DE4417122C2 - Auflagervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auflagervorrichtung mit einem Basisteil, das eine im we­ sentlichen rotationssymmetrisch geformte Ausnehmung zur Bildung einer ersten Auf­ lagerfläche aufweist, einem auf das Basisteil aufgelegten Kopfteil, das eine im we­ sentlichen an die Ausnehmung des Basisteils angepaßte, zweite Auflagerfläche auf­ weist, und wenigstens einem Kanal für ein unter Druck stehendes Fluid, der mit der Ausnehmung des Basisteils in Verbindung steht.

Eine derartige Auflagervorrichtung ist beispielsweise aus der DE 44 12 178 C2 be­ kannt. Bei der darin beschriebenen Lageranordnung ist eine Drehung der gelagerten oberen Platte ausschließlich um eine vertikale Achse senkrecht zur Platte möglich.

Weiterer Stand der Technik ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 92 03 519 U1 offenbart. Das genannte Gebrauchsmuster betrifft Auflagervorrichtungen, die geeig­ net sind, bestimmte Gegenstände, wie z. B. Lampenstrahler oder Lautsprecher in ei­ ner gewünschten Stellung auszurichten, da aufgrund der rotationssymmetrisch ge­ formten Auflagerflächen eine Verstellung des Kopfteils gegen das Basisteil um eine beliebige Achse möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auflagervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine eigenständige Bewegung des Kopfteils gegenüber dem Basisteil auf vielfältige Weise erzeugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Auflagervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß wenigstens in einer der bei­ den Auflagerflächen eine von der rotationssymmetrischen Form abweichende Ober­ flächenstruktur derart ausgebildet ist, daß bei Vorbeiströmen des Fluids eine Bewe­ gung des Kopfteils erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Auflagervorrichtung wird eine eigenständige Bewegung des Kopfteils gegen das Basisteil ermöglicht, da einerseits durch das in die Ausneh­ mung des Basisteils einströmende unter Druck stehende Fluid eine nahezu reibungs­ freie Lagerung des Kopfteils auf dem Basisteil geschaffen wird, und da weiter das einströmende und an der Auflagerfläche des Kopf­ teils vorbeiströmende Fluid aufgrund der Oberflächenstrukturen einen Impulsübertrag auf das Kopfteil bewirkt, so daß dieses in Bewegung versetzt wird. Somit kann lediglich durch Bereit­ stellen des unter Druck stehenden Fluids und gegebenenfalls durch eine geeignete Einstellung des Drucks die Bewegung des Kopfteils gegenüber dem Basisteil bei vorbestimmt ausgebildeten Oberflächenstrukturen eingestellt werden. Andererseits kann durch eine vielfältige Wahl der Oberflächenstrukturen eine ge­ wünschte Bewegung des Kopfteils erzielt werden. Beispielsweise können Dreh- oder Kippbewegungen oder kombinierte Dreh-Kipp- Bewegungen durch geeignete Wahl der Oberflächenstruktur reali­ siert werden. Da das Kopfteil lediglich auf das Basisteil auf­ gelegt ist und durch seine eigene Schwerkraft in der die erste Auflagerfläche des Basisteils bildenden Ausnehmung gehalten ist, eignen sich bevorzugt Materialien mit hohem spezifischem Gewicht, wie beispielsweise Gesteinsmaterialien, zur Ausbildung der Auflagervorrichtung. Insbesondere bei Verwendung von Ge­ steinsmaterialien tritt ein besonderer ästhetischer Effekt auf, so daß eine derartige Auflagervorrichtung besondere Einsatzmög­ lichkeiten auf dem künsterlich ästhetischen Gebiet findet, bei­ spielsweise bei der Anfertigung von Brunnen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Auflagervorrich­ tung Oberflächenstrukturen auf, die eine Vielzahl von radial und zugleich wenigstens abschnittsweise in einer gemeinsamen Vorzugsrichtung tangential verlaufende Furchen in der zweiten Auflagerfläche des Kopfteils und/oder der der ersten Auflagerfläche des Basisteils umfassen (Anspruch 2). Die radial und mit einer gemeinsamen Vorzugsrichtung tangential verlaufenden Furchen führen zu einer entsprechenden tangentialen Ablenkung des radial entlang der ersten Auflagerfläche strömenden Fluids, so daß durch den auf­ tretenden Impulsübertrag des Fluids auf die Furchen der zweiten Auflagerfläche eine Drehbewegung des Kopfteils auftritt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich der Massenschwerpunkt des Kopfteils im wesentlichen auf oder in der Nähe der Rotationssymmetrieachse und zwischen der zweiten Auflagerfläche und ihrem Radiusmittelpunkt, wodurch eine stabile aufrechte Lage des Kopfteils in der Ausnehmung des Basisteils erhalten wird (Anspruch 4). Eine Auslenkung des Kopfteils aus dieser stabilen Lage führt zu einer Pendelbewegung des Kopfteils.