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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder (Fluidzylinder) zur Verschiebung eines Kolbens in einer axialen Richtung durch den Vorgang der Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise wird als Mittel zum Transport von Werkstücken etc. ein Fluiddruckzylinder mit einem Kolben eingesetzt, der durch den Vorgang der Zufuhr von Druckfluid verschoben wird.
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Beispielsweise beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP H06- 235 405 A einen Fluiddruckzylinder dieser Art. Der Fluiddruckzylinder umfasst ein zylindrisches Zylinderrohr, eine Zylinderabdeckung, die an einem Ende des Zylinderrohres vorgesehen ist, und einen Kolben, der verschiebbar in dem Zylinderrohr vorgesehen ist. Außerdem haben sowohl der Kolben als auch das Zylinderrohr einen nicht kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu ihrer Achse. Bei diesem Aufbau wird im Vergleich zu der Verwendung eines Kolbens mit einem kreisförmigen Querschnitt die Druckaufnahmefläche vergrößert und die ausgegebene Schubkraft wird erhöht.
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Außerdem beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2011 - 508 127 A eine Zylindervorrichtung mit einem Kolben, der einen quadratischen Querschnitt hat. Die Zylindervorrichtung umfasst ein Zylindergehäuse, das ebenfalls einen quadratischen Querschnitt entsprechend der Querschnittsform des Kolbens aufweist. Dichtelemente sind in Nuten an äußeren Wandbereichen des Kolbens vorgesehen. Die Dichtelemente berühren innere Wandflächen des Zylindergehäuses, um die Dichtwirkung zu erreichen.
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US 3,815,480 A offenbart einen Zylinder mit variablem Hub, der eine Zylinderhülse umfasst, die an zwei axialen Enden durch Zylinderköpfe verschlossen ist. Ein Paar von Kolben ist in der Zylinderhülse angeordnet und unterteilt deren Inneres in ein Paar von Arbeitskammern. Die Kolben haben einen rechteckförmigen Querschnitt.
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JP 2001 - 234 903 A zeigt verschiedene Verschleißringe mit Magneten. Beispielsweise kann ein magnetischer Ring auf einer Außenseite eines Verschleißrings in radialer Richtung in eine entsprechende Aufnahmenut aufgeklemmt sein.
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Eine aus
DE 20 2005 005 508 U1 bekannte, fluidbetätigte Stellvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das eine Aufnahmekammer definiert, in welcher ein Kolben linear hin und her verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben verfügt über einen einstückigen und aus Metall bestehenden, kreisscheibenförmigen Tragekörper. Im Bereich seines Außenumfangs ist der Tragkörper mit einer als Ringnut ausgebildeten, Ausnehmung versehen, die koaxial zu einer Kolben-Längsachse angeordnet ist und sich rings um den Tragkörper erstreckt. In dieser Ringnut sitzt koaxial eine ringförmige Permanentmagnetanordnung. Außerhalb der Aufnahmekammer sind Positionserfassungsmittel gehäusefest fixiert, die auf ein Magnetfeld der Permanentmagnetanordnung ansprechen, wenn diese durch Bewegung des Kolbens in eine bestimmte Position gelangt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei den Fluiddruckzylindern mit nicht kreisförmigen Kolben, wie sie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP H06- 235 405 A und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2011 - 508 127 A beschrieben sind, besteht ein Bedarf, die Längsdimension in der axialen Richtung weiter zu verringern.
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, bei dem es möglich ist, eine Schubkraft zu erhöhen und eine Verkürzung der Längsdimension zu erreichen.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung einen Fluiddruckzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, der insbesondere ein zylindrisches Zylinderrohr mit einer inneren Zylinderkammer, ein Paar von Abdeckelementen, die an beiden Enden des Zylinderrohres angebracht sind, einen Kolben, der entlang der Zylinderkammer verschiebbar vorgesehen ist, und eine mit dem Kolben gekoppelte Kolbenstange aufweist.
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Sowohl der Kolben als auch das Zylinderrohr haben einen rechteckigen Querschnitt, der Kolben weist einen Verschleißring auf, der dazu ausgestaltet ist, an einer Innenwandfläche des Zylinderrohres zu gleiten, und in dem Verschleißring ist ein Magnet vorgesehen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung haben sowohl der Kolben als auch das Zylinderrohr des Fluiddruckzylinders einen rechteckigen Querschnitt. Der Kolben weist den Verschleißring auf, der an der inneren Wandfläche des Zylinderrohres gleitet, und der Magnet ist in dem Verschleißring vorgesehen. Bei diesem Aufbau ist es im Vergleich zu einem Fluiddruckzylinder, bei dem ein Verschleißring und ein Magnet in einer axialen Richtung ausgerichtet an einer äußeren Umfangsfläche eines Kolbens angeordnet sind, möglich, die Größe in der axialen Richtung, in welcher der Kolben verschoben wird, zu verringern. Indem der Kolben, welcher den rechteckigen Querschnitt hat, mit einer großen Druckaufnahmefläche versehen wird, wird es dementsprechend möglich, eine größere Schubkraft zu erreichen und eine Größe in Längsrichtung des Fluiddruckzylinders mit dem Kolben zu reduzieren.
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Die obige Aufgabe, Merkmale und Vorteile ergeben sich deutlich aus den nachfolgenden Ausführungsformen, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Gesamtschnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Vorderansicht des Fluiddruckzylinders, gesehen von einer Stangenabdeckung des Fluiddruckzylinders in 1;
- 3 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich um eine Kolbeneinheit des Fluiddruckzylinders gemäß 1 zeigt;
- 4A ist eine Vorderansicht des Fluiddruckzylinders gesehen von der Kopfabdeckung;
- 4B ist eine Vorderansicht des Fluiddruckzylinders, die eine modifizierte Ausführungsform zeigt, bei welcher ein Verfahren zur Pressverbindung eines Zylinderrohres mit der Kopfabdeckung geändert ist;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Außeneindruck einer Kolbenstange und einer Kolbeneinheit des Fluiddruckzylinders gemäß 1 zeigt;
- 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 5 gezeigten Kolbeneinheit;
- 7 ist ein Schnitt entlang einer Linie VII-VII in 1;
- 8 ist eine Vorderansicht einer Kolbendichtung;
- 9 ist ein vergrößerter Schnitt eines Bereichs um einen äußeren Randabschnitt der Kolbendichtung in 3;
- 10 ist ein vergrößerter Schnitt eines Bereichs um eine Kopfabdeckung, wobei eine modifizierte Ausführungsform gezeigt ist, bei welcher ein Druckabschnittt, der durch eine Kopfabdeckung gepresst wird, außerdem durch einen Abdeckabschnitt gepresst wird;
- 11A ist eine Vorderansicht einer Kolbendichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform;
- 11 B ist ein Schnitt entlang der Linie XIB-XIB in 11A;
- 12 ist ein Schnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 13 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich um eine Kopfabdeckung des Fluiddruckzylinders gemäß 12 zeigt;
- 14 ist eine teilweise perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem die in 13 gezeigte Kopfabdeckung von einem Zylinderrohr abgenommen ist;
- 15A ist eine perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinung eines Stopperrings gemäß einer ersten modifizierten Ausführungsform zeigt;
- 15B ist eine perspektivische Ansicht, welche die äußere Erscheinung eines Stopperrings gemäß einer zweiten modifizierten Ausführungsform zeigt;
- 15C ist eine perspektivische Explosionsdarstellung von Stoppermitteln, die mehrere Platten und einen Befestigungsbolzen aufweisen;
- 15D ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich um eine Kopfabdeckung in einem Zustand zeigt, in welchem die Kopfabdeckung durch die Stoppermittel gemäß 15C gestoppt wird;
- 16 ist ein Schnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 17 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich um eine Stangenabdeckung des Fluiddruckzylinders gemäß 16 zeigt; und
- 18 ist eine teilweise perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine in 17 gezeigte Stangenabdeckung von einem Zylinderrohr abgenommen ist.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 einen Fluidruckzylinder gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Fluiddruckzylinder ein Zylinderrohr 12 mit einem rechteckigen Querschnitt, eine Kopfabdeckung (Abdeckelement) 14, die an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, eine Stangenabdeckung (Abdeckelement) 16, die an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist, eine Kolbeneinheit (Kolben) 18, die verschiebbar in dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist, und eine Kolbenstange 20, die mit der Kolbeneinheit 18 gekoppelt ist.
