专利名称：无杆动力缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无杆动力缸，它具有用于密封缸筒上的缝隙的内密封带和外密封带。
在各种公开文件中已经公开了一种无杆动力缸，它包括一具有位于壁上的纵向缝隙的缸筒，一位于缸筒中的活塞，和一在缸筒内沿缝隙设置，从而密封缸筒壁上的在活塞两侧的缝隙开口的内密封带。
例如(A)日本未经审查的专利公报(Kokai)No.3-4005、日本未经审查的专利公报(Kokai)No.62-177304、日本未经审查的实用新型公报(Kokai)No.2-50501和日本未经审查的专利公报(Kokai)No.63-190909公开了多种无杆动力缸，其中，内密封带的端部固定在位于缸筒两端的端盖上，其位置在缸筒端部的外部。
另外，日本未经审查的专利公报(Kokai)No.63-190909、日本未经审查的专利公报(Kokai)No.6-17803和日本未经审查的实用新型公报(Kokai)No.6-51505公开了上述类型的利用无杆动力缸的线性执行装置。在上述公开文件的线性执行装置中，设有一个或两个位于缸筒本身上或位于装在缸筒的基座上的导轨和一个滑台，该滑台用一根穿过缝隙并在导轨上被导向的连接杆连接到无杆动力缸的活塞上。
(B)日本未经审查的专利公报(Kokai)No.5-106612公开了一种无杆动力缸，其中，在缸筒的外表面上，沿缝隙设有一外密封带。外密封带的端部用在缸筒两端内侧的部分的紧固块紧固在缸筒上。紧固块用两根在缝隙两侧拧入缸筒外壁中的紧固螺栓固定在缸筒上。
(C)日本未经审查的专利公报(Kokai)No.56-124711公开了一种无杆动力缸，其中，在缸筒的两端都设有端盖。在这种无杆动力缸中，在缸筒的外表面上，在靠近缸筒每一端的地方设有一周向沟槽，并将一挡圈装在沟槽中。在缸筒上，在挡圈里面的部分上装有一夹板，并用连接端盖和夹板的拉紧螺栓将端盖紧固在缸筒的端部上。在缸筒端部的外面，使内密封带的端部紧固在端盖上。外密封带的两端用一拧入夹板中的紧固螺钉紧固在缸筒上。
(D)日本未经审查的专利公报(Kokai)No.61-59008公开了一种无杆动力缸，其中，将一个端盖的一部分插入缸筒的内孔中，并使内密封带的端部夹在插入缸筒内孔中的端盖部分的外表面上。
在上述公报(A)中公开的无杆动力缸中，由于密封带的端部是固定在缸筒的端盖上的，端盖的轴向长度必须足够长，以使密封带的端部得以固定。因此，在上述公报(A)的无杆动力缸中，无杆动力缸的长度就变得较大。另外，当线性执行装置被设计成将一无杆动力缸夹在固定在基座上的两个端板之间时，由于没有用到端盖，因此不能使用这种用于紧固内密封带的端部的方法。
在上述公报(B)中公开的无杆动力缸中，必须在缸筒的外表面上钻出用于紧固螺栓的与缸的轴线垂直的带螺纹的螺栓孔。通常，在缸筒的端部需要有平行于缸筒轴线的螺栓孔，以紧固在其端部的柱塞构件。因此，在上述公报(B)的无杆动力缸中，需要对缸筒进行额外的机加工，以制造用于密封带的紧固螺栓的带螺纹的螺栓孔。此外，由于这些附加的带螺纹的螺栓孔的方向与在缸筒端部的螺栓孔的方向不同，因此，为了制备这种附加的螺栓孔，在机加工时，必须在钻床上改变缸筒的朝向。这样就使缸筒的机加工过程变得复杂，因而增加了制造成本。
在上述公报(C)中公开的无杆动力缸中，必须在缸筒的表面上机加工出周向沟槽。与上述公报(B)中钻削带螺纹的螺栓孔相似，这种机加工也需要额外的费用。此外，在将端盖紧固在缸筒上，即夹板上的结构中，拉紧螺栓和挡圈相当复杂。还有，由于内密封带的端部在位于缸筒外面的某一部分上固定在端盖上，这类无杆动力缸不能用于其结构为将无杆动力缸夹在两个端板之间的线性执行装置。
此外，在上述公报(D)中公开的无杆动力缸中，由于内密封带的端部夹在插入内孔中的端盖部分的表面上，需要在缸筒的壁上额外机加工出带螺纹的螺栓孔，以夹紧密封带。这样就如同上面所说明的一样使无杆动力缸的机加工费用增加。
有时，通过将固定在端板上的柱塞构件插入而构成线性执行装置。在这类线性执行装置中，端板在基板上要如此固定，以使端板之间的距离略大于缸筒的长度。将端板上的柱塞构件插入在缸筒两端的缸筒的内孔中，使无杆动力缸夹在端板之间。在这类线性执行装置中，在缸筒两端的柱塞构件和端板要受到缸筒内的流体压力的作用，该压力沿使端板之间的距离增加的方向作用。另外，当无杆动力缸的活塞在活塞行程的终点碰上柱塞构件的插入部分时，沿使端板之间的距离加大的方向有一来自活塞的冲击力作用在柱塞构件和端板上。因此，在这类线性执行装置中，如果内密封带的两端都紧固在柱塞构件或端板上，则可能在内密封带上作用一过大的拉伸应力，它可能缩短内密封带的使用寿命并可在极端情况下使内密封带断裂。
