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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftlevitationsvorrichtung,
mit welcher ein Werkstück
durch Ausstrahlen von Luft in einen frei schwebenden Zustand versetzt
werden kann, wobei die Vorrichtung eine Neutralisationseinrichtung
aufweist, und auf ein Neutralisationsverfahren für die Levitationsvorrichtung.
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Luftlevitationsvorrichtungen,
die an ihrer Oberfläche
Luftstrahlöffnungen
aufweisen, um ein Werkstück
in einen frei schwebenden Zustand zu versetzen und das Werkstück durch
das Ausstrahlen von Luft aus den Strahlöffnungen anzuheben, oder um
das Werkstück
während
des Schwebezustands zu transportieren, sind bekannt. Bei derartigen
Vorrichtungen wird aufgrund der Reibung durch die Luftstrahlung
an dem Werkstück
eine elektrostatische Aufladung erzeugt, so dass Einrichtungen zur
Entfernung der elektrostatischen Aufladung vorgesehen werden.
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Bei
der in 5 gezeigten herkömmlichen Luftlevitationsvorrichtung 51 zum
Transportieren eines plattenförmigen
Werkstücks 56 durch
Levitation (in einen Schwebezustand versetzen) des Werkstücks 56 wird
an dem Werkstück 56 durch
die Reibung der Luft, die aus zahlreichen Strahlöffnungen 53, die an
einer Werkstücklevitationsfläche 52 vorgesehen
sind, ausgestrahlt wird und zwischen dem Werkstück 56 und der Werkstücklevitationsfläche 52 fließt, eine
elektrostatische Aufladung erzeugt. Daher sind Neutralisationseinrichtungen 54 zur
elektrostatischen Entladung oberhalb und unterhalb des Werkstücks 56 entlang
des Transportweges des Werkstücks 56 vorgesehen
und ionisierte Neutralisations luft 55 wird auf die obere
und die untere Fläche
des Werkstücks 56 geblasen,
um dadurch das Werkstück 56 zu
neutralisieren.
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Bei
einer Koronaentladungs-Neutralisationseinrichtung 54, die
die Neutralisation durch Blasen von Neutralisationsluft 55 auf
die obere und die untere Fläche
des Werkstücks 56 erreicht,
ist aber ein bestimmter Abstand zwischen dem Werkstück 56 und
der Neutralisationsvorrichtung 54 erforderlich, da ein
zu geringer Abstand zwischen dem Werkstück 56 und den Neutralisationsvorrichtungen 54 das
Risiko einer schlechten Ionenbalance erhöht. Daher ist ein bestimmter
Installationsraum H für
die Neutralisationseinrichtung innerhalb der Luftlevitationsvorrichtung
notwendig, auch wenn ein dünnes
plattenförmiges
Werkstück 56 transportiert
wird.
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Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftlevitationsvorrichtung
mit einer Neutralisationseinrichtung und ein Neutralisationsverfahren
hierfür
vorzuschlagen, wodurch der Installationsraum für die Neutralisationseinrichtungen
oberhalb und unterhalb des Transportweges reduziert werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
Luftlevitationsvorrichtung mit einer Neutralisationseinrichtung
und eines Neutralisationsverfahrens hierfür, wobei ein plattenförmiges Werkstück ohne
Irregularitäten
neutralisiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
der Ansprüche
1 und 6 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
einer Luftlevitationsvorrichtung mit Neutralisationseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind vorzugsweise mehrere Luftstrahlöffnungen an einer Werkstücklevitationsfläche, über welcher
ein plattenförmiges
Werkstück
anzuheben ist, vorgesehen, wobei das Werkstück durch Ausstrahlen von Luft
in einen Schwebezustand versetzt wird, und wobei eine Ionisierungseinrichtung
zum Ionisieren der Luft in einem Luftzufuhrdurchgang für die Werkstücklevitationsluft
vorgesehen ist, um die elektrostatische Aufladung des Werkstücks durch
die ausgestrahlte Werkstücklevitationsluft
zu neutralisieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftlevitationsvorrichtung
eine Vorrichtung zum Transportieren des plattenförmigen Werkstücks, während das
Werkstück
durch das Ausstrahlen von Luft in einen Schwebezustand versetzt ist,
wobei die Werkstücklevitationsfläche als
obere Wandfläche
einer Luftaufnahmeeinheit der Luftlevitationsvorrichtung gestaltet
ist. In diesem Fall ist die Ionisierungseinrichtung vorzugsweise
innerhalb der Luftaufnahmeeinheit installiert.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftlevitationsvorrichtung
ist ein Teil der Luftstrahlöffnungen
oder ein zu diesen führender
Kanal als eine zweite Durchgangsöffnung
gestaltet, die durch Bedecken der Innenwand einer ersten Durchgangsöffnung mit
einem Isolierelement gebildet wird. Außerdem ist eine Entladungsnadel
der Ionisierungseinrichtung innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung vorgesehen.
