DE1447381A1 - Instrumenten-Ausruestung - Google Patents

Instrumenten-Ausruestung

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DE1447381A1
DE1447381A1 DE19631447381 DE1447381A DE1447381A1 DE 1447381 A1 DE1447381 A1 DE 1447381A1 DE 19631447381 DE19631447381 DE 19631447381 DE 1447381 A DE1447381 A DE 1447381A DE 1447381 A1 DE1447381 A1 DE 1447381A1
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bearing
bracket
base
cardan
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Porath Gordon H
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PORATH GORDON H
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PORATH GORDON H
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Description

U.S.A.
Expl,
Instrumenten-Ausrüstung
Die Erfindung bezieht auf eine Instrumenten-Ausrüstung, insbesondere auf kardanische Systeme, zum Halten von Präzisionsvorrichtungen, z.B. Instrumente^ zum Eichen um stabile, glatte, genaue, reibungslose vertikale und horizontale Achsen und zum Drehen um diese Achsen ohne Abweichung.
Bei der Eiohung von Instrumenten, z.B. von Kreiselsteuervorrichtungen für Gesohosse u.dgl. ist es notwendig, bestimmte Zustände zu simulieren, so dass die Instrumente geeicht " werden können. Bei einer Art der Eichung ist es notwendig, das Instrument um stabile, glatte, genaue reibungslose vertikale und senkrechte Achsen zu drehen und in dieser Lage zu halten. Bisher wurden derartige kardanj^ische Systeme unter Verwendung genau geformter Kugel- oder Rollenlager aufgebaut. Da derartige lager mit Reibungskontakt arbeiten, wird der erhaltbare Genauigkeitsgrad hiervon begrenzt, unabhängig davon, wie genau nun die Teile hergestellt oder zusammengebaut sind. Zusätzlich hierzu unterliegen diese Teile einer Abnutzung.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein kardanisohes g System zu schaffen, bei dem keine Metall-zu-Metall-Berührungsflächen in den Lagerzonen vorhanden Bind und bei dem Kardanring um stabile, genaue, glatte vertikale und senkrechte Achsen drehbar gelagert ist.
^ Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Kardan- «> System zu schaffen, bei dem jegliche Metall-gegen-Metall-Rei- _A bung vermieden ist.
° Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Kardan-System cn zu eohaffen, bei dem ein von einer änssereri Quelle herrührendes Druckmittel als das die zwischen TLaoh und liasia vorhandene ■Last aufnehmendes Medium verwendet wird.
Das Kardan-System weistfim wesentlichen eine Basis auf, einen relativ zur Basis um eine vertikale Achse drehbar gelagerten ' Tisch und einen relativ zu zwei im Abstand voneinander auf dem Tisch angeordneten Säulen um eine horizontale Achse drehbar gelagerten Kardanring. Die Basis ist mit einer vertikalen Öffnung versehen, die eine zylindrische Oberfläche definiert und weist radial nach aussen weisende Oberflächen auf, die sich vom Umfang der zylindrischen Oberfläche nach aussen weg. erstrecken. Eine Mehrzahl längs des Umfanges verteilter, im Abstand voneinander angeordneter Taschen oder Druckkissen sind längs der zylindrischen und der radialen Oberflächen der Basis in diese eingeformt. Jedem Druckkissen ist eine Zuflussöffnung zugeordnet, und eine unter Druck stehende viskose Flüssigkeit wird jedem dieser Druckkissen durch die Zuflussöffnung von einer äusseren Quelle zugeführt. Der Tisch ist mit" komplementären zylindrischen und radialen Oberflächen versehen, die den entsprechenden Oberflächen der Basis gegenüberstehen und die relativen Dimensionen der Basis und des Tisches sindy so/ dass die innerhalb der Druckkissen fliessende Flüssigkeit kontinuierlich in Form eines dünnen Filmes