsrichtung an gegenüberliegenden Seitenflächen des Führungsblocks 34 ausgebildet. An Bereichen in der Nähe der zweiten Kugelführungsnuten 110 tritt ein Paar von Installationsnuten 112a, 122b, in welche die Kugelzirkulationselemente 104a, 104b eingesetzt sind, in der Längsrichtung durch. Die zweiten Kugelführungsnuten 110 haben einen halbkreisförmigen Querschnitt, so dass dann, wenn der Gleittisch 14 an dem oberen Bereich des Führungsmechanismus 16 angeordnet ist, die zweiten Kugelführungsnuten 110 gegenüber den ersten Kugelführungsnuten 66 positioniert sind.
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Die Installationsnuten 112a, 112b sind an der unteren Fläche des Führungsblocks 34 ausgebildet, wobei die Kugelzirkulationselemente 104a, 104b in ihrem Inneren angeordnet sind. Kugelzirkulationslöcher 114, durch welche die Kugeln 64 zirkulieren, treten durch das Innere der Kugelzirkulationselemente 104a, 104b durch. An deren gegenüberliegenden Enden sind Rollumkehrabschnitte 116a, 116b vorgesehen, um die Richtung umzukehren, in welchen die Kugeln 64 zirkulieren. Hierdurch werden kontinuierliche ringförmige Kugelzirkulationsdurchgänge durch die Kugelzirkulationslöcher 114 der Kugelzirkulationselemente 104a, 104b, die ersten Kugelführungsnuten 66 des Gleittisches 14 und die zweiten Kugelführungsnuten 110 des Führungsblocks 34 gebildet. Die mehreren Kugeln 64 rollen entlang der Kugelzirkulationsdurchgänge, wodurch der Gleittisch 14 gleichmäßig hin- und hergehend entlang des Führungsmechanismus 16 bewegt werden kann.
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Das Linearstellglied 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden die Betriebsweise und Wirkungen des Linearstellgliedes 10 erläutert.
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Zunächst wird ein Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle der ersten Anschlussöffnung 26 zugeführt. In diesem Fall ist der zweite Anschluss 28 durch die Betätigung eines nicht dargestellten Schaltventils in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist.
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Das Druckfluid, das dem ersten Anschluss 26 zugeführt wird, wird einer der Durchgangsöffnungen 30a zugeführt und außerdem über den Verbindungsdurchgang 55 auch der anderen Durchgangsöffnung 30b zugeführt, wodurch die Kolben 40 (in der Richtung des Pfeils A) zu der Seite der Stangenhalter 52 gepresst werden. Dementsprechend wird der Gleittisch 14 zusammen mit den Kolbenstangen 42, die mit den Kolben 40 verbunden sind, in einer Richtung verschoben, in welcher er sich von dem Zylindergrundkörper 12 wegbewegt.
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Zu dieser Zeit rollen die Kugeln 64 des Führungsmechanismus 16 entlang der Kugelzirkulationsdurchgänge in Verbindung mit der Verschiebung des Gleittisches 14, wodurch der Gleittisch 14 durch den Führungsmechanismus 16 in der axialen Richtung geführt wird.
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Durch Anschlag des Endes des Stopperbolzens 100, der an einem Ende des Gleittisches 14 vorgesehen ist, an der Endfläche des Führungsblocks 34 des Führungsmechanismus 16 wird außerdem eine weitere Verschiebung des Gleittisches 14 gestoppt, wodurch der Gleittisch 14 seine Verschiebungsendposition erreicht.
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Bei dem Stoppermechanismus 18 kann nach Lösen der Verriegelungsmutter 102, um dadurch Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Stopperbolzens 100 zu ermöglichen, die Strecke, um welche der Stopperbolzen 100 von der Endfläche des Halteabschnitts 98 vorsteht, durch Schrauben (Drehen) des Stopperbolzens 100 eingestellt werden, wodurch auch der Verschiebungsweg des Gleittisches 14 justiert werden kann.
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Andererseits wird in dem Fall, dass der Gleittisch 14 in der entgegengesetzten Richtung weg von der oben beschriebenen Verschiebungsendposition verschoben wird, das Druckfluid, dass dem ersten Anschluss 26 zugeführt wurde, nun dem zweiten Anschluss 28 zugeführt, während der erste Anschluss 26 in einen Zustand versetzt wird, in dem er zur Umgebung offen ist. Mit Hilfe des Druckfluides, das von dem zweiten Anschluss 26 dem Paar von Durchgangsöffnungen 30a, 30b zugeführt wird, werden hierdurch die Kolben 40 in einer Richtung verschoben, in welcher sie sich von den Stangenhaltern 52 entfernen (in der Richtung des Pfeils B), und der Gleittisch 14 wird durch die Kolben 40 und die Kolbenstangen 42 in einer Richtung verschoben, in welcher er sich dem Zylindergrundkörper 12 annähert. Durch Anschlag des Dämpfers 94, der an der Endplatte 58 des Gleittisches 14 vorgesehen ist, an der Endfläche des Zylindergrundkörpers 12 wird die Ursprungsposition des Linearstellgliedes 10 wiederhergestellt.