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Das Zylinderrohr 12 ist ein zylindrischer Körper, beispielsweise aus einem Metallmaterial, und erstreckt sich mit einem konstanten Querschnitt in einer axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B). In dem Zylinderrohr 12 ist eine Zylinderkammer 22 ausgebildet. Die Kolbeneinheit 18 ist in der Zylinderkammer 22 angeordnet.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist außerdem eine Sensorbefestigungsschiene 24 außerhalb des Zylinderrohres 12 vorgesehen. Die Sensorbefestigungsschiene 24 wird dazu verwendet, einen Detektionssensor (nicht dargestellt) anzubringen. Diese Sensorbefestigungsschiene 24 hat im Wesentlichen eine U-Form, die sich in einer Richtung weg von dem Zylinderrohr öffnet. Die Sensorbefestigungsschiene 24 hat eine festgelegte Länge in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) des Zylinderrohres 12. Die Sensorbefestigungsschiene 24 ist an einer Position angrenzend an eine Ecke des Zylinderrohres 12, das einen rechteckigen Querschnitt hat, angebracht. Außerdem ist ein Detektionssensor (nicht dargestellt) fest an der Sensorbefestigungsschiene 24 angebracht, um eine Position der Kolbeneinheit in der axialen Richtung zu erfassen.
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Wie in 1 gezeigt ist, besteht die Kopfabdeckung 14 beispielsweise aus einem Metallmaterial und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Eine Verbindungsöffnung 26 mit einer festgelegten Tiefe ist in der Mitte der Kopfabdeckung 14 ausgebildet. Die Verbindungsöffnung 26 ist dem Zylinderrohr 12 zugewandt (in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung). Ein erster Dämpfer 28 ist an der Kopfabdeckung 14 um die äußere Umfangsseite der Verbindungsöffnung 26 in einer Nut angebracht, die an einem Ende der Kopfabdeckung 14 ausgebildet ist. Beispielsweise besteht der erste Dämpfer 28 aus einem elastischen Material und hat eine Ringform. Ein Ende des ersten Dämpfers 28 steht etwas von dem Ende der Kopfabdeckung 14 zu dem Zylinderrohr 12 (in der Richtung, die durch den Pfeil A gezeigt wird) vor.
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Ein erster Fluidanschluss 30 ist an einer Seitenfläche der Kopfabdeckung 14 ausgebildet. Druckfluid wird durch den ersten Fluidanschluss 30 zugeführt abgeführt. Der erste Fluidanschluss 30 ist mit der Verbindungsöffnung 26 verbunden. Nachdem Druckfluid von einer Druckfluidzufuhrquelle (nicht dargestellt) dem ersten Anschluss 30 zugeführt wurde, fließt somit das Druckfluid in die Verbindungsöffnung 26.
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Außerdem ist eine ringförmige erste Eingriffsnut 32, die nach innen vertieft ist, entlang einer äußeren Umfangsfläche an einer Seitenfläche der Kopfabdeckung 14 an einem Ende vorgesehen, welches näher bei dem Zylinderrohr 12 liegt als der erste Fluidanschluss 30 (in der Richtung, die durch den Pfeil A gezeigt wird). Dann wird ein Ende des Zylinderrohres 12 nach innen (zu der Kopfabdeckung 14) gepresst und deformiert, um als ein Verstemm- oder Druckabschnitt 12a (swage portion) mit der ersten Eingriffsnut 32 in Eingriff zu treten. Somit wird ein Ende des Zylinderrohres 12 durch den Druckabschnitt 12a mit der Kopfabdeckung 14 gekoppelt. Außerdem ist an einer Seitenfläche der Kopfabdeckung 14 ein Dichtelement 34 vorgesehen, welches eine innere Fläche des Zylinderrohres 12 berührt. Dadurch wird die Leckage von Druckfluid durch den Spalt zwischen der Kopfabdeckung 14 und dem Zylinderrohr 12 verhindert.
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Wie beispielsweise in 3 gezeigt ist, ist in dieser Hinsicht der Druckabschnitt 12a des Zylinderrohres 12 von der axialen Richtung (die durch die Pfeile A und B gezeigt wird) des Zylinderrohres 12 mit einem Neigungswinkel θ in einem Bereich von 45° bis 90° nach innen gebogen. Das Öffnungsmaß D des Druckabschnitts 12a senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 12, wird so festgelegt, dass es um 3% bis 10% kleiner wird als das Außenmaß D des Zylinderrohres 12. Anders ausgedrückt wird das Öffnungsmaß in einer Weise bestimmt, dass die Tiefe des Druckabschnitts 12a zu dem Zylinderrohr 12 eine Position erreicht, in welcher das Öffnungsmaß D um 3% bis 10% kleiner wird als das Außenmaß D' des Zylinderrohres 12.
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Außerdem wird der Druckabschnitt 12a durch Walzpressen über den gesamten äußeren Umfang der Kopfabdeckung 14 ausgebildet (vgl. 4A).