此外，在内密封带的端部在缸筒的两端固定在柱塞构件的外侧的无杆动力缸中，内密封带的端部必须夹在缸筒的内孔壁和柱塞构件的外侧之间。有时，这会在装配无杆动力缸时产生麻烦。这一问题可以参考
图10予以说明。这就是说，当一个柱塞构件100插入缸筒102的一端并且内密封带的一端就位时，内密封带104的另一端通常不会到达缸筒102的另一端。因此，在缸筒的另一端，缝隙103的内开口不会被内密封带104盖住。通常，要在柱塞构件100的外侧上设置一环形密封，例如一O形密封圈101。但是，如果在此情况下将另一柱塞构件插入缸筒，由于缝隙103的内开口未被内密封带104盖住，O形圈101就会如此变形，以使O形圈101的一部分如图10所示的进入缝隙103中。O形圈101的这种变形有时会与内密封带104的端部发生干涉，妨碍柱塞构件100的插入，因而阻止柱塞构件100和内密封带104的端部被适当地装入缸筒102中。
鉴于上述的相关技术中出现的各种问题，本发明的目的之一是提供一种简单而有效的结构，以固定无杆动力缸的内密封带的端部。
另外，本发明的另一目的为提供这样一种线性执行装置，它通过将无杆动力缸的柱塞构件插入缸筒的内孔中，而将无杆动力缸夹在一对端板之间，而不需要采用紧固螺栓，同时又能防止在内密封带上作用过大的应力。
再者，本发明的再一目的是提供一种简单而有效的装配无杆动力缸的方法，其中，可在缸筒的端部插入柱塞构件而不会与内密封带的端部发生干涉。
按照本发明的一个方面，本发明所提供的一种无杆动力缸包括一缸筒、柱塞构件、一活塞构件、一外滑架、内密封带、外密封带、用于将内密封带的端部固定在柱塞构件上的固定装置；其中所述的缸筒在壁上设有缝隙，它平行于缸筒的轴线延伸；所述柱塞构件的每一个设在缸筒的两端，每端一个并插入缸筒的内孔中，所述活塞构件位于缸筒的内孔中并可在其中沿轴向移动；所述外滑架位于缸筒的外面，并由一穿过缸筒的缝隙的结合构件与活塞结合，以使滑架能与活塞构件成一整体地沿缝隙移动；所述内密封带有两个端部，它沿缝隙在缸筒的内孔壁上如此设置，以使在缸筒的内孔壁上的缝隙的开口被内密封带盖住；所述外密封带有两个端部，它沿缝隙在缸筒的外表面上如此设置，以使在缸筒外表面上的缝隙的开口被外密封带盖住；所述固定装置包括配合构件，每个配合构件在缸筒的两端分别设置在缸筒的外表面上，并用穿过缸筒的缝隙的安装构件和固定在配合构件上的固定构件固定在相应的柱塞构件上，固定装置穿过缝隙，从而将内密封带的端部固定在柱塞构件的表面上。
按照本发明的这一方面，内密封带的端部由固定在配合构件上并穿过缸筒的缝隙伸出的固定构件固定在柱塞构件的表面上，此外，配合构件本身又用穿过缝隙伸出的安装构件安装在柱塞构件上。因此，由于组成将内密封带的端部固定在柱塞构件上的固定装置的所有零件都穿过缸筒的缝隙而固定在柱塞构件上，因而在缸筒的表面上不需要有用于固定内密封带的端部的带螺纹的螺栓孔，也就是说，不需要有额外的钻削加工。
按照本发明的另一个方面，提供了一种包括一无杆动力缸的线性执行装置，其中，无杆动力缸夹在一对端板之间，这对端板彼此相向，其间距离略大于无杆动力缸的轴向长度，并且一个端板设有一夹紧螺钉，它靠在插入缸筒内孔的一端的柱塞构件的端面上，用于沿朝着另一端板的方向推压柱塞构件。
按照本发明的这一方面，由于在缸筒一端的柱塞构件总是被夹紧螺钉推向缸筒的另一端，作用在柱塞构件上的来自缸筒内部的流体压力的力和来自活塞的力都通过夹紧螺钉由端板承受。因此，在内密封带上没有来自柱塞构件的拉伸应力的作用。
