Гидро(пневмо)цилиндр
HYDRO(PNEUMATIC)CYLINDER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к гидро(пневмо)цилиндру, в котором перемещение поршня в осевом направлении осуществляется под действием подаваемой текучей среды под давлением.
Предпосылки создания изобретения
Из предшествующего уровня техники известно использование гидро(пневмо)цилиндра, имеющего поршень, совершающий перемещение под действием подаваемой текучей среды под давлением, в качестве средства транспортировки обрабатываемой детали или т.п. Автором настоящего изобретения был предложен гидро(пневмо)цилиндр, раскрытый в выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №2008-133920, оба торца которого закрыты крышкой головки и крышкой штока, скрепленными с гильзой цилиндра при помощи четырех соединительных стержней.
В гидро(пневмо)цилиндре такого типа поршень и шток поршня установлены внутри гильзы цилиндра с возможностью свободного перемещения, и в результате подачи текучей среды под давлением в камеры цилиндра, сформированные между поршнем и гильзой цилиндра, поршень совершает перемещение вдоль осевого направления.
Сущность изобретения
В последние годы наметилась тенденция, направленная на обеспечение компактности производственных линий с использованием гидро(пневмо)цилиндра, подобного описанному выше, и возможности уменьшения размера и массы гидро(пневмо)цилиндра, а также экономии энергии.
Задачей настоящего изобретения является создание гидро(пневмо)цилиндра, конструкция которого обеспечивает возможность уменьшения размера гидро(пневмо)цилиндра и экономии энергии.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно настоящему изобретению, гидро(пневмо)цилиндр, содержащий гильзу цилиндра трубчатой формы, имеющую внутри камеры цилиндра, а также пару крышек, смонтированных на обоих торцах гильзы цилиндра, поршень, установленный с возможностью свободного перемещения вдоль камер цилиндра, и шток поршня, соединенный с поршнем, отличается тем, что поршень содержит пластину, соединенную с концом штока поршня; и кольцеобразное кольцо, установленное на внешней кромке пластины с возможностью скольжения в контакте с внутренней окружной поверхностью гильзы цилиндра, причем кольцо и пластина скреплены между собой при помощи заклепок.
В гидро(пневмо)цилиндре, согласно настоящему изобретению, поршень, установленный с возможностью свободного скольжения камерах цилиндра гильзы цилиндра, состоит из пластины, соединенной с концом штока поршня; и кольцеобразного кольца, установленного на внешней кромке пластины с возможностью скольжения в контакте с внутренней окружной поверхностью гильзы цилиндра. При этом, кольцо и пластина скреплены между собой при помощи заклепок.
Таким образом, появляется возможность использования полой формы кольца поршня со стороны внутренней окружной поверхности и обеспечивается возможность уменьшения массы поршня по сравнению с поршнем гидро(пневмо)цилиндра прежней конструкции. Вместе с тем обеспечивается возможность перемещения поршня за счет меньшего количества текучей среды под давлением, и поэтому появляется возможность уменьшения количества потребляемой текучей среды под давлением и экономии энергии.
Указанные выше цели, возможности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, на которых предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения представлен в виде иллюстративного примера.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - общий вид гидро(пневмо)цилиндра согласно варианту осуществления настоящего изобретения в разрезе;
Фиг. 2 - вид участка поршня гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от поршневого узла в разрезе с увеличением;
Фиг. 3А - вид спереди гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, со стороны крышки головки;
Фиг. 3В - вид спереди гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, со стороны крышки штока;
Фиг. 4А - вид спереди крышки головки, представленной на фиг. 3А, в частичном разрезе со стороны гильзы цилиндра;
Фиг. 4В - вид спереди крышки штока, представленной на фиг. 3В, в частичном разрезе со стороны гильзы цилиндра;
Фиг. 5 - вид гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, в разрезе по V-V;
Фиг. 6 - внешний вид в перспективе поршневого узла и штока поршня в гидро(пневмо)цилиндре, представленном на фиг. 1;
Фиг. 7 - вид спереди поршневого узла, представленного на фиг. 6;
Фиг. 8А - вид поршневого узла, согласно первой модификации в разрезе;
Фиг. 8В - вид поршневого узла, согласно второй модификации в разрезе.
Описание вариантов осуществления
Как показано на фиг. 1, гидро(пневмо)цилиндр 10 включает в себя гильзу 12 цилиндра трубчатой формы, крышку 14 головки (крышку), смонтированную на одном торце гильзы 12 цилиндра, крышку 16 штока (крышку), смонтированную на другом торце гильзы 12 цилиндра, поршневой узел (поршень) 18, установленный с возможностью свободного перемещения внутри гильзы 12 цилиндра, и шток 20 поршня, соединенный с поршневым узлом 18.
