DE2264828C3 - Hydro- oder pneumostatisches Lager - Google Patents
Hydro- oder pneumostatisches LagerInfo
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Description
Das Haupipalcnl betrifft ein hydro- oder pnciimosialisches
Lager mit von Druckmittel durchsirömieni
Lagerspalt, mit wenigstens einer Aussparung in einer der l.agcrflächcn und tangentialer Druckmittelzufuhr in
die Aussparung, wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangeniialer Druckmillclzufuhi durch die
Kammerwand neben dem Kammerboden ausgebildet ist.
Das im llauptpatcnt beschriebene Lager dient zum
rcibungsiirmen berührungsfreien Lagern von Gegenständen
und hai den Vorteil, daß das Lager an ',einem
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 auch zum Bewegen und Fördern von Gegenständen einzurichten.
in Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelösi mit
einem Lager nach dem Hauptpatem, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lager eine Vielzahl von in
einer Fördcrrichtung hintereinander angeordneten Wirbelkammer!) aufweist, und daß eine Druckmittelströmung
auf zu fördernde Gegenstände in der F'örderrichtung einwirkt.
Somit kann ein Gegenstand unter dem Einfluß der
fördernden Druckmittelströmung bewegt und/oder wciterbefördert werden; er bleibt dabei dank der
Anordnung der weiteren Wirbelkummern in der beschriebenen vorteilhaften Weise gelagert.
Es ist zwar an sich bekannt, auf Gaspolstern gelagerte
Gegenstände durch Druckmiitclsiröme auch in einer
Förderrichtung anzutreiben (DE-PS 12 63 608. GIi-PS
Il 61 5%, DE-AS 10 99 838), wobei auch der gesamte
tragende Druckmitielstrom zum Antrieb beilragen
kann (CH-PS 3 53 942). doch handelt es sich dabei nicht
um die beschriebenen besonders vorteilhaften Wirbelkammcr-Lager.
ίο Die Erfindung wird im folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
F i g. I ein Lager in Seitenansicht.
I ig. 2 einen Schnitt durch das Lager nach I"ig. I entlang der Linie 2-2,
F i g. 3 eine Draufsicht auf das Lager nach F ig. I.
F ig.4 eine perspektivisch:: Teildarsiellung einer
anderen Ausführungsform eines Lager.
Fig. 5 eine Anwendungsmöglichkeil des erfindungsgemäßen
Lagers.
Fig. 6 eine andere Anwcndungsmoglichkcil des
erfindungsgemäßen Lagers.
Fig. 7 eine Lagerung mit zwei im Schnitt dargestellten erfindungsgemäßen Lagern.
F ig. 8 eine Lagerung mit drei im Schnitt dargestellten
crfindungsgemiilk'n Lagern.
F ig. 9 eine weitere Anwendungsmöglichkeil erfindiingsgemäßer
Lager.
Fig. 10 einen Hnrizonlalschnilt nach der Linie 29-29
der F i g. 9.
Fig. 11 einen Veriikalschniti nach der Linie 30- JO der
F i g. 9.
Fig. 12 eine Teildraiifsichl auf ein crfindungsgcmäßes
Lager.
Fig. IJ einen Veriikalschniti durch das Lager nach
F i g. 3 und
I"ig. 14 einen Verlikalschniii durch t.\cn dem Lager
nach F i g. 2 ähnliches erfindungsgemäßcs I .;iger.
Die Fig. 1—3 zeigen ein schicnenformiges Lager 10
W) mit einer Vielzahl von in einer Fördcrrichiung 11
(fig. I) hintereinander mit Abständen angeordneten Wirbclkammcrn 12. I);is Lager IO weisi eine Platte 14
mil konkaven l.agerflächen 16 auf. die in ihrer Form
dem Umfang eines zu lagernden Gegenstandes 18.
b5 beispielsweise eines Hchälicrs. entspricht. Die Platte 14
ist auf einem Verteilerabschnilt 20 fest angeordnet, der
mit einer Sammelkammcr 22 versehen ist. von der aus
unter Druck stehendes Gas jeder Wirbelkammer 12
/»geführt wird. Die Sammelkammer 22 ist beliebig mit
einer Driickgasquelle, /.. B. einer Drueklufiquelle, verbunden,
und zwar über eine Leitung 24, die in Fig.2
gezeigt ist.
