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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluiddruckvorrichtung, die einen Kolben durch die Wirkung der Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschiebt, und auf ein Verfahren zur Herstellung der Fluiddruckvorrichtung.
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Stand der Technik
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Die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung hat als ein Fördermittel für ein Werkstück oder dergleichen einen Fluiddruckzylinder vorgeschlagen, der als eine Fluiddruckvorrichtung arbeitet, wie es beispielsweise in dem
japanischen Patent Nr. 5212773 offenbart ist. Der Fluiddruckzylinder umfasst beispielsweise ein rohrförmiges Zylinderrohr, eine Gruppe von Zylinderabdeckungen, die an den Enden des Zylinderrohres vorgesehen sind, und einen Kolben, der verschiebbar in dem Zylinderrohr vorgesehen ist und durch die Zufuhr von Druckfluid zu den Anschlüssen der Zylinderabdeckungen den Kolben durch das in das Zylinderrohr eingebrachte Druckfluid mit Druck beaufschlagt und den Kolben in einer axialen Richtung verschiebt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der oben beschriebene Fluiddruckzylinder verwendet eine Konfiguration, bei welcher dann, wenn die Zylinderabdeckung an einem Ende des Zylinderrohres angebracht wird, durch Eingreifen eines Verriegelungsrings in eine in der inneren Umfangsfläche des Zylinderrohres ausgebildeten Nutenabschnitt nach dem Einsetzen der Zylinderabdeckung in das Zylinderrohr die Zylinderabdeckung durch den Verriegelungsring fixiert wird. Indem ein Dichtelement in einer Ringnut angeordnet wird, die in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderabdeckung ausgebildet ist, werden die Zylinderabdeckung und das Zylinderrohr luftdicht gehalten.
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In jüngeren Jahren wurde die Verringerung der Teilezahl zur Reduzierung der Produktionskosten und der Zahl der Arbeitsstunden, die für die Montage benötigt werden, gefordert.
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluiddruckvorrichtung, die die Dichtleistung sicherstellen kann, wobei sie ein Abdeckelement mit einer einfacheren Konfiguration zuverlässig an einem Grundkörper fixiert und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fluiddruckvorrichtung vorzuschlagen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Fluiddruckvorrichtung gerichtet mit: einem rohrförmigen Körper mit einer darin vorgesehenen Kolbenkammer, einem Abdeckelement, das an einem Ende des Körpers angebracht ist, und einem Kolben, der entlang der Kolbenkammer verschiebbar vorgesehen ist, wobei das Abdeckelement in die Kolbenkammer, die sich an dem Ende des Körpers öffnet, eingesetzt ist und durch einen deformierten Abschnitt, der durch Deformation des Endes gebildet wird, in einer axialen Richtung reguliert und fixiert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Abdeckelement in die Kolbenkammer eingesetzt, die an dem Ende des die Fluiddruckvorrichtung bildenden Körpers offen ist, und in der axialen Richtung durch den deformierten Abschnitt reguliert, der durch Deformieren des Endes des Körpers gebildet wird.
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Wenn das Abdeckelement an dem Ende des Körpers angebracht wird, ist es daher möglich, die Zahl der Teile im Vergleich zu der herkömmlichen Fluiddruckvorrichtung zu reduzieren, da es nicht notwendig ist, ein Verriegelungsmittel zur Regulierung der Bewegung des Abdeckelements vorzusehen.
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Hierdurch ist es möglich, das Abdeckelement zuverlässig an dem Ende des Körpers zu fixieren, wobei eine Vereinfachung der Gestaltung im Vergleich zu der herkömmlichen Fluiddruckvorrichtung erreicht wird, und die Dichtleistung sicherzustellen, indem die Kolbenkammer durch das Abdeckelement luftdicht gehalten wird.