geringer Geschwindigkeit zwischen den Oberflächen der Basis und des Tisches derart strömt, dass der Tisch zu jedem Zeitpunkt effektiv in stabiler Lage relativ zur Basis gehalten wird. Wird auf den Tisch eine entweder axiale oder radiale Kraft ausgeübt, so sucht der Tisch sich gegen ein oder mehrere Druckkissen zu bewegen, so dass die Flüssigkeitsströmung dieser Druckkissen eingeschnürt wird» Da aber andererseits die Flüssigkeit jedem Kissen kontinuierlich augeführt wird, steigt der Druck Ln diesen Kissen an« Zur gleichen Zeit tendiert der Tisch sich von dem oder den hierau gegenüberliegenden Kissen wegzubewegen, wodurch der Strömungsquerschnitt an diesen Stellen <r> erweitert wird, mit der Folge, dass in diesen oder in diesem co Kissen der Druck abnimmt. Im Ergebnis wird eine Druckdifferenz
,i>. erzeugt, die den Tisch in seine ursprüngliche Lage zurUokzu- ^ stellen sucht. Der Tisch, steht daher niche in direkter
° Metall-zu-Meball-flerührung mit der Basis» LiKs® sUie J-^ß&r des ro Tisches ist mit einer horizontalen zylindrischem Cn:e>ii'iäche versehen, ferner laife von ihm weg ersbreclL^.-iasa radialen EMäohan. Jede dieser OberflUohs ist mit ©in©.? Mehrzahl auf
ORIGINAL INSPECTED
einer Kreislinie im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen versehen, denen ihrerseits je eine Zuflussöffnung zugeordnet ist. Der Kardanring hat entsprechende zylindrische und radiale Oberflächen, so dass im Ergebnis ein Ende des Kardanbügels axial und radial relativ zum Lager gehalten wird. .Das andere Lager ist nur mit einer zylindrischen Oberfläche versehen, und der Kardanring trägt einen entsprechenden sich durch die Oberfläche hindurch erstreckenden Teil. Diese Oberfläche des Lagers ist mit einer Mehrzahl am Umfang verteilter Druckkissen versehen, denen wiederum je eine Zuflussöffnung zugeordnet ist, so dass hierdurch nur eine radiale Lagerung für das zweite Ende des Kardanringes gebildet wird. Durch diese Anordnung übernimmt ein Lager effektiv die Lagerung des Kardanringes sowohl hinsichtlich radialer als auch axialer Belastungen, und das andere Lager stellt eine den Kardanbügel ™ nur gegenYaaliale Bewegung sichernde Halterung dar. Unter Druck stehende Flüssigkeit ist für jedes Druckkissen des Lagers auf die gleiche Weise wie beim Tisch vorgesehen, und in gleicher Weise bildet sich zwischen den Oberflächen eine Flüssigkeitsströmung in Form eines kontinuierlich fliessenden Filmes niedriger Geschwindigkeit aus, um eine Metall-gegen-Metall-Berührung zu verhindern und um den Kardanring in einer stabilen Drehlage um eine relativ zum Tisch horizontal orientierte Aohse zu halten.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; es zeigen: j
Fig. 1 eine Ansicht eines gemäss der Erfindung konstruierten Kardansystemes, teilweise geschnitten;
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt zur Darstellung der Kardanringlagerung;
co Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Darstellung der ο radialen Lagerung des Kardanringes;
O0 Fig. 4 eine Ansicht, teilweise geschnitten, längs der •t- Linie 4—4 der Fig. 1 in vergrössertem Maßstab;
^ Fig. 5 eine Teilaneicht in Richtung des Pfeiles 5 ο der Fig. 4;
J^ Fig. 6 einen Teilsohnitt in vergröss/ertem Maßstab ^n längs der Linie 6-6 der Fig. 4;
Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 1;
Mg. 8 einen Teilschnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 1;
Pig. 9 einen schematischen senkrechten Schnitt zur Darstellung der Tischlagerung der Fig. 8;
Fig. 10 eine schematische Draufsicht zur Darstellung der Tischlagerung der Fig. 8;
Fig. 11 einen Teilschnitt längs des Kreises 11 der Fig. 8?