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Vorzugsweise
werden die Luftstrahlöffnungen
durch Durchgangsöffnungen
gebildet, die an einer die Werkstücklevitationsfläche bildenden
Wand vorgesehen sind, wobei ein poröses Material an dem oberen
Bereich innerhalb der Durchgangsöffnungen vorgesehen
ist, um die Durchgangsöffnungen
zu verschließen,
wobei die Entladungsnadeln der Ionisierungseinrichtungen an der Luftaufnahmeseite
des porösen
Materials oder innerhalb des porösen
Materials vorgesehen sind.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Neutralisierungsverfahren
für eine
Luftlevitationsvorrichtung wird ein plattenförmiges Werkstück durch
Ausstrahlen von Luft von einer Luftlevitationsfläche in einen Schwebezustand
versetzt, wobei eine elektrostatische Aufladung, die an dem Werkstück durch
die Werkstücklevitationsluft
erzeugt wird, neutralisiert wird, indem ionisierte Werkstücklevitationsluft
zwischen dem plattenförmigen
Werkstück
und der Werkstücklevitationsfläche hindurchgeführt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Neutralisationsverfahren
wird die Werkstücklevitationsluft
vorzugsweise durch eine Ionisierungseinrichtung ionisiert, die in
einem Luftzufuhrkanal vorgesehen ist, und dann aus einer Vielzahl
von Luftstrahlöffnungen, die
an der Werkstücklevitationsfläche vorgesehen sind,
so ausgestrahlt, dass sie zwischen dem plattenförmigen Werkstück und der
Werkstücklevitationsfläche fließt.
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Während die
elektrostatische Aufladung, die an dem Werkstück durch die Werkstücklevitationsluft erzeugt
wird, entfernt wird, kann bei der vorliegenden Erindung der Installationsraum
für die
Neutralisationseinrichtung oberhalb und unterhalb des Werkstücktransportweges
reduziert werden. Das gesamte Werkstück kann ohne Irregularitäten neutralisiert werden,
indem ionisierte Luft zwischen dem plattenförmigen Werkstück und der
Werkstücklevitationsfläche hindurchgeführt wird.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfin dung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftlevitationsvorrichtung
mit Neutralisationseinrichtung,
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2 ist
eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Neutralisationsvorrichtung,
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3 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Neutralisationseinrichtung,
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4 ist
eine schematische Darstellung einer noch weiteren Ausführungsform
der Neutralisationeinrichtung,
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5 ist
eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Luftlevitationsvorrichtung
mit Neutralisationseinrichtung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
eine Ausführungsform
einer Luftlevitationsvorrichtung mit einer Neutralisationseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
Luftlevitationsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung mit mehreren
Luftstrahlöffnungen 3 an
einer Werkstücklevitationsfläche 2a zum
Anheben und Schwebenlassen eines plattenförmigen Werkstücks 6,
um das plattenförmige
Werkstück 6 zu
transportieren, während
es durch das Ausstrahlen von Luft aus den Strahl öffnungen 3 in einen
Schwebezustand versetzt ist. Die Werkstücklevitationsfläche 2a ist
auf einer oberen Wand 2b einer Luftaufnahmeeinheit 2 der Luftlevitationsvorrichtung 1 ausgebildet.
