DE102006019533A1

DE102006019533A1 - Hydrostatische Führungsvorrichtung sowie Kanüle hierfür

Info

Publication number: DE102006019533A1
Application number: DE200610019533
Authority: DE
Inventors: Joachim-Andreas Wozar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: CH700814B1; DE102006019533B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Führungsvorrichtung (10), mit mindestens einem Führungsstator (9) zur Führung eines Läufers (8), der an dem Führungsstator beweglich hydrostatisch gelagert ist, mit mindestens einem hydrostatischen, einen Lagerflüssigkeitsfilm (21) enthaltenden Lagerspalt (22) zwischen einer an dem Führungsstator vorhandenen Führungsstator-Lagerfläche (20) und mindestens einer Läufer-Lagerfläche (19) des Läufers, wobei über eine Kanalanordnung (16) eine unter Druck stehende Lagerflüssigkeit (14) zur Bildung des Lagerflüssigkeitsfilms (21) in den mindestens einen Lagerspalt einbringbar ist. Eine an der Kanalanordnung angeordnete Heizeinrichtung (23) dient zur Beeinflussung der Menge der in den mindestens einen Lagerspalt einbringbaren Lagerflüssigkeit, wobei die Viskosität der Lagerflüssigkeit und damit die Menge der in den mindestens einen Lagerspalt eingebrachten Lagerflüssigkeit (14) von einer einstellbaren Heizleistung der mindestens einen Heizeinrichtung abhängt. Die Erfindung betrifft ferner eine Kanüle (31) hierfür.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Führungsvorrichtung, mit mindestens einem Führungsstator zur Führung eines Läufers, der an dem Führungsstator beweglich hydrostatisch gelagert ist, mit mindestens einem hydrostatischen, einen Lagerflüssigkeitsfilm enthaltenden Lagerspalt zwischen einer an dem Führungsstator vorhandenen Führungsstator-Lagerfläche und mindestens einer Läufer-Lagerfläche des Läufers, wobei über. eine Kanalanordnung eine unter Druck stehende Lagerflüssigkeit zur Bildung des Lagerflüssigkeitsfilms in den mindestens einen Lagerspalt einbringbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Kanüle hierfür.
Eine Führungsvorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 42 680 A1 bekannt. Die Führungsvorrichtung ist beispielsweise eine Linearführung für eine Werkzeugmaschine, eine Messeinrichtung oder dergleichen. Auf einen Führungswagen oder -schlitten, der einen Läufer bildet, kann beispielsweise ein Werkstück montiert werden. Beispielsweise wenn das Werkstück bearbeitet wird, tre ten unterschiedliche Belastungen am dem Führungswagen auf. Um dennoch einen möglichst gleichbleibenden Abstand zwischen benachbarten Lagerflächen zu ermöglichen, ist eine Lastkompensation erforderlich. In der DE 35 42 680 A1 ist erwähnt, dass es hydraulisch-mechanische Regelsysteme zur Lastkompensation bzw. zur Regelung der Lagerspaltbreite gibt. Die DE 35 42 680 A1 schlägt ferner vor, weitere symmetrisch an Führungsbahnen bzw. Führungsschienen angeordnete Zusatzstütztaschen anzuordnen, die mittels einer gemeinsamen Regeleinrichtung angesteuert werden.
Aus der Schweizer Patentschrift CH 504 929 ist ebenfalls eine Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Die Einstellung des hydraulischen bzw. hydrostatischen Lagerflüssigkeitsfilms in dem jeweiligen Lagerspalt, wird durch eine durch eine Membran in zwei Teile unterteilte und doppeltwirkende Drossel bewirkt.
Bei den bekannten Führungsvorrichtungen stellen mechanische oder hydraulische Ventileinrichtungen die Breite des Lagerspaltes ein oder regeln die Breite. Die erforderlichen Bauteile sind jedoch schwierig herzustellen und müssen insbesondere starken Druckbelastungen Stand halten. Die Herstellung der entsprechenden Ventile ist teuer. Zudem neigen sie zu Verschleiß.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel bereitzustellen, mit denen auf einfachem Wege die Breite eines Lagerspalts einer hydrostatischen Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art einstellbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer hydrostatischen Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art mindestens eine an der Kanalanordnung angeordnete Heizeinrichtung zur Beeinflussung der Menge der in den mindestens einen Lagerspalt einbringbaren Lagerflüssigkeit vorgesehen, wobei die Viskosität der Lagerflüssigkeit und damit die Menge der in den mindestens einen Lagerspalt eingebrachten Lagerflüssigkeit von einer einstellbaren Heizleistung der mindestens einen Heizeinrichtung abhängt. Zur Lösung ist ferner ein Kanüle für eine hydrostatische Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der technischen Lehre eines weiteren unabhängigen Anspruches vorgesehen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch Beeinflussung der Temperatur der Lagerflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, die Viskosität und somit die Menge der in den Lagerspalt eingebrachten Lagerflüssigkeit einstellbar ist. Im Vergleich zu bekannten mechanischen oder hydromechanischen Lösungen ist die Veränderung der Heizleistung der Heizeinrichtung(en) wesentlich einfacher realisierbar. Da keine mechanischen Stell elemente mehr erforderlich sind, ist der Verschleiß minimiert oder vollständig vermieden. Die Kanalanordnung enthält sozusagen eine thermische, durch die mindestens eine Heizeinrichtung beeinflussbare Drossel.
Die zumindest eine Heizeinrichtung kann einen Bestandteil der Kanalanordnung, beispielsweise eines einzelnen Zufuhrkanals bilden. Die Kanalanordnung, z.B. in Gestalt von Bohrungen oder dergleichen, kann beispielsweise an dem Läufer und/oder an dem Führungsstator, z.B. an mindestens einer Führungsschiene oder einem Führungsring, vorhanden sein.
Eine einfache Bauweise und Montage der Führungsvorrichtung ergibt sich bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, der das erfinderische Konzept einer einstellbaren Heizleistung zur Veränderung der Viskosität der Lagerflüssigkeit ebenfalls zugrunde liegt: es wird eine Kanüle mit einer Heizeinrichtung zur Beeinflussung der Menge der in der Lagerspalt einbringbaren Lagerflüssigkeit versehen. Diese Kanüle wird in einen Aufnahmekanal der hydrostatischen Führungsvorrichtung eingebracht, der beispielsweise an dem Läufer oder an der Führungsstator vorgesehen ist. Die Kanüle kann beispielsweise eine medizinische Injektionsnadel enthalten, die einen sehr engen Kanalquerschnitt bereitstellt. Diese erfindungsgemäße Lösung ist einfach herstellbar und ermöglicht eine präzise Einstellung der Lagerflüssigkeitsmenge, die in den Lagerspalt eingebracht wird.