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 6 und 7 weisen die in die Ausnehmung des Basisteils tretenden Kanäle axial über die Auflagerfläche des Basisteils vorstehende Kanalabschnitte auf, an denen radial verlaufende Auslaßmündungen vorgesehen sind, wobei in der zweiten Auflagerfläche des Kopfteils eine oder mehrere entsprechende Ausnehmungen zur Aufnahme der axial vor­ stehenden Kanalabschnitte vorgesehen sind. Insbesondere bei Vorsehen eines drehbaren Kanalabschnitts entsprechend der Ansprüche 8 bis 11 mit einem drehbar gelagerten Rotor, der wenigstens einen radial abstehenden, hohlen, mit dem Fluidkanal in Verbindung stehenden Arm auf­ weist, ist es möglich, eine Kippbewegung des Kopfteils anzu­ regen, da durch geeignete Einstellung der Drehbewegung mit einer Umlaufperiode, die der Periode für die Pendelschwingung des Kopfteils entspricht, ein Resonanzverhalten zur Anregung der Kipp-Pendelbewegung des Kopfteils erzielt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind entsprechend Anspruch 12 und 13 in dem Basisteil zwei, im wesentlichen bezüglich der Rotationssymme­ trieachse der ersten Auflagerfläche einander gegenüberliegende, an der Auflagerfläche im Abstand mündende Fluidkanäle vorge­ sehen, deren Durchfluß steuerbar ist. Bei geeigneter Steuerung des Durchflusses, insbesondere bei wechselseitigem Öffnen und Schließen der Kanäle mit einer Periode entsprechend Anspruch 14 und 15, die der Schwingungs­ periode für die Kipp- bzw. Pendelbewegung des Kopfteils ent­ spricht, wird ein Resonanzverhalten geschaffen, mit der eine wirkungsvolle Anregung dieser Kippbewegung des Kopfteils aus­ gelöst wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in dem Basisteil eine bestimmte Anzahl von im Abstand zueinander an der ersten Auflagerfläche mündende Kanäle vorgesehen, und weiter sind in der zweiten Auflagerfläche des Kopfteils derart angeordnete Oberflächenstrukturen vorgesehen, daß eine kombi­ nierte Dreh- und Kippbewegung des Kopfteils erhalten wird. (Anspruch 16). Ins­ besondere bei Vorsehen von zwei im Abstand zueinander in die erste Auflagerfläche mündenden Kanälen sind in der zweiten Auf­ lagerfläche des Kopfteils drei radial und zugleich tangential verlaufende Furchen ausgebildet, die jeweils um ca. 120° be­ züglich der Rotationssymmetrieachse der zweiten Auflagerfläche versetzt sind. Dies schafft eine kombinierte Dreh- und Kippbe­ wegung, da aufgrund des rational gebrochenen Verhältnisses der Anzahl der Auslaßmündungen für das Fluid zu der Anzahl der Furchen in der zweiten Auflagerfläche bewirkt wird, daß bei An­ regung einer Drehbewegung aufgrund der eine Tangentialkompo­ nente aufweisenden Furchen bei bestimmten Lagen des Kopfteils gegenüber dem Basisteil nur einer der beiden Auslaßmündungen eine dem in radialer Richtung strömenden Fluid einen Widerstand bietende Furche gegenüberliegt, wodurch ein hoher Impulsüber­ trag von dem Fluid auf das Kopfteil erfolgt, während das aus der zweiten Auslaßmündung ausströmende Fluid in radialer Strö­ mungsrichtung auf keine Furche trifft und somit zu einem gerin­ geren Impulsübertrag auf das Kopfteil führt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstandes nach Anspruch 1 gehen aus den Unteran­ sprüchen (3, 5 und 17) hervor.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zeichnerisch darge­ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Auflagervor­ richtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß der Fig. 1, bei der das Kopf­ teil gegen das Basisteil geneigt ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Auflagervorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Basisteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Bodenansicht des Kopfteils gemäß der ersten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Basisteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Bodenansicht des Kopfteils gemäß der zweiten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Basisteil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Bodenansicht des Kopfteils gemäß der dritten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht auf das Basisteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine Bodenansicht des Kopfteils gemäß der vierten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 12 eine Draufsicht auf das Basisteil gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 13 eine Bodenansicht des Kopfteils gemäß der fünften Aus­ führungsform der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Auflagervor­ richtung jeweils in einer Seitenansicht gezeigt. Die Auflager­ vorrichtung umfaßt ein Kopfteil 1 und ein Basisteil 2, wobei am oberen Ende des Basisteils 2 eine rotationssymmetrisch geformte konkave Ausnehmung zur Bildung einer ersten Auflagerfläche 4 vorgesehen ist, in die eine am Kopfteil 1 ausgebildete ent­ sprechende konvexe rotationssymmetrische zweite Auflagerfläche 3 eingesetzt ist. In der Fig. 2 ist die in Fig. 1 gezeigte Auf­ lagervorrichtung mit gegen das Basisteil 2 verkipptem Kopfteil 1 dargestellt. Aufgrund der rotationssymmetrisch geformten, aneinander angepaßten ersten und zweiten Auflagerflächen 4 und 3 ist eine Verkippung des Kopfteils 1 gegen das Basisteil 2 in verschiedenen Richtungen möglich. Beispielsweise bei kugel­ förmigen Flächen für die erste und zweite Auflagerfläche 4 und 3 ist eine Verkippung des Kopfteils 1 gegen das Basisteil 2 um beliebige Achsen möglich. Bei zylinderförmiger Ausbildung der beiden Auflagerflächen 3 und 4 ist eine Drehbewegung des Kopf­ teils 1 gegenüber dem Basisteil 2 möglich, wobei die Drehachse mit der Zylinderachse zusammenfällt. Bei horizontal liegender Zylinderachse ist damit eine Kippbewegung des Kopfteils 1 gegen das Basisteil 2 gemäß der in der Fig. 2 dargestellten Art, mög­ lich, während bei vertikaler Zylinderachse eine Drehbewegung des Kopfteils 1 um eine vertikale Achse ohne eine zusätzliche Verkippbarkeit möglich ist.

