DE2264828B2 - Hydro- oder pneumostatisches Lager - Google Patents
Hydro- oder pneumostatisches LagerInfo
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Description
Das Hauptpatent betrifft ein hydro- oder pneumostatisches Lager mit von Druckmittel durchströmtem
Lagerspalt, mit wenigstens einer Aussparung in einer der Lagerflächen und tangentiaier Druckmittelzufuhr in
die Aussparung, wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangentiaier Druckmittelzufuhr durch die
Kammerwand neben dem Kammerboden ausgebildet ist.
Das im Hauptpatent beschriebene Lager dient zum reibungsarmen berührungsfreien Lagern von Gegenständen und hat den Vorteil, daß das Lager an seinem
Ort nicht nur abstoßende, sondern auch anziehende Kräfte auf den Gegenstand ausübt, so daß die Lage des
Gegenstandes von einem dynamischen Kräftegleichgewicht bestimmt ist und weniger von äußeren Einflüssen,
beispielsweise Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Gegenstandes, beeinflußbar ist
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus,
das im Hauptpatent beschriebene Lager juch zum Bewegen und Fördern von Gegenständen einzurichten.
ίο Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit
einem Lager nach dem Hauptpatent das dadurch gekennzeichnet ist daß das Lager eine Vielzahl von in
einer Förderrichtung hintereinander angeordneten Wirbelkammern aufweist und daß eine Druckmittelströmung
auf zu fördernde Gegenstände in der Förderrichtung einwirkt
Somit kann ein Gegenstand unter dem Einfluß der
fördernden Druckmittelströmung bewegt und/oder weiterbefördert werden; er bleibt dabei dank der
Anordnung der weiteren Wirbelkammern in der beschriebenen vorteilhaften Weise gelagert.
Es ist zwar an sich bekannt, auf Gaspolstern gelagerte Gegenstände durch Druckmittelströme auch in einer
Förderrichtung anzutreiben (DE-PS 12 63 608, GB-PS 11 61 596, DE-AS 10 99 838), wobei auch der gesamte
tragende Druckmittelstrom zum Antrieb beitragen kann (CH-PS 3 53 942), doch handelt es sich dabei nicht
um die beschriebenen besonders vorteilhaften Wirbelkammer-Lager.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Lager in Seitenansicht, Fig.2 einen Schnitt durch das Lager nach Fig. 1
entlang der Linie 2-2,
F i g. 3 eine Draufsicht auf das Lager nach Fig. 1,
Fig.4 eine perspektivische Teildarstellung einer anderen Ausführungsform eines Lager,
Fig. 5 eine Anwendungjmögliuhkeit des erfindungsgemäßen
Lagers,
Fig. 6 eine andere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Lagers.
F i g. 7 eine Lagerung mit zwei im Schnitt dargestellten erfindungsgemäßen Lagern,
Fig.8 eine Lagerung mit drei im Schnitt dargestellten
erfindungsgemäßen Lagern,
Fig.9 eine weitere Anwendungsmöglichkeit erfindungsgemäßer
L?.ger,
F i g. 10 einen Horizontalschnitt nach der Linie 29-29
der F i g. 9,
Fig. 11 einen Vertikalschnitt nach der Linie 30-30 der
Fig. 9,
Fig. 12 eine Teildraufsicht auf ein erfindungsgemäßes
Lager,
Fig. 13 einen Vertikalschnitt durch das Lager nach F i g. 3 und
Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch den dem Lager
nach F i g. 2 ähnliches erfindungsgemäßes Lager.
Die Fig. 1—3 zeigen ein schienenförmiges Lager 10
mit einer Vielzahl von in einer Förderrichtung Il (Fig. 1) hintereinander mit Abständen angeordneten
mit konkaven Lagerflächen 16 auf, die in ihrer Form
dem Umfang eines zu lagernden Gegenstandes 18,
beispielsweise eines Behälters, entspricht. Die Platte 14
ist auf einem Verteilerabschnitt 20 fest angeordnet, der
mit einer Sammelkammer 22 versehen ist, von der aus
unter Druck stehendes Gas jeder Wirbelkammer 12
zugeführt wird. Die Sammelkammer 22 ist beliebig mit
einer Druckgasquelle, z. B. einer Druckluftquelle, verbunden, und zwar über eine Leitung 24, die in F i g. 2
gezeigt ist
Wie am besten aus den Fig.2—4 ersichtlich, steht
jede einzelne Wirbelkammer 12 in Verbindung mit der Sammelkammer 22, und -/war mittels vierer senkrechter
Kanäle 25, die jeweils mit einer von vier tangential gerichteten Düsen 26 in Verbindung stehen, wodurch
das unter Druck stehende Gas im Bodenbereich der Wirbelkammer 12 eintritt und sich schraubenförmig
nach außen bewegt, wo es mit der Oberfläche des Gegenstands 18 in Berührung kommt, der sich dann im
Abstand zu der konkaven Lagerfläche 16 befindet. Die Kanäle 25 sind mit Berug auf den Druck und das
Volumen der Luft in der Sammelkammer 22 so bemessen, daß der Luftstrom in jeder Wirbelkammer 12
weitgehend unabhängig ist von Veränderungen der Durchflußmengen benachbarter Wirbelkammern. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das in Form eines Wirbelstroms aus jeder der Wirhelkammem
12 austretende Gas ein Gaskissen in dem Lagerspalt 28 zwischen dem Gegenstand 18 und der konkaven
Lagerfläche 16.