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Die oben beschriebene Aufgabe, Merkmale und Vorteile lassen sich einfach anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen verstehen, die nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Gesamtschnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich nahe einer Kopfabdeckung bei dem Fluiddruckzylinder gemäß 1 zeigt;
- 3 ist ein vergrößerter Schnitt, der bei einem Verfahren zur Herstellung des Fluiddruckzylinders gemäß 1 einen Zustand zeigt, bevor die Kopfabdeckung in einen ersten Stufenabschnitt eines Zylinderrohres eingesetzt wird;
- 4 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Zustand zeigt, bei welchem die Kopfabdeckung in das Zylinderrohr des Fluiddruckzylinders gemäß 3 eingesetzt ist und eine Verstemmspannvorrichtung in Kontakt mit dem Zylinderrohr gebracht wird;
- 5 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Zustand zeigt, bei dem die Deformierung des Zylinderrohres gemäß 4 durch die Verstemmspannvorrichtung begonnen wird;
- 6A ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich in der Nähe der Spitze einer Verstemmspannvorrichtung gemäß einem ersten modifizierten Beispiel zeigt;
- 6B ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Bereich nahe der Spitze einer Verstemmspannvorrichtung gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel zeigt; und
- 7 ist ein vergrößerter Schnitt einer Strömungsratensteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Fluiddruckzylinder 10 ein Zylinderrohr (Körper) 12, eine Kopfabdeckung (ein Abdeckelement) 14, die an dem Zylinderrohr 12 an der Seite eines Endes 12a (Richtung eines Pfeils A) angebracht ist, eine Stangenabdeckung (ein Abdeckelement) 16, die an dem Zylinderrohr 12 an der Seite des anderen Endes 12b (Richtung eines Pfeils B) angebracht ist, und einen Kolben 18, der verschiebbar in dem Zylinderrohr 12 vorgesehen ist.
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Das Zylinderrohr 12 wird durch einen zylindrischen Körper gebildet, der sich in einer axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser erstreckt. Eine Zylinderkammer (eine Kolbenkammer) 20, in welcher der Kolben 18 aufgenommen ist, ist in dem Zylinderrohr 12 ausgebildet.
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In der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohres 12 ist eine Gruppe von Anschlussöffnungen 22a, 22b nahe den Enden des Zylinderrohres 12 ausgebildet und steht mit dem Inneren des Zylinderrohres 12 in Verbindung. Außerdem wird ein Druckfluid zu und von den Anschlussöffnungen 22a, 22b durch Leitungen, die mit einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle verbunden sind, zugeführt und abgeführt.
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Hierbei ist an dem einen Ende 12a und dem anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 ein erster Stufenabschnitt (ein Stufenabschnitt) 24 und ein zweiter Stufenabschnitt (ein Stufenabschnitt) 26 ausgebildet, deren innere Umfangsfläche jeweils in einer radial nach außen gerichteten Richtung relativ zu der Zylinderkammer 20 versetzt ist. Der erste Stufenabschnitt 24 ist an einer Position einer festgelegten Länge weg von dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 zu dem anderen Ende 12b (der Richtung des Pfeils B) ausgebildet und die Kopfabdeckung 14 ist daran angebracht. Der zweite Stufenabschnitt 26 ist an einer Position um eine festgelegte Länge weg von dem anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 zu dem einen Ende 12a (in Richtung des Pfeils A) ausgebildet und die Stangenabdeckung 16 ist daran angebracht.
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Die Kopfabdeckung 14 ist aus einem Metallmaterial beispielsweise zu einer Scheibenform geformt und in den ersten Stufenabschnitt 24 des Zylinderrohres 12 eingesetzt. Der Innendurchmesser des ersten Stufenabschnitts 24 ist so geformt, dass er im Wesentlichen dem Durchmesser der Kopfabdeckung 14 entspricht.
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Durch Pressen des einen Endes 12a des Zylinderrohres 12 in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils B) durch eine Verstemmspannvorrichtung (eine Spannvorrichtung) 50 und plastisches Deformieren des eines Endes 12a, so dass es sich radial nach innen wölbt, wird der Innendurchmesser des ersten Stufenabschnitts 24 verringert und die Außenkante der Kopfabdeckung 14 wird mit dem deformierten Teil des Zylinderrohres 12 abgedeckt, d. h. mit einem deformierten Abschnitt 28. Hierdurch wird die Kopfabdeckung 14 zwischen dem plastisch deformierten einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 und dem ersten Stufenabschnitt 24 sandwichartig gehalten.
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An dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 ist eine bearbeitete Öffnung 58a, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, mit einem durch einen Bearbeitungsabschnitt 54 der Verstemmspannvorrichtung 50 im Durchmesser vergrößerten kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, und die bearbeitete Öffnung 58a dient beispielsweise als eine Kupplungsöffnung (eine Positionierungsöffnung), die beispielsweise verwendet wird, wenn der Fluiddruckzylinder 10 befestigt wird.
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Somit wird das eine Ende 12a des Zylinderrohres 12 mit der Kopfabdeckung 14 verschlossen und die Zylinderkammer 20 wird an dem einen Ende (der Richtung des Pfeils A) abgedichtet.