In der Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Auflagervorrichtung mit dem Kopfteil 1 und dem Basisteil 2 ge­ zeigt. Das Kopfteil 1 weist in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise eine ästhetisch anspruchsvolle Gestaltung auf. Die zweite Auflagerfläche 3 am Kopfteil 1 besitzt im Quer­ schnitt die Form eines Kreisbogens mit einem Radius 12 und einem Radiusmittelpunkt 11, der auf einer vertikalen Achse 10 liegt. Ein Massenschwerpunkt 13 des Kopfteils 1 ist auf der vertikalen Achse 10 zwischen dem Radiusmittelpunkt 11 und der sphärisch gekrümmten zweiten Auflagerfläche 3 angeordnet. Da­ durch wird eine stabile aufrechte Lage des Kopfteils 1 in der ersten Auflagerfläche 4 geschaffen. Andererseits würde bei An­ ordnung des Massenschwerpunkts 13 oberhalb des Radiusmittel­ punkts 11 entlang der vertikalen Achse 10 ein instabiles Gleichgewicht erzeugt, das bei geringfügiger Verkippung des Kopfteils 1 aus der senkrechten Lage zu einem Drehmoment und damit gegebenenfalls zu weiterer Verkippung führen würde. Bei einem Versatz des Massenschwerpunkts 13 von der vertikalen Achse 10 wäre in der stabilen Lage das Kopfteil 1 in einer von der vertikalen Richtung abweichenden Ausrichtung angeordnet. Bei Verwendung eines Kopfteils 1 mit im wesentlichen homogener Dichteverteilung ist es möglich, die in der Fig. 3 gezeigte An­ ordnung des Massenschwerpunkts 13 durch geeignete Formgebung, beispielsweise durch Materialentfernung am oberen Ende des Kopfteils 1 zu erzielen. Der Massenschwerpunkt 13 des Kopfteils 1 könnte weiterhin durch unterhalb des Radiusmittelpunkts 11 an­ gebrachte Füllungen mit einem Material höherer spezifischer Dichte abgesenkt werden. Wenn beispielsweise als Material für das Kopfteil 1 Gesteinsmaterialien verwendet werden, eignen sich günstigerweise Bleifüllungen zur Anpassung des Schwer­ punkts 13. Ebenso könnten Füllungen mit einem Material geringerer Dichte an geeigneten Stellen zur Einstellung des Schwerpunkts 13 vorgesehen sein.

In dem Basisteil 2 sind in die die erste Auflagerfläche 4 bil­ dende konkave Ausnehmung mündende Kanäle 22 und 23 ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform münden die Kanäle 22 und 23 im Abstand zueinander in die erste Auflagerfläche 4. Die Kanäle 22 und 23 sind zueinander geneigt und stehen an ihrem unteren Ende mit einem gemeinsamen Kanal 21 in Verbindung. Durch den Kanal 21 wird ein einströmendes unter Druck stehendes Fluid in die beiden Kanäle 22 und 23 geleitet, das an den entsprechenden Mündungen an der ersten Auflagerfläche 4 austritt und in einen zwischen der ersten Auflagerfläche 4 und der zweiten Auflager­ fläche 3 vorhandenen Spalt eintritt. Das verwendete Fluid ist in Abhängigkeit von der Gestalt und dem Gewicht des Kopfteils 1 zu wählen. Wenn beispielsweise ein aus einem Gesteinsmaterial geformtes Kopfteil 1 verwendet wird, eignet sich in besonders günstiger Weise Wasser als Fluidstoff. Andererseits wären auch andere Fluidstoffe, insbesondere gasförmige Stoffe, wie Luft, sogar zur Lagerung von einem Kopfteil aus einem Gesteinsmate­ rial möglich. Bei leichteren Materialien, wie z. B. Styropor, für das Kopfteil 1, eignen sich auch unter Druck stehende Gase, wie z. B. Luft, als Fluidstoff. Der Druck des ausströmenden Fluids soll so bemessen sein, daß ein ununterbrochener Fluid­ film zwischen der ersten Auflagerfläche 4 und der zweiten Auf­ lagerfläche 3 geschaffen wird, d. h., daß die beiden Auflager­ flächen 3, 4 an keiner Stelle miteinander in Berührung stehen, wo­ durch die Reibungskraft zwischen dem Kopfteil 1 und dem Basis­ teil 2 erheblich verringert ist. Für das bereits genannte Bei­ spiel eines Kopfteils 1 aus Gesteinsmaterial und Wasser als Fluidstoff, dient als Faustregel, daß der Wasserdruck größer als das Produkt aus der Projektionsfläche der zweiten Auflager­ fläche 3 und der Schwerkraft des Kopfteils 1 ist.

