DE19531180C2 - Kolbenstangenloser Zylinder mit Positionsdetektor und Bremse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Zylinder mit Positionsdetektor und Bremse gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1, mit dem ein Funktionselement oder dergleichen verschiedener Maschinen betätigt werden kann, wobei die Bremse zum Anhalten eines Gleittisches und der Positionsdetektor zur Erfassung der Position des Gleittisches verwendet wird.

Aus der DE 43 34 424 A1 ist ein kolbenstangenloser Zylinder mit einem Gleittisch bekannt, wobei der Gleittisch auf einem Zylinderrohr gleitend unterstützt ist und wobei eine Brems­ platte an einer Seitenfläche des Zylindergehäuses angeordnet ist. Ein auf die Bremsplatte wirkender Bremshebel mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Bremsflächen ist dreh­ bar in einer Aussparung, welche im Gleittisch angeordnet ist, aufgenommen. In einer weiteren, ebenfalls im Gleittisch vor­ gesehenen Aussparungen sind zwei Kolben gleitend aufgenommen, wobei die Kolben auf gegenüberliegenden Seiten des Bremshe­ bels und oberhalb des Drehpunktes des Bremshebels angeordnet sind. Einer der Kolben ist mit einer Feder vorbelastet. Mittels einer Versorgungsbohrung ist die dem vorbelasteten Kolben gegenüberliegende Kammer, in welcher dementsprechend der andere, nicht vorbelastete Kolben aufgenommen ist, mit einem Druckfluid beaufschlagbar, wobei die aus einer Druckerhöhung mittels des Druckfluides resultierende Kraft der Kraft des vorbelasteten Kolbens entgegenwirkt.

Weiterhin ist aus der EP 221 517 A1 ein kolbenstangenloser Zylinder mit einem Gleittisch bekannt, der auf einem Zylin­ derrohr gleitend unterstützt ist, wobei ein erstes Bewe­ gungselement, welches im Zylinder aufgenommen ist, mit dem Gleittisch verbunden ist. Das erste im Zylinder aufgenommene Bewegungselement umfaßt eine Bremseinheit mit zwei Membranelementen, welche mit einer inneren Oberfläche des Zylinder­ rohrs des kolbenstangenlosen Zylinders in Kontakt bringbar sind. Ein am Zylinder geführter und durch einen Kraftabnehmer mitgenommener Schlitten dient zur Druckmittel- und/oder Stromversorgung der am Kraftabnehmer befindlichen Verbrau­ cher. Eine Kraftübertragung vom Kraftabnehmer auf den im Zylinder vollständig integrierten oder an diesem teilinte­ grierten, entlang des Zylinders längsbeweglichen Schlittens geschieht mittels eines starren Rohrverbindungssystems, wel­ ches gleichzeitig zur Aufnahme eines druckluftführenden Rohres und zur Aufnahme elektrischer Verbindungen dient.

Zudem hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung in der un­ geprüften Gebrauchsmusteranmeldung JP 5-61504-A einen kolben­ stangenlosen Zylinder mit Bremse offenbart. Dieser kolben­ stangenlose Zylinder besitzt einen Gleittisch, der auf einem Zylinderrohr (Führungsbasis) gleitend gehalten wird, sowie eine Bremsplatte, die so angeordnet ist, daß sie durch den Gleittisch verläuft. Die beiden Enden der Bremsplatte sind an den beiden Endabschnitten der Führungsbasis befestigt. Am Gleittisch ist eine Bremsvorrichtung vorgesehen, die mit der Bremsplatte in Eingriff gelangen kann, d. h., am Gleittisch sind Bremsschuhe, die die Bremsplatte übergreifen, sowie ein Betätigungselement befestigt, das die Bremsschuhe durch Zu­ fuhr oder Abfuhr eines mit Druck beaufschlagten Fluids betä­ tigt. Außerdem ist das Zylinderrohr mit einem axialen Durch­ laß versehen, wobei im Durchlaß entlang der Achse des Zylin­ derkörpers ein Rohr für die Zufuhr und Abfuhr eines mit Druck beaufschlagten Fluids vorgesehen ist. Ein Ende des Rohrs ist mit einer Gleiteinrichtung verbunden, während das andere Ende des Rohrs an einem Luftbeschickungskolben befestigt ist, der in engem Kontakt durch den Durchlaß gleitet.

Bei dem obenbeschriebenen herkömmlichen kolbenstangenlosen Zylinder bestehen jedoch einige Probleme. Das heißt, die Bremsvorrichtung, welche so beschaffen ist, daß diese mit der Bremsplatte in Eingriff gelangt, ist im Gleittisch vor­ gesehen. Am Gleittisch sind außerdem ein Werkstück oder ein Funktionselement verschiedenartiger Maschinen be­ festigt. Wenn daher die Bremsvorrichtung gewartet oder repariert werden muß, ist es notwendig, das Werkstück oder das Funktionselement vom Gleittisch abzunehmen und ferner den Tisch und/oder andere zugehörige Elemente vom Gleittisch abzunehmen. Die Abnahme des Funktionselements oder dergleichen vom Gleittisch bedeutet jedoch einen großen Zeit- und Arbeitsaufwand.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kolbenstangenlosen Zylinder mit Positionsdetektor und Bremse zu schaffen, der so beschaffen ist, daß eine Wartung oder eine Reparatur der Bremseinheit vorgenommen werden kann, ohne daß ein Werkstück oder ein Funktions­ element vom Gleittisch abgenommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen kolbenstangenlosen Zylinder mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

