Гидро(пневмо)цилиндр - RU2681877C1
Код документа: RU2681877C1
Чертежи
Описание
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, торцы которого закрыты крышкой головки и крышкой штока, затянутыми на гильзе цилиндра с помощью 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
Задачей настоящего изобретения является создание гидро(пневмо)цилиндра с возможностью уменьшения размера в осевом направлении.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно настоящему изобретению гидро(пневмо)цилиндр содержит гильзу цилиндра, имеющую внутри камеру цилиндра, крышку, смонтированную на торце гильзы цилиндра, и поршень, установленный с возможностью свободного перемещения вдоль камеры цилиндра. В крышке установлен держатель штока, который поддерживает шток поршня с возможностью свободного перемещения в осевом направлении, и этот держатель штока закреплен относительно крышки при помощи заклепок.
В соответствии с настоящим изобретением в крышке гидро(пневмо)цилиндра, смонтированной на торце гильзы цилиндра, установлен держатель штока, который поддерживает шток поршня с возможностью свободного перемещения в осевом направлении, и этот держатель штока закреплен относительно крышки при помощи заклепок.
Таким образом, по сравнению с гидро(пневмо)цилиндром, известным из уровня техники, в котором крышка имеет заданную толщину и внутри этой крышки сформировано отверстие для штока, обеспечивающее возможность поддержания штока поршня, появляется возможность уменьшения толщины крышки в осевом направлении крышки и, следовательно, возможность уменьшения общей длины гидро(пневмо)цилиндра.
Кроме того, так как головки заклепок имеют меньшую толщину, чем головки обычных винтов или т.п., то по сравнению со случаем крепления держателя штока в крышке с использованием винтов или т.п. появляется возможность уменьшения величины выступания головок заклепок в сторону поршня. Поэтому в гидро(пневмо)цилиндре, в котором установлен поршень с той же величиной хода, крышка может быть размещена с приближением в сторону поршня на величину разности толщины головок, что позволяет уменьшить общую длину гидро(пневмо)цилиндра.
Кроме того, по сравнению со случаем закрепления держателя штока в крышке при помощи винтов и т.п. закрепление этого держателя при помощи заклепок обеспечивает возможность дальнейшего упрощения и уменьшения числа этапов операций сборки.
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 первому варианту осуществления настоящего изобретения в разрезе;
фиг. 2 - увеличенный вид участка гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от поршневого узла в разрезе;
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 - увеличенный вид гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от крышки штока в разрезе;
фиг. 7А - увеличенный вид участка гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от крышки штока с держателем согласно первой модификации в разрезе;
фиг. 7В - увеличенный вид участка гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от крышки штока с держателем согласно второй модификации в разрезе;
фиг. 7С - увеличенный вид участка гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, поблизости от крышки штока с держателем согласно третьей модификации в разрезе;
фиг. 8А - увеличенный вид участка гидро(пневмо)цилиндра, представленного на фиг. 1, с крепежным кронштейном, прикрепленным к крышке штока, в разрезе; и фиг. 8В - увеличенный вид участка, представленного на фиг. 8А, с другим крепежным кронштейном, прикрепленным к крышке штока, в разрезе.
Описание вариантов осуществления
Как показано на фиг. 1, гидро(пневмо)цилиндр 10 включает в себя гильзу 12 цилиндра цилиндрической формы, крышку 14 головки, 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 относительно крышки 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, 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 отверстия 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 14 стенки.
Как показано на фиг. 1, 3В, 4В и 6, 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 (держатель штока), поддерживающий шток 20 поршня с возможностью свободного перемещения. Этот держатель 54, как показано на фиг. 1 и 6, 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 с расширением 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 (заклепок) вставляется в первые заклепочные отверстия 64 в крышке 16 штока через первые сквозные отверстия 62 во фланце 58 и соединяется с этими отверстиями 64. В результате обеспечивается крепление держателя 54 относительно отверстия для штока 48 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. 1-3В, и 6, 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, 4В и 6, сформировано множество (например, три) 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 (позиционирующие элемент). 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 806 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 и 6, 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 эластичностью, 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 дистальные концы вторых заклепок 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 с помощью вторых заклепок 104. Соединение пластины 98 с концом штока 20 поршня может быть осуществлено, например, в результате зачеканки или сварки, в результате запрессовки или склеивания или с помощью 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 и 2, 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-6, 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 пластине 98. 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 торец 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 вводится из непоказанного источника текучей среды под давлением 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, введенной 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 направляемый держателем 54 шток 20 поршня, в результате чего торцевая поверхность кольца 100 приводится в контакт со вторым демпфером 82 и достигает своего конечного положения при перемещении.