按照本发明的再一个方面，提供了一种用于装配无杆动力缸的方法，该动力缸具有一缸筒、柱塞构件和一内密封带，其中所述缸筒在其侧壁上有一轴向缝隙的开口，所述柱塞构件在缸筒的两端插入缸筒的内孔中，所述内密封带沿缝隙设置在缸筒中，以使内密封带盖住缸筒的内孔壁上的缝隙的开口，而且内密封带的两端都被夹持在相应的柱塞构件和缸筒的内孔壁之间，此方法包括下列各个步骤在内密封带的一端就位时，将柱塞构件中的一个装配在缸筒的一端；将内密封带的另一端以这样一种方式固定在缸筒的内孔壁上并靠近缸筒的另一端，以使内密封带的另一端盖住缝隙开口；将其长度大于内密封带的一端和缸筒的另一端之间的距离的覆盖条放在缸筒的内壁上，从而使内密封带的另一端由覆盖条的一端盖住，而覆盖条的另一端则伸至缸筒的外面；将另一柱塞构件插入缸筒另一端的内孔中，由此使覆盖条和内密封带的另一端都被夹持在另一柱塞构件和缸筒的内孔壁之间；以及将覆盖条的另一端拉向朝着缸筒的外面的方向，以将覆盖条从缸筒的内孔中除去。
按照本发明的这一方面，当另一柱塞构件插入缸筒的内孔中时，在内密封带的另一端和缸筒的另一端之间的缸筒内表面上，内密封带的另一端和缝隙的开口都被覆盖条盖住。因此，另一柱塞构件可以插入内孔中，而不会与内密封带的另一端发生干涉。这样，柱塞构件可以在装配无杆动力缸时很容易地插入缸筒中。
本发明可从参考附图进行的以下描述中得到更好地理解，这些附图是图1是按照本发明的一个实施例的线性执行装置的透视图；图2是图1所示线性执行装置的局部剖开的平面图；图3是沿图2中的III-III线的剖视图；图4是沿图2中的IV-IV线的剖视图；图5A示出了线性执行装置沿图4中的V-V线剖开的剖面的一个例子；图5B示出了线性执行装置沿图4中的V-V线剖开的剖面的另一个例子；图6是图1中所示无杆动力缸的放大的剖视图，它说明了内密封带的端部的固定；图7是无杆动力缸装置的局部剖开的侧视图，它示出了内密封带端部的固定的另一实施例；图8A、8B和9A、9B是说明按照本发明的装配无杆动力缸的方法的一个例子的视图；和图10是说明在现有技术中的装配无杆动力缸的方法中的问题的视图。
图1至3示出了按照本发明的具有无杆动力缸的线性执行装置的一个实施例。在图1至3中，参考标号1代表线性执行装置的基座。基座1有一L形的横截面，该横截面有一底部1a和一位于底部1a的侧面并与其垂直的侧壁1b。在底部1a的上表面上，沿其整个长度设有一浅槽2。此槽2用于将一导轨10安装在基座1上。从图3中可以最清楚地看出，在浅槽2的底面上沿其整个长度设有一T字形的凹槽3(具有T形横截面的凹槽)。另外，在基座2的上表面上，在浅槽2的与侧壁1b相对的一侧，有一用于安装挡块构件支座75的另一T形槽4，它平行于浅槽2延伸。T形槽4也沿基座1的整个长度设置。
在基座1的上表面上，在与侧壁1b相对的侧面1c上，形成有一个脊5。脊5在基座1上沿整个长度形成。如图3所示，脊5容纳用于工作流体的通道6。
在底部1a的下表面上，沿底部1a的整个长度设有一对T形槽7。槽7用于将线性执行装置装在其它机器上。在本实施例中，基座1用铝合金制造并用挤压工艺做出。
其长度略小于基座1的长度的导轨10设置在基座1的槽2中。该导轨10有多个带螺纹的螺栓孔11，这些孔沿导轨10的长度设置。通过将安装螺栓12拧入带螺纹的螺栓孔11中，使螺栓12与装在T形槽3中的螺母13接合，就可以将导轨10装在基座1上。导轨10在其每一侧上设有一导向沟槽14，它沿导轨10的整个长度延伸。虽然在本实施例中导向沟槽14有一半圆形的横截面，但导向沟槽14也可以有V字形的横截面。
图2和3中的标号15代表一由导轨10导向的线性执行装置的导向构件。在此实施例中，设置有两个导向构件15。每个导向构件15跨装在导轨10上并在其上滑动，它还在朝着导轨10的相应的导向沟槽14的部分设有滚珠槽16。滚珠槽16与导向沟槽14形成滚珠17的通道，该滚珠在导轨10上起着支承导向构件15的球轴承的作用。导向构件15与滑台18的下表面连接。虽然在此实施例中设置了两个导向构件15，但在本发明中，导向构件的数目并不限于两个。
标号20和21是矩形的端板，它们用安装螺栓22在基座1的两端装在基座1上。各个端板20、21以这样一种方式垂直于基座1的纵向轴线延伸，即，使端板20和21的端部越过基座1的侧面1c(与侧壁1b相对的一侧)伸出。如图3所示，端板20和21的高度做得基本上与无杆动力缸组件30的缸筒31的高度H(该高度沿垂直于缝隙32的方向测量)相同，这样在端板20和21之间形成一用于容纳无杆动力缸组件30的空间C。如图3所示，将无杆动力缸组件30设置在端板20和21之间，平行于导轨10。