In einer bevorzugten Anordnung wird der kolbenstangenlose Zylinder durch das mit Druck beaufschlagte Fluid betä­ tigt, das von einem von zwei Zylinderbetätigungsanschlüs­ sen zugeführt wird und den Gleittisch zum Gleiten auf dem Zylinderrohr veranlaßt. Wenn auf einen ersten Bremsschuh eine Bremsfederkraft, erforderlichenfalls zusammen mit einem Fluiddruck, wirkt, wird die Bremse betätigt. Das heißt, die Bremsplatte wird zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsschuh ergriffen, wodurch der Gleittisch angehalten wird. Wenn die Bremse durch die Wirkung eines Fluiddrucks gelöst wird, wird die Bremsplatte aus dem Eingriff mit dem ersten und dem zweiten Bremsschuh gelöst, wodurch eine Bewegung des Gleittisches möglich ist. Die Position des Gleittisches wird durch einen Erfas­ sungskopf erfaßt, der an einer Position angeordnet ist, wo er die Magnetskala einer Skalenplatte lesen kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht im vertikalen Schnitt eines kolbenstangenlosen Zylinders mit einer Bremse gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht des kolbenstangenlosen Zylinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3(a) eine Seitenansicht des kolbenstangenlosen Zylinders gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel bei Betrachtung von rechts;

Fig. 3(b) eine Seitenansicht des kolbenstangenlosen Zylinders gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel bei Betrachtung von links;

Fig. 4(a) eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 4(b) eine Schnittansicht längs der Linie B-B in Fig. 2;

Fig. 4(c) eine Schnittansicht längs der Linie C-C in Fig. 3(a);

Fig. 4(d) eine Ansicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils D in Fig. 3(a);

Fig. 4(e) eine Schnittansicht mehrerer Abschnitte des kolbenstangenlosen Zylinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten kolbenstangenlosen Zylinders bei Betrachtung von rechts;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten kolbenstangenlosen Zylinders bei Betrachtung von links;

Fig. 7(a) eine Vorderansicht im vertikalen Schnitt eines kolbenstangenlosen Zylinders mit Bremse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 7(b) eine Vorderansicht des kolbenstangenlosen Zylinders gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 6 ein kolben­ stangenloser Zylinder mit Bremse gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel beschrieben. Fig. 1 ist eine Vorder­ ansicht im vertikalen Schnitt eines kolbenstangenlosen Zylinders mit Bremse gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel, der in Fig. 2 in einem geeigneten Längsschnitt dargestellt ist, um seine wesentlichen Teile deutlich zu zeigen.

Der kolbenstangenlose Zylinder besitzt ein Zylinderrohr (Führungsbasis) 1. Mit den beiden Enden des Zylinderrohrs 1 sind eine erste Kopfabdeckung 4 bzw. eine zweite Kopfabdeckung 5 verbunden. Ein oberer Block eines Kolben­ jochs (Bewegungselement) 10 ist durch Gleitelemente 6 und 7 sowie durch Seitendichtungen 8 und 9 am Zylinderrohr 1 gleitend unterstützt. Die Gleitelemente 6 und 7 sind aus Kunstharzmaterial hergestellt. Die Seitendichtungen 8 und 9 dienen u. a. als Staubschutz. Die Gleitelemente 6 und 7 und die Seitendichtungen 8 und 9 sind in jeweiligen langgestreckten Aussparungen befestigt, die in der unte­ ren Oberfläche des oberen Blocks des Kolbenjochs 10 ausgebildet sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die obere Oberfläche des Zylinderrohrs 1 in der Weise geneigt, daß bei Betrachtung in einem zur Achse des Zylinderrohrs 1 senkrechten Schnitt ihre beiden Enden höher als ihre Mitte liegen, so daß das Kolbenjoch 10 ohne weiteres in eine vorgegebene Position in bezug auf das Zylinderrohr 1 eingesetzt werden kann. Wie aus den Fig. 1, 5 und 6 deutlich hervorgeht, ist an der Oberseite des Kolbenjochs 10 ein Gleittisch 2 angebracht. Der Gleittisch 2 und das Kolbenjoch 10 sind durch vier Bolzen 17 miteinander verbunden. Der untere Teil des Kolbenjochs 10 ist in einem säulenförmigen Durchlaß im Zylinderrohr 1 angeord­ net, so daß der Gleittisch 2 mittels des Kolbenjochs 10 bewegt wird.

Eine Bremseinheit ist in der Weise angeordnet, daß sie an einer Seite (der linken Seite bei Betrachtung von Fig. 1) des Gleittisches 2 anliegt, während eine Sensoreinheit 16 in der Weise angeordnet ist, daß sie an der anderen Seite (die rechte Seite bei Betrachtung von Fig. 1) des Gleit­ tisches 2 anliegt. Die Bremseinheit und die Sensoreinheit 16 sind miteinander mittels dreier Bolzen 19 verbunden (siehe Fig. 4(c) und 5). Wie aus den Fig. 5 und 6 weiter­ hin hervorgeht, bildet die obere Oberfläche des Gleittisches 2 eine Werkstückanbringungsfläche, die mit vier Gewindebohrungen 34 versehen ist, die der Befestigung eines Werkstücks an der Oberfläche dienen.