Durch die Ausgestaltung einer hydrostatischen Führungsvorrichtung, z.B. eines Linear- oder Axial-Radial-Drehlagers, mit einer beheizbaren Kanalanordnung, z.B. Kanülen, lassen sich kleine fertigungstechnisch und/oder montagetechnisch bedingte Fehler leicht und unproblematisch kompensieren. Die Kanalanordnung, z.B. die Kanülen, werden dann unterschiedlich so beheizt, bis die Rundlauf- oder Planlauf-Messungen den kleinstmöglichen Wert (im Nanometerbereich) ergeben. Fehler werden durch unterschiedliche Lagerflüssigkeitsmengen in den Führungsspalten kompensiert. So lassen sich Höchstgenauigkeitslagerungen erzielen, die nahezu unbegrenzt ihre Genauigkeit halten, weil keinerlei Verschleiß durch die Hydrostatik gegeben ist. Ferner lassen sich Korrekturen der belastungsabhängigen Führungsspaltänderungen zeitnah bzw. zeitlich vorauseilend gezielt durchführen. Das erhöht die Führungsgenauigkeiten und die Steifigkeiten des Führungssystems zusätzlich.
Die Heizeinrichtung ist beispielsweise elektrisch betreibbar. Dabei ist z.B. eine Heizung mit einem elektrischen Widerstand möglich. Bereits eine Heizleistung von etwa 4 Watt bis 20 Watt pro Kanüle bzw. Kanal der Kanalanordnung kann ausrei chend sein. Es versteht sich, dass auch größere oder kleinere Heizleistungen zweckmäßig sein können.
Vorteilhaft ist bei der Heizeinrichtung der Kanüle und/oder der Führungsvorrichtung auch ein induktives Prinzip. Beispielsweise können in ein Kanalrohr der Kanalanordnung Wirbelströme, insbesondere mit hoher Frequenz, induziert werden, die das Rohr erwärmen. Es genügt dabei z.B. vorteilhaft eine einlagige elektrische Wicklung um das Kanalrohr. Das Kanalrohr besteht zweckmäßigerweise ganz oder teilweise aus Metall. Es ist aber auch möglich, eine elektrische Spule zur Erzeugung der Wirbelströme im Bereich der Kanalanordnung anzuordnen.
An der mindestens einen Führungsstator-Lagerfläche und/oder der Läufer-Lagerfläche sind zweckmäßigerweise eine oder mehrere Lagertaschen vorhanden, in die über die Kanalanordnung Lagerflüssigkeit zuführbar ist. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung reicht die Kanüle oder reichen die Kanülen in die jeweiligen Lagertaschen hinein. Zumindest in demjenigen Abschnitt, wo die Kanülen in die Lagertaschen hineinreichen, sind sie zweckmäßigerweise außenseitig isoliert.
Eine vermehrte Mengenzufuhr an Druckflüssigkeit in eine Lagertasche bewirkt einen höheren Taschendruck. Somit können Führungsspaltänderungen aufgrund höherer Lasten, z.B. einer Zusatzbelastung, durch eine einmalig entsprechend höhere Heizleistungsänderung einer die Lagertasche versorgenden Kanüle "statisch" und/oder durch eine Abstandsregelung mit variabler Heizleistung dynamisch kompensiert werden. Diese Maßnahmen dienen der Erhöhung der Genauigkeit und der Steifigkeit des hydrostatischen Führungssystems.
Die erfindungsgemäße hydrostatische Führungsvorrichtung ist vorteilhafterweise eine Linearführungsvorrichtung, wobei auch gekrümmte, z.B. kreisförmige, Bewegungsbahnen prinzipiell möglich sind. Ferner eignet sich die Erfindung auch für Drehlagerungen. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäß ausgestaltete hydrostatische Linear-Führungsvorrichtung auf der Basis der in der in der DE 10 2004 040 155.1 erläuterten Bauart, auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Der Läufer kann bei einer Linearführungsvorrichtung z.B. ein Führungswagen sein, der auf einer als Führungsstator dienenden Führungsschiene beweglich anliegt oder aufliegt. Zweckmäßigerweise umgreift und/oder untergreift der Führungswagen die Führungsschiene.
Ferner ist eine Drehlagerung mit dem erfindungsgemäßen Prinzip vorteilhaft. Der Läufer und/oder der Führungsstator sind vorteilhaft ringförmig. Es ist aber auch möglich, dass nur eine der beiden Komponenten ringförmig und die andere Komponente z.B. kreissegmentartig ist.
Bei der Drehlagerungsvorrichtung stützt sich Läufer z.B. in Drehachsrichtung, d.h. axial, an dem Führungsstator hydrostatisch gelagert ab, so dass eine Axial-Drehlagerungsvorrichtung gebildet ist. Ferner ist eine Radial-Drehlagerung vorteilhaft, bei der der Läufer radial innen und/oder außen an dem Führungsstator hydrostatisch gelagert ist. Auch eine kombinierte axiale und radiale erfindungsgemäße hydrostatische Lagerung ist zweckmäßig.
An dem Läufer und/oder dem Führungsstator der Drehlagerungsvorrichtung sind vorteilhaft sich in der jeweiligen Umfangsrichtung erstreckende Lagertaschen vorhanden. Dabei können z.B. radial äußere und/oder zur Drehachse im wesentlichen senkrechte Lagerflächen mit der temperierten Lagerflüssigkeit vorteilhaft beschickt werden. Beispielsweise sind die Lagertaschen an einer über einen Innenumfang und/oder einen Außenumfang und/oder an mindestens einer zur Drehachse des Läufers im wesentlichen senkrechten Stirnseite angeordnet.
Der Führungsstator, z.B. eine Führungsschiene, kann vorteilhaft zumindest teilweise durch ein Maschinenbett gebildet sein, das z.B. Metallguss, insbesondere Grauguss und/oder Kugelgraphitguss, und/oder Polymerbeton und/oder Stein, insbesondere Granit, oder dergleichen aufweist. Ferner ist es denkbar, eine Führungsschiene direkt auf ein Maschinenbett aufzuschweißen oder, z.B. im Falle einer Gusskonstruktion, einstückig mit dem Maschinenbett zu gießen. Fügetoleranzen werden dadurch minimiert oder vermieden. Eine anschließende Endbearbeitung des fertigmontierten Führungsstators bzw. Führungsschiene, z.B. Schleifen mit einer Führungsbahnschleifmaschine, ermöglicht kleine Toleranzen.
In der Kanalanordnung ist zweckmäßigerweise mindestens eine Drossel zur Verminderung des Drucks der Lagerflüssigkeit vorhanden. Insbesondere diese Drossel wird vorteilhafterweise durch die Heizeinrichtung geheizt. Es sei betont, dass prinzipiell auch an anderer Stelle der Kanalanordnung als bei einer Drossel eine Heizung zur Einstellung der Lagerflüssigkeitsmenge möglich ist. Die Drossel wird beispielsweise durch die erfindungsgemäße Kanüle gebildet bzw. ist in dieser Kanüle enthalten. Zu diesem Zweck verengt sich die Kanüle von ihrem Einlass zu ihrem Auslass hin, vorteilhafterweise stufig.
