專利名稱：無桿動力缸的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種無桿動力缸，它具有用于密封缸筒上的縫隙的內(nèi)密封帶和外密封帶。
在各種公開文件中已經(jīng)公開了一種無桿動力缸，它包括一具有位于壁上的縱向縫隙的缸筒，一位于缸筒中的活塞，和一在缸筒內(nèi)沿縫隙設置，從而密封缸筒壁上的在活塞兩側(cè)的縫隙開口的內(nèi)密封帶。
例如(A)日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.3-4005、日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.62-177304、日本未經(jīng)審查的實用新型公報(Kokai)No.2-50501和日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.63-190909公開了多種無桿動力缸，其中，內(nèi)密封帶的端部固定在位于缸筒兩端的端蓋上，其位置在缸筒端部的外部。
另外，日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.63-190909、日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.6-17803和日本未經(jīng)審查的實用新型公報(Kokai)No.6-51505公開了上述類型的利用無桿動力缸的線性執(zhí)行裝置。在上述公開文件的線性執(zhí)行裝置中，設有一個或兩個位于缸筒本身上或位于裝在缸筒的基座上的導軌和一個滑臺，該滑臺用一根穿過縫隙并在導軌上被導向的連接桿連接到無桿動力缸的活塞上。
(B)日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.5-106612公開了一種無桿動力缸，其中，在缸筒的外表面上，沿縫隙設有一外密封帶。外密封帶的端部用在缸筒兩端內(nèi)側(cè)的部分的緊固塊緊固在缸筒上。緊固塊用兩根在縫隙兩側(cè)擰入缸筒外壁中的緊固螺栓固定在缸筒上。
(C)日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.56-124711公開了一種無桿動力缸，其中，在缸筒的兩端都設有端蓋。在這種無桿動力缸中，在缸筒的外表面上，在靠近缸筒每一端的地方設有一周向溝槽，并將一擋圈裝在溝槽中。在缸筒上，在擋圈里面的部分上裝有一夾板，并用連接端蓋和夾板的拉緊螺栓將端蓋緊固在缸筒的端部上。在缸筒端部的外面，使內(nèi)密封帶的端部緊固在端蓋上。外密封帶的兩端用一擰入夾板中的緊固螺釘緊固在缸筒上。
(D)日本未經(jīng)審查的專利公報(Kokai)No.61-59008公開了一種無桿動力缸，其中，將一個端蓋的一部分插入缸筒的內(nèi)孔中，并使內(nèi)密封帶的端部夾在插入缸筒內(nèi)孔中的端蓋部分的外表面上。
在上述公報(A)中公開的無桿動力缸中，由于密封帶的端部是固定在缸筒的端蓋上的，端蓋的軸向長度必須足夠長，以使密封帶的端部得以固定。因此，在上述公報(A)的無桿動力缸中，無桿動力缸的長度就變得較大。另外，當線性執(zhí)行裝置被設計成將一無桿動力缸夾在固定在基座上的兩個端板之間時，由于沒有用到端蓋，因此不能使用這種用于緊固內(nèi)密封帶的端部的方法。
在上述公報(B)中公開的無桿動力缸中，必須在缸筒的外表面上鉆出用于緊固螺栓的與缸的軸線垂直的帶螺紋的螺栓孔。通常，在缸筒的端部需要有平行于缸筒軸線的螺栓孔，以緊固在其端部的柱塞構(gòu)件。因此，在上述公報(B)的無桿動力缸中，需要對缸筒進行額外的機加工，以制造用于密封帶的緊固螺栓的帶螺紋的螺栓孔。此外，由于這些附加的帶螺紋的螺栓孔的方向與在缸筒端部的螺栓孔的方向不同，因此，為了制備這種附加的螺栓孔，在機加工時，必須在鉆床上改變缸筒的朝向。這樣就使缸筒的機加工過程變得復雜，因而增加了制造成本。
在上述公報(C)中公開的無桿動力缸中，必須在缸筒的表面上機加工出周向溝槽。與上述公報(B)中鉆削帶螺紋的螺栓孔相似，這種機加工也需要額外的費用。此外，在將端蓋緊固在缸筒上，即夾板上的結(jié)構(gòu)中，拉緊螺栓和擋圈相當復雜。還有，由于內(nèi)密封帶的端部在位于缸筒外面的某一部分上固定在端蓋上，這類無桿動力缸不能用于其結(jié)構(gòu)為將無桿動力缸夾在兩個端板之間的線性執(zhí)行裝置。
此外，在上述公報(D)中公開的無桿動力缸中，由于內(nèi)密封帶的端部夾在插入內(nèi)孔中的端蓋部分的表面上，需要在缸筒的壁上額外機加工出帶螺紋的螺栓孔，以夾緊密封帶。這樣就如同上面所說明的一樣使無桿動力缸的機加工費用增加。