Nun wird die Bremseinheit erläutert. In der Bremseinheit ist ein einziger Bremskörper 11 in der Weise angeordnet, daß er an einer Seite des Gleittisches 2 anliegt, während zwei Seitenabdeckungen 12, die nebeneinanderliegen, in der Weise angeordnet sind, daß sie an der anderen Seite des Bremskörpers 11 anliegen. Der Bremskörper 11 und die Seitenabdeckungen 12 sind mittels acht Bolzen 18 mitein­ ander verbunden. In der Bremseinheit, die den Bremskörper 11 und die zwei Seitenabdeckungen 12 umfaßt, sind zwei Bremseinrichtungen 14 mit gleicher Struktur angeordnet. Wie in Fig. 1, in der nur eine Bremseinrichtung 14 darge­ stellt ist, gezeigt ist, sind drei konzentrische, schei­ benförmige Aussparungen 26 bis 28 nebeneinander im Brems­ körper 11 ausgebildet, deren Durchmesser stufenweise von außen nach innen abnimmt. Radial außerhalb der Aussparung 26 ist ein ringförmiger Vorsprung 30 ausgebildet. An der Innenseite (der rechten Seite bei Betrachtung von Fig. 1) der Aussparung 28 ist eine Aussparung 29 ausgebildet, in die ein Bremsschuh eingepaßt ist. Ein in der Aussparung 28 definierter Zwischenraum dient als Bremskammer 31. Eine Bremsaufnahmebohrung 32 (die in Fig. 1 gestrichelt gezeigt ist) mündet in die Bremskammer 31. Die Bremsauf­ nahmebohrung 32 besitzt eine flache Konfiguration mit kreisförmigem Querschnitt und erstreckt sich in axialer Richtung. Eine einzelne Bremsplatte 21 ist so angeordnet, daß sie durch die zwei Bremseinrichtungen 14 verläuft. Die beiden Enden der Bremsplatte 21 sind mit der ersten Kopfabdeckung 4 bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung 5 verbunden. Genauer ist in eine Aussparung auf einer Seite (der linken Seite bei Betrachtung von Fig. 6) sowohl der ersten Kopfabdeckung 4 als auch der zweiten Kopfabdeckung 5 ein Verbindungselement 22 eingeschoben, ferner ist jeder Endabschnitt der Bremsplatte 21 mit dem Verbindungs­ element 22 mittels eines Stifts 23 verbunden. Mit dem Verbindungselement 22 ist ein Bolzen 24 verschraubt, wo­ durch die beiden Enden der Bremsplatte 21 mit der ersten Kopfabdeckung 4 bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung 5 verbunden sind.

In der Bremskammer 31 sind beiderseits der Bremsplatte 21 ein erster Bremsschuh 35 bzw. ein zweiter Bremsschuh 36 angeordnet. Der erste Bremsschuh 35 ist in die im inneren Ende einer Bremshalterung 37 ausgebildete Aussparung ein­ gepaßt und mittels eines Bolzens befestigt. Der zweite Bremsschuh 36 ist in die Aussparung 29 des Bremskörpers 11 eingepaßt und mittels eines Bolzens befestigt. Die Bremshalterung 37 besitzt einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, einen Abschnitt mit großem Durchmesser und an ihrer äußeren Umfangsfläche einen Flansch 50. In eine im Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Bremshalterung 37 ausgebildete ringförmige Nut ist eine ringförmige Dichtung 39 eingepaßt. Auf einer Hälfte des Abschnitts mit großem Durchmesser, die sich näher am Abschnitt mit kleinem Durchmesser befindet, ist ein Außengewinde ausge­ bildet. Eine ringförmige Bremsführung 38 mit U-förmiger Querschnittskonfiguration ist an der Stufe befestigt, die zwischen den Aussparungen 27 und 28 des Bremskörpers 11 definiert ist. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Bremshalterung 37 ist in die innere Umfangsfläche der Bremsführung 38 eingepaßt. Die ringförmige Dichtung 39 verhindert ein Entweichen von Druckluft durch den Gleiteinpassungsbereich zwischen der inneren Umfangsflä­ che der Bremsführung 38 und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Bremshalterung 37. Eine angenähert ring­ förmige erste Membranhalterung 41, eine Membran 43 sowie eine zweite Membranhalterung 42 sind in den Abschnitt mit großem Durchmesser der Bremshalterung 37 in der erwähnten Reihenfolge von außen nach innen eingepaßt und zwischen dem Flansch 50 und einer Membranmutter 44 durch eine Schraubverbindung zwischen der Mutter 44 und dem am Ab­ schnitt mit großem Durchmesser der Bremshalterung 37 aus­ gebildeten Außengewinde festgeklemmt.