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Die Stangenabdeckung 16 ist beispielsweise aus einem Metallmaterial in einer Zylinderform mit einer festgelegten Länge in der axialen Richtung ausgebildet, und eine Stangenöffnung 32, durch welche eine Kolbenstange 30 platziert wird, ist in einem zentralen Teil der Stangenabdeckung 16 ausgebildet. Eine Hülse 34 und Kolbendichtung 36 sind an der inneren Umfangsfläche der Stangenöffnung 32 angebracht. Die Stangenabdeckung 16 wird von der Seite des anderen Endes 12b des Zylinderrohres 12 in den zweiten Stufenabschnitt 26 eingesetzt.
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Der Innendurchmesser des zweiten Stufenabschnitts 26 ist so geformt, dass er im Wesentlichen dem Durchmesser der Stangenabdeckung 16 entspricht.
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Dann wird das andere Ende 12b des Zylinderrohres 12 durch die Verstemmspannvorrichtung 50 in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A) gepresst und plastisch so deformiert, dass sie sich radial nach innen wölbt. Dies reduziert die innere Umfangsfläche des zweiten Stufenabschnitts 26 und die Außenkante der Stangenabdeckung 16 wird durch den deformierten Teil des Zylinderrohres 12 abgedeckt, d. h. einen deformierten Abschnitt 38. Hierdurch wird die Stangenabdeckung 16 sandwichartig zwischen dem plastisch deformierten anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 und dem zweiten Stufenabschnitt 26 gehalten.
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An dem anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 ist wie bei dem Fall des einen Endes 12a des Zylinderrohres 12 eine bearbeitete Öffnung 58b ausgebildet, deren im Querschnitt kreisförmiger Durchmesser durch den Bearbeitungsabschnitt 54 der Verstemmspannvorrichtung 50 vergrößert wird. Die bearbeitete Öffnung 58a wird beispielsweise als eine Kupplungsöffnung (eine Positionierungsöffnung) verwendet, die beispielsweise beim Befestigen des Fluiddruckzylinders 10 eingesetzt wird.
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Der Kolben 18 ist so geformt, dass er beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt hat und an der äußeren Umfangsfläche sind eine Kolbenfläche 40, ein magnetischer Körper 42 und ein Verschleißring 44 in einer Ringnut angebracht. Außerdem ist in einem zentralen Abschnitt des Kolbens 18 eine Kolbenöffnung 18a, welche sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) durch den Kolben 18 erstreckt, ausgebildet. Ein Ende der Kolbenstange 30 ist durch die Kolbenöffnung 18a eingesetzt und mit dieser gekoppelt. Dann wird das andere Ende der Kolbenstange 30 durch die Stangenöffnung 32 der Stangenabdeckung 16 platziert und durch die Hülse 34 in verschiebbarer Weise gehalten.
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An einer Endfläche und der anderen Endfläche des Kolbens 18 sind außerdem jeweils Dämpfer 46a bzw. 46b so angebracht, dass sie etwas von dem Kolben 18 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) vorstehen. Durch die Wirkung der Verschiebung des Kolbens 18 tritt der eine Dämpfer 46a in Kontakt mit der Kopfabdeckung 14 und der andere Dämpfer 46b tritt in Kontakt mit der Stangenabdeckung 16. Da diese Dämpfer 46a und 46b aus einem elastischen Material, wie Gummi, geformt sind, verhindern die Dämpfer 46a und 46b, dass der Kolben 18 in direktem Kontakt mit der Kopfabdeckung 14 und der Stangenabdeckung 16 tritt, und absorbieren einen Stoß und die Erzeugung von Stoßgeräuschen an den Verschiebungsendpositionen.
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Der Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Fluiddruckzylinders 10 beschrieben. Hierbei wird ein Fall beschrieben, bei welchem die Kopfabdeckung 14 an dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 angebracht wird.
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Zunächst wird die Verstemmspannvorrichtung 50, die zur Befestigung der Kopfabdeckung 14 verwendet wird, beschrieben. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, umfasst die Verstemmspannvorrichtung beispielsweise einen Grundkörperabschnitt 52, der in der Form einer Welle mit einem festgelegten Durchmesser ausgebildet ist und durch eine Druckvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt), die sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) bewegt, und den Bearbeitungsabschnitt 54, der von der Spitze des Grundkörperabschnitts 52 vorsteht, gehalten wird. Der Bearbeitungsabschnitt 54 ist so geformt, dass er einen kleineren Durchmesser hat als der Grundkörperabschnitt 52, und steht von diesem um eine festgelegte Länge vor und hat an seinem Ende eine flache Bearbeitungsfläche 54a, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Verstemmspannvorrichtung 50 verläuft. Der Bearbeitungsabschnitt 54 und der Grundkörperabschnitt 52 sind koaxial ausgebildet.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist der Durchmesser des Bearbeitungsabschnitts 54 größer als der Durchmesser des ersten Stufenabschnitts 24 an dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12, an dem der Verstemmprozess durchgeführt werden soll. Daher kann ein Teil des Bearbeitungsabschnitts 54, der radial außerhalb der inneren Umfangsfläche des ersten Stufenabschnitts 24 positioniert ist, in Kontakt mit dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 treten. Mit anderen Worten ist der Bearbeitungsabschnitt 54 so geformt, dass er einen solchen Durchmesser hat, dass ein Teil des Bearbeitungsabschnitts 54 an der inneren Umfangsseite des ersten Stufenabschnitts 24 in Kontakt mit dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 tritt.
