DE9417272U1

DE9417272U1 - Aerostatisches Führungselement für Luftlagerungen, insbesondere von Schlitten und Läufern von Planarantrieben

Info

Publication number: DE9417272U1
Application number: DE9417272U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2004-11-02

Description

Aerostatisches Führungselement für Luftlagerungen ,insbesondere von Schlitten und Läufern von Planarantrieben

Die Erfindung bezieht sich auf ein aerostatisches Führungselement für Luftlagerungen , insbesondere von linear oder in der Ebene bewegten Teilen von Geräten, Antrieben und Maschinen, gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Bei hochpräzisen Luftlagerungen, wie sie für bewegte Teile an feinmechanischen Präzisionsgeräten, z. B. Feinmeßgeräten oder auch planaren Antrieben, eingesetzt werden, kommt es vorallem darauf an, daß die durch die Düsen mit Luft versorgten Luftlager gleichmäßig tragen und daß die Luftpolster gleich dick sind. Dieses kann nur erreicht werden, wenn der Luftdurchsatz durch die einzelnen Düsen gleich ist.

Aus "wt-Zeitschrift für industrielle Fertigung", (1970), 10, Seiten 591 bis 597, bekannte aerostatische Führungselemente bestehen meist aus einer kreis- oder rechteckigen Planplatte, die mit einer oder mehreren Einströmöffnungen versehen ist, durch die Luft konstanten Drucks in den zwischen den einzelnen Elementen ausgebildeten Führungsspalt gepreßt wird (DD-PS 244 791). Um ein gleichmäßig ausgebildetes Luftpolster zwischen den Teilen einer Luftlagerung zu erzielen und somit eine hohe Führungsgenauigkeit zu erhalten, müssen an die Qualität der Düsen hohe Anforderungen gestellt werden. Dabei sind besonders die Maßhaltigkeit der Düsenbohrungen und deren Güte maßgebend, um ein gleichmäßiges Luftpolster, z. B. zwischen Stator und Läufer eines luftgelagerten Planarantriebes oder zwischen einem Schlitten und seiner Führung, zu erreichen.

In Wiemer, "Luftlagerungen", VEB Verlag Technik, Berlin 1969, Seiten 13 bis 16, sind Formen und Ausführungen luftgeschmierter Gleitlager beschrieben, bei denen besonders ausgestaltete Einströnnöffnungen benutzt werden. Insbesondere bei kleinen Einströmöffnungen haben sich Blenden bewährt, die in einer Bohrung dicht vor dem Eintritt des Luftstroms in dem Lagerspalt angeordnet sind. Diese Blende besteht aus einer Scheibe, vorteilhaft aus Bronzeblech, in welche das Loch eingestanzt ist. Diese Blende wird in eine Bohrung des Lagerkörpers eingesetzt und vorteilhaft verklebt. Dieses muß mit großer Sorgfalt erfolgen, um die empfindliche, dünne Scheibe nicht zu beschädigen. Der Arbeitsaufwand beim Einsetzen diese Blenden ist erheblich.

Weiterhin sind aus Wiemer, Seite 16, Gewindenippel mit zentraler Bohrung als Einströmöffnung bekannt Die Herstellung solcher Gewindenippel und die Abdichtung des Gewindes in der Bohrung des entsprechenden Führungselementes erfordert einen erheblichen Aufwand. Um ein gleichmäßiges Tragbild der Führung zu erzielen, müssen diese durchbohrten Gewindestifte entsprechend

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dem Istdurchmesser ihrer Bohrungen ausgewählt und kombiniert werden. Das ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausbildung der Düsen bei aerostatischen Führungselementen der genannten Art die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Herstellung zu vereinfachen und die Präzision solcher Führungselemente und Lagerungen zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des kennzeichnenden Teils des ersten Anspruches gelöst. In den weiteren Ansprüchen sind nähere Ausgestaltungen der entsprechend der Erfindung ausgeführten Führungselemente dargelegt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, die in großen Stückzahlen anfallenden und billig hergestellten Lagersteine für Uhren als Düsen für aerostatische Führungselemente von Luftiagerungen und Luftlagersysteme zu verwenden. Die Bohrungsdurchmesser dieser Steine werden in sehr engen Toleranzen billig hergestellt, wobei ein Ausmessen und Auswählen der für die Düsen geeigneten Steine wegen dieser engen Toleranzen überflüssig ist. Diese hochgenau hergestellten Düsen gewährleisten gleichmäßig gute Trageigenschaften der damit ausgestatteten Luftlagerungen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine in der Ebene bewegbares, Einströmöffnungen besitzendes Element,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Führungselement mit direkt eingesetztem Düsenstein und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Führungeselement mit Schraube.