Гильза 12 цилиндра представляет собой, например, цилиндрическое тело из металлического материала, проходящее вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В) и имеющее постоянную площадь сечения, внутри которого сформированы камеры 22а, 22b цилиндра, в которых располагается поршневой узел 18. Кроме того, на обоих торцах гильзы 12 цилиндра через соответствующие кольцевые канавки смонтированы уплотнительные элементы кольцевой формы (непоказанные).
Как показано на фиг. 1-3А и 4А, крышка 14 головки представляет собой, например, пластину из металлического материала, имеющую практически прямоугольную форму сечения, которая закрывает один торец гильзы 12 цилиндра. Уплотнительный элемент (непоказанный), установленный на торце гильзы 12 цилиндра и приведенный в контакт с крышкой 14 головки, предотвращает утечку текучей среды под давлением из камеры 22а цилиндра через зазоры между гильзой 12 цилиндра и крышкой 14 головки.
Кроме того, как показано на фиг. 4А, в непосредственной близости от четырех углов крышки 14 головки сформировано четыре первых отверстия 26, через которые вставлены описываемые ниже соединительные стержни 88. В положении со стороны центра крышки 14 головки относительно первых отверстий 26 сформировано первое отверстие 28 сообщения. Первые отверстия 26 и первое отверстие 28 сообщения проходят в направлении толщины (в направлении стрелок А и В) крышки 14 головки, показанной на фиг. 1 и 2.
На внешней поверхности 14а стенки крышки 14 установлен первый порт 30 для подачи и выпуска текучей среды, соединенный через непоказанный трубопровод с источником текучей среды под давлением. Этот первый порт 30 представляет собой, например, блок из металлического материала, закрепленный при помощи сварки или т.п.
Внутри первого порта 30 сформирован соединительный канал 32 порта, имеющий L-образную форму сечения, который закреплен своим отверстием на внешней поверхности 14а стенки крышки 14 головки, открытым в направлении перпендикуляра к осевому направлению гильзы 12 цилиндра.
За счет сообщения соединительного канала 32 порта первого порта 30 с первым отверстием 28 сообщения в крышке 14 головки тот первый порт 30 сообщается с внутренней полостью гильзы 12 цилиндра.
При этом, вместо первого порта 30 с первым отверстием 28 сообщения может быть непосредственно соединена муфта для соединения с трубопроводом.
В то же время на внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки со стороны гильзы 12 цилиндра (в направлении стрелки А), как показано на фиг. 1, 2 и 4А, сформировано множество (например, три) первых отверстия 34 для штифтов, располагающихся по окружности, диаметр которой меньше, чем внутренний окружной диаметр гильзы 12 цилиндра, и в эти первые отверстия 34 для штифтов вставлены первые центрирующие штифты 36. Первые отверстия 34 для штифтов сформированы на окружности заданного диаметра относительно центра крышки 14 головки и располагаются вдоль окружного направления на одинаковом расстоянии друг от друга.
Число множества установленных первых центрирующих штифтов 36 совпадает с числом первых отверстий 34 для штифтов, и сами эти штифты состоят из фланцев 38 с круглой формой сечения и стержней 40 меньшего диаметра, чем фланцы 38, вставленных в первые отверстия 34 для штифтов. Запрессовка стержней 40 первых центрирующих штифтов 36 в первые отверстия 34 для штифтов обеспечивает крепление первых центрирующих штифтов 36 на внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки с выступанием фланцев 38 этих штифтов относительно внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки.
При сборке гильзы 12 цилиндра относительно крышки 14 головки, как показано на фиг. 4А, внешние окружные поверхности фланцев 38 первых центрирующих штифтов 36 приводятся в контакт с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра, т.е. вписываются в эту окружную поверхность, что обеспечивает позиционирование гильзы 12 цилиндра относительно крышки 14 головки. То есть множество первых центрирующих штифтов 36 используется в качестве средств позиционирования для обеспечения позиционирования одного торца гильзы 12 цилиндра соосно с крышкой 14 головки.
Другими словами, первые центрирующие штифты 36 размещены на окружности, имеющей заданный диаметр, так, что их внешние окружные поверхности приводятся в контакт с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра или вписываются в эту окружную поверхность.
На внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки установлен первый демпфер 42 кольцевой формы. Этот первый демпфер 42, как показано на фиг. 4А и 7А, например, имеет заданную толщину, выполнен из эластичного материала, такого как резина или т.п., и его внутренняя окружная поверхность располагается на некотором расстоянии в радиальном направлении наружу от первого отверстия 28 сообщения (см. фиг. 2 и 4А).
