DE10114117A1 - Zylinder mit Führung - Google Patents

Abstract

In einem Zylinder mit einem Kolben (2) und einem Zylinderkörper (3) mit einer Kolbenkammer (4), in welcher der Kolben (2) gleitend aufgenommen ist, ist eine Führungswelle (9), die sich zu der Kolbenkammer (4) erstreckt, an einer kopfseitigen Endwand (8) des Zylinderkörpers (3) vorgesehen. Der Kolben (2) weist eine Führungsöffnung (2c) auf, in der die Führungswelle (9) aufgenommen ist. Eine Vielzahl von Nuten (9a und 2d), die sich in Axialrichtung erstrecken, ist zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Führungswelle (9) und einer inneren Umfangsfläche der Führungsöffnung (2c) vorgesehen. Eine Vielzahl von Stahlkugeln (13) ist zwischen den Nuten (9a und 2d) vorgesehen.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kurzhubzylinder mit einer Füh­ rung, bei der die Führung in einem Kolben vorgesehen ist.

Stand der Technik

Bei einem Kurzhubzylinder, der gleitend einen Kolben in einer Kolbenkammer aufnimmt, wird eine Kolbenstange durch ein Lager oder dgl. so getragen, dass eine Schrägstellung des Kolbens verhindert wird, so dass der Kolben gleichmä­ ßig gleiten kann.

Wenn das Lager vorgesehen wird, besteht jedoch das Problem, dass die Höhe (axiale Länge) des Zylinders nicht minimiert werden kann, bzw. dass wenn trotz Lager die Höhe des Zylinders minimiert wird, die Kolbenstange schräggestellt und eine Gleitfläche durch Riefenbildung beschädigt wird.

Beschreibung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dünnen Zylinder (mit kurzem Hub) vorzuschlagen, der eine Führung aufweist, mit der die Höhe des Zylinders minimiert werden kann, bei dem keine Riefenbildung auftritt und bei dem eine Schrägstellung und Drehung des Kolbens verhindert wird. Der Zylin­ der mit Führung soll einen einfachen Aufbau aufweisen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Erfindungsgemäß weist ein Zylinder mit Führung einen Zylinderkörper mit einer darin ausgebildeten Kolbenkammer, die von einer Seitenwand, einer stangen­ seitigen Endwand und einer kopfseitigen Endwand umgeben wird, und einen gleitend in der Kolbenkammer aufgenommenen Kolben aufweist, wobei der Kol­ ben einen Kolbenkörper umfasst, der unter der Wirkung von Fluiddruck luftdicht in der Kolbenkammer gleitet, eine Kolbenstange, die sich von einem zentralen Abschnitt des Kolbenkörpers erstreckt und durch die stangenseitige Endwand nach außen aus dem Zylinderkörper vorsteht, und eine Führungsöffnung auf, die in zentralen Abschnitten des Kolbenkörpers und der Kolbenstange ausgebil­ det ist, wobei die kopfseitige Endwand des Zylinderkörpers eine Führungswelle aufweist, die sich von einem zentralen Abschnitt einer inneren Fläche der kopf­ seitigen Endwand in die Kolbenkammer erstreckt und in die Führungsöffnung eingesetzt ist, wobei eine Vielzahl von Nutengruppen an Positionen ausgebildet ist, an denen eine innere Fläche der Führungsöffnung und eine äußere Fläche der Führungswelle gegenüberliegen, so dass sie zu einem Mittelpunkt der Füh­ rungswelle symmetrisch sind, und wobei eine Vielzahl von Stahlkugeln zwischen den Nuten so angeordnet ist, dass sie rollen können.

Bei dem Zylinder mit dem oben beschriebenen Aufbau gleitet der Kolben bei der Zufuhr oder Abfuhr von Druckfluid zu bzw. von der Kolbenkammer in Vertikal­ richtung in dem Zylinder. Zu dieser Zeit wird der Kolben durch die in dem Kol­ ben vorgesehene Führungswelle geführt und stellt sich daher nicht schräg.