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Es ist nicht wesentlich, dass der Druckabschnitt 12a ringförmig über den gesamten Umfang des Zylinderrohres 12 ausgebildet ist. Wie bei dem Fall eines Druckabschnitts 12a' der in 4B gezeigt ist, kann der Druckabschnitt 12a beispielsweise einen Querschnitt in Form einer im Wesentlichen geraden Linie haben und gegen eine erste Eingriffsnut 32a der Kopfabdeckung 14 in einer Weise gepresst sein, dass der Druckabschnitt 12a lediglich mit vier Seiten des Zylinderrohres 12, das einen rechteckigen Querschnitt hat, in Eingriff tritt.
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Wie in dem Fall der Kopfabdeckung 14 besteht die Stangenabdeckung 16 aus einem Metallmaterial und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Eine Stangenöffnung 36 tritt durch das Zentrum der Stangenabdeckung 16 in einer axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) durch. Eine Stangendichtung 38 und eine Hülse 40 sind in einer inneren Umfangsfläche der Stangenöffnung 36 in jeweiligen Ringnuten vorgesehen. Wenn die Kolbenstange 20 in die Stangenöffnung 36 eingesetzt wird, gleitet die Kolbendichtung 38 auf der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 20. Dadurch wird die Leckage des Druckfluides durch den Spalt zwischen der Stangenabdeckung und der Kolbenstange 20 verhindert. Die Hülse 40 gleitet derart auf der äußeren Umfangsfläche, dass die Kolbenstange 20 in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) geführt wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, sind außerdem Befestigungslöcher 42, die jeweils eine festgelegte Tiefe in der axialen Richtung aufweisen, in der Nähe der vier Ecken an einer Endfläche der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Beispielsweise beim Befestigen des Fluiddruckzylinders an einer anderen Vorrichtung (nicht dargestellt) oder dergleichen, werden Befestigungsbolzen, die in die andere Vorrichtung eingesetzt sind, in die Befestigungslöcher 42 der Stangenabdeckung 16 eingeschraubt, um den Fluiddruckzylinder zu befestigen.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist an einer Seitenfläche der Stangenabdeckung 16 ein zweiter Fluidanschluss 44 vorgesehen, um das Druckfluid durch den zweiten Fluidanschluss 44 zuzuführen bzw. abzuführen. Der zweite Fluidanschluss 44 ist über einen Verbindungskanal 46, der sich in der axialen Richtung (gezeigt durch den Pfeil B) der Stangenabdeckung 16 erstreckt, mit der Zylinderkammer 22 verbunden. Das von dem zweiten Fluidanschluss 44 zugeführte Druckfluid strömt von dem Verbindungskanal 46 in die Zylinderkammer 22.
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Außerdem ist eine ringförmige zweite Eingriffsnut 48, die nach innen vertieft ist, entlang einer äußeren Umfangsfläche, das heißt an einer Seitenfläche der Stangenabdeckung 16, an einem Ende vorgesehen, das gesehen von dem zweiten Fluidanschluss 44 näher bei dem Zylinderrohr 12 liegt (in der Richtung, die durch den Pfeil B gezeigt ist). Dann wird das andere Ende des Zylinderrohres 12 nach innen (zu der Stangenabdeckung 16) gepresst und deformiert, um als ein Verstemm- oder Druckabschnitt 12b (swage portion) mit der zweiten Eingriffsnut 48 in Eingriff zu treten. Dadurch werden das andere Ende des Zylinderrohres 12 und die Stangenabdeckung 16 durch den Druckabschnitt 12b miteinander gekoppelt. Außerdem berührt ein Dichtelement 34b, das an der Seitenfläche der Stangenabdeckung 16 vorgesehen ist, eine innere Fläche des Zylinderrohres 12. Dadurch wird die Leckage des Druckfluides durch den Spalt zwischen der Stangenabdeckung 16 und dem Zylinderrohr 12 verhindert.
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Wie in dem Fall des Druckabschnitts 12a an dem einen Ende ist hierbei der Druckabschnitt 12b des Zylinderrohres 12 mit einem Neigungswinkel θ in einem Bereich von 45° bis 90° von der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) des Zylinderrohres 12 nach innen gebogen. Das Öffnungsmaß D des Druckabschnitts 12b wird so festgelegt, dass es um 3% bis 10% kleiner ist als das Außenmaß D' des Zylinderrohres 12 (0,9 bis 0,97D'). Außerdem wird der Druckabschnitt 12b durch Walzpressen über den gesamten Außenumfang der Stangenabdeckung 16 ausgebildet.
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Das bedeutet, dass der Druckabschnitt 12a an dem einen Ende des Zylinderrohres 12 und der Druckabschnitt 12b an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 im Wesentlichen die gleiche Form haben und mit der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 in Eingriff stehen.
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Man beachte, dass das Zylinderrohr 12 statt durch Verpressen beispielsweise auch durch Schweißen, Kleben etc. mit der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 gekoppelt werden kann.
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Wie in 1, 3, 5 und 6 gezeigt ist, ist die Kolbeneinheit 18 an einem Ende der Kolbenstange 20 vorgesehen und umfasst einen Grundkörper (Kopplungskörper) 50, einen Verschleißring 52, der um den Grundkörper 50 vorgesehen ist, eine Kolbendichtung 54 neben dem Verschleißring 52, einen Plattenkörper 56 neben der Kolbendichtung 54 und einen zweiten Dämpfer 58, der neben dem Plattenkörper 56 an einer Position vorgesehen ist, welche dem anderen Ende der Kolbenstange 20 (in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung) am nächsten liegt.
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Beispielsweise besteht der Grundkörper 50 aus einem Metallmaterial und hat eine kreisförmige Scheibenform. Ein Pressloch 60 (swage hole) ist im Zentrum des Grundkörpers 50 ausgebildet. Ein Ende der Kolbenstange 20 ist in das Pressloch 60 eingesetzt, um verstemmt oder gestaucht zu werden. Der Durchmesser des Pressloches 60 vergrößert sich allmählich zu einem Ende der Kolbeneinheit 18 (in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung). Der Durchmesser an einem Ende der Kolbenstange 20 ist entsprechend der Form des Pressloches 60 vergrößert, um die Relativverschiebung in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) zu begrenzen. In diesem Zustand sind der Grundkörper 50 und die Kolbenstange 20 einstückig miteinander gekoppelt.
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Wie in 3 gezeigt ist, hat der Grundkörper 50 außerdem ein Ende mit einer ebenen Form senkrecht zu der Achse. Ein erster Vorsprung 62, der zu dem benachbarten Verschleißring 52 vorsteht, und ein zweiter Vorsprung 64, der über den ersten Vorsprung 62 (in der Richtung, die durch den Pfeil A gezeigt wird) vorsteht, sind an dem anderen Ende des Grundkörpers 50 ausgebildet. Sowohl der erste Vorsprung 62 als auch der zweite Vorsprung 64 haben einen kreisförmigen Querschnitt. Der Durchmesser des zweiten Vorsprungs 64 ist kleiner als der Durchmesser des ersten Vorsprungs 62. Außerdem ist eine ringförmige Dichtung (Dichtelement) 66 an der äußeren Umfangsfläche des ersten Vorsprungs 62 in einer Ringnut angebracht.