无杆动力缸组件30的缸筒31有一基本上为矩形的横截面。在缸筒31的侧壁上沿其整个长度设有一缝隙32。缸筒31的各个端部都用一柱塞构件33塞住。图6示出了缸筒31的一个端部(图2中在右手侧的端部)的详细结构。如图6所示，柱塞构件33包括一塞住部分33a和一薄的法兰部分33b，以及一装配到端板20和21的凹下部分60中的部分33c。在缸筒31的内孔34中，设有一能沿缸筒的纵向轴线移动的活塞40。如图2所示，在缸筒31的两端上的柱塞构件33和活塞40在缸筒31中限定了两个缸室S1和S2。另外，在各个柱塞构件33中设有连通在活塞40两侧的对应的缸室S1和S2的连接通道33d。只要将塞住部分33a插入缸筒31的内孔34中，就可将柱塞构件33装在缸筒31的端部，也就是说，不必采用其它的固定装置，如固定螺栓来将柱塞构件33装在缸筒31上。在塞住部分33a端部的周边上装有一环形密封构件25，以密封塞住部分33a和内孔34的壁之间的间隙，此密封构件可以是一个O形密封圈。
图4是沿图2中的IV-IV线的剖视图。如图4所示，柱塞构件33的塞住部分33a和法兰部分33b的一部分都进行了机加工，以在柱塞构件33的侧面上形成一扁平部分33e。如同以后要说明的那样，扁平部分33e用于使内密封带易于插在内孔34的壁和柱塞构件33之间，并有助于内密封带沿缸筒31的纵向轴线滑动。在柱塞构件33的扁平部分33e上，在扁平部分33e的宽度的中心，设置两个带螺纹的螺钉孔35，它们沿柱塞构件33的纵向布置。此外，在扁平部分33e上设有一沟槽38，这可在图6中最清楚地看出。沟槽38位于扁平部分33e的宽度的中心，并在塞住部分33a的末端和带螺纹的孔35之间的部分上。在此实施例中，用铆钉37将垫圈36固定在内密封带50的每一端上。沟槽38的设置是用于容纳铆钉37的头部。如图5所示，垫圈36配合在缝隙32的宽度中并防止内密封带50沿垂直于缝隙32的方向偏移。但是，如果采用了类型合适的密封带，例如具有装配到缝隙32中的唇部以防止密封带偏移的弹性密封带，就不需要垫圈36。
在内孔34中设有活塞40，它可以沿缸筒31的轴向移动。从图2中可以清楚地看出，在活塞40的每一侧上设有一活塞密封圈41。因此，在缸筒31的内孔34中，由活塞限定了两个缸室S1和S2。在此实施例中，活塞40的一部分形成一轭状物42，它穿过缝隙32突出到缸筒31的外面。借助于多个设置在轭状物42上的孔42a和装配在孔42a中的销子42b使固定架43与轭状物42结合。在固定架43的每个轴向端部上装有一侧板45。在此实施例中，固定架43与侧板45形成一外滑架44，而轭状物42则形成一用于将滑架44连接在活塞40上的结合构件。在每个侧板45上装有一刮板46。刮板46由一个围住滑架44的周边的O形圈47保持就位。备有一设置在缸筒31的内部并封住缝隙32的内开口的内密封带50，和一设置在缸筒31的外面并封住缝隙32的外开口的外密封带51。内密封带50和外密封带51由轭状物42中的导向表面导向并穿过滑架44。
在此实施例中，将内密封带50和外密封带51做成薄的柔性带，它用例如像不锈铬钢这样的磁性物质制造。在此实施例中。将磁性带52在缝隙32的两侧嵌在缸筒31的外表面上。因此，内密封带50和外密封带51都被吸至磁性带52上并且强制地密封缝隙32的内开口和外开口。虽然在本实施例中采用了用磁性物质做的密封带，但也可以使用其它类型的柔性密封带。例如，密封带可以用胺基甲酸乙酯人造橡胶或尼龙制造，或用铬钢和橡胶的复合物制造。此外，密封带也可以如此设计，以使内密封带和外密封带彼此挠性地接合，或是各个密封带柔性地与缝隙32接合，以密封缝隙32，从而代替使用磁性带52。
图5A和图6示出了将内密封带和外密封带固定在柱塞构件33上的一个例子。如图5A所示，通过将外密封带51的端部夹在一个配合板53和缸筒31的外壁表面之间，就可将外密封带51的端部固定在缸筒31的外表面上。在此实施例中，通过用两个安装螺栓54将配合板推至缸筒的外表面上，就可将配合板固定在缸筒31上。如图5A所示，使安装螺栓54穿过设置在配合板53上的孔，然后穿过缝隙32拧入在柱塞构件33的塞住部分33a上的螺纹孔35中，并且在以后要说明的紧定螺钉55内的部分处将外密封带的端部夹在缸筒31与配合板53之间。另一方面，通过将内密封带50的端部以这样一种方式夹在柱塞构件33的表面和紧定螺钉55之间，即，使内密封带50的铆钉37容纳在位于柱塞构件33的塞住部分33a上的沟槽38中，可将内密封带50的端部固定在柱塞构件33上。在这种情况下，将垫圈36装入缝隙32中，并由此使内密封带50沿垂直于缝隙32的方向的移动受到限制。将紧定螺钉55拧入设置在配合板53上的螺纹孔中，直至螺钉的尖头55a穿过缝隙32，并咬入内密封带50的表面为止。因此，内密封带50可由螺钉55牢牢地固定在塞住部分33a上。