В то же время, в случае необходимости перемещения поршневого узла 18 в противоположном направлении (в направлении стрелки В) текучая средой 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 блока 18 сопровождается перемещением и штока 20 поршня, направляемого держателем 54, в результате чего кольцо 100 поршневого узла 18 приводится в контакт с первым демпфером 42 на крышке 14 головки и возвращается в свое исходное положение.
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 внутри 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 датчиков 92 обнаружения.
Как показано выше, согласно рассматриваемому варианту осуществления гидро(пневмо)цилиндр 10 имеет конструкцию, в которой в крышке 16 штока установлен держатель 54, удерживающий шток 20 поршня с возможностью свободного перемещения, а фланец 58 держателя 54, сформированный из пластинчатого материала, закреплен при помощи заклепок 60 с приведением в контакт с внутренней поверхностью 16b стенки крышки 16 штока. Поэтому, по сравнению с гидро(пневмо)цилиндром, известным из уровня техники, в котором крышка штока имеет заданную толщину и внутри этой крышки сформировано отверстие для штока, обеспечивающее возможность поддерживания штока поршня, появляется возможность уменьшения толщины крышки 16 штока в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) и уменьшения длины гидро(пневмо)цилиндра 10 в осевом направлении (в направлении стрелок А и В).
Кроме того, так как фланцы 66 первых заклепок 60 имеют меньшую толщину, головки обычных винтов или т.п., то появляется возможность уменьшения величины выступания фланцев 66 на крышке 16 штока в сторону сторона поршневого узла 18 (в направлении стрелки В), и обеспечивается возможность увеличения хода поршня при перемещении поршневого узла в сторону крышки 16 штока (в направлении стрелки А).
То есть размещение крышки 16 штока с приближением в сторону гильзы 12 цилиндра (в направлении стрелки В) обеспечивает в гидро(пневмо)цилиндре с одной и той же длиной хода возможность уменьшения общей длины гидро(пневмо)цилиндра 10.
Кроме того, по сравнению со случаем закрепления крышки 16 штока и фланца 58 держателя 54, имеющих пластинчатую форму, при помощи винтов или т.п. использование первых заклепок 60 обеспечивает возможность упрощения операции закрепления этих элементов конструкции.
Кроме того, использование в качестве первых заклепок 60 самосверлящих заклепок и возможность выполнения операции закрепления простым забиванием этих заклепок 60 в сторону крышки 16 штока со стороны фланца 58 держателя 54 в (в направлении стрелки А), позволяет, например, по сравнению со случаем закрепления при помощи болтов или т.п. сократить число этапов операции сборки.
Кроме того, конструкция с возможностью удерживания втулки 70 и уплотнительной прокладки 72 для штока внутри держателя 54 позволяет по сравнению с гидро(пневмо)цилиндром, известным из уровня техники, с необходимостью механической обработки отверстия для штока при формировании канавки для монтажа втулки или т.п. сократить как число операций в процессе изготовления гидро(пневмо)цилиндра, так и расходы на его изготовление.
Кроме того, держатель 54 для поддерживания штока 20 поршня с возможностью свободного перемещения, не ограничивается описанной выше конструкцией. Например, держатель 130, представленный на фиг. 7А, может включать в себя первый держатель 132, обеспечивающий удерживание втулки 70, и второй держатель 134, который удерживает уплотнительную прокладку 72 для штока.
Как показано на фиг. 7А, первый держатель 132 включает в себя первый корпус 136 держателя цилиндрической формы, полученный в результате вытяжки или т.п. из металлического материала, и первый фланец 138, сформированный на одном торце первого корпуса 136 держателя с расширением в радиальном направлении наружу. Как и первый держатель 132, второй держатель 134 включает в себя второй корпус 140 держателя цилиндрической формы, полученный в результате вытяжки или т.п. из металлического материала, и второй фланец 142, сформированный на одном торце второго корпуса 140 держателя с расширением в радиальном направлении наружу.
Первый фланец 138 первого держателя 132 установлен с приведением в контакт с внутренней поверхностью стенки 16b крышки 16 штока, и внутри первого корпуса 136 держателя установлена втулка 70.