Die in Fig. 1 stark vereinfacht dargestellte Luftlagerung umfaßt zwei relativ zueinander verschiebbare Elemente 1 und 2, wobei das eine Element 1 auf der dem anderen Element 2 zugewandten Planfläche 3 mindestens einen, in einer Bohrung 4 eingesetzten, mit einer Einströmöffnung 5 oder durchgängigen Bohrung versehenen Düsenstein 6 besitzt. In dieser Figur ist das eine Element 1 als Schlitten dargestellt, welcher auf dem als Grundplatte dargestellten anderen Element 2 in mehreren Koordinaten verschiebbar Ist. Die Bohrungen 4 stehen mit einem oder mehreren Luftkanälen 7 in Verbindung, welche wiederum mit einer Luftversorgungseinheit 8 verbunden sind. Als Düsensteine 5 können ansich bekannte Lagersteine, wie sie zur Lagerung von Wellen und Achsen von Uhren oder anderen feinmechanischen Geräten benutzt werden, eingesetzt werden.

Gemäß Fig. 2 ist im Element 2 ein mit der Einströmöffnung 5 versehener Düsenstein 6 direkt in der Bohrung 4 eingesetzt. Zur Fixierung des Düsensteines 6 kann ein Klebemittel eingesetzt werden. Auch durch eine Bördelung 12 des Bohrungsrandes kann eine Fixierung des Düsensteines 6 vorgenommen werden.

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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Führungseiement 2 mit in einer Bohrung 4 als weiterem Bauelement 11 eingesetztem Gewindestift, welcher durchbohrt ist und in welchem der Düsenstein 6 eingesetzt ist. Die Einströmöffnung 5 ist über die Bohrung 9 des Bauelementes 11 mit dem Luftkanal 7 verbunden.

Bei dem erfindungsgemäßen Führungselement überschreitet die freie, dem anderen, gegenüberliegenden Element 2 zugewandte Stirnfläche 10 des Düsensteines 6 das Niveau der Planfläche 3 des Elementes 1 nicht. Vorteilhaft ist, wenn die Stirnfläche 10 etwas zurückgesetzt ist und somit das Niveau der Planfläche 3 nicht erreicht.

Claims

Schutzansprüche

1. Aerostatisches Führungselement für Luftlagerungen, welche mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare Elemente umfassen, wobei eines der Elemente mit einer oder mehreren Eintrittsöffnungen für die Luft ausgerüstet ist, und wobei diese Eintrittsöffnungen auf einer der benachbarten Flächen der Elemente angeordnet und mit einer Luftzuführungseinheit verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß das eine der Elemente (1) auf der dem anderen Element (2) zugewandten Planfläche (3) mindestens einen, in einer Bohrung (4) oder Einsenkung direkt oder unter Zwischenschaltung mindestens eines weiteren Bauelementes (8) eingesetzten, mit einer Einströmöffnung (5) oder einer durchgängigen Bohrung versehenen Düsenstein (6) besitzt.

2. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Element (1) auf der besagten Planfläche (3) mindestens eine mit einem Luftkanal (7) verbundene Bohrung (4) besitzt, in welcher ein mit einer Düsenbohrung versehener Düsenstein (6) eingesetzt ist..

3. Führungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der mindestens einen Bohrung (4) des besagten einen Elementes (1) ein durchbohrtes weiteres Bauelement (11) angeordnet ist, in welchem der Düsenstein (6) eingesetzt ist.

4. Führungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Düsenstein (6) in der Bohrung (4) des besagten einen Elementes (1) oder im weiteren Bauelement (11) eingeklebt ist.

5. Führungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Düsenstein (6) in der Bohrung (4) des besagten einen Elementes (1) oder im weiteren Bauelement (11) durch eine Bördelung des betreffenden Bohrungsrandes befestigt ist.

6. Führungselement nach Anspruch 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet,

daß die freie, dem anderen gegenüberliegenden Element (2) zugewandte Stirnfläche (10) des Düsensteins (6) das Niveau der Planfläche (3) des besagten einen Elementes (1) nicht überschreitet.

7. Führungselement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Düsenstein (6) ein ansich bekannter, mit einer durchgängigen Bohrung versehener Uhrenlagerstein ist.

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8. Führungselement nach Anspruch 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Bauelement (11) ein zylindrischer oder Gewindestift ist, der in dem einen Element (1) eingesetzt ist.

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