Außerdem wird der Kolben durch die Vielzahl von Stahlkugeln in der Mehrzahl von sich in Axialrichtung des Kolbens und der Führungswelle erstreckenden Nu­ ten geführt. Die Führungswelle ist fest an der kopfseitigen Endwand ausgebildet und bewegt sich nicht. Dadurch kann der Kolben in Axialrichtung gleiten, sich aber nicht drehen.

Die Stahlkugeln rollen in den sich in Axialrichtung des Kolbens und der Füh­ rungswelle erstreckenden Nuten, wenn der Kolben gleitet. Dadurch gleitet der Kolben gleichmäßig und beim Gleiten des Kolbens werden keine Riefen er­ zeugt.

Da die Führungswelle in dem Kolben vorgesehen ist, kann die Höhe des Zylin­ ders auf ein niedriges Niveau zurückgeführt werden, so dass der Zylinder dünn gemacht werden kann, während die Druckaufnahmefläche des Kolbens groß gemacht werden kann.

Wenn der Zylinder mit der Führung gemäß der vorliegenden Erfindung als An­ triebsquelle für ein Pneumatikspannfutter oder ein Drehstellglied verwendet wird, kann dadurch das Luftspannfutter oder das Drehstellglied in seiner Größe reduziert werden, weil der Zylinder dünn ist. Da die Druckaufnahmefläche des Kolbens groß ist, kann trotz der kleinen Größe eine große Antriebskraft erreicht werden. Da der Kolben lediglich in Axialrichtung gleitet und sich nicht dreht, ar­ beitet er korrekt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Führungswelle an gegenüberliegenden Enden jeder der Nuten Stifte auf, um ein Herausfallen der Stahlkugeln zu verhindern.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind eine Seitenwand des Zylinderkörpers und die stangenseitige Endwand als ein Element ausgebildet, während die kopfseitige Endwand und die Führungswelle als ein Element aus­ gebildet und mit der Seitenwand verbunden sind.

Der Zylinder gemäß der vorliegenden Erfindung kann als doppelt wirkender Zy­ linder oder als einzeln wirkender Zylinder vorgesehen sein. Wenn ein einzeln wirkender Zylinder vorgesehen ist, weist der Zylinder zwei Druckkammern auf, die durch den Kolbenkörper unterteilt werden, wobei eine der Kammern mit ei­ nem Zufuhranschluss verbunden ist. Eine Rückführfeder ist in der anderen Kammer vorgesehen, so dass die Rückführfeder den Kolbenkörper an einer von der Kolbenstange beabstandeten Position zurückdrängt.

Der Zylinder mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem Spannmechanismus, einem Drehtisch oder dgl. verbunden werden, und der Zy­ linder kann zum Antrieb des Pneumatikspannfutters oder des Drehstellgliedes verwendet werden. Da der Zylinder dünn ist, kann das Pneumatikspannfutter oder das Drehstellglied in seiner Größe reduziert werden. Da die Druckaufnah­ mefläche des Kolbens groß ist, kann trotz der geringen Größe eine große An­ triebskraft erreicht werden. Da der Kolben lediglich in Axialrichtung gleitet und sich nicht dreht, arbeitet er korrekt.

Wenn der Klemmmechanismus mit dem erfindungsgemäßen Zylinder verbunden wird, weist der Klemmmechanismus an dem Zylinderkörper befestigte Füh­ rungsmittel, eine Vielzahl von Klauenelementen, die entlang der Führungsmittel geöffnet und geschlossen werden, und einen Verbindungsmechanismus auf, der mit den Klauenelementen und der Kolbenstange verbunden ist, um eine Vor­ wärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange in eine Öffnungs- und Schließbewegung der Klauenelemente umzuwandeln.

