DE1934280B2 - Gaskissen-tragvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gaskissen-Tragvorrichtung mit einer eine an eine Druckgasquelle angeschlossene Kammer abgrenzenden Wand, die mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen versehen ist, die mit dieser Kammer zum Bilden eines Gaskissens in Verbindung stehen, das zum Tragen jedes sich gegenüber diesen Öffnungen bewegenden Gegenstandes dient, und mit diesen Öffnungen zugeordneten, sich beim Fehlen eines zu tragenden Gegenstandes dem Gasdurchtritt durch die Öffnungen entgegenstellenden Verschlußi.iitteln, bei der die Ver-Schlußmittel aus einer an der Innenfläche der Tragwand anlegenden elastischen Membran bestehen, deren Lage sich dann verschiebt, wenn sich durch das Bewegen der Last Druckänderungen zu beiden Seiten der Membran einstellen.

Es sind bcieils zahlreiche Transport- und Fördereinrichtungen bekannt, mit welchen es möglich ist, Lasten mittels eines zum Tragen dieser Lasten dienenden Luftkissens so auf einer Gleitbahn zu bewegen, daß jegliche mechanische Berührung zwischen den Lasten und der Gleitbahn vermieden wird. Das Luftkissen wird mit Hilfe des Austritts von Duckluft aus einer Vielzahl von über die Gleitbahn verteilt angeordneten Öffnungen gebildet. Bei einigen bekannten Transport- und Fördereinrichtungen dieser Art entweicht die Luft ständig durch diese Öffnungen, jedoch ist offensichtlich, daß die Druckverluste erheblich werden können mit Ausnahme der außergewöhnlichen Fälle, in welchen die zu transportierenden Gegenstände praktisch sämtliche Öffnungen ständig verdecken. Im gegenteiligen Fall wird es notwendig, einen hohen Druck zu verwenden, der höher ist als der für die Herstellung des der Summe der Querschnitte der über die Gleitbahn verteilt angeord-

neten Öffnungen entsprechenden Grenrdurchsatzes erforderliche Druck. Auf diese Weise besteht die Neigung, daß die Energieverluste infolge des ständigen Ausströmens von Hochdruckfluid jeglichen durch die Verringerung der Reibung auf Grund des Vorhandenseins des Luftkissens erzielten Vorteil aufheben.

Um den sich aus dem ständigen Ausströmen von Luft ergebenden Nachteil zu beheben, wurde die Verwendung verschiedenartiger Ventile, wie beispielsweise Kugel- und Federventile, vorgeschlagen, die sich nur dann öffnen sollen, wenn sich ein zu transportierender Gegenstand ihnen gegenüber befindet. Dieses öffnen muß zum Erzielen eines zufriedenstellenden Betriebes der Luftkissen-Transportoder Fördereinrichtung rasch und sicher erfolgen. Außerdem müssen diese Ventile, da sie in sehr großer Zahl verwendet werden müssen, einen möglichst niedrigen Preis haben. Die in Betracht kommenden Ventile, insbesondere die mit einem nicht unvertretbar hohen Preis, neigen im allgemeinen zu Störungen, so daß nur ein Teil der Ventile seine Aufgabe in zufriedenstellender Weise erfüllt. Somit stellen die Luftverluste und die für das Auswechseln oder die Reparatur der Ventile notwendigen Instandhaltungskosten häufig die Verwendung solcher Transportoder Fördereinrichtungen in Frage.

Auch ist vorgeschlagen worden, ein Transportband auf einem über einer Gleitbahn mit Druckluftaustrittsöffnungen gebildeten Luftkissen zu tragen. Obwohl dies im Grunde eine Verringerung der für den Transport erforderlichen Energie ermöglicht, ist eine solche Ausführung nur dann wirksam, wenn die zu transportierende Last über das Band gleichmäßig verteilt ist. Im gegenseitigen Fall besteht die Gefahr, daß sich das Transportband um die beladenen Stellen herum aufbläht und seine schon an sich unerwünschte Verformung erhebliche Luftleckverluste ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftkissen-Tragvorrichtung zu schaffen, die in einfacher Weise sicherstellt, daß die das Luftkissen bildende Luft nur In dem jeweiligen Bereich der Last bzw. des zu tragenden Gegenstandes austritt.