有時，通過將固定在端板上的柱塞構(gòu)件插入而構(gòu)成線性執(zhí)行裝置。在這類線性執(zhí)行裝置中，端板在基板上要如此固定，以使端板之間的距離略大于缸筒的長度。將端板上的柱塞構(gòu)件插入在缸筒兩端的缸筒的內(nèi)孔中，使無桿動力缸夾在端板之間。在這類線性執(zhí)行裝置中，在缸筒兩端的柱塞構(gòu)件和端板要受到缸筒內(nèi)的流體壓力的作用，該壓力沿使端板之間的距離增加的方向作用。另外，當無桿動力缸的活塞在活塞行程的終點碰上柱塞構(gòu)件的插入部分時，沿使端板之間的距離加大的方向有一來自活塞的沖擊力作用在柱塞構(gòu)件和端板上。因此，在這類線性執(zhí)行裝置中，如果內(nèi)密封帶的兩端都緊固在柱塞構(gòu)件或端板上，則可能在內(nèi)密封帶上作用一過大的拉伸應力，它可能縮短內(nèi)密封帶的使用壽命并可在極端情況下使內(nèi)密封帶斷裂。
此外，在內(nèi)密封帶的端部在缸筒的兩端固定在柱塞構(gòu)件的外側(cè)的無桿動力缸中，內(nèi)密封帶的端部必須夾在缸筒的內(nèi)孔壁和柱塞構(gòu)件的外側(cè)之間。有時，這會在裝配無桿動力缸時產(chǎn)生麻煩。這一問題可以參考

圖10予以說明。這就是說，當一個柱塞構(gòu)件100插入缸筒102的一端并且內(nèi)密封帶的一端就位時，內(nèi)密封帶104的另一端通常不會到達缸筒102的另一端。因此，在缸筒的另一端，縫隙103的內(nèi)開口不會被內(nèi)密封帶104蓋住。通常，要在柱塞構(gòu)件100的外側(cè)上設置一環(huán)形密封，例如一O形密封圈101。但是，如果在此情況下將另一柱塞構(gòu)件插入缸筒，由于縫隙103的內(nèi)開口未被內(nèi)密封帶104蓋住，O形圈101就會如此變形，以使O形圈101的一部分如圖10所示的進入縫隙103中。O形圈101的這種變形有時會與內(nèi)密封帶104的端部發(fā)生干涉，妨礙柱塞構(gòu)件100的插入，因而阻止柱塞構(gòu)件100和內(nèi)密封帶104的端部被適當?shù)匮b入缸筒102中。
鑒于上述的相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的各種問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種簡單而有效的結(jié)構(gòu)，以固定無桿動力缸的內(nèi)密封帶的端部。
另外，本發(fā)明的另一目的為提供這樣一種線性執(zhí)行裝置，它通過將無桿動力缸的柱塞構(gòu)件插入缸筒的內(nèi)孔中，而將無桿動力缸夾在一對端板之間，而不需要采用緊固螺栓，同時又能防止在內(nèi)密封帶上作用過大的應力。
再者，本發(fā)明的再一目的是提供一種簡單而有效的裝配無桿動力缸的方法，其中，可在缸筒的端部插入柱塞構(gòu)件而不會與內(nèi)密封帶的端部發(fā)生干涉。
按照本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明所提供的一種無桿動力缸包括一缸筒、柱塞構(gòu)件、一活塞構(gòu)件、一外滑架、內(nèi)密封帶、外密封帶、用于將內(nèi)密封帶的端部固定在柱塞構(gòu)件上的固定裝置；其中所述的缸筒在壁上設有縫隙，它平行于缸筒的軸線延伸；所述柱塞構(gòu)件的每一個設在缸筒的兩端，每端一個并插入缸筒的內(nèi)孔中，所述活塞構(gòu)件位于缸筒的內(nèi)孔中并可在其中沿軸向移動；所述外滑架位于缸筒的外面，并由一穿過缸筒的縫隙的結(jié)合構(gòu)件與活塞結(jié)合，以使滑架能與活塞構(gòu)件成一整體地沿縫隙移動；所述內(nèi)密封帶有兩個端部，它沿縫隙在缸筒的內(nèi)孔壁上如此設置，以使在缸筒的內(nèi)孔壁上的縫隙的開口被內(nèi)密封帶蓋??；所述外密封帶有兩個端部，它沿縫隙在缸筒的外表面上如此設置，以使在缸筒外表面上的縫隙的開口被外密封帶蓋?。凰龉潭ㄑb置包括配合構(gòu)件，每個配合構(gòu)件在缸筒的兩端分別設置在缸筒的外表面上，并用穿過缸筒的縫隙的安裝構(gòu)件和固定在配合構(gòu)件上的固定構(gòu)件固定在相應的柱塞構(gòu)件上，固定裝置穿過縫隙，從而將內(nèi)密封帶的端部固定在柱塞構(gòu)件的表面上。
按照本發(fā)明的這一方面，內(nèi)密封帶的端部由固定在配合構(gòu)件上并穿過缸筒的縫隙伸出的固定構(gòu)件固定在柱塞構(gòu)件的表面上，此外，配合構(gòu)件本身又用穿過縫隙伸出的安裝構(gòu)件安裝在柱塞構(gòu)件上。因此，由于組成將內(nèi)密封帶的端部固定在柱塞構(gòu)件上的固定裝置的所有零件都穿過缸筒的縫隙而固定在柱塞構(gòu)件上，因而在缸筒的表面上不需要有用于固定內(nèi)密封帶的端部的帶螺紋的螺栓孔，也就是說，不需要有額外的鉆削加工。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種包括一無桿動力缸的線性執(zhí)行裝置，其中，無桿動力缸夾在一對端板之間，這對端板彼此相向，其間距離略大于無桿動力缸的軸向長度，并且一個端板設有一夾緊螺釘，它靠在插入缸筒內(nèi)孔的一端的柱塞構(gòu)件的端面上，用于沿朝著另一端板的方向推壓柱塞構(gòu)件。
按照本發(fā)明的這一方面，由于在缸筒一端的柱塞構(gòu)件總是被夾緊螺釘推向缸筒的另一端，作用在柱塞構(gòu)件上的來自缸筒內(nèi)部的流體壓力的力和來自活塞的力都通過夾緊螺釘由端板承受。因此，在內(nèi)密封帶上沒有來自柱塞構(gòu)件的拉伸應力的作用。