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Der Verschleißring 52 besteht beispielsweise aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Außenform des Verschleißrings 52 ist im Wesentlichen die Gleiche wie die Querschnittsform der Zylinderkammer 22. In dem Zentrum des Verschleißrings 52 ist eine Befestigungsöffnung 68 zum Anbringen des Grundkörpers 50 an der Befestigungsöffnung 68 ausgebildet. Ein Paar von Magnetlöchern 72 ist in einer Endfläche des Verschleißrings 52 als einem Ende der Kolbeneinheit 18 (in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung) zum Anbringen von Magneten 70 in den Magnetlöchern 72 ausgebildet. Die Befestigungsöffnung 68 tritt durch den Verschleißring 52 in der Dickenrichtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) durch.
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Der Durchmesser der Befestigungsöffnung 68 ist schrittweise so ausgebildet, dass er unterschiedliche Durchmesser in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) aufweist, und der erste Vorsprung 62 und der zweite Vorsprung 64 des Grundkörpers 50 stehen mit der Befestigungsöffnung 68 in Eingriff. Somit wird der Grundkörper 50 in dem Zentrum der Befestigungsöffnung 68 platziert und gehalten. In dieser Hinsicht steht eine Endfläche des Grundkörpers nicht von einer Endfläche des Verschleißrings 52 vor. Somit bilden diese Oberfläche die gleiche ebene Oberfläche, d.h. sie fluchten (vgl. 3).
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Beispielsweise sind die Magnetlöcher 72 an einem Paar von Ecken ausgebildet, die diagonal relativ zu der Befestigungsöffnung 68 in der Mitte positioniert sind. Jedes der Magnetlöcher 72 öffnet sich an einer Endflächenseite des Verschleißrings 52 und hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einer festgelegten Tiefe. Wie in den 2 und 5 gezeigt ist, sind die Magneten 70 in die Magnetlöcher 72 eingesetzt und dort beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff oder dergleichen fixiert.
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Da die Magneten 70 dünner sind als der Verschleißring 52 sind die Magneten in dem Zustand, in welchem die Magneten 70 in den Magnetlöchern 72 angeordnet sind, in dem Verschleißring 52 vorgesehen, ohne von der Endfläche des Verschleißrings 52 vorzustehen.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist außerdem in dem Zustand, in welchem der Verschleißring 52, der die Magnete 70 aufweist, in dem Zylinderrohr 12 angeordnet ist, die Sensorbefestigungsschiene 24 an einer Position neben einer Ecke des Zylinderrohres 12, die den Magneten 70 zugewandt ist, vorgesehen, das heißt an einer Ecke des Zylinderrohres 12, welche einem der Magneten 70 naheliegt.
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Wie in den 3, 8 und 9 gezeigt ist, besteht die Kolbendichtung 54 aus einem elastischen Material, wie Gummi, und hat einen rechteckigen Querschnitt. Ringförmige Schmiermittelhaltenuten 76 sind neben äußeren Randabschnitten an einem Ende und dem anderen Ende der Kolbendichtung 54 ausgebildet. Die Schmiermittelhaltenuten 76 sind an einer Fläche der Kolbendichtung 54, die näher bei dem Verschleißring 52 liegt (in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung), und der anderen Endfläche der Kolbendichtung 54, die näher bei dem Plattenkörper 56 liegt (in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung), ausgebildet. Die Schmiermittelhaltenuten 76 sind parallel und in festgelegten Abständen so vertieft, dass sie eine festgelegte Tiefe in der Dickenrichtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) der Kolbendichtung 54 haben. Die Zahl der Schmiermittelhaltenuten 76 beträgt beispielsweise drei.
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Außerdem wird ein Schmiermittel, beispielsweise Schmierfett, in den Schmiermittelhaltenuten 76 gehalten. Wenn sich die Kolbeneinheit 18 in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) entlang des Zylinderrohres 12 bewegt, wird das Schmiermittel der inneren Wandfläche des Zylinderrohres 12 zugeführt, um zwischen der Kolbeneinheit und dem Zylinderrohr 12 für eine Schmierung zu sorgen.
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Eine Dichtungsöffnung 78 öffnet sich in dem Zentrum der Kolbendichtung 54. Die Kolbendichtung 54 ist durch die Dichtungsöffnung 78 in eine Aussparung 80 eingesetzt, die an der anderen Endfläche des Verschleißrings 52 ausgebildet ist. Somit ist die Kolbendichtung 54 an dem Verschleißring 52 in einer solchen Weise angebracht, dass die andere Endfläche der Kolbendichtung 54 und die andere Endfläche des Verschleißrings 52 im Wesentlichen die gleiche ebene Fläche bilden, d.h. fluchten (vgl. 3).
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Der Plattenkörper 56 besteht aus Metallmaterial und ist eine dünne Platte mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. In dem Zentrum des Plattenkörpers 56 öffnet sich eine Einsetzöffnung 82. Der zweite Vorsprung 64 des Grundkörpers 50 ist in die Einsetzöffnung 82 eingesetzt.
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Wie in den 1, 5 und 6 gezeigt ist, weist die Kolbenstange 20 einen Schaftkörper mit einer festgelegten Länge in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B). Die Kolbenstange 20 umfasst einen Körperabschnitt 84, der einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist, und einen vorderen Endabschnitt 86 mit kleinem Durchmesser, der an einem Ende des Körperabschnitts 84 ausgebildet ist. Ein Übergangsbereich zwischen dem vorderen Endabschnitt 86 und dem Körperabschnitt 84 ist stufenförmig ausgebildet. Die Kolbeneinheit 18 wird durch den vorderen Endabschnitt 86 getragen.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist außerdem das andere Ende der Kolbenstange 20 in die Stangenöffnung 36 der Stangenabdeckung 16 eingesetzt. Die Kolbenstange 20 wird durch die Hülse 40, die in der Stangenöffnung 36 vorgesehen ist, in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) verschiebbar getragen.
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Der Grundkörper 50 ist von einer Endflächenseite des Verschleißrings 52 aus in die Befestigungsöffnung 68 eingesetzt. Der Plattenkörper 56 wird mit der anderen Endfläche des Verschleißrings 52, an welcher die Kolbendichtung 54 angebracht ist, in Kontakt gebracht. In diesem Zustand wird die Kolbenstange 20 von dem Plattenkörper 56 aus in die Pressöffnung 60 des Grundkörpers 50 eingesetzt. In dem Zustand, in welchem der Plattenkörper 56 ein Ende des Körperabschnitts 84 des Plattenkörpers 56 berührt, wird der vordere Endabschnitt 86 durch ein Stauchwerkzeug oder dergleichen gestaucht, um seinen Durchmesser zu vergrößern. Dadurch wird ein Kopplungsabschnitt 88 mit dem vergrößerten Durchmesser in Eingriff mit der Pressöffnung 60 gebracht.
