DE3208280C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Traglager zum Transport und Hub von Schwerlasten auf einem Flüssigkeits­ polster, das durch Zuführen eines Druckfluids in einem Hohlraum eines Gehäuses erzeugt wird, mit einem im Hohl­ raum des Gehäuses angeordneten Kolben, der die Last trägt und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, wobei das Druck­ fluid unter den Kolben einleitbar ist, und mit einer zwischen dem Gehäuse und der Bodenfläche angeordneten ringförmigen Dichtung im Gehäuse.

Ein derartiges hydrostatisches Traglager zeigte die DE-OS 26 53 243. Die dabei zwischen druckmittelbetätigten Kolben und der Bodenfläche vorgesehenen Dichtringe werden über das Druckfluid an die Bodenfläche angepreßt, die Dichtringe ha­ ben etwa rechteckigen Querschnitt und bestehen aus einem Ma­ terial mit niedrigem Reibungswert. Leckverluste lassen sich dabei nicht vermeiden. Außerhalb der Hubvorrichtung sind drei Steuerventile vorgesehen, die als Dreiwegeventile aus­ gebildet sind und mit einem federbelasteten Spindelschaft an der Bodenoberfläche aufstehen. Auf diese Weise wird eine Art Dreipunktauflage geschaffen, mittels derer der Masseblock auf der gewünschten Höhe gehalten werden kann.

Die DE-OS 15 31 833 betrifft eine von einem Luftpolster ge­ tragene Gleitvorrichtung für schwere Lasten, bestehend aus einer bodenseitig offenen Platte, der Druckluft zuführbar ist, wobei die Plattenunterseite am Rand eine ringförmig geschlossene, federnd von der Platte abstehende Dichtungs­ einrichtung aufweist, die eine zur Achse der Vorrichtung weisende Lippe bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostati­ sches Traglager der eingangs geschilderten Art dahingehend zu verbessern, daß bei möglichst geringer Höhe des Trag­ lagers der Verbrauch an Fluid wesentlich reduziert wird, daß eine exakte Schmierung der Höhe des Lastzugs ermög­ licht wird und daß eine hohe Zuverlässigkeit und Sicher­ heit der Vorrichtung gewährleistet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch ge­ kennzeichneten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Einwirkung des Fördergutes auf die das Flüssigkeitspolster abgrenzende Ge­ häusedichtung wesentlich herabgesetzt. Daher kann ein elasti­ sches Dichtelement mit einer Dichtlippe eingesetzt werden, ohne daß sich der Flüssigkeitsverbrauch erhöht. Die bauliche Gestaltung der Dichtung kann wesentlich vereinfacht und die Tragkraft des Lagers erhöht werden, ohne dabei seine Baumaße zu vergrößern.

Durch die Anordnung eines Sperrventils wird es möglich, den Hohlraum, in dem das Flüssigkeitspolster erzeugt wird, im Ver­ laufe des Betriebs von der Speiseleitung abzuschalten, wodurch die Selbständigkeit des Lagers sichergestellt und seine Einsatzmöglichkeiten wesentlich erweiterbar sind.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein hydrostatisches Lager für eine Güter­ fördereinrichtung mit Flüssigkeitspolster in Seitenansicht und teilweisem Axialschnitt;

Fig. 2 axonometrisch eine Modifikation der Dichtung in teilweisem Axialschnitt;

Fig. 3 die Befestigung der Dichtung am Gehäuse;

Fig. 4 die Befestigung einer Dichtung mit C-förmigem Profil am Gehäuse;

Fig. 5 die Befestigung einer Dichtung mit Z-förmigem Profil am Gehäuse;

Fig. 6 ein anderes hydrostatisches Lager mit einer Fe­ der zwischen dem Kolben und dem Gehäuse, in Seitenansicht und teilweisem Axialschnitt;

Fig. 7 eine Befestigungsvariante der Druckfeder am Kolben im Schnitt VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 eine Befestigungsvariante der Druckfeder am Gehäuse, im Schnitt;

Fig. 9 ein weiteres hydrostatisches Lager mit einem Sperrventil, in teilweisem Axial­ schnitt;

Fig. 10 eine Modifikation des Sperrventils mit einem Gewindeendstück der Ventilspindel im Vertikalschnitt;

Fig. 11 die Flüssigkeitspolster-Güterfördereinrich­ tung, in der das erfindungsgemäße hydro­ statische Lager verwendet wird, im Vertikal­ schnitt.