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Die
Luftlevitationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht darauf beschränkt, das plattenförmige Werkstück 6 während des
Schwebezustands zu transportieren. Vielmehr kann die vorliegende
Erfindung auch bei einer Vorrichtung eingesetzt werden, die das
Werkstück
lediglich in einen Schwebezustand versetzt und hält.
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Die
Luftaufnahmeeinheit 2 hat eine längliche rechteckige parallelepipedförmige Gestalt,
die sich in Transportrichtung des plattenförmigen Werkstücks 6 erstreckt.
Durch eine obere Wand 2b, Seitenwand 2c und Bodenwand 2d wird
ein unterer Raumabschnitt 4 definiert. Durch die obere
Wand 2b sind mehrere Luftstrahlöffnungen 3 ausgebildet.
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Die
Luftaufnahmeeinheit 2 ist mit einer nicht dargestellten
Luftzufuhrquelle über
Leitungen verbunden, so dass ein Luftzufuhrkanal durch die Leitungen
und den Raumabschnitt 4 von der Luftzufuhrquelle zu den
Luftstrahlöffnungen 3 gebildet
wird. Eine Ionisierungseinrichtung 5 zur Ionisierung der Werkstücklevitationsluft
ist in dem Raum 4 angebracht. Die Werkstücklevitationsluft
wird von der Luftzufuhrquelle der Ionisierungseinrichtung 5 zugeführt.
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Die
Ionisierungseinrichtung 5 ist vorzugsweise ein Ionengenerator
zur Erzeugung ionisierter Neutralisationsluft mit einer herkömmlichen
Neutralisationseinrichtung. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt
ist, weist die Einrichtung Entladungselektroden auf, die mit einer
Stromzufuhr verbunden sind und erzeugt Ionen durch Koronaentladung.
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Bei
der oben beschriebenen Luftlevitationsvorrichtung 1 mit
Neutralisationseinrichtung wird an dem plattenförmigen Werkstück 6 durch
die Reibung der aus den Luftstrahlöffnungen 3 an der
Werkstücklevitationsfläche 2a ausgestrahlten
Luft, die zwischen dem plattenförmigen
Werkstück 6 und
der Werkstücklevitationsfläche 2a fließt, statische
Elektrizität erzeugt.
Allerdings treten Ionen in der ausgestrahlten Luft, die eine der
Polarität
der elektrostatischen Aufladung des plattenförmigen Werkstücks 6 entgegengesetzte
Polarität
aufweisen, in Kontakt mit der Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks 6,
wodurch die elektrostatische Aufladung des Werkstücks elektrisch
neutralisiert wird.
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Die
Werkstücklevitationsvorrichtung 1 mit Neutralisationseinrichtung
strahlt ionisierte Luft zum Anheben des plattenförmigen Werkstücks 6 aus
den an der Werkstücklevitationsfläche 2a vorgesehenen Luftstrahlöffnungen 3 aus,
so dass die ionisierte Luft zwischen dem plattenförmigen Werkstück 6 und
der Levitationsfläche 2a hindurchgeführt wird.
Hierdurch wird das plattenförmige
Werkstück 6 durch
die positiven oder negativen Ionen der ausgestrahlten Luft ohne
Irregularitäten
neutralisiert.
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Außerdem erzeugt
die Luftlevitationsvorrichtung 1 mit Neutralisationseinrichtung
eine Neutralisation, indem ionisierte Werkstücklevitationsluft, die von
der Werkstücklevitationsfläche 2a ausgestrahlt wird,
zwischen dem plattenförmigen
Werkstück 6 und der
Werkstücklevitationsfläche 2a hindurchgeführt wird,
so dass anders als bei der herkömmlichen
Luftlevitationsvorrichtung 51 mit der in 5 gezeigten Neutralisationseinrichtung
keine Neutralisationseinrichtungen 54 zur Neutralisation
der statischen Elektrizität
oberhalb und unterhalb des Werkstücks 56 entlang des
Transportweges des Werkstücks 56 installiert
werden müssen.