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Wie in 5 gezeigt ist, wird hierdurch die Kolbeneinheit 18 zwischen dem Kopplungsabschnitt 88 (vordere Endabschnitt 86) und dem Körperabschnitt 84 der Kolbenstange 20 gehalten. In dieser Hinsicht wird in dem Raum zwischen dem Kopplungsabschnitt 88 und dem Körperabschnitt 84 in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) ein kleiner Spalt zu dem Grundkörper 50, dem Verschleißring 52 und dem Plattenkörper 56 gebildet. Dadurch werden der Verschleißring 52, die Kolbendichtung 54 und der Plattenkörper 56 um die Kolbenstange 20 drehbar gehalten.
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In dem Fall, in dem die Rotation des Verschleißrings 52 und des Plattenkörpers 56 relativ zu der Kolbenstange begrenzt ist, werden außerdem beispielsweise der Plattenkörper 56 und der erste Vorsprung 62 an dem Verschleißring 52 so gestaltet, dass sie eine große Dicke haben, damit der Grundkörper 50, der Verschleißring 52 und der Plattenkörper 56 einander unmittelbar berühren können, ohne dass ein Spalt zwischen diesen Komponenten vorliegt. Dadurch wird die Rotation des Verschleißrings 52 und des Plattenkörpers 56 relativ zu der Kolbenstange 20 eingeschränkt, und die Kolbenstange 20 und die Kolbeneinheit 18 können einstückig aneinander befestigt werden. Daher ist dieser Aufbau für einen Fall geeignet, bei welchem keine Rotation der Kolbenstange 20 relativ zu der Kolbeneinheit 18 gewünscht ist.
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Der Fluiddruckzylinder gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Operation und Arbeitsweise des Fluiddruckzylinders 10 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem die Kolbeneinheit 18 zu der Kopfabdeckung 14 verschoben ist (in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung), als eine Anfangsposition bezeichnet (1).
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Zunächst wird Druckfluid von einer Druckfluidzufuhrquelle (nicht dargestellt) dem ersten Fluidanschluss 30 zugeführt. In diesem Fall ist der zweite Fluidanschluss 44 durch die Schaltoperation eines Schaltventils (nicht dargestellt) zur Umgebungsluft offen. Somit wird das Druckfluid von dem ersten Fluidanschluss 30 der Verbindungsöffnung 26 zugeführt und die Kolbeneinheit 18 wird durch das von der Verbindungsöffnung 26 in die Zylinderkammer 22 eingeführte Druckfluid zu der Stangenabdeckung 16 (in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung) gepresst. Durch die Verschiebung der Kolbeneinheit 18 wird auch die Kolbenstange 20 verschoben. Wenn der zweite Dämpfer 58 die Stangenabdeckung 16 kontaktiert, wird die Kolbeneinheit 18 an der Verschiebungsendposition angehalten.
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In dem Fall, in welchem die Kolbeneinheit 18 in der Richtung (gezeigt durch den Pfeil B) entgegengesetzt zu der oben beschriebenen Richtung verschoben wird, wird das Druckfluid dem zweiten Fluidanschluss 44 zugeführt und der erste Fluidanschluss 30 wird durch den Schaltvorgang des Schaltventils (nicht dargestellt) zur Umgebungsluft geöffnet. Dann wird das Druckfluid von dem zweiten Fluidanschluss 44 durch den Verbindungskanal 46 der Zylinderkammer 22 zugeführt. Die Kolbeneinheit 18 wird durch das in die Zylinderkammer 22 eingeführte Druckfluid zu der Kopfabdeckung 14 (in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung) gepresst.
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Dann wird durch die Verschiebung der Kolbeneinheit 18 auch die Kolbenstange 20 verschoben. Wenn der Grundkörper 50 der Kolbeneinheit 18 den ersten Dämpfer 28 der Kopfabdeckung 14 kontaktiert, kehrt die Kolbeneinheit 18 zu der Ursprungsposition zurück (vgl. 1).
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Wie oben beschrieben wurde, hat die Kolbeneinheit 18 des Fluiddruckzylinders 10 bei der ersten Ausführungsform einen rechteckigen Querschnitt. Das Zylinderrohr 12, das die Kolbeneinheit 18 aufweist, hat einen rechteckigen Querschnitt entsprechend der Kolbeneinheit 18. Im Vergleich zu dem Fall des Fluiddruckzylinders, der einen Kolben mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist es daher dann, wenn der Durchmesser des Kolbens mit einem kreisförmigen Querschnitt und die Länge an einer Seite der Kolbeneinheit 18 im Wesentlichen gleich sind, möglich, eine ausreichende Druckaufnahmefläche zu erhalten. Dementsprechend ist es möglich, die Schubkraft des Fluiddruckzylinders 10 zu erhöhen, die Kolbeneinheit 18 durch die Zufuhr des Druckfluides in die Zylinderkammer 22 mit niedrigem Druck anzutreiben und Energie zu sparen, indem die Menge des verbrauchten Druckfluides verringert wird.
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Außerdem weist die Kolbeneinheit 18 den Verschleißring 52 auf, der an der inneren Wandfläche des Zylinderrohres 12 gleitet, um in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) zu führen, und die Magneten 70 können in dem Verschleißring 52 vorgesehen sein. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Verschleißring 52 und die Magneten 70 in der axialen Richtung hintereinander in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens vorgesehen sind, ist es bei diesem Aufbau möglich, eine Größenreduktion des Fluiddruckzylinders 10 zu erreichen, weil die Länge der Kolbeneinheit 18 in der axialen Richtung verringert wird.
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Außerdem sind die Magneten 70 an dem Verschleißring 52 mit einem rechteckigen Querschnitt vorgesehen, der in dem Zylinderrohr 12 nicht rotiert. Bei diesem Aufbau müssen die Magneten 70 keine Ringform für den Kolben mit dem kreisförmigen Querschnitt haben, der innerhalb des Zylinderrohres 12 gedreht werden kann. Hierdurch ist es möglich, die Größe der Magneten 70 zu verringern und die Produktionskosten zu senken. Da es nicht notwendig ist, ringförmige Magneten 70 zu verwenden, ist es anders ausgedrückt möglich, das Volumen der Magneten 70 zu verringern.
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Da die Magneten 70 so vorgesehen sind, dass sie den Ecken des Zylinderrohres 12 zugewandt sind, indem die Sensorbefestigungsschiene 24 zum Anbringen des Detektionssensors an einer Position nahe der Ecke angeordnet wird, ist es außerdem möglich, das Magnetfeld der Magneten durch den Detektionssensor zuverlässig zu erfassen.