Das hydrostatische Lager enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), das einen Hohlraum 2 zur Erzeugung des Flüssigkeitspolsters umschließt, sowie einen Kolben 3, der im Hohlraum 2 verti­ kalverstellbar angeordnet ist. Am Gehäuse 1 ist am Umfang des Hohlraums 2 eine Dichtung 4 starr befestigt, die das Flüssigkeitspolster umschließt. Der Kolben 3 besitzt eine separate Dichtung 5, welche zum hermetischen Abdichten des Spaltes zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 1 dient. Das erläuterte Lager enthält ferner einen Stutzen 6 zur Zuführung der Druckflüssigkeit zwecks Bildung des Flüssig­ keitspolsters. Als Druckflüssigkeit kann Wasser verwendet werden. Im Winter sind bei Minustemperaturen Frostschutz­ mittel, beispielsweise wäßrige Natriumchloridlösungen, Gefrierschutzmittel oder Mineralöle zu benutzen. Zwecks Verminderung der Reibung zwischen der Stützfläche 7 der Dichtung 4 und der Bodenfläche 8, auf der das hydro­ statische Lager bewegt wird, ist es zweckmäßig, als Druckflüssigkeit wäßrige Seifenlösungen beziehungsweise Mineralöle zu verwenden.

Die Bodenfläche 8 ist glatt und eben ohne Einbeulungen und Ausbauchungen. Bei einer genügenden Höhe des Flüssig­ keitspolsters sind geringe Verformungen der Boden- bzw. Tragfläche 8 zulässig. Als Bodenfläche 8 können Stahlbleche, Plaste, Betonplatten, Asphaltdecken u. dgl. dienen. Es können beispielsweise Stahlbleche mit einer Stärke von 3 mm verwendet werden, die auf einem beliebigen glatten und standfesten Fußboden bzw. auf einem vorhergehend ge­ stampften Boden verlegt sind. Es sind Verformungen der Blechoberfläche in einem Bereich von ±3 mm zulässig.

In Fig. 2 ist die einfachste Ausführungsform der Dichtung 4 mit einem an ihrer Stützfläche ausgebildeten und der Innen­ seite des Hohlraums zugekehrten ringförmigen Ansatz dar­ gestellt. Die Dichtung 4 kann aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen elastischen Material bestehen. In dieser Figur ist der ringförmige Ansatz 9 an der Innenfläche der Dichtung 4 anschaulich dargestellt. Am einfachsten kann eine solche Dichtung 4 durch Vulkanisation befestigt wer­ den, wozu in die Stirnfläche des Gehäuses 1 eine ring­ förmige Ausdrehung eingearbeitet ist (s. Fig. 3).

In Fig. 4 ist ein hydrostatisches Lager im Ausschnitt dar­ gestellt, dessen Dichtung mit einem weiteren ringförmigen Ansatz versehen ist, so daß sie ein C-förmiges Profil hat. Eine solche Dichtung wird mit Hilfe einer Flanschverbin­ dung 10 befestigt. Dabei ist an der Innenfläche des Ge­ häuses 1 ein Ringbund 11 ausgeführt, an den der obere ringförmige Vorsprung der Dichtung mit Hilfe der Flansch­ verbindung 10 angedrückt wird. Diese Dichtung ist schnell und einfach auszuwechseln.

Die Ausführung nach Fig. 5 weist zwei entgegengesetzt ausgerichtete ringförmige Ansätze 9 auf und hat ein etwa Z-förmiges Profil. Dabei ist der Ringbund 12, an den mit Hilfe der Flanschverbindung 10 der obere Ansatz 9 ange­ drückt wird, an der Außenfläche des Gehäuses 1 ausgebildet.

Zum Erhalt einer hohen Elastizität der Dichtung 4 sind die sich längs der Stützfläche erstreckenden ring­ förmigen Ansätze 9 keilförmig ausgeführt.

In Fig. 6 ist ein hydrostatisches Lager mit Anschlä­ gen zur Begrenzung der unteren Endstellung des Kolbens 3 gezeigt, die zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kolben 3 angeordnet sind. Das Lager weist einen Federungskörper mit einer oder mehreren Druckfedern 13 auf.

Der Anschlag nach Fig. 6 wird durch einen an der Innenfläche des Gehäuses 1 ausgebildeten Ring 11 sowie einen an der Außenfläche des Kolbens 3 befestigten Ring 14 gebildet. Eine oder mehrere Druckfedern 13 können zwischen diesen Ringen 11, 14 angeordnet sein. Möglich sind auch anders ausgeführte Anschläge, wenn bei Vorhandensein einer Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben die Anschläge als Vorsprünge am Kolben und Doppelvorsprünge an der Ge­ häuseinnenwand ausgebildet werden. Anstelle der letztge­ nannten Vorsprünge kann ein Ring 11 gemäß Fig. 6 ver­ wendet werden.