Dementsprechend kann der Raum zur Installation der Neutralisationseinrichtungen
verringert werden.
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Die 2 bis 4 zeigen
schematisch andere Ausführungsformen
der Levitationsvorrichtung mit Neutralisationseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen
werden mit Bezug auf die Luftstrahlöffnungen beschrieben, die an
der Werkstücklevitationsfläche 2a zum
Anheben und Schwebenlassen des plattenförmigen Werkstücks 6 vorgesehen sind.
Sie können
aber auch als Ionisierungseinrichtung für die Zufuhr der ionisierten
Luft zu dem Raum 4 innerhalb der Luftaufnahmeeinheit 2,
die in 1 gezeigt ist, eingesetzt werden. Die Ionisierungseinrichtungen
zur Ionisierung der Luft können
auch in dem Luftzufuhrdurchgang für die Werkstücklevitationsluft
einer Vorrichtung angebracht sein, die ein Werkstück durch
Ausstrahlen von Luft in einen Schwebezustand versetzt und transportiert.
In dieser Hinsicht entsprechen die Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 ebenfalls
im Wesentlichen der Ausführungsform
gemäß 1.
Dementsprechend wird der besondere Aufbau der Luftstrahlöffnungen und
der Ionisierungseinrichtung lediglich hinsichtlich der Unterschiede
zu der Ausführungsform
gemäß 1 erläutert. Ansonsten
wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 2 bestehen
mehrere Luftstrahlöffnungen 21 aus
zweiten Durchgangsöffnungen 24,
die durch Abdecken der Innenwand erster Durchgangsöffnungen 22 in
der Wand 2b, welche die Werkstücklevitationsfläche 2a bildet,
mit einem Isoliermaterial 23 gebildet werden. Entladungsnadeln 25 der
Ionisierungseinrichtung sind in den zweiten Durchgangsöffnungen 24 vorgesehen.
Dementsprechend fließt
ionisierte Werkstücklevitationsluft
durch die Lücke
zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 24 und
der Entladungsnadel 25 und dann zwischen dem plattenförmigen Werkstück 6 und
der Werkstücklevitationsfläche 2a.
Somit wird das plattenförmige
Werkstück 6 durch
die positiven oder negativen Ionen in der ausgestrahlten Luft ohne Irregularitäten neutralisiert.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform besteht eine Luftstrahlöffnung 31 aus
einer Durchgangsöffnung 32,
die in der die Werkstücklevitationsfläche 2a bildenden
Wand 2b vorgesehen ist, und einem porösen Material 34, das
an dem oberen Bereich der Durchgangsöffnung 32 an der Luftausgangsseite
vorgesehen ist und die Durchgangsöffnung 32 verschließt. Mehrere
Entladungsnadeln 35 der Ionisierungseinrichtung sind an
einem Bereich unterhalb des porösen
Materials 34, d.h. an der Lufteinlassseite der Durchgangsöffnung 32,
vorgesehen.
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Die
Durchgangsöffnung 32 kann
als stufenförmige
Durchgangsöffnung 32 ausgebildet
sein, wobei der Durchmesser stufenweise mit den Durchmessern 32a, 32b, 32c von
der Luftaufnahmeseite zu der Luftauslassseite hin zunimmt. Das poröse Material 34 ist
so vorgesehen, dass es den an der Oberseite vorgesehenen Bereich
mit dem Durchmesser 32c verschließt. Die Entladungsnadeln 35 der
Ionisierungseinrichtung sind an einem Stufenbereich 32d unterhalb
des porösen
Materials 34 vorgesehen.