Die Kanalanordnung kann an dem Führungsstator oder dem Läufer oder an beiden Teilen vorhanden sein. Heizeinrichtungen können an der führungsstatorseitigen Kanalanordnung und/oder der läuferseitigen Kanalanordnung vorgesehen sein.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, im Bereich des Einlasses eine Vorheizzone zum Vorheizen der Lagerflüssigkeit vorzusehen. Die so erzielbare Vorheiz-Temperatur der Lagerflüssigkeit kann vorteilhaft einstellbar und/oder regelbar sein. Prinzipiell ist auch eine fest eingestellte Heizleistung der Vorheizung möglich.
Die Heizeinrichtung bildet zweckmäßigerweise einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Kanüle und/oder der Kanalordnung der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung. Beispielsweise sind die Kanüle und/oder ein Kanalabschnitt der Kanalordnung ganz oder teilweise von Heizwicklungen umgeben. Diese Heizwicklungen sind zweckmäßigerweise außenseitig isoliert. Dadurch wird ein Wärmeverlust in Richtung benachbarter, verhältnismäßig hohe Wärmekapazität aufweisender Bereiche der hydrostatischen Führungsvorrichtung vermieden. Beispielsweise ist die Heizeinrichtung an einem metallischen Grundkörper des Läufers oder Führungsstators angeordnet. Dieser Körper weist eine hohe Wärmekapazität auf, so dass die Heizeinrichtung mit verhältnismäßig großer Leistung betrieben werden müsste, um die Viskosität der Lagerflüssigkeit beeinflussen zu können. Daher ist es zweckmäßig, dass die Heizeinrichtung außenseitig, das heißt an Flächen, die mit sonstigen Bauteilen der Führungsvorrichtung bzw. des Läufers in Verbindung kommen oder kommen können, thermisch isoliert ist.
Der Druck der der Zufuhr-Kanalanordnung zugeführten Lagerflüssigkeit ist zweckmäßigerweise im wesentlichen konstant. Zur Regelung der Flüssigkeitsmengenzufuhr in den Lagerspalt dient die erfindungsgemäße Heizung.
Zweckmäßigerweise ist eine Sensoranordnung mit einem oder mehreren Sensoren vorgesehen, die einen Abstand oder mehrere Abstände zwischen der Führungsstator-Lagerfläche und der Läufer-Lagerfläche ermitteln. Der mindestens eine Sensor kann z.B. eine Fläche im Bereich des Lagerspalts abtasten. Zweckmäßig ist es aber auch, wenn der mindestens eine Sensor eine von dem Führungsstator separate Referenz abtastet, z.B. eine Referenz-Messfläche und/oder eine durch einen Laserstrahl gebildete Referenz. Beispielsweise ist an dem Läufer ein Empfänger für einen ortsfesten Referenz-Laserstrahl vorhanden. Dadurch sind Montagetoleranzen des Führungsstators kompensierbar.
Eine Steuerungseinrichtung stellt den oder die Heizwerte der Heizeinrichtung(en) in Abhängigkeit vom jeweiligen Abstand, das heißt von der jeweiligen Breite des Lagerspaltes im Bereich des jeweiligen Sensors, ein. Besonders bevorzugt sind induktive Sensoren, wobei auch optische Sensoren oder Sensoren sonstiger Messprinzipien möglich sind. Bei der hydrostatischen Vorrichtung sind sehr kleine Breiten des Lagerspaltes zweckmäßig, so dass eine Messauflösung bei dem oder den Sensoren von ca. 0,5 bis 2 μm, insbesondere von 1 μm, zweckmäßig ist.
Der Steuerungseinrichtung ist vorteilhafterweise ein Soll-Abstandswert vorgebbar. Dadurch kann beispielsweise vor der Beaufschlagung des Läufers mit einer großen Last zunächst ein größerer Abstandswert eingestellt werden. Der Abstand ist von der Steuerungseinrichtung steuerbar oder regelbar. Insbesondere letztere Variante ist besonders bevorzugt.
Die Regelungsmittel kompensieren zweckmäßigerweise unterschiedliche Belastungen des Läufers, z.B. Gewichtsbelastungen, dynamische Belastungen oder dergleichen.
Als geeignete Regelungsmittel werden beispielsweise ein P-Regler, ein PI-Regler, ein PD-Regler oder ein PID-Regler vorgeschlagen (P = Proportional, I = Integral und D = Differen tial), wobei auch andere Regelungsprinzipien, auch mit Störgrößenbeobachter oder dergleichen, prinzipiell möglich sind.
Den Regelungsmitteln sind zweckmäßigerweise Störgrößenwerte vorgebbar, beispielsweise zukünftige Belastungen, Schwingungen oder dergleichen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches elektrisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer als Linearführungsvorrichtung ausgestalteten erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
2 eine perspektivische Ansicht der Führungsvorrichtung gemäß 1 mit einer schematisch dargestellten hydrostatischen Versorgungseinrichtung,
3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kanüle für eine Führungsvorrichtung gemäß 1 und 2,
4 einen Einlassbereich der Kanüle gemäß 3 entsprechend etwa einem Ausschnitt A in 3,
5 einen mittleren Stufen- oder Verengungsabschnitt der Kanüle gemäß 3 etwa entsprechend einem Ausschnitt B in 3,
6 einen End- bzw. Auslassbereich der Kanüle gemäß 3 entsprechend etwa einem Ausschnitt C in 3,
7 eine Verteilplatte für einen Läufer, insbesondere einen Führungswagen, der Führungsvorrichtung gemäß 1 und 2,
8 eine schematische Darstellung eines Viskositätsverlaufs η einer für die Führungsvorrichtung gemäß 1 und 2 verwendeten Lagerflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Spannung U, die an einer Heizeinrichtung der Führungsvorrichtung angelegt wird, und
9 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer als Drehlagerungsvorrichtung ausgestalteten erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
10 eine teilweise geschnittene Detailansicht der Drehlagerungsvorrichtung gemäß 9 entsprechend etwa einem Ausschnitt D in 9, und
11 eine untere Teilansicht eines Führungsstators der Drehlagerungsvorrichtung gemäß 9.
Bei einer hydrostatischen Führungsvorrichtung 10 ist ein Läufer 8 an einem Führungsstator 9 hydrostatisch gelagert. Der Läufer 8 ist als ein Führungswagen 11 ausgebildet, der entlang einer Führungsschiene 12, die den Führungsstator 9 bildet, verschiebbar geführt ist. Der Führungswagen 11 umgreift die Führungsschiene 12 reiterartig. Die Führungsvorrichtung 10 bildet eine Linearführungsvorrichtung 70.