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Außerdem können sich der Verschleißring 52, die Kolbendichtung 54 und der Plattenkörper 56 der Kolbeneinheit 18 relativ zu der Kolbenstange 20 drehen. Wenn bspw. ein Transporttisch etc. an dem anderen Ende der Kolbenstange 20 durch Verschrauben oder dergleichen montiert wird, kann somit der Montagevorgang einfach durchgeführt werden, indem die Kolbenstange gedreht wird. Auch in dem Fall, in dem der Fluiddruckzylinder 10 an einer anderen Vorrichtung angebracht ist und nicht gedreht werden kann, kann die Montage effizient durchgeführt werden.
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Außerdem können der Verschleißring 52, die Kolbendichtung 54 und der Plattenkörper 56 der Kolbeneinheit 18 relativ zu der Kolbenstange 20 gedreht werden. Auch in dem Fall, in dem auf die Kolbenstange 20 eine Last in einer Richtung zum Drehen der Kolbeneinheit 18 aufgebracht wird, ist es somit allein durch Drehen der Kolbenstange 20 relativ zu dem Verschleißring 52 und der Kolbendichtung 54 möglich, das Aufbringen der Last auf den Verschleißring 52 und die Kolbendichtung 54 in der Drehrichtung zu vermeiden. Hierdurch wird eine Erhöhung der Belastung durch den Kontakt zwischen den Ecken und dem Zylinderrohr 12, die bewirkt werden könnte, wenn eine Last in der Drehrichtung auf den Verschleißring 52 und die Kolbendichtung 54 aufgebracht wird, vermieden und die Abrasion des Verschleißrings 52 und der Kolbendichtung 54 wird verhindert. Dementsprechend wird eine Verbesserung der Haltbarkeit erreicht.
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Bei der oben beschriebenen Kolbeneinheit 18 sind außerdem der Verschleißring 52, die Kolbendichtung 54 und der Plattenkörper 56 relativ zu der Kolbenstange 20 drehbar. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf eingeschränkt. Beispielsweise können der Verschleißring 52, die Kolbendichtung 54 und der Plattenkörper 56 so befestigt sein, dass sie einander in der axialen Richtung berühren, um die Rotation der Kolbenstange relativ zu dem Verschleißring 52, der Kolbendichtung 54 und dem Plattenkörper 56 zu begrenzen. Abhängig von der Anwendung des Fluiddruckzylinders 10 ist es daher möglich, den Fluiddruckzylinder 10 wahlweise in Abhängigkeit davon zu verwenden, ob eine Rotation der Kolbenstange 20 relativ zu der Kolbeneinheit 18 zulässig ist oder nicht.
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Außerdem wird der Neigungswinkel θ der Druckabschnitte 12a, 12b, die mit der Kopfabdeckung 14 bzw. der Stangenabdeckung 16 verpresst sind, in einem Bereich von 45° bis 90° (45° ≤ θ ≤ 90°) von der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) des Zylinderrohres 12 zu der inneren Umfangsseite festgelegt. Dadurch ist es möglich, das Zylinderrohr 12 zuverlässig und fest mit der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 zu koppeln.
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Zu dem Zeitpunkt des Verpressens des Druckabschnitts 12a des Zylinderrohres 12 mit der Kopfabdeckung 14, beispielsweise wie es in 10 gezeigt ist, kann außerdem nach dem Eingreifen des Druckabschnitts 12a in die erste Eingriffsnut 32 die Kopfabdeckung 14 neben der ersten Eingriffsnut 32 durch Pressen der Kopfabdeckung 14 von der äußeren Umfangsseite durch ein Presswerkzeug oder dergleichen (nicht dargestellt) deformiert werden und einen Abdeckabschnitt 90 bilden, welcher den Druckabschnitt 12a zum weiteren Verpressen teilweise abdeckt.
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Durch Verpressen des Druckabschnitts 12a mit der Kopfabdeckung 14 wird auf diese Weise die Druckfestigkeit des Druckabschnitts 12a gegen die Kopfabdeckung 14 erhöht. Dementsprechend ist es möglich, die Kopplungsfestigkeit des Zylinderrohres 12 und der Kopfabdeckung 14 weiter zu erhöhen.
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Es ist nicht wesentlich, dass dieser Abdeckabschnitt 90 an der Kopfabdeckung 14 vorgesehen ist. Indem der Abdeckabschnitt 90 an der Seite der Stangenabdeckung 16 ausgebildet wird, kann der Druckabschnitt 12b des Zylinderrohres 12 zuverlässig und fest mit der Stangenabdeckung 16 verpresst werden.
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Wie in dem Fall der Kolbendichtung 92, die in 11A gezeigt ist, kann außerdem eine Dichtungsöffnung 54, die in dem Zentrum ausgebildet ist, einen rechteckigen Querschnitt ähnlich der Außenform der Kolbendichtung 92 haben. In diesem Fall ist auch die Vertiefung 80 des Verschleißrings 52 mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Indem die Dichtungsöffnung 54 mit einem rechteckigen Querschnitt versehen wird, kann auf diese Weise die Breite E der Kolbendichtung 52 von der Dichtungsöffnung 54 zu dem äußeren Randabschnitt in der Umfangsrichtung der Kolbendichtung 92 im Wesentlichen konstant gehalten werden. Daher ist es möglich, einen gleichmäßigen Flächendruck zu erreichen, wenn die Kolbendichtung 52 das Zylinderrohr 12 berührt.
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Hierdurch wird zwischen der Kolbendichtung 52 und dem Zylinderrohr in der Umfangsrichtung der Kolbendichtung 52 eine gleichmäßige Dichtfunktion erreicht. Idealerweise wird insbesondere der Innenradius R jeder Ecke 96 so bestimmt, dass er die Beziehung erfüllt, dass das Verhältnis S1/S2 größer ist als 1,1 und kleiner als 1,25 (1,1 < S1/S2 < 1,25), wobei S1 die Umfangslänge der Dichtungsöffnung 94 mit einem rechteckigen Querschnitt bezeichnet und S2 die Länge des Umfangs eines virtuellen Kreises F, der in die Dichtungsöffnung 94 eingeschrieben ist, bezeichnet.
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Wie in 11 B gezeigt ist, sind außerdem bei der Kolbendichtung 92 eine Endfläche und die andere Endfläche, die jeweils die Schmiermittelhaltenuten 76 aufweisen, mit einer Neigung derart verjüngt, dass sie sich in Richtung des äußeren Randabschnitts einander annähern. Anders ausgedrückt wird die Kolbendichtung 92 zu dem äußeren Randabschnitt hin allmählich dünner. Indem die Dicke des äußeren Randabschnitts der Kolbendichtung 92 in der oben beschriebenen Weise verringert wird, wird es möglich, in dem Kontakt zwischen der Kolbendichtung 92 und dem Zylinderrohr 12 einen gleichmäßigen Kontaktflächendruck zu erreichen, die Dichtleistung zu verbessern und den Gleitwiderstand während der Bewegung der Kolbeneinheit 18 zu verringern.