按照本發(fā)明的再一個方面，提供了一種用于裝配無桿動力缸的方法，該動力缸具有一缸筒、柱塞構(gòu)件和一內(nèi)密封帶，其中所述缸筒在其側(cè)壁上有一軸向縫隙的開口，所述柱塞構(gòu)件在缸筒的兩端插入缸筒的內(nèi)孔中，所述內(nèi)密封帶沿縫隙設置在缸筒中，以使內(nèi)密封帶蓋住缸筒的內(nèi)孔壁上的縫隙的開口，而且內(nèi)密封帶的兩端都被夾持在相應的柱塞構(gòu)件和缸筒的內(nèi)孔壁之間，此方法包括下列各個步驟在內(nèi)密封帶的一端就位時，將柱塞構(gòu)件中的一個裝配在缸筒的一端；將內(nèi)密封帶的另一端以這樣一種方式固定在缸筒的內(nèi)孔壁上并靠近缸筒的另一端，以使內(nèi)密封帶的另一端蓋住縫隙開口；將其長度大于內(nèi)密封帶的一端和缸筒的另一端之間的距離的覆蓋條放在缸筒的內(nèi)壁上，從而使內(nèi)密封帶的另一端由覆蓋條的一端蓋住，而覆蓋條的另一端則伸至缸筒的外面；將另一柱塞構(gòu)件插入缸筒另一端的內(nèi)孔中，由此使覆蓋條和內(nèi)密封帶的另一端都被夾持在另一柱塞構(gòu)件和缸筒的內(nèi)孔壁之間；以及將覆蓋條的另一端拉向朝著缸筒的外面的方向，以將覆蓋條從缸筒的內(nèi)孔中除去。
按照本發(fā)明的這一方面，當另一柱塞構(gòu)件插入缸筒的內(nèi)孔中時，在內(nèi)密封帶的另一端和缸筒的另一端之間的缸筒內(nèi)表面上，內(nèi)密封帶的另一端和縫隙的開口都被覆蓋條蓋住。因此，另一柱塞構(gòu)件可以插入內(nèi)孔中，而不會與內(nèi)密封帶的另一端發(fā)生干涉。這樣，柱塞構(gòu)件可以在裝配無桿動力缸時很容易地插入缸筒中。
本發(fā)明可從參考附圖進行的以下描述中得到更好地理解，這些附圖是圖1是按照本發(fā)明的一個實施例的線性執(zhí)行裝置的透視圖；圖2是圖1所示線性執(zhí)行裝置的局部剖開的平面圖；圖3是沿圖2中的III-III線的剖視圖；圖4是沿圖2中的IV-IV線的剖視圖；圖5A示出了線性執(zhí)行裝置沿圖4中的V-V線剖開的剖面的一個例子；圖5B示出了線性執(zhí)行裝置沿圖4中的V-V線剖開的剖面的另一個例子；圖6是圖1中所示無桿動力缸的放大的剖視圖，它說明了內(nèi)密封帶的端部的固定；圖7是無桿動力缸裝置的局部剖開的側(cè)視圖，它示出了內(nèi)密封帶端部的固定的另一實施例；圖8A、8B和9A、9B是說明按照本發(fā)明的裝配無桿動力缸的方法的一個例子的視圖；和圖10是說明在現(xiàn)有技術(shù)中的裝配無桿動力缸的方法中的問題的視圖。
圖1至3示出了按照本發(fā)明的具有無桿動力缸的線性執(zhí)行裝置的一個實施例。在圖1至3中，參考標號1代表線性執(zhí)行裝置的基座?；?有一L形的橫截面，該橫截面有一底部1a和一位于底部1a的側(cè)面并與其垂直的側(cè)壁1b。在底部1a的上表面上，沿其整個長度設有一淺槽2。此槽2用于將一導軌10安裝在基座1上。從圖3中可以最清楚地看出，在淺槽2的底面上沿其整個長度設有一T字形的凹槽3(具有T形橫截面的凹槽)。另外，在基座2的上表面上，在淺槽2的與側(cè)壁1b相對的一側(cè)，有一用于安裝擋塊構(gòu)件支座75的另一T形槽4，它平行于淺槽2延伸。T形槽4也沿基座1的整個長度設置。
在基座1的上表面上，在與側(cè)壁1b相對的側(cè)面1c上，形成有一個脊5。脊5在基座1上沿整個長度形成。如圖3所示，脊5容納用于工作流體的通道6。
在底部1a的下表面上，沿底部1a的整個長度設有一對T形槽7。槽7用于將線性執(zhí)行裝置裝在其它機器上。在本實施例中，基座1用鋁合金制造并用擠壓工藝做出。
其長度略小于基座1的長度的導軌10設置在基座1的槽2中。該導軌10有多個帶螺紋的螺栓孔11，這些孔沿導軌10的長度設置。通過將安裝螺栓12擰入帶螺紋的螺栓孔11中，使螺栓12與裝在T形槽3中的螺母13接合，就可以將導軌10裝在基座1上。導軌10在其每一側(cè)上設有一導向溝槽14，它沿導軌10的整個長度延伸。雖然在本實施例中導向溝槽14有一半圓形的橫截面，但導向溝槽14也可以有V字形的橫截面。
圖2和3中的標號15代表一由導軌10導向的線性執(zhí)行裝置的導向構(gòu)件。在此實施例中，設置有兩個導向構(gòu)件15。每個導向構(gòu)件15跨裝在導軌10上并在其上滑動，它還在朝著導軌10的相應的導向溝槽14的部分設有滾珠槽16。滾珠槽16與導向溝槽14形成滾珠17的通道，該滾珠在導軌10上起著支承導向構(gòu)件15的球軸承的作用。導向構(gòu)件15與滑臺18的下表面連接。雖然在此實施例中設置了兩個導向構(gòu)件15，但在本發(fā)明中，導向構(gòu)件的數(shù)目并不限于兩個。
標號20和21是矩形的端板，它們用安裝螺栓22在基座1的兩端裝在基座1上。各個端板20、21以這樣一種方式垂直于基座1的縱向軸線延伸，即，使端板20和21的端部越過基座1的側(cè)面1c(與側(cè)壁1b相對的一側(cè))伸出。如圖3所示，端板20和21的高度做得基本上與無桿動力缸組件30的缸筒31的高度H(該高度沿垂直于縫隙32的方向測量)相同，這樣在端板20和21之間形成一用于容納無桿動力缸組件30的空間C。如圖3所示，將無桿動力缸組件30設置在端板20和21之間，平行于導軌10。