In der inneren Oberfläche jeder Seitenabdeckung 12 sind drei konzentrische, scheibenförmige Aussparungen 46 bis 48 nebeneinander ausgebildet, wodurch der Durchmesser ausgehend von der Mitte der Seitenabdeckung 12 stufen­ weise erhöht wird. Zwischen den Aussparungen 47 und 48 ist ein ringförmiger Anschlag ausgebildet. Der äußere Umfangsbereich der Membran 43 ist zwischen den ringförmi­ gen Vorsprung 30 des Bremskörpers 11 und den ringförmigen Anschlag der Seitenabdeckung 12 eingeklemmt. Die Membran 42 definiert eine Bremsbetätigungskammer 51, welche die Aussparungen 46 und 47 enthält, sowie eine Bremslösekam­ mer 52, die die Aussparungen 26 und 27 enthält. In der Bremshalterung 37 ist an einer Position, die sich in radialer Richtung innerhalb des Flansches 50 befindet, eine ringförmige Aussparung 53 ausgebildet. In diese ringförmige Aussparung 53 ist eine Bremsfeder 55 einge­ paßt. Ein Ende (das linke Ende bei Betrachtung von Fig. 1) der Bremsfeder 55 stößt an die innere Oberfläche der Seitenabdeckung 12 an. In radialer Richtung innerhalb der ringförmigen Aussparung 53 ist ein Eingriffvorsprung 54 ausgebildet. Der Eingriffvorsprung 54 besitzt ein Innengewinde 56, das an einem seiner Enden ausgebildet ist. Der Eingriffvorsprung 54 ist in eine Mittelbohrung 57, die in der Seitenabdeckung 12 ausgebildet ist, glei­ tend eingepaßt. Der Einpassungsbereich zwischen dem Ein­ griffvorsprung 54 und der Mittelbohrung 57 ist mit einer ringförmigen Dichtung abgedichtet, die in eine ring­ förmige Aussparung eingepaßt ist, welche ihrerseits in der inneren Umfangsfläche der Mittelbohrung 57 ausgebil­ det ist.

Die Bremseinrichtung 14 umfaßt die Bremshalterung 37, den ersten Bremsschuh 35, die Bremsfeder 55 usw., die mit der Membran 43 verbunden sind, sowie die Bremsführung 38 und den zweiten Bremsschuh 36. Da die konstitutiven Elemente mit Ausnahme der Bremsführung 38 und des zweiten Brems­ schuhs 36 mit der Membran 43 verbunden sind, wird der Austausch der Bremseinrichtung 14 erleichtert. Ein Aus­ tausch, eine Reparatur oder eine Inspektion der Bremsein­ richtung 14 kann durch Abnehmen der Seitenabdeckung 12 ausgeführt werden, selbstverständlich ohne daß ein Werk­ stück oder dergleichen vom Gleittisch 2 abgelöst werden muß. Wenn die Bremse nicht durch die Wirkung der elasti­ schen Kraft der Bremsfeder 55 und den Luftdruck betätigt wird, befindet sich ein Ende des Eingriffvorsprungs 54 an einer Position, die sich innerhalb der äußeren Oberfläche (der linken Oberfläche bei Betrachtung von Fig. 1) der Seitenabdeckung 12 befindet. Falls daher ein Bolzen 58 durch die Mittelbohrung 57 von außerhalb der Seitenabdec­ kung 12 in das Innengewinde 56 der Bremshalterung 37 geschraubt wird, bewegt sich die Bremshalterung 37 entge­ gen der elastischen Kraft der Bremsfeder 55 und des Luftdrucks nach außen, wodurch die Bremse durch eine manuelle Betätigung selbst dann gelöst werden kann, wenn für die Lösung der Bremse kein Luftdruck zur Verfügung steht.

Wie aus den Fig. 2 und 4(e) hervorgeht, steht das Brems­ betätigungselement 51 mit einem Bremsbetätigungsanschluß 67, der in einer Seitenfläche (der rechten Seitenfläche bei Betrachtung von Fig. 4(e)) der Sensoreinheit 16 vorgesehen ist, über einen Durchlaß 60 in der Seitenab­ deckung 12, einen Durchlaß 61 im Bremskörper 11, einen Durchlaß 62 im Gleittisch 2 und einen Durchlaß 63 in der Sensoreinheit 16 in Verbindung. Die Verbindungsstelle zwischen je zwei benachbarten Durchlässen ist mittels einer ringförmigen Dichtung abgedichtet. Auf ähnliche Weise steht die Bremslösekammer 52 mit einem Bremslösean­ schluß 68, der in der Seitenfläche der Sensoreinheit 16 vorgesehen ist, über einen Durchlaß 64 im Bremskörper 11, einen Durchlaß 65 im Gleittisch 2 und einen Durchlaß 66 in der Sensoreinheit 16 in Verbindung, wobei die jewei­ lige Verbindungsstelle zwischen je zwei benachbarten Durchlässen mittels einer ringförmigen Dichtung abgedich­ tet ist. Der Bremsbetätigungsanschluß 67 und der Bremslö­ seanschluß 68 stehen jeweils über ein Rohr, ein Rich­ tungssteuerventil usw. (die nicht gezeigt sind) mit einer Druckluftquelle oder mit der Atmosphäre in Verbindung.