Der Führungswagen 11 dient beispielsweise zur Aufnahme eines Werkstücks, eines Werkzeugs oder dergleichen, die beispielsweise mittels Schrauben, Spannern oder dergleichen oben und/oder seitlich am Führungswagen 11 befestigbar sind. Es versteht sich, dass auch mehrere Führungswagen 11 auf der Führungsschiene 12 angeordnet sein können. Ferner können mehrere Führungsvorrichtungen 10 insbesondere parallel nebeneinander angeordnet sein, um beispielsweise ein Portal oder eine sonstige Vorrichtung zu tragen. Der Führungswagen 11 wird z.B. durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung entlang eines Verfahrweges 29 hin und her bewegt.
Ein Druckerzeuger 13, z.B. eine Hydraulikpumpe, ein pneumatisch-hydraulischer Wandler oder dergleichen, stellt eine im Betrieb unter hohem, zweckmäßigerweise im wesentlichen konstanten Druck stehende Lagerflüssigkeit 14, vorliegend Hydrauliköl, zur Verfügung. Die Lagerflüssigkeit 14 wird über eine Leitung 15 in eine Zuführ-Kanalanordnung 16, beim Ausführungsbeispiel am Führungswagen 11, eingespeist. Die Kanalanordnung enthält mehrere Kanäle 17 zum Einspeisen der Lagerflüssigkeit in Lagertaschen 18. Die Lagertaschen 18 sind vorliegend an Läufer-Lagerflächen 19 des Läufers 8 bzw. des Führungswagens 11 vorgesehen. Die Läufer-Lagerflächen 19 gleiten im Betrieb der Führungsvorrichtung 10 an Führungsstator-Lagerflächen 20 auf einem Lagerflüssigkeitsfilm 21 entlang, der durch die Lagerflüssigkeit 14 gebildet ist, so dass der Führungswagen 11 nahezu reibungsfrei an der Führungsschiene 12 entlang gleitet.
Die Läufer-Lagerflächen 19 sind vorliegend Innenflächen, die z.B. eine obere Lagerfläche 19a an der Unterseite des Führungswagens 11 sowie seitlichen Lagerflächen 19b und untere Lagerflächen 19c an seitlichen Führungswangen 73 des Füh- rungswagens 11 bilden und den entsprechenden Führungsstator-Lagerflächen 20 an der Führungsschiene 12 gegenüberliegen.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Führungsschiene 12 T-förmig ausgebildet. Der Führungswagen 11 umgreift diese T-Führungsschiene 12, so dass der Führungswagen 11 sowohl auf der Oberseite der Führungsschiene 12, als auch seitlich sowie an der Unterseite der Führungsschiene 12 geführt ist. Dadurch kann die horizontal ausgerichtete Führungsschiene stehend (obere Lagerfläche der Führungsschiene nach oben weisend), hängend (obere Lagerfläche der Führungsschiene nach unten weisend) oder seitwärts (obere Lagerfläche der Führungsschiene horizontal zur Seite weisend) orientiert angeordnet sein. Denkbar sind beispielsweise auch prismenförmige, schwalbenschwanzförmige oder mit schrägen Untergriffsflächen ausgeführte Führungsschienen.
Zwischen den Lagerflächen 19, 20 ist ein vorzugsweise im wesentlichen konstanter Lagerspalt 22 vorhanden. Um die Breite des jeweiligen Lagerspaltes zwischen den Lagerflächen 19, 20 konstant zu halten, wird bei der Kanalanordnung 16 die Viskosität der zugeführten Lagerflüssigkeit 14 durch Heizeinrichtungen 23 beeinflusst, wie später noch eingehend erläutert wird.
Aus dem Lagerspalt 22 tropft die Lagerflüssigkeit 14 nach unten in Auffangrinnen 24, die unterhalb oder neben der Führungsschiene 12 angeordnet sind. Die Führungsschiene 12 und die Auffangrinnen 24 bilden einen Bestandteil einer Auffanganordnung 74 zum Auffangen der Lagerflüssigkeit 14 und sind vorliegend an einer Tragstruktur 25 zum Halten der Führungsschiene 12, beispielsweise einem Maschinenbett oder dergleichen, montiert.
Aus den Auffangrinnen 24 fließt die Lagerflüssigkeit 14 zu Sammelkanälen 26 an den Stirnseiten der Führungsschiene 12 (in 2 ist nur ein hinterer Sammelkanal 26 dargestellt) und von dort in eine Auffang- oder Sammelwanne 27. Dort kann der Druckerzeuger 13 Lagerflüssigkeit 14 ansaugen und dem Führungswagen 11 zuführen.
Bälge 28 (in 2 ist nur ein hinterer Balg 28 gezeigt) überdecken zweckmäßigerweise die Führungsschiene 12 und die seitlichen Auffangrinnen 24 vor und hinter dem Führungswagen 11, so dass die Lagerflüssigkeit 14 nicht verschmutzt.
Es ist möglich, dass die Führungsschienen 12 und/oder die Tragstruktur 25 und/oder die Auffangrinnen 24 durch eine einzige, insbesondere einstückige, Einheit gebildet sind.
Die Kanalanordnung 16 enthält mehrere Drosseln 30, über die die Lagerflüssigkeit 14 in den Lagerspalt 22 eingespeist wird. Die Drosseln 30 mindern den vorliegend im wesentlichen konstanten Druck der Lagerflüssigkeit 14, der durch den Druckerzeuger 13 erzeugt ist.
Die Drosseln 30 sind beim Ausführungsbeispiel durch Kanülen 31 gebildet, die in Aufnahmekanäle 32 an dem Führungswagen 11 eingesetzt sind. Die Aufnahmekanäle 32 verlaufen im wesentlichen in Längserstreckungsrichtung des Führungswagens 11, etwa parallel neben den Lagerflächen 19. Beim Ausführungsbeispiel erstrecken sich von beiden Stirnseiten des Führungswagens 11 her Kanülen 31 entlang der Lagerflächen 19.
Bei den Kanülen 31 handelt es sich vorzugsweise um Kanülen in der Art medizinischer Kanülen, die üblicherweise zur Injektion von Flüssigkeiten in einen menschlichen oder tierischen Körper genutzt werden. Diese Kanülen haben einen verhältnismäßig geringen Durchmesser, so dass sie eine optimale Drosselwirkung auf die Lagerflüssigkeit 14 haben. Dadurch ist eine optimale Dosierbarkeit der Lagerflüssigkeit 14 in dem Lagerspalt 22 möglich. Die Kanülen 31 sind mittels der Heizeinrichtungen 23 individuell heizbar, wobei die jeweilige Heizleistung pro Kanüle 31 vorzugsweise individuell einstellbar ist. Jeder Kanüle 31 ist jeweils eine Heizeinrichtung 23 in Gestalt einer Heizwicklung 33 zugeordnet. Es versteht sich, dass bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung auch nicht beheizbare und beheizbare Kanülen zweckmäßig kombinierbar sind, wobei mit den beheizbaren Kanülen die Lagerflüssigkeitszufuhr einstellbar ist.