Кроме того, в первом демпфере 42 имеется множество вырезов 44 практически круглой формы, располагающихся в радиальном направлении внутрь от внешней окружной поверхности первого демпфера 42, в которые вставляются первые центрирующие штифты 36. То есть число вырезов 44 совпадает с числом первых центрирующих штифтов 36 и располагаются эти вырезы с тем же шагом и на той же окружности, что и штифты 36. Как показано на фиг. 2, зажатие первого демпфера 42 между внутренней поверхностью 14b стенки крышки 14 головки и фланцами 38 первых центрирующих штифтов 36 обеспечивает поддержание первого демпфера 42 в состоянии выступания на заданную высоту относительно внутренней поверхности 14b стенки.
То есть одновременно с использованием в качестве средств позиционирования (средств центрирования) для обеспечения позиционирования одного торца гильзы 12 цилиндра в заданном положении относительно крышки 14 головки первые центрирующие штифты 36 используются также в качестве средств крепления, которые обеспечивают крепление первого демпфера 42 к крышке 14 головки.
Кроме того, при перемещении поршневого узла 18 в сторону крышки 14 головки (в направлении стрелки В) торец этого узла приводится в контакт с первым демпфером 42, что предотвращает прямой контакт поршневого узла 18 с крышкой 14 головки и позволяет, таким образом, избежать возникновения ударов и шумов от ударов, сопровождающих процесс такого контакта.
Кроме того, в крышке 14 головки в положении со стороны центра крышки 14 головки относительно первого отверстие 28 сообщения сформировано первое отверстие 46 для стержня, в котором поддерживается описываемый ниже направляющий стержень 124.
При этом первое отверстие 46 для стержня открыто в сторону внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки (в направлении стрелки А) и не проходит через внешнюю поверхность 14а стенки.
Как показано на фиг. 1, 3В и 4В, крышка 16 штока, как и крышка 14 головки, представляет собой, например, пластину из металлического материала, имеющую практически прямоугольную форму сечения, которая закрывает другой торец гильзы 12 цилиндра. При этом уплотнительный элемент (непоказанный), установленный на торце гильзы 12 цилиндра и приведенный в контакт с крышкой 16 штока, предотвращает утечку текучей среды под давлением из камеры 22b цилиндра через зазоры между гильзой 12 цилиндра и крышкой 16 штока.
В центре этой крышки 16 штока сформировано отверстие 48 для штока, проходящее через крышку в осевом направлении (в направлении стрелок А и В), а в четырех углах крышки 16 штока сформировано четыре вторых отверстия 50, через которые вставлены описываемые ниже соединительные стержни 88. Кроме того, в положении со стороны центра крышки 16 штока относительно вторых отверстий 52 сформировано второе отверстие 52 сообщения. Эти отверстия - отверстие 48 для штока, вторые отверстия 50 и второе отверстие 52 сообщения проходят в направлении толщины (в направлении стрелок А и В) через крышку 16 штока.
В отверстии 48 для штока установлен держатель 54, поддерживающий шток 20 поршня с возможностью свободного перемещения. Этот держатель 54, получен, например, в результате вытяжки или т.п. из металлического материала, и включает в себя цилиндрический корпус 56 держателя и фланец 58, сформированный на одном торце корпуса 56 держателя в радиальном направлении наружу. Часть корпуса 56 держателя располагается с выступанием из крышки 16 штока наружу (см. фиг. 1).
При вставленном в отверстие 48 для штока в крышке 16 штока корпусе 56 держателя и фланце 8, располагающемся со стороны гильзы 12 цилиндра (в направлении стрелки В), фланец 58 приводится в контакт с внутренней поверхностью стенки 16b крышки 16 штока, и множество (например, четыре) первых заклепок 60 вставляется в первые заклепочные отверстия 64 в крышке 16 штока через первые сквозные отверстия 62 во фланце 58 и соединяется с этими первыми отверстиями 64. В результате обеспечивается крепление держателя 54 относительно отверстия 48 для штока в крышке 16 штока. При этом держатель 54 крепится соосно с отверстием 48 для штока.
Эти первые заклепки 60 представляют собой, например, самосверлящие или самопроникающие заклепки, каждая из которых имеет круглый фланец 66 и стержнеобразный штифт 68 меньшего по сравнению с фланцем 66 диаметра. При вставленных со стороны фланца 58 в первые сквозные отверстия 62 первых заклепках 60 и соединенных фланцах 66 этих заклепок с фланцем 58 штифты 68 забиваются в первые заклепочные отверстия 64 в крышке 16 штока. В результате обеспечивается соединение этих штифтов 68 с первыми сквозными отверстиями 62, и фланец 58 крепится относительно крышки 16 штока.