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Wenn als nächstes die Kopfabdeckung 14 mit dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 unter Verwendung der oben beschriebenen Verstemmspannvorrichtung 50 verstemmt wird, wird zunächst, wie in 3 gezeigt, das Zylinderrohr 12 beispielsweise so fixiert, dass sein eines Ende 12a nach oben gewandt ist (in Richtung des Pfeils A), und die scheibenförmige Kopfabdeckung 14 wird von oben eingesetzt und an dem ersten Stufenabschnitt 24 angeordnet (vgl. 4). Hierdurch erstreckt sich die Kopfabdeckung 14 horizontal innerhalb des Zylinderrohres 12, so dass sie im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderrohres 12 angeordnet ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird als nächstes das Zylinderrohr 12 so positioniert, dass es unterhalb der Verstemmspannvorrichtung 50 angeordnet ist, die auf die nicht dargestellte Druckvorrichtung gesetzt ist, und die Verstemmspannvorrichtung 50 und das Zylinderrohr 12 werden koaxial angeordnet.
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Dann wird die Verstemmspannvorrichtung 50 durch den Antrieb der nicht dargestellten Druckvorrichtung nach unten bewegt, um die Bearbeitungsfläche 54a des Bearbeitungsabschnitts 54 der Verstemmspannvorrichtung 50 in Anlage gegen das eine Ende 12a des Zylinderrohes 12 zu bringen, und wird dann, wie in 5 gezeigt ist, weiter nach unten bewegt, wodurch die innere Umfangsseite des einen Endes 12a durch die Außenkante der Bearbeitungsfläche 54a zu der Kopfabdeckung 14 (in Richtung des Pfeils B) gepresst wird.
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Wie in 5 gezeigt ist, wird das eine Ende 12a des Zylinderrohres 12 nach innen abgeschert und an der dem ersten Stufenabschnitt 24 zugewandten inneren Umfangsseite plastisch deformiert und als der deformierte Abschnitt 28 ausgebildet, welcher zu der inneren Umfangsseite des ersten Stufenabschnitts 24 gewölbt ist. Dann deckt der deformierte Abschnitt 28 einen Bereich nahe der Außenkante der Kopfabdeckung 14 in dem ersten Stufenabschnitt 24 ab, wie es in 2 gezeigt ist. Die Kopfabdeckung 14 wird sandwichartig zwischen dem ersten Stufenabschnitt 24 und dem deformierten Abschnitt 28 des Zylinderohres 12, der plastisch deformiert wurde, gehalten und dadurch fest fixiert, wobei die Kopfabdeckung 14 und das Zylinderrohr 12 luftdicht gehalten werden.
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Hierdurch wird die Kopfabdeckung 14 an dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 angebracht und fixiert.
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An dem einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 wird die bearbeitete Öffnung 58a, welche durch die oben beschriebene Verstemmspannvorrichtung abgeschert wurde, ausgebildet und dadurch wird die bearbeitete Öffnung 58a so geformt, dass sie im Wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie der äußere Umfangsdurchmesser des bearbeiteten Abschnitts 54, einen kreisförmigen Querschnitt und eine festgelegte Tiefe. Die bearbeitete Öffnung 58a ist so geformt, dass sie einen Durchmesser hat, der größer ist als der Innendurchmesser der Zylinderkammer 20.
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Da die Stangenabdeckung 16 an dem zweiten Stufenabschnitt 26 an dem anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 in im Wesentlichen der gleichen Weise wie bei dem oben beschriebenen Fall der Kopfabdeckung 14 angebracht wird, wird auf die detaillierte Beschreibung des Befestigungsverfahrens für die Stangenabdeckung verzichtet.