Die Abzweigung der Kanäle 22 und 23 von dem Einlaßkanal 21 er­ folgt an einer den Kanal 21 an seinem oberen Ende abschließen­ den Kammer 24, in der eine Ventilvorrichtung 25 ausgebildet ist, um wahlweise einen der beiden Kanäle 22 oder 23 zu öffnen bzw. zu schließen. Die Ventilvorrichtung 25 besteht aus einer am oberen Ende der Kammer 24 im Gelenk 26 angelenkten Klappe. Zwei Elektromagnete 27 ermöglichen die wahlweise Stellung der Ventilklappe zum Öffnen bzw. Verschließen des gewünschten Kanals 22, 23. Wenn jeweils nur ein Kanal 22, 23 offen ist, wird ein einsei­ tiger Impulsübertrag von dem strömenden Fluid auf das Kopfteil 1 erzielt, wodurch ein Kippmoment erhalten wird. Anstelle von zwei Kanälen 22, 23 könnte eine beliebige Anzahl von Kanälen vorge­ sehen sein.

Anstelle eines Umschaltventils der in der Fig. 3 gezeigten Art wäre es auch möglich, jeweils in jedem der beiden Kanäle 22 und 23 getrennte, beispielsweise elektrisch betätigbare Ventile vorzusehen. Anstelle der elektrischen Betätigung durch die Elektromagneten 27 wäre es auch möglich, eine mechanische Be­ tätigung der Ventilklappe zu bewerkstelligen, indem bei­ spielsweise die Ventilklappe mit einer horizontalen, im Gelenk 26 angebrachten Achse verbunden wäre. Diese horizontale Achse könnte dann nach außen geführt sein für eine manuelle Betätigung der Ventilklappe, oder zum Anschluß an eine mechanische oder die Fluidströmung ausnützende Automatik.

Weiter ist in der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform eine Anschlagvorrichtung ausgebildet, die einen im wesentlichen ent­ lang der vertikalen Achse 10 am Basisteil 2 angeordneten, über die erste Auflagerfläche 4 vorstehenden Stift 28 und eine dem Stift 28 gegenüberliegende Ausnehmung 6 in der zweiten Auf­ lagerfläche 3 des Kopfteils 1 umfaßt. Die Ausnehmung 6 kann beispielsweise kreisförmig um die senkrechte Achse 10 ausge­ führt sein, so daß der Anschlag in jeder beliebigen horizon­ talen Richtung zu einem konstanten Kippwinkel führt.

Anstelle der gezeigten Anschlagvorrichtung wären auch andere Anschlagvorrichtungen denkbar, beispielsweise in Form einer entlang der vertikalen Außenflächen des Kopfteils 1 vorge­ sehenen vorspringenden Ringschulter, die bei maximaler Auslen­ kung zum Anschlag mit der spitzen Ringkante kommt, an der die erste Auflagerfläche 4 auf die vertikalen Seitenkanten des Basisteils 2 trifft. Andere mögliche Anschlagvorrichtung könn­ ten eine oder mehrere in der Vertikalstellung lose Seilverbin­ dungen zwischen dem Kopfteil 1 und dem Basisteil 2 beinhalten.

Weiter ist an der zweiten Auflagerfläche 3 des Kopfteils 1 eine Oberflächenstruktur 5 vorgesehen, die bei Vorbeiströmen des unter Druck stehenden Fluids zu einer Bewegung des Kopfteils 1 führt. Die Form und Funktion der Oberflächenstruktur 5 wird in bezug auf die folgenden Zeichnungen 4 bis 13 näher erläutert.

In den Fig. 4 und 5 ist jeweils eine Draufsicht auf das Basisteil 2 und eine Bodenansicht des dem in der Fig. 4 gezeig­ ten Basisteil 2 entsprechenden Kopfteils gezeigt. In dem Basis­ teil 2, das eine im Wesentlichen quadratische Form aufweist, ist die rotationssymmetrische Ausnehmung zur Bildung der kon­ kaven ersten Auflagerfläche 4 ausgebildet, in deren Mittelpunkt der Führungsstift 28 angeordnet ist. Die Auslaßmündungen der Kanäle 22 und 23 sind im Abstand zueinander und im wesentlichen symmetrisch zur Rotatationssymmietrieachse in der ersten Auf­ lagerfläche 4 ausgebildet. Bei aufgesetztem Kopfteil 1 strömt das aus den Mündungen der Kanäle 22 und 23 austretende Fluid in den Spalt zwischen der ersten Auflagerfläche 4 und der zweiten Auflagerfläche 3, der durch die hydraulische Hubkraft des unter Druck stehenden Fluids auf das Kopfteil 1 gebildet wird. Im weiteren Verlauf tritt das Fluid an dem radialen Rand der ersten Auflagerfläche 4 aus, während neues Fluid aus den Kanä­ len 22, 23 nachströmt.