图5B示出了外密封带51的固定的另一个例子。在图5B中，外密封带51延伸至缸筒31的端部，并且在外密封带51的端部上形成一缺口51a，从而在外密封带51的端部上形成一U形部分。在此实施例中，用一个安装螺栓54将配合板53固定在缸筒31上。安装螺栓54和紧定螺钉55要布置成使它们穿过缝隙32和外密封带51的缺口51a。在图5B所示的固定中，由于在缺口51a的两侧形成了外密封带材料的腿状部分，即使配合板53由作用在紧定螺钉55上的反作用力而略为抬起，外密封带51也能牢牢地固定在缸筒31上。由于在此实施例中，用一个安装螺栓54足以固定夹板53和外密封带51，因此，可以将由于安装螺栓54的拧入而引起的缸筒31的挠曲减至最小。虽然在本实施例中，在外密封带51上设有缺口51a，但是也可以做出其它形状的缺口或细长形的孔，或是采用另一种方式，可以做出用于安装螺栓54和紧定螺钉55的单独的孔。
下面，参考图6说明用于在端板20和21之间安装缸筒31的结构的一个实施例。如前所述，柱塞构件33只夹在缸筒31和端板20与21之间，而不用任何的安装螺栓。端板20与21之间的距离(图中的L2)要略大于当柱塞构件33插入缸筒31时在法兰33b的外表面33f之间的距离(图6中的L1)。这种要求是为了便于安装缸筒31和端板20与21。在装配好的状态下，柱塞构件33的部分33C连同O形密封圈61一起装配到位于每个端板20和21上的凹座60中。在此实施例中，如图6所示，一个端板(在此实施例中为右侧端板21)在其朝向柱塞构件33的法兰部分33b的部分上设有一夹紧螺钉62。在用位于端板21上的夹紧螺钉62将柱塞构件33的法兰部分33b推向另一端板20以后，就可以用安装螺栓63(图1)将端板20、21装在缸筒31的端面上。在这种条件下，在法兰部分33b的面33f和端板21之间留有一小的间隙t。
如图2所示，在另一端板20上，在朝向基座1中的工作流体通道6的左手端的部分，设有一用于工作流体的入口23a，在朝向柱塞构件33的连接通道33d的端部的部分，设有一用于工作流体的出口23b。另外，在端板21上，设有一连接通道24，它将流体通道6与图2右手侧的柱塞构件33的连接通道33d连接起来。因此，工作流体的输入管和输出管可以只与一个端板(在此实施例中为端板20)相连。另一种方案是，可以在各个端板上独立地设置入口和出口。
在图2中，滑台18在其靠近侧壁1b的一侧与导向构件15结合。滑台18从其与导向构件15相结合的那部分延伸到在外滑架44上方的那部分，也就是说，在从上往下看时，滑台18并不与缸筒31重叠。在滑台18的底部，在其跨在外滑架44上的那部分，设有一对腿70。外滑架44通过设置在侧板45和腿70之间的弹性缓冲器71夹在滑台的两条腿70之间，从而使滑台18能被活塞40驱动。
在图2中，标号72示出了一挡块，其长度短于滑台18的长度。将挡块72以这样一种方式设在滑台的底部上，即，使其端面73位于滑台18的轴向端部18a的里面。从图2和4中可以最清楚地看出，挡块构件支座75与端板20和21平行地设置。挡块构件支座75有与导轨10相配的槽76。另外，挡块构件支座75由螺栓79固定在基座1上，该螺栓79与位于基座1上的T形槽4中的螺母构件78接合。因此，可以通过螺母构件78在槽4中的定位而沿缸筒31的轴向任意地调节挡块构件支座75的位置。槽76的垂直面与导轨10的垂直面10a和10b紧密接触，而不与导向沟槽14的面接触。另外，如图2所示，在此实施例中的螺母构件78有一延长部分78b，该部分在T形槽4中延伸。挡块构件支座75上设有一螺纹孔81，以通过设置在减震器80的外表面上的螺纹与孔81的内螺纹的接合接纳减震器80。在挡块构件支座75的前部77设有一缺口和一安装螺钉82，以便将减震器80固定在孔81中。当将减震器80固定在孔81中时，减震器80从支座75中朝滑台18的挡块72突出。在线性执行装置的某些应用中，不需要使用减震器80。图2中的标号85是通孔，它们贯穿端板20和21，用于将线性执行装置装在其它结构上，而图4中的标号86是一个槽，用于将辅助装置，如开关装在线性执行装置上。
