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Druckgaslager
Die Erfindung betrifft ein Druckgaslager, bei dem zwischen zwei tragenden Flächen ein Gasfilm vorgesehen ist und bei dem in einer tragenden Fläche fürr das Druckgas durchlässiges Material angeordnet ist, deren eine Seite mit einer Druckgaszufuhr verbunden ist.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die klassische Ölschmierung zwischen zwei zueinander bewegten Teilen durch eine Druckluft- bzw. Druckgasschmierung zu ersetzen, wie diese allgemein aerostatische Schmierung bzw. Luftkissenschmierung genannt wird. Die aerostatische Schmierung enthält gegenüber einer Ölschmierung eine Reihe von Vorteilen, weil sie insbesondere den Wegfall von Dichteinrichtungen und Einrichtungen für den Olrücklauf gestattet und weil sie bei Inbetriebnahme keine Anlaufzeit bis zur Erreichung der nötigen öltemperatur erfordert, wie dies bei der klassischen Olschmierung notwendig ist.
Ein bekanntes Druckgaslager besitzt einen mittleren Streifen oder Ring aus porösem Material, durch den die Luft im Spalt durchtritt. Diese Ausführungsform hat einige schwerwiegende Nachteile, unter anderem ist es schwierig, den Austritt der Luft aus den verschiedenen Zonen des Lagers richtig zu dosieren, und es muss viel poröses Material verwendet werden, wodurch die Kosten des Lagers steigen ; ausserdem ergeben sich bei der Montage insoweit Schwierigkeiten, als es kaum möglich ist, einen absolut gleichmässigen Spalt zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Lagers herzustellen und beizubehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Druckgas- bzw.
Druckluftschmiersysteme zu verbessern, um sowohl eine grosse Tragkraft als auch eine gute statische und dynamische Stabilität dieser Systeme zu erreichen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass in der einen tragenden Fläche eine Reihe von Ausnehmungen vorgesehen ist, in denen jeweils ein Plättchen aus für Druckgas durchlässigem Material befestigt ist, deren gegen die andere tragende Fläche gerichtete Oberfläche im Ruhezustand nach innen gewölbt ist, wobei diese Fläche bei Durchgang des Druckgases im wesentlichen mit der tragenden Fläche in einer Ebene zu liegen kommt.
Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird unter anderem ein Kontakt zwischen den leicht zerbrechlichen Plättchen und den ihnen gegenüberliegenden Teilen der Anordnung verhindert.
Unter einem Druckgas durchlässigen Werkstoff wird ein poröser Werkstoff oder ein eine Vielzahl kleinster, beispielsweise kapillarer, nicht miteinander verbundener Durchgangskanäle enthaltender Werkstoff verstanden. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht darauf beschränkt, dass die erwähnten Plättchen eine bestimmte Form aufweisen. Vielmehr kann die Form der Plättchen beliebig sein.
Darüber hinaus bereitet die Fertigung und insbesondere die Ausrichtung der heterogenen Oberflächen eines von einem nicht porösen Werkstoff umgebenen porösen Werkstoffteile erhebliche Schwierigkeiten, da der Bearbeitungsvorgang die Oberflächenstruktur des porösen Elementes verändert
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und dessen Poren verstopft und verschlämmt derart, dass die Durchlässigkeit des Elementes erheblich gemindert, wenn nicht ganz aufgehoben wird.
Durch die Verwendung von Teilen aus porösem Werkstoff oder aus einem andern gas-bzw. luftdurchlässigen Werkstoff und wegen der geringen Abmessungen gegenüber einem in bekannten Anordnungen verwendeten einzigen Teil aus porösem Werkstoff ergibt sich bei der Erfindung, ausser einer bedeutenden Einsparung an porösem Werkstoff, die Möglichkeit, ein Bearbeitungsverfahren zu verwenden, bei dem ein Gas unter Druck die porösen Elemente so durchsetzt, dass nach der Bearbeitung die Elemente die gewünschte Menge an Gas durchlassen und die Oberfläche der Elemente in der gleichen Ebene liegt, wie die Oberfläche des nicht porösen Materials, wenn das Lager vom Gas beaufschlagt wird.