Infolge der Anordnung von vier Düsen 26 mit gleichen Umfangsabständen wird ein weitgehend
gleichförmiger Gaswirbelstrcm erzeugt, der keine Komponenten aufweist, die eine einseitige lineare
Bewegung des Gegenstandes 18 verursachen könnten. Um den Gegenstand 18 in der Förderrichtung 11
anzutreiben ist eine Antriebsdüse 30 vorgesehen, die sr ausgerichtet ist, daß eine von ihr abgegebene Druckmittelströmung
auf den Gegenstand 18 trifft und ihn in Richtung des Pfeils 11, d.h. im Sinne der F i g. 1 nach
rechts, treibt. Die Antriebsdüse 30 kann aus der Gasquelle gespeist werden, die auch die Wirbelkammer
12 speist, und der Antrieb kann nach Wunsch kontinuierlich oder impulsartig intermittierend erfolgen.
In ähnlicher Weise kann durch eine auf den Gegenstand 18 tangential einwirkende zweite Antriebsdüse
32 eine Drehbewegung des Gegenstandes erzeugt werden. Die Antriebsdüsen werden über steuerbare
Ventile 34 bzw. 35 gespeist, so daß die Antriebsleistung verändert werden kann.
Die LpgerschieTien 14 bestehen aus Abschnitten mit
Z-förmigen Enden, die, bei 36 in F i g. 3 gezeigt, dazu dienen, eine genaue Ausrichtung einander benachbarter
Abschnitte zu erreichen. Die Abschnitte sind gegossen oder stranggepreßt. Sie können mit dem Verteüerabschnitt
20 durch eine Reihe von Schrauben 38 mit in die Lagerflärhen 16 eingesenkten Köpfen verbunden
werden. Die Lagerfläche kann daher auch eben, konvex oder anders geformt sein.
Die Wirbelkummern können auch andere als kreisförmige Querschnitte haben; im allgemeinen wird
aber der kreisförmige Querschnitt bevorzugt.
Die hier beschriebene Lagersc'niene 14 ist normalerweise
stationär angeordnet, und die zu fördernden Gegenstände 18 bewegen sich auf ihr. Es ist aber auch
möglich, die Lagerschiene selbst an einem Körper zu so
befestigen, der seinerseits auf einem Luftkissen relativ zu einer Bodenfläche bewegt werden kann.
Vorzugsweise wird als Strömungsmittel zum Lagern wie auch zum Fördern Luft verwendet. Es können aber
natürlich auch andere Strömungsmittel verwendet werden, z. B. auch Flüssigkeiten oder Gemische wie
Aerosole oder Gase mit suspendierten Feststoffteilchen. Derartige wahlweise verwendbare Strömungsmittel
werden mit Vorteil eingesetzt, wenn die Wirbelkammern dazu benutzt werden, um gleichzeitig mit der
Förderung und Lagerung auch eine Bearbeitung oder Behandlung der gelagerten Gegenstände zu bewirken.
Derartige Bearbeitungen oder Behandlungen können in vorher festgelegten aufeinanderfolgenden Phasen
durchgeführt werden, und zwar beispielsweise durch einen Wechsel in der Art der in bestimmten Abschnitten
der Lagerschienen abgegebenen Strömungsmittel, so daß jeder einzelne Gegenstand auf seinem Weg entlang
der Förderschiene einer vorbeschriebenen Behandlung durch die verschiedenen Strömungsmittel unterworfen
wird. Auf diese Weise können beispielsweise behälterartige Gegenstände (18 in Fig. 1) Wandlungsvorgängen
verschiedenster Art unterworfen werden. Als Beispiele seien genannt Reinigung, Beizung, Herstellung von
Umwandlungsüberzügen, Oberflächenüberzügen, elektrostatische oder galvanische Abscheidung von Überzügen,
Erwärmen, Ausheizen, Trocknen, Kühlen, Abschrecken, Schmieren usw.