Die Heizwicklungen 33 sind um die Kanülen 31 herumgewickelt und können durch entsprechende Beaufschlagung mit elektrischem Strom betrieben werden. In Abhängigkeit von der angelegten Spannung U bzw. dem durchfließenden Strom heizen die Heizwicklungen 33 die jeweilige Kanüle 31 mehr oder weniger. Dadurch wird die Viskosität der jeweils durch die Kanüle 31 fließenden Lagerflüssigkeit 14 beeinflusst, so dass eine mehr oder minder große Menge Lagerflüssigkeit 14 durch die jeweilige Kanüle 31 zu dem Lagerspalt 22 durchgelassen wird.
Die vom Druckerzeuger 13 unter Druck bereitgestellte Lagerflüssigkeit 14 wird aus der Leitung 15 in ein Einlassstück 34 an einer Längsseite des Führungswagens 11 eingespeist. Vom Einlassstück 34 gelangt die Lagerflüssigkeit 14 über in der Figur nicht dargestellte Kanäle der Kanalanordnung 16 zu den Stirnseiten des Führungswagens 11, wo sie durch stirnseitige Verteilplatten 35 den Kanülen 31 zugeführt wird.
Die Verteilplatten 35 sind an Stirnseiten eines Basisteils 45 des Führungswagens 11 angeordnet. Die Verteilplatten 35 sind an das Basisteil 45 beispielsweise angeschraubt, angeklemmt oder in sonstiger Weise am Basisteil 45 befestigt, vorteilhafterweise zumindest im wesentlichen druckdicht. Zwischen den Verteilplatten 35 und dem Basisteil 45 kann z.B. eine Dichtung angeordnet sein.
Die Kanülen 31 erstrecken sich in Längsrichtung des Führungswagens 11 und führen so die Lagerflüssigkeit 14 von den Stirnseiten des Führungswagens 11 zu den Lagertaschen 18 an den oberen Lagerflächen 19a und/oder den seitlichen Lagerflächen 19b und/oder den unteren Lagerflächen 19c. Über einen beispielsweise rinnenartigen Verteilkanal 36 in den Verteilplatten 35 gelangt die Lagerflüssigkeit 14 zu Einlässen 38 der einzelnen Kanülen 31, die im montierten Zustand etwa im Bereich von Ausnehmungen 37 an der Verteilplatte 35 angeordnet sind. Der Verteilkanal 36 verläuft im wesentlichen parallel zu den Lagerflächen 19a, 19b und 19c, d.h. im wesentlichen u-förmig. Im montierten Zustand können die Einlässe 38 der Kanülen 31 in die Ausnehmungen 37 hinein vorstehen.
Vorliegend sind von beiden Stirnseiten des Führungswagens 11 ausgehend je zwei Kanülen 31 an der oberen Lagerfläche 19a, das heißt gegenüber der Oberseite der Führungsschiene 12 an geordnet. Ferner sind jeweils eine Kanüle 31 an jeder seitlichen Lagerfläche 19b sowie jeder unteren Lagerfläche 19c vorhanden. Die Kanülen 31 lassen die Lagerflüssigkeit 14 zu den Lagertaschen 18 vor. Die Kanülen 31 stehen mit ihren vorderen Auslassabschnitten 39 aus den Aufnahmekanälen 32 in die Lagertaschen 18 hinein vor.
Zum elektrischen Anschluss der Heizwicklungen 33 sind elektrische Anschlüsse 40 an der Verteilplatten 35 vorgesehen. Die elektrischen Anschlüsse 40 enthalten beispielsweise Anschlusskabel und/oder Steckaufnahmen, die in 1 schematisch dargestellt sind.
Von den Anschlüssen 40 führen elektrische Leitungen 41 zu den Kanülen 31. Die Leitungen 41 sind außenseitig isoliert, beispielsweise durch Isolationslack, Kunststoffummantelung oder dergleichen. Die Leitungen 41 verlaufen zum Teil in Kanälen 42, z.B. Vertiefungen oder Rinnen, die von den Anschlüssen 40 zu dem Verteilkanal 36 führen. Ansonsten verlaufen die Leitungen 41 in dem Verteilkanal 36. Eine elektrische Leitung 41a der Leitungen 41 kann auch eine Ringleitung sein und z.B. als eine gemeinsame Masseleitung dienen.
Bei den Anschlüssen 40 können Dichtungen vorgesehen sein, die ein Austreten der Lagerflüssigkeit 14 durch die Anschlüsse 40 verhindert. Beispielsweise können die Leitungen 41 bei den Anschlüssen 40 vergossen sein.
An den Verteilplatten 35 können Fluid-Anschlüsse 43 vorgesehen sein, um beispielsweise von oben Lagerflüssigkeit 14 in die Verteilkanäle 36 einzuspeisen. Bei einer Einspeisung von Lagerflüssigkeit 14 über das zentrale Einlassstück 34 sind die Fluid-Anschlüsse 43 nicht vorhanden oder beispielsweise durch nicht dargestellte Verschlussmittel, z.B. Stopfen oder dergleichen, verschlossen.
Die Kanülen 31 sind in die Aufnahmekanäle 32 eingesteckt. Im eingesteckten Zustand stützen sich die Kanülen 31 mit Stützmitteln, z.B. ihren außenseitigen Umbördelungen oder Flanschen 44, an dem beispielsweise aus Metallguss bestehenden Basisteil 45 des Führungswagens 11 ab. Eine beispielsweise ringförmige Dichtung 46 ist zwischen dem Flansch 44 und dem Basisteil 45 angeordnet und verhindert oder begrenzt ein Austreten von Lagerflüssigkeit 14 aus dem jeweiligen Aufnahmekanal 32.
Die Kanülen 31 sind vorliegend als Stufenkanülen ausgestaltet. Der Querschnitt einer Kanüle 31 verengt sich vom Einlass 38 an einem Einlassrohr 47 eines Einlassabschnitts 48 her in Richtung eines Auslasses 52 der Kanüle 31. Das Einlassrohr 47 verengt sich innen trichterförmig und mündet in einem zweckmäßigerweise biegbaren Rohr 49, beispielsweise aus Metall. Das Rohr 49 ist in das Einlassrohr 47 eingesteckt und fluiddicht mit diesem verbunden, beispielsweise verklebt, verlötet oder dergleichen. Die trichterförmige Innengestaltung des Einlassrohres 47 wirkt als eine erste Drossel, sozusagen als Einlass-Drossel, für die Lagerflüssigkeit 14.
Das Rohr 49 bildet einen Bestandteil einer Vorheizzone 50, in der die Lagerflüssigkeit 14 durch einen Heizabschnitt 51 vorgeheizt wird. Man könnte das Rohr 49 auch als Vorheizrohr bezeichnen. In dem Heizabschnitt 51 wird die Lagerflüssigkeit 14 zweckmäßigerweise mit konstanter Heizleistung vorgeheizt. Es versteht sich, dass auch eine regelbare und/oder einstellbare Heizleistung möglich ist.