無桿動力缸組件30的缸筒31有一基本上為矩形的橫截面。在缸筒31的側(cè)壁上沿其整個長度設有一縫隙32。缸筒31的各個端部都用一柱塞構(gòu)件33塞住。圖6示出了缸筒31的一個端部(圖2中在右手側(cè)的端部)的詳細結(jié)構(gòu)。如圖6所示，柱塞構(gòu)件33包括一塞住部分33a和一薄的法蘭部分33b，以及一裝配到端板20和21的凹下部分60中的部分33c。在缸筒31的內(nèi)孔34中，設有一能沿缸筒的縱向軸線移動的活塞40。如圖2所示，在缸筒31的兩端上的柱塞構(gòu)件33和活塞40在缸筒31中限定了兩個缸室S1和S2。另外，在各個柱塞構(gòu)件33中設有連通在活塞40兩側(cè)的對應的缸室S1和S2的連接通道33d。只要將塞住部分33a插入缸筒31的內(nèi)孔34中，就可將柱塞構(gòu)件33裝在缸筒31的端部，也就是說，不必采用其它的固定裝置，如固定螺栓來將柱塞構(gòu)件33裝在缸筒31上。在塞住部分33a端部的周邊上裝有一環(huán)形密封構(gòu)件25，以密封塞住部分33a和內(nèi)孔34的壁之間的間隙，此密封構(gòu)件可以是一個O形密封圈。
圖4是沿圖2中的IV-IV線的剖視圖。如圖4所示，柱塞構(gòu)件33的塞住部分33a和法蘭部分33b的一部分都進行了機加工，以在柱塞構(gòu)件33的側(cè)面上形成一扁平部分33e。如同以后要說明的那樣，扁平部分33e用于使內(nèi)密封帶易于插在內(nèi)孔34的壁和柱塞構(gòu)件33之間，并有助于內(nèi)密封帶沿缸筒31的縱向軸線滑動。在柱塞構(gòu)件33的扁平部分33e上，在扁平部分33e的寬度的中心，設置兩個帶螺紋的螺釘孔35，它們沿柱塞構(gòu)件33的縱向布置。此外，在扁平部分33e上設有一溝槽38，這可在圖6中最清楚地看出。溝槽38位于扁平部分33e的寬度的中心，并在塞住部分33a的末端和帶螺紋的孔35之間的部分上。在此實施例中，用鉚釘37將墊圈36固定在內(nèi)密封帶50的每一端上。溝槽38的設置是用于容納鉚釘37的頭部。如圖5所示，墊圈36配合在縫隙32的寬度中并防止內(nèi)密封帶50沿垂直于縫隙32的方向偏移。但是，如果采用了類型合適的密封帶，例如具有裝配到縫隙32中的唇部以防止密封帶偏移的彈性密封帶，就不需要墊圈36。
在內(nèi)孔34中設有活塞40，它可以沿缸筒31的軸向移動。從圖2中可以清楚地看出，在活塞40的每一側(cè)上設有一活塞密封圈41。因此，在缸筒31的內(nèi)孔34中，由活塞限定了兩個缸室S1和S2。在此實施例中，活塞40的一部分形成一軛狀物42，它穿過縫隙32突出到缸筒31的外面。借助于多個設置在軛狀物42上的孔42a和裝配在孔42a中的銷子42b使固定架43與軛狀物42結(jié)合。在固定架43的每個軸向端部上裝有一側(cè)板45。在此實施例中，固定架43與側(cè)板45形成一外滑架44，而軛狀物42則形成一用于將滑架44連接在活塞40上的結(jié)合構(gòu)件。在每個側(cè)板45上裝有一刮板46。刮板46由一個圍住滑架44的周邊的O形圈47保持就位。備有一設置在缸筒31的內(nèi)部并封住縫隙32的內(nèi)開口的內(nèi)密封帶50，和一設置在缸筒31的外面并封住縫隙32的外開口的外密封帶51。內(nèi)密封帶50和外密封帶51由軛狀物42中的導向表面導向并穿過滑架44。
在此實施例中，將內(nèi)密封帶50和外密封帶51做成薄的柔性帶，它用例如像不銹鉻鋼這樣的磁性物質(zhì)制造。在此實施例中。將磁性帶52在縫隙32的兩側(cè)嵌在缸筒31的外表面上。因此，內(nèi)密封帶50和外密封帶51都被吸至磁性帶52上并且強制地密封縫隙32的內(nèi)開口和外開口。雖然在本實施例中采用了用磁性物質(zhì)做的密封帶，但也可以使用其它類型的柔性密封帶。例如，密封帶可以用胺基甲酸乙酯人造橡膠或尼龍制造，或用鉻鋼和橡膠的復合物制造。此外，密封帶也可以如此設計，以使內(nèi)密封帶和外密封帶彼此撓性地接合，或是各個密封帶柔性地與縫隙32接合，以密封縫隙32，從而代替使用磁性帶52。
圖5A和圖6示出了將內(nèi)密封帶和外密封帶固定在柱塞構(gòu)件33上的一個例子。如圖5A所示，通過將外密封帶51的端部夾在一個配合板53和缸筒31的外壁表面之間，就可將外密封帶51的端部固定在缸筒31的外表面上。在此實施例中，通過用兩個安裝螺栓54將配合板推至缸筒的外表面上，就可將配合板固定在缸筒31上。如圖5A所示，使安裝螺栓54穿過設置在配合板53上的孔，然后穿過縫隙32擰入在柱塞構(gòu)件33的塞住部分33a上的螺紋孔35中，并且在以后要說明的緊定螺釘55內(nèi)的部分處將外密封帶的端部夾在缸筒31與配合板53之間。另一方面，通過將內(nèi)密封帶50的端部以這樣一種方式夾在柱塞構(gòu)件33的表面和緊定螺釘55之間，即，使內(nèi)密封帶50的鉚釘37容納在位于柱塞構(gòu)件33的塞住部分33a上的溝槽38中，可將內(nèi)密封帶50的端部固定在柱塞構(gòu)件33上。在這種情況下，將墊圈36裝入縫隙32中，并由此使內(nèi)密封帶50沿垂直于縫隙32的方向的移動受到限制。將緊定螺釘55擰入設置在配合板53上的螺紋孔中，直至螺釘?shù)募忸^55a穿過縫隙32，并咬入內(nèi)密封帶50的表面為止。因此，內(nèi)密封帶50可由螺釘55牢牢地固定在塞住部分33a上。