在图1至图4所示的线性执行装置中，由于导轨10固定在基座1上，并且无杆动力缸组件装在同样固定在基座1上的端板20和21之间，因此，即使线性执行装置由端板上的孔85装在其它结构上，导轨10也会由基座1(它与端板20和21刚性地连接)刚性地支承。这样，按照本实施例中的线性执行装置，可以总是保持滑台18的平稳移动。另外，由于连接活塞40和滑架44的连接构件(轭状物)42沿平行于滑台的方向(也就是在本实施例的图3和4中水平地)从缝隙32中突出，可以将线性执行装置的总高度降低到 基本上与缸筒31的高度(图3中的高度H)相同的高度。因此，按照本实施例，可以提供一种非常紧凑和坚固的线性执行装置。
当供应工作流体，如压力空气时，缸筒31的活塞40沿缸筒的轴线移动，从而使滑台18由导轨10上的滑架44驱动。当滑台到达其行程的终点时，挡块72的端面73碰上减震器80。这样，由于挡块与挡块构件(即减震器)接合时的冲击被减震器80减小，滑台18就平稳地停在其行程的终点。当挡块72与减震器80接合时，在挡块构件支座75上作用有一扭矩。例如，在图1的右手侧，支座75上作用有一顺时针的扭矩。但是，由于支座75是由沟槽76固定在导轨10上的，此扭矩可通过导轨10由基座1承受。因此，即使在长期运行后，挡块构件支座75也仍然保持在应有的位置上。另外，虽然挡块与减震器的接合也在支座75被从基座1上抬起的方向上作用扭矩，但是由于本实施例中的螺母构件78设有延伸部分78b，此力矩也可传到基座1上并由其承受。这样，就防止了安装螺栓79的松开。导轨10用垂直的面10a、10b与支座75接触，而导向槽14则不与支座75接触。因此，导向构件15的移动不会受到挡块与减震器的接合的影响。此外，由于挡块72所处的位置在滑台侧面的里面，因此，按照本实施例，可以保持滑台有长的行程，同时保持线性执行装置有短的长度。
在线性执行装置运行时，在缸筒31两端上的柱塞构件33承受缸室S1和S2中的工作流体压力。此外，在未采用减震器80的应用中，活塞40移至其行程的终点并碰上柱塞构件33。当活塞40碰上柱塞构件33时，柱塞构件33受到来自活塞40的力的作用并被推向端板。如前所述，使端板20、21之间的距离略大于法兰面33f之间的距离。此外，柱塞构件33并没有固定在缸筒31上。因此，当柱塞构件33受到来自活塞和来自工作流体的力的作用时，柱塞构件33有朝端板移动的倾向。如果柱塞构件移向端板(特别是朝端板21，这是因为，在法兰面33f与端板21之间存在间隙t)，内密封带50和外密封带51就由柱塞构件33拉动。这样就在内、外密封带中产生过大的拉力，并且可能缩短密封带的使用寿命。但是，按照本发明，在端板21上设有一夹紧螺钉62，并且它总是将法兰部分33b推向对面的端板20。因此，作用在柱塞构件33上的力通过夹紧螺钉由端板承受，从而使柱塞构件能固定就位。这样，按照本实施例，在密封带上不会作用有过量的拉力。
图7示出了一个实施例，其中，将按照本发明的用于固定密封带的布置用于无杆动力缸组件本身(即，一个单独的无杆动力缸，它不组成一线性执行装置)。在此情况下，由于未采用端板20、21或基座1，采用了端盖33A和33B，以代替图6中的柱塞构件33。端盖33A和33B由安装螺栓90固定在缸筒31的端部上。按照本发明，如上所述，内密封带50和外密封带51的端部固定在端盖33A和33B的塞住部分33a上，亦即，密封带的端部总是位于在缸筒31的两端内的部分，因此，端盖33A和33B的位于缸筒31的两端外的部分的厚度只需用于容纳安装螺栓90。这样，可以将包括端盖33A和33B的厚度的无杆动力缸的总长度减至最小。
下面，参考图8A、8B和9A、9B说明装配按照本发明的无杆动力缸31的方法的一个实施例。在上述实施例中，由于内密封带50的端部必须夹持在柱塞构件33的塞住部分33a的侧面和缸筒31的内孔34的壁之间，因此，当内密封带放在正确的位置上时，内密封带的两端都位于缸筒31的端部内侧，亦即，缝隙32的在缸筒31的端部和内密封带50的端部之间的部分未被内密封带50盖住。如果在将内密封带50放在正确的位置上以后才将柱塞构件33插入缸筒31的内孔34中，那么位于柱塞构件33的侧面上的O形密封圈25就可能会变形并进入未被内密封带50盖住的缝隙32中。这样就产生如图10中所述的在O形密封圈25与内密封带50之间存在干涉的问题，并妨碍柱塞构件33和内密封带50的正确安装。