Die in der Bodenansicht der Fig. 5 dargestellte zweite Auf­ lagerfläche 3 des Kopfteils 1 weist die kreisförmige, zentrisch angeordnete Ausnehmung 6 auf, die zusammen mit dem Führungs­ stift 28 einen Anschlag für die Kippbewegung des Kopfteils 1 auf dem Basisteil 2 bildet. In der eigentlichen Auflagerfläche 3 sind die Furchen 5 ausgebildet, die einen radialen und zu­ gleich in einer gemeinsamen Vorzugsrichtung tangentialen Ver­ lauf aufweisen. In der gezeigten Form ist eine Vielzahl von im wesentlichen geradlinig verlaufenden Furchen 5 gezeigt. Aufgrund der gemeinsamen Tangentialkomponente der Furchen 5 führt das aus den Auslaßmündungen der Kanäle 22 und 23 ausströmende, unter Druck stehende Fluid, das bei aufgesetztem Kopfteil 1 eine im wesentlichen radiale Strömungsrichtung in dem zwischen der ersten und zweiten Auflagerfläche 3, 4 gebildeten Spalt aufweist, zu einem Impulsübertrag auf das Kopfteil, da das in den Furchen 5 teilweise kanalisierte strömende Fluid seine Bewegungsrichtung, die anfänglich keine Tangentialkomponente besitzt, ändert. Bei der gezeigten, im wesentlichen gleichmäßigen Ausbildung von länglichen Furchen 5 mit einer gemeinsamen tangentialen Vor­ zugsrichtung führt daher das radial ausströmende Fluid zu einer Drehbewegung des Kopfteils 1 um eine vertikale Achse. Zur Er­ zielung dieser Drehbewegung ist es ausreichend, daß die Furchen 5 wenigstens abschnittsweise eine gemeinsame tangentiale Vorzugs­ richtung aufweisen. Anstelle von geradlinig ausgebildeten Furchen 5 könnten auch bogenförmig oder anderweitig geformte Furchen oder entsprechende Vorsprünge an der zweiten Auflager­ fläche 3 vorgesehen sein.

In den Fig. 6 und 7 ist eine zweite, die erste Ausführungs­ form weiterbildende Ausführungsform dargestellt. Zusätzlich zu der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform des Basisteils 2 ist nach der Fig. 6 ein Führungsstift 31 vorgesehen, der in eine in der zweiten Auflagerfläche 3 des Kopfteils 1 vorge­ sehene Führungsrille 32 bei aufgesetztem Kopfteil 1 eingreift. In der Fig. 7 ist die Führungsrille 32 als wellige, in sich ge­ schlossene Linie dargestellt. In Abhängigkeit von der gewünsch­ ten Bewegung kann die Führungsrille 32 auch eine andere Gestalt aufweisen. Da aufgrund des oben beschriebenen Effekts durch die Tangentialkomponente der Führungsrillen 5 eine Drehbewegung des Kopfteils 1 gegenüber dem Basisteil 2 angeregt wird, wird durch die zusätzliche Führung aufgrund der Führungsrille 32 eine weitere Bewegung des Kopfteils 1 geschaffen, die in der gezeigten Aus­ führungsform beispielsweise zu einem durch die Bandbreite der Führungsrille 32 begrenzten Nicken des Kopfteils 1 führt. Vor­ teilhafterweise ist die Führungsrille 32 poliert, um den Rei­ bungwiderstand des Führungsstifts 31 zu verringern. Der Füh­ rungsstift 31 weist vorteilhafterweise eine drehbar gelagerte Kugelspitze auf.

Neben der gezeigten Möglichkeit einer mechanischen Führung wäre es auch denkbar, zusätzliche mechanische oder elektromecha­ nische Vorrichtungen, beispielsweise innerhalb der Ausnehmung 6 vorzusehen, die entweder durch den Eigenantrieb aufgrund der Drehbewegung des Kopfteils 1 oder durch eine äußere elektro­ mechanische Anregung zu einer der Drehbewegung überlagerten zu­ sätzlichen Bewegung führen.

Eine Bewegung des Kopfteils 1 wäre auch durch mechanischen Ein­ fluß von außen möglich, z. B. durch einen tangential auftreffen­ den Wasserstrahl oder einen Luftstrom, z. B. in Form eines periodisch unterbrochenen oder oszillierenden Strahls, um die Kippbewegung anzuregen.