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Als nächstes wird die Betriebsweise des Fluiddruckzylinders 10, der in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurde, kurz mit Bezug auf 1 beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung wird unter der Annahme gegeben, dass ein Zustand, in welchem der Kolben 18 zu der Seite der Kopfabdeckung 14 verschoben ist (in Richtung des Pfeils A), wie es in 1 gezeigt ist, eine Ursprungsposition ist.
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Zunächst wird von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle ein Druckfluid in den an der Seite der Kopfabdeckung 14 angeordneten Anschluss 22a eingebracht. In dem Fall wird der Anschluss 22b, der an der Seite der Stangenabdeckung 16 angeordnet ist, in einem Zustand gehalten, in welchem der Anschluss 22b durch die Schaltwirkung eines nicht dargestellten Schaltventils zur Umgebung offen ist. Hierdurch wird das Druckfluid der Zylinderkammer 20 von dem Anschluss 22a zugeführt, und der Kolben 18 wird durch das in die Zylinderkammer 20 eingebrachte Druckfluid zu der Seite der Stangenabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst. Dann wird die Kolbenstange 30 mit der Verschiebung des Kolbens 18 integral mit verschoben und durch Anschlagen des Dämpfers 46b an der Stangenabdeckung 16 an der Verschiebungsendposition positioniert.
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Um andererseits den Kolben 18 in einer der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung (der Richtung des Pfeils A) zu verschieben, wird das Druckfluid dem Anschluss 22b an der Seite der Stangenabdeckung 16 zugeführt und der Anschluss 22a an der Seite der Kopfabdeckung 14 wird durch die Schaltwirkung eines Schaltventils (in der Zeichnung nicht dargestellt) zur Umgebung geöffnet. Dann presst das von dem Anschluss 22b in die Zylinderkammer 20 eingebrachte Druckfluid den Kolben 18 zu der Kopfabdeckung 14 (in Richtung des Pfeils A).
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Der Kolben 18 wird mit der Kolbenstange 30 entlang der Zylinderkammer 20 verschoben und kehrt durch Anschlagen des Dämpfers 46a an der Kopfabdeckung 14 zu der Ursprungsposition zurück (vgl. 1).
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Wie oben beschrieben wurde, sind bei der ersten Ausführungsform die ersten und zweiten Stufenabschnitte 24, 26 mit Durchmessern, die größer sind als die der Zylinderkammer 20, an beiden Enden (12a, 12b) des Zylinderrohres 12 des Fluiddruckzylinders 10 vorgesehen. In einem Zustand, in welchem die Kopfabdeckung 14 in den ersten Stufenabschnitt 24 eingesetzt ist und die Stangenabdeckung 16 in den zweiten Stufenabschnitt 26 eingesetzt ist, werden die Enden des Zylinderrohres 12 durch die Verstemmspannvorrichtung 50 in der axialen Richtung unter Druck gesetzt und dadurch plastisch deformiert. Hierdurch ist es möglich, die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 fest an dem Zylinderrohr 12 zu befestigen, indem sich die deformierten Abschnitte 28, 38 durch die plastische Deformierung radial nach innen wölben. Dies vermeidet die Notwendigkeit eines Verriegelungsringes und eines Nutenabschnitts, in welchen der Verriegelungsring eingreift, die bei dem Fluiddruckzylinder gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, und macht es möglich, die Konfiguration zu vereinfachen, indem die Zahl der Teile verringert wird, und macht es außerdem möglich, die Zahl der für die Montage notwendigen Arbeitsstunden zu verringern.
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Da die Kopfabdeckung 14 sandwichartig zwischen dem deformierten Abschnitt 28 und dem ersten Stufenabschnitt 24 gehalten wird, wird die Abdichtung der Zylinderkammer 20 über die Kopfabdeckung 14 erreicht. Da die Stangenabdeckung 16 sandwichartig zwischen dem deformierten Abschnitt 38 und dem zweiten Stufenabschnitt 26 gehalten wird, wird außerdem die Abdichtung der Zylinderkammer 20 über die Stangenabdeckung 16 erreicht. Dies vermeidet die Notwendigkeit eines besonderen Dichtelements und einer besonderen Ringnut zur Befestigung des Dichtelements und ermöglicht es, eine Verringerung der Teilezahl und der Zahl der Arbeitsstunden, die für die Bearbeitung benötigt werden, zu erreichen und dadurch die Produktionseffizienz zu verbessern.