Wenn der Drehtisch mit dem erfindungsgemäßen Zylinder verbunden wird, wird der Drehtisch an dem Zylinderkörper angebracht, so dass sich der Drehtisch um eine mittlere Achse des Kolbens drehen kann. Ein Konvertierungsmechanismus zur Umwandlung einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung des Drehtisches wird mit dem Drehtisch und dem Kolben ver­ bunden.

Der Konvertierungsmechanismus wird durch eine Vielzahl von Gewindenuten gebildet, die an einer inneren Umfangsfläche der Öffnung ausgebildet sind, in die die Kolbenstange des mittleren Abschnitts des Drehtisches eingesetzt ist, und durch eine Vielzahl von Gleitelementen, die von einer Seitenfläche der Kol­ benstange vorstehen und in eine der Gewindenuten eingesetzt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Kolben angehoben ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt, der einen Zustand darstellt, in dem der Kolben der ersten Ausführungsform abgesenkt ist.

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang einer Linie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines Zylinders mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1 einen angehobenen Kolben,

Fig. 2 den abgesenkten Kolben und Fig. 3 einen Schnitt entlang einer Linie III-III in Fig. 1 zeigt.

Ein Zylinder 1A ist ein dünner Kurzhubzylinder. Der Zylinder 1A weist einen kur­ zen zylindrischen oder prismenförmigen Zylinderkörper 3 auf. Eine Kolbenkam­ mer 4, die von einer stangenseitigen Endwand 6, einer Endwand 8 und einer Seitenwand 7 umgeben ist, und ein Kopf sind in dem Zylinderkörper 3 ausgebil­ det. Ein Kolben 2 ist gleitend in der Kolbenkammer 4 aufgenommen.

Der Kolben 2 weist einen Kolbenkörper 2a auf, der luftdicht entlang einer inne­ ren Umfangsfläche der Seitenwand 7 gleitet und die Kolbenkammer 4 in zwei Druckkammern 4a und 4b unterteilt, sowie eine Kolbenstange 2b, die durch eine in der stangenseitigen Endwand 6 ausgebildete Öffnung 6a von einem mittleren Bereich des Kolbenkörpers 2a nach außen vorsteht. Der Kolbenkörper 2a und die Kolbenstange 2b weisen in ihrem mittleren Bereich eine kreisförmige Füh­ rungsöffnung 2c auf, die von einer Endfläche an der Seite der Druckkammer 4a zu einem mittleren Abschnitt der Kolbenstange 2b ausgebildet ist, so dass die Kolbenstange 2b nicht vollständig durchtreten wird.

Die kopfseitige Endwand 8 weist mittig an ihrer inneren Fläche eine zylindrische Führungswelle 9 auf, die sich zu der Kolbenkammer 4 erstreckt. Die Führungs­ welle 9 ist in die Führungsöffnung 2c der Kolbenstange 2b eingesetzt, wobei eine Lücke um die Führungsöffnung 2c beibehalten wird.

Als Druckfluid für die Zufuhr zu der Kolbenkammer 4 eignet sich Druckluft, doch ist das Fluid nicht hierauf beschränkt. Auch anderes Gas oder Flüssigkeiten können verwendet werden.

Der Kolbenkörper 2a weist an seiner äußeren Umfangsfläche eine Ringnut 2e auf. Eine Kolbendichtung 10 ist in der Ringnut 2e angebracht, so dass der Kol­ benkörper 2a über die Kolbendichtung 10 luftdicht entlang der Innenwand der Kolbenkammer 4 gleiten kann.