圖5B示出了外密封帶51的固定的另一個例子。在圖5B中，外密封帶51延伸至缸筒31的端部，并且在外密封帶51的端部上形成一缺口51a，從而在外密封帶51的端部上形成一U形部分。在此實施例中，用一個安裝螺栓54將配合板53固定在缸筒31上。安裝螺栓54和緊定螺釘55要布置成使它們穿過縫隙32和外密封帶51的缺口51a。在圖5B所示的固定中，由于在缺口51a的兩側(cè)形成了外密封帶材料的腿狀部分，即使配合板53由作用在緊定螺釘55上的反作用力而略為抬起，外密封帶51也能牢牢地固定在缸筒31上。由于在此實施例中，用一個安裝螺栓54足以固定夾板53和外密封帶51，因此，可以將由于安裝螺栓54的擰入而引起的缸筒31的撓曲減至最小。雖然在本實施例中，在外密封帶51上設有缺口51a，但是也可以做出其它形狀的缺口或細長形的孔，或是采用另一種方式，可以做出用于安裝螺栓54和緊定螺釘55的單獨的孔。
下面，參考圖6說明用于在端板20和21之間安裝缸筒31的結(jié)構(gòu)的一個實施例。如前所述，柱塞構(gòu)件33只夾在缸筒31和端板20與21之間，而不用任何的安裝螺栓。端板20與21之間的距離(圖中的L2)要略大于當柱塞構(gòu)件33插入缸筒31時在法蘭33b的外表面33f之間的距離(圖6中的L1)。這種要求是為了便于安裝缸筒31和端板20與21。在裝配好的狀態(tài)下，柱塞構(gòu)件33的部分33C連同O形密封圈61一起裝配到位于每個端板20和21上的凹座60中。在此實施例中，如圖6所示，一個端板(在此實施例中為右側(cè)端板21)在其朝向柱塞構(gòu)件33的法蘭部分33b的部分上設有一夾緊螺釘62。在用位于端板21上的夾緊螺釘62將柱塞構(gòu)件33的法蘭部分33b推向另一端板20以后，就可以用安裝螺栓63(圖1)將端板20、21裝在缸筒31的端面上。在這種條件下，在法蘭部分33b的面33f和端板21之間留有一小的間隙t。
如圖2所示，在另一端板20上，在朝向基座1中的工作流體通道6的左手端的部分，設有一用于工作流體的入口23a，在朝向柱塞構(gòu)件33的連接通道33d的端部的部分，設有一用于工作流體的出口23b。另外，在端板21上，設有一連接通道24，它將流體通道6與圖2右手側(cè)的柱塞構(gòu)件33的連接通道33d連接起來。因此，工作流體的輸入管和輸出管可以只與一個端板(在此實施例中為端板20)相連。另一種方案是，可以在各個端板上獨立地設置入口和出口。
在圖2中，滑臺18在其靠近側(cè)壁1b的一側(cè)與導向構(gòu)件15結(jié)合?；_18從其與導向構(gòu)件15相結(jié)合的那部分延伸到在外滑架44上方的那部分，也就是說，在從上往下看時，滑臺18并不與缸筒31重疊。在滑臺18的底部，在其跨在外滑架44上的那部分，設有一對腿70。外滑架44通過設置在側(cè)板45和腿70之間的彈性緩沖器71夾在滑臺的兩條腿70之間，從而使滑臺18能被活塞40驅(qū)動。
在圖2中，標號72示出了一擋塊，其長度短于滑臺18的長度。將擋塊72以這樣一種方式設在滑臺的底部上，即，使其端面73位于滑臺18的軸向端部18a的里面。從圖2和4中可以最清楚地看出，擋塊構(gòu)件支座75與端板20和21平行地設置。擋塊構(gòu)件支座75有與導軌10相配的槽76。另外，擋塊構(gòu)件支座75由螺栓79固定在基座1上，該螺栓79與位于基座1上的T形槽4中的螺母構(gòu)件78接合。因此，可以通過螺母構(gòu)件78在槽4中的定位而沿缸筒31的軸向任意地調(diào)節(jié)擋塊構(gòu)件支座75的位置。槽76的垂直面與導軌10的垂直面10a和10b緊密接觸，而不與導向溝槽14的面接觸。另外，如圖2所示，在此實施例中的螺母構(gòu)件78有一延長部分78b，該部分在T形槽4中延伸。擋塊構(gòu)件支座75上設有一螺紋孔81，以通過設置在減震器80的外表面上的螺紋與孔81的內(nèi)螺紋的接合接納減震器80。在擋塊構(gòu)件支座75的前部77設有一缺口和一安裝螺釘82，以便將減震器80固定在孔81中。當將減震器80固定在孔81中時，減震器80從支座75中朝滑臺18的擋塊72突出。在線性執(zhí)行裝置的某些應用中，不需要使用減震器80。圖2中的標號85是通孔，它們貫穿端板20和21，用于將線性執(zhí)行裝置裝在其它結(jié)構(gòu)上，而圖4中的標號86是一個槽，用于將輔助裝置，如開關(guān)裝在線性執(zhí)行裝置上。
在圖1至圖4所示的線性執(zhí)行裝置中，由于導軌10固定在基座1上，并且無桿動力缸組件裝在同樣固定在基座1上的端板20和21之間，因此，即使線性執(zhí)行裝置由端板上的孔85裝在其它結(jié)構(gòu)上，導軌10也會由基座1(它與端板20和21剛性地連接)剛性地支承。這樣，按照本實施例中的線性執(zhí)行裝置，可以總是保持滑臺18的平穩(wěn)移動。另外，由于連接活塞40和滑架44的連接構(gòu)件(軛狀物)42沿平行于滑臺的方向(也就是在本實施例的圖3和4中水平地)從縫隙32中突出，可以將線性執(zhí)行裝置的總高度降低到 基本上與缸筒31的高度(圖3中的高度H)相同的高度。因此，按照本實施例，可以提供一種非常緊湊和堅固的線性執(zhí)行裝置。