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Der oben beschriebene Fluiddruckzylinder verwendet eine Gestaltung, bei welcher die Kopfabdeckung 14 an dem am einen Ende 12a des Zylinderrohres 12 ausgebildeten ersten Stufenabschnitt 24 angeordnet wird und die Stangenabdeckung 16 an dem am anderen Ende 12b ausgebildeten zweiten Stufenabschnitt 26 angeordnet wird. Beide werden daran durch Verstemmen mit Hilfe der Verstemmspannvorrichtung 50 befestigt. Die Gestaltung ist aber nicht hierauf eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher der erste Stufenabschnitt 24 und der zweite Stufenabschnitt 26 nicht vorgesehen sind und die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 in das Zylinderrohr 12 eingepresst werden und einem Verstemmprozess mittels der Verstemmspannvorrichtung 50 unterworfen werden. Da in diesem Fall die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 in das Zylinderrohr 12 eingepresst werden, bewegen sich die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 nicht in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) und ihre Bewegung in Richtungen axial nach außen wird durch die deformierten Abschnitte 28, 38, die plastisch deformiert wurden, begrenzt. Auch wenn der Druck der Zylinderkammer 20 auf die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 aufgebracht wird, werden hierdurch die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 daran gehindert, sich von dem Zylinderrohr 12 zu lösen.
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Da es nicht notwendig ist, die ersten und zweiten Stufenabschnitte 24, 26 in dem Zylinderrohr 12 vorzusehen, ist es somit möglich, die Bearbeitungskosten zu verringern und dadurch eine Reduktion der Herstellungskosten zu erreichen.
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Wenn die Kopfabdeckung 14 und die Stangenabdeckung 16 in das Zylinderrohr 12 gepresst werden, werden außerdem die bearbeiteten Öffnungen 58a und 58b, die jeweils einen kreisförmigen Querschnitt haben, jeweils durch den Bearbeitungsabschnitt 54 der Verstemmspannvorrichtung 50 ausgebildet. Die bearbeiteten Öffnungen 58a und 58b können beispielsweise als Kupplungsöffnungen verwendet werden, wenn der Fluiddruckzylinder 10 an einer anderen Vorrichtung, einer Platzierungsfläche oder dergleichen befestigt wird. Somit vermeidet die Verwendung der bearbeiteten Öffnungen 58a und 58b die Notwendigkeit einer Extraöffnung, die zur Positionierung oder dergleichen des Fluiddruckzylinders 10 vorgesehen wird, und einen Bearbeitungsprozess hierfür, was es ermöglicht, eine Reduzierung der Produktionszeit und -kosten zu erreichen.
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Die Verstemmspannvorrichtung 50 ist nicht auf die oben beschriebene Verstemmspannvorrichtung mit dem Bearbeitungsabschnitt 54 mit einer flachen Endfläche eingeschränkt. Wie bei einer Verstemmspannvorrichtung 60, die in 6A dargestellt ist, kann beispielsweise eine Verstemmspannvorrichtung eine flache Fläche 64 lediglich an der Außenkante eines Bearbeitungsabschnitts 62 und eine sich verjüngende Fläche 66, die allmählich nach oben (in Richtung des Pfeils A) geneigt ist, innerhalb der flachen Fläche 64 aufweisen. Wie bei einer Verstemmspannvorrichtung 70, die in 6B gezeigt ist, kann eine Verstemmspannvorrichtung außerdem einen Bearbeitungsabschnitt 72 aufweisen, dessen untere Fläche lediglich als eine sich verjüngende Fläche 74 ausgestaltet ist, die allmählich nach oben (in Richtung des Pfeils A) von der Außenkante zur Mitte hin geneigt ist.
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Indem die sich verjüngenden Flächen 66, 74 in der oben beschriebenen Weise vorgesehen werden, ist es dann, wenn die Enden des Zylinderrohres 12 durch Unterdrucksetzen in der axialen Richtung mittels der Verstemmspannvorrichtungen 60, 70 deformiert werden, möglich, dafür zu sorgen, dass Abschnitte, die deformiert sind und fließen, in geeigneter Weise in der Richtung radial nach innen entlang der sich verjüngenden Flächen 66, 74 gleiten. Dies ermöglicht es, die deformierten Abschnitte 28, 38, die sich jeweils zu den inneren Umfangsflächen des ersten Stufenabschnitts 24 bzw. zweiten Stufenabschnitts 26 wölben, zuverlässig und stabil auszubilden.
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Indem die flache Fläche 64 an der Außenkante des Bearbeitungsabschnitts 62 in der Verstemmspannvorrichtung 60 vorgesehen wird, ist es möglich, einen Verstemmvorgang zuverlässig und stabil durchzuführen, wenn die Verstemmspannvorrichtung 60 in Kontakt mit dem einen Ende 12a und dem anderen Ende 12b des Zylinderrohres 12 gebracht wird, weil der Kontakt zwischen Flächen hergestellt werden kann.