Fig. 12 einen Teilschnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 11 und
Fig. 13 einen Teilschnitt längs der Linie 13-13 der Fig. 11.
Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Kardansystem 20 eine Basis 21 aufweist, wodurch das System auf einer festen Unterlage, z.B. auf dem Boden gä-agert ist, ferner einen um eine vertikale Achse relativ zur Basis 21 drehbar gelagerten Tisch 22 und einen drehbar an Säulen 24,25 des Tisches gelagerten Kardanring^ 23. Der Kardanring 23 ist rechtwinkliger Gestalt, und weist eine Öffnung 26 auf. Bin zu eichendes Instrument wird im Ring 23 gelagert.
Wie aus den Fig. 1, 4 und 6 hervorgeht, ist die erste Säule 25 des Tisches 22 mit einem feststehenden Lagerteil 25a und einem an diesem lösbar mittels Bolzen befestigten Lagerteil 25b versehen, die je halbzylindrische Oberflächen aufweisen, so dass hierdurch eine horizontale zylindrische Öffnung 27 entsteht, die eine zylindrische Oberfläche und sich radial nach aussen erstreckende Oberflächen 28 und 29 definiert. Eine Mehrzahl am Umfang verteilter Taschen oder Druckkissen 30 sind in die Oberfläche 27 eingefofemt. In ähnlicher Weise sind in die radialen Oberflächen 28, 29 auf einer Kreislinie in gegenseio tigern Abstand angeordnete Taschen oder Druckkissen 31 bzw. 32 ^ eingeformt. Eine durch eine Kapillarröhre 33 gebildete Zufluss- *·» öffnung ist jedem Druckkissen zugeordnet, und Flüssigkeit ■s^ einer äusseren Quelle wird unter Druck jeder Zuflussöffnung Q zugeführt und damit jedem der Druckkissen.
Der Kardanbügel 23 weist einen zylindrischen Vorsprung 34 auf, der eine zur Oberfläche 27 der Säule 25 komplementäre;* Oberfläche 35 aufweist. Der Kardanring weist ferner eine erste und zweite radiale Oberfläche 36 bzw. 37 auf, die komplementär zu denvOberflächen 28 und 29 sind. Die zweite Oberfläche 37 wird durch eine Lagerplatte 38 gebildet, die mit einer genau bearbeiteten Oberfläche gegen die gleichfalls genau bearbeitete Stirnoberfläche des Teiles 34 mittels Bolzen 38f angepasst und festgelegt wird. Dies erleichtert die Herstellung der Oberfläche 37» da es leichter ist, eine flache Platte zu bearbeiten als eine eingeschnittene Oberfläche, wie es der fall sein würde, wenn die Platte 33 ein Ganzes
mit dem Teil 34 bilden würde. M
Die relativen Dimensionen benachbarter Oberflächen 27,35 und 28,36 und 29,37 sind so, dass sich hier zwischen eine kontinuierliche laminare Flüssigkeitsströmung niedriger Geschwindigkeit und in Filmform ausbilden kann und dass der Druck der Flüssigkeit auf Null abfällt, wenn die Flüssigkeit die Oberflächen verlässt. Anzahl und Grosse der Druckkissen werden so gewählt, dass sie die ausgeübte Kraft aufnehmen können; sie hängen daher von der Grosse der auftretenden Lagerkräfte ab. Jedoch ist ein Minimum von drei längs des Umfanges verteilter Druckkissen erforderlich. Die üinlassröhren 39,40 und 41 können mit einer gemeinsamen Druckmittelquelle verbunden sein, die die Flüssigkeit, z.B. ein viskoses ä öl oder dgl., den Druckkissen zuführt. Die Flüssigkeit wird * auf einen vorbestimmten Druck mittels der Kapillaren 33 reduziert, so dass der in den Druckkissen herrschende Druck einen vorbestimmten Wert annimmt. Es ist wesentlich, dass die Drücke in den Kissen 31, 32 einander gleichen und dass der co Druck in den Kiesen 30 gleich ist. Demgemäss wird jedem ω Druckkissen ein Druckmesser 42 (Fig. 4 und 5) zugeordnet, der ^ mit dem Kissen über eine Bohrung 43 in Verbindung steht. Die —» Druckmessleitungen erleichtern das anfängliche Einstellen des ο Tisches dahingehend, dass die Grosse der Kapillaren geändert ° werden können bis der Druck in jedem der Druckkissen 30,31 oder 32 den gewünschten Wert hat. Zusätzlich hierau zeigt die Druckanzeige 42 den Fall an, dass sich eine Kapillare
zugesetzt hat, so dass diese gereinigt oder w ersetzt werden kann.