При этом первые заклепки 60 не ограничиваются самосверлящими заклепками, и могут представлять собой, например, обычные заклепки, которые крепятся за счет расклепывания и деформирования своих штифтов 68, выступающих со стороны внешней поверхности стенки 16а крышки 16 штока.
Внутри держателя 54 установлены втулка 70 и уплотнительная прокладка 72 для штока, располагающиеся рядом друг с другом в осевом направлении (в направлении стрелок А и В), через внутреннюю полость которых вставлен описываемый ниже шток 20 поршня. Скольжение уплотнительной прокладки 72 для штока в контакте с держателем, совершаемое одновременно со штоком 20 поршня, направляемым вдоль осевого направления втулкой 70, обеспечивает предотвращение утечки текучей среды под давлением через зазоры между держателем 54 и уплотнительной прокладкой 72 для штока.
Как показано на фиг. 1 и 3В, на внешней поверхности стенки 16а крышки 16 штока установлен второй порт 74 для подачи и выпуска текучей среды, соединенный через непоказанный трубопровод с источником текучей среды под давлением. Этот второй порт 74 представляет собой, например, блок из металлического материала, закрепленный при помощи сварки или т.п.
Внутри второго порта 74 сформирован соединительный канал 76 порта, имеющий L-образную форму сечения, который закреплен своим отверстием на внешней поверхности 16а стенки крышки 16 штока, открытым в направлении перпендикуляра к осевому направлению гильзы 12 цилиндра.
За счет сообщения соединительного канала 76 порта второго порта 74 со вторым отверстием 52 сообщения в крышке 16 штока этот второй порт 74 сообщается с внутренней полостью гильзы 12 цилиндра.
При этом вместо второго порта 74 на втором отверстии 52 сообщения может быть непосредственно установлен фитинг для соединения с трубопроводом.
В то же время на внутренней поверхности 16b стенки крышки 16 штока со стороны гильзы 12 цилиндра (в направлении стрелки В), как показано на фиг. 1 и 4В, сформировано множество вторых отверстия 78 для штифтов, располагающихся по окружности, диаметр которой меньше, чем внутренний окружной диаметр гильзы 12 цилиндра, и в эти вторые отверстия 78 для штифтов вставлены вторые центрирующие штифты 80. То есть число вторых центрирующих штифтов 80 совпадает с числом вторых отверстий 78 для штифтов.
Вторые отверстия 78 для штифтов сформированы на окружности заданного диаметра относительно центра крышки 16 штока и располагаются вдоль окружного направления на одинаковом расстоянии друг от друга. Вторые центрирующие штифты 80 имеют ту же форму, что и первые центрирующие штифты 36, и поэтому их подробное описание не приводится.
Запрессовка стержней 40 вторых центрирующих штифтов 80 во вторые отверстия 78 для штифтов обеспечивает крепление вторых центрирующих штифтов 80 на внутренней поверхности 14b стенки крышки 14 головки с выступанием фланцев 38 этих штифтов относительно внутренней поверхности 16b стенки крышки 16 штока.
При сборке гильзы 12 цилиндра относительно крышки 16 штока, как показано на фиг. 4В, внешние окружные поверхности фланцев 38 вторых центрирующих штифтов 80 приводятся в контакт с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра, т.е. вписываются в эту окружную поверхность, что обеспечивает позиционирование гильзы 12 цилиндра относительно крышки 16 штока. То есть множество вторых центрирующих штифтов 80 используется в качестве средств позиционирования для обеспечения позиционирования другого торца гильзы 12 цилиндра соосно с крышкой 16 штока.
Другими словами, вторые центрирующие штифты 80 размещены на окружности, имеющей заданный диаметр, так, что их внешние окружные поверхности приводятся в контакт с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра или вписываются в эту окружную поверхность.
На внутренней поверхности 16b стенки крышки 16 штока установлен второй демпфер 82 кольцевой формы. Этот второй демпфер 82, например, имеет заданную толщину, выполнен из эластичного материала, такого как резина или т.п., и его внутренняя окружная поверхность располагается на некотором расстоянии в радиальном направлении наружу от второго отверстия 52 сообщения.
Кроме того, во втором демпфере 82 имеется множество вырезов 84 практически круглой формы, располагающихся в радиальном направлении внутрь от внешней окружной поверхности второго демпфера 82, в которые вставляются вторые центрирующие штифты 80. Зажатие второго демпфера 82 между внутренней поверхностью 16b стенки крышки 16 штока и фланцами 38 вторых центрирующих штифтов 80 обеспечивает поддержание второго демпфера 82 в состоянии выступания на заданную высоту относительно внутренней поверхности 16b стенки.
