DE2514051A1

DE2514051A1 - Luftlager

Info

Publication number: DE2514051A1
Application number: DE19752514051
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Langenbeck
Original assignee: TRANSINTOP
Current assignee: Kollmorgen Corp
Priority date: 1975-03-29
Filing date: 1975-03-29
Publication date: 1976-10-07
Also published as: DE2514051C3; DE2514051B2

Description

Luftlager Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftlager als Planluftlager zur Verschiebung von Lasten ausgebildet, dessen ebene Lagerplatte nach der Lagerauflage hin in der Führungsbahn Tragtaschen aufweist, die mit Druckluft beschickt einen abhängig von Last und Druckluft-Druck einstellbaren Lagerspalt zwischen Lagerauflage und Lagerplatte gewährleistet.
Bei derartigen Planluftlagern soll die Verschiebung der Last so erfolgen, daß auch große Lasten sehr genau positioniert, bzw. arretiert und wieder angefahren werden können. Dabei muß die genaue Positionierung ohne Beeinflussung durch rattern bei der Verschiebung oder andere störende Effekte erfolgen. Bei den bisher bekannten Ausführungen werden diese Führungen durch mechanische Halterungen und Niederhaltungen erreicht. Wegen dieser genauen Führungen und Niederhaltungen ist es dann notwendige Aufnahmetische und Aufnahmevorrichtungen vom eigentlichen Lagerelement weg-zu-führen. Dadurch ergeben sich Kippmomente die auf die Genauigkeit der Führung einen negativen Einfluß haben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Niederhaltung in einer Ebene ohne mechanische Niederhalteelemente auszubilden, wobei zusätzliche Führungen vermieden werden müssen. In einfachster Form wäre eine derartige Niederhaltung eine entsprechend große Belastung. Diese Belastung ist aber unzweckmäßig wegen der variablen Steife, bzw. des sich ändernden Luftdruckes im Luftspalt der zwischen Lagerauflage und Lagerplatte sich bildet.
Gemäß der Erfindung sollen also Niederhaltungen und Führungen verbessert bzw. vereinfacht werden, die bei in einer Richtung geführten Lagern offener oder halb offener Ausführung erforderlich sind.
Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß in der Ebene der Tragtaschen Hafttaschen angeordnet sind, die im Verhältnis zum Druck in den Tragtaschen Unterdruck aufweisen, z.B. durch Anschluß an eine Saugleitung.
Durch diese Maßnahme wird ein vollkommen neuer Weg beschritten. Dabei wird davon ausgegangen, daß z.B. magnetische Niederhaltungen nicht anwendbar sind, weil in der Regel die Lagerauflagen aus unmagnetischem Material, z.B. Granit bestehen. Magnetische Niederhaltungen müssen auch getrennt von den eigentlichen Tragtaschen hinsichtlich ihrer Haltekraft geregelt werden. Bei der vorliegenden Erfindung besteht aber die Möglichkeit, daß abhängig vom Druck in den Tragtaschen auch der Saugdruck in den Hafttaschen geregelt wird, dadurch ergeben sich vollkommen neue Möglichkeiten der Ausbildung derartiger Planluftlager.
Konstruktive Möglichkeiten bestehen darin, daß sich die Tragtaschen in der Nähe des Umfanges und die Hafttaschen in der Nähe der Mitte der Lagerplatte befinden.
Durch eine derartige Anordnung erreicht man, daß die aus den Tragtaschen abströmende Druckluft die sich im Lagerspalt befindet, nach der Mitte hin zugeführt und dort abgesaugt wird.
In dieser Beziehung ist es wesentlich, daß eine Hafttasche viele Tragtaschen zugeordnet sind.
Eine konstruktiv einfache Ausbildung einer Hafttasche ergibt sich dadurch, daß die Hafttasche eine durchgehende flache Nut ist, welche Dichtungen am Umfang der Lagerplatte aufweist, während die Tragtaschen als längliche Ausnehmungen ausgebildet sind.
Um die Halte- bzw. Haft- und Tragkraft aufeinander abzustimmen ist es möglich, daß die Trag- bzw. Hafttasche mit der Druck- bzw. Saugseite eines Kompressors verbunden ist.