Duron, die oben beschriebene Anordnung wird das eine Ende des Kardanringes für eine stabile, genaue, glatte und reibungslose Drehung um eine horizontale Achse in Stellung gehalten.
Das andere Ende des Kardanringes wird in einem Lager gelagert, das radiale Kräfte aufnehmen kann (Fig. 1 und 7). Hierzu weist die zweite Säule 24 einen feststehenden Lagerteil 24a und einen hieran mittels Bolzen lösbar befestigten Lagerteil 24b auf, wodurch eine horizontale Öffnung gebildet wird, die eine zylindrische Oberfläche 50 definiert. An der Oberfläche 50 sind längs des Umfanges im Abstand voneinander verteilte Druckkissen 51 angeordnet. Eine Zufluss- oder Zumesseinrichtung in Form einer Kapillaren 52 ist Jedem Druckkissen zugeordnet, und unter Druck stehende Flüssigkeit wird jedem Druckkissen durch einen Einlass 53 zugeführt. Eine Druckanzedigevorrichtung 54 ist mit jedem Druckkissen über eine Bohrung 55 verbunden. Der Kardanring 23 ist ferner mit einem zweiten Teil 56 versehen, der eine zylindrische Oberfläche 57 definiert, die ihrerseits benachbart zur Oberfläche 50 liegt. Die relativen Dimensionen der Oberflächen 50,57 sind derart, dass sich zwischen den Oberflächen eine laminare, in Filmform kontinuierlich fliessende Flüssigkeitsströmung niedriger Geschwindigkeit ausbildet und dass der Druck der Flüssigkeit auf Null abfällt, wenn diese die Oberflächen verlässt. Durch diese Anordnung können radiale Lagerkräfte, die auf den Kardanring ausgeübt werden, aufgenommen werden. Eine Platte 5β ist auf dem Ende des Teiles 56 mittels Bolzen 5Ü1 festgelegt, aber die Oberfläche der Platten hat einen ausreichenden Abstand von der radialen Oberfläche der ^3 Säule 24, so dass die Flüssigkeit zwischen benachbarten ° Flächen der Platte und des Lagers frei fHessen kann. In co
oo ähnlicher Weise ist die radiale Oberfläche 59 des Kardanringes _x 23 von der entsprechenden radialen Oberfläche der Säule 24 entfernt angeordnet.
Die Art and Weise, auf die der Kardantisch eine stabile, genaue, glatte und reibungslose horizontale Achse für eine Drehung des Kardanbügels 23 bildet, kann leichter mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 verständlich gemacht werden. Wie aus der Pig. 3 hervorgeht, wird in dem Pail, dass eine Radialkraft . au£ den Kardanbügel 23» z.B. in Abwärtsrichtung, ausgeübt wird, der Druck, der beispielsweise durch den Pfeil P^ dargestellt ist, im unteren Druckkissen 30 oder 51 in Folge der Einschnürungswirkung zunehmen,und der durch den Pfeil Pp dargestellte Druck in den gegenüberliegenden Druckkissen wird abnehmen, da dart der Strömungsquerschnitt vergrössert wird, so dass eine im angenommenen Beispiel nach oben gerichtete Kraft auf die Teile 35 oder 57 ausgeübt wird, die den Kardanring in die ursprüngliche Lage zurückzustellen sucht. In ähalioher Weise wird, wenn eine axiale Kraft auf den Kardanring ausgeübt wird, die beispielsweise den Kardanring nach reohts (Fig. 2) zu bewegen versucht, der Druck P, in einem der Kissen 32 infolge des Einschnurungseffektes zunehmen, und der Druck P. im gegenüberliegenden Druckkissen Pc wird abnehmen, wodurch eine nach links gerichtete Kraft entsteht, die den Kardanring in die Ausgangslage zurückzustellen sucht. Die den Druckkissen zugeführten Drücke sind gross gegenüber den hierauf einwirkenden Lagerkräften, so dass die relativen Bewegungen innerhalb des Lagers sehr klein und nicht messbar sind.