В то же время второй фланец 142 второго держателя 134 установлен с приведением в контакт с внешней поверхностью стенки 16а крышки 16 штока, и часть первого корпуса 136 держателя вставлена внутрь второго корпуса 140 держателя вместе с уплотнительной прокладкой 72 для штока, установленной в этом втором корпусе 140 держателя. При этом уплотнительная прокладка 72 для штока установлена в зацеплении со ступенчатым участком 144, сформированным на торце второго корпуса 140 держателя, и удерживается в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) за счет зажатия между этим ступенчатым участком 144 и торцом первого корпуса 136 держателя.
То есть диаметр первого корпуса 136 держателя меньше, чем диаметр второго корпуса 140 держателя.
Кроме того, при приведенных во взаимный контакт первом фланце 138 первого держателя 132, крышке 16 штока и втором фланце 142 второго держателя 134 со стороны гильзы 12 цилиндра в осевом направлении (направление стрелки А) забито множество первых заклепок 60, обеспечивающих закрепление этих первого фланца 138, крышки 16 штока и второго фланца 142 во взаимно совмещенном состоянии как одно целое. В результате держатель 130, состоящий из первого и второго держателей 132, 134,закрепляется относительно отверстия 48 для штока в крышке 16 штока, а шток 20 поршня поддерживается внутри этого отверстия с возможностью свободного перемещения.
Таким образом, обеспечивается возможность беспрепятственного и надежного закрепления держателя 130, состоящего из двух элементов - первого держателя 132 и второй держателя 134 относительно крышки 16 штока исключительно при помощи первых заклепок 60. В результате по сравнению со случаем отдельного крепления каждого из держателей - первого держателя 132 и второго держателя 134 относительно крышки 16 штока при помощи болтов или т.п. появляется возможность упрощения операции сборки и сокращения числа комплектующих деталей. То есть обеспечивается возможность беспрепятственного и надежного крепления и закрепления первого фланца 138 и второго фланца 142 во взаимно совмещенном состоянии относительно крышки 16 штока при помощи первых заклепок 60.
Кроме того, удерживание уплотнительной прокладки 72 для штока за счет зажатия между первым держателем 132 и вторым держателем 134 позволяет избежать необходимости механической обработки при формировании канавки для монтажа уплотнительной прокладки 72 для штока относительно крышки 16 штока и сократить как число операций в процессе изготовления гидро(пневмо)цилиндра 10, так и расходы на его изготовление.
Кроме того, сборка первого держателя 132 и второго держателя 134 осуществляется с противоположных сторон крышки 16 штока, располагающейся между этими держателями, что позволяет предотвратить возможность отделения и демонтажа первого и второго держателей 132,134 держателей относительно крышки 16 штока.
В случае сборки другого устройства или т.п. со стороны крышки 16 штока относительно гидро(пневмо)цилиндра 10 беспрепятственное соосное позиционирование этого устройства можно обеспечить за счет использования второго корпуса 140 держателя второго держателя 134, установленного с выступанием наружу от крышки 16 штока, в качестве центрирующего выступа.
Кроме того, в гидро(пневмо)цилиндре 10, включающем в себя амортизирующий механизм, использован держатель 150, представленный на фиг. 7В, на фланце 58 которого как одно целое закреплен амортизатор 152, входящий в состав амортизирующего механизма. Амортизатор 152 имеет, например, цилиндрическую форму и снабжен кольцевым установочным фланцем 154, выступающим в радиальном направлении наружу от внешней окружной поверхности этого фланца, сформированным на одном торце амортизатора 152. Другой торец этого амортизатора является открытым.
Кроме того, при приведенных во взаимный контакт установочном фланце 154 амортизатора 152 и фланце 58 держателя 150 со стороны гильзы 12 цилиндра в осевом направлении (направление стрелки А) забито множество первых заклепок 60, обеспечивающих закрепление этих установочного фланца 154 и фланца 58 во взаимно совмещенном состоянии с крышкой 16 штока как одно целое. В результате держатель 150 закрепляется относительно отверстия 48 для штока в крышке 16 штока, а амортизатор 152 одновременно закрепляется с выступанием в направлении удаления от крышки 16 штока (в направлении стрелки В).
При перемещении поршневого узла 18 (непоказанного) в сторону крышки 16 штока амортизатор 152 постепенно входит в выточку (непоказанную), сформированную на этом поршневом узле 18, и ограничение расхода текучей среды под давлением, выпускаемой из второго порта 74, регулирующим клапаном (непоказанным) сопровождается амортизирующим действием, заключающимся в постепенном снижении скорости перемещения поршневого узла 18 по мере приближения к своему конечному положению при перемещении.