Wie am besten aus den Fig.2—4 ersichtlich, steht ■>
jede ein/eine Wirbelkammer 12 in Verbindung mit der Sammelkammer 22, und zwar 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 in Wirbelkammer 12 eintritt und sich schraubenförmig
nach aul3en bewegt, wo es mit der Oberfläche des Gegenstands 18 in Berührung kommt, der sieh dann im
Abstand zu der konkaven Lagerfläche 16 befindet. Die Kanüle 25 sind mit Bezug auf den Druck und das
Volumen der Luft in der Sanimelkammer 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 Wirbclstroms aus jeder der Wirbelkammern
12 austretende Gas ein Guskissen in dem l.agerspalt 28
zwischen dem Gegenstand 18 und der konkaven
Lagerfläche 16.
Infolge der Anordnung von vier Düsen 26 mit >·-, gleichen Umfangsabständen wird ein weilgehend
gleichförmiger Gaswirbclstrom erzeugt, der keine Komponenten aufweist, die eine einseilige lineare
Bewegung des Gegenstandes 18 verursachen könnten. Um den Gegenstand 18 in der Förderriehlung 11 jo
anzutreiben ist eine Antriebsdüse JO vorgesehen, die so ausgerichtet ist. daß eine von ihr abgegebene Druckmitlelströmung
auf den Gegenstand 18 irifft und ihn in Richtung des Pfeils II. d.h. im Sinne der Fig. I nach
rechts, treibt. Die Antriebsdüse 30 kann aus der r, Gasquelle gespeist werden, die auch die Wirbelkammer
12 speist, und der Antrieb kann nach Wunsch kontinuierlich oder impiilsartig intermittierend erfolgen.
In ähnlicher Weise kann durch eine auf ilen
Gegenstand 18 tangential einwirkende /weite Antriebs- 4»
düse 32 eine Drehbewegung des Gegenstandes erzeugt werden. Die Antriebsdüsen werden über steuerbare
Ventile 34 bzw. 35 gespeist, so dall die Antriebsleistung verändert werden kann.
Die l.agersehieneii 14 bestehen aus Abschnitten mit -r>
Z-förmigen Fnden. die. bei 36 in F i g. J gezeigt, dazu
dienen, eine genaue Ausrichtung einanJer benachbarter
Abschnitte zu erreichen. Die Abschnitte sind gegossen oder stranggepreßl. Sie können mit dem Verteilerabschnitt
20 durch eine Reihe von Schrauben 38 mit in die w l.agerflächen 16 eingesenkten Köpfen verbunden
werden. Die Lagerfläche kann daher auch eben, konvex oder anders j.eforml sein.
Die Wirbelkammcrn können auch andere als kreisförmige Querschnitte haben: im allgemeinen winl v,
aber der kreisförmige Querschnitt bevorzugt.
Die hier beschriebene Lagerschiene 14 ist normalerweise
stationär angeordnet, und die zu fördernden Gegenstände 18 bewegen sich auf ihr. Ls isl aber auch
möglich, die Lagerschiene selbst an einem Körper zu m>
befestigen, der seinerseits auf einem Luftkissen relativ zu einer Bodcnfläche bewegt werden kann.
Vorzugsweise wird als Strömungsmittel zum Lagern wie auch /um !'ordern Luft verwendet. Ls können aber
natürlich auch andere Strömungsmittel verwendet hr,
werden, z. B. auch Flüssigkeiten oder Gemische wie Aerosole »der Gase mit suspendierten Feststoffteilchen.
Derartige wahlweise vrr.vendbare .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 Fördersehiene einer vorbeschriebenen Behandlung durch die verschiedenen Strömungsmittel unterworfen
wird. Auf diese Weise können beispielsweise behältcrartige Gegenstände (18 in Fig. I) 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. Absehrecken,
Schmieren usw.