Luft, die dem Bremsbetätigungsanschluß 67 zugeführt wird, strömt in die Bremsbetätigungskammer 51, um die Bremse in Zusammenwirkung mit der elastischen Kraft der Bremsfeder 55 zu betätigen. In diesem Zeitpunkt ist der zweite Bremsschuh 36 in der Aussparung 29 des Bremskörpers 11 befestigt, während der erste Bremsschuh 35 am inneren Ende der Bremshalterung 37 befestigt ist und die Bremsplatte 21 durch den ersten und den zweiten Brems­ schuh 35 bzw. 36 leicht durchgebogen wird, wodurch die Bremskraft erzeugt wird. Luft, die dem Bremslöseanschluß 68 zugeführt wird, strömt in die Bremslösekammer 52, um die Bremse entgegen der elastischen Kraft der Bremsfeder 55 zu lösen. Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn die elastische Kraft der Bremsfeder 55 ausreichend groß ist, die Bremse ohne Zufuhr von Luft in die Bremsbetätigungs­ kammer 51 betätigt werden kann. In einem solchen Fall sind die Bremsbetätigungskammer 51 und die Luftdurch­ lässe, die miteinander in Verbindung stehen, nicht not­ wendig. Da ferner die Bremseinrichtung 14 in jeder Sei­ tenabdeckung 12 angeordnet ist, sind insgesamt zwei Bremseinrichtungen 14 vorhanden. Folglich gibt es zwei Gruppen von konstitutiven Elementen, wovon jede die Bremsbetätigungskammer 51, die Bremslösekammer 52 usw. enthält. Daher sind die Durchlässe 61 und 64 (obwohl nicht gezeigt) aufgezweigt, so daß die zwei Bremsbetäti­ gungskammern 51 mit dem Bremsbetätigungsanschluß 67 in Verbindung stehen und die zwei Bremslösekammern 52 mit dem Bremslöseanschluß 68 in Verbindung stehen. Da zwei Bremseinrichtungen 14 verwendet werden, kann jede Brems­ einrichtung sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Dicke im Vergleich zu dem Fall, daß nur eine Bremsein­ richtung verwendet wird, reduziert sein, um die gleiche Bremsleistung zu erzielen. Da ferner zwei kompakte und flache Bremseinrichtungen 14 mit einer Seite des Gleitti­ sches 2 verbunden werden können, hat der kolbenstangenlose Zylinder außerdem ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild.

Nun wird der Positionsdetektor erläutert. Wie in den Fig. 1 und 5 gezeigt, besitzt ein Sensorkörper 16 eine Aussparung 69, die an einer Position ausgebildet ist, die sich etwas näher am hinteren Ende (der rechten Seite bei Betrachtung von Fig. 5) als die Mitte des Sensorkörpers 16 befindet. Die Aussparung 69 besitzt eine angenähert quadratische Querschnittskonfiguration. In der Umfangs­ fläche der Öffnung der Aussparung 69 ist eine flache Aussparung mit vorgegebener Weite ausgebildet. Ein Deck­ elelement 70 ist so angeordnet, daß es am Boden der flachen Aussparung anliegt und dadurch die Aussparung 69 verschließt. Das Deckelelement 70 ist mittels vier Bolzen befestigt. Im oberen Abschnitt einer Seitenwand 71 der Aussparung 69 ist eine Durchgangsbohrung ausgebildet, während im Gleittisch 2 eine weitere Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die sich neben der Durchgangsbohrung der Seitenwand 71 befindet. Ein Verstärker 72 ist so ange­ ordnet, daß er sich durch die zwei Durchgangsbohrungen erstreckt.

An der unteren Oberfläche der Aussparung 69 ist eine Sensorführung 74 angeordnet (siehe Fig. 4(b)). Die Sen­ sorführung 74 besitzt eine U-förmige Querschnittskonfiguration und eine vorgegebene Länge. Ein Erfassungskopf 76 ist so angeordnet, daß er an der Innenseite (der linken Seite bei Betrachtung der Figur) der Sensorführung 74 an­ stößt, wobei dazwischen der untere Abschnitt einer Sensorhalterung 77 gehalten wird. Die Sensorführung 74 und der Erfassungskopf 76 sind mittels eines Bolzens 83 miteinander verbunden. Eine Skalenplatte 75 erstreckt sich durch eine in der Sensorführung 74 ausgebildete Nut. Die beiden Enden der Skalenplatte 75 sind mit der ersten Kopfabdeckung 4 bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung 5 ver­ bunden. Jeder Endabschnitt der Skalenplatte 75 ist mit­ tels eines Stifts 79 mit einem Verbindungselement 80 ver­ bunden (siehe Fig. 5). Das Verbindungselement 80 ist in eine Aussparung eingesetzt, die im anderen Ende (dem rechten Ende bei Betrachtung von Fig. 6) jeder der ersten und der zweiten Kopfabdeckungen 4 bzw. 5 ausgebildet ist, wobei ein Bolzen 81 mit dem Verbindungselement 80 ver­ schraubt ist. Somit sind die beiden Enden der Skalen­ platte 75 mit der ersten Kopfabdeckung 4 bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung 5 verbunden.