Как указано выше, при закреплении фланца 58 держателя 150 на внутренней поверхности стенки 16b крышки 16 штока при помощи первых заклепок 60 одновременно крепится и установочный фланец 154 амортизатора 152, что обеспечивает возможность беспрепятственного дополнения гидро(пневмо)цилиндра 10 этим амортизатором 152 и позволяет создать гидро(пневмо)цилиндр 10, включающий в себя такой амортизирующий механизм. Кроме того, появляется и возможность соответствующего выбора амортизатора 152, а также способа его монтажа в соответствии с требуемыми характеристиками амортизирующего механизма.
Кроме того, закрепление амортизатора 152 может быть осуществлено при помощи первых заклепок 60, предназначенных для взаимного соединения держателя 150 и крышки 16 штока, что позволяет избежать увеличения числа как заклепок, так и комплектующих деталей и сократить число этапов операции сборки.
Кроме того, по сравнению со случаем закрепления амортизатора 152 в крышке 16 штока при помощи болтов или т.п. закрепление при помощи первых заклепок 60 позволяет упростить операцию сборки, а также уменьшить величину выступания амортизатора 152 в сторону гильзы 12 цилиндра. То есть обеспечивается возможность беспрепятственного и надежного крепления и закрепления фланца 58 и установочного фланца 154 во взаимно совмещенном состоянии относительно крышки 16 штока при помощи первых заклепок 60.
Держатель 160, представленный на фиг. 1С, снабжен удерживающей пластиной 162, установленной со стороны гильзы 12 цилиндра и предназначенной для удерживания уплотнительной прокладки 72. Как показано на фиг. 1С, удерживающая пластина 162 имеет форму диска с практически таким же диаметром, что фланец 58 держателя 160, и снабжена сформированным в центре отверстием 164, через которое может быть вставлен шток 20 поршня. Кроме того, между удерживающей пластиной 162 и держателем 160 установлена дискообразная проставка 166, со стороны внутренней окружной поверхности которой размещена уплотнительная прокладка 72 для штока. При этом внешний диаметр проставки 166 практически совпадает с внешним диаметром фланца 58 и удерживающей пластины 162.
Кроме того, при приведенных во взаимный контакт фланце 58 держателя 160 и внутренней поверхности стенки 16b крышки 16 штока и последующем совмещении этого фланца с проставкой 166 и удерживающей пластиной 162 со стороны гильзы 12 цилиндра в осевом направлении (направление стрелки А) забито множество первых заклепок 60, обеспечивающих закрепление удерживающей пластины 162, проставки 166 и фланца 58 во взаимно совмещенном состоянии как одно целое.
В результате одновременно с закреплением держателя 160 относительно крышки 16 штока обеспечивается зажатие и удерживание уплотнительной прокладки 72 для штока при помощи фланца 58 держателя 160, проставки 166 и удерживающей пластины 162. При этом уплотнительная прокладка 72 для штока удерживается состоянии, при котором ее перемещение в осевом направлении (в направлении стрелок А и В) ограничивается держателем 160 и удерживающей пластиной 162.
Таким образом, при размещении удерживающей пластины 162, позволяющей удерживать крышку 16 штока, и проставки 166 на торце держателя 160 забивание первых заклепок 60 в осевом направлении обеспечивает возможность беспрепятственного и надежного закрепления этих элементов конструкции относительно крышки 16 штока. В результате, по сравнению со случаем отдельного крепления каждого из элементов конструкции - удерживающей пластины 162, проставки 166 и держатель 160 относительно крышки 16 штока при помощи соответствующих болтов или т.п. появляется возможность упрощения операции сборки и сокращения числа комплектующих деталей. То есть обеспечивается возможность беспрепятственного и надежного крепления и закрепления фланца 58, проставки 166 и удерживающей пластины 162 во взаимно совмещенном состоянии относительно крышки 16 штока при помощи первых заклепок 60.
Кроме того, это позволяет избежать необходимости механической обработки отверстия для штока при формировании канавки для монтажа уплотнительной прокладки 72 для штока и по сравнению с гидро(пневмо)цилиндром, известным из уровня техники, сократить как число операций в процессе изготовления гидро(пневмо)цилиндра 10, так и расходы на его изготовление.