在下面要说明的方法中，通过在塞住部分33a上提供一扁平部分33e，并在插入柱塞构件33时采用覆盖条，就可以解决干涉问题。
图8A和8B示出了将第一柱塞构件(首先装入缸筒31中的柱塞构件，例如图8A和8B中在右手侧的柱塞构件33)插入缸筒的内孔中的过程，而图9A和9B则示出了在第一柱塞构件插入缸筒的内孔中之后，将第二柱塞构件(最后装入缸筒31中的柱塞构件，例如图9A和9B中左手侧的柱塞构件33)插入缸筒的内孔中的过程。
如图8A所示，在此实施例中，当第一柱塞构件33插入缸筒31的内孔34中时，将内密封带50和外密封带51插入外滑架44中，并将活塞事先放入内孔34中。此外，在插入第一柱塞构件33之前，将在第一柱塞构件侧的内密封带50的端部如图8A所示那样从缸筒31中拉出。在此情况下，内密封带50的另一端部(第二柱塞构件侧的那一端)位于内孔34中，并且靠近缸筒31的第一柱塞构件侧的缝隙32的内开口被内密封带50盖住。然后，将第一柱塞构件33以这样一种方式插入缸筒31的内孔34中，即，使缸筒31中的内密封带50穿过第一柱塞构件33的扁平部分33e。由于缝隙32的内开口在将第一柱塞构件33插入内孔34中时由内密封带50盖住，并且O形密封圈25不会进入缝隙32中，第一柱塞构件33就可平稳地插入缸筒31的内孔34中，而不会与内密封带50发生干涉。
在将第一柱塞构件33插入到正确位置以后，将内密封带的第二柱塞构件侧的端部(即，现在位于缸筒31中的那一端)拉至缸筒的另一侧(第二柱塞构件的那一侧)，直至内密封带50在柱塞构件33的扁平部分33e上滑动，同时在内密封带的第一柱塞构件侧那一端上的铆钉37装入在第一柱塞构件33(图8B)的扁平部分33e上的沟槽38中并配合到正确的位置时为止。通过例如使一钩子穿过缝隙32与在第二柱塞构件侧那一端上的铆钉37接合，可将内密封带50拉动。在将内密封带50放在正确的位置上以后，调整外密封带51的位置，以将其放在正确的位置上(图6中所示的位置)。
当内密封带50放在正确的位置上时，它的第二柱塞构件侧的那一端就如图6所示的位于缸筒31内，并且缝隙32的在内密封带50的端部和缸筒31的端部之间的部分不会被内密封带盖住。因此，在此实施例中，在将第二柱塞构件(图9A和9B中右手侧的柱塞构件)插入之前，将覆盖条95在缸筒31的内孔中如此放置，以使覆盖条95从内密封带50的第二柱塞构件侧的那一端延伸到缸筒31的第二柱塞构件侧的那一端的外面(图9A)。覆盖条95是一薄而柔软的带子，用例如与内密封带50相同的材料制造。
此后，将第二柱塞构件33插入缸筒31的内孔34中，使得其扁平部分33e与覆盖条95(以及内密封带50)相配。由于缝隙32的内开口由覆盖条95盖住，可平稳地将第二柱塞构件33插入内孔34中。在将第二柱塞构件33插至缸筒31中的正确位置以后，从缸筒31的内孔34中拉出覆盖条95(图9B)。这样，内密封带50的第二柱塞构件侧的那一端在取出覆盖条95以后仍然留在如图6中所示的正确位置上。
在取出覆盖条95以后，精确地调整内密封带50和外密封带51的位置，并用配合板53和安装螺栓54将外密封带51的两端固定在缸筒31上。然后，用紧定螺钉55将内密封带50的两端固定在柱塞构件33的塞住部分33a上。另一种方案是，可在插入第二柱塞构件之前将内密封带和外密封带的在第一柱塞构件侧的那一端固定在缸筒和第一柱塞构件上。
上面所说明的方法可同时用于装入一线性执行装置的无杆动力缸组件和无杆动力缸本身。
权利要求
1.一种无杆动力缸，包括一缸筒，它在壁上设有一平行于缸筒的轴线延伸的缝隙；柱塞构件，在缸筒的两端，每端设置一个，并插入缸筒的内孔中；一活塞构件，它设置在缸筒的内孔中并可沿轴向在其中移动；一外滑架，它位于缸筒的外面并由一穿过缸筒缝隙的结合构件与活塞结合，从而使上述滑架与活塞构件整体地沿上述缝隙移动；一具有两个端部的内密封带，它以这样一种方式沿上述缝隙设置在缸筒的内孔的壁上，以使在缸筒的内孔的壁上的缝隙的开口被上述内密封带盖住；一具有两个端部的外密封带，它以这样一种方式沿上述缝隙设置在缸筒的外表面上，以使在缸筒外表面上的缝隙的开口被上述外密封带盖住；固定装置，它用于将内密封带的端部固定在柱塞构件上，上述固定装置包括配合构件，它们设置在缸筒的外表面上，在缸筒的每一端有一个，并用一穿过缸筒缝隙的安装构件和一固定在上述配合构件上并延伸过上述缝隙的紧定构件固定在相应的柱塞构件上，从而将内密封带的端部紧固在柱塞构件的表面上。