Die Skalenplatte 75 ist aus magnetischem Material herge­ stellt und besitzt eine parallelogrammartige Quer­ schnittskonfiguration. Die Skalenplatte 75 weist geradli­ nige Aussparungen und Vorsprünge auf, die an der Innen­ seite (an der näher am Erfassungskopf 76 befindlichen Seite) der Skalenplatte 75 durch Ätzen ausgebildet wer­ den, so daß die Aussparungen und Vorsprünge in axialer Richtung abwechselnd in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Die geradlinigen Aussparungen und Vorsprünge bilden eine Magnetskala. Die Magnetskala wird vom Erfassungskopf 76 mit einem magnetischen Leseelement (MR-Element) gele­ sen, das durch einen Permanentmagneten vorbelastet wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der entfernte Endabschnitt des Erfassungskopfs 76 in eine vertikale Nut eingesetzt, die in der Sensorführung 74 ausgebildet ist, ferner ist eine Erfassungsoberfläche 78 des Erfassungskopfs 76 so ange­ ordnet, daß sie der Magnetskala der Skalenplatte 75 zuge­ wandt ist. Die Sensorhalterung 77 ist aus einer dünnen, elastischen Metallplatte gebildet. Der obere Abschnitt der Sensorhalterung 77 ist an der Seitenwand 71 mittels eines Bolzens 82 befestigt. Der zentrale Abschnitt der Sensorhalterung 77 ist horizontal orientiert. Die Sensor­ halterung 77 wird in seitlicher Richtung schwebend und in axialer Richtung starr gehalten. Daher wird der Spielraum zwischen der Magnetskala der Skalenplatte 75 und der Erfassungsoberfläche des Erfassungskopfs 76 nur durch die Größe des Raums im U-förmigen Querschnitt der Sensorfüh­ rung 74 sowie durch die Dicke der Skalenplatte 75 be­ stimmt. Folglich ist die Toleranz des Spielraums optimal, wodurch der Sensorausgang stabilisiert wird. Der Ausgang des Erfassungskopfs 76 wird durch ein Kabel zum Verstär­ ker 72 geschickt. Das vom Erfassungskopf 76 ausgegebene elektrische Signal wird im Verstärker 72 verstärkt und zu einem Impuls geformt, wobei der Ausgang des Verstärkers 72 über einen Verbindungsanschluß 84, der am Deckelele­ ment 70 angeordnet ist, nach außen übertragen wird.

Der Sensor ist ebenfalls zu einer Einheit zusammengefaßt. Das heißt, daß die Sensorführung 74, der Erfassungskopf 76 und die Sensorhalterung 77 so verbunden sind, daß sie eine Sensoreinheit bilden. Folglich wird der Austausch des Sensors erleichtert. Ein Austausch, eine Reparatur, eine Inspektion oder eine Wartung des Sensors können durch Abnehmen des Deckelelements 70 erfolgen, selbstver­ ständlich ohne daß ein Werkstück oder dergleichen vom Gleittisch 2 abgelöst werden müssen.

In einer Seitenfläche der ersten Kopfabdeckung 4, die sich auf derselben Seite wie die Seitenfläche des Sensors befindet, in der die Anschlüsse 67 und 68 vorgesehen sind, sind zwei Zylinderbetätigungsanschlüsse A und B 86 bzw. 87 vorgesehen. Auf ähnliche Weise sind in einer Seitenoberfläche der zweiten Kopfabdeckung 5 auf dersel­ ben Seite wie der Sensor zwei Zylinderbetätigungsan­ schlüsse A und B 88 bzw. 89 vorgesehen. Ferner sind in der vorderen Stirnfläche der ersten Kopfabdeckung 4 zwei (nicht gezeigte) Zylinderbetätigungsanschlüsse A und B vorgesehen. Auf ähnliche Weise sind an der hinteren Stirnfläche der zweiten Kopfabdeckung 5 zwei Zylinderbe­ tätigungsanschlüsse A und B 90 bzw. 91 vorgesehen. Eines der Paare von Zylinderbetätigungsanschlüssen A und B wird im geöffneten Zustand gehalten, während die jeweils anderen der Zylinderbetätigungsanschlüsse A und B mittels entsprechender Deckelelemente geschlossen gehalten werden. Die vier Zylinderbetätigungsanschlüsse A stehen miteinander über einen Durchlaß 94 und andere Durchlässe in Verbindung, während die vier Zylinderbetätigungsan­ schlüsse B miteinander über einen Durchlaß 95 und andere Durchlässe in Verbindung stehen (siehe Fig. 1). Wenn dem kolbenstangenlosen Zylinder durch irgendeinen der Zylin­ derbetätigungsanschlüsse A ein mit Druck beaufschlagtes Fluid zugeführt wird, bewegt sich das Kolbenjoch 10 zu­ sammen mit dem Gleittisch 2 (bei Betrachtung von Fig. 5) nach rechts. Wenn umgekehrt dem kolbenstangenlosen Zylin­ der durch irgendeinen der Zylinderbetätigungsanschlüsse B ein mit Druck beaufschlagtes Fluid zugeführt wird, bewegt sich das Kolbenjoch 10 zusammen mit dem Gleittisch 2 (bei Betrachtung von Fig. 5) nach links. Es wird darauf hinge­ wiesen, daß drei Bolzen 93, die an der hinteren Stirnflä­ che der zweiten Seitenabdeckung 5 in Fig. 6 gezeigt sind, dazu verwendet werden, die zweite Kopfabdeckung 5 und das Zylinderrohr 1 miteinander zu verbinden, und daß die erste Kopfabdeckung 4 und das Zylinderrohr 1 mittels ähnlicher Bolzen miteinander verbunden sind. Es wird außerdem darauf hingewiesen, daß ein Magnet 96 mit dem Kolbenjoch 10 verbunden ist und mit einem automatischen Schalter, der am Zylinderrohr angeordnet ist, in der Weise zusammenwirkt, daß die Position des Kolbenjochs 10 gemeldet wird. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß dann, wenn keine Positionserfassungsfunktion erforderlich ist, auf die Installation der Sensoreinheit, des Sensor­ ausgang-Verbindungsanschlusses 84 usw. verzichtet werden kann, obwohl der Sensorkörper 16 mit den Gleittisch 2 verbunden ist.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 7(a) und 7(b) ein kolbenstangenloser Zylinder mit Bremse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet einen kolbenstangenlosen Zylinder des magnetischen Typs, in dem Magneten in einem Kolben und in einem Bewegungselement angebracht sind. Hinsichtlich der übrigen Aspekte gleicht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher sind in den Fig. 7(a) und 7(b) gleiche Elemente wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugs­ zeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet, außerdem wird ihre nochmalige Beschreibung weggelassen. Es wird darauf hingewiesen, daß ein kolbenstangenloser Zylinder des Kabeltyps, ein kolbenstangenloser Zylinder des Kettentyps, ein kolbenstangenloser Zylinder des Rohrtyps usw. als kolbenstangenloser Zylinder im Sinne der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ver­ wendet werden kann.

Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß der vorliegen­ den Ausführungsbeispiele ein Gleittisch auf einem Zylinderrohr gleitend unterstützt, außerdem ist mit einer Seite des Gleittischs eine Bremseinheit verbunden. Eine Bremsplatte ist so angeordnet, daß sie sich durch die Bremseinheit erstreckt, wobei ihre beiden Enden mit einer ersten Kopfabdeckung bzw. mit einer zweiten Kopfabdeckung verbunden sind, die an den beiden Enden des Zylinderrohrs vorgesehen sind. Die Bremsplatte verläuft zwischen einem ersten und einem zweiten Bremsschuh. Die Bremse wird dadurch betätigt, daß die Wirkung einer Bremsfederkraft, erforderlichenfalls zusammen mit einem Fluiddruck, auf den ersten Bremsschuh wirkt, während die Bremse durch die Wirkung eines Fluiddrucks gelöst wird. Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsbeisiele an der anderen Seite des Gleittischs eine Sensoreinheit angebracht. Eine Skalenplatte ist in der Weise angeordnet, daß sie durch die Sensoreinheit verläuft, wobei die beiden Enden der Skalenplatte mit der ersten Kopfabdeckung bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung verbunden sind, die an den beiden Enden des Zylinderrohrs vorgesehen sind. Die Skalenplatte ist mit einer Magnetskala versehen, ferner ist ein Erfassungskopf an einer Position angeordnet, wo er die Magnetskala der Skalenplatte lesen kann, so daß er die Position des Gleittischs erfassen kann. Folglich können eine Wartung oder eine Reparatur der Bremseinheit oder der Sensoreinheit ausgeführt werden, ohne daß ein Werkstück oder ein anderes Funktionselement vom Gleittisch abgenommen werden muß.

Ferner ist sowohl die Bremse als auch der Sensor jeweils zu einer Einheit zusammengefaßt. Folglich kann der Aus­ tausch der Bremse oder des Sensors ohne weiteres in kur­ zer Zeit erfolgen.

Gemäß der technischen Lehre der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeisiele sind an einer Seitenfläche der Sensoreinheit Anschlüsse (Bremsbetätigungs- und Brems­ löseanschlüsse) für die Zufuhr eines mit Druck beauf­ schlagten Fluids an die Bremse sowie ein Sensorausgang- Verbindungsanschluß vorgesehen, ferner sind an einer Seitenfläche sowohl der ersten Kopfabdeckung als auch der zweiten Kopfabdeckung, die sich auf der gleichen Seite wie die Seitenoberfläche der Sensoreinheit befinden, an der die Anschlüsse und der Sensorausgang-Verbindungsanschluß angebracht sind, zwei Zylinderbetätigungsan­ schlüsse vorgesehen. Da sich folglich die Rohrleitung und das Kabel in der gleichen Richtung erstrecken, können die Rohrleitung und andere konstitutive Elemente während der Installation einfach gehandhabt werden.

Gemäß der technischen Lehre der vorstehenden Aus­ führungsbeispiele ist in eine Mittelbohrung einer Seiten­ abdeckung ein Eingriffvorsprung einer Bremshalterung gleitend eingepaßt, wobei der Eingriffvorsprung der Bremshalterung mit einem Innengewinde versehen ist, so daß die Bremse durch Einschrauben eines Bolzens in das Innengewinde der Bremshalterung von außerhalb der Seitenabdeckung gelöst werden kann. Somit kann die Bremse durch Einschrauben eines Bolzens ohne Luftdruck- Unterstützung gelöst werden. Daher ist es möglich, die Position des Zylinders einfach einzustellen.

Obwohl die Erfindung anhand spezifischer Ausführungs­ beispiele beschrieben worden ist, wird darauf hinge­ wiesen, daß diese beschriebenen Ausführungsbeispiele die vorliegende Erfindung nicht beschränken, sondern daß der Fachmann viele Änderungen und Abwandlungen vornehmen kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims (5)