Hierfür ist die erfindungsgemäße Ausbildung darin zu sehen, daß die Membran eine Vielzahl von zu den Öffnungen versetzten, für den Durchlaß des Gases aus der Kammer in Richtung auf die Öffnungen bestimmten Durchbrüchen aufweist, wobei jeder der Öffnungen mindestens ein benachbarter Durchbruch zugeordnet und ihr Querschnitt mindestens gleich der Summe der Querschnitte der ihr zugeordneten Durchbrüche ist, und daß die Membran außerdem eine Vielzahl von mindestens einem Teil der Öffnungen zugeordneten und ihnen gegenüberliegend angeordneten Perforierungen von geringem Querschnitt in der Weise aufweist, daß jede durch einen zu tragenden Gegenstand verdeckte Öffnung über die ihr zugeordneten Durchbrüche und Perforierungen mit Druckgas gespeist und dabei der diese Durchbrüche aufweisende Teil der Membran durch die elastische Rückstellkraft in seiner (von der Wand) abgehobenen Lage gespannt wird, und daß die Rückkehr jeder Öffnung auf Umgebungsdruck infolge des Entfernens des zu tragenden Gegenstandes durch Senken des statischen Drucks vor der Öffnung eine beschleunigte Gasströmung in Richtung auf die Öffnung bewirkt und somit der statische Druckunterschied beiderseits des entsprechenden Teiles der Membran so vermehrt wird, daß die Membran verfonnt und unter mindestens teilweisem Verschließen der Öffnung gegen die Wand angepreßt wird, Zwei Ausführungsformen der Tragvorrichtung

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tisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig.2 einen senkrechten Schnitt durch eine Abwandlung der Vorrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.

Die Tragvorrichtung gemäß der in F i g. 1 dargestellten ersten Ausführungsform umfaßt eine Kammer 1, die über eine Leitung 2 mit Druckluft gespeist wird, die von einem Gebläse 3 geliefert wird. Die obere Fläche der Kammer 1 wird von einer einen Träger bildenden horizontalen ebenen Wand 4 gebildet, die eine Vielzahl von über sie verteilt angeordneten Öffnungen 5 aufweist. Diese Öffnungen 5 sind für den Austritt der in der Kammer 1 herrschenden Druckluft bestimmt. Die Innenfläche der Wand 4 wird von einer elastischen Membran 6 aus Gummi abgedeckt, die mit ihrem Außenumfang an den Seitenwänden der Kammer 1, von welchen in F i g. 1 die Wände 7 und 8 dargestellt sind, so befestigt ist, daß sie normalerweise in einem geringen Abstand von der Wand 4 zu ihr parallel gespannt ist und sie die Wand 4 von dem Innenraum der Kammer 1 trennt.

Diese Membran 6 weist einerseits eine Vielzahl von über ihre Fläche verteilt und schachbrettartig versetzt zwischen den Öffnungen 5 der Wand 4 angeordneten Durchbrüchen 9 und andererseits eine Vielzahl von jeweils den Öffnungen 5 gegenüberliegend angeordneten Kapillarperforierungen 10 auf. Jede Öffnung 5 wird mit Druckluft mittels einer Gruppe von Durchbrüchen 9 gespeist, deren Gesamtdurchlaßquerschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Öffnung 5, und zwar in de· Weise, daß der nachstehend beschriebene Betrieb gewährleistet ist.

Die Durchmesser und die wechselseitigen Abstände der Öffnungen 5 und der Durchbrüche 9 sowie der Abstand zwischen der Wand 4 und der Membran 6 werden von Fall zu Fall so gewählt, daß die Bildung eines den gewünschten Druck aufweisenden Luftkissens gewährleistet ist. Auch die elastischen Eigenschaften der Membran 6 werden in Abhängigkeit von diesem Druck gewählt.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung hat folgende Arbeitsweise:

Wenn auf einer bestimmten Anzahl Öffnungen 5 eine Last C ruht, gleicht die aus der Kammer 1 kommende, die Kapillarperforierungen 10 ständig durchströmende Druckluft den statischen Druck P₂ hinter der Membran 6 und den Druck P₁ vor ihr annähernd ars. Auf diese Weise nimmt der sich gegenüber den verschlossenen Öffnungen befindende Teil der Membran unter Einwirkung seiner elastischen Rückstellkraft seine Ruhelage ein und strömt dann die Luft aus der Kammer 1 durch den zwischen der Membran 6 und der Wand 4 abgegrenzten Raum und tritt über die Öffnungen 5 nach außen aus, um ein Luftkissen zu bilden, das dazu dient, die Last C in geringem Abstand von der Außenfläche der Wand 4 zu halten und dadurch zu tragen. Dadurch wird gesichert, daß die Last ohne mechanische Reibung ent-