In den Fig. 8 und 9 sind jeweils eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Basisteils 2 und des zugeordneten Kopfteils 1 gezeigt. Gemäß der Fig. 8 weist die erste Auflager­ fläche 4 des Basisteils 2 radial und zugleich in einer gemein­ samen Vorzugsrichtung tangential verlaufende Führungsrillen 37 auf, die bewirken, daß das aus einer einzigen zentralen Aus­ trittsöffnung 35 austretende unter Druck stehende Fluid eine radiale und gleichzeitig tangentiale Strömungsrichtung auf­ weist. Das Fluid kann dabei aus der Austrittsmündung 35 in eine erste, zur Austrittsmündung 35 konzentrische Ausnehmung 36 strömen, von der die Furchen 37 ausgehen. Das dazu passende Kopfteil 1 weist in seiner Auflagerfläche 3 eine Oberflächen­ struktur auf, um einen erhöhten Strömungswiderstand und damit eine vermehrte Mitnehmkraft zu schaffen. Daher wird die tangen­ tiale Strömungskomponente des Fluids auf das Kopfteil 1 über­ tragen, das dadurch in Drehung versetzt wird. In der Fig. 9 ist als Beispiel eine rechteckige Ausnehmung 38 in der zweiten Auf­ lagerfläche 3 am Kopfteil 1 gezeigt, die zu einer Erhöhung des Strömungswiderstands führt. Es könnten jedoch auch andere Formen für die Ausnehmung 38 vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Kreuzes.

In den Fig. 10 und 11 ist jeweils eine Draufsicht auf das Basisteil 2 und eine Bodenansicht des Kopfteils 1 einer vierten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Während die gezeigte Auflagerfläche 3 des Kopfteils 1 gemäß der Fig. 11 sich nicht von dem in der Fig. 5 gezeigten Kopfteil 1 unterscheidet, weist das Basisteil 2 einen um die vertikale Achse 10 drehbaren, über die erste Auflagerfläche 4 vorstehenden Kanalabschnitt auf, an dem ein hohler, drehbarer Rotor 41 vorgesehen ist, der mit dem zentralen Fluidkanal 21 in Verbindung steht. An dem Rotor 41 sind zwei einander gegenüberliegende Arme 42 und 43 vorgesehen, die Auslaßmündungen für das unter Druck stehende Fluid aufweisen. An dem Rotorarm 42 ist eine tangentiale Auslaßmündung 45 und eine radiale Auslaßmündung 46 vorgesehen, während der Rotorarm 43 lediglich eine tangentiale Auslaßmündung 44 aufweist. Durch die beiden im gleichem Sinn bezüglich der Drehachse 10 ange­ ordneten tangentialen Auslaßmündungen 44 und 45 wird durch den Rückstoß des ausströmenden Fluids eine Drehbewegung des Rotors 41 verursacht. Die Flußwerte in dem Rotor 41 sind so ausgelegt, daß der Hauptauslaß des ausströmenden Fluids durch die radiale Öff­ nung 46 erfolgt. Somit verursacht der Rotor 41 einen periodisch sich drehenden radialen Fluidstrom um die vertikale Achse 10. Das einseitig radial ausströmende Fluid bewirkt eine entpre­ chende einseitige Mitnehmkraft an den Furchen 5 des Kopfteils 1, so daß ein entsprechend rotierendes Kippmoment auf das Kopf­ teil 1 ausgeübt wird. Wenn insbesondere die Umlaufdauer des Rotors 41 an die Schwingungsperiode für die Kipp- bzw. Pendel­ bewegung des Kopfteils 1 angepaßt ist, wird die Resonanzbedingung zur besonders effizienten Anregung einer derartigen Kippbe­ wegung des Kopfteils 1 erfüllt. Um eine besonders wirksame An­ regung der Kippbewegung durch die Anordnung gemäß der Fig. 10 mit dem Rotor 41 zu schaffen, wäre es vorteilhaft, den radialen Auslaß 46 für das unter Druck stehende Fluid an zwei einander gegenüberliegenden Stellen der Kreisbahn des Rotors 41 einzu­ schränken bzw. zu schließen und an um 90° dazu versetzten Stellen maximal zu öffnen, um eine Vorzugsrichtung für die Pen­ delbewegung des Kopfteils 1 festzulegen. In der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsform wird das Kopfteil 1 zusätzlich zur gewünschten Kippbewegung noch eine Drehbewegung ausführen, so daß insgesamt eine komplizierte resultierende Bewegung des Kopfteils 1 erhalten wird.