當供應工作流體，如壓力空氣時，缸筒31的活塞40沿缸筒的軸線移動，從而使滑臺18由導軌10上的滑架44驅(qū)動。當滑臺到達其行程的終點時，擋塊72的端面73碰上減震器80。這樣，由于擋塊與擋塊構(gòu)件(即減震器)接合時的沖擊被減震器80減小，滑臺18就平穩(wěn)地停在其行程的終點。當擋塊72與減震器80接合時，在擋塊構(gòu)件支座75上作用有一扭矩。例如，在圖1的右手側(cè)，支座75上作用有一順時針的扭矩。但是，由于支座75是由溝槽76固定在導軌10上的，此扭矩可通過導軌10由基座1承受。因此，即使在長期運行后，擋塊構(gòu)件支座75也仍然保持在應有的位置上。另外，雖然擋塊與減震器的接合也在支座75被從基座1上抬起的方向上作用扭矩，但是由于本實施例中的螺母構(gòu)件78設有延伸部分78b，此力矩也可傳到基座1上并由其承受。這樣，就防止了安裝螺栓79的松開。導軌10用垂直的面10a、10b與支座75接觸，而導向槽14則不與支座75接觸。因此，導向構(gòu)件15的移動不會受到擋塊與減震器的接合的影響。此外，由于擋塊72所處的位置在滑臺側(cè)面的里面，因此，按照本實施例，可以保持滑臺有長的行程，同時保持線性執(zhí)行裝置有短的長度。
在線性執(zhí)行裝置運行時，在缸筒31兩端上的柱塞構(gòu)件33承受缸室S1和S2中的工作流體壓力。此外，在未采用減震器80的應用中，活塞40移至其行程的終點并碰上柱塞構(gòu)件33。當活塞40碰上柱塞構(gòu)件33時，柱塞構(gòu)件33受到來自活塞40的力的作用并被推向端板。如前所述，使端板20、21之間的距離略大于法蘭面33f之間的距離。此外，柱塞構(gòu)件33并沒有固定在缸筒31上。因此，當柱塞構(gòu)件33受到來自活塞和來自工作流體的力的作用時，柱塞構(gòu)件33有朝端板移動的傾向。如果柱塞構(gòu)件移向端板(特別是朝端板21，這是因為，在法蘭面33f與端板21之間存在間隙t)，內(nèi)密封帶50和外密封帶51就由柱塞構(gòu)件33拉動。這樣就在內(nèi)、外密封帶中產(chǎn)生過大的拉力，并且可能縮短密封帶的使用壽命。但是，按照本發(fā)明，在端板21上設有一夾緊螺釘62，并且它總是將法蘭部分33b推向?qū)γ娴亩税?0。因此，作用在柱塞構(gòu)件33上的力通過夾緊螺釘由端板承受，從而使柱塞構(gòu)件能固定就位。這樣，按照本實施例，在密封帶上不會作用有過量的拉力。
圖7示出了一個實施例，其中，將按照本發(fā)明的用于固定密封帶的布置用于無桿動力缸組件本身(即，一個單獨的無桿動力缸，它不組成一線性執(zhí)行裝置)。在此情況下，由于未采用端板20、21或基座1，采用了端蓋33A和33B，以代替圖6中的柱塞構(gòu)件33。端蓋33A和33B由安裝螺栓90固定在缸筒31的端部上。按照本發(fā)明，如上所述，內(nèi)密封帶50和外密封帶51的端部固定在端蓋33A和33B的塞住部分33a上，亦即，密封帶的端部總是位于在缸筒31的兩端內(nèi)的部分，因此，端蓋33A和33B的位于缸筒31的兩端外的部分的厚度只需用于容納安裝螺栓90。這樣，可以將包括端蓋33A和33B的厚度的無桿動力缸的總長度減至最小。
下面，參考圖8A、8B和9A、9B說明裝配按照本發(fā)明的無桿動力缸31的方法的一個實施例。在上述實施例中，由于內(nèi)密封帶50的端部必須夾持在柱塞構(gòu)件33的塞住部分33a的側(cè)面和缸筒31的內(nèi)孔34的壁之間，因此，當內(nèi)密封帶放在正確的位置上時，內(nèi)密封帶的兩端都位于缸筒31的端部內(nèi)側(cè)，亦即，縫隙32的在缸筒31的端部和內(nèi)密封帶50的端部之間的部分未被內(nèi)密封帶50蓋住。如果在將內(nèi)密封帶50放在正確的位置上以后才將柱塞構(gòu)件33插入缸筒31的內(nèi)孔34中，那么位于柱塞構(gòu)件33的側(cè)面上的O形密封圈25就可能會變形并進入未被內(nèi)密封帶50蓋住的縫隙32中。這樣就產(chǎn)生如圖10中所述的在O形密封圈25與內(nèi)密封帶50之間存在干涉的問題，并妨礙柱塞構(gòu)件33和內(nèi)密封帶50的正確安裝。
在下面要說明的方法中，通過在塞住部分33a上提供一扁平部分33e，并在插入柱塞構(gòu)件33時采用覆蓋條，就可以解決干涉問題。
圖8A和8B示出了將第一柱塞構(gòu)件(首先裝入缸筒31中的柱塞構(gòu)件，例如圖8A和8B中在右手側(cè)的柱塞構(gòu)件33)插入缸筒的內(nèi)孔中的過程，而圖9A和9B則示出了在第一柱塞構(gòu)件插入缸筒的內(nèi)孔中之后，將第二柱塞構(gòu)件(最后裝入缸筒31中的柱塞構(gòu)件，例如圖9A和9B中左手側(cè)的柱塞構(gòu)件33)插入缸筒的內(nèi)孔中的過程。