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In der oben beschriebenen Weise kann mit der vorliegenden Erfindung bei dem Linearstellglied 10 dann, wenn der Tischgrundkörper 56 des Gleittisches 14 durch Pressen aus einem Plattenmaterial, beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt wird, die Mehrzahl von Fittingsitzen 70a bis 70d, auf welchen das Werkstück W angebracht werden kann, so ausgebildet werden, dass sie von dem Tischgrundkörper 56 vorstehen. Als Folge hiervon kann beim Herstellen des Tischgrundkörpers 56 die Mehrzahl von Fittingsitzen 70a bis 70d gleichzeitig ausgebildet werden, und das Linearstellglied 10 einschließlich des Gleittisches 14 kann zu reduzierten Kosten produziert werden.
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Indem die Fittingsitze 70a bis 70d, die von dem Basisabschnitt 60 des Tischgrundkörpers 56 vorstehen, vorgesehen werden und die Flachheit der Fittingsitze 70a bis 70d durch eine Bearbeitung von deren oberen Flächen gewährleistet wird, kann außerdem der Grad der Flachheit mit höherer Präzision gewährleistet werden als in einem Fall, in welchem solche Fittingsitze 70a bis 70d nicht vorgesehen sind und die Bearbeitung über die Gesamtheit des Basisabschnitts 60 erfolgt, um dessen Flachheit zu erreichen. Durch Einsetzen von Schleifprozessen an den mehreren Fittingsitzen 70a bis 70d, die so ausgebildet sind, können hierdurch Werkstücke W in stabiler Weise an der oberen Fläche des Gleittisches 14 angebracht oder stabil transportiert werden, weil die Flachheit der Fittingsitze 70a bis 70d zuverlässig und einfach gewährleistet werden kann.
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Außerdem wird der Tischgrundkörper 56 aus einem martensitischen Edelstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,55 bis 0,65 Gew.-% hergestellt. Im Anschluss an den Pressvorgang wird der pressgeformte Tischgrundkörper 56 einem Quenchen durch Aufheizen und anschließendes Abkühlen in einer Stickstoffgasatmosphäre unterworfen. Dementsprechend kann eine Rockwell C-Härte (HRC) des Tischgrundkörpers 56 im Bereich von 58 bis 62 erreicht werden. Hierdurch kann gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Steifigkeit des Tischgrundkörpers 56 erreicht werden. Als Folge hiervon kann die Festigkeit des Gleittisches 14 einschließlich des Tischgrundkörpers 56 verbessert und eine Deformation vermieden werden.
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Im Einzelnen wird durch die Verwendung eines martensitischen Edelstahls das Abkühlen in einer Stickstoffgasatmosphäre zur Zeit des Quenchens ermöglicht, so dass Deformationen, die ansonsten bei einem solchen Quenchen auftreten könnten, vermieden werden. In dem Fall, dass der Kohlenstoffgehalt des oben genannten martensitischen Edelstahls 0,55% oder weniger beträgt, ist die beim Quenchen erzielte Härte nicht ausreichend. Andererseits wird dann, wenn der Kohlenstoffgehalt größer ist als 0,65%, der Biegeprozess beim Durchführen des Pressens beeinträchtigt und erschwert. Außerdem werden dann, wenn die Rockwell C-Härte des Tischgrundkörpers 56 58 oder weniger beträgt (HRC ≤ 58), der Verschleiß und die Abrasion der ersten Kugelführungsnuten 66, in welchen die Kugeln 64 rollen, sehr groß. Es besteht dann die Befürchtung, dass die Haltbarkeit des Tischgrundkörpers 56 beeinträchtigt wird. Im Einzelnen wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Härte des Tischgrundkörpers 56 auf der Basis der Festigkeit gewählt, die für die ersten Kugelführungsnuten 66, in welchen die Kugeln 64 rollen, erforderlich ist.
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Außerdem wird der martensitische Edelstahl, der das Material des Tischgrundkörpers 56 bildet, durch Kaltwalzen hergestellt. Im Vergleich zu Materialien, die durch Heißwalzen hergestellt werden, werden die Variationen der Dicke gering gehalten. Dadurch können die Größeneigenschaften beim Ausbilden des Tischgrundkörpers 56 mit hoher Präzision gesteuert werden.