Eine Vielzahl von Nutengruppen 9a, 2d, die jeweils einen V-förmigen oder ge­ krümmten Querschnitt aufweisen, ist an Positionen ausgebildet, an denen eine äußere Fläche der Führungswelle 9 und eine innere Fläche der Führungsöff­ nung 2c einander gegenüberliegen, wobei sie sich in Axialrichtung der Füh­ rungswelle 9 an Positionen erstrecken, die zu einem Mittelpunkt der Führungs­ welle 9 symmetrisch sind. Eine Vielzahl von Stahlkugeln 13 ist zwischen die ge­ genüberliegenden Nuten 9a und 2d eingesetzt, so dass die Kugeln 13 darin in einem Zustand rollen können, in dem Abschnitte der Stahlkugeln 13 in die jewei­ ligen Nuten eingesetzt sind. Stifte 11 und 12 stehen von oberen und unteren Abschnitten der Nuten 9a in der Führungswelle 9 vor. Die Stifte 11 und 12 ver­ hindern das Herausfallen der Stahlkugeln 13.

In Fig. 3 sind sechs Gruppen von Nuten 9a, 2d vorgesehen, doch ist die Zahl der Gruppen nicht auf sechs beschränkt. Vielmehr können auch lediglich zwei oder mehr Nutengruppen 9a, 2d vorgesehen sein.

Die stangenseitige Endwand 6 und die Seitenwand 7 des Zylinderkörpers 3 sind einstückig ausgebildet. Die kopfseitige Endwand 8 mit der Führungswelle 9 ist an der Seitenwand 7 über einen Bolzen 22 befestigt, der in eine in einem Boden der Seitenwand 7 ausgebildete Gewindeöffnung 21 eingeschraubt ist. Ein Dich­ tungselement 26 zum Abdichten zwischen der kopfseitigen Endwand 8 und der Ringnut 25 ist in der am Boden der Seitenwand 7 vorgesehenen Ringnut 29 an­ gebracht.

An der Seitenwand 7 sind Zufuhranschlüsse 7a, 7c und Durchgänge 7b, 7d für die Zufuhr und Abfuhr des Druckfluides zu und von Druckkammern 4a, 4b an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbenkörpers 2a ausgebildet.

Eine Ringnut 6b ist an einer inneren Umfangsfläche der Öffnung 6a vorgesehen, die in der stangenseitigen Endwand 6 ausgebildet ist. Ein ringförmiges Dich­ tungselement 24 ist in der Nut 6d angebracht, so dass die Kolbenstange 2b durch das Dichtungselement 24 luftdicht abgedichtet auf der inneren Umfangs­ fläche der Öffnung 2a gleiten kann.

Wenn der Zylinder 1A mit dem oben beschriebenen Aufbau abwechselnd das Druckfluid von den Anschlüssen 7a, 7c zu den Druckkammern 4a und 4b zu­ führt, gleitet der Kolbenkörper 2a in der Kolbenkammer 4, und die Kolbenstange 2b bewegt sich gleichzeitig vorwärts und rückwärts. Da der Kolbenkörper 2a und die Kolbenstange 2b von der Führungswelle 9 durch die Stahlkugeln 13, die in den Nuten 9a und 2d rollen, geführt werden, stellen sich der Kolbenkörper 2a und die Kolbenstange 2b nicht schräg und bewegen sich gleichmäßig.

Die zwischen den Kolben 2 und der Führungswelle 9 angebrachten Stahlkugeln 13 sind in die Nuten 9a und 2d, die in dem Kolben 2 und der Führungswellen 9 ausgebildet sind, eingesetzt. Der Kolben 2 wird durch die Führungswelle 9 in Rotationsrichtung verriegelt, so dass während der Betätigung des Kolbens 2 eine Drehung desselben verhindert wird.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Zylinders mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Zylinder 1 B der zweiten Ausführungsform unter­ scheidet sich von dem Zylinder 1A der ersten Ausführungsform dahingehend, dass anstelle der Kolbendichtung 10 eine Metalldichtung verwendet wird, um die Luftdichtigkeit des Kolbenkörpers 2a zu gewährleisten.