Eine weitere Ausführungsform der Auflagervorrichtung ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt, die jeweils eine Draufsicht auf das Basisteil und eine Bodenansicht des Kopfteils 1 zeigen. In dem Basisteil 2 sind innerhalb der Auflagerfläche 4 zwei Kanäle 51 und 52 angeordnet, die im Abstand zueinander und symmetrisch bezüglich der vertikalen Achse 10 an der ersten Auflagerfläche 4 münden. Wie durch die beiden Pfeile dargestellt ist, schaffen die beiden Mündungen der Kanäle 51 und 52 einen radialen Fluid­ strom. Das gegenüberliegende Kopfteil 1 weist in seiner zweiten Auflagerfläche 3 drei radial und zugleich tangential verlaufen­ de Furchen 53, 54 und 55 auf, die jeweils um ca. 120° zuein­ ander versetzt sind. Die gezeigte Anordnung mit einer Anzahl von Auslaßmündungen für das Fluid, die zu der Anzahl von als Angriffsfläche dienenen Furchen 53, 54, 55 in er zweiten Auflagerfläche 3 unterschiedlich ist, beispielsweise in einem gebrochen ratio­ nalen Verhältnis, insbesondere 2 zu 3, bewirkt eine kombinierte Dreh- und Kippbewegung des Kopfteils 1. Wenn in einer bestimm­ ten Stellung des Kopfteils 1 über dem Basisteil 2 einer der beiden Auslaßmündungen, z. B. 51, in radialer Richtung eine Furche in der zweiten Auflagerfläche 3 folgt, so steht dem radialen Fluidstrom aus dieser Auslaßmündung 51 ein erhöhter Strömungswiderstand mit einhergehendem erhöhtem Impulsübertrag entgegen. Gleichzeitig erfährt der radiale Fluidstrom aus der gegenüberliegenden Auslaßmündung 52 keinen erhöhten Widerstand, da keine der Furchen 53, 54, 55 in der zweiten Auflagerfläche 3 den radia­ len Strömungsweg des Fluids aus dieser Auslaßmündung 51 kreuzt.

Daher wird ein einseitiges Kippmoment bei gleichzeitigem Dreh­ moment in dieser Stellung geschaffen. Bei nachfolgender Drehung des Kopfteils 1 gegen das Basisteil 2 wird diese Situation umge­ kehrt, wenn eine Furche 53, 54, 55 in den Bereich der radialen Strömung aus der zweiten Auslaßmündung 52 kommt, wobei in dieser Stel­ lung die radiale Fluidströmung aus der ersten Auslaßmündung 51 einen demgegenüber verringerten Widerstand erfährt. Dadurch wird bei im Mittel gleichem anhaltenden Moment für die Drehbe­ wegung ein umgekehrtes Kippmoment geschaffen. Durch geeignete Anordnung der Auslaßmündungen für die Fluidkanäle bzw. der Furchen in der zweiten Auflagerfläche 3 und/oder durch geeigne­ tes Einstellen des Fluiddrucks und der daraus resultierenden Strömungsgeschwindigkeit mit einem entsprechenden Impulsüber­ trag auf das Kopfteil 1 ist es möglich, das Abwechseln des Kippmoments an die Schwingungsdauer für die Kipp- bzw. Pendel­ bewegung des Kopfteils 1 anzupassen.

Anstelle der in den Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführungs­ formen wäre es auch möglich, drei um jeweils 120° versetzte Auslaßmündungen an der ersten Auflagerfläche 4 des Basisteils 2 vorzusehen, denen zwei oder vier einander gegenüberliegende radial tangential verlaufende Furchen in der zweiten Auflager­ fläche 3 gegenüberstehen. In Abhängigkeit von der gewünschten Eigenbewegung wäre eine entsprechende andere Gestaltung der in der zweiten Auflagerfläche 3 ausgebildeten Oberflächenstruktur im Zusammenspiel mit den Auslaßmündungen an der ersten Auf­ lagerfläche 4 möglich.

Die im vorhergehenden in bezug auf verschiedene Ausführungs­ formen gezeigte Auflagervorrichtung eignet sich in besonders guter Weise für einen Brunnen, der aufgrund der Eigenbewegung des Kopfteils eine besonders interessante und attraktive Er­ scheinung bildet. Insbesondere wäre es denkbar, einen Brunnen mit mehreren erfindungsgemäßen Auflagervorrichtungen zu bilden.

Bei Reduzierung der Kippbewegung des Kopfteils mittels Ventil­ steuerung wäre es insbesondere bei einem Brunnen vorteilhaft und ästhetisch ansprechend, eine mechanische Steuerung des in der Fig. 3 gezeigten Umschaltventils mittels einer äußerlich angebrachten "Wasserwaage" vorzunehmen. Eine solche Wasserwaage könnte beispielsweise aus einem waagrecht angeordneten Balken bestehen, der um eine horizontale Achse in einem gewissen Win­ kelbereich kippbar ist. An den Enden des Balkens wären Gefäße zur Aufnahme von Wasser vorgesehen, wobei das jeweils oben­ stehende Gefäß im Weg des abfließenden Wassers angeordnet sein sollte, so daß es gefüllt wird, während in der unteren Stellung das Wasser aus den Gefäßen ausfließen sollte. Durch die Ge­ wichtserhöhung des obenstehenden Balkenendes aufgrund des ge­ sammelten Wassers würde ein Umkippen der Balkenstellung er­ zeugt. Dadurch könnte eine periodische Kippbewegung des Balkens erzeugt werden, die über eine entsprechende Mechanik auf die Ventilsteuerung des Umschaltventils 25 nach der Fig. 3 über­ tragbar wäre. Durch geeignetes Anpassen der Größe der Sammel­ gefäße wäre eine Resonanzeinstellung möglich.