lang dieser Fläche bewegt werden kann. Sobald die LastC einer Öffnung 5 gegenüber zu liegen kommt, gleich! sich der entsprechende Teil der Membran aus und kommt in seine Ruhelage. Wenn dagegen eine öffnung infolge des Entfernens der Last freigegeben wird und sie somit wieder auf atmosphärischen Druck kommt, der offensichtlich niedriger ist als der Druck des vorher dort bestehenden Luftkissens, entsteht daraus ein den zwischen der Membran 6 und der Wand 4 abgegrenzten entsprechenden Raum durchquerender beschleunigter Druckluftstrom, der durch die soeben frei gewordenen Öffnungen 5 austritt. Dieses rasche Ausströmen der Luft führt zu einem erheblichen Abfall des statischen Drucks in dem Raum, so daß der statische Druckunterschied vor und hinter der Membran 6 folglich zunimmt und er somit eine Kraft erzeugt, die in Richtung auf die Wand 4 einwirkt, um die Membran 6 zu verformen und sie gegen die Innenfläche der Wand 4 anzupressen. Auf diese Weise werden die Durchbrüche 9 wieder durch die Wand 4 bedeckt, wobei sie den Austritt von Luft nach außen, außer den geringfügigen Leckverlusten über die Kapillarperforierungen 10, verhindern. Somit bildet die Membran 6 einen gemeinsamen automatischen Verschluß von besonders einfaeher Bauweise, der nach Bedarf den Luftdurchlaß durch die Öffnung nur dort zuläßt, wo das Luftkissen erforderlich ist.

Die Ausbildung gemäß Fig.2 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, daß in einem geringen Abstand über der Oberfläche der Wand 4 ein endloses biegsames dünnes Transportband 1Ϊ vorgesehen ist, durch das die Last mitgenommen, d. h. bewegt wird. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, bildet sich unter dem Transportband 11 ein Luftkissen an der Stelle, an welcher sich das Band unter dem Gewicht der LastC verformt, so daß ein Reiben zwischen der Last und der Wand 4 verhindert wird. Es leuchtet ein, daß es durch die Ausbildung nach F i g. 2 möglich ist, schwere Lasten zu tragen und sie bei minimalem Energieverbrauch leicht mit hoher Geschwindigkeit zu transportieren. Außerdem wird das Transportband, da die Luft zum Bilden eines Luftkissens aus den Öffnungen der Wand nur an der Stelle austritt, an welcher sich eine Last befindet, in seinem frei bleibenden Teil durch die Luft nicht wesentlich beaufschlagt, so daß es nicht zum Aufblähen neigt. Die Möglichkeit, auf diese Weise schwere Lasten auf einem verhältnismäßig dünnen Band bei einem Mindestverbrauch an Energie zu tragen und zu transportieren, ermöglicht das Umgehen der bekannten Begrenzungen für Transportbänder hinsichtlich des Transports von schweren Lasten.

Sofern die Stütz- oder Tragfläche der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen sehr große Abmessungen hat, kann an Stelle einer einzigen Membran eine Gruppe von in einer Ebene angebrachten Membranen verwendet werden, damit in jeder Membran eine elastische Rückstellkraft gewährleistet ist, die ausreicht, um ein sicheres und schnelles öffnen zu ermöglichen.

Bei der in F i g. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform bildet die Tragvorrichtung ein Luftkissenlager, das aus einer zylindrischen Kammer 12 gebildet ist, die eine auf diesem Lager axial verstellbare drehbare Hülse 13 trägt. Die Kammer 12 wird aus einer Quelle 14 mit Druckluft gespeist, und ihre Seitenwand 15 weist eine Vielzahl von über ihre Fläche verteilt angeordneten radialen öffnungen 16 auf. Eine elastische zylindrische Membran 17 aus Gummi ist zwischen den beiden Stirnflächen der Kammer 12 so gespannt, daß sie zu der Kammer in geringem Abstand von der Innenfläche ihrer Wand 15 koaxial angeordnet ist. Diese Membran ist, wie in den vorgehenden Fällen, mit zu den öffnungen 16 versetzt angeordneten Durchbrüchen 9 und mit den öffnungen

16 gegenüberliegend angeordneten Perforierungen 10 versehen.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtungen ist analog der bereits beschriebenen Arbeitsweise. An den Stellen, denen sich die Hülse 13 gegenüber befindet, gleichen sich die Drücke vor und hinter der Membran im wesentlichen aus, so daß die elastische Rückstellkraft der Membran sie von der Wand 15 abheben kann und somit an diesen Stellen den Austritt von Luft zum Bilden des zum Tragen der Hülse 13 bestimmten Luftkissens ermöglicht.

Dieses Luftkissenlager ermöglicht also eine von der mechanischen Reibung freie Relativdrehbewegung sowie eine axiale Relativbewegung zwischen der Hülse 13 und der Wand 15, und zwar auf Grund des Vorhandenseins des Luftkissens. Die Membran

17 bildet auf diese Weise ebenfalls einen gemeinsamen automatischen Verschluß von besonders einfacher Bauweise, der es ermöglicht, über den gesamten Außenumfang des Lagers an der Stelle, an der sich die Hülse befindet, ein gleichmäßiges Luftkissen herzustellen. Auf diese Weise erzeugt die Membran für die Hülse eine Selbstzentrierung auf dem Lager.