Hierzu wird ein hohles zylindrisches Metallrohr 30 über ein Dichtelement 28 luft­ dicht abgedichtet an einer Innenseite der Seitenwand 7 angebracht, und der Kolbenkörper 2a gleitet luftdicht abgedichtet an einer Innenwand 30a des Me­ tallrohres 30. In diesem Fall ist der Kolbenkörper 2a daher nicht mit der Kolben­ dichtung 10 versehen, und die Umfangsfläche des Kolbenkörpers 2a wird durch direkte Anlage gegen die Innenwand 30a des Metallrohres 30 abgedichtet.

Das Metallrohr 30 weist an Positionen, die den Durchgängen 7b, 7d der Seiten­ wand 7 zugeordnet sind, kleine Löcher 30b, 30c auf und das Druckfluid kann durch die kleinen Löcher 30b, 30c zu und von den Druckkammern 4a, 4b zuge­ führt bzw. abgeführt werden.

Da im Übrigen der Aufbau der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen der gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, werden gleiche Aufbauelemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Erläuterung verzichtet.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Zylinders mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Zylinder 1 C unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Zylinder 1 C ein einzeln wirkender Zy­ linder ist. Das bedeutet, dass eine Aussparung 34 an einer Position einer obe­ ren Fläche des Kolbenkörpers 2a abgewandt von der Kolbenstange 2b vorgese­ hen ist. Eine weitere Aussparung 35 ist an der inneren Fläche der stangenseiti­ gen Endwand 6 entsprechend der Aussparung 34 ausgebildet. Gegenüberlie­ gende Enden einer Rückführfeder 33 sind in den Aussparungen 34 bzw. 35 auf­ genommen. Der Kolbenkörper 2a wird durch die Rückführfeder 33 immer in sei­ ner Rückkehrrichtung vorgespannt. Eine obere Kammer 4b des Kolbenkörpers 2a ist eine Ansaugkammer. Die Ansaugkammer 4b steht durch einen Ansaug­ anschluss 7c' immer in Verbindung mit der Umgebung.

Da bei dieser dritten Ausführungsform der Kolbenkörper 2a durch die Rückführ­ feder 33 immer nach unten gedrückt wird, wird das Druckfluid zu und von der Druckkammer 4a, die an einer unteren Seite des Kolbenkörpers 2a vorgesehen ist, zugeführt bzw. abgeführt, so dass sich der Kolben 2 vertikal bewegen kann. Dieser Zylinder mit Führung verhindert in ausreichendem Maße eine Schrägstel­ lung und Rotation des Kolbens mit Hilfe der Führungswelle 9. Daher ist es nicht notwendig, die Rückführfeder 33 in der Mitte des Kolbens vorzusehen, so dass die Gestaltungsfreiheit sehr groß ist.

Da der übrige Aufbau der dritten Ausführungsform im Wesentlichen der gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, werden gleiche Aufbauelemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Beschreibung ver­ zichtet.

Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Zylinders mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Zylinder 1D unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Zylinderkörper 3 an seinem oberen Abschnitt einen Klemmmechanismus 40 zum Klemmen eines Werkstückes auf­ weist.

Der Klemmmechanismus 40 weist ein Paar von Führungselementen 41, 41, die an einer oberen Fläche des Zylinderkörpers 3 mit einem festgelegten Abstand zueinander angebracht sind, und ein Paar von linken und rechten Klauenele­ menten 42, 42 auf, die zwischen den Führungselementen 41, 41 angeordnet sind. Nuten 41a, 42a sind an Positionen angeordnet, an denen sich Innenflä­ chen der Führungselemente 41, 41 und Außenflächen der Klauenelemente 42, 42 gegenüberliegen. Eine Vielzahl von Stahlkugeln 44 ist zwischen die Nuten 41a und 42a so eingesetzt, dass die Stahlkugeln 44 rollen können. Die Klauen­ elemente 42, 42 bewegen sich mit Hilfe der Stahlkugeln 44 entlang der Füh­ rungselemente 41, 41. Ein Verbindungsmechanismus ist zwischen jedem der Klauenelemente 42 und der Kolbenstange 2b vorgesehen, um eine Vertikalbe­ wegung der Kolbenstange 2b in eine Öffnungs- und Schließbewegung des Paa­ res von Klauenelementen 42, 42 umzusetzen.