Die verschiedenen Ausführungen des erfindungsge­ mäßen Lagers sichern ein zuverlässiges Andrücken der Dichtung 4 an die Tragfläche 8 bereits im Anfangsstadium der Bildung des Flüssigkeitspolsters, wodurch der Flüssig­ keitsverbrauch und der für die Bildung des Flüssigkeits­ polsters nötige Zeitaufwand herabgesetzt werden. Die Druckfeder 13 kann als eine Schraubenfeder ausgebildet und so angeordnet werden, daß sie den Kolben 3 umfaßt. Falls das Lager große Abmessungen hat, werden zwischen den Bunden 11, 14 mindestens drei Druckfedern 13 in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Dabei können diese Federn als Blattfedern ausgebildet und sowohl am Bund 14 des Kolbens 3 (Fig. 7) als auch am Bund 11 des Gehäuses 1 (Fig. 8) befestigt sein.

In Fig. 9 ist ein hydrostatisches Lager mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Hubweges des Kolbens 3 dargestellt, die als ein Sperrventil 15 ausgeführt ist. (Zur besseren Anschaulichkeit ist es in einem vergrößerten Maßstab im Vergleich zum gesamten Lager gezeichnet.) Das Ventil 15 ist am Eintritt des am Kolben 3 befestigten und mit dem Hohlraum 2 über einen im Kolben 3 ausgebildeten Kanal 16 in Verbindung stehenden Stutzens 6 angeordnet. Ein Ventilglied 17 ist mit einer abgefederten Ventilspindel 18 verbunden, die in der Arbeitsstellung des Lagers mit einem am Gehäuse 1 angebrachten Anschlag 19 zusammenwirkt. Das Ventil sperrt nach der Bildung eines Flüssigkeits­ polsters von erforderlicher Höhe die Flüssigkeitszufuhr. Zur Höhenregelung des Flüssigkeitspolsters kann die Spin­ del 18 des Sperrventils 15 ein Gewindeendstück 20 auf­ weisen (Fig. 10).

In Fig. 10 sind auch der Einlaßstutzen 21 und der Auslaßstutzen 22 des Sperrventils 15 gezeigt. Bei der be­ schriebenen Lagermodifikation mit dem Sperrventil 15 wird das Flüssigkeitspolster in der erforderlichen Höhe auto­ matisch eingestellt. Da es nicht notwendig ist, eine ständige Verbindung zwischen dem Hohlraum 2 und der Speiseleitung aufrechtzuerhalten, ist eine Selbständigkeit des Lagers gegeben. Zu diesem Zweck wird zwischen dem Eintritt des Ventils 15 und der Speiseleitung ein Sperrventil ange­ ordnet (nicht gezeigt). Die Selbständigkeit des Lagers trägt in einem bedeutenden Maße zur Erweiterung seiner Einsatzmöglichkeiten bei.

In Fig. 11 ist eine Stückgut-Fördereinrichtung mit Flüssigkeitspolster gezeigt, in der erfindungsgemäße hydrostatische Lager eingebaut sind. Diese Einrichtung enthält einen Tragrahmen 23, unter dem die vorstehend beschriebenen, mit einer Druckflüssigkeitsquelle zur Er­ zeugung des Flüssigkeitspolsters verbundenen Lager an­ geordnet sind. Als Druckflüssigkeitsquelle kann ein Pump­ speicherwerk eingesetzt werden. Der Rahmen 23 ist im dargestellten Fall als Hohlkörper ausgeführt, der mit der zur Bildung des Flüssigkeitspolsters verwendeten Flüssig­ keit gefüllt wird. Gegebenenfalls kann der Rahmen 23 gleich­ zeitig auch als Pumpspeicherwerk, wodurch sich die Selb­ ständigkeit der Güterfördereinrichtung erhöht, dienen. In Fig. 11 sind Ventile 24 zur Steuerung der Druckflüssig­ keitszuführung zu den hydrostatischen Lagern schematisch dargestellt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen hydrostatischen Lager der Flüssigkeitspolster-Güterfördereinrichtung be­ steht in folgendem.