Claims (17)

1. Auflagervorrichtung mit
einem Basisteil (2), das eine im wesentlichen rotationssymmetrisch geformte Ausneh­ mung zur Bildung einer ersten Auflagerfläche (4) aufweist,
einem auf das Basisteil (2) aufgelegten Kopfteil (1), das eine im wesentlichen an die Ausnehmung des Basisteils (2) angepaßte, zweite Auflagerfläche (3) aufweist, und
wenigstens einem Kanal (22, 23, 44, 45, 46, 51, 52) für ein unter Druck stehendes Fluid, der mit der Ausnehmung des Basisteils (2) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einer der beiden Auflagerflächen (3, 4) eine von der, rotationssymmetrischen Form abweichende Oberflächenstruktur (5, 37, 53, 54, 55) derart ausgebildet ist, daß bei Vorbeiströmen des Fluids eine Bewegung des Kopfteils (1) erfolgt.

2. Auflagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflä­ chenstruktur eine Vielzahl von radial und zugleich wenigstens abschnittsweise in einer gemeinsamen Vorzugsrichtung tangential verlaufende Furchen (5, 37, 53, 54, 55) in der zweiten Auflager­ fläche (3) des Kopfteils (1) und/oder der ersten Auflagerfläche (4) des Basisteils (2) umfaßt.

3. Auflagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Auflagerfläche (4, 3) jeweils im wesentlichen Kugeloberflächen mit gleichem Krümmungsradius (12) sind.

4. Auflagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Mas­ senschwerpunkt (13) des Kopfteils (1) im wesentlichen auf oder in der Nähe der Rotati­ onssymmetrieachse und zwischen der zweiten Auflagerfläche (3) und ihrem Radiusmit­ telpunkt (11) befindet.

5. Auflagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einer der beiden Auflagerflächen (3, 4) eine Führungsnut (32) vorgesehen ist, in die ein an der gegenüberliegenden Auflagerfläche (4, 3) vorgesehener Führungsstift (31) eingreift.

6. Auflagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kanäle (22, 23, 45, 51, 52) für das unter Druck stehende Fluid radial verlaufende Auslaß­ mündungen an der ersten Auflagerfläche (4) aufweisen.

7. Auflagervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß­ mündungen an axial über die erste Auflagerfläche (4) des Basisteils (2) vorstehenden Kanalabschnitten vorgesehen sind, wobei in der zweiten Auflagerfläche (3) des Kopf­ teils (1) eine oder mehrere entsprechende Ausnehmungen (6) zur Aufnahme der axial vorstehenden Kanalabschnitte vorgesehen sind.

8. Auflagervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorste­ hende Kanalabschnitt drehbar ist.

9. Auflagervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Kanalabschnitt einen drehbar gelagerten Rotor (41) mit wenigstens einem radial abste­ henden hohlen, mit dem Fluidkanal in Verbindung stehenden Arm (42) aufweist.

10. Auflagervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (42) an seinem radialem Ende eine radiale Hauptauslaßdüse (46) und eine tangentiale Neben­ auslaßdüse (44, 45) für das unter Druck stehende Fluid aufweist.

11. Auflagervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen und tangentialen Auslaßdüsen (44, 45, 46) des Rotors (41) derart dimensioniert sind, daß eine Drehbewegung erhalten wird, deren volle Umlaufperiode im wesentlichen der Dauer einer Kippschwingung des Kopfteils (1) entspricht.

12. Auflagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Basisteil (2) wenigstens zwei an der ersten Auflagerfläche (4) im Abstand mündende Kanäle (22, 23) vorgesehen sind, deren Durchfluß steuerbar ist.

13. Auflagervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Ventile (25) zur Steuerung der Durchflußrate in den jeweiligen Kanälen (22, 23) vorgesehen sind.

14. Auflagervorrichtung nach 13, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (25) als Umschaltventil vorgesehen ist, das wahlweise einen der beiden Kanäle (22, 23) verschließt wäh­ rend der andere Kanal offen ist.

15. Auflagervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ stellvorrichtung vorgesehen ist, mit der eine periodische Öffnungsdauer jeweils eines der beiden Kanäle (22, 23) auf die halbe Schwingungsdauer einer Kippbewegung des Kopfteils (1) anpaßbar ist.

16. Auflagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Basisteil (2) eine bestimmte Anzahl von im Abstand zueinander an der ersten Auflagerfläche (4) mündende Kanäle (22, 23; 51, 52) vorgesehen sind, und daß in der zweiten Auflageroberfläche (3) des Kopfteils (1) derart ange­ ordnete Oberflächenstrukturen (5, 53, 54, 55) vorgesehen sind, daß eine kombinierte Dreh- und Kippbewegung des Kopfteils erhalten wird.

17. Auflagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zueinander angepaßten, im wesentlichen rotationssymmetri­ schen Auflagerflächen (3, 4) einen Rotationssymmetriepunkt außerhalb der Flächen (3, 4) auf­ weisen, um den eine Drehbewegung des Kopfteils (1) gegenüber dem Basisteil (2) möglich ist.