An die Vorheizzone 50 schließt sich in Richtung des Auslasses 52 ein Verengungsabschnitt 53 an. Im Verengungsabschnitt 53 ist ein Drosselrohr 54 mit dem "Vorheiz"-Rohr 49 verbunden, beispielsweise in dieses eingesteckt und zweckmäßigerweise verklebt, verlötet oder in sonstiger Weise vorteilhafterweise druckdicht verbunden. Besonders bevorzugt ist Hartlöten. Das Drosselrohr 54 weist einen im Vergleich zum Rohr 49 geringeren Querschnitt auf, was eine Druckminderung der Lagerflüssigkeit 14 bewirkt.
Ein Haupt-Heizabschnitt 55 der Heizwicklung 33 umgibt das Drosselrohr 54. Der Haupt-Heizabschnitt 55 ist vorzugsweise separat von dem Vor-Heizabschnitt 51 bestrombar, wobei die Bestromung im vorliegenden Fall durch eine Regelung 56 einer Steuerungseinrichtung 57 geregelt wird. Die Steuerungseinrichtung 57 stellt die Temperatur des Haupt-Heizabschnitts 55 beispielsweise in einem Bereich von etwa 20 bis 50 Grad Celsius, vorzugsweise von etwa 25 Grad Celsius bis etwa 45 Grad Celsius ein.
Im Bereich der Heizwicklung 33 ist die Kanüle 31 von einer thermischen Isolation 58, beispielsweise aus Kunststoff, umgeben. Die Isolation 58 verhindert einen Übertritt der durch die Heizwicklung 33 bzw. Heizeinrichtung 23 erzeugten Wärme in die Umgebung, beispielsweise in das Basisteil 45. Insbesondere ist die Isolation 58 im Bereich des Auslassabschnittes 39 zweckmäßig, wo die Kanüle 31 im montierten Zustand in eine jeweilige Lagertasche 18 hineinragt. Dort ist die Kanüle 31 auch außenseitig von Lagerflüssigkeit 14 umgeben. Nach dem Austritt aus dem Auslass 52 kühlt die Lagerflüssigkeit 14 sehr schnell ab. Die Temperaturdifferenz zwischen in dem Drosselrohr 54 befindlicher Lagerflüssigkeit 14 und der jeweiligen Lagertasche 18 befindlicher Lagerflüssigkeit 14 kann mehrere zehn Grad Celsius betragen. Durch die Isolation 58, die auch mehrlagig ausgeführt sein kann, wird der Wärmever lust der jeweiligen Heizeinrichtung 23 vermindert, so dass die Heizeinrichtung 23 spontaner und unmittelbarer auf die Lagerflüssigkeit 14 wirkt. Eine Temperaturträgheit wird durch die Isolation 58 verkleinert.
Die Steuerungseinrichtung 57 legt beispielsweise eine Spannung U an die Heizwicklung 33 des Haupt-Heizabschnitts 55 mit einem Verlauf gemäß 8 an. In Abhängigkeit von der angelegten Spannung U verändert sich die Heizleistung im Haupt-Heizabschnitt 55 und somit eine Viskosität η der Lagerflüssigkeit 14. Bei höheren Spannungen U sinkt die Viskosität η der Lagerflüssigkeit 14, d.h. sie wird dünnflüssiger, und die Menge der von einer jeweiligen Kanüle 31 durchgelassenen Lagerflüssigkeit 14 nimmt zu, so dass der Lagerspalt 22 größer/breiter wird.
Beispielsweise kann vorliegend bei einer Heizleistung von 4 Watt eine Temperatur von etwa 27 Grad der Lagerflüssigkeit 14 eingestellt werden. Bei Verdoppelung der Heizleistung auf etwa 8 Watt steigt die Lagerflüssigkeitstemperatur auf etwa 32 Grad Celsius an, bei 16 Watt Heizleistung wird eine Temperatur der Lagerflüssigkeit 14 von etwa 37 bis 38 Grad Celsius erzielt. Es versteht sich, dass auch eine andere Auslegung der Heizeinrichtung 23 ohne weiteres möglich ist.
Die Regelung 56 der Steuerungseinrichtung 57 ist vorliegend eine Abstandsregelung. Die Regelung 56 regelt die Breite des Lagerspaltes 22, das heißt den Abstand zwischen den Lagerflächen 19 und 20. Die Regelung 56 kann zur Regelung eines horizontalen und/oder eines vertikalen Abstandes des Führungswagens 11 zur Führungsschiene 12 ausgestaltet sein. In 1 ist lediglich beispielhaft eine seitliche Abstandsregelung erläutert, wobei auch eine vertikale Abstandsreglung, das heißt ein Abstand zwischen der oberen Lagerfläche 19a und/oder den unteren Lagerfläche 19c und der jeweils zugeordneten Lagerfläche 20 der Führungsschiene 12 zweckmäßig ist.
Eine Sensoranordnung 59 enthält beispielsweise einen vorderen und einen hinteren, das heißt vorne und hinten am Führungswagen 11 angeordneten Sensor 60, 61, mit denen der jeweilige Abstand zwischen der seitlichen Lagerfläche 19b und der zugeordneten Lagerfläche 20 der Führungsschiene 12 ermittelbar ist. Prinzipiell wäre es ausreichend, einen einzigen Sensor 60 vorzusehen. Mit der vorgeschlagenen Anordnung von zwei Sensoren 60, 61 kann ein seitliches Verkanten des Führungswagens 11 an der Führungsschiene 12, die durch eine von außen auf den Führungswagen 11 wirkende Belastung hervorgerufen werden kann, effizient detektiert und an die Regelung 56 gemeldet werden.
Die Sensoren 60, 61 sind über Einstellmittel in Gestalt von veränderlichen Widerständen 62 mit einem Analog-Digital-Wandler 63 verbunden. Der Wandler 63 ist vorliegend ein mehrkanaliger Wandler. Der Wandler 63 digitalisiert von den Sensoren 60, 61 gemeldet analoge Abstandswerte 64, 65 und übermittelt diese einem Regelungsmodul 66. Das Regelungsmodul 66 ist beispielsweise ein Softwaremodul, das durch einen Personalcomputer, eine Maschinensteuerung oder dergleichen betrieben wird. Es versteht sich, dass das Regelungsmodul 66 auch ganz oder teilweise in Hardware realisiert werden kann und dann entsprechende Schaltkreise aufweist. Regelungsmodul 66 und der Wandler 63 sind vorzugsweise über einen Bus, beispielsweise einen Universal Serial Bus (USB), miteinander verbunden.
Das Regelungsmodul 66 enthält beispielsweise einen PD oder einen PID-Regler (PD = Propotional-Differential; PID = Propotional-Integral-Differential). Das Regelungsmodul 66 ist zweckmäßigerweise parametrierbar, so dass die jeweiligen Regelungsparameter des PID-Reglers veränderbar sind.