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Als nächstes wird eine Durchflussratensteuervorrichtung 100, die als eine Fluiddruckvorrichtung verwendet wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform in 7 dargestellt. Die Durchflussratensteuervorrichtung 100 ist ein normalerweise geschlossenes (NC) Dreiwege-Elektromagnetventil, in dem die Strömung eines Druckfluides normalerweise unterbrochen ist.
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Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Durchflussratensteuervorrichtung 100 einen Körper 104 mit beispielsweise einem Verbindungsanschluss 102, durch welchen das Druckfluid zugeführt und abgeführt wird, ein Basiselement 106, das mit einem Ende des Körpers 104 gekoppelt ist, ein Pilot- oder Steuerventil 108, das mit dem Basiselement 106 verbunden ist und den Strömungszustand eines Druckfluides durch die Wirkung des Einschaltens schaltet, und ein Schieberventil 110, das den Strömungszustand des zirkulierenden Druckfluides durch die Schaltwirkung des Pilot- oder Steuerventils 108 schaltet.
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Der Körper 104 ist so geformt, dass er einen rechteckigen Querschnitt hat und in Längsrichtung beispielsweise verlängert ist. Im Wesentlichen in seinem zentralen Abschnitt ist eine Schieberöffnung (eine Kolbenkammer) 112 ausgebildet, welche durch den Körper 104 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) hindurchtritt. Das Schieberventil 110 ist beweglich darin vorgesehen. In einer unteren Endfläche senkrecht zu der axialen Richtung des Körpers 104 sind nebeneinander ein Luftzufuhranschluss 114, der Verbindungsanschluss 102, welcher mit einer anderen Fluiddruckvorrichtung verbunden ist, und ein Auslassanschluss 116 ausgebildet. Der Luftzufuhranschluss 114, der Verbindungsanschluss 102 und der Auslassanschluss 116 stehen mit der Schieberöffnung 112 in Verbindung.
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An einem Ende der Schieberöffnung 112 ist ein Stufenabschnitt 118 mit einem vergrößerten Durchmesser ausgebildet. In einem Zustand, in welchem eine scheibenförmige Kopfabdeckung (Abdeckelement) 120 eingesetzt ist und an dem Stufenabschnitt 118 anliegt, wird die Kopfabdeckung 120 durch den deformierten Abschnitt 122, der durch plastisches Deformieren des Umfangs des Stufenabschnitts 118 mittels einer nicht dargestellten Verstemmspannvorrichtung und ein radial nach innen gerichtetes Wölben geformt wird, an dem einen Ende der Schieberöffnung 112 fixiert. Dies ermöglich es, das eine Ende der Schieberöffnung 112 zuverlässig zu verschließen, und vermeidet außerdem die Notwendigkeit eines O-Rings oder dergleichen zur Abdichtung.
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An dem einen Ende der Schieberöffnung 112 wird durch eine Verstemmspannvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) beim Verstemmen der Kopfabdeckung 120 eine bearbeitete Öffnung 104a mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Die bearbeitete Öffnung 104a kann als eine Kopplungsöffnung verwendet werden, beispielsweise wenn die Durchflussratensteuervorrichtung 100 an einer anderen Vorrichtung oder dergleichen befestigt wird.
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Außerdem wird die untere Endfläche des Körpers 104 mit einem Verteiler 124 oder dergleichen verbunden und über den Verteiler 124 an eine nicht dargestellte Leitung oder Fluiddruckvorrichtung angeschlossen.
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Das Basiselement 106 wird in einer solchen Weise angeschlossen, dass es das andere Ende des Körpers 104 abdeckt. In einer Kolbenöffnung 126, die an einer der Schieberöffnung 112 zugewandten Position ausgebildet ist, ist ein Kolben 128 verschiebbar vorgesehen. Ein Betätigungsschaft 132 ist vorgesehen, der in Gewindeeingriff und Dreheingriff mit einer Wellenöffnung 130 gebracht wird, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt.
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Da die Wellenöffnung 130 durch einen Verbindungsweg 134, der in dem Körper 104 ausgebildet ist, mit dem Luftzufuhranschluss 114 kommuniziert, wird das dem Luftzufuhranschluss 114 zugeführte Druckfluid in die Wellenöffnung 130 eingebracht.