2.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征为，上述配合构件是一装在缸筒的外表面上的板，而上述安装构件是一螺栓，它穿过缸筒的缝隙拧入柱塞构件中，从而将上述板推至缸筒的表面上。
3.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征为，上述的紧定构件是一个螺钉，它拧在配合构件上并穿过缸筒的缝隙伸出，从而将内密封带的端部夹在它的尖头和柱塞构件的表面之间。
4.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征为，所述配合构件通过将外密封带的端部夹在缸筒的外表面和配合构件之间而将外密封带的端部固定在缸筒的外表面上。
5.如权利要求4所述的无杆动力缸，其特征为，上述配合构件是一块设置在缸筒的外表面上的板，上述安装构件是一螺栓，该螺栓穿过缸筒的缝隙拧入柱塞构件，从而将外密封带的端部夹在缸筒的外表面和上述板之间；上述螺栓穿过设置在外密封带的端部上的一个通孔，以使外密封带的在所述通孔两侧的部分夹在缸筒的外表面与上述板之间。
6.如权利要求1所述的无杆动力缸，其特征为，上述柱塞构件包括一围绕柱塞构件设置的环形密封，用于密封柱塞构件与缸筒内孔的表面之间的间隙；所述内密封带的端部相对于缸筒的轴向长度的中心在位于环形密封外面的那部分上固定在柱塞构件上。
7.一种包括一如权利要求1所述的无杆动力缸的线性执行装置，其特征为，上述无杆动力缸夹在一对端板之间，该对端板彼此相向，其间距离略大于无杆动力缸的轴向长度；上述端板中的一个设有一抵靠在柱塞构件的端面上，用以将上述柱塞构件沿朝向另一端板的方向推压的夹紧螺钉。
8.一种用于装配无杆动力缸的方法，该动力缸具有一在其侧壁上有一轴向缝隙开口的缸筒，在缸筒两端插入缸筒的内孔中的柱塞构件，和一内密封带，该内密封带以这样一种方式沿所述缝隙设置在缸筒中，即，使内密封带盖住在缸筒内孔的壁上的缝隙的开口，同时，使内密封带的两端夹持在相应的柱塞构件和缸筒内孔的壁之间，上述方法包括下列步骤在内密封带的一端就位时，将柱塞构件中的一个装配在缸筒的一端上；将内密封带的另一端以这样一种方式固定在缸筒内孔的壁上并靠近缸筒的另一端，以使内密封带的上述另一端盖住缝隙开口；将一其长度大于在内密封带的上述端部和缸筒的另一端之间的距离的覆盖条放置在缸筒的内壁上，由此使内密封带的上述另一端被上述覆盖条的一端盖住，并且覆盖条的另一端延伸到缸筒的外面；将另一柱塞构件插入缸筒另一端的内孔中，以使覆盖条和内密封带的上述另一端都夹持在上述另一柱塞构件和缸筒内孔的壁之间；以及朝着缸筒的外部的方向拉覆盖条的上述另一端，以从缸筒的内孔中将覆盖条取出。
9.如权利要求8所述的用于装配一无杆动力缸的步骤，其特征为，各个柱塞构件均在其侧面设有一扁平部分，用于将内密封带的端部安放在缸筒内孔的壁和上述扁平部分之间；上述的用于在内密封带的一端就位时将柱塞构件之一装配在缸筒的一端上的步骤进一步包括下列步骤将上述的柱塞构件之一插入，而内密封带的位于其两端之间的部分被放置在上述扁平部分上；沿与缸筒的上述一端相反的方向拉动位于缸筒中的内密封带的端部，从而使内密封带滑过在扁平部分与缸筒内孔的壁之间的间隙，直至内密封带的上述一端到达在扁平部分上的所要求的位置。
全文摘要
按照本发明的无杆动力缸，在缸筒的内孔中插入柱塞构件。在缸筒上的缝隙平行于缸筒的轴线延伸。在缸筒的内孔中设有活塞，它可沿缝隙移动。设有一外滑架，它由延伸过缝隙的轭状物与活塞连接。在缸筒中，沿缝隙设有一封闭缝隙的内开口的内密封带。内密封带的端部夹在紧定螺钉与柱塞构件的侧面之间。紧定螺钉穿过缝隙从位于缸筒外壁上的配合板伸出。配合板由穿过缝隙拧入柱塞构件的安装螺栓固定在缸筒的外壁上。因此，可以将内密封带和外密封带固定而毋需对缸筒作任何的机加工。
文档编号F15B15/08GK1154448SQ9611672
公开日1997年7月16日 申请日期1996年12月27日 优先权日1995年12月27日
发明者野田光雄 申请人:丰和工业株式会社