Durch die oben beschriebene Anordnung ist der Kardanring in einer stabilen, glatten, genauen und reibungslosen horizontalen Drehlage angeordnet. Zusätzlich hierzu können infolge der voll kompensierenden Wirkung der Druckkissen kleinere Oberflächen- oder Bearbeitungsungenauigkeiten, die bei der Herstellung mit handelsüblichen Maschinen immer auftreten, ο ausgeglichen werden.
f2 Das Vorsehen der entfernbaren getrennten Lagerteile 24b, 25b *->· gestattet eine einstückige Ausbildung des Kardanringes 23 ο und eine leichte Anbringung auf den Säulen mit der gleichen £ Genauigkeit, wie wenn die Säulen aus einem einzigen Stück gearbeitet wären.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, weist die Basis 21, auf der der Kardantisch 22 drehbar um eine vertikale Achse gelagert ist, ein Glied 61 auf, das mittels Bolzen 62 auf der Basis festgelegt ist und mit einer eine zylindrische Oberfläche (Fig. 11 und 12) definierenden vertikalen öffnung versehen ist. Von den axialen Enden der zylindrischen Oberfläche erstrecken sich radiale ringförmige Oberflächen 64 und 65 nach aussen. Die Oberfläche 63 ist mit einer Mehrzahl auf einer Kreislinie im Abstand angeordneter Taschen oder Druckkissen 66 versehen, denen je unter Druck stehende Flüssigkeit • über eine durch eine Kapillare 67 definierte Öffnung zugeführt wird. Die Flüssigkeit wird der Kapillare 67 über eine Leitung 6b zugeführt. In ähnlicher Weise sind die Oberflächen 64 und 65 mit einer auf einer Kreislinie in Abstand voneinander angeordneten Druckkissen 69 bzw. 70 versehen, denen unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Öffnung*67 über die Leitungen 71,72 zugeführt wird. Ein Druckmessgerät 73 ist an jedem Druckkissen vorgesehen und steht mit diesem über eine Bohrung in Verbindung.
. Y/ie ferner aus den Fig. b und 11 bis 13 hervorgeht, ist der Tisch 22 benachbart seinem unteren Ende dreiteilig ausgebildet» Die drei Teile 75» 76 und 77 sind mit-einander verschraubt. Benachbarte Oberflächen der Teile 75,76 und sind plan gearbeitet, und die Umfange der Teile 75 und 77 erstrecken sich radial nach aussen über den Umfang des mittleren/76 hinaus und definieren hierdurch eine zylindrische Oberfläche 78, die zur Oberfläche S3 der .Basis kompl^ntär ist, sowie radiale Oberflächen 79,89, die zu den Oberflächen 64 bzw. 65 komplementär sind. Die relativen Abmessungen benachbarter Oberflächen der Basis 21 und des Tisches 22 sind so, dass ein laminarer Flüssigkeitsfilm niedriger Geschwindigkeit J10 kontinuierlich zwischen den Oberflächen fliesst und der ° Druck der Flüssigkeit auf Null abfällt, wenn dieser die Oberoo flächen verlässt.