Fig.4 zeigt eine Ausführungsfon.1, bei der eine
Antriebsdüse zum Fördern des Gegenstandes 18 in Form einer Ausnehmung 40 im oberen Re"d der
Wirbelkammer 12 vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 40 wi.'d aus dem in die Wirbelkammer eintretenden
Gasstrom gespeist. Jede Unsymmetrie der in der Wirbelkammer bestehenden Wirbelströmung kann zum
EΓz^ugen einer zum Fördern des Gegenstandes
ausnutzbaren Antriebskraft herangezogen werden. gegebenenfalls auch in Kombination mit gesonderten
Antriebsdüsen wie die in Fig. 1 und 2 gezeigten Antriebsdüsen 30 und 32. Auf diese Weise kann man
zusätzlich zu dem Anheben und Lagern de^ Gegenstandes
noch weitgehend beliebige Bewegungen des Gegenstandes hervorrufen, insbesondere den Gegenstand
beschleunigen, verzögern, drehen, linear antreiben, linear vor- und zurückschwingen lassen, oder
anhalten.
F i g. 5 zeigt einen Teil einer Lagerschiene 102. auf der eine Vielzahl von Gegenständen 104, in diesem Fall
Behältern, beweglich gelagert ist. Diese Gegenstände werden in Richtung des Pfeils 105 der F i g. 5 um einen
bogenförmigen Abschnitt herum weitergefordert. der
etwa in einer Vertikalebene liegt. Um dabei die Gegenstände 104 sicher auf der Lagerschiene zu halten,
ist es im allgemeinen wünschenswert, die Wirbelkammern dort in geringeren Abständen zueinander
anzuordnen, um sicherzustellen, daß immer genügend Wirbelkammern mit jedem der Gegenstände 104 in
Wechselwirkung -tehen, um den betreffenden Gegenstand sicher zu halten.
F i g. 6 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der eine '.ag.-Tichiene 106 einen S-förmigen Abschnitt aufweist,
über welchen Gegenstände 108 gefördert werden.
Fig. 7 zeigt un Lager für einen zylindrischen Gegenstand 112, beispielsweise einen Behälter. Die
Förderrichtung ist senkrecht zur Papierebene zu denken. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu
einer Lagerschiene 110 eine zweite Lagerschiene 111 in
einem diametral gegenüberliegenden Oberflächenbereich des Gegenstandes 112 vorgesehen, u.id diese
zweite Lagerschiene 112 enthält ebenfalls eine Anord nung von in der Förderrichtung hintereinander angeordneten
Wirbe'kammern und bildet eine zweite Lagerfläche für den Gegenstand 112.
Fig. 8 zeigt eine der Fig. 7 ähnliche Anordnung, jedoch mit drei in gleichmäßigen Winkelabständen,
bezogen auf die Förderrichtung, um den gelagerten
Gegenstand 115 angeordneten Lagerschienen 114, von
denen jede eine Anordnung von in der Förderrichtung hintereinander angeordneten Wirbelkammern aufweist.
Lager der beschriebenen Art können auch im wesentlichen Bestandteil eines Linearmotors bilden.
Das ist in Fig.9—11 erläutert. Das dort dargestellte
Lager enthält zwei im wesentlichen flache einander gegenüberliegende Platten 118, die jeweils vier Wirbelkammern
120 aufweisen. Diesen wird unter Druck stehendes Strömungsmittel, z. B. Luft, von Vorkammern
122 aus zugeführt. Die sich gegenüberliegenden Seiten der Platten 118 bilden gegenüberliegende Lagerflachen
für einen zu lagernden und zu fördernden band- oder plattenförmigen Gegenstand 124. Durch die beiderseitigen
Wirbelkammern wird der Gegenstand im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Platten 118
gehalten. Wie Fig. 10 zeigt, sind die in den Wirbelkammorn \Ή\ oii(T*>rtrrln«itAn Di'lcon 1 9ft cn ntiQctr*rii^V\tf*t HoU
sich eine Antriebskomponente in Richtung des Pfeils 119 der Fig. 10 ergibt. Demgemäß kann man eine
kontinuierliche Bewegung des Bandes 124 in Richtung des Pfeils 119 hervorrufen, während das Band auf einem
im wesentlichen reibungslosen Strömungsmittelkissen gelagert ist. Das Band 124 kann endlos ausgeführt sein
und über Räder laufen, um die lineare Bewegung des Bandes in eine Drehbewegung umzuwandeln.