1. Kolbenstangenloser Zylinder mit
einen Gleittisch, der an einem Zylinderrohr gleitend unterstützt ist,
einem Bewegungselement, das am Gleittisch befestigt ist,
zumindest einer Bremseinheit, wobei die Bremseinheit zumindest einen Durchlaß für ein mit Druck beaufschlagtes Fluid und einen ersten und einen zweiten Bremsschuh aufweist, wobei der erste Bremsschuh und der zweite Bremsschuh eine Bremsplatte zwischen sich aufnehmen, und der erste Bremsschuh durch eine Bremsfeder mit ei­ ner Kraft beaufschlagt ist, wobei eine Bremswirkung mittels eines Fluiddruckes ver­ änderbar ist,
und einer Bremsplatte, wobei die Bremsplatte die Bremseinheit zumindest teilweise durchsetzt, und mit ihren beiden Enden mit einer ersten Kopfabdeckung bzw. mit ei­ ner zweiten Kopfabdeckung verbunden ist, die sich an den beiden Enden des Zylin­ derrohres befinden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bremseinheit (11) an einer Seite des Gleittisches (2) angebracht ist und eine Mehrzahl an Durchlässen (61, 62, 63, 64, 65, 66) aufweist, mittels deren der Bremsein­ heit (11) ein mit Druck beaufschlagtes Fluid zuführbar ist, wobei die Durchlässe (61, 62, 63, 64, 65, 66) mit der anderen Seite des Gleittisches (2) in Verbindung stehen, und wobei die Bremseinheit (11) dadurch betätigt wird, daß die Wirkung der Kraft der Bremsfeder (55), erforderlichenfalls zusammen mit einem Fluiddruck, auf den ersten Bremsschuh (35) zugelassen wird, und die Bremseinheit (11) dadurch gelöst wird,
daß die Wirkung der Kraft der Bremsfeder (55) auf den ersten Bremsschuh (35) durch die Wirkung eines Fluiddrucks aufgehoben wird, und
eine Sensoreinheit (16) als ein Positionsdetektor an der gegenüberliegenden Seite des Gleittisches (2) angebracht ist.

2. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Skalenplatte (75), die durch die Sensoreinheit (16) verläuft, wobei die Skalen­ platte (75) mit ihren beiden Enden mit der ersten Kopfabdeckung (4) bzw. mit der zweiten Kopfabdeckung (5) verbunden ist, und wobei die Skalenplatte (75) eine Magnetskala aufweist, und
einen Erfassungskopf (76), der an einer Position angeordnet ist, in der dieser die Magnetskala der Skalenplatte (75) lesen und dadurch die Position des Gleittisches (2) erfassen kann.

3. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheit enthält:
einen Bremskörper (11),
eine Seitenabdeckung (12), die in ihrer Mitte eine Bohrung (57) aufweist,
eine Membran (43), die zwischen den Bremskörper (11) und die Seitenabdeckung (12) eingeklemmt ist, und
eine Bremshalterung (37), die an einem Mittelabschnitt der Membran (43) befestigt ist, wobei am inneren Ende der Bremshalterung (37) der erste Bremsschuh (35) befestigt ist und die Bremshalterung (37) einen Eingriffvorsprung (54) aufweist, in dem ein Innengewinde (56) ausgebildet ist, wobei der Eingriffvorsprung (54) in die Mittelbohrung (57) der Seitenabdeckung (12) gleitend eingepaßt ist, so daß die Bremse durch Einschrauben eines Bolzens (58) in das Innengewinde (56) der Bremshalterung (37) von außerhalb der Seitenabdeckung (12) gelöst werden kann.

4. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Sensorführung (74) mit U-förmiger Querschnittskonfiguration, wobei die Skal­ tenplatte (75) so angeordnet ist, daß sie durch die Sensorführung (74) verläuft, eine Sensorhalterung (77), die aus einer dünnen, elastischen Platte hergestellt ist, wobei die Sensorhalterung (77) mit ihrem oberen Abschnitt in einer in der Sensor­ einheit ausgebildeten Aussparung befestigt ist und die Sensorhalterung (77) mit ih­ rem unteren Abschnitt zwischen die Sensorführung (74) und den Erfassungskopf (76) in der Weise eingeklemmt ist, daß die Erfassungsoberfläche des Erfassungs­ kopfes (76) der Magnetskala der Skalenplatte (75) zugewandt ist, und einen Sensorausgang-Verbindungsanschluß (84), der an einer Seitenfläche der Sensoreinheit angeordnet ist, so daß ein Ausgangssignal des Erfassungskopfes (76) durch einen Verstärker (72) geleitet wird und über den Sensorausgang- Verbindungsanschluß (84) nach außen übertragen wird.

5. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
einen Anschluß (67), der der Bremseinheit (16) mit Druck beaufschlagtes Fluid zu­ führt, wobei der Anschluß (67) in einer Seitenfläche der Sensoreinheit (16) vorge­ sehen ist,
ein Paar von Zylinderbetätigungsanschlüssen (86, 87 und 88, 89), die in denjeni­ gen Seitenflächen der ersten Kopfabdeckung (4) bzw. der zweiten Kopfabdeckung (5) vorgesehen sind, welche sich auf der gleichen Seite wie die Seitenabdeckung der Sensoreinheit (16) befinden,
ein Paar von Zylinderbetätigungsanschlüssen, die in einer vorderen Stirnfläche der ersten Kopfabdeckung (4) vorgesehen sind, und
ein Paar von Zylinderbetätigungsanschlüssen (90, 91), die in einer hinteren Stirn­ fläche der zweiten Kopfabdeckung (5) vorgesehen sind,
wobei eines der Paare von Zylinderbetätigungsanschlüssen im geöffneten Zustand gehalten wird, während die anderen Zylinderbetätigungsanschlüsse mittels ent­ sprechender Deckelelemente geschlossen sind, und wobei der kolbenstangenlose Zylinder durch ein mit Druck beaufschlagtes Fluid betätigt wird, das von einem der Paare von Zylinderbetätigungsanschlüssen zugeführt wird.