Aus den schematischen Figuren 9 und 10 ist die Art und Weise der Kompensierung zur Erzeugung einer stabilen, vertikalen Drehachse ersichtlich. Für den Fall, dass eine Kraft auf den Tisch 22 ausgeübt wird, die diesen aus der vertikalen Achse auslenkt, nimmt der Druck P1- in einer der Druckkissen 66 infolge der Einschnürungswirkung zu, und der Druck Pg Ln einem gegenüberliegenden Druckkissen infolge der Querschnittszunahme der Strömungsgeschwindigkeit aar, wodurch eine Kraft entsteht, die den Tisch in die ursprüngliche Lage zurückzudrängen sucht. Die Lagerung des Tisches für eine freie Bewegung um die vertikale Achse wird durch die Druckkissen 69 und 70 bewirkt. Daher verursachen das Eigengewicht des TiBches und irgendeine auf den Tisch einwirkende Kraft, die den Tisch nach unten zu bewegen suche*? einen Anstieg des Druckes Py in einem der Druckkissen 70 infolge der Einschnürungswirkung und eine Abnahme des Druckes P8 in einem gegenüberliegenden Druckkissen infolge der Querschnittsvergrösserung des Strömungsquerschnittes, wodurch eine nach oben gerichtete Kraft auf den Tisch ausgeübt wird, die diesen in die ursprüngliche Lage zurückdrängt. Hierdurch wird jede direkte Metall-zu-Metall-Berührung zwischen benachbarten Oberflächen des Tisches und der Basis verhindert.
Wie vorstehend erwähnt, werden die relativen Dimensionen zwischen den Druckkissen so ausgewählt, dass sich eine kontinuierliche; Flüssigkeitsströmung niedriger Geschwindigkeit ausbildet, wobei der Druck auf Null abfäilt, wenn die Strömung die Oberflächen verlässt. Der Abstand zwischen den Oberflächen liegt zwischen 0,05 mm (0,002") und 0,0025 mm (10""4") vorzugsweise zwischen 0,025 mm (0,001") und 0,0025 mm (IO~ "). Bei grösseren Durchmessern oder grösseren Oberflächen, bei denen Beschränkungen in der Herstellung solche engen Toleranzen ausschiiessen, muss Sorge dafür getragen werden, dass zumindest einige Teile der Oberfiächen so dimensioniert sind, dass der gegenseitige Abstand innerhalb dei obengenannten Grenzen liegen.
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Ferner ist Vorsorge zum Abführen der durch die Druckkissen fliessende Flüssigkeit zu einem gemeinsamen Sammelgebiet c)\ in der Basis 21 (Fig. 8) getroffen. Wie aus der Fig. 1 tiervorgeht, sammelt sich die "Von den Druckkissen 30 bis ausbreitende Flüssigkeit in ringförmigen AbfLusskanälen und β3. Die von den Druckkissen 51 herrührende Flüssigkeit wird in ringförmigen Abflusskanälen 64 und ö5 gesammelt. Die Flüssigkeit strömt von diesen Kanälen über Durchlässe oder Durchgänge tJ6,ü7»i38,;j9 über Durchgänge (nicht geneigt) zu einem ringförmigen Sammelgebiet 90, das durch einen Dichtring 91 auf der Basis 21 gebiLdet wird. Von dem ringförmigen Sauimeigebiet 90 fliesst die Flüssigkeit über vertikale Durchgänge 92 im G-Iled 61 und über einen Durchgang 93 in der Basis 21 in das gemeinsame Sammelgebiet 81.
In ähnlicher Weise wird die von den Druckkissen 66,69 und herrührende Flüssigkeit über Durchlässe 94,92, 95 (Fig.8) zum gemeinsamen Sammelgebiet 31 geführte
Wie ersichtlich, ist gemäss der Erfindung ein System geschaffen worden, bei dem der Tisch 22 und der Kardanring 23 um stabile, glatte, genaue reibungslose Achsen ohne jede Metall-gegen-Metal!-Berührung gelagert sind. Da es iaki Kardansystemen üblich ist, Kardantisch und Kardanring mittels eines Sürvosystemes anzutreiben, gestattet die Erfindung den
Aufd^ttek eines Kardansystemes, das keine Mangel aufweist, die bei Systemen mit Metaii-gegen-Metall-Reibung in Kauf genommen werden müssen.