F i g. 4 zeigt eine Ausführungsfornv bei der eine
Antriebsdüse zum Fördern des Gegenstandes (8 in Form einer Ausnehmung 40 im oberen Rand der
Wirbelkammer 12 vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 40 wird aus dem in die Wirbelkammer eintretenden
Gasstrom gespeist. |ede Unsymmetrie der in der Wirbelkammer bestehenden Wirbelströmung kann zum
Erzeugen einer zum Fördern des Gegenstandes ausnutzbaren Antriebskraft herangezogen werden,
gegebenenfalls auch in Kombination mit gesonderten Antriebsdüsen wie die in Fig. I und 2 gezeigten
Anlriebsdüsen 30 und 32. Auf diese Weise kann man zusätzlich zu dem Anheben und Lagern des Gegenstandes
noch weitgehend beliebige Bewegungen des Gegenstandes hervorrufen, insbesondere den Gegenstand
beschleunigen, verzögern, drehen, linear antreiben,
linear vor- und zurückschwingen lassen, ocier anhalten.
F i g. 5 zeigt einen Teil einer Lagerschiene 102. ;nif der
eine Vielzahl von Gegenständen 104. in diesem Fall Behältern, beweglich gelagert ist. Diese Gegenstände
werden in Richtung des Pfeils 105 der Fig. 3 um einen
bogenförmigen Abschnitt herum wciiergcfördert. der etwa in einer Vertikalebene liegt. Um dabei die
Gegenstände 104 sicher auf der l.agerschiene <
J hallen, isl 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 stehen, um den betreffenden Gegenstand
sicher zu halten.
F i g. b zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der eine
l.agerschiene 106 einen S-förmigen Abschnitt aufweist, über welchen Gegenstände 108 gefördert werden.
Fig. 7 zeigi ein Lager für einen zylindrischen Gegenstand 112. beispielsweise einen Behälter. Die
Förderrichlung ist senkrecht zur Papierebene zu denken. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu
einer l.agerschiene IIO eine zweite l.agerschiene ItI in
einem diametral gegenüberliegenden Oberflächenbereich des Gegenstandes 112 vorgesehen, und diese
zweite l.agerschiene 112 enthält ebenfalls eine Anordnung von in der Förderrichtung hitiiemviatider angeordneten
Wirbelkammern und bildet eine zweite Lagerfläche für den Gegenstand 112.
I'i g. 8 zeigt eine .irr Fig. 7 ähnliche Anordnung,
jedoch mit drei in gleichmäßigen Winkelabsländen, bezogen auf die Förderrichlung, um den gelagerten
Gegenstand 115 angeordneten Lagerschienen 114. von
denen jede eine Anordnung von in der lörclerrichiiing
hiniereiniinder ungeordneten Wirbelkiimmern iitifweisi.
l.nger der beschriebenen Art können «inch im
wesentlichen Bestandteil eines Linearmotor* bilden. Pns ist in I·'ig. 9—11 erläutert. Das dort dargestellte
Lager enthält zwei im wesentlichen flache einander gegenüberliegende Planen 118. die jeweils vier Wirbel
kammern 120 aufweisen. Diesen wird unter Druck stehendes .Strömungsmittel, z. B. Luft, von Vorkammern
122 aus zugeführt. Die sich gegenüberliegenden Seilen der Platten 118 bilden gegenüberliegende l.agerfliichen
für einen zu lagernden und zu fördernden band- oder plattenförmigen Gegenstand 124. Durch die beiderseitigen
Wiibelkammern wird der Gegenstand im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Platten 118
gehalten. Wie Γ i g. 10 zeigt, sind die in den Wirbelkaminern
120 angeordneten Düsen 126 so ausgerichtet, dall
sich eine Aniriebskomponenie in Richtung des Pfeils
119 der I'ig. 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 Strönuingsmitielkissen
gelagert ist. Das Band 124 kann endlos ausgeführt sein und über Rader laufen, um die lineare Bewegung des
Bandes in eine Drehbewegung umzuwandeln.