Der Verbindungsmechanismus weist eine Verbindung 49, die durch Stifte 45 und 47 drehbar zwischen einem Verbindungselement 43, das sich von den Klauenelementen 42 erstreckt, und einem Befestigungselement 46, das an ei­ nem oberen Ende der Kolbenstange 2b über Bolzen 43 angebracht ist, auf. Wenn die Kolbenstange 2b wie in der Zeichnung gezeigt angehoben wird, wird das Paar von Klauenelementen 42, 42 geöffnet. Wenn die Kolbenstange 2b ab­ gesenkt wird, werden die Klauenelemente 42, 42 geschlossen und ein Klemm­ stück wird direkt zwischen den Klauenelementen 42, 42 oder über einen Adap­ ter geklemmt.

Bei dem Zylinder 1D mit Führung gemäß der vierten Ausführungsform wird die Vertikalbewegung des Kolbens 2 in die Öffnungs- und Schließbewegung des Paares von Klauenelementen 42, 42 umgewandelt, so dass der Zylinder 1D als Luftspannfutter verwendet werden kann. Da der Zylinder dünn ist, kann ein klei­ nes Pneumatikspannfutter realisiert werden. Da dennoch die Druckaufnahme­ fläche des Kolbens groß ist, kann auch bei kleinem Zylinder eine große An­ triebskraft erreicht werden. Da der Kolben in Axialrichtung gleitet und sich nicht dreht, ist eine korrekte Bewegung gewährleistet.

Es ist auch möglich, drei oder mehr Klauenelemente 42 vorzusehen und die Klauenelemente in Radialrichtung zu öffnen und zu schließen.

Da der übrige Aufbau der vierten Ausführungsform im Wesentlichen dem der ersten Ausführungsform entspricht, werden gleiche Aufbauelemente mit densel­ ben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.

Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Zylinders mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ers­ ten Ausführungsform dahingehend, dass ein Zylinder 1E einen Drehtisch 53 an einem oberen Abschnitt des Zylinderkörpers 3 aufweist.

Hierbei ist ein Tischhalteelement 51 an dem oberen Abschnitt des Zylinderkör­ pers 3 über Bolzen 52 befestigt. Der Drehtisch 53 ist an dem Tischhalteelement 51 so befestigt, dass sich der Drehtisch 53 um eine Mittelachse des Kolbens 2 drehen kann. Die Vertikalbewegung des Kolbens 2 wird in eine drehende, hin- und hergehende Bewegung des Drehtisches 53 umgewandelt. Im Einzelnen weist der Drehtisch 53 eine obere Platte 53c, auf der ein Werkstück angeordnet wird, und eine untere Platte 56 auf, die sich von einer unteren Fläche der obe­ ren Platte 53c nach unten erstreckt und über einen Bolzen 57 an einem Ab­ schnitt befestigt ist, der durch das Tischhalteelement 51 hindurchtritt. Ringförmi­ ge Nuten sind an Positionen ausgebildet, an denen obere und untere Flächen des Tischhalteelementes 51, eine untere Fläche der oberen Platte 53c und eine obere Fläche der unteren Platte 56 einander gegenüberliegen. Eine Vielzahl von Stahlkugeln 58 ist zwischen den Nuten so angeordnet, dass die Stahlkugeln 58 rollen können. Der Drehtisch 53 wird durch das Tischhalteelement 51 als Füh­ rung über die Stahlkugeln 58 gleichmäßig drehbar gehalten.