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Die
Werkstücklevitationsluft,
die durch die Entladungsnadel 35 ionisiert ist, wird durch
die zahlreichen Löcher
des porösen
Materials 34, das den oberen Bereich der Durchgangsöffnung 32 verschließt, nach
oben geblasen, fließt
zwischen dem plattenförmigen
Werkstück 6 und
der Werkstücklevitationsfläche 2a und
neutralisiert das plattenförmige Werkstück 6 durch
die in der ausgestrahlten Luft enthaltenen positiven oder negativen
Ionen ohne Irregularitäten.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 4 ist eine
Luftstrahlöffnung 41 als
eine Durchgangsöffnung 42 ausgestaltet,
die an der die Werkstücklevitationsfläche 2a bildenden
Wand 2b vorgesehen ist. In der Luftstrahlöffnung 41 ist
ein poröses
Material 44 mit einer Durchgangsöffnung 44a etwa in
dem zentralen Bereich vorgesehen. Das poröse Material 44 ist
an dem oberen Bereich der Durch gangsöffnung 42, d.h. der
Luftausgangsseite, vorgesehen und verschließt die Durchgangsöffnung 42.
Eine Entladungsnadel 45 der Ionisierungseinrichtung ist
in der Durchgangsöffnung 44a des
porösen
Materials 44 angeordnet.
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Die
Durchgangsöffnung 42 kann
als stufenartige Durchgangsöffnung 42 ausgebildet
sein, deren Durchmesser stufenweise mit den Durchmessern 42a, 42b und 42c von
der Lufteinlassseite zu der Luftauslassseite hin zunimmt. Das poröse Material 44 ist
so vorgesehen, dass es den oben angeordneten Durchmesserbereich 42c verschließt.
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Die
durch die Entladungsnadeln 45 ionisierte Werkstücklevitationsluft
wird zwischen der Durchgangsöffnung 44a des
porösen
Materials 44 und der Entladungsnadel 45 nach oben
geblasen und fließt zusammen
mit der Werkstücklevitationsluft,
die durch die zahlreichen Löcher
des porösen
Materials 44, welches den oberen Bereich der Durchgangsöffnung 42 verschließt, nach
oben geblasen wird, zwischen dem plattenförmigen Werkstück 6 und
der Werkstücklevitationsfläche 2a.
Das plattenförmige
Werkstück 6 wird
durch die positiven oder negativen Ionen in der ausgestrahlten Luft
ohne Irregularitäten
neutralisiert.
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Das
Neutralisationsverfahren der oben beschriebenen Luftlevitationsvorrichtung
ergibt sich ohne Weiteres aus der Betriebsweise der Luftlevitationsvorrichtung 1 mit
Neutralisationseinrichtung, wie sie mit Bezug auf die Ausführungsform
gemäß 1 erläutert wurde.
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Auch
wenn die Luftlevitationsvorrichtung mit Neutralisationseinrichtung
und das Neutralisationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
im Detail beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die oben
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Verschiedene Änderungen
können
durchgeführt
werden, ohne den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen.
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So
ist auch dann, wenn bei der Ausführungsform
gemäß 1 die
Ionisierungseinrichtung 5 zur Ionisierung der Werkstücklevitationsluft
in dem Raum 4 der Luftaufnahmeeinheit 2 angebracht
ist, die Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Vielmehr kann die Ionisierungseinrichtung 5 auch entlang
der Leitungsverbindung zwischen der Luftzufuhrquelle und der Luftaufnahmeeinheit 2 vorgesehen
sein.
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Auch
wenn die in 1 gezeigte Ausführungsform
die obere Wandfläche
des Lufttankes 2 als Werkstücklevitationsfläche 2a nutzt,
ist die Werkstücklevitationsfläche 2a nicht
auf die obere Wandfläche
des Lufttanks 2 beschränkt.
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In
dem Fall, dass auch eine Neutralisation der oberen Fläche des
plattenförmigen
Werkstücks 6 erforderlich
ist, kann ionisierte Luft in einem Bereich, der das Schwebenlassen
des plattenförmigen
Werkstücks
nicht behindert, auch in Kontakt mit der oberen Fläche des
plattenförmigen
Werkstücks 6 gebracht
werden.