Um zu erreichen, daß die Fördermenge stets etwas größer ist als die Saugmenge, d.h. also daß tatsächlich ein tragender Luftdruck vorhanden ist, ist es bei der genannten Ausführung wichtig, daß in der Saugleitung des Kompressors ein Bypass-Ventil angeordnet ist.
Eine weitere Möglichkeit ist es, daß die Saugleitung für die Hafttasche mit der Unterdruckseite eine Venturi-Düse verbunden ist, deren Druckseite in einem Abzweig der Druckluft der Tragtaschen liegt.
Vollkommen andere Anwendungsmöglichkeiten bei derartigen Planluftlagern ergeben sich dadurch, daß die Trag- und Hafttaschen in beliebiger Lage zum Schwerpunkt der Lagerplatte angeordnet sind.
Durch diese Maßnahme kann man eben die Haft und Tragkraft der Haft- bzw. Tragtaschen so zueinander ausbilden, daß auch das Gewicht der Lagerplatte von der Hafttasche mitgetragen wird, wenn z.B. sich die Lagerauflage oberhalb der Tragplatte befindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierzu weitere Erfindungsmerkmale hervor.
Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Lagerplatte mit ihr der Lagerauflage zugekehrten Seite nach oben gezeichnet.
Fig. 2 zeigt schematisch die Lagerplatte mit Lagerauflage und Kompressor.
In der Zeichnung ist die Lagerplatte 1 mit Tragtaschen 2 und einer großen von den Tragtaschen 2 umgebenen Hafttasche 3 dargestellt. Die Hafttasche 3 wird hierbei von einer flachen Nut 4 gebildet, die am Umfang der Lagerplatte 1 durch Dichtungsflächen 5 abgeschlossen ist. In der Hafttasche 3 ist eine mit der Saugleitung verbundene Saugöffnung 6 angeordnet.
Die Tragtaschen 2 weisen mit der Druckleitung verbundene Druckluftöffnungen 7 auf. Die Pfeile 8 deuten den Austritt der in Pfeilrichtung 9 zugeführten Druckluft an, die Pfeile lo weisen in Absaugrichtung auf die Saugöffnung 6 hin, wobei die in die Hafttasche 3 gelangende Luft in Pfeilrichtung 6 abgeführt wird. Die Tragtaschen können dabei ebenfalls ähnlich wie die Hafttasche von durchgehenden Bohrungen 11 gebildet, wobei die Tragtaschen 2 als Ausnehmungen dann z.B. durch fräsen mit Finger-Fräsern hergestellt werden.
In der Fic. 2 bezeichnen die gleichen Kahlen die gleichen TEile. Dabei sind in der Fig. 1 schematisch Verbindungsleitungen 12 von der Druckluftzuführung bei 9 zu den einzelnen Tragtaschen angedeutet und eine Verbindungsleitung 13 von der Hafttasche 3 zu dem Austritt bei 10. Die Bohrungen 11 sind selbstverständlich an ihren Austrittsstellen mit druckluftdichten Nippel verschlossen.
In der Fig. 2 ist die Lagerauflage 14 die z.B. Granit, d.h.
ein unmagnetisches Material ist dargestellt. Der Fig. 2 ist ferner auch der Lagerspalt 15 zu entnehmen, welcher das Druckluftpolster für die Lagerplatte 1 bildet, auf die dann in Pfeilrichtung 16 die Last einwirkt. In Pfeilrichtung lo wird dann die Luft von der Saugleitung 17 abgesaugt die mit der Druckleitung 18 zugeführt wurde. Ein Bypass-Ventil 19 sorgt dafür, daß auf der Druckseite 20 des vorzugsweise Drehkolbenkompressors 21 mehr Luft zuströmt als von der Saugleitung 17 weggefördert wird. Durch das Bypass-Ventil 19 wird nämlich Luft in Pfeilrichtung 22 noch abgeführt. Die Saugseite 23 des Kompressors kann nun im Verhältnis zur Druckseite 20 beliebig eingestellt werden.
Selbstverständlich könnten auch für die Druckseite und die Saugseite getrennte Kompressoren verwandt werden oder eine Venturi-Düse. Wesentlich ist immer nur, daß man sogar selbst regelnd abhängig von der Last eine konstant bleibende Steifigkeit, d.h. ein Druckpolster im Lagerspalt 15 einstellen kann.