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Als nächstes wird ein Fluiddruckzylinder 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 12 bis 14 beschrieben. Diejenigen Aufbauelemente des Fluiddruckzylinders 100, die identisch sind mit denen des Fluiddruckzylinders 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Der Fluiddruckzylinder 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine Kopfabdeckung 102 über einen Stopperring 104 lösbar an einem Ende des Zylinderrohres 12 angebracht ist.
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Beispielsweise ist bei diesem Fluiddruckzylinder 100, wie in den 12 und 13 gezeigt, ein zylindrischer Körper 106 mit einem Ende des Zylinderrohres 12 verbunden. Der Durchmesser des zylindrischen Körpers 106 ist größer als der Durchmesser des Zylinderrohres 12. Beispielsweise ist der zylindrische Körper 106 aus einem Metallmaterial, wie Edelstahl, hergestellt und zu einem rechteckigen Querschnitt geformt. Der zylindrische Körper 106 hat eine festgelegte Breite in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B). In dem Zustand, in dem die innere Umfangsfläche an einem Ende des zylindrischen Körpers 102 die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 berührt, werden dann der zylindrische Körper 106 und das Zylinderrohr 12 durch Schweißen, Kleben oder dergleichen miteinander verbunden.
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Somit überlappt der zylindrische Körper 106 teilweise ein Ende des Zylinderrohres 12 in der axialen Richtung (gezeigt durch die Pfeile A und B) und die Innenseite des zylindrischen Körpers 106 ist stufenartig ausgebildet.
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Außerdem ist eine ringförmige Ringnut 108, die zu der äußeren Umfangsseite (nach außen) vertieft ist, in der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 106 ausgebildet. Der Stopperring 104, der später beschrieben wird, greift in die Ringnut 108 ein.
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Außerdem tritt eine Öffnung 110 in der radialen Richtung zwischen einem Verbinderabschnitt, der mit dem Zylinderrohr 12 verbunden ist, und der Ringnut 108 durch den zylindrischen Körper 106 hindurch. Wenn die Kopfabdeckung 102 in dem zylindrischen Körper 106 angeordnet wird, so wird dann der erste Fluidanschluss 30 der Kopfabdeckung 102 koaxial mit der Öffnung 110 des zylindrischen Körpers 106 und mit dieser verbunden, und ein Verbinder oder dergleichen (nicht dargestellt) wird durch die Öffnung 110 mit dem ersten Fluidanschluss 130 verbunden.
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Wie in 14 gezeigt ist, ist der Stopperring 104 beispielsweise aus einem Metallmaterial hergestellt und hat einen im Wesentlichen oktagonalen Querschnitt. Der Stopperring 104 ist so gestaltet, dass er eine elastische Kraft radial nach außen aufbringt. Spannlöcher 112 sind an erweiterten Abschnitten an den offenen Enden des Stopperrings 104 ausgebildet, die sich radial nach innen erweitern.
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Durch Einsetzen von Spannvorrichtungen (nicht dargestellt) in das Paar von Spannlöchern 112 des Stopperrings 104 und Verschieben der erweiterten Abschnitte mit den Spannlöchern 112 aufeinander zu, kann dann der Stopperring 104 in der radialen Richtung nach innen entgegen der elastischen Kraft elastisch deformiert werden.
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Die Kopfabdeckung 102 wird in das Zylinderrohr 12 und den zylindrischen Körper 106 eingesetzt und berührt ein Ende des Zylinderrohres 12 und wird in der axialen Richtung (gezeigt durch den Pfeil A) positioniert. In diesem Zustand greift der Stopperring 104 in die Ringnut 108 ein. Auf diese Weise wird der Stopperring 104 in dem Zustand fixiert, in dem der Stopperring 104 die Endfläche der Kopfabdeckung 102 berührt. Ein Entfernen der Kopfabdeckung 102 von der Öffnung des zylindrischen Körpers 106 wird verhindert.
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Wie oben beschrieben wurde, ist bei dem Fluiddruckzylinder 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der zylindrische Körper 106 an einem Ende des Zylinderrohres 12 vorgesehen. In dem Zustand, in dem die Kopfabdeckung 102 in dem zylindrischen Körper 106 angeordnet ist, greift der Stopperring 104 in die Ringnut 108 des zylindrischen Körpers 106 ein und wird dort fixiert. Indem der Stopperring 104 lösbar an dem zylindrischen Körper 106 vorgesehen wird, ist es bei diesem Aufbau möglich, die Kopfabdeckung 102 einfach und zuverlässig an dem Zylinderrohr 12 anzubringen oder die Kopfabdeckung 102 von dem Zylinderrohr 12 zu entfernen. Da die Kopfabdeckung 102 demontiert werden kann, können hierdurch bei dem Fluiddruckzylinder 100 beispielsweise Wartungsarbeiten, wie der Austausch der Kolbendichtung 54 oder der Stangendichtung 38, einfach durchgeführt werden.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, bei welchem der Stopperring 104 eine im Wesentlichen oktagonale Ringform hat, wie es oben beschrieben wurde. Wie in 15A gezeigt ist, kann auch ein Stopperring 104a mit einer im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen Ringform verwendet werden. Wie in 15B gezeigt ist, kann alternativ ein Stopperring 104b eingesetzt werden, der im Querschnitt im Wesentlichen eine hexagonale Ringform hat.
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Anstelle der Verwendung des Stopperrings 104 können außerdem Stoppermittel 118, die aus vier Teilplatten 114a bis 114d und einem Befestigungsbolzen 116 bestehen, wie es in 15C gezeigt ist, zum Befestigen der Kopfabdeckung 102 in dem zylindrischen Körper 106 verwendet werden.
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Die Teilplatten 114a bis 114d haben im Wesentlichen die gleiche rechteckige Form. Ausgeschnittene Abschnitte 120, die kreisbogenförmig ausgeschnitten sind, sind jeweils an Ecken der Teilplatten 114a bis 114d ausgebildet.
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Die Befestigungsbolzen 116 umfassen einen Gewindeabschnitt 122, in den Gewinde eingeschnitten sind, einen Abschnitt 124 mit vergrößertem Durchmesser, der an einem Ende des Gewindeabschnitts 122 vorgesehen ist, und einen Kopfabschnitt 126. Der Durchmesser des Abschnitts 124 mit vergrößertem Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Gewindeabschnitts 122, und der Durchmesser des Kopfabschnitts 126 ist größer als der des Abschnitts 124 mit vergrößertem Durchmesser. Der Gewindeabschnitt 122 ist in eine Gewindeöffnung 128 eingeschraubt, die an einer Endfläche der Kopfabdeckung 102 ausgebildet ist (vgl. 15D).