Der Drehtisch 53 weist in seiner Mitte eine Öffnung 53a zur Aufnahme der Kol­ benstange 2b auf. Eine Vielzahl von Gewindenuten 53b ist in der inneren Um­ fangsfläche der Öffnung 53a ausgebildet. Eine Vielzahl von Gleitelementen 54 steht von einer äußeren Umfangsfläche eines oberen Endes der Kolbenstange 2b vor. Die Gleitelemente 54 sind in die entsprechenden Gewindenuten 53b eingesetzt, so dass die Gewindenuten 53b und die Gleitelemente 54 einen Kon­ vertierungsmechanismus bilden, der die Vertikalbewegung der Kolbenstange 2b in eine Drehbewegung des Drehtisches 53 umwandelt.

Jedes der Gleitelemente 54 weist eine Haltewelle 54a, deren Basisende in eine Öffnung an einer Seitenfläche der Kolbenstange 2b eingesetzt und dort befestigt ist, und eine Walze 54b auf, die drehbar an einer Spitze der Haltewelle 54a be­ festigt ist. Die Walze 54b ist in die Gewindenut 53b eingesetzt.

Wird bei der fünften Ausführungsform der Kolben 2 vertikal bewegt und zu einer in der Zeichnung dargestellten Position angehoben, wird das Paar von Klauen­ elementen nach links und rechts geöffnet. Wird der Kolben 2 abgesenkt, wird das Paar von Klauenelementen nach links und rechts geöffnet.

Da bei dem Zylinder 1E mit Führung gemäß der fünften Ausführungsform die Vertikalbewegung des Kolbens 2 in die drehende und hin- und hergehende Be­ wegung des Drehtisches 53 umgewandelt wird, kann der Zylinder als Drehstell­ glied verwendet werden. Da der Zylinder dünn ist, kann der Zylinder als kleines Drehstellglied verwendet werden. Da die Druckaufnahmefläche des Kolbens groß ist, kann trotz der geringen Größe eine große Antriebskraft erreicht wer­ den. Da der Kolben lediglich in Axialrichtung gleitet und sich nicht dreht, arbeitet er korrekt.

Da der übrige Aufbau der fünften Ausführungsform im Wesentlichen der gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, werden gleiche Aufbauelemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Beschreibung ver­ zichtet.

Es ist natürlich möglich, dass jeder der Zylinder der ersten bis fünften Ausfüh­ rungsformen die Metalldichtung gemäß der zweiten Ausführungsform verwen­ det.

Wie oben im Detail beschrieben wurde, kann durch den dünnen Zylinder mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung die Höhe des Zylinders verringert werden. Es tritt keine Riefenbildung, Schrägstellung oder Drehung eines Kol­ bens auf.

Wird der Zylinder mit Führung gemäß der vorliegenden Erfindung als Antriebs­ quelle eines Pneumatikspannfutters oder eines Drehstellgliedes verwendet, kann das Pneumatikspannfutter und das Drehstellglied verkleinert werden, da der Zylinder dünn ist. Da die Druckaufnahmefläche des Kolbens groß ist, kann trotz der kleinen Größe eine große Antriebskraft erreicht werden. Da der Kolben lediglich in Axialrichtung gleitet und sich nicht dreht, arbeitet er korrekt.

Claims (9)