То есть число вырезов 84 совпадает с числом вторых центрирующих штифтов 80 и располагаются эти вырезы с тем же шагом и на той же окружности, что и штифты 80.
Таким образом, одновременно с использованием в качестве средств позиционирования (средств центрирования) для обеспечения позиционирования другого торца гильзы 12 цилиндра в заданном положении относительно крышки 16 штока вторые центрирующие штифты 80 используются также в качестве средств крепления, которые обеспечивают крепление второго демпфера 82 к крышке 16 штока.
Кроме того, при перемещении поршневого узла 18 в сторону крышки 16 штока (в направлении стрелки А) торец этого узла приводится в контакт со вторым демпфером 82, что предотвращает прямой контакт поршневого узла 18 с крышкой 16 штока и позволяет, таким образом, избежать возникновения ударов и шумов от ударов, сопровождающих процесс такого контакта.
Кроме того, в крышке 16 штока в положении со стороны центра крышки 16 штока относительно второго отверстие 52 сообщения сформировано второе отверстие 86 для стержня, в котором поддерживается описываемый ниже направляющий стержень 124. При этом, как показано на фиг. 1, второе отверстие 86 для стержня открыто в сторону внутренней поверхности 16b стенки крышки 16 штока (в направлении стрелки В) и не проходит на внешнюю поверхность 16а стенки.
Кроме того, при приведенном в контакт с внутренней поверхностью 14b стенки крышки 14 головки одном торце гильзы 12 цилиндра и приведенном в контакт с внутренней поверхностью 16b стенки крышки 16 штока другом торце гильзы 12 цилиндра в четыре первые и вторые отверстия 26, 50 вставлены соединительные стержни 88, на оба конца которых накручены крепежные гайки 90 (см. фиг. 1, 3А и 3В), затянутые до приведения в контакт с внешними поверхностями 14а, 16а стенок соответственно крышки 14 головки и крышки 16 штока. В результате обеспечивается крепление гильзы 12 цилиндра в зажатом между крышкой 14 головки и крышкой 16 штока состоянии.
Кроме того, как показано на фиг. 5, на соединительных стержнях 88 установлены держатели 94 датчиков, поддерживающие датчики 92 обнаружения для обнаружения положения поршневого узла 18. Эти держатели 94 датчиков установлены практически перпендикулярно направлению прохождения соединительных стержней 88 с возможностью перемещения вдоль этих соединительных стержней 88 и снабжены монтажными кронштейнами 96 для монтажа датчиков 92 обнаружения, проходящими от положений поддерживания на соединительных стержнях 88. В кронштейнах 96 сформированы, например, канавки с круглой формой сечения, располагающиеся практически параллельно соединительным стержням 88, предназначенные для размещения и поддерживания датчиков 92 обнаружения.
Датчики 92 обнаружения представляют собой магнитные датчики с возможностью обнаружения магнитного поля магнитов 122 описываемого ниже кольца 100. При этом число держателей 94 датчиков с датчиками 92 обнаружения выбирается в соответствии с необходимостью.
Как показано на фиг. 1, 2, 6 и 7, поршневой узел 18 включает в себя дискообразную пластину 98, соединенную с одним концом штока 20 поршня, и кольцо 100, соединенное с внешней кромкой пластины 98.
Пластина 98, выполнена, например, из металлического пластинчатого элемента с практически постоянной толщиной, обладающего упругостью, и снабжена множеством (например, четырьмя) вторых сквозных отверстий 102, сформированных на центральном участке пластины 98, которые проходят в направлении толщины. В эти вторые сквозные отверстия 102 вставляются вторые заклепки 104. При этом вторые заклепки 104 вставляются во вторые заклепочные отверстия 106, сформированные на одном конце штока 20 поршня, и соединяются с этими отверстиями. В результате обеспечивается соединение пластины 98 с одним концом штока 20 поршня в практически перпендикулярном направлении.
Как и первые заклепки 60, вторые заклепки 104 представляют собой, например, самосверлящие заклепки. При вставленных вторых заклепках 104, фланцы 66 которых располагаются со стороны крышки 14 головки (в направлении стрелки В) относительно пластины 98, штифты 68 забиваются внутрь штока 20 поршня и соединяются со вторыми заклепочными отверстиями 106. В результате обеспечивается крепление пластины 98 относительно штока 20 поршня.