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Das Pilotventil 108 ist mit einem Ende des Basiselements 106 an der dem Körper 104 entgegengesetzten Seite (der Richtung des Pfeils B) verbunden und schaltet den Zufuhrzustand des Druckfluides zu der Kolbenöffnung 126 auf der Basis eines Steuersignals von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung. Somit wird der Kolbenöffnung 126 das Druckfluid durch die Schaltwirkung des Pilotventils 108 zugeführt und der Kolben 128 wird zu dem Schieberventil 110 (in Richtung des Pfeils A) vorgespannt.
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Das Schieberventil 110 ist als ein Wellenkörper mit einer festgelegten Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A, B) ausgebildet. Eine Gruppe von O-Ringen 136a und 136b ist an der äußeren Umfangsfläche in der Nähe des einen Endes und des anderen Endes angebracht. Eine Ventildichtung (Packung) 138 ist an dem anderen Ende an der Seite des Basiselements 106 so angebracht, dass sie neben dem O-Ring 136b liegt.
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In der äußeren Umfangsfläche des Schieberventils 110 sind ringförmige Vertiefungen 140, die radial nach innen zurückgesetzt sind, im Wesentlichen in dem zentralen Teil in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) ausgebildet. An dem einen Ende und dem anderen Ende der ringförmigen Vertiefungen 140 sind ringförmige Dichtringe 142a bzw. 142b vorgesehen. Somit sind in der äußeren Umfangsfläche des Schieberventils 110 eine Gruppe von O-Ringen 136a und 136b, die Dichtringe 142a und 142b und die Ventildichtung 138 so vorgesehen, dass sie voneinander einen festgelegten Abstand in der axialen Richtung aufweisen und in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche der Schieberöffnung 112 treten können.
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Als nächstes wird die Betriebsweise der oben beschriebenen Durchflussratensteuervorrichtung 100 kurz erläutert.
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Zunächst wird in einem Normalzustand, in dem dem Pilotventil 108 ein Steuersignal nicht zugeführt wird, das Druckfluid, welches dem Luftzufuhranschluss 114 zugeführt wird, der Schieberöffnung 112 zugeführt, so dass sich das Schieberventil 110 zu dem Basiselement 106 (in Richtung des Pfeils B) bewegt und der Verbindungsanschluss 102 und der Auslassanschluss 116 miteinander kommunizieren, wie es entsprechend in 7 dargestellt ist.
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In Reaktion auf die Eingabe eines Steuersignals von der nicht dargestellten Steuervorrichtung an das Pilotventil 108 wird als nächstes das Druckfluid der Kolbenöffnung 126 zugeführt, so dass der Kolben 128 zu dem Körper 104 (in Richtung des Pfeils A) gepresst wird und gegen das Schieberventil 110 drückt, um es zu der Kopfabdeckung 120 zu bewegen. Hierdurch kommunizieren der Verbindungsanschluss 102 und der Luftzufuhranschluss 114 miteinander und die Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss 102 und dem Auslassanschluss 116 wird unterbrochen. Dann wird das dem Luftzufuhranschluss 114 zugeführte Druckfluid von dem Verbindungsanschluss 102 durch die Schieberöffnung 112 der nicht dargestellten Fluiddruckvorrichtung zugeführt.
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Wie oben beschrieben wurde, wird bei der zweiten Ausführungsform die scheibenförmige Kopfabdeckung 120 in die Schieberöffnung 112 des Körpers 104 der Durchflussratensteuervorrichtung 100 eingesetzt und durch Verstemmen fixiert, wobei der Umfang radial nach innen deformiert wird. Hierdurch ist es möglich, die Schieberöffnung 112 gleichzeitig zu blockieren und abzudichten. Mit anderen Worten kann die Notwendigkeit einer Kappe und eines O-Rings, die bei der herkömmlichen Durchflussratensteuervorrichtung verwendet werden, entfallen.
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Hierdurch ist es bei der Durchflussratensteuervorrichtung 100 möglich, eine Verringerung der Teilezahl und der Zahl der Arbeitsstunden für die Montage zu erreichen.
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Da die Schieberöffnung 112 durch die Kopfabdeckung 120 einfach verschlossen werden kann, ist es möglich, die Schieberöffnung 112 als eine Durchgangsöffnung auszubilden und nicht als eine Schieberöffnung mit Boden, deren eines Ende beispielsweise verschlossen ist. Dementsprechend ist es möglich, die Fähigkeit zur Abfuhr von Spänen, die bei der Ausbildung der Schieberöffnung 112 durch Schneidbearbeitung oder dergleichen erzeugt werden, zu verbessern.
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Es versteht sich, dass die Fluidruckvorrichtung und das Verfahren zur Herstellung der Fluiddruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt ist und verschiedene Gestaltungen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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