Die Erzeugung der Haftung auf pneumatischem Weg bietet demnach die Möglichkeit einen einfachen Steuerkreis aufzubauen, dadurch daß der gleiche Kompressor verwendet wird zur Aufwendung von Saug- und Druckleistung. In diesem geschlossenen System kann bei einmal eingestellter Fördermenge und Saugmenge das Lager auf Einhaltung eines konstanten Spiels bei variabler Last eingestellt werden.
Selbstverständlich kann das Vakuum anstatt einer Einzeltasche auch vielen kleinen Taschen zugeführt werden die man entsprechend den gewünschten Haftstellen der Lagerplatte anordnen kann.
Das Gleichgewicht zwischen Tragkraft und Haftkraft kann demnach durch die Pump- bzw. Saugleistung sowie durch in den Leitungen angebrachte Ventile in beliebiger Weise und in willkürlicher Weise eingestellt werden. Hierbei ist es besonders von Interesse das Gleichgewicht so zu regulieren, daß ein möglichst enger, d.h. bekanntlich sehr steifer Luftspalt erzielt wird. Dies ist bei Spaltdicken von 2 bis 3# in idealer Weise der Fall. Demnach kann man also ein Gleichgewicht zwischen Druckleistung und Saugleistung zur Einstellung des Luftspaltes bzw. zur Einstellung der Lagersteife erreichent eine Möglichkeit die bisher nicht vorhanden war.
Die Erzeugung Druck leistung und Saugleistung kann grundsätzlich mit dem gleichen Kompressor erfolgen. Membrankompressoren zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß sie sowohl drücken als auch saugen können. Dabei ist es jedoch erforderlich, daß auf der Saugseite ein Bypass-Ventil derart angeordnet wird, daß die Fördermenge stets etwas größer ist als die Saugmenge. Die Einstellung erfolgt kontinuierlich unter Berücksichtigung der erwünschten Lagersteifen. Es können aber auch getrennte Kompressoren und Saugpumpen verwendet werden. Schließlich besteht die Möglichkeit mit lediglich einer Pressluftleitung auf die Weise auszukommen, daß zur Erzeugung eines Unterdruckes eine umgekehrte Venturi-Düse verwendet wird. Eine solche Düse wird z.B. bei Industrie-Robotern-Greifarmen verwendet um mit Hilfe von Saugnäpfen Gegenstände zu befördern.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche uftlager1. Luftlager als Planluftlager zur Verschiebung von Lasten ausgebildet, dessen ebene Lagerplatte nach der Lagerauflage hin in der Führungsbahn Tragtaschen aufweist, die mit Druckluft beschickt einen abhängig von Last und Druckluft-Druck einstellbaren Lagerspalt zwischen Lagerauflage und Lagerplatte gewährleisten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Ebene der Tragtaschen Hafttaschen angeordnet sind, die im Verhältnis zum Druck in den Tragtaschen Unterdruck aufweisen z.B.

durch Anschluß an eine Saugleitung.
2. Luftlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sich die Tragtaschen in der Nähe des Umfanges und die Hafttaschen in der Nähe der Mitte der Lagerplatte befinden.
3. Luftlager nach Anspruch 1 - 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß einer Hafttasche viele Tragtaschen zugeordnet sind.
4. Luftlager nach Anspruch l - 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Hafttasche eine durchgehende flache Nut ist, welche Dichtungen am Umfang der Lagerplatte aufweist, während die Tragtaschen als längliche Ausnehmungen ausgebildet sind.
5. Luftlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Trag- bzw. Hafttaschen mit der Druck- bzw. Saugseite eines Kompressors verbunden sind.
6. Luftlager nach Anspruch 1 und 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß in der Saugleitung des Kompressors ein Bypass-Ventil angeordnet ist.
7. Luftlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Saugleitung für die Hafttaschen mit der Unterdruckseite eines Venturi-Rohres verbunden ist, dessen Druckseite in einem Abzweig der Druckluftleitung zu den Tragtaschen liegt.
8. Luftlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Trag- und Hafttaschen in beliebiger Lage zum Schwerpunkt der Lagerplatte angeordnet sind.