1. Kurzhubzylinder mit Führung mit einem Zylinderkörper (3), in dem eine Kolbenkammer (4) vorgesehen ist, die von einer Seitenwand (7), einer stangen­ seitigen Endwand (6) und einer kopfseitigen Endwand (8) umgeben wird, wobei ein Kolben (2) gleitend in der Kolbenkammer (4) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (2) einen Kolbenkörper (2a), der unter der Wirkung von Flu­ iddruck luftdicht in der Kolbenkammer (4) gleitet, eine Kolbenstange (2b), die sich von einem mittleren Abschnitt des Kolbenkörpers (2a) erstreckt und durch die stangenseitige Endwand (6) nach außen aus dem Zylinderkörper (3) vor­ steht, und eine Führungsöffnung (2c) in mittleren Bereichen des Kolbenkörpers (2a) und der Kolbenstange (2b) aufweist,
dass die kopfseitige Endwand (8) des Zylinderkörpers (3) eine Führungswelle (9) aufweist, die sich von einem mittleren Abschnitt einer Innenfläche der kopf­ seitigen Endwand (8) in die Kolbenkammer (4) erstreckt und in die Führungsöff­ nung (2c) eingesetzt ist,
dass eine Vielzahl von Gruppen von Nuten (9a, 2d) an Positionen ausgebildet ist, an denen eine Innenfläche der Führungsöffnung (2c) und eine Außenfläche der Führungswelle (9) einander gegenüberliegen, so dass sie an Positionen an­ geordnet sind, die relativ zu einem Mittelpunkt der Führungswellen (9) symmet­ risch sind, und dass eine Vielzahl von Stahlkugeln (13) zwischen den Nuten (9a, 2d) so angeordnet ist, dass die Stahlkugeln (13) rollen können.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh­ rungswelle (9) Stifte (11, 12) an gegenüberliegenden Enden jeder der Nuten (9a) aufweist, um ein Herausfallen der Stahlkugeln (13) zu verhindern.

3. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seiten­ wand (7) des Zylinderkörpers (3) und die stangenseitige Endwand (6) einstückig ausgebildet sind, und dass die kopfseitige Endwand (8) und die Führungswelle (9) einstückig ausgebildet und mit der Seitenwand (7) verbunden sind.

4. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder ein doppelt wirkender Zylinder ist und zwei Druckkammern (4a, 4b) aufweist, die durch den Kolbenkörper (2a) unterteilt werden, und dass die Druckkammern (4a, 4b) mit Zufuhranschlüssen (7a, 7c) verbunden sind.

5. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder ein einzeln wirkender Zylinder ist und zwei Druckkammern (4a, 4b) aufweist, die von dem Zylinderkörper (2a) unterteilt werden, wobei eine der Kammern (4a) mit einem Zufuhranschluss (7a) verbunden ist, und dass eine Rückführfeder (33) in der anderen Kammer (4b) vorgesehen ist, so dass die Rückführfeder (33) den Kolbenkörper (2a) an einer von der Kolbenstange (2b) beabstandeten Position zurückdrückt.

6. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder einen Klemmmechanismus zum Klemmen eines Werkstücks an dem Zylinder­ körper (3) aufweist.

7. Zylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemm­ mechanismus (40) Führungsmittel (41), die an dem Zylinderkörper (3) befestigt sind, eine Vielzahl von Klauenelementen (42), die entlang der Führungsmittel (41) geöffnet und geschlossen werden, und einen Verbindungsmechanismus aufweist, der mit den Klauenelementen (42) und der Kolbenstange (2b) verbun­ den ist, um eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kolbenstange (2b) in eine Öffnungs- und Schließbewegung der Klauenelemente (42) umzuwandeln.

8. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder einen Drehtisch (53) aufweist, der an dem Zylinderkörper (3) so angebracht ist, dass sich der Drehtisch (53) um eine Mittelachse des Kolbens (2) drehen kann, und einen Konvertierungsmechanismus zur Umwandlung einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Kolbens (2) in eine Drehbewegung des Drehtisches (53).

9. Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtisch (53) so angeordnet ist, dass der Tisch mit einer Öffnung (53a) auf die Kolben­ stange (2) aufgesetzt ist, dass die Öffnung (53a) in einem mittleren Bereich des Drehtisches (53) vorgesehen ist, dass der Konvertierungsmechanismus durch eine Vielzahl von Gewindenuten (53b) an einer inneren Umfangsfläche der Öff­ nung (53a) und durch eine Vielzahl von Gleitelementen (54) gebildet wird, die von einer Seitenfläche der Kolbenstange (2b) vorstehen und in eine der Gewin­ denuten (53b) eingesetzt sind.