Statt jeder Luftaustrittsöffnung, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, eine Perforierung zuzuordnen, ist es auch möglich, insbesondere, wenn diese öffnungen im Verhältnis zu den Abmessungen der zu tragenden Gegenstände einander verhältnismäßig nahe liegen, nur einem Teil dieser öffnungen Perforierungen zuzuordnen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn der getragene Gegenstand jederzeit mindestens eine Öffnung bedeckt, welcher eine Perforierung zugeordnet ist.

Zur Bildung des Luftkissens können an Stelle von Luft auch andere Inertgase zur Anwendung kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gaskissen-Tragvorrichtung, mit einer eine an eine Druckgasquelle angeschlossene Kammer abgrenzenden Wand, die mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen versehen ist, die mit dieser Kammer zum Bilden eines Gaskissens in Verbindung stehen, das zum Tragen jedes sich gegenüber diesen Öffnungen bewegenden Gegenstandes dient, und mit diesen Öffnungen zugeordneten, sich beim Fehlen eines zu tragenden Gegenstandes dem Gasdurchtritt durch die Öffnungen entgegenstellenden Verschlußmittehi. bei der die Verschlußmittel aus einer an der Innenfläche der Tragwand anliegenden elastischen Membran bestehen, deren Lage sich dann verschiebt, wenn sich durch das Bewegen der Last Druckänderungen zu beiden Seiten der Membran einstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Vielzahl von zu den Öffnungen (S) versetzten, für den Durchlaß des Gases aus der Kammer (1) in Richtung auf die Öffnungen (5) bestimmten Durchbrüchen (9) aufweist, wobei jeder der Öffnungen (5) mindestens ein benachbarter Durchbruch (9) zugeordnet und ihr Querschnitt mindestens gleich der Summe der Querschnitte der ihr zugeordneten Durchbrüche (9) ist, und daß die Membran (6) außerdem eine Vielzahl von mindestens einem Teil der Öffnungen (5) zugeordneten und ihnen gegenüberliegend angeordneten Perforierungen (10) von geringem Querschnitt in der Weise aufweist, daß jede durch einen zu tragenden Gegenstand verdeckte Öffnung (5) über die ihr zugeordneten Durchbrüche (9) und Perforierungen (10) reit Druckgas gespeist und dabei der diese Durchbrüche (9) aufweisende Teil der Membran durch die elastische Rückstellkraft in seiner (von der Wand 4) abgehobenen Lage gespannt wird, und daß die Rückkehr jeder Öffnung (5) auf Umgebungsdruck infolge des Entfernens des zu tragenden Gegenstandes durch Senken des statischen Drucks (P₂) vor der Öffnung (5) eine beschleunigte Gasströmung in Richtung auf die Öffnung (5) bewirkt und somit der statische Druckunterschied beiderseits des entsprechenden Teiles der Membran (6) so vermehrt wird, daß die Membran verformt und unter mindestens teilweisem Verschließen der Öffnung (5) gegen die Wand (4) angepreßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein biegsames, die Oberfläche der Wand (4) übergreifendes und sich gegenüber dieser fortbewegendes Transportband (11), das auf seiner Oberseite Gegenstände aufnimmt und das sich in dem Bereich der beladenen Teile in Richtung auf die Wand (4) verformt, und zwar in der Weise, daß sich unter dem beladenen Teil ein Luftkissen bildet, welches sich mit dem beladenen Teil fortbewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) über die Wand (4) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (9) der Membran (6) hinsichtlich der Öffnungen (5) der Wand (4) schachbrettartig versetzt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach. Anspruch 1 für den Transport von Gegenständen von einem zum anderen Ende der Wand, dadurch gekennzeichnet, daß der wechselseitige Abstand zwischen den Öffnungen (5) in der Nähe des als Ausgang für die Gegenstände (C) bestimmten Endes derart zunimmt, daß die Dicke des Fluidkissens allmählich abnimmt und die Gegenstände mit der Wand (4) fortschreitend in Berührung gebracht werden, um ihre Geschwindigkeit am Ausgang zu verringern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Stützen bzw. Halten mindsstens eines Ringteiles, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (15) ein zylindrisches Profil mit einem kleineren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des Ringteils (Hülse 13) aufweist, wobei das Ringteil (13) um die Wand (15) herum verschiebbar angebracht ist, daß die Wand (15) den Mantel der Kammer (12) bildet, die durch zwei die Enden des Mantels verschließende Stirnflansche ergänzt ist, und daß die Membran (17) eine zylindrische Form aufweist >ind sich über die gesamte Länge des Mantels der Kammer (12) in geringem Abstand von ihm erstreckt und mit jedem IZnde jeweils an einem der Stirnflansche abdichtend befestigt ist.