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In dem Fall der Befestigung der Kopfabdeckung 102 durch die Stoppermittel 118, wie es in 15D gezeigt ist, werden die Teilplatten 114a bis 114d in dem Zustand, in dem die Kopfabdeckung 102 in dem zylindrischen Körper 106 platziert ist, jeweils in Kontakt mit der Endfläche der Kopfabdeckung 102 gebracht, so dass die ausgeschnittenen Abschnitte 120 der Teilplatten 114a bis 114d der Gewindeöffnung 128 zugewandt sind. Außerdem werden die Teilplatten 114a bis 114d in Richtungen weg von der Gewindeöffnung 128 entlang der Endfläche bewegt, um die äußeren Randabschnitte der Teilplatten 114a bis 114d in die Ringnut 108 einzusetzen.
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Durch Anordnen der Teilplatten 114a bis 114d wird somit durch die ausgeschnittenen Abschnitte 120 der Teilplatten 114a bis 114d in dem Zentrum eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung gebildet.
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Als nächstes wird der Gewindeabschnitt 122 des Befestigungsbolzens 116 durch die ausgeschnittenen Abschnitte 120, die kreisförmig ausgebildet sind, in die Gewindeöffnung 128 eingeschraubt. Dementsprechend wird der Abschnitt 124 mit vergrößertem Durchmesser in Kontakt mit den inneren Flächen der ausgeschnittenen Abschnitte 120 gebracht, um die Bewegung der Teilplatten 114a bis 114d zu der Gewindeöffnung 128 zu begrenzen. Endflächen der Teilplatten 114a bis 114d werden durch den Kopfabschnitt 126 gepresst und zwischen dem Kopfabschnitt 126 und der Endfläche der Kopfabdeckung 102 gehalten.
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In dem Zustand, in dem die Teilplatten 114a bis 114d in die Ringnut 108 eingreifen, werden somit die Teilplatten 114a bis 114d durch den Befestigungsbolzen 116 an der Endfläche der Kopfabdeckung 106 befestigt. Dadurch wird die Kopfabdeckung 102 innerhalb des zylindrischen Körpers 106 befestigt. Durch Drehen der Befestigungsbolzen 116 zum Entfernen der Teilplatten 114a bis 114d ist es außerdem möglich, die befestigte Kopfabdeckung 102 einfach zu entriegeln.
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Obwohl der Fluiddruckzylinder 100 in Verbindung mit einer Gestaltung beschrieben wurde, bei welcher die Kopfabdeckung 102 lösbar an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist, kann außerdem statt der Kopfabdeckung 102 auch die Stangenabdeckung 16 lösbar an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen sein, indem die Stopperringe 104, 104a, 104b oder die Stoppermittel 118 verwendet werden.
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Als nächstes wird mit Bezug auf die 16 bis 18 ein Fluiddruckzylinder 150 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Diejenigen Aufbauelemente des Fluiddruckzylinders 150, die denen der Fluiddruckzylinder 10, 100 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre Beschreibung wird hier verzichtet.
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Der Fluiddruckzylinder 150 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von den Fluiddruckzylindern 10, 100 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dahingehend, dass eine Stangenabdeckung 152 mithilfe mehrerer Befestigungsbolzen 154 lösbar an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 vorgesehen ist.
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Wie in den 16 bis 18 gezeigt ist, ist bei dem Fluiddruckzylinder 150 beispielsweise ein Paar von Löchern 156 in einer oberen Fläche ausgebildet und ein Paar von Löchern 156 ist in einer unteren Fläche an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 ausgebildet. In der Stangenabdeckung 152, die in das Zylinderrohr 12 eingesetzt ist, sind Bolzenlöcher 158 ausgebildet.
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Beispielsweise weist jeder der Befestigungsbolzen 154 einen Kopfabschnitt mit einer hexagonalen Steckbuchse (Aussparung) 160 auf. In dem Zustand, in welchem die Stangenabdeckung 152 innerhalb des Zylinderrohres 12 platziert ist, werden die Befestigungsbolzen 154 eingesetzt und durch die Löcher 156 in die Bolzenlöcher 158 eingeschraubt. Bei dieser Gestaltung werden die Befestigungsbolzen 154 in dem Zustand befestigt, in dem ein Kopfabschnitt 162 in das Loch 156 eingesetzt ist. Die Kopfabschnitte 162 werden jeweils in den Löchern 156 gefangen, um die Bewegung des Zylinderrohres 12 und der Stangenabdeckung 152 in der axialen Richtung zu begrenzen. Dadurch werden das Zylinderrohr 12 und die Stangenabdeckung 152 befestigt. In diesem Fall sind die Befestigungsbolzen 154 in den Löchern 156 vorgesehen, ohne von dem Zylinderrohr nach außen vorzustehen.
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Außerdem kann das Zylinderrohr 12 befestigt werden, indem das Zylinderrohr 12 zwischen den Kopfabschnitten 162 der Befestigungsbolzen 154 und der Stangenabdeckung 152 eingeklemmt wird.
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Durch Entfernen der Befestigungsbolzen 154, welche in die Seitenflächen der Stangenabdeckung 152 eingeschraubt sind, kann die Stangenabdeckung 152 einfach von dem Zylinderrohr 12 entfernt werden.
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Wie oben beschrieben wurde, sind bei dem Fluiddruckzylinder 150 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Löcher 156 an dem anderen Ende des Zylinderrohres 12 ausgebildet, damit die Befestigungsbolzen 154 in die Löcher 156 eingesetzt werden können. Die Bolzenlöcher 158 sind in der Stangenabdeckung 152 ausgebildet, die in dem anderen Ende des Zylinderrohrs 12 vorgesehen ist. Die Befestigungsbolzen 154, welche durch die Löcher 156 in die Bolzenlöcher 158 eingesetzt sind, werden festgezogen, um das andere Ende des Zylinderrohres 12 und die Stangenabdeckung 152 aneinander zu befestigen. Durch Drehen der Befestigungsbolzen 154 ist es bei diesem Aufbau möglich, die Stangenabdeckung 152 einfach und zuverlässig an dem Zylinderrohr 12 anzubringen und von diesem zu entfernen. Indem die Stangenabdeckung 152 von dem Fluiddruckzylinder 150 demontiert werden kann, können dementsprechend beispielsweise Wartungsarbeiten, wie der Austausch der Kolbendichtung 154 oder der Stangendichtung 38, einfach durchgeführt werden.
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Obwohl der obige Fluiddruckzylinder 150 in Verbindung mit einem Fall beschrieben wurde, bei welchem die Stangenabdeckung 152 lösbar an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist, kann außerdem statt der Stangenabdeckung 152 auch die Kopfabdeckung 14, 102 mit Hilfe des Befestigungsbolzen 154 lösbar an dem Zylinderrohr 12 vorgesehen sein.
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Der Fluiddruckzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es versteht sich, dass verschiedene Gestaltungen vorgesehen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