如圖8A所示，在此實施例中，當?shù)谝恢麡?gòu)件33插入缸筒31的內(nèi)孔34中時，將內(nèi)密封帶50和外密封帶51插入外滑架44中，并將活塞事先放入內(nèi)孔34中。此外，在插入第一柱塞構(gòu)件33之前，將在第一柱塞構(gòu)件側(cè)的內(nèi)密封帶50的端部如圖8A所示那樣從缸筒31中拉出。在此情況下，內(nèi)密封帶50的另一端部(第二柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端)位于內(nèi)孔34中，并且靠近缸筒31的第一柱塞構(gòu)件側(cè)的縫隙32的內(nèi)開口被內(nèi)密封帶50蓋住。然后，將第一柱塞構(gòu)件33以這樣一種方式插入缸筒31的內(nèi)孔34中，即，使缸筒31中的內(nèi)密封帶50穿過第一柱塞構(gòu)件33的扁平部分33e。由于縫隙32的內(nèi)開口在將第一柱塞構(gòu)件33插入內(nèi)孔34中時由內(nèi)密封帶50蓋住，并且O形密封圈25不會進入縫隙32中，第一柱塞構(gòu)件33就可平穩(wěn)地插入缸筒31的內(nèi)孔34中，而不會與內(nèi)密封帶50發(fā)生干涉。
在將第一柱塞構(gòu)件33插入到正確位置以后，將內(nèi)密封帶的第二柱塞構(gòu)件側(cè)的端部(即，現(xiàn)在位于缸筒31中的那一端)拉至缸筒的另一側(cè)(第二柱塞構(gòu)件的那一側(cè))，直至內(nèi)密封帶50在柱塞構(gòu)件33的扁平部分33e上滑動，同時在內(nèi)密封帶的第一柱塞構(gòu)件側(cè)那一端上的鉚釘37裝入在第一柱塞構(gòu)件33(圖8B)的扁平部分33e上的溝槽38中并配合到正確的位置時為止。通過例如使一鉤子穿過縫隙32與在第二柱塞構(gòu)件側(cè)那一端上的鉚釘37接合，可將內(nèi)密封帶50拉動。在將內(nèi)密封帶50放在正確的位置上以后，調(diào)整外密封帶51的位置，以將其放在正確的位置上(圖6中所示的位置)。
當內(nèi)密封帶50放在正確的位置上時，它的第二柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端就如圖6所示的位于缸筒31內(nèi)，并且縫隙32的在內(nèi)密封帶50的端部和缸筒31的端部之間的部分不會被內(nèi)密封帶蓋住。因此，在此實施例中，在將第二柱塞構(gòu)件(圖9A和9B中右手側(cè)的柱塞構(gòu)件)插入之前，將覆蓋條95在缸筒31的內(nèi)孔中如此放置，以使覆蓋條95從內(nèi)密封帶50的第二柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端延伸到缸筒31的第二柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端的外面(圖9A)。覆蓋條95是一薄而柔軟的帶子，用例如與內(nèi)密封帶50相同的材料制造。
此后，將第二柱塞構(gòu)件33插入缸筒31的內(nèi)孔34中，使得其扁平部分33e與覆蓋條95(以及內(nèi)密封帶50)相配。由于縫隙32的內(nèi)開口由覆蓋條95蓋住，可平穩(wěn)地將第二柱塞構(gòu)件33插入內(nèi)孔34中。在將第二柱塞構(gòu)件33插至缸筒31中的正確位置以后，從缸筒31的內(nèi)孔34中拉出覆蓋條95(圖9B)。這樣，內(nèi)密封帶50的第二柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端在取出覆蓋條95以后仍然留在如圖6中所示的正確位置上。
在取出覆蓋條95以后，精確地調(diào)整內(nèi)密封帶50和外密封帶51的位置，并用配合板53和安裝螺栓54將外密封帶51的兩端固定在缸筒31上。然后，用緊定螺釘55將內(nèi)密封帶50的兩端固定在柱塞構(gòu)件33的塞住部分33a上。另一種方案是，可在插入第二柱塞構(gòu)件之前將內(nèi)密封帶和外密封帶的在第一柱塞構(gòu)件側(cè)的那一端固定在缸筒和第一柱塞構(gòu)件上。
上面所說明的方法可同時用于裝入一線性執(zhí)行裝置的無桿動力缸組件和無桿動力缸本身。
權(quán)利要求
1.一種無桿動力缸，包括一缸筒，它在壁上設有一平行于缸筒的軸線延伸的縫隙；柱塞構(gòu)件，在缸筒的兩端，每端設置一個，并插入缸筒的內(nèi)孔中；一活塞構(gòu)件，它設置在缸筒的內(nèi)孔中并可沿軸向在其中移動；一外滑架，它位于缸筒的外面并由一穿過缸筒縫隙的結(jié)合構(gòu)件與活塞結(jié)合，從而使上述滑架與活塞構(gòu)件整體地沿上述縫隙移動；一具有兩個端部的內(nèi)密封帶，它以這樣一種方式沿上述縫隙設置在缸筒的內(nèi)孔的壁上，以使在缸筒的內(nèi)孔的壁上的縫隙的開口被上述內(nèi)密封帶蓋住；一具有兩個端部的外密封帶，它以這樣一種方式沿上述縫隙設置在缸筒的外表面上，以使在缸筒外表面上的縫隙的開口被上述外密封帶蓋?。