Кроме того, на внешней кромке пластины 98 имеется множество (например, четыре) третьих сквозных отверстия 108, которые проходят в направлении толщины. Третьи сквозные отверстия 108 сформированы на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль окружного направления на окружности заданного диаметра относительно центра пластины 98.
Кроме того, в положении на некотором расстоянии в радиальном направлении внутрь от третьих сквозных отверстий 108 в пластине 98 сформировано установочное отверстие 110 для стержня, который проходит в направлении толщины и через которое вставлен описываемый ниже направляющий стержень 124.
Кроме того в положении между центром, закрепленным на штоке 20 поршня, и внешней кромкой в пластине 98 имеется ребро 112 жесткости, имеющее изогнутую форму сечения. Ребро 112 жесткости имеет вид кольца, проходящего вдоль окружного направления, с выступанием в противоположную относительно штока 20 поршня сторону (в направлении стрелки В). Ребро 112 жесткости может быть сформировано и с выступанием в сторону штока 20 поршня (в направлении стрелки А). При этом ребро 112 жесткости располагается на некотором расстоянии в радиальном направлении внутрь от установочного отверстия 110 для стержня.
Это ребро 112 жесткости обеспечивает заданную величину степени изгиба пластины 98, обладающей упругостью. Другими словами, за счет соответствующего изменения положения и формы ребра 112 жесткости появляется возможность свободного регулирования величины изгиба пластины 98. Кроме того указанное выше ребро 112 жесткости может отсутствовать.
Соединение пластины 98 с концом штока 20 поршня может быть обеспечено не только при помощи вторых заклепок 104. Соединение пластины 98 с концом штока 20 поршня может быть осуществлено, например, с использованием зачеканки или сварки, в результате приведения в контакт с усилием и склеивания или при помощи резьбы. Кроме того, соединение пластины 98 может быть обеспечено в результате запрессовки штифта в шток 20 поршня и последующего пластического деформирования конца этого штифта.
Кольцо 100 имеет, например, круглую форму сечения и выполнено из металлического материала. Кромка этого кольца 100 со стороны крышки 14 головки (в направлении стрелки В) приведена в контакт с внешней кромкой пластины 98 и закреплена на ней с помощью множества третьих заклепок 114. Подобно первым и вторым заклепкам 60, 104 третьи заклепки 114 представляют собой, например, самосверлящие заклепки. При вставленных третьих заклепках 114, фланцы 66 которых располагаются со стороны крышки 14 головки (в направлении стрелки В) относительно пластины 98, штифты 68 забиваются в третьи заклепочные отверстия 115 кольца 100. В результате эти штифты соединяются с заклепочными отверстиями 115, и обеспечивается крепление кольца 100.
Кроме того, как показано на фиг. 2, на кольце 100 через кольцевые канавки, сформированные на его внешней окружной поверхности, установлены уплотнительная прокладка 116 для поршня и кольцо 118 компенсации износа. Скольжение уплотнительной прокладка 116 для поршня в контакте с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра обеспечивает предотвращение утечки текучей среды под давлением через зазоры между кольцом 100 и гильзой 12 цилиндра, а скольжение кольца 118 компенсации износа в контакте с внутренней окружной поверхностью гильзы 12 цилиндра обеспечивает движение кольца 100 в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) вдоль гильзы 12 цилиндра.
Кроме того, как показано на фиг. 1, 2 и 5-7, на боковой поверхности кольца 100 обращенной в сторону крышка 14 головки, сформировано множество (например, четыре) отверстий 120, открытых в осевом направлении, внутрь которых запрессованы цилиндрические магниты 122. Магниты 122 установлены так, что при размещении поршневого узла 18 внутри гильзы 12 цилиндра, как показано на фиг. 5, магниты 122 располагаются в положениях напротив четырех соединительных стержней 88, и магнитное поле магнитов 122 обнаруживается с помощью датчиков 92 обнаружения, поддерживаемых держателями 94, установленными на соединительных стержнях 88.
Как показано на фиг. 1, 2 и 4А-5, направляющий стержень 124 с круглой формой сечения одним своим концом вставлен в первое отверстие 46 для стержня в крышке 14 головки, другим своим концом вставлен во второе отверстие 86 для стержня в крышке 16 штока и при этом вставлен в установочное отверстие 110 для стержня в кольце 100. Поэтому внутри гильзы 12 цилиндра направляющий стержень 124, закрепленный в крышке 14 головки и крышке 16 штока, располагается параллельно осевому направлению (направлению перемещения) поршневого узла 18 и препятствует поворотному движению поршневого узла 18 при перемещении этого поршневого узла в осевом направлении. То есть направляющий стержень 124 используется в качестве средства предотвращения поворотного движения поршневого узла 18.