Das Regelungsmodul 66 ermittelt anhand der Ist-Abstandswerte 64, 65 Soll-Abstandswerte. Anhand dieser Soll-Abstandswerte ermittelt das Regelungsmodul 66 Spannungswerte 67a bis 67d für Spannungen, die an Heizeinrichtungen 23a bis 23d der seitlich am Führungswagen 11 angeordneten Kanülen 31. Ein Digital-Analogwandler 68 bildet anhand der digitalen Spannungswerte 67a bis 67d analoge Spannungswerte, die zweckmäßigerweise jeweils durch einen Gleichspannungsverstärker verstärkt werden. Aus Vereinfachungsgründen ist in 1 eine gemeinsame Masseleitung, an die die Heizeinrichtungen 23a bis 23d angeschlossen sind, nicht dargestellt. In Abhängigkeit von den Spannungswerten 67a bis 67d verändert sich die Heizleistung der Heizeinrichtungen 23a bis 23d, um einen vorgegebenen Soll-Abstand zwischen den Lagerflächen 19 und 20 einzustellen bzw. zu regeln.
Das Regelungsmodul 66 kann von einer übergeordneten Steuerung 69 Vorgabewerte enthalten, bzw. Soll-Abstandswerte oder dergleichen. Solche Soll-Abstandswerte sind besonders für eine Regelung des horizontalen Abstandes bzw. der horizontalen Breite des Lagerspalts 22 zweckmäßig, so dass beispielsweise bei einer stärkeren Belastung des Führungswagens 11 der Lagerspalt 22 in seiner horizontalen Richtung zunächst vergrößert werden kann.
Bei einer als Drehlagerungsvorrichtung 170 ausgestalteten Führungsvorrichtung 110 ist ein Läufer 108 an einem Führungsstator 109 drehbar hydrostatisch gelagert. Der Läufer 108 wird durch einen Läuferring 111 gebildet, der an einem Statorring 112 drehbar ist. Der Läuferring 111 ist innen an dem Statorring 112 angeordnet.
Der Läuferring 111 umgreift den Statorring 112 U-förmig, wobei ein oberer und ein unterer Schenkel 113, 114 auf einer oberen und einer unteren Stirnseite 115, 116 des Statorrings 112 hydrostatisch gelagert sind.
Ein ringförmiges Innenteil 132 des Läuferrings 111 verbindet die Schenkel 113, 114. Die Schenkel 113, 114 sind zweckmäßigerweise scheibenartig. Die Schenkel 113, 114 sind z.B. mittels nicht dargestellter, durch Bohrungen 133 durchgesteckter Schrauben, durch Schweißverbindungen, Klebeverbindungen oder dergleichen an dem Innenteil 132 befestigt.
Ein Innenumfang 130 des Statorrings 112 sowie die Stirnseiten 115, 116 bilden Führungsstator-Lagerflächen 120, an denen ein Lagerflüssigkeitsfilm 121 mittels der Lagerflüssigkeit 14 ausbildbar ist. An den Führungsstator-Lagerflächen 120 sind Läufer-Lagerflächen 119 des Läufers 108 bzw. des Läuferrings 111 hydrostatisch gelagert.
Die Läufer-Lagerflächen 119 umfassen obere und untere Lagerflächen 119a, 119c an den Schenkeln 113, 114 sowie eine seitliche Lagerfläche 119b des Läuferrings 111. Die seitliche La gerfläche 119b wird durch den Außenumfang des ringförmigen Innenteils 132 des Läuferrings 111 gebildet.
Anders als bei der Führungsvorrichtung 10 wird bei der Führungsvorrichtung 110 die Lagerflüssigkeit 14 nicht über den Führungswagen 11 bzw. Läufer 8 zugeführt, sondern über den Statorring 112. Dieser weist Kanäle 117 einer Kanalanordnung 140 auf, die zu Lagertaschen 118 des Statorrings 112 führen. An den Stirnseiten 115, 116 sind Lagertaschen 118a angeordnet. Ferner befinden sich Lagertaschen 118b an dem Innenumfang 130 des Statorrings 112.
Die Lagertaschen 118a, 118b erstrecken sich zweckmäßigerweise jeweils über einen Teil des Umfangs des Statorrings 112. Die Lagertaschen 118 sind in der Art von Kreissegmenten ausgebildet.
Der Läuferring 111 ist an dem Statorring 112 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung bezüglich einer Drehachse 134 hydrostatisch gelagert.
Die stirnseitigen Lagertaschen 118a dienen zur Ausbildung eines den Läufer 108 axial abstützenden Lagerflüssigskeitsfilms 121. Mit Hilfe der Lagertaschen 118b am Innenumfang 130 des Statorrings 112 ist ein den Läuferring 111 in radialer Richtung abstützender Lagerflüssigkeitsfilm 121 ausbildbar.
Die Schenkel 113, 114 umgreifen den Statorring 112 nur teilweise, nämlich im Bereich der Stator-Lagerflächen 120. Radial weiter außen, d.h. im Bereich eines Außenumfanges 135 des Statorrings 112, sind vorteilhafterweise Montagebohrungen 136 oder sonstige Befestigungsmittel vorgesehen, um den Führungsstator 109 an einem Untergrund, beispielsweise einem Maschinenbett oder dergleichen, zu befestigen.
In die Kanäle 117 sind beispielsweise die oben erläuterten Kanülen 31 einführbar, so dass die Lagertaschen 118 sozusagen mit thermischen Drosseln bestückbar sind. Über die Kanülen 31 ist die Lagerflüssigkeit 14 in der oben beschriebenen Weise zweckmäßigerweise thermisch geregelt, im einfachsten Fall gesteuert, in einen Lagerspalt 122 zwischen den Lagerflächen 120 und 119 einbringbar.
Die Kanäle 117 erstrecken sich vom Außenumfang 135 her nach radial innen. Die Kanäle 117 einer Kanalanordnung 140 weisen im Bereich des Außenumfangs 135 zweckmäßigerweise einen größeren Durchmesser auf als radial weiter innen. Die Kanäle 117a, 117c führen zu den Lagertaschen 118a an den Stirnseiten 115, 116. Die Kanäle 117a erstrecken sich nicht bis zum Innenumfang 130 des Statorrings 112. Dorthin führen allerdings Kanäle 117b zur Versorgung der Lagertaschen 118b.
Jede Lagertasche 118 ist zweckmäßigerweise mit einer separaten Kanüle 31 bzw. einer thermischen Drossel im Sinne der Erfindung mit der Lagerflüssigkeit 14 beschickbar. Beispielsweise ist jeder Lagertasche 118 ein Kanal 117 zugeordnet.