还潭ㄑb置，它用于將內(nèi)密封帶的端部固定在柱塞構(gòu)件上，上述固定裝置包括配合構(gòu)件，它們設置在缸筒的外表面上，在缸筒的每一端有一個，并用一穿過缸筒縫隙的安裝構(gòu)件和一固定在上述配合構(gòu)件上并延伸過上述縫隙的緊定構(gòu)件固定在相應的柱塞構(gòu)件上，從而將內(nèi)密封帶的端部緊固在柱塞構(gòu)件的表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的無桿動力缸，其特征為，上述配合構(gòu)件是一裝在缸筒的外表面上的板，而上述安裝構(gòu)件是一螺栓，它穿過缸筒的縫隙擰入柱塞構(gòu)件中，從而將上述板推至缸筒的表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的無桿動力缸，其特征為，上述的緊定構(gòu)件是一個螺釘，它擰在配合構(gòu)件上并穿過缸筒的縫隙伸出，從而將內(nèi)密封帶的端部夾在它的尖頭和柱塞構(gòu)件的表面之間。
4.如權(quán)利要求1所述的無桿動力缸，其特征為，所述配合構(gòu)件通過將外密封帶的端部夾在缸筒的外表面和配合構(gòu)件之間而將外密封帶的端部固定在缸筒的外表面上。
5.如權(quán)利要求4所述的無桿動力缸，其特征為，上述配合構(gòu)件是一塊設置在缸筒的外表面上的板，上述安裝構(gòu)件是一螺栓，該螺栓穿過缸筒的縫隙擰入柱塞構(gòu)件，從而將外密封帶的端部夾在缸筒的外表面和上述板之間；上述螺栓穿過設置在外密封帶的端部上的一個通孔，以使外密封帶的在所述通孔兩側(cè)的部分夾在缸筒的外表面與上述板之間。
6.如權(quán)利要求1所述的無桿動力缸，其特征為，上述柱塞構(gòu)件包括一圍繞柱塞構(gòu)件設置的環(huán)形密封，用于密封柱塞構(gòu)件與缸筒內(nèi)孔的表面之間的間隙；所述內(nèi)密封帶的端部相對于缸筒的軸向長度的中心在位于環(huán)形密封外面的那部分上固定在柱塞構(gòu)件上。
7.一種包括一如權(quán)利要求1所述的無桿動力缸的線性執(zhí)行裝置，其特征為，上述無桿動力缸夾在一對端板之間，該對端板彼此相向，其間距離略大于無桿動力缸的軸向長度；上述端板中的一個設有一抵靠在柱塞構(gòu)件的端面上，用以將上述柱塞構(gòu)件沿朝向另一端板的方向推壓的夾緊螺釘。
8.一種用于裝配無桿動力缸的方法，該動力缸具有一在其側(cè)壁上有一軸向縫隙開口的缸筒，在缸筒兩端插入缸筒的內(nèi)孔中的柱塞構(gòu)件，和一內(nèi)密封帶，該內(nèi)密封帶以這樣一種方式沿所述縫隙設置在缸筒中，即，使內(nèi)密封帶蓋住在缸筒內(nèi)孔的壁上的縫隙的開口，同時，使內(nèi)密封帶的兩端夾持在相應的柱塞構(gòu)件和缸筒內(nèi)孔的壁之間，上述方法包括下列步驟在內(nèi)密封帶的一端就位時，將柱塞構(gòu)件中的一個裝配在缸筒的一端上；將內(nèi)密封帶的另一端以這樣一種方式固定在缸筒內(nèi)孔的壁上并靠近缸筒的另一端，以使內(nèi)密封帶的上述另一端蓋住縫隙開口；將一其長度大于在內(nèi)密封帶的上述端部和缸筒的另一端之間的距離的覆蓋條放置在缸筒的內(nèi)壁上，由此使內(nèi)密封帶的上述另一端被上述覆蓋條的一端蓋住，并且覆蓋條的另一端延伸到缸筒的外面；將另一柱塞構(gòu)件插入缸筒另一端的內(nèi)孔中，以使覆蓋條和內(nèi)密封帶的上述另一端都夾持在上述另一柱塞構(gòu)件和缸筒內(nèi)孔的壁之間；以及朝著缸筒的外部的方向拉覆蓋條的上述另一端，以從缸筒的內(nèi)孔中將覆蓋條取出。
9.如權(quán)利要求8所述的用于裝配一無桿動力缸的步驟，其特征為，各個柱塞構(gòu)件均在其側(cè)面設有一扁平部分，用于將內(nèi)密封帶的端部安放在缸筒內(nèi)孔的壁和上述扁平部分之間；上述的用于在內(nèi)密封帶的一端就位時將柱塞構(gòu)件之一裝配在缸筒的一端上的步驟進一步包括下列步驟將上述的柱塞構(gòu)件之一插入，而內(nèi)密封帶的位于其兩端之間的部分被放置在上述扁平部分上；沿與缸筒的上述一端相反的方向拉動位于缸筒中的內(nèi)密封帶的端部，從而使內(nèi)密封帶滑過在扁平部分與缸筒內(nèi)孔的壁之間的間隙，直至內(nèi)密封帶的上述一端到達在扁平部分上的所要求的位置。
全文摘要
按照本發(fā)明的無桿動力缸，在缸筒的內(nèi)孔中插入柱塞構(gòu)件。在缸筒上的縫隙平行于缸筒的軸線延伸。在缸筒的內(nèi)孔中設有活塞，它可沿縫隙移動。設有一外滑架，它由延伸過縫隙的軛狀物與活塞連接。在缸筒中，沿縫隙設有一封閉縫隙的內(nèi)開口的內(nèi)密封帶。內(nèi)密封帶的端部夾在緊定螺釘與柱塞構(gòu)件的側(cè)面之間。緊定螺釘穿過縫隙從位于缸筒外壁上的配合板伸出。配合板由穿過縫隙擰入柱塞構(gòu)件的安裝螺栓固定在缸筒的外壁上。因此，可以將內(nèi)密封帶和外密封帶固定而毋需對缸筒作任何的機加工。
文檔編號F15B15/08GK1154448SQ9611672
公開日1997年7月16日 申請日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月27日
發(fā)明者野田光雄 申請人:豐和工業(yè)株式會社