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Durch Verwendung der Bolzen mit flachem Kopf zum Verbinden des Tischgrundkörpers 56 und der Endplatte 58 des Gleittisches 14 werden die Bolzenlöcher, in welchen die Kopfabschnitte 88 der Flachkopfbolzen aufgenommen werden, einfach durch Pressen in dem Tischgrundkörper 56 ausgebildet. Hierdurch können die Bolzenöffnungen vorteilhafterweise einfach an dem Tischgrundkörper 56 ausgebildet werden, der zu einer dünnen Plattenform geformt wird und an dem eine Senkbearbeitung schwierig ist.
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Da die Vorsprünge 76 an den inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Stiftlöcher 72, 74 ausgebildet werden, werden außerdem beim Einsetzen von Positionierungsstiften P1, P2 von oben zum Zwecke der Positionierung des. Werkstücks W, das auf dem Gleittisch 14 angebracht ist, die Positionierungsstifte P1, P2 durch Anlage an den Vorsprüngen 76 angehalten, so dass ein Herausfallen (nach unten) der Positionierungsstifte P1, P2 verhindert wird. Hierdurch kann das Werkstück W durch die ersten und zweiten Stiftlöcher 72, 74 zuverlässig und mit hoher Genauigkeit auf dem Gleittisch 14 positioniert werden.
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Wenn der Tischgrundkörper 56 durch Pressen hergestellt wird, können außerdem die Produktionsschritte für den Gleittisch 14 einschließlich des Tischgrundkörpers 56 abgekürzt werden, da die Fittingsitze 70a bis 70d, die ersten und zweiten Bolzenlöcher 80, 82, die ersten und zweiten Stiftlöcher 72, 74 und die ersten Kugelführungsnuten 66 im Gegensatz zu einem Fall, in dem diese Elemente durch entsprechende Verfahren individuell ausgebildet werden müssen, gleichzeitig ausgebildet werden. Indem die Querschnittsform der ersten Kugelführungsnut 66 beispielsweise halbkreisförmig gewählt wird, können in diesem Fall die ersten Kugelführungsnuten 66 vorzugsweise durch Pressen einfach ausgebildet werden.
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Auch wenn bei dem Gleittisch 14 des Linearstellgliedes 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform eine Erläuterung für einen Aufbau gegeben wurde, bei dem vier Fittihgsitze 70a bis 70d mit entsprechenden Abständen um die Werkstückhaltelöcher 68a bis 68d angeordnet sind, besteht keine Einschränkung auf dieses Merkmal. Beispielsweise liegt es im Rahmen der Erfindung, dass, wie in 11 gezeigt ist, zwei längliche Fittingsitze (Befestigungsbereiche), die die Werkstückhaltelöcher 68a und 68c, 68b und 68d in der Längsrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Gleittisches 120 übergreifen, vorgesehen werden. In diesem Fall sind die beiden Fittingsitze 122a, 122b parallel in der Längsrichtung des Gleittisches 120 vorgesehen.
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Bei der oben beschriebenen Gestaltung kann die Größe des Oberflächenbereiches der Fittingsitze 122a, 122b an dem Gleittisch 120 zuverlässig vergrößert werden. Gleichzeitig kann auch die Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und den Fittingsitzen 122a, 122b vergrößert werden. Hierdurch kann das Werkstück, das auf den Fittingsitzen 122a, 122b angeordnet wird, in stabilerer Weise transportiert werden.
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Da die Fittingsitze 70a bis 70d, 122a, 122b zu der gleichen Zeit ausgebildet werden, zu welcher der Gleittisch 14, 120 gepresst wird, können Fittingsitze in jeder gewünschten Form und Menge, etc. entsprechend der Form, Größe und Gewicht, etc. des zu transportierenden Werkstück ausgebildet werden.
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Außerdem wurde bei dem Linearstellglied 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ein Linearstellglied mit endloser Zirkulation beschrieben, bei welchem die Gleittische 14, 120 verschoben werden, während die Kugeln 64 endlos durch die ersten Kugelführungsnuten 66 der Gleittische 14, 120, die zweiten Kugelführungsnuten 110 des Führungsblocks 34 des Führungsmechanismus 16 und die Kugelzirkulationselemente 104a, 104b zirkulieren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal eingeschränkt. Beispielsweise kann ein Linearstellglied, welches mit den Gleittischen 14, 120 ausgestattet ist, auch eine begrenzte Führung aufweisen, bei welcher die Kugel 64 in einer geraden Linie entlang von Nuten angeordnet sind, welche zwischen den Gleittischen 14, 120 und dem Führungsblock 34 ausgebildet sind. Bei einem solchen Linearstellglied wird ein Aufbau vorgesehen, bei dem die Kugel 64 in geraden Linien entlang der Nuten rollen und nicht endlos zirkulieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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