Claims

Hydrostatische Führungsvorrichtung, mit mindestens einem Führungsstator (9; 109) zur Führung eines Läufers (8; 108), der an dem Führungsstator (9; 109) beweglich hydrostatisch gelagert ist, mit mindestens einem hydrostatischen, einen Lagerflüssigkeitsfilm (21; 121) enthaltenden Lagerspalt (22; 122) zwischen einer an dem Führungsstator (9; 109) vorhandenen Führungsstator-Lagerfläche (20; 120) und mindestens einer Läufer-Lagerfläche (19; 119) des Läufers (8; 108), wobei über eine Kanalanordnung (16; 140) eine unter Druck stehende Lagerflüssigkeit (14) zur Bildung des Lagerflüssigkeitsfilms (21; 121) in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine an der Kanalanordnung (16; 140) angeordnete Heizeinrichtung (23) zur Beeinflussung der Menge der in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) einbringbaren Lagerflüssigkeit (14) aufweist, wobei die Viskosität der Lagerflüssigkeit und damit die Menge der in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) eingebrachten Lagerflüssigkeit (14) von einer einstell baren Heizleistung der mindestens einen Heizeinrichtung (23) abhängt.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (16; 140) mindestens eine Drossel (30) zur Verminderung des Drucks der Lagerflüssigkeit (14) aufweist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Drossel (30) durch die mindestens eine Heizeinrichtung (23) beheizbar ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (16; 140) an der mindestens einen Führungsstator (9; 109) und/oder an dem Läufer (8; 108) vorgesehen ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (16; 140) mindestens eine Kanüle (31) umfasst, die in einen Aufnahmekanal (32) an der mindestens einen Führungsstator (9; 109) oder an dem Läufer (8; 108) einführbar ist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kanüle (31) eine Drossel (30) aufweist oder als eine Drossel (30) ausgestaltet ist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kanüle (31) sich von ihrem Einlass (48) zu ihrem Auslass (52) insbesondere stufenweise verengt.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kanüle (31) im Bereich ihres Einlasses (48) eine Vorheizzone (50) mit einer Vorheizung zum Vorheizen der Lagerflüssigkeit (14) aufweist.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizeinrichtung (23) zumindest teilweise einen Bestandteil der mindestens einen Kanüle (31) bildet.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kanüle (31) zumindest teilweise von Heizwicklungen umgeben ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizeinrichtung (23) außenseitig zumindest teilweise thermisch isoliert ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der der Zu fuhr-Kanalanordnung (16; 140) zugeführten Lagerflüssigkeit (14) im wesentlichen konstant ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sensoranordnung (59) zum Erfassen mindestens eines Abstands zwischen der mindestens einen Führungsstator-Lagerfläche (20; 120) und der mindestens einen Läufer-Lagerfläche (19; 119) und eine Steuerungseinrichtung (57) zum Einstellen eines Heizwertes der mindestens einen Heizeinrichtung (23) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abstand aufweist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (59) eine von dem Lagerspalt und/oder von dem mindestens einen Führungsstator separate Referenz-Messfläche und/oder eine durch einen Laserstrahl gebildete Referenz abtastet.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungseinrichtung (57) ein Soll-Abstandswert vorgebbar ist.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (57) Steuerungsmittel zum Steuern des mindestens einen Abstands aufweist.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (57) Regelungsmittel (56) zum Regeln des mindestens einen Abstands aufweist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel (56) einen P-Regler und/oder einen PI-Regler und/oder einen PID-Regler und/oder einen PD-Regler enthalten.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel (56) zum Regeln des mindestens einen Abstands in Abhängigkeit mindestens einer Störgröße ausgestaltet sind.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Führungsstator-Lagerfläche (20; 120) und/oder an der mindestens einen Läufer-Lagerfläche (19; 119) mindestens eine, mit der Kanalanordnung (16; 140) kommunizierende Lagertasche (18; 118) angeordnet ist, in die mit der Kanalanordnung (16; 140) Lagerflüssigkeit (14) zuführbar ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb und/oder neben dem Führungsstator (9; 109) eine Auffanganordnung, insbe sondere mit einer Wanne und/oder einer Rinne (24), zum Auffangen der Lagerflüssigkeit (14) vorhanden ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstator (9; 109) zumindest teilweise durch ein Maschinenbett gebildet ist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (8; 108) den Führungsstator (9; 109) zumindest teilweise umgreift oder umgekehrt.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine Linearführungsvorrichtung (70) mit einem den Läufer (8; 108) bildenden Führungswagen (11) ausgestaltet ist, der an einer den Führungsstator (9; 109) bildenden Führungsschiene (12) hydrostatisch gelagert ist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (16; 140) mindestens einen stirnseitigen Verteilkanal (36) zur Versorgung mindestens eines in Längsrichtung des Führungswagens (11) verlaufenden, in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) mündenden Kanals mit der Lagerflüssigkeit (14) aufweist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilkanal (36) in einer Verteilplatte (35) ausgebildet ist, die an einer Stirnseite des Führungswagens (11) angeordnet ist.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Drehlagerungsvorrichtung (170), insbesondere eine Axial- und/oder Radial-Drehlagerungsvorrichtung, ausgestaltet ist, wobei der Läufer (8; 108) und/oder der Führungsstator (9; 109) ringförmig oder zumindest teilweise kreissegmentartig sind.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Läufer (8; 108) und/oder der Führungsstator (9; 109) sich im der jeweiligen Umfangsrichtung erstreckende Lagertaschen vorhanden sind.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagertaschen an einer über einen Innenumfang und/oder einen Außenumfang und/oder an mindestens einer zur Drehachse des Läufers im wesentlichen senkrechten Stirnseite angeordnet sind.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizeinrichtung (23) mittels eines elektrischen Widerstandes und/oder induktiv betreibbar ist.
Kanüle (31) für eine hydrostatische Führungsvorrichtung (10; 110), bei der an mindestens einem Führungsstator (9; 109) ein Läufer (8; 108) hydrostatisch beweglich gelagert ist, wobei mindestens eine hydrostatischer, einen Lagerflüssigkeitsfilm (21; 121) enthaltender Lagerspalt (22; 122) zwischen einer an dem Führungsstator (9; 109) vorhandenen Führungsstator-Lagerfläche (20; 120) und mindestens einer Läufer-Lagerfläche (19; 119) des Läufers (8; 108) vorhanden ist, wobei über eine Kanalanordnung (16; 140) eine unter Druck stehende Lagerflüssigkeit (14) zur Bildung des Lagerflüssigkeitsfilms (21; 121) in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (31) in einen Aufnahmekanal (32) der Kanalanordnung (16; 140) einbringbar oder eingebracht ist, und dass an der Kanüle (31) eine Heizeinrichtung (23) zur Beeinflussung der Menge der in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) einbringbaren Lagerflüssigkeit (14) angeordnet ist, wobei die Viskosität der Lagerflüssigkeit (14) und damit die Menge der in den mindestens einen Lagerspalt (22; 122) eingebrachten Lagerflüssigkeit (14) von einer einstellbaren Heizleistung der Heizeinrichtung (23) abhängt.