Wenn man den gasdurchlässigen Teil in eine Reihe von Plättchen aufteilt, so wird die Auswahl eines Werkstoffes erleichtert, welcher eine ausreichende Homogenität gegenüber dem ausströmenden Gas aufweist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine Schnittdarstellung einer nach der Erfindung ausgebildeten Gleitführung und eines zugeordneten Werkzeugmaschinenschlittens, Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 1 ;
Fig. 4 und 5 stellen in vergrössertem Massstab einen Teil gemäss Fig. l dar, u. zw. ist das Plättchen einmal im Ruhezustand und einmal in Arbeitsstellung gezeigt.
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durch--11-- über die Breite des Schlittens --2-- und mündet in die drei Zuführungsleitungen --7--, von denen jede den Bereich einer Ausnehmung --6-- speist. Der Kanal --11-- stellt einen Druckluftsammelzuführungskanal dar. Zu diesem Zweck ist er durch Verbindungsmittel--12--an eine Leitung --13-- angeschlossen, die ihrerseits mit einem Kompressor verbunden ist.
In jeder Ausnehmung --6-- ist ein Plättchen-14-aus porösem Werkstoff angeordnet. Eine Aussparung --15-- gewährleistet einen Abstand zwischen der Rückseite des Plättchens--14-und dem Boden der Ausnehmung--6--, um eine Verteilung der Druckluft über die rückwärtige
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Verbindung kann beispielsweise durch Schweissen, Kleben oder durch Dehnung des Plättchens erfolgen, nachdem es in eine, eine Zusammenziehung des Plättchens bewirkende Umgebung gebracht worden ist.
Die Plättchen aus porösem Werkstoff sind beispielsweise aus Bronze hergestellt. Die Bronze kann eine Sinterbronze sein. Ihre der Gleitbahn--l--zugewandte Oberfläche wird erst nach der Befestigung innerhalb der Ausnehmungen--6--bearbeitet.
Wenn Druckluft durch die Zuführungsleitung --13-- gesandt wird, so verteilt sich diese durch die Kanäle--11, 7 und 10--sowie durch alle Ausnehmungen--6--. Die Druckluft tritt dann durch die Plättchen --14-- hindurch und baut einen Luftfilm bzw. ein Luftkissen zwischen dem Schlitten --2-- und der Gleitbahn--l--auf. Der Schlitten --2-- kann danach mit einer sehr genauen, geraden Führung parallel zur Längsachse der Werkzeugmaschine hin- und herbewegt werden.
Wenn die Druckluftzufuhr unterbrochen ist, so ist die Fläche--16-der Plättchen-14-, die der andern Fläche der Gleitführung --1-- gegenüberliegt, leicht konkav, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Bei Zuführen von Druckluft liegen die im Ruhezustand konkaven Flächen im wesentlichen in gleicher Ebene mit der nicht porösen Fläche des Teiles --17-- des Schlittens --2--. Dies ist aus Fig. 5 zu ersehen. Die Konkavität im Ruhezustand hängt also von der elastischen Deformation des Materials ab.
Diese Ausbildung der Plättchen --14-- stellt einen grossen Vorteil dar, da bei Abwesenheit eines Luftfilmes zwischen dem Schlitten --2-- und der Gleitführung --1--, der Schlitten-2sich nur auf die nicht porösen Flächen --17-- abstützt, wodurch eine Zerstörung und Beschädigung der Plättchen vermieden wird.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielmehr lässt sich eine Vielzahl von Ausführungsmöglichkeiten im Rahmen des Erfindungsgedankens herstellen, ohne dass dadurch das Wesen der Erfindung beeinflusst wird.