Das hydrostatische Lager wird auf der Tragfläche 8 unter das Fördergut gebracht. Dabei befindet sich der Kolben 3 in der unteren Endstellung und drückt das Gehäuse 1 mit der Dichtung 4 über die Druckfedern 13 an die Tragfläche 8 an (s. Fig. 6, 9). Der Einlaufstutzen 21 des Sperr­ ventils 15 ist über ggf. ein Ventil (in der Zeichnung nicht gezeigt) mit der Druckleitung verbunden, über welche die Druckflüssigkeit in den Kanal 16 gedrückt wird. Die Druckflüssigkeit hebt den Kolben 3 mit dem Fördergut an, wobei zwischen der unteren Basis des Kolbens 3 und der Tragfläche 8 ein am Umfang durch die Dichtung 4 und das Gehäuse 1 umschlossenes Flüssigkeitspolster (Fig. 1) ge­ bildet wird. Nachdem das Fördergut auf die vorgegebene Höhe gehoben ist, wird die Zuführung der Flüssigkeit in den Hohlraum 2 durch Ansprechen des Absperrgliedes 17 des Ventils 15 selbsttätig eingestellt. Danach schaltet man die Druckleitung vom Sperrventil 15 ab. Das hydro­ statische Lager ist nun zur Güterbeförderung einsatz­ bereit, wobei der Flüssigkeitsdruck im Hohlraum 2 eine elastische Verformung des unteren ringförmigen Ansatzes 9 der Ringdichtung 4 bewirkt, was auch bei angehobenem Kol­ ben 3 eine gute Abdichtung zur Bodenfläche 8 also einen geringen Flüssigkeitsverbrauch zur Folge hat. Nachdem das Fördergut zum Bestimmungsort befördert ist, läßt man die Flüssigkeit aus dem Hohlraum 2 ab, infolgedessen der Kolben 3 allmählich absinkt und seine untere End­ (Ausgangs-)-Stellung einnimmt (Fig. 6).

Die Betriebsweise der Flüssigkeitspolster-Güterförder­ einrichtung, in welcher das erfindungsgemäße hydrostati­ sche Lager Verwendung findet, besteht darin, daß der hohle Rahmen 23 vor der Inbetriebsetzung mit Druckflüssigkeit und Druckgas gefüllt wird.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagers in Güterfördereinrichtungen gestattet es, ihre Tragkraft zu erhöhen, ohne hierzu die Abmessungen und die Maße dieser Einrichtungen vergrößern zu müssen. Das erfindungsgemäße Lager unterscheidet sich von den be­ kannten analogen Einrichtungen durch die baumäßige Ein­ fachheit sowie eine einfache Befestigung der das Flüssig­ keitspolster umschließenden Dichtung. Dies bietet die Möglichkeit, im Verlaufe des Betriebs ausgefallene Dichtungen ohne Schwierigkeiten auszuwechseln. Die bau­ lichen Besonderheiten des Lagers bewirken seinen Be­ dienungskomfort.

Claims (9)

1. Hydrostatisches Traglager zum Transport und Hub von Schwerlasten auf einem Flüssigkeitspolster, das durch Zuführen eines Druckfluids in einen Hohlraum eines Ge­ häuses erzeugt wird,

• - mit einem im Hohlraum des Gehäuses angeordneten Kolben, der die Last trägt und gegenüber dem Gehäuse abge­ dichtet ist, wobei das Druckfluid unter den Kolben einleitbar ist, und
• - mit einer zwischen dem Gehäuse und der Bodenfläche angeordneten ringförmigen Dichtung im Gehäuse,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die im Gehäuse (1) befestigte ringförmige Dichtung (4) mit einer von dem Druckfluid gegen die Bodenfläche (8) angepreßten Dichtlippe (9) versehen ist, und
• - daß zur Begrenzung und Dämpfung der unteren Endstellung des Kolbens (3) federnde Anschläge (13, 19) vorgesehen sind.

2. Traglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (4) in eine ringförmige Nut des Gehäuses (1) einvulkanisiert ist (Fig. 3).

3. Traglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (4) einen C-förmigen Querschnitt aufweist und auf einem vom Gehäuse (1) nach innen vorstehenden Ring (11) mittels einer Flanschverbindung (10) festge­ spannt ist (Fig. 4).

4. Traglager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (4) einen Z-förmigen Querschnitt auf­ weist und auf einem außen am Gehäuse (1) ausgebildeten Ringbund (12) mittels einer Flanschverbindung (10) fest­ gespannt ist (Fig. 5).

5. Traglager nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Anschläge aus zumindest einer Druck­ feder (13) bestehen (Fig. 6-8).

6. Traglager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (2) zwischen der Oberseite des Ringes (11) und der Unterseite (14) des Kolbens (3) drei gleich­ beabstandete Druckfedern (13) angeordnet sind (Fig. 6-8).

7. Traglager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Kolbenhubs ein Sperrventil (15) vorgesehen ist, das am Eintritt eines Stutzens (6) zur Druckflüssigkeitszuführung in den Hohlraum (2) angeordnet ist und ein Absperrglied (17) aufweist, das mit einer abgefederten Ventilspindel (18) verbunden ist, die mit einem Anschlag (19) zum Schließen des Sperrventils (15) nach der Bildung eines Flüssigkeits­ polsters von erforderlicher Höhe zusammenwirkt.

8. Traglager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Ventilspindel (18) durch eine Schraub­ vorrichtung (20) einstellbar ist (Fig. 10).