F i g. 12 und 13 erläutern eine Ausgestaltung, bei der mehrere Wirbelkammern 130 über eine verstellbare Drosseleinrichtung 140 mehr oder weniger weit gegen die Umgebung geöffnet werden können. Durch ein Zufuhrrohr 36 tritt ein unter hohem Druck stehendes Treib-Strömungsmittel, z. B. Luft, in ein Verteilerrohr 134 ein; es wird von dort aus durch Injektor-Treibmittelanschlüsse 138 in winklig angeordnete Düsen 128 hinein abgegeben; die dadurch in den Düsen 128 verursachte Injektor-Ansaugwirkung bewirkt das Ansaugen großer
F i g. 12 und 13 erläutern eine Ausgestaltung, bei der mehrere Wirbelkammern 130 über eine verstellbare Drosseleinrichtung 140 mehr oder weniger weit gegen die Umgebung geöffnet werden können. Durch ein Zufuhrrohr 36 tritt ein unter hohem Druck stehendes Treib-Strömungsmittel, z. B. Luft, in ein Verteilerrohr 134 ein; es wird von dort aus durch Injektor-Treibmittelanschlüsse 138 in winklig angeordnete Düsen 128 hinein abgegeben; die dadurch in den Düsen 128 verursachte Injektor-Ansaugwirkung bewirkt das Ansaugen großer
to Mengen von Umgebungsluft in die Düsen 128 und
dadurch die Abgabe eines beträchtlichen Strömlings· mittelstromcs in die Wirbclkammem 130. Die Umgebungsluft
tritt, durch einen Spalt ein. der zwischen einer verstellbaren Schiene 140 und den offenen äußeren
!■> linden der Wirbelkammern 130 gebildet wird. Die
Schienen 140 bilden den wesentlichen Teil einer verstellbaren Drosselemrichtung. Fs kann somit die
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angesaugten Umgebungsluft verstellt werden.
Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein
Gegenstand 142. z. B. ein Behälter, während seiner beweglichen Lagerung auf einem Abschnitt 144 einer
Lagersch^ne durch eine schneckenförmig herumgewikkelte
Induktionsspule 146 erwärmt werden kann, um während des Weiterbeförderns eine Wärmebehandlung,
einen Trocknungsvorgang oder dergleichen an dem Gegen* snd 142 durchführen zu können.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Hydro- oder pneumostatisches Lager mit von Druckmittel durchströmten! Lagerspalt, mit wenigstens
einer Aussparung in einer der Lagerflächen und tangentiaier Druckmittelzufuhr in die Aussparung,
wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangentiaier Druckmittelzufuhr durch die Kammerwand
neben dem Kammerboden ausgebildet ist, nach Patent 22 11913, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager eine Vielzahl von in einer Förderrichtung hintereinander angeordneten
Wirbelkammern (12) aufweist, und daß eine Druckmittelströmung auf zu fördernde Gegenstände in der
Förderrichtung einwirkt
2. Lager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebsdrüse (30; 40) zur Abgabe einer
treibenden Druckmittelströmung auf den zu fördernden Gegenstand (18).
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsdüse (40) in dem der
Lagerfläche (16) benachbarten Rand der Wirbelkammer (12) als Ausnehmung (40) vorgesehen ist.
4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lagern und
Fördern von zylindrischer. Gegenständen (18) die Wirbelkammern (12) in einer entsprechend gekrümmten
Lagerfläche ausgebildet sind.
5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
zweite Anordnung von in der Förderrichtung hintereinander angeordnet Wirbelkammern (110,
114, 118) mit Winkelabstand — bezogen auf die
Förderrichtung — zur erste1" Anordnung vorgesehen
ist.
6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung von Wirbelkammern
der ersten diametral gegenüberliegt und in einer zweiten Lagerfiäche vorgesehen ist (F i g. 7,9).
7. Lager nach einem der Ansprüche 1 —3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lagern und
Fördern bandförmiger flacher Gegenstände wenigstens je zwei Wirbelkammern (120) in einer ebenen
Lagerfläche in Förderrichtung hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet sind (F i g. 10).
8. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammern
(130) über eine verstellbare Drosseleinrichtung (140) mit der Atmosphäre verbindbar sind (F i g. 12).
9. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (140) eine den Boden
der Wirbelkammer (130) mehr oder weniger verschließende verstellbare Schiene aufweist.
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