I'ig. 12 und IJ erläutern eine Ausgestaltung, bei der
mehrere Wiibelkammern IiO über eine verstellen e
Drosseleinrichtung 140 mehr oder weniger weil gegen die Umgebung geöffnet werden können Durch ein
/ufuhrrohr 16 tritt ein unter hohem Druck stehendes
' Treib -Strömungsmittel. z.B. Luft, in ein Verteilerrohr
134 ein: es wird von dort aus durch Injektor- Treibmittel
anschlüsse IJ8 in winklig angeordnete Düsen 128 hinein
abgegeben: die dadurch in den Dusen 128 verursachte
Injckloi -Ansaugwirkung bewirkt d.is Ansaugen großer
ίο Mengen von Umgebiingsluft in die Düsen 128 und
dadurch die Abgabe eines beträchtlichen Sironiungs
mtltelstromes in die Wirbelkammern W). Die Hingehungsluft
tritt, durch einen Spalt ein. der zwisclun einer
verstellbaren Schiene 140 und ilen offenen äußeren
> Luden der Wirbelkammern MO gebildet wird. Die
Schienen 140 bilden den wesentlichen Ieil einer
verstellbaren Drosseleinrichtung. Ls kann sonnt die
Menge tier von den injektorartig wirkenden Düsen 128 angesaugten Umgebiingsluft verstellt werden.
->n I'ig. 14 zeigt eine Ausführtingsforni. bei der ein
Gegenstand 142. /. B. ein Behälter, während seiner
beweglichen Lagerung auf einem Abschnitt 144 einer Lagerschiene durch eine schneckenförmig hcriimgcw ik
kelle Induktionsspule 14h erwärmt wc ilen kann, um
2r> während des Weiterbeförderns eine Wärmebehandlung,
einen Trocknungsvorgang oder dergleichen an dem Gegenstand 142 durchrühren /u können.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Hydro- oder pneumostntisehcs Lager mit von
Druckmittel durchströmten! Lagerspalt, mit wenigstens einer Aussparung in einer der Uagerfliichen
und tangeniialer Druckmittelzufuhr in die Aussparung,
wobei die Aussparung als Wirbelkammer mit tangentialer Druckmittelzufuhr durch die Kammerwand
neben dem Kammerboden ausgebildet ist. nach Patent 22 Il 913, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager eine Vielzahl von in einer Förderrichtung hintereinander angeordneten
Wirbclkammern (12) aufweist, und daß eine Druckmitielströmung
auf zu fördernde Gegenstände in der Förderrichtung einwirkt.
2. Lager nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Antriebsdrüsc (30; 40) zur Abgabe einer
treibenden Druckmittclströmung auf den zu fördernden Gegenstand (18).
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antricbsdüse (40) in dem der
Lagerfläche (f6) benachbarten Rynd der Wirbelkammer
(12) als Ausnehmung (40) vorgesehen ist.
4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lagern und
Fördern von zylindrischen Gegenständen (18) die Wirbclkammern (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 angeordneten Wirbclkammcm (110,
114, 118) mit Winkclabstand — bezogen auf die
Förderrichtung — zur ersten A.nordnung vorgesehen ist.
6. Lager nach Anspruch 5. dad. rch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung von Wirbelkammern
der crst.cn diametral gegenüberliegt und in einer zweiten Lagerfläche vorgesehen ist (Fig. 7.9).
7. Lager nach einem der Ansprüche I —3 und 6. dadurch gekennzeichnet, dall zum Lagern und
Fördern bandförmiger flacher Gegenstände wenigstens je zwei Wirbelkammern (120) in einer ebenen
Lagerfläche in Fördcrrichiung hintereinander bzw.
nebeneinander angeordnet sind (F i g. K)).
8. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammcrn
(1.30) über eine verstellbare Drossclcinriehiung
(140) mit der Atmosphäre verbindbar sind (F ig. 12).
9. Lager nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Drossclcinrichtiing (140) eine den Hoden
der Wirbelkammer (130) mehr oder weniger verschließende verstellbare Schiene aufweist.
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