Кроме того, в установочном отверстии 110 для стержня установлен кольцевой уплотнитель, обеспечивающий предотвращение утечки текучей среды под давлением через зазоры между направляющим стержнем 124 и установочным отверстием 110 для стержня.
Как показано на фиг. 1, шток 20 поршня выполнен в виде стержня, имеющего заданную длину вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В), и включает в себя основной участок 126 практически постоянного диаметра и дистальный концевой участок 128 меньшего диаметра, сформированный на другом конце основного участка 126. Дистальный концевой участок 128 выступает наружу из гильзы 12 цилиндра через держатель 54. Один конец основного участка 126 имеет форму практически плоской поверхности, перпендикулярной осевому направлению штока 20 поршня, которая соединена с пластиной 98.
Гидро(пневмо)цилиндр 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения имеет конструкцию, в основном соответствующую описанной выше. Ниже приводится описание процесса работы и преимуществ этого (пневмо)цилиндра 10. При этом положение, при котором поршневой узел 18 перемещен в сторону крышки 14 головки (в направлении стрелки В), считается исходным положением.
Сначала текучая среда под давлением подается из источника текучей среды под давлением (непоказанного) в первый порт 30. В этом случае второй порт 74 в результате операции переключения переключающего клапана (непоказанного) находится в состоянии сообщения с атмосферой. В результате текучая среда под давлением подается из первого порта 30 в соединительный канал 32 порта и первое отверстие 28 сообщения, а поршневой узел 18 под действием текучей среды под давлением, поданной из первого отверстие 28 сообщения в камеру 22а цилиндра, отжимается в сторону крышки 16 штока (в направлении стрелки А). Вместе с поршневым узлом 18 совершает перемещение и шток 20 поршня, в результате чего торцевая поверхность кольца 100 достигает своего конечного положения при перемещении и приводится в контакт со вторым демпфером 82.
В то же время, в случае необходимости перемещения поршневого узла 18 в противоположном направлении (в направлении стрелки В) текучая среда под давлением подается во второй порт 74. При этом первый порт 28 для текучей среды в результате операции переключения переключающего клапана (непоказанного) сообщается с атмосферой. Из второго порта 74 через соединительный канал 76 порта и второе отверстие 52 сообщения текучая среда под давлением подается в камеру 22b цилиндра, и под действием текучей среды под давлением, введенной в эту камеру 22b цилиндра, поршневой узел 18 отжимается в сторону крышки 14 головки (в направлении стрелки В).
При этом перемещение поршневого узла 18 сопровождается перемещением и штока 20 поршня, в результате чего поршневой узел 18 возвращается в свое исходное положение, а кольцо 100 поршневого узла 18 приводится в контакт с первым демпфером 42 на крышке 14 головки.
Кроме того, при перемещении поршневого узла 18 вдоль гильзы 12 цилиндра в осевом направлении (в направления стрелок А и В), описанным выше способом, поворотное движение поршневого узла 18 при перемещении предотвращается за счет перемещения вдоль направляющего стержня 124, вставленного внутрь этого поршневого узла 18. Поэтому магниты 122, установленные в поршневом узле 18, сохраняют свое положение, при котором они обращены в сторону датчиков 92 обнаружения, что обеспечивает возможность надежного обнаружения перемещения поршневого узла 18 с помощью этих датчиков 92 обнаружения.
Как показано выше, согласно рассматриваемому варианту осуществления в гидро(пневмо)цилиндре 10 поршневой узел 18 состоит из дискообразной пластины 98 и кольца 100, соединенного с внешней кромкой пластины 98. Поэтому появляется возможность использования полой формы кольца 100 поршня со стороны внутренней окружной поверхности и обеспечивается возможность уменьшения массы поршня (поршневого узла 18) по сравнению с поршнем гидро(пневмо)цилиндра прежней конструкции. Вместе с тем обеспечивается возможность перемещения поршневого узла 18 за счет меньшего количества текучей среды под давлением, и поэтому появляется возможность уменьшения количества потребляемой текучей среды под давлением и экономии энергии.
Кроме того, в результате взаимного скрепления пластины 98 и кольца 100 при помощи третьих заклепок 114 обеспечивается возможность упрощения выполнения соединения по сравнению со случаем соединения при помощи винтов или т.п. и отпадает необходимость обеспечения достаточной длины резьбы, требуемой в случае скрепления при помощи винтов или т.п., что позволяет получить эквивалентное крепежное усилие даже при малых толщинах пластины 98 и кольца 100. Поэтому появляется возможность сокращения длины поршневого узла 18, включающего в себя пластину 98 и кольцо 100, в осевом направлении.