Кроме того, описанный выше гидро(пневмо)цилиндр 10 снабжен установочным кронштейном, предназначенным для закрепления гидро(пневмо)цилиндра 10 на другом устройстве, монтажной поверхности или т.п., например на сборочном конвейере или т.п. Например, гидро(пневмо)цилиндр 170, представленный на фиг. 8А, снабжен крепежным кронштейном 172 с практически L-образной формой сечения, закрепленный на крышке 16 штока при помощи четвертых заклепок 174, приведенных в контакт с внешней поверхностью 16а стенки крышки 16 штока. В этом случае фланцы 66 четвертых заклепок 174 размещены со стороны внутренней поверхности 16b стенки крышки 16 штока, и сами четвертые заклепки 174 забиты со стороны крышки 16 штока в сторону крепежного кронштейна (172в направлении стрелки А).
Кроме того, в болтовое отверстие 178, сформированное на участке нижней стенки 176 крепежного кронштейна 172, проходящей практически параллельно оси гидро(пневмо)цилиндра 170, вставлен крепежный болт 180, предназначенный для закрепления гидро(пневмо)цилиндра 170, например, на монтажной поверхности 182 в результате вкручивания.
Кроме того, вместо описанного выше крепежного кронштейна 172 с практически L-образной формой сечения может быть использован представленный на фиг. 8В крепежный кронштейн 190 в форме пластины, закрепленный на внешней поверхности 16а стенки крышки 16 штока при помощи множества четвертых заклепок 174. В этом крепежном кронштейне 190 сформировано болтовое отверстие 194, которое проходит вдоль осевого направления (в направлении стрелок А и В) гидро(пневмо)цилиндра 192 и в которое вставлен крепежный болт 180, предназначенный для закрепления гидро(пневмо)цилиндра 192, например, на монтажной поверхности 196, перпендикулярной этому осевому направлению, в результате вкручивания.
В приведенном выше описании был рассмотрен случай закрепления крепежных кронштейнов 172, 190 на крышке 16 штока, однако таким же образом крепежные кронштейны 172, 190 могут быть закреплены на внешней поверхности 14а стенки и крышки 14 головки.
Как описано выше, при закреплении крепежных кронштейнов 172, 190 на крышке 16 штока гидро(пневмо)цилиндров 170, 192 крышку 16 штока и крепежные кронштейны 172, 190 размещают во взаимно совмещенном состоянии и в результате забивания в их четвертых заклепок 174 обеспечивают возможность беспрепятственного и надежного взаимного закрепления этих элементов конструкции.
Кроме того, в гидро(пневмо)цилиндре, известном из уровня техники, закрепление крепежных кронштейнов 172, 190 на крышке 16 штока (или на крышке 14 головки) осуществлялось при помощи соединительных стержней 88. Однако в рассматриваемом варианте осуществления закрепление крепежных кронштейнов 172, 190 может быть обеспечено при помощи четвертых заклепок 174 без использования этих соединительных стержней 88. Поэтому появляется возможность выполнения операции крепления или замены крепежных кронштейнов 172, 190 без демонтажа соединительных стержней 88, обеспечивающих закрепление крышки 14 головки и крышки 16 штока на патрубке 12 цилиндра.
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, 170, 192 - гидро(пневмо)цилиндр; 12 - гильза цилиндра; 14 - крышка головки; 16 - крышка штока; 18 - поршневой узел; 20 - шток поршня; 54,130,150, 160 - держатель; 56 - корпус держателя; 58 - фланец; 60 - первая заклепка; 70 - втулка; 72 - уплотнительная прокладка для штока; 120, 164 - отверстие; 132 - первый держатель; 134 - второй держатель; 136 - первый корпус держателя; 138 - первый фланец; 140 - второй корпус держателя; 142 - второй фланец; 144 - ступенчатый участок; 152 - амортизатор; 154 - установочный фланец; 162 - удерживающая пластина; 166 - проставка; 172, 190 -крепежный кронштейн; 174 - четвертая заклепка; 180 - крепежный болт; 182, 196 - монтажная поверхность
Реферат
Внутри гильзы (12) цилиндра в гидро(пневмо)цилиндре (10) установлен поршневой узел (18), совершающий перемещение вдоль осевого направления под действием подаваемой текучей среды под давлением. Поршневой узел (18) соединен с одним концом штока (20) поршня. На другом торце гильзы (12) цилиндра смонтирована крышка (16) штока, в центре которой установлен держатель (54) цилиндрической формы, поддерживающий шток (20) поршня с возможностью свободного перемещения. Держатель (54) закреплен относительно этой крышки с образованием единой конструкции при помощи первых заклепок (60), причем фланец (58), сформированный на одном торце корпуса (56) держателя с расширением в радиальном направлении наружу, приведен в контакт с внутренней поверхностью стенки (16b) крышки (16) штока. Технический результат - упрощение сборки и уменьшение габаритов. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