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Claims (7)

Patentansprüche
1) Ausrüstung für ein Instrument oder dgl. für eine Bewegung desselben+ um mindestens eine genau definierte Achse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basis und ein auf der Basis um eine senkrechte Achse drehbar gelagerter !Tisch vorgesehen sind, dass die Basis eine eine zylindrische Oberfläche definierende vertikale Öffnung aufweist, sowie gegenüberliegende, sich von der zylindrischen Oberfläche radial wegerstreckende Stirnflächen, dass jede dieser Oberflächen eine Mehrzahl auf einer Kreislinie im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen aufweist, ™ denen je eine Zuflussöffnung zugeordnet ist, dass eine Einrichtung zum Zuführen unter Druck stehender Flüssigkeit KU jeder der Zuflussöffnungen vorgesehen ist, dass der Tisch mit aen Oberflächen der Bas£s komplementären Oberflächen versehen', die entsprechenden Oberflächen der Basis gegenüberliegen, und dass die relativen Dimensionen der Oberflächen von Tisch und Basis Abmessungen aufweisen, die die Ausbildung einer unter Druck stehenden, kontinuierlichen und filmförmigen Flüssigkeitsströmung zwischen den Oberflächen durch die Druckkissen bewirken, 00 dass auf den Tisch ausgeübte Kräfte durch den in den Druckkissen herreohenden Druck kompensiert "und damit eine dauernde A
Trennung benachbarter Oberflächen und eine btabilj i?ierung \ des Tisches in genauer und reibungsloser Lage zur Basis erreicht wird.
2) Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Euflussöffnungen mit dem zugeordneten Druckkissen lösbar verbunden ist.
3) Ausrüstung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Druckkissen eine Druckmessvorrichtung vorgesehen ist.
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4) Ausrüstung nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart den Enden der die Druckkissen aufweisenden Oberfläche Abflusskanäle zum Abführen der durch die Druckkissen und zwischen den Oberflächen hindurch fliessenden Flüssigkeit vorgesehen sind und dass die
. Abflusskanäle mit einem in der Basis vorgesehenen gemeinsamen Sammelgebiet in Verbindung stehen.'
5) Ausrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch einen ersten Teil mit genau bearbeiteter unterer Oberfläche aufweist, ferner einen zweiten Teil mit parallelen,genau bearbeiteten oberen und unteren Oberflächen, der an der unteren Oberfläche des ersten Teiles festgelegt ist, und einen dritten Teil mit einer genau bearbeiteten oberen Oberfläche, die an der unteren Oberfläche des zweiten Teils festgelegt ist.
6) Ausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass ein Kardanbügel auf dem Tisch für eine Drehung um eine horizontale Achse gelagert ist, dass der Tisch ein Paar voneinander im Abstand angeordneter Lager aufweist, dass eines der Lager eine horizontale Öffnung aufweist, die eine zylindrische Oberfläche definiert, dass das eine Lager axial voneinander im Abstand stehende gegenüberliegende radiale Oberflächen aufweist, die sich von der zylindrischen Oberfläche nach aussen wegerstrecken, dass jede der Oberflächen des einen Lagers mit einer Mehrzahl auf einer Kreislinie im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen versehen ist, dass jedes Druckkissen eine ZuflussÖffnung aufweist, dass eine Einrichtung zum Zuführen von unter Druck stehender Flüssigkeit zu jeder der Zuflussöffnungen vorgesehen ist, dass der Kardanbügel einen ersten zylindrischen T4il aufweist, der sich durch die Öffnung des einen Lagers hindurch erstreckt, dass dieser Teil mit zu den Oberflächen des einen Lagere komplementäre Oberflächen versehen ist, die entsprechenden Oberflächen dee einen Lagers gegenüberliegen, dass die relativen Dimensionen des ersten Teiles des Kardanbügele und die Oberflächen des ersten Lagers Abmessungen aufweisen, die die Ausbildung einer
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unter Druok stehenden, kontinuierlichen und filmförmigen flüssigkeitsströmung zwischen den Oberflächen durch, die Druckkissen bewirken, so dass auf den Kardanbügel ausgeübte Kräfte durch den in den Druckkissen herrschenden Druck kompensiert und damit eine dauernde Trennung benachbarter Oberfläche und eine Stabilisierung des Kardanbügels in genauer und reibungslose Lage zum ersten Lager erreicht wird, dass das zweite Lager eine horizontale öffnung aufweist, die eine zweite zylindrische Oberfläche definiert, dass diese Oberfläche *&* eine^ Mehrzahl auf einer Kreislinie im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen aufweist, denen je eine Zufluesöffnung zugeordnet ist, dass eine Einrichtung zum Zuführen unter Druok stehender flüssigkeit zu jeder der ^ Zuflussöffnungen vorgesehen ist, dass der Kardanbügel einen zweiten zylindrischen Teil aufweist, der sich in die öffnung erstreokt und eine zur zylindrischen Oberfläche des zweiten Lagers komplementäre und dieser gegenüberliegende Oberfläche definiert, und dass die relativen Dimensionen der Oberflächen des zweiten Teiles und des zweiten Lagere Abmessungen aufweisen,'die Ausbildung einer unter Drucke stehenden, kontinuierlichen und filmförmigen Flüssigkeitsströmung zwischen den Oberflächen duroh die Druckkissen bewirken, so dass auf den Tisch ausgeübte Kräfte durch den in den
wc?«*
Druckkissen herrschenden Druck kompensiert und damit eine dauernde Trennung benachbarter Oberflächen und eine Stabilisierung des Kardanbügels in genauer und reibungsloser Lage zum Lager erreicht wird.
7) Ausrüstung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager einen entfernbar angeordneten Lagersohalenteil aufweisen, in dem einige 9 der Druckkissen eingearbeitet sind,und dass die ersten und zweiten Teile des Kardanbügels zusammen nit diesem einstückig ausgebildet sind·
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1116402A (en) * 1963-11-22 1968-06-06 Fairey Eng Improvements relating to rotary bearing arrangements for large heavy objects, for example rotatable sections of shielding in nuclear reactors
US3305278A (en) * 1964-06-15 1967-02-21 Teledyne Inc Hydrostatic support bearing
US3290065A (en) * 1965-03-19 1966-12-06 Gordon H Porath Rotary hydraulic fitting
CH469203A (de) * 1967-08-10 1969-02-28 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Luftlager
US3490819A (en) * 1968-01-18 1970-01-20 Babcock & Wilcox Co Hydrostatic spindle
US3524686A (en) * 1968-07-09 1970-08-18 Skf Ind Inc Hydrostatic spindle
US3583205A (en) * 1968-07-09 1971-06-08 Genisco Technology Corp Rate table
US3559937A (en) * 1968-09-26 1971-02-02 Nasa Optical tracking mount
US3649089A (en) * 1970-05-25 1972-03-14 Owens Illinois Inc Fluid bearing structure
US3635533A (en) * 1970-05-25 1972-01-18 Westinghouse Canada Ltd Thrust bearing
US3857051A (en) * 1973-08-30 1974-12-24 Giddings & Lewis Rotary position transducer assembly using hydrostatic bearings
DE19827160A1 (de) 1998-06-18 1999-12-23 Schaeffler Waelzlager Ohg Abdichtung einer Drehübertragungsvorrichtung für ein Servomittel

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1906715A (en) * 1930-12-04 1933-05-02 Edward R Penick Bearing
US3016273A (en) * 1960-06-29 1962-01-09 Northrop Corp Pivot-type self-aligning hydrostatic bearing assembly

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