Кроме того, наличие полости со стороны внутренней окружной поверхности кольца 100, входящего в состав поршневого узла 18, обеспечивает появление возможности эффективного использования этой полости.
Кроме того использование в качестве третьих заклепок 114 самосверлящих заклепок обеспечивает возможность упрощения выполнения скрепления в результате забивания этих третьих заклепок 114 в направлении кольца 100 (в направлении стрелки А) со стороны пластины 98, в результате чего появляется возможность сокращения числа требуемых сборочных операций, например, по сравнению со случаем выполнения скрепления при помощи болтов или т.п.
В то же время поршневой узел 18 не ограничивается описанной выше конструкцией. Например, как и в случае поршневого узла 150, показанного на фиг. 8А, внешняя кромка 152а пластины 152 может быть отогнута или изогнута практически параллельно штоку поршня 20, и на внешней окружной поверхности этой пластины может быть размещено кольцо 154. В результате забивания множества третьих заклепок 114 в сторону внутренней окружной поверхности кольца 154 со стороны его внешней окружной поверхности это кольцо 154 может быть закреплено на внешней кромке 152а пластины 152.
Кольцо 154 располагается так, что его торцевая поверхность со стороны крышки 14 головки (в направлении стрелки В) находится в одной плоскости с торцевой поверхностью пластины 152, что обеспечивает достижение преимущества, заключающегося в отсутствии выступания поршневого узла 150 в сторону крышки 14 головки (в направлении стрелки В). Кроме того, на внешней окружной поверхности кольца 154 имеются выточки 156, в которых могут быть размещены головки 66 третьих заклепок 114, что позволяет избежать выступания этих головок 66 со стороны внешней окружной поверхности кольца 154.
За счет такой конструкции обеспечивается плоская форма поршневого узла 150 со стороны крышки 14 головки, что обеспечивает возможность дополнительного уменьшения размера длины поршневого узла 150 вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В) и, следовательно, возможность уменьшения осевого размера гидро(пневмо)цилиндра 10.
Кроме того, в этой конструкции кольцо 154 скреплено с поршневым узлом 150 при помощи третьих заклепок 114, забитых в направлении (в направлении диаметра), перпендикулярном направлению перемещения поршневого узла 150 (в направлении стрелок А и В), что позволяет предотвратить открепление или отсоединение этого кольца 154 от внешней кромки 152а пластины 152 в процессе перемещения поршневого узла 150.
Как и в случае поршневого узла 160, показанного на фиг. 8В, на внешней кромке пластины 98 со стороны крышки 16 штока (в направлении стрелки А могут быть установлены расположенные друг над другом пластинки 162а-162f кольцевой формы, которые могут быть скреплены с пластиной 98 при помощи множества третьих заклепок 114. При этом каждая из этих третьих заклепок 114, установленных вдоль окружного направления пластины 98, располагается в осевом направлении. Кроме того, каждая из расположенных друг над другом пластинок 162a-162f может быть выполнена из одного и того же или из другого материала и иметь одну и ту же или другую толщину.
В результате кольцо 164 может состоять из множества расположенных друг над другом пластинок 162a-162f, выполненных из разных материалов. Поэтому, например, в случае необходимости определенной величины прочности кольца 164 или необходимости уменьшения массы этого кольца или т.п.возможность беспрепятственного получения кольца 164, удовлетворяющего предъявляемым требованиям, может быть обеспечена за счет выбора соответствующих материалов.
Кроме того, забивание третьих заклепок 114 обеспечивает возможность беспрепятственного и надежного взаимного скрепления множества расположенных друг над другом пластинок 162а-162f в одно целое.
Гидро(пневмо)цилиндр, в соответствии с настоящим изобретением, не ограничивается рассмотренными выше вариантами осуществления. Очевидно, что в рассмотренные варианты осуществления изобретения могут быть внесены самые различные изменения и дополнения, не выходящие за пределы объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
Список номеров позиций на чертежах:
10 - гидро(пневмо)цилиндр; 12 - гильза цилиндра; 14 - крышка головки; 16 - крышка штока; 18, 150, 160 - поршневой узел; 20 - шток поршня; 30 - первый порт; 36 - первый центрирующий штифт; 42 - первый демпфер; 54 - держатель; 60 - первая заклепка; 74 - второй порт; 80 - второй центрирующий штифт; 82 - второй демпфер; 88 - соединительный стержень; 90 - крепежная гайка; 98, 152 - пластина; 100, 154, 164 - кольцо; 104 - вторая заклепка; 114 - третья заклепка; 124 - направляющий стержень; 162a-162f - расположенные друг над другом пластинки